多層膜的制作方法
【專利說明】多層膜
[0001] 發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本申請描述了一種具有低水蒸汽滲透性的多層膜。本申請的多層膜是容易熱成型 的并且，因此，適合于泡罩包裝片材以及適合于食品包裝、藥品阻隔物和器械包裝，以及其 他其中希望低水蒸汽滲透性的通用目的。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 用于藥物和其他醫(yī)療器具的包裝典型地使用多層膜來提供足夠的灰塵和濕度阻 隔物用于保持容納在這些包裝內(nèi)的物品的完整性。在這些應(yīng)用中使用的常規(guī)膜包括一種或 多種由鹵化分子所形成的聚合物，如聚氯乙烯（PVC)、聚偏二氯乙烯（PVdC)，或氟化-氯化 樹脂，如聚氯三氟乙烯（PCTFE)。雖然結(jié)合這些樹脂的膜提供了有效的阻隔物，制造和處置 這些膜可能導(dǎo)致不希望的結(jié)果以及有時候危險的副產(chǎn)物。例如，二噁英可以從PVC生產(chǎn)和 處置中形成，并且PVdC可引起設(shè)備和包裝機器的過度腐蝕。
[0005] 生產(chǎn)多層膜并且在各種包裝應(yīng)用中利用此種膜是公知的。多層膜可以以各種方式 生產(chǎn)并且經(jīng)常包括擠出或共擠出步驟，接著是熱或粘合層壓、擠出層壓、和/或擠出涂覆。 然而，一些膜可能僅通過共擠出生產(chǎn)。
[0006] 多層膜的共擠出是本領(lǐng)域中公知的并且包括共擠出吹塑膜和流延膜，如例如在美 國專利號3, 479, 425、3, 797, 987、3, 959, 431和4, 406, 547中所描述。多層膜可通過經(jīng)由一 個模頭共擠出兩個或更多個熔體流以便在使其冷卻時產(chǎn)生一種分層結(jié)構(gòu)來生產(chǎn)。這些共擠 出膜可以進一步被層壓到其他膜層上或可以涂覆有另外的聚合物以將更多的層結(jié)合成一 個最終膜產(chǎn)品中。由于不是所有的聚合物都易于彼此粘附，某些膜還可能結(jié)合粘結(jié)層或含 粘合劑的層，這些層促進了在一個膜中的兩個或更多個層的粘附。這些粘結(jié)層（tie layer) 可以與其他聚合物層共擠出或可以在層壓處理過程中被引入。
[0007] 用于藥物或其他濕度敏感材料的包裝不僅要求低透濕性而且還要求其他特性，如 化學(xué)惰性、透明性、剛性、或均勻的厚度。成品膜的特性（諸如總厚度）可以通過將這些熔 體流輸送至該模頭的單一擠出機的相對速度和輸出來控制。此外，單一聚合物的聚合物粘 度和熔融溫度可以影響擠出后這些層的厚度以及彼此之間的粘附。然而，許多所希望的成 品膜特性對于多層膜中的每個層是獨特的，并且因此可能使得共擠出某些膜非常具有挑戰(zhàn) 性。
[0008] 可通過使多層膜經(jīng)受一種熱成型過程將它們成型為包裝。塑料熱成型過程是本 領(lǐng)域中熟知的并且描述于例如美國專利號4, 421，721、4, 994, 229、5, 106, 567和6, 086, 600 中?？傮w而言，熱成型是一種用于通過將塑料膜片材加熱到所希望的成型溫度并通過使該 膜在模具中經(jīng)受真空或壓力成型使其成型而形成塑料容器或包裝結(jié)構(gòu)的方法。
[0009] 熱成型的泡罩包裝通常用于食品、個人護理產(chǎn)品、和人類健康產(chǎn)品（如藥物和醫(yī) 療器械或其他器具）的商業(yè)包裝。使用這種類型的包裝已變得普及，主要是由于將適合的 濕度、塵土、UV和/或氣體阻隔物結(jié)合入包裝中的能力，當此類特性對于維持由該包裝所容 納的產(chǎn)品是所希望的時。例如，藥物泡罩包裝對于維持藥物片劑的完整性是有效的。然而， 普通包裝現(xiàn)在典型地包括上述的不希望的鹵化聚合物。
[0010] 因此，仍然對多層膜和熱成型包裝（尤其是用于藥物）存在需求，其不含鹵化聚合 物，是化學(xué)惰性的并且非腐蝕性的，是美學(xué)上令人愉悅的足以呈現(xiàn)容納在其中的產(chǎn)品，是足 夠耐用的以保護包裝內(nèi)容物，并能夠在藥物填充/成品制造工廠的現(xiàn)有設(shè)備上制造。
[0011] 發(fā)明概述
[0012] 本申請描述了一種具有所希望的水蒸氣阻隔特性、基本上不含鹵化聚合物的多層 膜。
[0013] 在一個第一個方面，本申請描述了一種多層膜，其包括一個第一層、一個第二層和 一個第三層，其中該第一和第三層包含一種無鹵素的、基本上化學(xué)惰性的聚合物，并且該第 二層包含高密度聚乙烯（HDPE)、一種成核劑、以及一種烴樹脂，并且其中該第二層是在該第 一與第三層之間，并且其中一個粘結(jié)層在該第一與第二層之間以及該第二與第三層之間。
[0014] 在一個第二個方面，本申請描述了一種由多層膜形成的熱成型的泡罩包裝，該多 層膜包括一個第一層、一個第二層和一個第三層，其中該第一和第三層包含一種無鹵素的、 基本上化學(xué)惰性的聚合物，并且該第二層包含HDPE、一種成核劑、以及一種烴樹脂，并且其 中該第二層是在該第一與第三層之間，并且其中一個粘結(jié)層在該第一與第二層之間以及該 第二與第三層之間。
[0015] 在一個第三方面，本申請描述了一種流延共擠出方法，該方法包括形成一個包括 無鹵素的、基本上化學(xué)惰性層的第一層；形成一個包括HDPE、成核劑、以及烴樹脂的第二 層；形成一個包括無鹵素的、基本上化學(xué)惰性層的第三層；在該第一與第二層之間以及該 第二與第三層之間形成一個粘結(jié)層，其中這些粘結(jié)層包括一種粘結(jié)樹脂、HDPE、以及一種成 核劑；將該第一、第二、第三以及粘結(jié)層共擠出成一種擠出物；并且在一個冷卻輥上冷卻該 擠出物以形成一個五層的多層膜。
[0016] 附圖簡要說明
[0017] 圖1是一個本申請的多層膜的實施例的截面視圖的示意圖。
[0018] 圖2是根據(jù)本申請的一個實施例的泡罩包裝的透視圖。
[0019] 圖3是根據(jù)本申請的另一個實施例的泡罩包裝的底平面圖。
[0020] 圖4是根據(jù)本申請的一個另外的實施例的泡罩包裝的側(cè)平面圖。
[0021] 圖5是一種不含鹵素的、基本上化學(xué)惰性的聚合物的有效的流變曲線的一個實施 例的圖形表示
[0022] 圖6是一種不含鹵素的、基本上化學(xué)惰性的聚合物的有效的流變曲線的另一個實 施例的圖形表示。
[0023] 發(fā)明詳述
[0024] 本申請描述了一種多層膜，該多層膜基本上不含鹵化聚合物，具有所希望的濕度 阻隔性，并且對于制備熱成型泡罩包裝是有用的。
[0025] 如在此所使用的，術(shù)語"聚合物"指的是一種由重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的大分子，并且 包括均聚物、共聚物和雜聚物。因此，如在此所使用的，聚合物材料可包括聚合物、共聚物、 或它們的混合物。
[0026] 如在此所使用的，短語"鹵化聚合物"指的是在聚合物的重復(fù)骨架中包含一個或多 個鹵素原子的聚合物。此種聚合物的實例包括PVC、PVdC和PCTFE。
[0027] 如在此所使用的，術(shù)語"多層"是指在通常呈片材或網(wǎng)形式的單個膜中的多個層， 其可以從通過本領(lǐng)域中已知的常規(guī)手段（例如，層壓、共擠出等）結(jié)合在一起的聚合的或非 聚合的材料制成。
[0028] 如在此所使用的，術(shù)語"共擠出"是指通過一個單個模頭擠出兩種或更多種聚合物 材料的過程，該模頭具有兩個或更多個被安排為使得擠出物在冷卻或驟冷之前以層狀結(jié)構(gòu) 融合并且結(jié)合在一起的孔。共擠出方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且包括但不限于，吹塑 共擠出和流延共擠出。平模頭（flat die)或狹縫模頭（slot die)流延過程包括通過一個 平模頭或狹縫模頭將多個聚合物流擠出到一個冷卻輥上并且隨后將該膜卷繞到一個芯上， 以形成一個膜輥用于進一步加工。在一個實施例中，本申請的多層膜通過平模頭流延共擠 出過程制備。
[0029] 如在此所使用的，短語"吹塑膜"是指通過吹塑共擠出過程產(chǎn)生的膜。在該吹塑共 擠出過程中，使多個熔化塑化的聚合物流強制穿過一個具有中央心軸的環(huán)形模頭，以便形 成一種管狀擠出物?？梢酝ㄟ^一定體積的流體、空氣或其他氣體（經(jīng)由該心軸進入該擠出 物的空的內(nèi)部）使該管狀擠出物膨脹到一個所希望的壁厚，并且然后通過本領(lǐng)域技術(shù)人員 已知的多種方法中任一種使其快速冷卻或驟冷。
[0030] 如在此所使用的，術(shù)語"層"指的是與膜或片材同延的并具有基本上均勻的組成的 離散膜或片材部件。因此，在單層膜中，術(shù)語"膜"、"片材"和