用於可流動產品的具有改進的阻擋和機械性能的可擠壓容器的製作方法

2023-06-12 17:33:36

專利名稱：用於可流動產品的具有改進的阻擋和機械性能的可擠壓容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於可流動產品的具有改進的阻擋和機械性能的可擠壓容器，和生產所述可擠壓容器的方法。這些改進通過將包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物引入可擠壓容器中實現。
Carter等人的美國專利US2,531,396公開了一種增強的彈性體和生產所述含改性粘土的彈性體的方法。該發明的粘土包括蒙脫石，即鈉、鉀、鋰和其它膨潤土。該粘土的特徵在於據信一種非平衡晶格具有被無機陽離子中和的負電荷。
Frisk的美國專利US5,916,685公開了一種含納米顆粒的具有優異的對氧、水蒸氣和芳烴氣體的阻擋性能的透明多層層壓品。
Frisk等人的美國專利US5,876,812公開了為提高阻擋性能由含納米顆粒的聚合物材料製成的容器。
Frisk等人的美國專利US5,972,448公開了由與多種納米尺寸顆粒結合的聚合物材料生產的容器。
Serrano等人的美國專利US5,844,032公開了生產納米複合物的方法，該納米複合物被插入EVOH基體聚合物中並與其結合。
Beall等人的美國專利US5,952,095公開了如何生產特定插層納米顆粒。該公開文獻除了教導含納米顆粒的有機液體複合物外，還教導了納米顆粒本身及其生產方法。
Beall等人的美國專利US5,880,197公開了用有機分子處理的粘土，當如此處理時有機分子插入粘土顆粒中由此形成類似基體的結構。
Beall等人的美國專利US5,877,248公開了通過將有機液體與具有特定特徵/限制的納米複合物材料結合提高該有機液體粘度的方法。
Beall等人的美國專利US5,578,672公開了通過將頁矽酸鹽與聚合物和液體載體混合、並將該混合物經模頭開口擠出由此在相鄰頁矽酸鹽之間吸收或插入聚合物而形成的插層物。
Christiani等人的美國專利US 5,747,569公開的一種生產聚合物納米複合物材料的方法，其中片晶顆粒的平均厚度等於或低於約50埃，最大厚度為約100埃。
Maxfield等人的美國專利US5,514,734公開了形成包括聚合物基體的納米複合材料的方法，所述聚合物基體包括聚合物材料和選自具有特定特徵的片狀或原纖狀顆粒的分散顆粒。
Maxfield等人的美國專利US5,385,776公開了由具有分散在其中的顆粒材料如頁矽酸鹽的γ相聚醯胺形成的複合物。
Alexandre等人的WO99/47598公開了一種納米複合物，其為衍生自層狀金屬氧化物或金屬氧化物鹽的納米填料顆粒的分散體。該納米複合物有利地通過如下方法製備首先將未處理的粘土在水中溶脹，然後除去水形成可分散於非極性有機溶劑中的親有機粘土。接著將該親有機粘土用烷基鋁氧烷處理，隨後用催化劑處理由此形成促進烯烴或苯乙烯聚合和片狀物分散的複合物。該納米複合物可通過在納米填料上在無剪切、無離子交換步驟並且不需要在聚烯烴或聚苯乙烯中引入極性取代基的情況下現場聚合烯烴或苯乙烯來直接製備。
Fischer等人的WO 99/35185公開了製備基於聚合物基體和層狀雙氫氧化物的納米複合材料的方法。該公開文獻進一步涉及可通過該方法獲得的納米複合材料和由該納米複合材料獲得的成型製品。
Barbee等人的WO 99/32403公開了包括聚合物的組合物，該聚合物具有分散在其中的至少一種已與有機陽離子鹽進行陽離子交換的層狀粘土材料和至少一種可與所述聚合物相容的膨脹劑。優選的聚合物包括聚酯。公開的組合物顯示顯著改進的片晶分離(通過基層間隔比以前記載的高而得以證實)。該公開文獻還涉及具有改進的阻擋性能的複合材料，該複合材料可用於形成具有改進的氣體阻擋性能的包裝物。
Fischer的WO99/07790公開了基於具有層狀結構和陽離子交換容量30至250meq/100g(即250毫當量/100克)的粘土、聚合物基材和嵌段共聚物或接枝共聚物的納米複合材料，所述嵌段共聚物或接枝共聚物包括一種或多種可與粘土相容的第一結構單元，和一種或多種可與聚合物基體相容的第二結構單元。Fischer還公開了一種納米複合物材料，其中粘土的陽離子交換容量為50至200meq/100g。此外，Fischer公開了一種納米複合物材料，其中聚合物基體選自聚烯烴、乙烯基聚合物、聚酯、聚醚、聚矽氧烷和丙烯酸聚合物。
李等人的WO 98/53000公開了增韌納米複合物材料，該納米複合物材料基於一種或多種熱塑性工程樹脂如尼龍，一種官能化的例如溴化的C4-C7異單烯烴如異丁烯與對烷基苯乙烯，例如對甲基苯乙烯的共聚物的共混物而製備，並進一步含有均勻分散的頁狀剝離的頁矽酸鹽層狀粘土，如蒙脫石。這些納米複合材料顯示優異的機械性能，包括改善的衝擊強度。該文獻公開的複合物可擠出、壓塑、吹塑或注塑為各種形狀的製品，包括纖維、薄膜、工業部件如汽車部件、儀器外殼、消費產品、包裝物等。所得產品顯示高衝擊強度和低蒸汽滲透性。
Matayabas等人的WO 98/29499公開了包括分散在至少一種聚酯中的約0.01至約25wt％的片晶顆粒的聚酯片晶顆粒複合物組合物，其中所述組合物具有特性粘度大於約0.55dl/g、低剪切熔體粘度大於約30,000泊，和至少比未改性聚酯低10％的氣體可滲透性。
Frisk等人的WO 98/01346公開了一種由與多種納米尺寸顆粒結合的聚合物材料構成的容器，所述納米尺寸顆粒起到增強容器阻擋性能的作用。聚合物材料可為PET、COPET或其任何混合物。該納米複合聚合物容器降低各種氣體的滲透性，但基本上不改變生產由PET或COPET材料構成的容器的方法並且基本上不改變容器本身。該文獻公開的納米複合聚合物容器能夠實現該作用的原因在於與聚合物材料結合很少量的粘土，即按容器重量計為0.1至10％的粘土。如此少量的粘土提供明顯的阻擋性能，因為粘土顆粒具有100至2000的高長寬比。該納米複合物聚合物容器可用現場聚合、溶液插層或熔體剝離生產，由此使粘土礦與聚合物材料基體結合。粘土礦可為綠土、蛭石、埃洛石或其任何合成類似物，其中優選綠土粘土中的蒙脫石物質。
下面對本發明進行詳細描述。
層狀粘土礦如綠土粘土(例如蒙脫石、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、鋰蒙脫石、皂石、鋅蒙脫石、magadite、水羥矽鈉石(kenyaite)、和蛭石)由各矽酸鹽層或片材面對面堆積的晶胞(packet)組成。自然，金屬離子如Mg、Fe、Mn和Li被取代。由於此取代，這些片材具有不平衡的負電荷，其被可水合的陽離子如鈉和鈣中和。該片材的厚度為約1nm，片材的直徑一般為50至1000nm，導致長寬比為50至1000。這些層狀礦物被稱為頁矽酸鹽。
已知這些層狀礦物可用有機分子如有機銨離子處理，以在相鄰平面矽酸鹽層之間插入有機分子，由此增加相鄰矽酸鹽層之間的層間間隔。該方法被稱為插層，並且所得已處理的粘土礦稱為「改性粘土」。如此處理的插層頁矽酸鹽具有層間間隔至少10-20，和至多約100。然後將該改性粘土用於製備納米複合物的至少兩種不同的方法中即熔體配混和現場聚合。這兩種方法都是本領域熟練技術人員已知的。熔體配混納米複合物的優選方法是用雙螺杆擠出機或類似的共混裝置進行。為實現粘土礦的良好插層、剝離和分散，處理條件應能使剪切速率和停留時間都被優化。
除了這些方法外，還可將改性粘土加入液體塗料或粘結劑中。對於採用熔體配混，處理條件應使剪切速率和停留時間都被優化。粘結劑或塗料可由單體、低聚物、聚合物或其混合物構成，並可在其已塗於基材後進行聚合。與聚合物結合的改性粘土的量應足以提供所需的阻擋和/或機械性能。改性粘土在本發明納米複合物中的量包括組合物的約0.1wt％至約25wt％。改性粘土的優選範圍包括組合物的約0.5wt％至約10wt％。
適用於本發明納米複合材料的聚合物可列舉但不限於聚烯烴，如低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)，聚醯胺如聚己二醯間苯二甲胺(MXD6)、聚癸二醯己二胺、聚己二醯己二胺或聚己內醯胺，聚酯如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)，和聚丙烯腈。適用於本發明納米複合材料的其它聚合物包括聚乙烯醇共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、用馬來酸酐接枝的聚酯、PVdC、脂族聚酮和LCP(液晶聚合物)。聚酮可列舉Shell生產的Carillon。液晶聚合物可列舉Ticona生產的Vectra。可使用的另一些聚合物包括環氧和聚氨酯粘結劑。
儘管某些粘土礦已在上面列舉，但應理解具有離子交換容量50至200meq/100g和與要用於所述納米複合物中的聚合物的很大接觸面積的任何粘土(天然和合成的)都可用於本發明中。
下面對本發明術語給出定義。
除非具體提出並定義或有其它限制，這裡使用的如下術語具有如下含義「粘結劑」指粘結/粘附的物質；這裡使用的粘結劑一般可分類為結合樹脂(tie resin)或層壓粘結劑。
「長寬比」指顆粒的目標寬度與其厚度之比。
「阻擋」應理解為防止蒸汽或氣體經或越過起阻擋作用的材料或材料結構穿過或滲透的材料或材料結構如薄膜、層、膜或表面塗層。這些阻擋物可以為選擇性或非選擇性的，取決於該阻擋物是否起到防止特定(或多種特定)蒸汽或氣體透過或滲透阻擋材料或結構的作用。因此，該水蒸汽或溼氣阻擋物將防止水蒸氣透過或滲透，氧阻擋物將防止氧(例如大氣中所含的氧)透過，香氣或芳香氣將防止散發香氣或芳香氣的複雜有機分子透過。這些阻擋物可起到藉助阻擋材料或阻擋結構具有的特定物理或化學性能防止蒸汽或氣體透過或滲透的作用。
「共擠出塑料可擠壓容器或管」是指通過將聚合物樹脂從多個擠出機擠入一結合段，然後擠入環形模頭製得。將所得環形擠出物用水冷卻形成一連續的多層圓筒。該隨後切割為多段的圓筒形成可擠壓容器或管的套管。將所得各套管安裝在工具機上，並將管頂蓋注塑到套管末端，由此形成可擠壓容器或管。然後將封蓋施於頂蓋上。
「共注射可擠壓容器(管)頂蓋」指通過將聚合物樹脂通過多個擠出機擠入注塑機中通常稱為噴嘴的結合段。多層塑料擠出物自該噴嘴注射入金屬模具中。該金屬模具與已荷載上金屬心軸的可擠壓容器或管的套管接觸。同時在該金屬模具中，聚合物被冷卻，與此同時該頂蓋被粘附到套管上並形成可擠壓容器或管的頂蓋形狀。然後將封蓋施於頂蓋上。
「芯」或「芯層」指具有奇數層的多層薄膜的內層，其中在芯層每一側上存在相同的層數。
「環氧化物」指含一個環氧化物官能團的化合物。
「乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)」指由乙烯和醋酸乙烯酯單體共聚形成的共聚物，其中在共聚物中的乙烯衍生單元以主要量存在，共聚物中的醋酸乙烯酯衍生單元以次要量存在。
「乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)」指通過水解聚(醋酸乙烯酯)形成的共聚物。
「剝離物」或「剝離的」指改性粘土的各片，這樣改性粘土的相鄰片可各自分散在整個載體如水、聚合物、醇或二醇，或任何其它有機溶劑中。
「剝離」指由改性粘土形成剝離物的方法。
「插層劑」指吸附在分層材料片之間並與片表面上的Na+陽離子配位的銨離子，由此形成插層物。
「插層物」指「插層的」指包括處於分層材料的相鄰片之間使相鄰片的層間距增加至約5埃，優選至少約10埃的有機分子的分層材料。
「插層」指形成插層物的方法。
「內部或內層」指不是薄膜表皮或表面層的層或多層薄膜。
「中間的」或「中間層」指處於所述薄膜芯層與表面層之間的多層薄膜的內層。
「標籤」指包括能夠與可擠壓容器粘結或粘附的至少一粘結劑內層和外層的多層聚合物薄膜。
「層壓可擠壓容器(管)套管」指通過轉換裝置主要採用擠出層壓或共擠出片材法生產的多層網狀結構。生產的網狀結構為平片形式，將其捲成輥型。在擠出層壓中，將通常通過吹膜或流延膜法生產的薄膜輥與從平模頭排列擠出的擠出或共擠出物粘附在一起。將所得層壓網狀結構卷繞為輥形式。
「層壓粘結劑」指在兩基材之間的粘結劑；層壓粘結劑通常為在塗布後固化的熱固性聚合物如聚氨酯或環氧化物。
「分層材料」指無機材料，如綠土粘土礦，其為多個相鄰的束縛層形式，並且各層具有厚度約3埃至約50埃，優選約10埃。
「基體單體」指其中混有或分散有插層物或剝離物的單體。
「基體聚合物」指其中混合或分散插層物或剝離物由此形成納米複合物的熱塑性或熱固性聚合物。
「改性粘土」指已進行插層的分層粘土材料。
「單層塑料可擠壓容器(管)」指將聚合物樹脂從單一擠出機擠入環形模頭內並用水冷卻，由此形成連續單層圓筒。該隨後切割為多段的圓筒形成可擠壓容器或管的套管。將所得各套管安裝在工具機上，並將可擠壓容器或管頂蓋注塑到套管末端，由此形成可擠壓容器或管。然後將封蓋施於頂蓋上。
「單層可擠壓容器(管)頂蓋」指將通過單一擠出機擠出的聚合物樹脂經注塑機注射入金屬模具中。該金屬模具與已荷載上金屬心軸的可擠壓容器或管的套管接觸。同時在該金屬模具中，單層擠出物被冷卻，與套管粘附並形成頂蓋形狀。
「納米複合物」指包括其中分散有由剝離改性粘土形成的多個片的單體、聚合物、低聚物或共聚物的混合物。
「光學性能」指包括光澤、霧度和透明度的性能(都由Annual ASTMBook of Standards or TAPPI Test Methods定義)。
「外覆蓋物」指與可擠壓容器外側非常一致的多層聚合物膜。
「片」指分層材料的各層。
「聚醯胺」指具有重複醯胺基團(HN-CO)的聚合物，如聚癸二醯己二胺、聚己二醯己二胺、聚ε-己內醯胺和聚己二醯間苯二甲胺，以及尼龍6與尼龍6，6的共聚物，它們又分別稱為尼龍-6，10、尼龍6，6、尼龍-6、MXD6和尼龍6/6，6。
「聚乙烯」指通過基本上聚合乙烯氣體獲得的樹脂系列。通過改變共聚單體、催化劑和聚合方法，可在寬範圍內調節性能如密度、結晶度、支化度、分子量和分子量分布。聚乙烯包括低密度聚乙烯(LDPE)；中密度聚乙烯(MDPE)；和高密度聚乙烯(HDPE)。
可用於聚乙烯樹脂系列的共聚單體為具有4至20個碳原子的α-烯烴。
「聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)」指通過乙二醇與對苯二甲酸縮聚形成的聚酯。
「聚合物或聚合物樹脂」包括但不限於均聚物，共聚物如嵌段、接枝、無規和交替共聚物，三元聚合物等，及其共混物和改性物。「聚合物或聚合物樹脂」包括該材料的所有可能的分子構造。這些構造包括但不限於等規、間規和無規分子構型。
「聚烯烴」指烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯和戊烯的聚合物；包括但不限於所述烯烴的均聚物、共聚物、共混物和改性物。
「聚氨酯」指含氨基甲酸酯鍵的聚合物。
「綠土」為具有可膨脹晶格的帶有過量負層電荷的2∶1型層矽酸鹽。該2∶1比例是指由夾在兩個四面體二氧化矽片材之間的一個八面體金屬氧化物片材組成的分層結構。
「可擠壓容器(管)頂蓋」指可擠壓容器或管的這樣一個部分，自該部分可流動產品從可擠壓容器或管流出或分配出。將封蓋施於該可擠壓容器或管頂蓋上。管頂蓋通常為剛性結構。
「可擠壓容器(管)的套管」指形成可擠壓容器或管的邊界或壁的能夠使該可擠壓容器或管盛裝可流動產品的可擠壓容器或管的部分。該可擠壓容器或管的套管通常為非剛性的可變形結構。
「表面」或「表面層」或「表皮」或「表皮層」指包括其表面的多層薄膜的層。
「束縛樹脂或層」指由對材料具有一些親和力(即相互粘附或結合在一起)的熱塑性聚合物組成的粘結劑；束縛樹脂通常用於共擠出或擠出層壓中，並且通常為聚烯烴共聚物如EVA、EAA或EMA，或用馬來酸酐接枝的聚烯烴(接枝材料的例子是購自Equistar的Plexar和購自DuPont的Bynel)。
塑料包裝材料的機械性能為涉及材料在施加應力下響應(變形)的物理性能。一些重要的物理性能是拉伸強度、勁度(撓曲模量)、壓縮強度、抗衝擊性(韌性)。對於可壓擠容器，機械性能涉及該可壓擠容器在施加應力或荷載下變形。這些性能包括頂部荷載、壁勁度(耐屈曲性)和耐衝擊破裂性能。下面給出測量材料機械性能的數個標準ASTM試驗。
術語「熱穩定性」涉及可壓擠容器的機械性能和尺寸隨溫度、特別是在極端溫度下的變化。該可壓擠容器的熱穩定性一些重要測量值是在高溫下的收縮或鬆弛；特別是在高溫下在荷載下的蠕變(逐漸尺寸變化)；低溫下的脆性；和在高溫下的強度和勁度損失。測量材料在高溫下軟化程度的一個標準方法是由下面的ASTM-648定義的熱變形溫度(HDT)。
本發明的可壓擠容器具有改進的阻擋和/或機械性能，並包括至少一含與改性粘土結合的聚合物材料層，其中改性粘土為納米複合物層的約0.5wt％至約10wt％。
粘土礦可選自綠土(smectite)、蛭石和埃洛石。優選的一類是綠土粘土，其中綠土選自蒙脫石、皂石、貝得石、綠脫石、鋰蒙脫石和其混合物。用於可壓擠容器的特別優選的綠土粘土是蒙脫石。該粘土通常以鈉離子交換形式存在。該粘土可用插層劑處理，以有助於改性粘土與聚合物材料結合。插入粘土礦和形成納米複合物的工藝已在上面描述。
粘土的一個來源是Southern Clay Products，Inc.，of Gonzales，Texas，該公司以產品名「Cloisite」出售粘土，它為粘土和其它微量組分的特殊配料。粘土的另一來源是Nanocor，Inc.of Carmel，Indiana，該公司以產品名「Nanomer」出售粘土。然而，本領域熟練技術人員將認識到可獲得很多粘土來源，並且那些來源可具有不在本發明範圍外的其本身的特殊配方。
適用於本發明納米複合物的聚合物可列舉但不限於聚烯烴如低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)，聚醯胺如聚己二醯間苯二甲胺(MXD6)、聚癸二醯己二胺、聚己二醯己二胺和聚ε-己內醯胺，聚酯如(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，和聚丙烯腈。適用於本發明納米複合物的其它聚合物包括乙烯乙烯醇共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、用馬來酸酐接枝的聚酯、PVdC、脂族聚酮和LCP(液晶聚合物)。聚酮的例子為Shell生產的Carillon。液晶聚合物的例子是Ticona生產的Vectra。可使用的另一些聚合物包括環氧和聚氨酯粘結劑。
儘管某些粘土已在上面示例性給出，但應理解具有陽離子交換容積50至200meq/100g和與要用於所述納米複合物中的聚合物的很大接觸面積的粘土(天然和合成的)都可用於本發明中。
本發明的可擠壓容器具有改進的阻擋和/或機械性能並包括已與改性粘土納米顆粒接觸的至少一聚合物層。在本發明的另一實施方案中，可擠壓容器包括頂蓋和套管，所述頂蓋或所述套管中的至少之一包括聚合物納米複合物，其中所述納米複合物包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒。
在可擠壓容器工業中，需要改進可擠壓容器的阻擋和機械性能。已知為在可擠壓容器中獲得上述這些改進的性能將無機填料材料與聚合物材料摻混。然而，此方法並未完全滿足需求，因為無機填料會使結構變脆和/或減損其光學性能。已發現將納米複合物加入所述可擠壓容器的一層或多層聚合物層中可改進阻擋和/或機械性能，而不會損害並且常常改進材料的機械和光學性能以及其它性能和聚合物的固有性能。
本發明的可擠壓容器可具有改進的阻擋和/或機械性能並包括至少一含已與改性粘土結合的聚合物層，其中改性粘土的量為納米複合物層重量的約0.5％至約10％。
本發明的可擠壓容器包括但不限於層壓可擠壓容器和塑料可擠壓容器，並可由一層或多層聚合物層構成，其中一層或多層這些層可包括與約0.5％至約10％(按納米複合物層的重量計)的改性粘土納米尺寸顆粒結合的聚合物材料。改性粘土的納米尺寸顆粒具有厚度約3埃至約50埃，和長寬比約50至約1000。
層壓的可擠壓容器或管是由成型為管的平輥坯料生產的管。塑料可擠壓容器或管為通過環形擠出生產的管。將聚合物擠出為圓柱構型並切割形成用於管的套管。塑料管頂蓋通過注塑或壓塑生產。
如上所述，本發明的管可分為至少兩組一層壓管和塑料管。塑料管進一步分為單層塑料管或共擠出塑料管。層壓管和塑料管都由兩部分組成一套管和頂蓋。此外，層壓管和塑料管可具有塗於整個管外側的塗層。
納米複合物可存在於包括在層壓管和塑料管的套管和/或頂蓋中的一層或多層中。此外，納米複合物還可包括作為外包裹物塗於塑料管和層壓管上的塗層。
本發明的管在包裝工業中具有很多用途。這些用途可列舉但不限於用於牙膏、工業堵縫劑及藥膏和軟膏的層壓管，以及用於洗液和面霜的塑料管。
為評估本發明容器的阻擋性能，可使用如下測試。
ASTM F 1249為測定水蒸氣透過柔軟阻擋材料的速率的測試方法。該水蒸氣透過速率定義為穩態條件下垂直流過每單位面積表面的速率。
ASTM D 3985為一種包括測定氧氣透過塑料膜的穩態速率的程序的測試方法。氧氣透過速率定義為在D3985測試方法的條件下每單位時間通過塑料膜平行表面的單位面積的氧氣量。
ASTM D638一種測試方法，它包括在規定的預處理、溫度、溼度和測試儀速度下測試時，測定啞鈴型試樣形式的未增強和增強塑料的拉伸性能。
ASTM D790為包括測定增強和未增強塑料的撓曲性能的測試方法，所述塑料來自通常為直接模塑的或由片或板坯料切割的矩形棒形式的樣品。通常，該試驗測量勁度，或材料的耐彎曲性。
ASTM D648為包括測定當試樣承受特殊設定的測試條件時出現任意變形時的溫度。此試驗提供材料的溫度穩定性測量值，即低於材料在標準荷載條件下不容易變形的溫度。
發明的
具體實施例方式
在下面的實施例中給出本發明具有改進的阻擋性能或機械性能的可擠壓容器的優選實施方案，這些實施例僅用於說明目的而不以任何方式限制本發明範圍。
套管厚度13至18mil(330至457μm)。
頂蓋組合物由單一主要聚合物或聚合物共混物組成，其中聚合物選自LDPE、HDPE和聚丙烯。頂蓋的厚度取決於使用的各注塑裝置。
管塗層將液體形式的環氧基塗料塗於管外側。
納米複合物添加將納米複合物以共混物形式加入套管聚合物中，並以共混物形式加入頂蓋組合物中。此外，可將納米複合物加入管塗層中。該納米複合物包括聚合物和改性粘土礦，其中礦物為以商品名Cloisite從Southern Clay products，Inc.，或以商品名Nanomer從Nanocor獲得的蒙脫石。
*阻擋層可選自聚合物，這些聚合物選自尼龍6、MXD6、EVOH、PAN、PET、聚酮、熱塑性環氧樹脂、EMA和離聚物樹脂。
在上述結構中的阻擋層厚度為5至8μm。套管的厚度為250至500μm。
頂蓋組合物該頂蓋可為單層或多層結構。單層頂蓋結構可由單一主要聚合物或聚合物共混物組成，其中聚合物選自LDPE、HDPE和聚丙烯。頂蓋的厚度取決於使用的各注塑裝置。第二類頂蓋組成為可具有如下特徵的多層共注射結構。

*阻擋層可選自聚合物，這些聚合物為尼龍6、MXD6、EVOH、PAN、PET、聚酮、熱塑性環氧樹脂、EMA和離聚物樹脂將納米複合物加入用於雙層結構的套管和頂蓋組成的阻擋層，和五層套管和共注射頂蓋結構中的阻擋層的至少一個中。納米複合物可非必要地加入共注射頂蓋和共擠出套管結構的內層和外層中。該納米複合物包括聚合物和改性粘土礦，其中礦物為以商品名Cloisite從Southern Clay products，Inc.，或以商品名Nanomer從Nanocor獲得的蒙脫石。
*阻擋層可選自聚合物，這些聚合物為尼龍6、MXD6、EVOH、PAN、PET、聚酮、熱塑性環氧樹脂、EMA和離聚物樹脂。
套管厚度這些無箔結構的厚度為10至15mil或250至380μm。
頂蓋組成頂蓋為單層或多層結構。單層頂蓋結構可由單一主要聚合物或聚合物共混物組成，其中聚合物選自LDPE、HDPE和PP。頂蓋的厚度取決於使用的各注塑裝置。第二類頂蓋組成為可具有如下特徵的多層共注射頂蓋結構

*阻擋層可選自聚合物，這些聚合物為尼龍6、MXD6、EVOH、PAN、PET、PET、聚酮、熱塑性環氧樹脂、EMA和離聚物樹脂。
納米複合物可非必要地加入上述阻擋層中。此外，可將納米複合物非必要地加入無箔結構的本體和內層中。也可在頂蓋的內層和外層中非必要地加入納米複合物。該納米複合物包括聚合物和改性粘土礦，其中改性粘土礦物為以商品名Cloisite從Southern Clay products，Inc.或以商品名Nanomer從Nanocor Inc.獲得的蒙脫石。
納米複合物旨在降低香氣和氧氣透過壁和頂蓋的量。因此，一個優點是通過本發明無箔基管可以降低香氣和氧氣透過量。另一優點是吸收入套管和頂蓋內的香氣的降低量很小。實施例4九層結構

*阻擋層可選自聚合物，這些聚合物為尼龍6、MXD6、EVOH、PAN、PET、PET、聚酮、熱塑性環氧樹脂、EMA和離聚物樹脂。
塗料-UV固化·塗料-UV固化環氧-V113-114G UV阻擋清漆，購自PPGIndustries，Inc.。
·基材-電暈處理PET膜·方法-將購自Nanocor的Nanomer以2.5wt％加入UV固化環氧中。用高剪切摻混機混合。將該塗料通過金屬絲纏塗布杆塗於PET上，然後用UV源固化。
·結果-當塗於PET膜上時氧阻擋改進15％，同時無透明度損失。
塗料—乙烯基漆·塗料—乙烯基漆-酸改性氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂與乙烯基溶液和增塑劑的混合物。
·基材-箔方法將購自Southern Clay Products的Cloisite以2wt％荷載量(按乾漆計)加入乙烯基漆和甲乙酮(MEK)溶液中。用高剪切摻混機混合。用金屬絲纏塗布杆塗布，然後乾燥。
權利要求
1.一種用於可流動材料的具有改進的阻擋和/或機械性能的包括套管和頂蓋的可擠壓容器，其中所述套管或所述頂蓋的至少一個包括含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物。
2.一種包括套管和頂蓋的可擠壓容器，其中將該可擠壓容器用包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物塗布。
3.權利要求1的可擠壓容器，其中改性粘土包括蒙脫石。
4.權利要求1的可擠壓容器，其中聚合物包括聚烯烴。
5.權利要求4的可擠壓容器，其中聚烯烴選自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯。
6.一種用於可流動材料的具有改進的阻擋和/或機械性能的包括單或多層套管和單或多層頂蓋的可擠壓容器，其中所述套管或所述頂蓋的至少一個包括含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物。
7.權利要求6的可擠壓容器，其中改性粘土包括頁矽酸鹽。
8.權利要求7的可擠壓容器，其中頁矽酸鹽包括蒙脫石。
9.根據權利要求6的可擠壓容器，其中聚合物選自。
10.根據權利要求6的可擠壓容器，其中套管包括含低密度聚乙烯的外層和含低密度聚乙烯的內層，其中所述表面層中至少一層或所述內層中至少一層包括含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物。
11.根據權利要求6的可擠壓容器，其中套管包括含低密度聚乙烯的內層；含聚乙烯的第一束縛層；含有包含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物的阻擋層，其中聚合物選自尼龍6、MXD6、乙烯乙烯醇共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酮、乙烯丙烯酸甲酯共聚物；含聚乙烯的第二束縛層和含低密度聚乙烯的外層。
12.根據權利要求6的可擠壓容器，其中頂蓋包括含選自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯的聚合物的內層；含聚合物納米複合物的阻擋層，所述納米複合物包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒，其中所述聚合物選自尼龍6、MXD6、乙烯乙烯醇共聚物、共聚物聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酮熱塑性樹脂、乙烯丙烯酸甲酯共聚物；含選自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯的聚合物的外層。
13.一種包括單或多層套管和單或多層頂蓋的多層、無箔層壓可擠壓容器，其中所述套管或所述頂蓋的至少一個包括含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物。
14.根據權利要求13的多層、無箔層壓可擠壓容器，其中套管包括含低密度聚乙烯的外層；含低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的本體層；含線性低密度聚乙烯的第一束縛層；含聚合物納米複合物的阻擋層，所述納米複合物包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒。
15.根據權利要求13的多層、無箔層壓可擠壓容器，其中套管包括含低密度聚乙烯的外層；含聚乙烯的第一束縛層；含聚合物納米複合物的阻擋層，所述納米複合物包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒，其中聚合物選自EVOH、尼龍6、MXD6、PAN、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酮、熱塑性樹脂和乙烯丙烯酸甲酯共聚物；含聚乙烯的第二束縛層；含高密度聚乙烯的本體層；含聚乙烯的第三束縛層；與第一阻擋層相同的第二阻擋層；含聚乙烯的第四束縛層；和含低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯的內層。
16.一種用於包括套管和頂蓋的可擠壓容器的標籤，其中標籤包括含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物。
17.一種用於包括套管和頂蓋的可擠壓容器的外覆蓋物，其中該外覆蓋物包括含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物。
18.一種具有改進的阻擋和/或機械性能的用於可流動材料的可擠壓容器，包括至少一含聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物層。
全文摘要
本發明涉及用於可流動產品的具有改進的阻擋和/或機械性能的可擠壓容器，和生產所述可擠壓容器的方法。這些改進通過將包括聚合物和改性粘土的納米尺寸顆粒的聚合物納米複合物引入可擠壓容器中實現。
文檔編號B65D35/08GK1441721SQ01812740
公開日2003年9月10日 申請日期2001年5月10日 優先權日2000年5月12日
發明者查德·米勒, 託馬斯·李, 阿蘭·朱潘 申請人:佩希內昂巴拉熱靈活歐洲公司