直接接触热密封聚乙烯层合体制造技术

本发明专利技术提供了具有印刷膜(3)和密封膜(5)的聚乙烯层合体，所述聚乙烯层合体在经受常规直接接触热密封条件时形成有效的直接接触热密封。

Direct contact thermal sealed polyethylene laminates

The invention provides a polyethylene layer body with a printing film (3) and a sealing film (5), and the polyethylene laminates form an effective direct contact thermal seal when subjected to conventional direct contact thermal sealing conditions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直接接触热密封聚乙烯层合体
本专利技术涉及聚乙烯层合体、用于制备此类层合体的膜、由此类层合体制备容器的直接接触热密封方法以及由此类层合体制成的容器。
技术介绍
柔性热塑性膜和层合体用于各种应用中，包括通过直接接触热密封膜或层合体以形成直接接触热密封的膜/层合体来构造容器诸如袋。这些袋(例如，枕袋、角撑袋等)继而可容纳诸如干燥的衣物洗涤剂(重量可在0.25千克(kg)至5kg的范围内)的产品，并且可承受典型的制造、分配和使用应力。一种应用是所谓的成形-填充-和-密封包装。典型的热塑性聚合物类型包括PE、PP和PET。PE为“聚乙烯”，是全世界产量最大的聚合物。在术语中，PE可具有不同的等级，包括HDPE(“高密度聚乙烯”)、LLDPE(“线性低密度聚乙烯”)和LDPE(“低密度聚乙烯”)。PP为“聚丙烯”。PET为“聚对苯二甲酸乙二酯”。用于成形-填充-和-密封包装的一种方法是VFFS(垂直成形填充密封)。标准机器在形成袋时将使用直接接触热密封。这些机器相比于许多其它类型的机器价格相对便宜并且具有低能耗。因此，这些机器中的许多被用于新兴市场。为了有效地操作，在过程中使用的膜或层合体需要具有足够的刚度，使得幅材处理设备能够处理膜或层合体，尤其是在高速制造操作中。然而，如果膜或层合体刚度过高，则通常在袋上形成难看的褶皱。对于膜和层合体的另一个要求是在待密封的膜或层合体的密封层和与直接接触热密封装置接触的外层之间必须有足够大的温差。直接接触热密封的缺陷在于在直接接触热密封过程期间，特别是在高速操作条件下，膜或层合体的外表面可粘到(直接接触加热装置的)受热模具或棒上，从而导致不可接受的结果，诸如直接接触热密封质量(或甚至可见的褶皱)。解决该问题的传统方法是使用具有多层的膜或层合体，每层由不同类型的热塑性聚合物制成，具体地讲，其中密封层的熔点低于与直接接触热密封装置接触的外层的熔点。通过这种方式，密封层将由直接接触热密封方法熔化形成直接接触热密封，并且具有较高熔点的外层将不会粘到直接接触热密封装置。换句话讲，模具或棒仅将膜加热到密封层的至少熔化温度但不高于接触模具或棒的外层的熔化温度。因此，(第一层合体的)第一密封层与对应的(第二层合体的)第二密封层形成直接接触热密封，而相应的外层既不熔化也不粘到模具/棒。通常，该方法中所用的膜或层合体包括PET层和PE层或三层片材如PET、金属膜(如)和PE。参见例如WO2012/094791，尤其是第11页的实施例1。然而，这种传统方法的缺陷是所得的层合体由不同类型的热塑性聚合物或甚至金属制成，从而带来了再循环利用方面的挑战。热塑性聚合物类型通常为可再循环利用的。然而，当多种类型的热塑性聚合物组合成单一的膜或层合体并且在产品生命周期结束后需要分离时，这些聚合物的再循环利用能力受到限制。事实上，将膜或层合体以化学或物理方式分离成相应的热塑性聚合物组分类型显著提高了再循环利用的成本和复杂性。有利的是，提供由单一塑性聚合物类型诸如PE制成并且消除或至少最大程度减少其它热塑性聚合物类型(诸如PP和PET)的使用的柔性热塑性膜或层合体来改善再循环利用的成本。PE膜和层合体已有报道。鉴于PE膜和层合体的不同层之间具有相对较小的熔点差，因此使用更高能量或更复杂的设备。例如，脉冲密封是将PE层合体密封到一起的技术的一个示例。一般来讲，使用利用高强度热能的脉冲来形成密封的脉冲密封。该技术的缺点是所用设备以及设备所需能耗需求的费用，尤其是在大规模生产中。有利的是，提供主要由PE制成并且消除或至少最大程度减少其它热塑性聚合物类型(诸如PP和PET)的使用的柔性热塑性膜或层合体，所述其它热塑性聚合物类型在密封层和外层之间具有相对大的熔点差，可与常规的直接接触热密封设备诸如VFFS一起使用。与消除或至少最大程度减少其它热塑性聚合物类型(诸如PP和PET)的使用的PE膜和层合体有关的问题在于膜的刚度。这些膜通常不具有针对与直接热接触密封方法(诸如VFFS)相关联的常规幅材处理设备进行优化的刚度。如果刚度不足，则幅材处理设备可能无法处理膜/层合体。如果刚度过高，则可能形成难看的褶皱。需要刚度针对此类应用经过优化的此类PE膜或层合体。膜或层合体的厚度也可影响刚度。然而，如果膜或层合体过薄，将无法为容器提供足够的强度以承受通常与制造、运输等相关联的应力。对具有相对较大重量的产品(例如，250克至5kg)尤其如此。但如果使用的材料过多，则性价比较低。因此，需要袋的总强度经过优化的膜或层合体厚度，对较大尺寸的产品尤其如此，同时最大程度地减小用于制造袋的材料量，并且同时对于与直接接触热密封方法相关联的常规幅材处理设备具有期望的刚度范围。需要主要由PE构成的多层膜或层合体以提高再循环利用能力。还需要通过使用常规直接密封设备和条件(诸如VFFS)使该膜或层合体形成具有足够强度的直接接触热密封。还需要该膜或层合体具有足够的刚度以能够通过通常与常规直接密封设备和条件相关联的常规幅材处理设备进行处理，同时优化膜或层合体的厚度。
技术实现思路
本专利技术是基于令人惊奇地发现解决了这些问题中的至少一个的膜和层合体制剂。具体地讲，密封膜与印刷膜之间的熔点差大于20℃，优选地大于25℃。该熔点差不仅对于实现直接接触热密封十分重要，而且对于减轻印刷膜在操作过程中粘到直接接触加热装置也十分重要。该膜和层合体具有非常高百分比的PE，由此使得其再循环利用能力得到改善。本专利技术的膜和层合体通过常规直接热密封技术(例如VFFS)形成直接接触热密封，使得热密封具有足够的强度以承受与制造、分配和使用相关联的典型应力。本专利技术的一个方面提供一种印刷膜。该印刷膜为至少三层、优选地为仅三层的共挤出吹塑印刷膜，其具有：(i)第一共挤出制剂的表面层；(ii)按第二共挤出制剂的重量计的中间层，该中间层具有：25重量％至75重量％、优选地35重量％至65重量％、更优选地40重量％至60重量％、更优选地45重量％至55重量％的线性低密度聚乙烯，优选地其中线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；10重量％至50重量％、优选地15重量％至45重量％、更优选地20重量％至30重量％的高密度聚乙烯；10重量％至40重量％、优选地20重量％至30重量％的任选聚乙烯聚合物组分，其中重量％是相对于第二共挤出制剂计；(iii)按第三共挤出制剂的重量计的层合层，该层合层具有：10重量％至50重量％、优选地15重量％至45重量％、更优选地20重量％至30重量％的线性低密度聚乙烯，优选地其中线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；25重量％至75重量％、优选地35重量％至65重量％、更优选地40重量％至60重量％、更优选地45重量％至55重量％的高密度聚乙烯；10重量％至40重量％、优选地20重量％至30重量％的任选聚乙烯聚合物组分，其中重量％是相对于第三共挤出制剂计；并且其中印刷膜的中间层介于印刷膜的表面层与层合层之间。优选地印刷膜具有20微米至50微米、更优选地20微米至50微米、更优选地25微米至35微米、更优选地25微米至30微米的总体厚度(该总体厚度在挤出吹塑之后但在任何层合之前测得)。本专利技术的另一方面提供一种密封膜。该密封膜为至少三层优、选地为仅三层的共挤出吹塑密封膜，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括印刷膜(3)和密封膜(5)的层合体(1)，其中(a)所述印刷膜(3)为至少三层共挤出吹塑印刷膜，所述共挤出吹塑印刷膜包括：(i)第一共挤出制剂的表面层(7)；(ii)按第二共挤出制剂的重量计的中间层(9)，所述中间层包含：a.25重量百分比(“重量％”)至75重量％的线性低密度聚乙烯；b.10重量％至50重量％的高密度聚乙烯；c.10重量％至40重量％的任选聚乙烯聚合物组分；并且d.其中所述重量％是相对于所述第二共挤出制剂计；(iii)按第三共挤出制剂的重量计的层合层(11)，所述层合层包含：a.10重量％至50重量％的线性低密度聚乙烯；b.25重量％至75重量％的高密度聚乙烯；c.10重量％至40重量％的任选聚乙烯聚合物组分；d.其中所述重量％是相对于所述第三共挤出制剂计；并且e.其中所述印刷膜的所述中间层(9)介于所述印刷膜的所述表面层(7)与所述印刷膜的所述层合层(11)之间；并且(b)所述密封膜(5)为至少三层共挤出吹塑密封膜，所述共挤出吹塑密封膜包括：(i)按第一共挤出制剂的重量计的层合层(13)，所述层合层包含：a.50重量％至100重量％的多模态线性低密度聚乙烯；b.0重量％至50重量％的任选聚乙烯聚合物组分；并且c.其中所述重量％是相对于所述第一共挤出制剂计；(ii)按第二共挤出制剂的重量计的中间层(15)，所述中间层包含：a.50重量％至100重量％的多模态线性低密度聚乙烯；b.0重量％至50重量％的任选聚合物组分；并且c.其中所述重量％是相对于所述第二共挤出制剂计；(iii)按第三共挤出制剂的重量计的密封层(17)，所述密封层包含：a.25重量％至60重量％的塑性体；b.25重量％至75重量％的多模态线性低密度聚乙烯；c.0重量％至50重量％的任选聚乙烯聚合物组分；d.其中所述重量％是相对于所述第三共挤出制剂计；并且e.其中所述密封膜的所述中间层(15)介于所述密封膜的所述层合层(13)与所述密封膜的所述密封层(17)之间；并且(c)其中所述印刷膜的所述层合层(11)被层合到所述密封膜的所述层合层(13)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括印刷膜(3)和密封膜(5)的层合体(1)，其中(a)所述印刷膜(3)为至少三层共挤出吹塑印刷膜，所述共挤出吹塑印刷膜包括：(i)第一共挤出制剂的表面层(7)；(ii)按第二共挤出制剂的重量计的中间层(9)，所述中间层包含：a.25重量百分比(“重量％”)至75重量％的线性低密度聚乙烯；b.10重量％至50重量％的高密度聚乙烯；c.10重量％至40重量％的任选聚乙烯聚合物组分；并且d.其中所述重量％是相对于所述第二共挤出制剂计；(iii)按第三共挤出制剂的重量计的层合层(11)，所述层合层包含：a.10重量％至50重量％的线性低密度聚乙烯；b.25重量％至75重量％的高密度聚乙烯；c.10重量％至40重量％的任选聚乙烯聚合物组分；d.其中所述重量％是相对于所述第三共挤出制剂计；并且e.其中所述印刷膜的所述中间层(9)介于所述印刷膜的所述表面层(7)与所述印刷膜的所述层合层(11)之间；并且(b)所述密封膜(5)为至少三层共挤出吹塑密封膜，所述共挤出吹塑密封膜包括：(i)按第一共挤出制剂的重量计的层合层(13)，所述层合层包含：a.50重量％至100重量％的多模态线性低密度聚乙烯；b.0重量％至50重量％的任选聚乙烯聚合物组分；并且c.其中所述重量％是相对于所述第一共挤出制剂计；(ii)按第二共挤出制剂的重量计的中间层(15)，所述中间层包含：a.50重量％至100重量％的多模态线性低密度聚乙烯；b.0重量％至50重量％的任选聚合物组分；并且c.其中所述重量％是相对于所述第二共挤出制剂计；(iii)按第三共挤出制剂的重量计的密封层(17)，所述密封层包含：a.25重量％至60重量％的塑性体；b.25重量％至75重量％的多模态线性低密度聚乙烯；c.0重量％至50重量％的任选聚乙烯聚合物组分；d.其中所述重量％是相对于所述第三共挤出制剂计；并且e.其中所述密封膜的所述中间层(15)介于所述密封膜的所述层合层(13)与所述密封膜的所述密封层(17)之间；并且(c)其中所述印刷膜的所述层合层(11)被层合到所述密封膜的所述层合层(13)。2.根据权利要求1所述的层合体(1)，其中：所述印刷膜(3)具有20微米至50微米、优选地20微米至50微米、更优选地25微米至35微米、更优选地25微米至30微米的总体厚度，所述总体厚度在挤出吹塑之后但在层合之前测得；并且所述密封膜(5)具有20微米至150微米、优选地25微米至120微米、更优选地22微米至70微米的总体厚度，所述总体厚度在挤出吹塑之后但在层合之前测得。3.根据权利要求1或2所述的层合体(1)，其中：(a)所述印刷膜(3)包括：(i)所述第一共挤出制剂的所述表面层(7)；(ii)按所述第二共挤出制剂的重量计的所述中间层(9)，所述中间层包含：a.35重量％至65重量％、优选地40重量％至60重量％、更优选地45重量％至55重量％的所述茂金属线性低密度聚乙烯，优选地所述线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；b.15重量％至45重量％、优选地20重量％至30重量％的所述高密度聚乙烯；以及c.20重量％至30重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分；(iii)按所述第三共挤出制剂的重量计的所述层合层(11)，所述层合层包含：a.15重量％至45重量％、优选地20重量％至30重量％的所述线性低密度聚乙烯，优选地其中所述低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；b.35重量％至65重量％、优选地40重量％至60重量％、更优选地45重量％至55重量％的所述高密度聚乙烯；以及c.20重量％至30重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分；并且(iv)其中所述印刷膜(3)具有20微米至50微米、优选地25微米至35微米、更优选地25微米至30微米的总体厚度；(b)所述密封膜(5)包括：(i)所述第一共挤出制剂的所述层合层(13)，所述层合层包含：a.60重量％至90重量％的所述多模态线性低密度聚乙烯，优选地为双模态线性低密度聚乙烯，更优选地为双模态丁烯线性低密度聚乙烯；以及b.10重量％至40重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分，其中所述任选聚乙烯聚合物组分优选地为高密度聚乙烯；(ii)所述第二共挤出制剂的中间层(15)，所述中间层包含：a.65重量％至95重量％的所述多模态线性低密度聚乙烯，优选地为双模态线性低密度聚乙烯，优选地为双模态丁烯线性低密度聚乙烯；以及b.5重量％至35重量％的所述任选聚合物组分，优选地所述任选聚合物组分为溶解于聚合物载体中的二氧化钛；(iii)第三共挤出制剂的密封层(17)，所述密封层包含：a.大于35重量％至55重量％、更优选地40重量％至55重量％的所述塑性体，优选地所述塑性体为烯烃塑性体；b.35重量％至65重量％、优选地40重量％至60重量％的所述多模态线性低密度聚乙烯，优选地为双模态线性低密度聚乙烯，更优选地为双模态丁烯线性低密度聚乙烯；以及c.0重量％至25重量％、优选地0重量％至15重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分；并且(iv)其中所述密封膜(5)具有25微米至120微米、优选地22微米至70微米的总体厚度。4.根据前述权利要求中任一项所述的层合体(1)，其中：(a)所述印刷膜(3)仅具有三层，其中所述三层包括：(i)所述第一共挤出制剂的所述表面层(7)；(ii)按所述第二共挤出制剂的重量计的所述中间层(9)，所述中间层包含：a.45重量％至55重量％的所述茂金属线性低密度聚乙烯；b.20重量％至30重量％的所述高密度聚乙烯；以及c.20重量％至30重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分；(iii)按所述第三共挤出制剂的重量计的所述层合层(11)，所述层合层包含：a.20重量％至30重量％的所述茂金属线性低密度聚乙烯；b.45重量％至55重量％的所述高密度聚乙烯；以及c.20重量％至30重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分；(iv)其中所述印刷膜(3)具有25微米至35微米的总体厚度；并且(v)所述印刷膜(3)为印刷的，优选地为背面印刷的；(b)所述密封膜(5)仅具有三层，其中所述三层包括：(i)所述第一共挤出制剂的所述层合层(13)，所述层合层包含：a.60重量％至90重量％的所述双模态丁烯线性低密度聚乙烯；以及b.10重量％至40重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分，其中所述任选聚乙烯聚合物组分为高密度聚乙烯；(ii)所述第二共挤出制剂的所述中间层(15)，所述中间层包含：a.65重量％至95重量％的所述双模态丁烯线性低密度聚乙烯；以及b.5重量％至35重量％的所述任选聚合物组分，其中所述任选聚合物组分为溶解于聚合物载体中的二氧化钛；(iii)第三共挤出制剂的所述密封层(17)，所述密封层包含：a.40重量％至55重量％的所述烯烃塑性体，所述烯烃塑性体具有根据ASTMD792测得的大于0.900g/cm3的密度，优选地所述密度大于0.900g/cm3至0.920g/cm3；b.40重量％至60重量％的所述双模态丁烯线性低密度聚乙烯；以及c.0重量％至15重量％的所述任选聚乙烯聚合物组分；并且(iv)其中所述密封膜(5)具有22微米至70微米的总体厚度。5.根据前述权利要求中任一项所述的层合体(1)，其中所述层合体(1)为光泽层合体，并且其中按所述印刷膜的所述第一共挤出制剂的重量计，所述表面层(7)包含：(i)70重量％至100重量％、优选地75重量％至95重量％的茂金属线性低密度聚乙烯；(ii)0重量％至30重量％、优选地5重量％至25重量％的聚乙烯聚合物组分，优选地其中所述聚乙烯聚合物组分为低密度聚乙烯；并且(iii)其中所述重量％是相对于所述印刷膜的所述第一共挤出制剂计。6.根据权利要求5所述的光泽层合体，其中所述印刷膜的所述中间层(9)的所述任选聚乙烯聚合物组分为低密度聚乙烯；并且所述印刷膜的所述层合层(11)的所述任选聚乙烯聚合物组分为低密度聚乙烯。7.根据权利要求1至4中任一项所述的层合体(1)，其中所述层合体(1)为无光泽层合体，并且其中按所述印刷膜的所述第一共挤出制剂的重量计，所述表面层(7)包含：(i)75重量％至100重量％、优选地90重量％至100重量％的双模态线性低密度聚乙烯，优选地为双模态丁烯线性低密度聚乙烯；并且(ii)其中重量％是相对于所述印刷膜的所述第一共挤出制剂计。8.根据权利要求7所述的光泽层合体，其中所述印刷膜的所述中间层(9)的任选聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣嘉绍，P·K·潘迪，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：美国,US