用於可剝離和/或永久性密封的聚合物共混物的製作方法

2023-10-09 06:16:39

專利名稱：用於可剝離和/或永久性密封的聚合物共混物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種組合物，它能夠用來形成包裝中的密封或者能夠用作可剝離和/或永久性密封包裝的密封劑。
背景技術：
許多包裝應用能夠受益於包裝密封區域的一部分能容易地打開、而另一部分為包裝完整較永久地密封的包裝。這類包裝能夠應用在，例如，就將包裝內容物方便倒出而論，限定包裝開口的尺寸時。這類包裝也能應用在兩種不同物料就穩定論保持分離狀態的用途以及需要以預定量或在特定時間混合物料的用途中。
眾所周知採用聚合物樹脂將包裝封合。一些類型的可以用較小力打開的樹脂密封的包裝稱作「可剝離密封的」或「易拆封的」。在市場上有許多可得的生產可剝離密封的樹脂。然而，一般說，這些樹脂不能生產較永久的密封，即，不能生產通過使用較大的力才能開封的密封或者通過用較大的力破壞包裝基材才能開封的密封。在市場上也有許多可得的永久性密封劑樹脂。但是，這些樹脂不能生產可剝離或易拆封密封。另外，在生產包裝期間，通常應用一些其它機械措施，例如穿孔，以使這些密封較薄弱。
可剝離密封劑形成自不互溶混的聚合物的共混物，例如，聚乙烯和聚丁烯，從而將分子不相容性引入到密封劑層中。據信，分子不相容性產生不連續性，而不連續性會降低破壞密封所必須的力。還認為不連續性保證開啟包裝的破壞發生在密封劑層中。發生在包裝材料中的或在密封劑層和包裝材料之間的界面處的破壞，是較難控制的，所以，是較不理想的。不連續性常常取一種聚合物的分散相的形式，其中該聚合物共混到另一種聚合物的連續相中。
具有較低剝離強度的粘結層能夠置於密封劑層和包裝薄膜之間。粘結層能夠可剝離地粘合到密封劑層，包括不互溶混聚合物的共混物。剝離破壞(peel failure)發生在內密封劑層和粘結層之間，此處粘合強度最弱。一般說，每英寸寬約600～約1200g的力可完成剝離破壞。參見，例如，美國專利RE 37,171和4,944,409。
可剝離密封的最佳密封性能可以取決於具體用途。優選的可剝離密封劑的特徵在於如下性能其形成易於開封的密封，即，其具有在所需力/距離範圍的剝離強度；其形成具有始終如一的且可重現的封合強度的密封，即，其封合強度在熱合溫度範圍中沒有顯著變化；以及，所形成密封的引發剝離力與可剝離性需要的封合強度相近。
一般還認為較低的引發熱合溫度(seal initiation temperature)，無論是對可剝離還是永久性密封而言，均屬優選密封劑組合物的理想性能之列。低熱合溫度通過物料通過量較高和能量成本較低而使包裝機械的效率改善。
本領域眾所周知，為獲得最佳密封性能，應使可剝離密封劑中的互不溶混的聚合物的流變性能相匹配。參見USP 6,590,034；DeClippeleir等「基於PB/PE共混物的可剝離薄膜的流變學/形態學/性能關係」(Rheology/Morphology/Performance Relationships for PeelableFilms Based on PB/PE Blends)，SPE Polyolefin RETEC會議，1997，Houston，TX；和De Clippeleir「用於薄膜用途的PE/PB共混物」(PE/PBBlends for Film Applications)，Specialty Plastic Films』97，Zurich，瑞士。
離聚物共混物可以產生可剝離的或易拆封的和鎖閉的密封，這取決於用來形成包裝的熱合溫度。參見，例如，USP 4,539,263和4,550,141。SurlynAD8273，得自杜邦公司(Wilmington，DE)，是市售離聚物的一個例子。
在包裝乾燥物品如粉末或微細顆粒時，使用離聚物作包裝密封劑可以形成靜電荷集結，藉此使顆粒內容物在密封破壞前後均會粘著到密封區域。這種靜電吸引顆粒對密封區域的摻雜能夠降低密封工藝的可靠性及密封的整體性。另外，靜電吸引顆粒摻雜密封在美學上是不令人可心的，並且會妨礙需要精確提供預定量包裝內容物的用途。
所以，需要具有如下性能的密封劑組合物能夠在包裝材料之間形成可剝離的和鎖閉的密封兩者產生低於離聚物密封劑的靜電集結，以及具有較低的引發熱合溫度。

發明內容
本發明包括一種包含或生產自熱塑性聚合物共混物的聚合物組合物，所述熱塑性聚合物共混物包含乙烯共聚物和丙烯聚合物，其中，所述乙烯共聚物是，(1)不是離聚物，和包含衍生自乙烯和(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸、烷基(甲基)丙烯酸、或其兩種或多種的組合，和任選一氧化碳或含環氧基的共聚單體的重複單元，(2)金屬茂催化的、包含衍生自乙烯和任選第二α-烯烴的重複單元的乙烯聚合物，或(3)由(1)和(2)的組合；和所述丙烯聚合物包含衍生自丙烯和任選共聚單體的重複單元，所述共聚單體是α-烯烴，包括乙烯、丁烯、或其組合。
所述乙烯共聚物的存在量能夠為約70wt％～約100wt％，而丙烯聚合物(一種或多種)的累積限定存在量為約0wt％～約30wt％。所述聚合物組合物，在較低溫度下加熱時，能形成可剝離的密封，而在較高溫度下加熱時，能形成永久性密封。
本發明還包括一種包含或生產自聚合物的多層薄膜，其中所述薄膜能夠任選層合到取向薄膜上；密封劑能夠是與上文公開的相同的組合物；密封劑優選是易拆封的和無靜電的。
本發明還包括一種包含或生產自多層薄膜的包裝，其中，包裝包括至少一種包含或生產自上文公開的組合物的易拆封密封。
本發明進一步包括一種包含至少兩個隔室的包裝，隔室任選裝入或封入至少兩種不同物料，其中隔室通過易拆封或可剝離密封分隔，如此，包裝可以以在內部的方式打開，使其中的各個物料在包裝內混合，然後再將它們排出。
本發明還包括一種包括下述步驟的方法，共擠塑聚合物生產含有密封劑層的多層薄膜，以生產含密封劑的薄膜；任選地將含密封劑的薄膜施加到第二取向聚酯或取向聚丙烯薄膜上，以生產第二多層薄膜，其中多層薄膜或第二多層薄膜包含如上文所公開的組合物；(1)摺疊多層薄膜或第二多層薄膜並在邊緣將薄膜兩側邊封合，生產具有開口的包裝，藉此得到密封並確定具有開口的包裝的密封周邊；或者，將兩片多層薄膜或第二多層薄膜疊合起來，並在多層薄膜或第二多層薄膜的邊緣將三個側邊封合，生產具有開口的包裝，藉此得到密封並確定具有開口的包裝的密封周邊；或者，將多層薄膜或第二多層薄膜與另外的薄膜疊合起來，並在多層薄膜或第二多層薄膜的邊緣將三個側邊封合，生產具有開口的包裝，藉此得到密封並確定具有開口的包裝的密封周邊；(2)任選封合包裝周邊內的薄膜的一個或多個部分，藉此得到一個或多個可剝離密封，形成邊界且將包裝分成獨立的隔室；(3)將一種或多種成分限制在一個或多個隔室內，所述成分包括固體、液體或氣體；以及(4)封合開口。
具體實施例方式
術語「可剝離密封」指的是能夠通過採用小於約15或約10N/15mm的力進行剝離而脫開的密封。術語「易拆封的」可以與「可剝離的」互換。術語「永久性密封」指的是通過採用大於約10或約15N/15mm的力進行剝離而破壞的密封。破壞機理可以是通過密封劑的內聚破壞或粘合破壞，或者通過一層或多層相鄰密封劑的內聚破壞或粘合破壞；或者通過密封基材的撕裂；或者通過這些機理的組合。術語「鎖閉密封」可與「永久性密封」互換。
本文中所使用的術語「乙烯聚合物」指的是任何含有50mol％以上的衍生自乙烯單體或共聚單體的-CH2CH2-重複單元的聚合物，而「丙烯聚合物」指的是任何含有50mol％以上的衍生自丙烯單體或共聚單體的-CH2CH2(CH3)-重複單元的聚合物。術語「限定量」指的是不等於零的量。
乙烯聚合物能夠包括任何在上文所述定義範圍內的含有乙烯的聚合物，無論均聚物或共聚物。其例子包括，但不限於，乙烯均聚物和乙烯共聚物，如低密度聚乙烯(LDPE)、不均勻支化乙烯/α-烯烴共聚物(如線性低密度聚乙烯(LLDPE)、甚低密度聚乙烯(ULDPE)、基本上線性乙烯聚合物(SLEP)及均勻支化乙烯聚合物。
用於與乙烯聚合形成乙烯聚合物的不飽和共聚單體包括，例如，烯鍵式不飽和單體、共軛或非共軛二烯烴和多烯等。共聚單體的例子包括，但非限定，α，β-烯鍵式不飽和羧酸；優選C3～C8α，β-烯鍵式不飽和羧酸；α，β-烯鍵式不飽和羧酸的酯衍生物，如直鏈或支鏈C3～C20烷基酯，或者，C1～C8直鏈或支鏈烷基酯。
共聚單體的另外的例子包括，但非限定，直鏈或支鏈C3～C20α-烯烴如丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-己烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、苯乙烯、滷代或烷基取代的苯乙烯、四氟乙烯、乙烯基苯並環丁烷、1，4-己二烯、1，7-辛二烯，以及環烯如環戊烯、環己烯和環辛烯，醋酸乙烯，和其兩種或多種的組合，等等。
本文中所用的乙烯共聚物指的是包含衍生自乙烯和不飽和羧酸或其酯如(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸C1～C8烷基酯，或其二種或多種組合的重複單元者。術語「(甲基)丙烯酸的」或「(甲基)丙烯酸酯」指的是丙烯酸的和/或甲基丙烯酸的(如丙烯酸和/或甲基丙烯酸)或丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯。
丙烯酸烷基酯的例子包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。例如「乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)」意指乙烯和丙烯酸甲酯(MA)的共聚物；「乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)」意指乙烯和丙烯酸乙酯(EA)的共聚物；「乙烯/丙烯酸丁酯(EBA)」意指乙烯丙烯酸丁酯(BA)的共聚物；和包括丙烯酸正丁酯和丙烯酸異丁酯兩者；以及其兩種或多種的組合。不飽和羧酸的例子包括丙烯酸和甲基丙烯酸。例如，「乙烯甲基丙烯酸(EMAA)」意指乙烯(E)和甲基丙烯酸(MAA)的共聚物；「乙烯丙烯酸(EAA)意指乙烯和丙烯酸(EAA)的共聚物。也包括一種以上共聚單體的例子。例如「乙烯/丙烯酸異丁酯/甲基丙烯酸(E/iBA/MAA)意指乙烯(E)、丙烯酸異丁酯(iBA)和甲基丙烯酸(MAA)的三元共聚物。
摻入乙烯共聚物的烷基(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸烷基酯共聚單體能夠在總共聚物的0.01或5直到高達40wt％的範圍變化，甚至高達例如5～30wt％或10～25wt％。
乙烯共聚物也能夠包括其它共聚單體如一氧化碳，丙烯酸縮水甘油基酯，甲基丙烯酸縮水甘油基酯，和縮水甘油基·乙烯基醚，或其兩種或多種的組合。
乙烯共聚物能夠通過聚合物領域中眾所周知的工藝採用或者壓熱釜或者管式反應器進行生產。共聚能夠在壓熱釜中以連續工藝進行，如在USP 3,264,272、4,351,931、4,248,990和5,028,674以及國際專利申請WO 99/25742中所公開的。
因為本領域技術人員眾所周知這些工藝，所以為簡潔起見本文中省略了對其的敘述。幾種乙烯共聚物如ElvaloyAC、Nucrel和Bynel聚合物可從杜邦公司市購。
正如本領域所公知的，管式反應器生產的乙烯共聚物能夠區別於較普通的壓熱釜生產的乙烯共聚物。因此術語「管式反應器生產的」乙烯共聚物指的是在管式反應器或其它設備中在高壓高溫下生產的乙烯共聚物，其中關於相應的乙烯和丙烯酸烷基酯共聚單體的不同反應動力學的特有結果得到緩和，或者通過在管式反應器中沿反應流路故意引入單體進行部分補償。管式反應器生產的乙烯共聚物為本領域技術人員所熟知，例如，公開在USP 3,350,372、3,756,996和5,532,066中，為簡潔起見本文中省略其敘述。管式反應器生產的乙烯/丙烯酸烷基酯共聚物，一般說，較壓熱釜生產的乙烯共聚物具有較高勁度和彈性，可從杜邦公司市購。
本發明使用的乙烯共聚物分子量可以變化，分子量由熔體指數說明，其數值以比值表示，最高約10g/10min，例如約4.3～約8g/10min。
乙烯共聚物也能包括金屬茂催化的乙烯α-烯烴共聚物，此處採用金屬茂或單中心催化劑進行聚合反應，生產從共聚單體嵌入透視圖看較均勻的線性聚乙烯，從與齊格勒-納塔聚乙烯相比較窄分布的分子量分布也能看出這點。α-烯烴共聚單體一般是丁烯、己烯和辛烯。乙烯組合物可以任選還包括添加劑如熱穩定劑和紫外線穩定劑，UV吸收劑，抗靜電劑，加工助劑，螢光增白劑，顏料，潤滑劑等。這些普通成分可以以一般為0.01～20wt％或0.1～15wt％的量存在於本發明所應用的組合物中。
丙烯聚合物能夠佔有組合物的約1～約30，或5～25，或10～20wt％。
聚丙烯(PP)聚合物包括丙烯的均聚物、無規共聚物、嵌段共聚物和三元共聚物；可以是結晶的或無定形的，無規立構的、間同立構的或全同立構的；或者可以以這些性能的一種或多種的組合為特徵。丙烯的共聚物或三元共聚物包括丙烯與其它烯烴的共聚物，其它烯烴如乙烯、1-丁烯、2-丁烯和各種戊烯異構體、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳酸、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、乙烯基環己烯和苯乙烯等。無規共聚物，也稱作統計結構共聚物，是其中丙烯和共聚單體在整個聚合物鏈上以相當於丙烯對共聚單體的進料比的比例無規分布的聚合物。嵌段共聚物自由丙烯均聚物組成的鏈段和由例如丙烯和乙烯的無規共聚物組成的鏈段構成。丙烯聚合物的共聚單體含量可為約35wt％以下，約0wt％～約20wt％，或約0wt％～約15wt％。聚丙烯指的是上述的包含丙烯的任何或全部聚合物。
丙烯聚合物是可市購的，例如，自ATOFINA Chemicals(Feluy，比利時)公司可得FinaTM8573，從Dow Chemical公司(Midland，MI)可得DS 6D81。
組合物生產可以通過混合70wt％～約99wt％、或約99wt％～約95wt％乙烯聚合物或乙烯共聚物與約30wt％～約1wt％、不大於約15wt％、或約5wt％～約10wt％丙烯聚合物來進行。
可以通過本領域已知的任何手段生產組合物。例如，單個聚合物能夠以熔融形式彼此混合，如通過在擠出機中溶融共混，或者在高剪切混合裝置中彼此共混，如雙輥塑煉機或斑伯裡混煉機。在混合以後，聚烯烴或丙烯聚合物在連續乙烯聚合物相中形成分散的非連續相。
聚合物組合物也可以包括最高約10wt％抗氧劑、滑爽劑、防粘連劑、消霧劑、抗靜電劑和其它普通用於熱合薄膜和/或層合製品的聚合物組合物的添加劑。本領域技術人員已知這些添加劑的適宜水平和將添加劑摻入聚合物組合物的方法。參見，例如，「脂肪醯胺」(FattyAmides)Arthur L.McKenna，Witco Chemical公司，1982，或「現代塑料大全」(Modern Plastics Encyclopedia)，McGraw-Hill，紐約，NY1995。
在混合之後，可以通過熔融擠塑、扁平模頭擠塑、吹脹薄膜擠塑或任何生產所需形狀的其它工藝成型聚合物組合物。
本發明公開的聚合物組合物能夠生產可剝離的和/或永久性的密封。本組合物形成可剝離密封的溫度範圍低於其形成鎖閉密封的溫度範圍。為形成可剝離密封，熱合溫度為約80℃～約160℃或約90℃～約140℃。
本組合物形成永久性密封的溫度範圍高於其形成可剝離密封的範圍。為形成永久性密封、熱合溫度高於約100℃至約180℃或約130℃～約160℃。
所得密封劑的封合強度的最優化可以取決於多種變量如熱合溫度、薄膜和密封劑的厚度和熱轉移係數、停留時間和熱合壓力、以及密封劑的結晶度等等。說明幾個變量對封合強度影響的定量模型陳述在Barry A.Morris的「離聚物薄膜的熱合性能預測」(Predicting theHeat Seal Performance of Ionomer Films)，提供於SPE ANTEC 2002，2002年5月，San Francisco，CA。
如果任何與封合強度相關的變量發生變化而影響密封時密封劑的界面溫度，那末，本文公開的形成可剝離密封和永久性密封的大約的相對溫度範圍預期值會降低。本文公開的熱合溫度範圍表示意欲進行調節的近似值和指標，以便適當補償所用設備和其它封合條件的常規變化，如壓力、停留時間等等。例如，如果薄膜的總尺寸比實施例敘述的厚，或者封合機的線速度增加，或者熱合刀的停留時間縮短，那末熱合溫度能夠增加到對於易拆密封和鎖閉密封而言敘述的近似範圍以上。
本聚合物組合物的引發熱合溫度可以低於本領域已知的聚合物密封劑的引發熱合溫度。
本發明公開的聚合物組合物或密封劑，可以在比本領域已知的聚合物密封劑受熱形成可剝離密封的溫度範圍寬的溫度範圍下受熱形成可剝離密封，而在另外的更高的溫度範圍下還能形成鎖閉密封。聚合物密封劑可以形成可剝離密封的溫度範圍跨度至少約15℃，至少約20℃，至少約25℃，最至約30℃，或至少約35℃。
本工藝中使用的薄膜可以通過本領域技術人員已知的任何方法製造。薄膜和薄膜結構典型地能夠經流延、擠塑、共擠塑和層壓等，包括通過各種方法(如吹脹薄膜或機械拉伸等)取向(或者單軸或者雙軸)。在本領域中一般應用的各種添加劑能夠存在在各個薄膜層中，包括存在在粘結層等中，條件是這些添加劑的存在基本上不改變薄膜或薄膜結構的粘合性能。所述添加劑能夠是抗氧劑和熱穩定劑、紫外(UV)光穩定劑、顏料和染料、填料、消光劑、防滑劑、增塑劑、防粘連劑和其它加工助劑等可有利地使用者。
能夠，例如，通過使用所謂的「吹脹薄膜」或「扁平模頭」法擠塑組合物製造主薄膜。吹脹薄膜製備包括經環形模頭擠出聚合物組合物，採用氣流將所得管狀薄膜展幅，得到吹脹薄膜。流延平膜製備包括經扁平模頭擠出組合物。離開模頭的薄膜通過至少一個裝有內部循環流體的輥筒(驟冷輥)或通過水浴進行冷卻得到流延薄膜。本發明所用的薄膜要求具有，例如，約60cm(2英尺)至300cm(10英尺)的寬度。
薄膜除了直接驟冷或流延薄膜外還可以取向。該工藝包括的步驟有擠出熔融聚合物層流，驟冷擠出物以及在至少一個方向使驟冷擠出物取向。在本發明中應用的術語「驟冷的」描述為了得到固體薄膜材料在其熔點以下基本冷卻的擠出物。
薄膜可以是未取向的、單軸方向取向的(如縱向)或雙軸方向取向的(如縱向和橫向)。薄膜能夠通過在薄膜平面中的兩上互相垂直的方向拉伸進行雙軸取向，以得到滿意的機械性能和物理性能的組合。
本領域已知關於單軸或雙軸拉伸薄膜的取向和拉伸設備，例如在USP 3,278,663；3,337,665；3,456,044；4,590,106；4,760,116；4,769,421；4,797,235和4,886,634中所公開者。因為本領域技術人員眾所周知製造不同薄膜的工藝，為簡潔起見本文省略這方面的敘述。
在一個實施方案中，薄膜通過擠塑工藝成形，該工藝使薄膜中聚合物鏈在擠塑方向大概排列成行。線性聚合物，在高度單軸取向之後，在取向方向具有相當大的強度，而橫向強度較低。這種排列能夠使薄膜在擠出方向增加強度。
薄膜可以藉助電暈放電、臭氧或其它一般工業手段進行處理。多層結構的粘合可以通過增加乙烯共聚物層的厚度來改進。乙烯共聚物層的厚度能夠為約10～約40μ(0.4密耳～1.6密耳)，或者約15～約30μ(0.6～1.2密耳)。
本發明提供包括或生產自下述材料的多層結構，(a)至少一個聚烯烴層；(b)任選至少一個阻氣聚合物層，如乙烯乙烯醇或聚醯胺；(c)任選至少一種酐改性聚烯烴粘合劑；和(d)至少一個密封劑層。所述密封劑層能夠包含或生產自乙烯共聚物。乙烯共聚物能夠是與上文所公開的相同的。聚烯烴能夠包括聚丙烯或聚乙烯聚合物和包含乙烯或丙烯的共聚物。聚乙烯(PE)能夠通過眾所周知的方法生產，包括眾所周知的齊格勒-納塔催化劑聚合(參見，例如，USP 4,076,698和3,645,992)、金屬茂催化劑聚合(參見，例如，USP 5,198,401和5,405,922)和自由基聚合。聚乙烯聚合物能包括HDPE、LLDPE、甚低或超低密度聚乙烯(VLDPE或ULDPE)和LDPE。聚乙烯的比重為0.865g/cc～0.970g/cc。
聚乙烯共聚物，除了上文所述乙烯共聚物外，還包括其它乙烯共聚物如乙烯醋酸乙烯和乙烯酸性離聚物。
本發明還包括將多層薄膜層合到基材上。所述基材能夠是金屬、玻璃、瓷磚、磚、混凝土、木材、水泥磚石結構、纖維、皮革、薄膜、塑料、石頭、金屬薄片、紙、和纖網如有機聚合物纖網、金屬箔、漂白和未漂白的紙和紙板、玻璃紙、非織造織物以及這些材料的複合材料。
例如，能夠將多層薄膜粘合到包括熱塑性薄膜(如聚烯烴、聚酯、尼龍或聚乙烯乙烯醇)、紙或紙板的基材上。另外，例如，熱塑性薄膜能夠是如上文所公開的取向或未取向的(如取向聚對苯二甲酸乙二酯即OPET)。取向薄膜可以印刷圖象或色彩，然後進行包含上文公開的密封劑的擠塑或共擠塑薄膜的層壓。
多層薄膜能夠用於包裝應用中作為包裝材料，其包括，例如，易拆封密封和永久性密封，或者作為工業薄膜(如，作為絕緣片材中的結構部分)。另外，例如，能夠將多層薄膜施加於另外的包裝薄膜如上文公開的取向薄膜，以便生產第二多層薄膜。多層薄膜或第二多層薄膜能夠在第一較低溫度下自身封合，或封合到其它薄膜上，或彼此封合，形成易拆封密封。多層薄膜或第二多層薄膜也能夠在第二較高溫度下自身封合，或封合到其它薄膜，或彼此封合，形成永久性密封。
第一和第二包裝基材可以是相同的或不同的。例如，第一和第二薄膜可以是一個薄膜的第一和第二部分。另外，另外的薄膜可以彼此是相同或不同的，它們也可以相同或不同於第一和第二薄膜。例如，另外的薄膜也可以是一個薄膜的第一和第二部分。
包括永久性密封和易拆封密封的包裝用於，例如，形成具有界限分明的尺寸的易剝離開口，而包裝的其餘部分保持其完整性。尺寸界限分明的開口有利於容易地倒出包裝內容物。在該實施方案中，易拆封密封形成至少一部分位於包裝內側和包裝外側之間的邊界。永久性密封或包裝材料的摺痕等可以形成其餘的邊界。在這種方式中，包裝開口尺寸由包裝周邊是可剝離密封的部分限定。
例如能夠將聚合物共擠塑得到包含密封劑層的多層薄膜從而生產含有密封劑的薄膜。能將含有密封劑的薄膜施加到或層合到取向聚酯或取向聚丙烯第二薄膜從而生產第二多層薄膜。所述多層薄膜(或第二多層薄膜)能夠包含上文公開的乙烯共聚物。在摺疊之後，各個多層薄膜或第二多層薄膜兩側能夠在其邊緣處封合產生具有開口的密封。產生並限定了包裝的密封周邊。多層薄膜(或第二多層薄膜)也能疊合到另一片相同薄膜上，隨後在邊緣封合三邊，從而生產具有開口的包裝，這樣產生了密封並限定了包裝的密封周邊。或者，能夠將多層薄膜(或第二多層薄膜)疊合在另外的薄膜如聚酯薄膜上。沿著多層薄膜的三個邊的邊緣封合從而生產具有開口的包裝，這樣產生了密封和限定了具有開口的包裝的密封周邊。能夠將包裝周邊內部的一部分或幾部分薄膜密封從而產生一個或多個可剝離的或至少可部分剝離的密封來形成邊界並把包裝分成獨立的隔室。每個隔室能夠填充一種或多種包括固體、液體或氣體成分的成分。然後能夠封合開口。包裝的周邊密封可以至少部分是永久性的，而在隔室之間的密封可以至少部分是易拆封的。這種包裝可以用於較方便地混合隔室內容物，例如，當隔室內容物是預定量的時候。另外，這種包裝能夠應用在隔室內容物需要混合後就立即應用的時候，例如，在隔室內容物在隔離時比內容物混合物更穩定的情況下。另外，這種包裝可以用於在一個隔室中裝溼物料，而在另一個隔室中裝乾物料。
也可以對包裝材料進行進一步加工，例如，但不限於，印刷、壓花和/或著色，以使包裝材料為顧客提供關於其中產品的信息和/或提供令人喜受的包裝外觀。這種進一步的加工一般在上文所述的層壓工藝之前進行，但是也可以在層壓之後進行。
包裝材料可以成形成諸如口袋等包裝，這可以通過本領域眾所周知的標準方法進行，為簡潔起見本文中省略這方面的敘述。
下述實施例僅是舉例說明，並不限制本發明。
實施例在如下實施例中密封劑組合物的製備步驟包括將乾燥成份共混在一起，然後在30mm雙螺杆Werner PfleidererTM擠出機中將其熔融共混。熔融溫度為235℃～240℃。
實施例1～4使密封劑組合物與粘結粘合劑，Bynel41E 687，具有熔體指數1.7的酐改性聚乙烯粘合劑，和乙烯/乙烯醇(EVOH)，Eval F101A，的層共擠出。密封劑在196℃下在50rpm下操作的L/D為30∶1的25mm單螺杆擠出機中熔融。粘合劑在205℃下在15rpm下操作的L/D為24∶1的25mm單螺杆擠出機中熔融。EVOH在215℃下在43rpm下操作的L/D為24∶1的25mm單螺杆擠出機中熔融。
所有三股熔體流均經BramptonTM共擠出吹脹薄膜膜頭餵入，如此形成三層薄膜，其具有標稱25μm的密封劑、標稱13μm的粘合劑層和標稱25μm的EVOH層。模頭溫度為215℃。吹脹薄膜的吹脹比為2.1，該術語定義為穩定薄膜膜泡直徑除以模口直徑。模口間隙設定在1.02mm。所述薄膜以4.6m/min運行經過引出輥。
所制薄膜結構如下密封劑(25μm)/Bynel41E687(13μm)/EvaltTMLCF(101A)(25μm)其中，BYNEL41E687得自杜邦公司。EvalTMLCF101A得自Eval公司(美國，Houston，TX)。
所得薄膜條，15mm寬由縱向切割製備。15mm條在SentinelTM1671熱合機上在40psi壓力下以0.5秒停留時間自熱合。所得條在100℃～150℃的不同溫度下熱合。對於每個溫度，熱合5條，取得5個測定值。這樣，本文中報告的封合強度為5個測定值的平均值。
在測定所得條的封合強度之前，將條在23℃和50％相對溼度下調節24h。封合強度採用Zwick#2537拉伸試驗機(得自Zwick USA LP(Atlanta，GA))以100mm/min滑動橫梁速度進行測定。
密封劑組合物敘述在下表1中。
表1 密封劑組合物

1其餘為乙烯2其餘為丙烯3Surlyn●AD82734甲基丙烯酸5丙烯酸異丁酯6丙烯酸甲酯7丙烯酸正丁酯封合強度測定結果示於下表2中。這些數據說明，對於實施例1，3和4的聚合物組合物，在熱合溫度為約110℃～約130℃時，產生可剝離密封，而在熱合溫度為約130℃以上～約150℃下則形成永久性密封。對於實施例2聚合物組合物，當熱合溫度為約110℃～約120℃時產生可剝離密封，而在熱合溫度為約125℃以上時則形成永久性密封。
這些數據還表示，實施例1～4的密封劑比比較例密封劑具有較低的引發熱合溫度。
實施例1～4的密封劑趨於，在其它變量如薄膜厚度、熱合壓力等幾乎保持恆定時，在較寬的熱合溫度範圍形成具有可剝離範圍強度的密封。例如，實施例4的密封劑在熱合溫度約100℃～約135℃下形成可剝離密封，因此具有的可剝離熱合溫度範圍為約35℃。一般說，實施例的密封劑具有的可剝離熱合溫度範圍為約15℃～約35℃。相反，比較例密封劑形成可剝離密封的熱合溫度範圍為約15℃。
表2 封合強度與溫度

對於實施例1～4的密封劑而言，沒有觀察到顯著的靜電荷集結。在用棉布摩擦薄膜十次之後，靜電將較少量菸灰吸引到薄膜上。然而，在比較例中，觀察到離聚物共混物密封劑的典型靜電荷集結。在用幹棉布摩擦薄膜10次之後，較大量的菸灰被吸引到薄膜上。
實施例5下文所示的多層薄膜(60μ)以如下方式製造。首先，將五層吹脹薄膜共擠出製造三層薄膜，後者具有20μLDPE外層、厚度20μ的DuPont Nucrel0903中間層和下述產物製造的厚20μ的密封劑層。
密封劑A93％Surlyn8273+2％CN(CN代表DuPont Conpol滑爽和防粘連母料)20B+5％CN20S2。
密封劑B93％04-480-74-4(50％Nucrel1202+45％DupontBynel2002+5％Fina 8573聚丙烯)+2％CN20B+5％CN20S2。
密封劑C95％04-480-74-4+5％DuPont Elvax9619-1。
密封劑D95％04-480-74-13(90％ElvaloyAC3717+10％Fina8573PP)+5％DuPont Elvax9619-1。
其次，將吹脹薄膜粘合層壓到12μDuPont MylarOPET(取向聚對苯二甲酸乙二酯)，其中採用Herberts(德國)粘合劑1K-LF 190×3，貼合重量1.5g/m2，採用LABORCOMBI機(Nordmeccanica公司，德國)，從而製造層壓薄膜OPET/PE/NU/密封劑，其中薄膜A含有密封劑A，薄膜B含有密封劑B，薄膜C含有密封劑C，和薄膜D含有密封劑D，如表3所示。
表3

1層結構為A，LOPE2602；B，LDPE2602；C，Nucrel 0903，D，Nucrel0903；和E，04-480-74-4+2％CN 20B+5％CN 20S2.
口袋從具有這些薄膜的薄膜A、B和D在市售的Bosch臥式-填充-密封包裝機(Model SVE 2510-AR)以60個口袋/分鐘進行製造。垂直密封在200℃下熱合，具有鎖閉密封。水平密封操作溫度為112℃～140℃(薄膜A)，101℃～160℃(薄膜B)，和90℃～115℃(薄膜D)。封合時間200ms，保壓壓力為0.3MPa。頂、底和垂直密封樣品切割成15mm寬，而中間頂和中間底密封樣品切割成6mm寬。測定打開不同溫度封合的密封所需要的剝離力，取每個溫度的3～4條的平均值，並記錄如下。試驗速度100mm/min，剝離角180℃。為進行比較，在口袋頂和底部的飛邊密封區單獨進行測定。飛邊密封區限定為在垂直密封和水平密封獲得的口袋密封區，在口袋頂部有一個，在口袋底有另一個。在本文或表中，它們還稱作「中間頂」和「中間底」。飛邊密封區具有較高的封合壓力，但是具有相同的熱合溫度，所以顯示較高的封合強度。
在下表中，將縱向切割的15mm寬的4個條採用雙棒熱合機Kopp#2428在各個溫度下進行自身封合。中間頂和中間底為飛邊密封。為測定剝離強度計及所施加力的平均最大值。
所有結果(Bosch水平熱合設定溫度)為所示各個溫度下的3個測定值的平均值。
剝離力-薄膜A

1N/15mm2N/6mm剝離力-薄膜B

1N/15mm2N/6mm剝離力-薄膜D

1N/15mm2N/6mm
權利要求
1.一種組合物，包括或生產自熱塑性聚合物共混物，所述共混物包含乙烯共聚物和丙烯聚合物，其中所述乙烯共聚物包含(1)衍生自乙烯和丙烯酸烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸或其兩種或多種的組合，和任選一氧化碳或含環氧基的共聚單體的重複單元，(2)金屬茂催化的、包含衍生自乙烯和第二α-烯烴的重複單元的乙烯聚合物，或(3)由(1)和(2)的組合；而所述丙烯聚合物包含衍生自丙烯和任選共聚單體的重複單元，所述共聚單體是α-烯烴，包括乙烯、丁烯或其組合。
2.權利要求1的組合物，其中在組合物中存在的乙烯共聚物為約70wt％～約95wt％，至少約85wt％，或者約90wt％～95wt％，在組合物中存在的丙烯聚合物為約5wt％～約30wt％。
3.權利要求1或2的組合物，其中組合物在較低溫度範圍的第一溫度下加熱時形成可剝離密封；而組合物在較高溫度範圍的第二溫度下加熱時形成永久性或鎖閉密封；較低溫度範圍跨度至少約15℃。
4.權利要求1、2或3的組合物，其中乙烯共聚物包含衍生自乙烯和共聚單體的重複單元，所述共聚單體是甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或其兩種或多種的組合；且丙烯聚合物優選具有≥2的熔體流動速率。
5.權利要求5的組合物，其中共聚單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸兩者，或其中兩種或多種的組合。
6.一種多層薄膜，包含密封劑或密封層，其中所述密封劑或封層包含或生產自權利要求1、2、3、4或5中表徵的組合物。
7.權利要求6的薄膜，其中所述薄膜還包含，或生產自，取向聚酯或取向聚丙烯。
8.一種包含或生產自多層薄膜的包裝，其中所述包裝包括在該包裝中的可剝離密封，而所述薄膜如權利要求6或7所表徵。
9.一種方法，包括共擠塑聚合物和密封劑形成包含密封劑層的多層薄膜，以生產包含密封劑的薄膜；任選地將含密封劑的薄膜施加到取向聚酯或取向聚丙烯的第二薄膜上，以生產第二多層薄膜，其中多層薄膜或第二多層薄膜包含如權利要求1、2、3、4或5中表徵的組合物以及如權利要求6或7表徵的薄膜。
10.權利要求9的方法，進一步包括(1)摺疊多層薄膜或第二多層薄膜並在邊緣將薄膜兩側邊封合，以生產具有開口的包裝，藉此得到密封並界定具有開口的包裝的密封周邊；或者，將兩片多層薄膜或第二多層薄膜疊合起來，並在多層薄膜或第二多層薄膜的邊緣將三個側邊封合，以生產具有開口的包裝，藉此得到密封並界定具有開口的包裝的密封周邊；或者，將多層薄膜或第二多層薄膜與另外的薄膜疊合起來，並在多層薄膜或第二多層薄膜的邊緣將三個側邊封合，以生產具有開口的包裝，藉此得到密封並界定具有開口的包裝的密封周邊；和，(2)任選地封合包裝周邊內的薄膜的一個或多個部分，藉此得到一個或多個可剝離密封，形成邊界且將包裝分成獨立的隔室；(3)將一種或多種成分限制在一個或多個隔室內，所述成分包括固體、液體或氣體；和(4)封合開口。
全文摘要
本發明提供能夠用作可剝離的和/或永久性的密封包裝的密封劑的聚合物組合物。聚合物組合物包括至少一種乙烯共聚物和至少一種丙烯聚合物。還提供採用本發明組合物密封的包裝，以及製造包含本發明組合物的包裝的方法。
文檔編號B65D65/40GK1957033SQ200580016327
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月24日 優先權日2004年5月24日
發明者I·-H·李, K·豪斯曼 申請人:納幕爾杜邦公司