具有金屬外觀的熱塑性多層膜的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有金屬外觀的熱塑性多層膜 發(fā)明人：肯尼斯? E ?西塞克，T ? J ?菲什，蒂姆?拉羅克祖伊和R ? W ?弗雷澤發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體上涉及層壓的多層熱塑性膜。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及多層膜，其中一個(gè) 膜層實(shí)質(zhì)上未被著色且另一個(gè)膜層實(shí)質(zhì)上被著色。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及熱塑性膜 的垃圾袋，這些垃圾袋具有被層壓在一起以形成一個(gè)多層垃圾袋的一個(gè)外袋和一個(gè)內(nèi)袋兩 者。 相關(guān)摶術(shù)的說(shuō)明
[0002] 眾多消費(fèi)和包裝產(chǎn)品是由低成本、可彎曲的熱塑性膜制成。多層膜可以提供優(yōu)于 單層膜的改進(jìn)的物理特性，然而它們可能具有更高的材料和加工成本，這可能比在物理特 性方面的額外益處更重要。由于金屬顏料的成本高，形成具有一種金屬外觀的膜可能增加 額外成本。對(duì)于以明確需要以存在明確的需求。適合于廣泛范圍的用途的成本提供具有一 種改進(jìn)的金屬外觀和改進(jìn)的性能的熱塑性多層膜。 發(fā)明的簡(jiǎn)要概沭
[0003] 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式以用于形成垃圾袋的設(shè)備和方法解決了本領(lǐng)域中的一個(gè)或多 個(gè)問(wèn)題，這些垃圾袋具有一個(gè)外袋和一個(gè)內(nèi)袋，具有增加的強(qiáng)度、減少的材料總量和獨(dú)特的 外觀。具體來(lái)說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式使這些袋具有一種獨(dú)特的金屬樣子外觀。 附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0004] 當(dāng)結(jié)合附圖來(lái)閱讀以下說(shuō)明性實(shí)施例的描述時(shí)，熟練的業(yè)內(nèi)人士將容易領(lǐng)會(huì)上述 方面和其他方面，在這些圖中：
[0005] 圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)膜層通過(guò)MD嚙合輥冷拉伸 的一個(gè)示意圖；
[0006] 圖1B示出了一個(gè)熱塑性膜共同通過(guò)沿圖1的圓圈1B截取的圖1A的嚙合輥以形 成一個(gè)冷拉伸的膜層的一個(gè)放大視圖；
[0007] 圖2示出了通過(guò)圖1A的嚙合輥形成的一個(gè)冷拉伸的熱塑性膜的一個(gè)視圖；
[0008] 圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)熱塑性膜層通過(guò)TD嚙合輥 冷拉伸的一個(gè)示意圖；
[0009] 圖3B示出了一個(gè)熱塑性膜通過(guò)沿圖3A的圓圈3B截取的圖3A的橫向方向嚙合輥 以形成一個(gè)冷拉伸的膜層的一個(gè)放大視圖；
[0010] 圖4示出了通過(guò)圖3A的嚙合輥形成的一個(gè)冷拉伸的熱塑性膜層的一個(gè)視圖；
[0011] 圖5A示出了通過(guò)圖1A的嚙合輥形成的一個(gè)多層經(jīng)層壓的熱塑性膜的一個(gè)視圖；
[0012] 圖5B示出了通過(guò)圖1A的嚙合輥形成的另一個(gè)多層經(jīng)層壓的熱塑性膜的一個(gè)視 圖；
[0013] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的用于通過(guò)將冷拉伸的能受應(yīng)變 網(wǎng)絡(luò)賦予到膜中來(lái)形成一個(gè)結(jié)構(gòu)松緊帶樣膜（SELF)的一組嚙合輥的一個(gè)示意圖；
[0014] 圖7示出了通過(guò)圖6的嚙合輥形成的一個(gè)多層、冷拉伸的、層壓的熱塑性膜的一個(gè) 視圖；
[0015] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的包括冷拉伸的能受應(yīng)變網(wǎng)絡(luò)的 一個(gè)熱塑性膜的一個(gè)視圖；
[0016] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的包括冷拉伸的能受應(yīng)變網(wǎng)絡(luò)的 另一個(gè)熱塑性膜的一個(gè)視圖；
[0017] 圖10示出了通過(guò)圖1A和3A兩者的嚙合輥形成的一個(gè)多層膜的一個(gè)視圖；
[0018] 圖11示出了一個(gè)冷拉伸的且層壓的多層垃圾袋的一個(gè)視圖；
[0019] 圖12示出了具有一個(gè)拉帶的一個(gè)冷拉伸的且層壓的多層垃圾袋的一個(gè)視圖；圖 1A-1F是具有一個(gè)拉帶的一個(gè)熱塑性袋的透視圖；
[0020] 圖13示出了一個(gè)層壓的多層膜的一個(gè)截面視圖；
[0021] 圖14A示出了一個(gè)層壓的多層膜的一個(gè)截面視圖；
[0022] 圖14B示出了一個(gè)層壓的多層膜的一個(gè)截面視圖；
[0023] 圖14C示出了具有一種直線粘合模式的14B的層壓的多層膜的一個(gè)透視圖；以及
[0024] 圖14D示出了具有一種點(diǎn)粘合模式的14B的層壓的多層膜的一個(gè)透視圖。 詳細(xì)說(shuō)明
[0025] 現(xiàn)將參考這些圖式，其中相同數(shù)字貫穿各圖指代相同部分。為易于描述，本發(fā)明的 組件以法線（豎直）操作位置描述，且參照這一位置使用如上部、下部、水平、頂部、底部等 的術(shù)語(yǔ)。然而，應(yīng)理解，體現(xiàn)本發(fā)明的組件可能以除所述位置之外的一個(gè)取向被制造、儲(chǔ)存、 運(yùn)輸、使用以及銷(xiāo)售。
[0026] 示出本發(fā)明的組件的圖式展示了已知的并且將被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員識(shí)別的一 些常規(guī)機(jī)械元件。這些元件的詳細(xì)描述對(duì)于理解本發(fā)明為非必需的，且因此僅在對(duì)于有助 于理解本發(fā)明的新穎特點(diǎn)所必需的程度上呈現(xiàn)在此。
[0027] 在此所引用的所有公開(kāi)、專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)（無(wú)論上文或下文）均以其全文通過(guò)引 用結(jié)合在此，達(dá)到就像每一單獨(dú)的公開(kāi)、專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)專(zhuān)門(mén)并且單獨(dú)地指示為通過(guò)引用 結(jié)合一樣的程度。
[0028] 如在此和權(quán)利要求書(shū)中使用的，術(shù)語(yǔ)"包括（comprising) "是包括性或開(kāi)放式的并 且不排除另外的未引用的元素、組成成分、或者方法步驟。因此，術(shù)語(yǔ)"包括"涵蓋更具限制 性的術(shù)語(yǔ)"主要由...組成"和"由...組成"。
[0029]除非在此另有說(shuō)明或者與上下文明確地相矛盾，在描述本發(fā)明的上下文中（尤其 是在以下權(quán)利要求書(shū)的上下文中）使用術(shù)語(yǔ)"一種"（a/an)和"該"以及類(lèi)似指代物應(yīng)被解 釋為既覆蓋單數(shù)也覆蓋復(fù)數(shù)。除非另外指出，術(shù)語(yǔ)"包括"、"具有"、"包含"以及"含有"應(yīng)被 解釋為開(kāi)放性術(shù)語(yǔ)（即，是指"包括（但不限于）")。在此引證數(shù)值的范圍僅旨在用作單獨(dú) 地提及每個(gè)單獨(dú)的數(shù)值落在該范圍內(nèi)的速記的方法，除非在此另有說(shuō)明，并且每個(gè)單獨(dú)的 數(shù)值被結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中就像它被單獨(dú)地在此引證一樣。在此描述的所有方法可以按任何 適當(dāng)順序進(jìn)行，除非在此另有說(shuō)明或另外與上下文明顯矛盾。在此提供的任何的和所有的 實(shí)例、或示例性語(yǔ)言（例如，"如"）的使用，僅旨在更好地闡明本發(fā)明，并且除非另有聲明， 不對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制。本說(shuō)明書(shū)中的語(yǔ)言不應(yīng)被解釋為表示任何未提出權(quán)利要求的 元素對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施是必不可少的。
[0030] 除非另有定義，在此使用的所有技術(shù)與科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù) 人員通常理解的相同含義。盡管在本發(fā)明的實(shí)踐中可以使用與在此所述的方法和材料類(lèi)似 或等效的許多方法和材料，但是在此描述了優(yōu)選的材料和方法。
[0031] 如在此所用，術(shù)語(yǔ)"取向"是指一個(gè)聚合物膜內(nèi)的分子組織，即，分子相對(duì)于彼此的 取向。類(lèi)似地，將分子安排的"取向"或方向性賦予膜的過(guò)程是指聚合物被熔融并且不呈固 態(tài)形式的過(guò)程。一個(gè)其中取向過(guò)程用于賦予膜以所希望的特性的實(shí)例包括制造流延膜，其 中更高M(jìn)D拉伸特性被實(shí)現(xiàn)。取決于膜是通過(guò)流延制成為一個(gè)平坦膜還是通過(guò)吹塑制成為 一個(gè)管狀膜，取向過(guò)程采用實(shí)質(zhì)上不同的程序。這涉及由通過(guò)兩種常規(guī)膜制造方法（流延 和吹塑）制成的膜所具有的不同物理特性。總體上，吹塑膜傾向于具有更大硬度和韌性。 相比之下，流延膜通常具有更大膜透明度和厚度與平坦度的均勻性的優(yōu)點(diǎn)，總體上允許使 用更寬范圍的聚合物并且產(chǎn)生一個(gè)更高品質(zhì)的膜。當(dāng)一個(gè)膜已經(jīng)以單一方向取向（單軸取 向）時(shí)，所得膜沿著該取向方向展現(xiàn)極大強(qiáng)度和硬度，但它在另一個(gè)方向（即正交于主要取 向的方向）上較弱，通常在彎折或牽拉時(shí)裂開(kāi)或撕開(kāi)。
[0032] 如在此所用，短語(yǔ)"機(jī)器方向"在此簡(jiǎn)稱(chēng)為"MD"或"縱向方向"是指"沿著膜長(zhǎng)度" 的方向，即，在膜在擠出和/或涂布期間形成時(shí)在膜的方向上。如在此所用，短語(yǔ)"橫向方 向"在此簡(jiǎn)稱(chēng)為"TD"，是指一個(gè)橫跨膜、垂直于加工或縱向方向的方向。
[0033] 如在此所用，短語(yǔ)"熱塑性"是指一個(gè)合成塑料在加熱時(shí)變軟并且在冷卻時(shí)再硬化 且無(wú)明顯的特性變化。如在此所用，術(shù)語(yǔ)"聚烯烴"是指任何聚合的烯烴，其可以是線性、分 支、環(huán)狀、脂肪族、芳香族、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的。更確切地說(shuō)，包括在術(shù)語(yǔ)聚烯烴中的是烯 烴的均聚物、烯烴的共聚物、一種烯烴與一種與該烯烴可共聚的非烯烴共聚單體（如乙烯 基單體）的共聚物、其經(jīng)改性的聚合物等。特定實(shí)例包括聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、聚 丁烯、乙烯/ a -烯烴共聚物、丙烯/ a -烯烴共聚物、丁烯/ a -烯烴共聚物、乙烯/不飽和 酯共聚物、乙烯/不飽和酸共聚物（尤其是丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、 乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物）、改性的聚烯 烴樹(shù)脂、離子聚合物樹(shù)脂、聚甲基戊烯等。改性的聚烯烴樹(shù)脂包括通過(guò)將烯烴的均聚物或其 共聚物與一種不飽和羧酸（例如馬來(lái)酸、富馬酸等）或其衍生物（如酸酐、酯或金屬鹽等） 共聚合來(lái)制備的改性的聚合物。它還可以通過(guò)將一種不飽和羧酸（例如馬來(lái)酸、富馬酸等） 或其衍生物（如酸酐、酯或金屬鹽等）結(jié)合到烯烴均聚物或共聚物中來(lái)獲得。
[0034] 適用于本發(fā)明膜的材料包括（但不限于）熱塑性聚烯烴，包括聚乙烯和其共聚物 以及聚丙烯和其共聚物。烯烴基聚合物包括最常見(jiàn)的乙烯或丙烯基聚合物，如聚乙烯（包 括HDPE、LDPE、LLDPE以及VLDPE)、聚丙烯、以及如乙烯乙酸乙烯酯（EVA)、乙烯丙烯酸甲酯 (EMA)以及乙烯丙烯酸（EAA)的共聚物、或這些聚烯烴的摻合物。適合用作膜的聚合物的其 他實(shí)例包括彈性體聚合物。適合的彈性體聚合物還可以是生物可降解的或環(huán)境可降解的。 適用于膜的彈性體聚合物包括聚（乙烯-丁烯）、聚（乙烯-己烯）、聚（乙烯-辛烯）、聚 (乙烯-丙烯）、聚（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）、聚（苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯）、聚（苯 乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯）、聚（酯-醚）、聚（醚-酰胺）、聚（乙烯-乙酸乙烯酯）、聚 (乙烯-丙烯酸甲酯）、聚（乙烯-丙烯酸）、聚（乙烯丙烯酸丁酯）、聚氨基甲酸酯、聚（乙 烯-丙烯-二烯）、乙烯-丙烯橡膠。這一新類(lèi)別的橡膠樣聚合物也可以被使用，并且它們 總體上在此被稱(chēng)為由單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的金屬茂聚合物或聚烯烴。最優(yōu)選的催化劑在本領(lǐng) 域中已知為金屬茂催化劑，借此乙烯、丙烯、苯乙烯以及其他烯烴可以與丁烯、己烯、辛烯等 聚合以提供適合根據(jù)本發(fā)明原理使用的彈性體，如聚（乙烯-丁烯）、聚（乙烯-己烯）、聚 (乙烯-辛烯）、聚（乙烯-丙烯）和/或其聚烯烴三元共聚物?？赡苓m合的是將適合量的 附著劑（如聚異丁烯）摻合到樹(shù)脂中以控制在層壓方法期間的層壓程度。
[0035]如在此所用的術(shù)語(yǔ)"高密度聚乙烯"（HDPE)，它經(jīng)定義以意指密度為0. 940或更高 的含乙烯聚合物。（密度（d)表示為g/cm3) -種尤其適合與本發(fā)明的方法一起使用的HDPE 是由等星公司（Equistar)以M6211(d = 0. 958)銷(xiāo)售的樹(shù)脂。另一種尤其適合的HDPE是 由埃克森公司（Exxon)以HD 7845. 30 (d = 0.958)銷(xiāo)售的樹(shù)脂。其他適合的HDPE樹(shù)脂包 括例如BDM 94-25(d = 0. 961)和6573XHC(d = 0. 959)(它們均是從得克薩斯州達(dá)拉斯的 菲納石油化學(xué)公司（Fina Oil and Chemical Co.，Dallas, Tex.)可獲得的）以及Sclair 19C(d = 0. 951) 19F(d = 0. 961)(它們均是從加拿大安大略省薩尼亞的諾瓦公司（Nova Co rporation, Sarnia, Ontario, Canada)可獲得的）。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明適用的HDPE的熔融指數(shù)（MI)是在約0. 01到約10的范圍內(nèi)。（熔融 指數(shù)表示為g/l〇min。）熔融指數(shù)總體上應(yīng)理解為與粘度反向相關(guān)，并且隨著分子