用于包装流动性物料的袋制造技术

本发明专利技术公开了一种由聚乙烯膜结构制成的对环境友善的聚合物膜袋，它可用于包装流动性物料，如牛奶，这些袋包括由单层或多层膜结构，如双层或三层共挤出膜制成的袋，所述膜结构包含至少一层由线型乙烯共聚物与高压低密度聚乙烯的共混物组成的密封层。本发明专利技术还公开了一种制备用于包装流动性物料的袋的方法，该方法使用了由线型乙烯共聚物与高压低密度聚乙烯的共混物组成的膜结构。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由某些膜结构制成的用于消费品包装的袋，它可用于包装流动性物料，如牛奶之类的液体。美国专利US4,503,102、4,52l,437和5,288,53l公开了聚乙烯膜的制备方法，该膜可用于制造包装牛奶之类液体所用的一次性袋。美国专利US4,503,102公开了一种袋，由乙烯和C4-C10α-烯烃共聚得到的线型乙烯共聚物、和由乙烯和乙酸乙烯酯共聚得到的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物的共混物制成。线型聚乙烯共聚物的密度为0.916-0.930克/厘米3。且熔体指数为0.3-2.0克/10分钟。在乙烯-乙酸乙烯酯聚合物中，乙烯与乙酸乙烯酯的重量比为2.2∶1-24∶1且熔体指数为0.2-10克/10分钟。在美国专利US4,503,102公开的这种共混物中，线型低密度聚乙烯与乙烯-乙酸乙烯酯聚合物的重量比为1.2∶1-4∶1。美国专利US4,503,102也公开了包含上述共混物作为密封膜的层压制品。美国专利US4,521,437描述了由密封膜制成的袋，其中包含50-100份的乙烯与1-辛烯的线型共聚物(密度为0.916-0.930克/厘米3且熔体指数为0.3-2.0克/10分钟)；和0-50重量份的选自乙烯与C4-C10-α-烯烃的线型共聚物(密度为0.916-0.930克/厘米3且熔体指数为0.3-2.0克/10分钟)、高压聚乙烯(密度为0.916-0.924克/厘米3且熔体指数为1-10克/10分钟)、及其共混物的至少一种聚合物。美国专利US4,521,437公开的这种密封膜可经选择而具有以下性能(a)在相同的膜厚下，比起由85份乙烯/1-丁烯线型共聚物(密度约0.919克/厘米3且熔体指数为0.75克/10分钟)与15份高压聚乙烯(密度为0.918克/厘米3且熔体指数为8.5克/10分钟)的共混物膜制成的袋，其袋具有较小的M-试验值，或(b)对于容积为1.3-5升的袋，M(2)-试验值低于12％，或(c)对于容积为0.1-1.3升的袋，M(1.3)-试验值低于5％。作为袋降落试验，美国专利US4,521,437定义了M、M(2)和M(1.3)-试验。袋也可由密封膜在其上至少形成内层的复合膜制成。美国专利US5,288,531公开了由膜结构制成的袋，该结构具有以下物质的共混物(a)10-100％重量的超低密度线型乙烯共聚物的至少一种聚合物密封层，该共聚物由乙烯和至少一种C3-C10α-烯烃共聚制成，且密度为0.89-0.915克/厘米3；和(b)0-90％重量的至少一种聚合物，选自乙烯与C3-C18-α-烯烃的线型共聚物(密度大于0.916克/厘米3且熔体指数为0.1-10克/10分钟)、高压低密度聚乙烯(密度为0.916-0.930克/厘米3且熔体指数为0.1-10克/10分钟)、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(其中，乙烯与乙酸乙烯酯的重量比为2.2∶1-24∶1，且熔体指数为0.2-10克/10分钟)。美国专利US5,288,531中的热密封层对于其中描述的两层或三层共挤出多层膜结构，提供了改进的热粘强度和较低的热封起始温度。已有技术中已知的聚乙烯袋存在一些不足。与已有技术中已知的聚乙烯袋有关的问题涉及用于制备袋的膜的密封性能和使用性能。尤其是，制成袋的已有技术膜一般有“渗漏”的高事故率，即密封缺陷，如在封口处或附近所产生的小孔，因此，牛奶之类的流动性物料可由这些孔从袋中漏失。虽然已有技术膜的密封和使用性能一般已令人满意，但在工业上，仍需要更好的密封和操作性能的膜，以制造用于包装流动性物料的密封袋。更特别的是，需要提高膜的密封性能，如热粘强度和熔体强度，以改进膜的加工性能并改进由该膜制成的袋。例如，用于生产袋的已知包装设备，如成型、灌装和封口机的生产线速度往往受机器所用膜的密封性能局限。已有技术聚乙烯膜的熔体强度低。因此，成型、灌装和封口机生产袋的速度受到限制，同时成型、灌装和封口机所生产的袋数也就受到限制。如果提高熔体强度，那么成型、灌装和封口机的速度可得到提高，因此所生产的袋数也就增加。直到本专利技术为止，已经进行许多尝试以提高用于袋膜的聚合物组合物的密封性能，但没有成功。需要提供一种用于包装袋的聚乙烯膜结构，它具有与已知的已有技术袋膜同样或更好的改进熔体强度和使用性能。也需要提供一种用于包装袋的膜结构，它可以通过成型、灌装和封口机加工成单层膜。还需要提供一种由上述膜结构制成的袋，该袋具有较低的损坏率。本专利技术提供了一种包装有流动性物料的袋，该袋由具有至少一聚合物组合物密封层的膜结构制成，所述组合物含有(a)基于该组合物总重量的10-100％重量的(1)和(2)的混合物(1)基于100重量份的所述混合物，5-95％重量的由乙烯和至少一种C3-C18α-烯烃共聚制成的线型乙烯共聚物，该共聚物的密度为0.916-0.940克/厘米3且熔体指数小于10克/10分钟，分子量分布Mw/Mn比率大于4.0，而且由差示扫描量热计测量的峰值熔点大于100℃，和(2)基于100重量份的所述混合物，5-95％重量的高压低密度聚乙烯，其密度为0.916-0.930克/厘米3，熔体指数小于1克/10分钟，且在190℃下用Gottfert Rheotens装置测定的熔体强度大于10cN；和(b)基于该组合物总重量的0-90％重量的选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的至少一种共聚物，其中乙烯与醋酸乙烯酯的重量比为2.2∶1-24∶1且熔体指数为0.2-10克/10分钟。本专利技术的一个实施方案是，由含有线型低密度聚乙烯外层和前述聚合物组合物内密封层的两层共挤出膜制成的袋。本专利技术的另一个实施方案是，由含有线型低密度聚乙烯外层和核心层、和前述聚合物组合物内密封层的三层共挤出膜制成的袋。本专利技术的另一方面是制备前述袋的方法。本专利技术的另一个实施方案是，由含有高压低密度聚乙烯外层和核心层、和前述聚合物组合物内密封层的三层共挤出膜制成的袋。已经发现，本专利技术袋的膜结构具有改进的熔体强度和热封强度，尤其是最终密封强度。通过在成型、灌装和封口机中使用这些膜来制造本专利技术袋，机器的速度比使用市售膜所取得的现有速度要高。附图的简要描述附图说明图1是本专利技术包装袋的透视图。图2是本专利技术另一包装袋的透视图。图3是本专利技术袋的膜结构的部分放大横截面图。图4是本专利技术袋的膜结构的另一部分放大横截面图。图5是本专利技术袋的膜结构的又一部分放大横截面图。图6是最终密封强度相对熔体强度的图。如图1和2所示，用于包装流动性物料的本专利技术袋由单层膜结构的聚合物密封层制成，该密封层是线型低密度聚乙烯与高压低密度聚乙烯的共混物，具有高熔体强度。该共混物还可包含乙烯醋酸乙烯酯共聚物。“熔体强度”在相关领域也称作“熔体张力”，在本文中通过定义和量化来表示，在熔点之上，当熔融挤出物经过如ASTM D1238-E所述标准塑度计的模头时，以某种特定速度拉伸其所需的应力或力(由装有应变元件的收卷滚筒施加)。熔体强度值在本文中以厘牛顿数(cN)来记录，用Gottfert Rheotens在190℃下测定。一般来说，对于乙烯α-烯烃共聚体和高压乙烯聚合物，熔体强度随着分子量的提高，或随着分子量分布的扩展和/或随着熔体流动比的提高而提高。在190℃下用Gottfert Rheotens装置测定时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装有流动性物料的袋，所述袋由具有至少一聚合物组合物密封层的膜结构制成，所述组合物含有：（ａ）基于该组合物总重量的１０－１００％重量的（１）和（２）的混合物：（１）基于１００重量份的所述混合物，５－９５％重量的由乙烯和至少一种Ｃ↓［３ ］－Ｃ↓［１８］α－烯烃共聚制成的线型乙烯共聚物，该共聚物的密度为０．９１６－０．９４０克／厘米↑［３］且熔体指数小于１０克／１０分钟，分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ比率大于４．０，而且由差示扫描量热计测量的峰值熔点大于１００℃，和（２）基于１００重量份的所述混合物，５－９５％重量的高压低密度聚乙烯，其密度为０．９１６－０．９３０克／厘米↑［３］，熔体指数小于１克／１０分钟，且在１９０℃下用Ｇｏｔｔｆｅｒｔ Ｒｈｅｏｔｅｎｓ装置测定的熔体强度大于１０ｃＮ；和（ｂ）基于所述组合物总重 量的０－９０％重量的乙烯－乙酸乙烯酯共聚物，其中乙烯与醋酸乙烯酯的重量比为２．２∶１－２４∶１且熔体指数为０．２－１０克／１０分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ法拉，
申请(专利权)人：陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]