具有消费后树脂的柔性袋的制作方法

具有消费后树脂的柔性袋


背景技术：

1.社会、政治和经济压力正在推动行业利用消费后树脂聚合材料(pcr)。塑料垃圾对环境造成的危害是众所周知的。大规模的社会努力用于回收和再利用塑料材料，通常被称为消费后树脂(pcr)。将pcr再加工和重新整合到可用消费品中的努力继续扩大。
2.在柔性膜应用中，pcr的固有可变性使得在高性能液体柔性包装中使用pcr具有挑战性。pcr的固有浪费方面意味着pcr遭受恶臭气味的滋扰，并且当与食物接触时，这可能产生令人不快的味道。pcr的这些缺点使得难以用于食品接触应用。
3.对于液体包装，包装结构提供两个基本作用。例如，用于容纳液体的柔性袋必须保持液体内容物不泄漏，并且故障率小于每100,000个柔性包装中有一个泄漏。柔性包装面临的另一个挑战是柔性袋除了容纳液体内容物之外还必须具有足够的结构完整性以经受住供应链。换句话说，柔性袋必须具有足够的结构、完整性和强度，以经受住加工、填充、仓储、分配、销售和消费者使用的苛刻和压力。
4.本领域认识到需要一种含有pcr并具有作为柔性袋的功能的柔性袋，即，一种无泄漏且足够坚固以在整个供应链期间存活和起作用的袋


技术实现要素：

5.申请人发现了一种也利用pcr来支持液体内容物不泄漏的包装几何形状。
6.本公开提供一种柔性袋。在实施例中，所述柔性袋包含第一层结构和第二层结构。每个层结构包含(i)内衬和(ii)外鞘。所述第一层结构叠加在所述第二层结构上，使得所述内衬彼此相对。叠加在所述第二层结构上的所述第一层结构限定了共用外围边缘。每个内衬由聚合材料的柔性膜构成。每个外鞘由消费后回收(pcr)聚合物材料构成。所述pcr聚合物材料具有大于50的gi200值。所述柔性袋包含外围密封件。所述外围密封件沿着所述共用外围边缘的至少一部分延伸。所述外围密封件将所述第一层结构密封到所述第二层结构。
附图说明
7.图1是根据本公开的实施例的塌缩配置的柔性袋的俯视图。
8.定义
9.对元素周期表的任何提及都是如由crc出版社公司(crc press,inc.)于1990-1991年出版的元素周期表。通过用于对各族进行编号的新记号法来提及该表中的一组元素。
10.为了美国专利实践的目的，任何提及的专利、专利申请或出版物的内容，特别是关于各定义的公开(限度是不能与本公开中具体提供的任何定义不一致)和本领域的一般知识，通过引用以其整体并入(或其等效美国版本也如此通过引用并入)。
11.本文公开的数值范围包含从下限值到上限值的所有值，并且包含下限值和上限值。对于含有确切值(例如1或2，或3到5，或6，或7)的范围，包含任何两个确切值之间的任何子范围(例如1到2；2到6；5到7；3到7；5到6；等)。
12.除非相反地说明，由上下文暗示或在所属领域中惯用，否则所有份数和百分比都以重量计，并且所有测试方法都是到本公开的提交日为止的现行方法。
13.如本文所用，术语“共混物”或“聚合物共混物”是两种或更多种聚合物的共混物。这类共混物可以是或可以不是可混溶的(在分子水平不相分离)。此共混物可以是或可以不是相分离的。此共混物可以含有或可以不含有一种或多种域配置，如由透射电子光谱法、光散射、x射线散射以及本领域已知的其它方法所确定的。
14.术语“组合物”是指包括组合物的材料的混合物，以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
15.术语“包括”、“包含”、“具有”和其衍生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在，无论所述组分、步骤或程序是否具体地被公开。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包括”要求保护的所有组合物可以包含任何额外的添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合形式还是其它形式。相反，术语“基本上由
……
组成”将除了对可操作性来说并非必不可少的组分、步骤或程序之外的任何其它组分、步骤或程序排除在任何随后陈述内容的范围之外。术语“由
……
组成”排除未具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。除非另外陈述，否则术语“或”是指单独的以及呈任何组合形式的所列成员。单数的使用包含复数的使用，并且反之亦然。
[0016]“基于乙烯的聚合物”是含有超过50重量％(wt％)的聚合乙烯单体(按可聚合单体的总量计)并且任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。基于乙烯的聚合物包含乙烯均聚物和乙烯共聚物(意指衍生自乙烯和一种或多种共聚单体的单元)。术语“基于乙烯的聚合物”和“聚乙烯”可互换使用。基于乙烯的聚合物(聚乙烯)的非限制性实例包含低密度聚乙烯(ldpe)和线性聚乙烯。线性聚乙烯的非限制性实例包含线性低密度聚乙烯(lldpe)、超低密度聚乙烯(uldpe)、极低密度聚乙烯(vldpe)、多组分基于乙烯的共聚物(epe)、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也称为烯烃嵌段共聚物(obc))、基本上线性或线性塑性体/弹性体和高密度聚乙烯(hdpe)。一般来说，聚乙烯可以使用非均相催化剂体系(诸如齐格勒-纳塔催化剂(ziegler-natta catalyst))、包括第4族过渡金属和配体结构的均相催化剂体系(例如茂金属、非茂金属的金属中心、杂芳基、异价芳氧基醚、膦亚胺等)在气相流化床反应器、液相浆液法反应器或液相溶液法反应器中生产。非均相和/或均相催化剂的组合也可用于单反应器或双反应器配置中。
[0017]“乙烯塑性体/弹性体”为含有均相短链分支分布的基本上线性或线性的乙烯/α-烯烃共聚物，其包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种c
3-c
10
α-烯烃共聚单体的单元。乙烯塑性体/弹性体具有0.860g/cc至0.917g/cc的密度。乙烯塑性体/弹性体的非限制性实例包含affinity
tm
塑性体和弹性体(可购自陶氏化学公司(the dow chemical company))、exact
tm
塑性体(可购自埃克森美孚化学(exxon mobil chemical))、tafmer
tm
(可购自三井(mitsui))、nexlene
tm
(可购自鲜京化学公司(sk chemicals co.))和lucene
tm
(可购自乐金化学有限公司(lg chem ltd.))。
[0018]“高密度聚乙烯”(或“hdpe”)是乙烯均聚物或具有至少一种c
4-c
10
α-烯烃共聚单体或c
4-c8α-烯烃共聚单体的乙烯/α-烯烃共聚物并且密度为0.940g/cc，或0.945g/cc，或0.950g/cc、0.953g/cc到0.955g/cc，或0.960g/cc，或0.965g/cc，或0.970g/cc，或0.975g/cc或0.980g/cc。hdpe可以是单峰共聚物或多峰共聚物。“单峰乙烯共聚物”是具有在凝胶渗
透色谱(gpc)中示出分子量分布的一个明显的峰的乙烯/c
4-c
10
α-烯烃共聚物。“多峰乙烯共聚物”是具有在gpc中示出分子量分布的至少两个明显的峰的乙烯/c
4-c
10
α-烯烃共聚物。多峰包含具有两个峰(双峰)的共聚物以及具有超过两个峰的共聚物。hdpe的非限制性实例包含dow
tm
高密度聚乙烯(hdpe)树脂(可购自陶氏化学公司)、elite
tm
增强型聚乙烯树脂(可购自陶氏化学公司)、continuum
tm
双峰聚乙烯树脂(可购自陶氏化学公司)、lupolen
tm
(可购自利安德巴塞尔(lyondellbasell))以及来自北欧化工(borealis)、英力士(ineos)和埃克森美孚(exxonmobil)的hdpe产品。
[0019]“互聚物”是通过使至少两种不同的单体聚合来制备的聚合物。此通用术语包含共聚物，通常用于指由两种不同单体制备的聚合物，以及由多于两种不同单体制备的聚合物，例如三元共聚物、四元共聚物等。
[0020]“线性低密度聚乙烯”(或“lldpe”)是含有非均相短链支化分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物，其包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种c
3-c
10
α-烯烃或c
4-c8α-烯烃共聚单体的单元。与常规ldpe相比，lldpe的特征在于长链支化(如果有的话)很少。lldpe具有0.910g/cc至小于0.940g/cc的密度。lldpe的非限制性实例包含tuflin
tm
线性低密度聚乙烯树脂(可购自陶氏化学公司)、dowlex
tm
聚乙烯树脂(可购自陶氏化学公司)和marlex
tm
聚乙烯(可购自雪佛龙菲利普斯(chevron phillips))。
[0021]“低密度聚乙烯”(或“ldpe”)由乙烯均聚物或包括密度为0.915g/cc至小于0.940g/cc的至少一种c
3-c
10
α-烯烃或c
4-c8α-烯烃的乙烯/α-烯烃共聚物组成，并且含有具有宽mwd的长链分支。ldpe通常通过高压自由基聚合(管式反应器或具有自由基引发剂的高压釜)的方式来产生。ldpe的非限制性实例包含marflex
tm
(雪佛龙菲利普斯)、lupolen
tm
(利安德巴塞尔)、以及来自北欧化工、英力士、埃克森美孚等的ldpe产品。
[0022]“多组分基于乙烯的共聚物”(或“epe”)包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种c
3-c
10
α-烯烃或c
4-c8α-烯烃共聚单体的单元，如专利参考文献usp 6,111,023、usp 5,677,383和usp 6,984,695中所描述。epe树脂具有0.905g/cc至0.962g/cc的密度。epe树脂的非限制性实例包含elite
tm
增强型聚乙烯(可购自陶氏化学公司)、elite at
tm
先进技术树脂(可购自陶氏化学公司)、surpass
tm
聚乙烯(pe)树脂(可购自诺瓦化学(nova chemicals))，和smart
tm
(可购自鲜京化学公司)。
[0023]“基于烯烃的聚合物”或“聚烯烃”是含有超过50重量百分比的聚合烯烃单体(按可聚合单体的总量计)并且任选地可含有至少一种共聚单体的聚合物。烯烃类聚合物的非限制性实例包含乙烯类聚合物和丙烯类聚合物。
[0024]“聚合物”是通过使相同或不同类型的单体聚合来制备的化合物，所述单体以聚合形式提供构成聚合物的多个和/或重复的“单元”或“单体单元”。因此，通用术语聚合物涵盖通常用于指代仅由一种类型的单体制备的聚合物的术语均聚物和通常用于指代由至少两种类型的单体制备的聚合物的术语共聚物。其还涵盖所有形式的共聚物，例如无规共聚物、嵌段共聚物等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”表示如上所述的通过分别使乙烯或丙烯和一种或多种另外的可聚合α-烯烃单体聚合来制备的共聚物。应当注意的是，尽管聚合物通常被称为“由”一种或多种指定单体“制成”、“基于”指定单体或单体类型、“含有”指定单体含量等，但是在本上下文中，术语“单体”应理解为指代指定单体的聚合残余物而不是未聚合物质。一般而言，本文所指的聚合物是基于对应单体的聚合形式的“单
元”。
[0025]“基于丙烯的聚合物”是含有超过50重量％的聚合丙烯单体(按可聚合单体的总量计)以及任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。基于丙烯的聚合物包含丙烯均聚物和丙烯共聚物(意指衍生自丙烯和一种或多种共聚单体的单元)。术语“基于丙烯的聚合物”和“聚丙烯”可以互换使用。合适的丙烯共聚物的非限制性实例包含丙烯抗冲共聚物和丙烯无规共聚物。
[0026]“超低密度聚乙烯”(或“uldpe”)和“极低密度聚乙烯”(或“vldpe”)各自为含有非均相短链支化分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物，其包含衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种c
3-c
10
α-烯烃共聚单体的单元。uldpe和vldpe各自具有0.885g/cc至0.915g/cc的密度。uldpe和vldpe的非限制性实例包含attane
tm
超低密度聚乙烯树脂(可购自陶氏化学公司)和flexomer
tm
极低密度聚乙烯树脂(可购自陶氏化学公司)。
[0027]
测试方法
[0028]
密度根据astm d792方法b测量。结果以克/立方厘米(g/cc)为单位记录。
[0029]
差示扫描量热法(dsc)差示扫描量热法(dsc)可用于在宽范围的温度下测量聚合物的熔融、结晶和玻璃化转变行为。例如，使用配备有冷藏冷却系统(rcs)和自动取样器的ta仪器(ta instruments)q1000 dsc来执行此分析。在测试期间，使用50ml/min的氮气吹扫气体流速。在约175℃下将每个样品熔融压制成薄膜；接着将熔融样品空气冷却到室温(约25℃)。从冷却的聚合物中抽取3至10mg、6mm直径试样，称重，放置在轻铝盘(大约50mg)中，并且进行卷曲关闭。接着执行分析以确定其热性质。
[0030]
通过使样品温度斜升和斜降以产生热流对温度的曲线来确定样品的热行为。首先，将样品快速加热到180℃并且保持等温3分钟以便去除其热历程。接下来，以10℃/分钟冷却速率将样品冷却到-40℃，并且在-40℃下保持等温3分钟。接着，以10℃/分钟加热速率将样品加热到180℃(这是“第二加热”斜变)。记录冷却曲线和第二加热曲线。通过设置从结晶开始到-20℃的基线终点来分析冷却曲线。通过设置从-20℃到熔融结束的基线终点来分析加热曲线。测定的值为熔融tm的外推起始点和结晶tc的外推起始点。用于聚乙烯样品的熔融热(hf)(以焦耳每克为单位)和计算的结晶度的％使用以下等式进行：结晶度％＝((hf)/292j/g)
×
100。玻璃化转变温度tg由其中一半样品已经得到液体热容的dsc加热曲线确定，如bernhard wunderlich,《聚合材料的热表征中的热分析基础》92,278-279(edith a.turi编辑,第2版,1997)中所描述。从玻璃化转变区下方和上方绘制基线，并且通过tg区外推。样品热容在这些基线之间的中点处的温度是tg。
[0031]
gi200被定义为直径大于200微米的所有凝胶的面积之和。使用ocsfsa-100线凝胶计数器来确定gi200，所述ocsfsa-100线凝胶计数器由照明单元、ccd检测器和具有可从ocs光学控制系统gmbh购得的凝胶计数器软件版本5.0.4.6的图像处理器组成。对25小包进行分析，其中小包被定义为24.6cm3的膜，或对于76μm(微米)的膜厚度为0.324m2。
[0032]
凝胶计数：凝胶计数是凝胶照相机检测到的凝胶数量；基于测得的区域的等效圆直径将计数的凝胶进一步分类为以下类别：小于100微米、在100微米与150微米之间、在150微米与200微米之间、在200微米与400微米之间、在400微米与800微米之间、在800微米与1600微米之间以及大于1600微米。gi200被定义为直径大于200微米的所有凝胶的面积之和，为25个小包的平均(g1200单位mm2凝胶/24.6cm3膜)。凝胶的直径被测定为具有相等面积
的圆的直径。一个分析周期检查24.6cm3的膜。对于76微米的膜厚度，对应的面积为0.324m2，而对于38微米的膜厚度，对应的面积为0.647m2。可替代地，使用上述技术测量凝胶ppm，并且gi200近似为凝胶ppm除以3。
[0033]
根据astm d1238(230℃/2.16kg)测量以g/10min为单位的熔融流动速率(mfr)。
[0034]
根据astm d1238(190℃/2.16kg)测量以g/10min为单位的熔融指数(mi)(i2)。
[0035]
粒状和球状聚乙烯的黄度指数(yi)使用hunter colorflex ez
tm spectrometer按照astm程序d6290(塑料粒料颜色测定的标准测试方法)和e313(根据仪器测定的颜色坐标计算黄度和白度指数的标准实践)来实现。
具体实施方式
[0036]
本公开提供一种柔性袋。在实施例中，所述柔性袋包含第一层结构和第二层结构。每个层结构包含(i)内衬和(ii)外鞘。所述第一层结构叠加在所述第二层结构上，使得所述内衬彼此相对。叠加在所述第二层结构上的所述第一层结构限定了共用外围边缘。每个内衬由聚合材料的柔性膜构成。每个外鞘由消费后回收(pcr)聚合物材料构成。所述pcr聚合物材料具有大于50的gi200值。所述柔性袋包含外围密封件。所述外围密封件沿着所述共用外围边缘的至少一部分延伸。所述外围密封件将所述第一层结构密封到所述第二层结构。
[0037]
本发明的柔性袋包含第一层结构和第二层结构。如本文所用，术语“层结构”是由至少两个离散结构构成的结构，所述至少两个离散结构即(i)内衬和(ii)外鞘。内衬和外鞘各自是一种离散的片状物品，所述片状物品是柔性的、扁平的并且由挤出的热塑性材料或流延的热塑性材料构成，所述内衬和外鞘各自具有从0.25毫米(mm)至6.35mm(250密耳)的一致且均匀的厚度。
[0038]
每个层结构的组分(即内衬和外鞘)可以由单一聚合物材料或两种或更多种聚合物材料的共混物构成；每个层结构的组分具有单层配置或多层配置(共挤出多层和/或层压多层)。
[0039]
所述第一层结构叠加在所述第二层结构上，使得所述内衬彼此相对。叠加在所述第二层结构上的所述第一层结构限定了共用外围边缘。共用外围边缘限定柔性袋的周边形状。柔性袋的周边形状可以是多边形(例如三角形、正方形、矩形、菱形、五边形、六边形、七边形、八边形等)或椭圆形(例如卵形、椭圆形或圆形)。
[0040]
第一层结构和第二层结构各自包含内衬。第一层结构包含第一内衬。第二层结构包含第二内衬。每个内衬由柔性膜构成，所述柔性膜由聚合材料构成。每个内衬是弹性的、柔性的、可变形的和易弯曲的。
[0041]
在实施例中，每个内衬是具有至少三层的柔性多层膜。柔性多层膜具有a/b/a层结构。层a是由lldpe构成的密封剂层。层b是由基于乙烯的聚合物构成的滥用层。a/b/a柔性多层膜具有20/60/20的层体积，并且柔性多层膜具有10微米，或20微米至40微米，或80微米的厚度。
[0042]
在实施例中，用于每个内衬的柔性多层膜具有a/b/c/b/a层结构。层a是由lldpe构成的密封剂层。层b是由马来酸酐接枝的基于乙烯的聚合物或聚合物共混物构成的连接层。层c是阻隔层，例如聚酰胺或乙烯-乙烯醇(evoh)。a/b/c/b/a柔性多层膜具有15/5/60/5/15的层体积，并且柔性多层膜具有10微米，或20微米至40微米，或80微米的厚度。阻隔层可用
于防止氧气和/或香气传播。
[0043]
第一层结构和第二层结构各自包含外鞘。第一层结构包含第一外鞘。第二层结构包含第二外鞘。每个外鞘由消费后回收(pcr)聚合物材料构成。用于制造外鞘的pcr具有大于50的gi200值。
[0044]
术语“消费后树脂”(或“pcr”)是先前用作消费包装或工业包装的聚合材料。换句话说，pcr是废塑料。pcr通常从回收程序和回收工厂收集。pcr在可被重新引入生产线之前通常需要额外的清洁和处理。pcr可以包含基于乙烯的聚合物、基于丙烯的聚合物、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚酰胺、乙烯乙烯醇、乙烯乙酸乙烯酯或聚氯乙烯中的一种或多种。pcr可包含一种或多种污染物。污染物可能是聚合材料在重新利用之前使用的结果。在一些实施例中，污染物可包含纸、墨水、食物残渣或除聚合物之外的其它再生材料，其可从回收过程产生。可以理解pcr包含工业后回收(pir)树脂。
[0045]
pcr不同于原生聚合材料。由于pcr已经经历了初始加热和模塑过程；pcr不是“原生”聚合材料。“原生聚合材料”是未经历或未经受热处理或模塑过程的聚合材料。与原生聚合树脂相比，pcr树脂的物理、化学和流动性不同。
[0046]
在实施例中，pcr是聚乙烯－pcr。聚乙烯－pcr的来源的非限制性实例包含如瓶子(奶瓶、果汁容器)的hdpe包装和如膜的ldpe/lldpe包装。聚乙烯－pcr还包含来自其原始用途的残余物、如纸、粘合剂、油墨、尼龙、乙烯乙烯醇(evoh)、聚酰胺(pa)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和其它致臭剂的残余物。
[0047]
合适的聚乙烯－pcr的非限制性实例包含由美国北卡罗来纳州的envision plastics以商品名ecoprime
tm
、prisma
tm
、natural hdpe pcr resins、mixed color and black hdpe pcr resins出售的pcr；由美国阿拉巴马州的kw plastics以下列商品名出售的pcr：kwr101-150、kwr101-150-m5-blk、kwr101-150-m10 blk、kwr102-8812 blk、kwr102、kwr102lvw、kwr105、kw620、kwr102-m4、kwr-105m2、kwr105m4、kwr621 fda、kwr621-20-fda、kw308a、kw621、kw621-t10、kw621-t20、kw622-20、kw622-35、kw627c、kw1250g和kwbk10-nb。
[0048]
在实施例中，外鞘由100wt％的pcr构成，其中重量百分比按外鞘的总重量计。
[0049]
在实施例中，除了pcr之外，外鞘可任选地包含基于烯烃的聚合物。基于烯烃的聚合物可以是基于丙烯的聚合物或基于乙烯的聚合物。基于丙烯的聚合物的非限制性实例包含丙烯共聚物、丙烯均聚物及其组合。在实施例中，基于丙烯的聚合物为丙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃的非限制性实例包含c2和c
4-c
20
α-烯烃，或c
4-c
10
α-烯烃，或c
4-c8α-烯烃。代表性α-烯烃包含乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在实施例中，基于烯烃的聚合物是原生基于烯烃的聚合物。
[0050]
在实施例中，按丙烯/乙烯共聚物的重量计，丙烯/α-烯烃共聚物是含有大于50wt％的衍生自丙烯的单元的丙烯/乙烯共聚物，或是含有51wt％，或55wt％，或60wt％到70wt％，或80wt％，或90wt％，或95wt％，或99wt％的衍生自丙烯的单元的丙烯/乙烯共聚物。按丙烯/乙烯共聚物的重量计，丙烯/乙烯共聚物含有互补量的衍生自乙烯的单元，或小于50wt％，或49wt％，或45wt％，或40wt％到30wt％，或20wt％，或10wt％，或5wt％，或1wt％，或0wt％的衍生自乙烯的单元。
[0051]
在实施例中，基于乙烯的聚合物是基于乙烯的共聚物。基于乙烯的聚合物可为乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃共聚物。
[0052]
在实施例中，基于乙烯的聚合物是乙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃的非限制性实例包含c
3-c
20
α-烯烃，或c
4-c
10
α-烯烃，或c
4-c8α-烯烃。代表性α-烯烃包含丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
[0053]
在实施例中，外鞘含有5wt％，或20wt％，或30wt％，或40wt％，或50wt％至60wt％，或70wt％，或80wt％，或95wt％的pcr和对等量的原生基于烯烃的聚合物或95wt％，或80wt％，或70wt％，或60wt％，或50wt％至40wt％，或30wt％，或20wt％，或5wt％的原生基于烯烃的聚合物。重量百分比是基于外鞘的总重量。
[0054]
由pcr构成的外鞘具有大于50的gi200值。在实施例中，外鞘中的pcr具有100或200或500至1000或5000或10,000的gi200值。在另一个实施例中，pcr具有100至10,000，或200至5000，或300至1600，或300至1000的gi200值。
[0055]
在实施例中，外鞘表面印刷和/或涂覆有高温漆以保护油墨或在热密封过程期间在表面上提供热保护。
[0056]
在实施例中，每个层结构包含10体积百分比(vol％)至90vol％的外鞘和内衬的对等体积百分比，或内衬的90vol％至10vol％。体积百分比是基于层结构的总体积。
[0057]
在实施例中，每个层结构包含大于50vol％至95vol％的外鞘和对等体积百分比的内衬，或小于50vol％至5vol％的内衬。
[0058]
本发明的柔性袋包含外围密封件。所述外围密封件沿着所述共用外围边缘的至少一部分延伸。在实施例中，外围密封件沿着整个共用外围边缘延伸。外围密封件在柔性袋内形成存储室。
[0059]
在实施例中，柔性袋包含沿外围密封件位于第一层结构与第二层结构之间的配件。外围密封件密封第一层结构与第二层结构之间的配件。
[0060]
外围密封件将第一层结构密封或以其它方式粘附到第二层结构。外围密封件通过超声波密封、热密封、粘合剂密封及其组合形成。外围密封件包含每个内衬的彼此直接接触的相对密封层。
[0061]
在实施例中，外围密封件通过热密封过程形成。如本文所用，术语“热密封”是将两个层结构放置在相对的热密封棒之间的动作，热密封棒朝向彼此移动，将层结构夹在中间向层结构施加热和压力，使得层结构的相对内表面(密封层)接触、熔融并形成热密封件或焊缝，以将层结构彼此附接。热密封包含用于使密封条朝向和远离彼此移动以便执行热密封程序的合适的结构和机制。因此，如本文所用，术语“热密封件”是在经受热封过程的两个层结构之间形成的焊缝，所述焊缝由来自第一热密封层结构的熔融聚合材料以及来自第二热密封层结构的熔融聚合材料构成，熔融聚合材料随后固化。
[0062]
在实施例中，外围密封件包含相对的内衬之间的热密封件。在另一个实施例中，每个内衬是具有a/b/a结构的柔性多层膜。热密封件是由第一内衬的a层材料和第二内衬的a层材料形成的焊缝。
[0063]
在实施例中，外围密封件包含外鞘与其相应内衬之间的热密封件。热密封件包含在第一内衬与第一外鞘之间的焊缝。热密封件还包含在第二内衬与第二外鞘之间的焊缝。
[0064]
在实施例中，当从横截面视图观察外围密封件时，外围密封件具有以下层结构：第一外鞘/第一内衬/第二内衬/第二外鞘，其中“/”表示层界面。应当理解，在每一层界面“/”处存在焊缝。
[0065]
在实施例中，外围密封件包含热密封到第一内衬的第一外鞘；热密封到第二内衬的第一内衬；以及热密封到第二外鞘的第二内衬。
[0066]
在实施例中，外围密封件是内衬与其相应外鞘之间仅有的密封件，或者是唯一密封件。除了在外围密封件处，外鞘/内衬界面没有粘合剂接触。除了在外围密封件处，外鞘的内表面接触或直接接触其相应内衬的外表面，直接接触缺乏或以其它方式没有粘合剂接触。如本文所用，术语“粘合剂接触”是膜之间相对于彼此固定移动的接触。如本文所用，术语“直接地接触”或“直接接触”或类似术语是指这样的膜层配置，其中第一膜层紧邻第二膜层定位，第一膜层接触第二膜层，并且在第一膜层与第二膜层之间不存在中间层和/或不存在中间层结构。这样，除了在外围密封件处之外，在内衬与其相应外鞘之间存在间隙或空隙。
[0067]
外围密封件将第一层结构密封到第二层结构，并且每个外鞘与其相应内衬之间的间隙存在于柔性袋的外围密封件不延伸的区域。换句话说，除了在外围密封件处，间隙存在于外鞘-内衬界面处。在外鞘-内衬界面处存在的间隙或空隙是空气的空隙，并且允许在柔性袋的区域处而不是在外围密封件处的外鞘与内衬之间的移动和/或分离。
[0068]
本发明的柔性袋在层结构之间、在外鞘/内衬界面处和仅在外围密封件处的内衬/内衬界面处具有粘附性(相对于焊缝)。对于本发明的柔性袋，不位于外围密封件处的任何层界面不需要粘附。在外鞘/内衬界面处存在间隙或空隙。间隙或空隙存在于内衬/内衬界面之间，而不是外围密封件处。申请人发现，间隙有利地提供(i)在外鞘与其相应内衬之间的屏障，并且(ii)还有助于柔性袋的跌落强度。
[0069]
在实施例中，每个层结构包含印刷膜。印刷膜直接接触pcr鞘的外表面。印刷膜覆盖所述pcr鞘。因此，印刷膜是每个层结构和柔性袋的最外层。在提供印刷膜的情况下，当观者观察或以其它方式观察柔性袋时，pcr鞘是不可见的。适用于印刷膜的材料的非限制性实例包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、双轴取向聚丙烯(bopp)和基于乙烯的聚合物，例如hdpe。
[0070]
通过提供印刷膜，除了pcr鞘与其相应内衬之间的热密封件之外，柔性袋的外围密封件还包含印刷膜与其相应pcr鞘之间的热密封件。热密封件包含第一内衬与第一pcr鞘之间的焊缝以及pcr鞘与第一印刷膜之间的焊缝。热密封件还包含第二内衬与第二pcr鞘之间的焊缝以及第二pcr鞘与第二印刷膜之间的焊缝。
[0071]
通过提供印刷膜，当从横截面视图观察时，外围密封件具有以下层配置：第一印刷膜/第一pcr鞘/第一内衬/第二内衬/第二pcr鞘/第二印刷膜，其中“/”表示层界面。应当理解，在每一层界面“/”处存在焊缝。
[0072]
在实施例中，柔性袋包含存储室中的食品。食品与一个或两个内衬直接接触。食品不接触外鞘。外鞘－内衬界面处的气隙在外鞘中的pcr与存储室中的食品之间提供了额外的屏障。食品可以是固体物质和/或液体物质。合适的液体食品的非限制性实例包含工业清洁化学品、工业添加剂、溶剂、液体皂或如饮料、沙司、调味品(番茄酱、芥末、蛋黄酱)、黄油和婴儿食品之类的食品内容物。合适的固体食物的非限制性实例包含工业颗粒、粉状皂、盐晶体或如糖粉、谷物、肉块、粒状固体、动物饲料和宠物食品之类的食品相关产品。
[0073]
本公开提供了另一种柔性袋。在实施例中，所述柔性袋包含第一层结构和第二层结构。每个层结构包含pcr层、泡沫层和密封层。泡沫层位于pcr层与密封层之间。pcr层是最
外层。密封层是最内层。第一层结构和第二层结构彼此叠置，使得密封层彼此相对。叠置的第一层结构和第二层结构限定共用外围边缘。pcr具有大于50的gi200值。所述柔性袋包含外围密封件。所述外围密封件沿着所述共用外围边缘的至少一部分延伸。所述外围密封件将所述第一层结构密封到所述第二层结构。
[0074]
泡沫层可以是离散层。或者，泡沫层可与pcr层成为一体。
[0075]
在实施例中，泡沫层由发泡的pcr构成。泡沫层的pcr可以与最外层的pcr相同或不同。
[0076]
在实施例中，每个层结构是共挤出结构，其中pcr、泡沫和内层一起共挤出。当层结构为具有泡沫层的共挤出结构时，每个层结构具有以下层配置：外部pcr/泡沫/内衬，其中“/”表示层界面。
[0077]
在实施例中，通过利用或以其它方式将发泡剂引入在共挤出过程中在外部pcr层与内衬层之间共挤出的聚合材料中原位生成泡沫层。每个层结构具有以下层配置：外部pcr/泡沫(原位)/内衬，其中“/”表示层界面。
[0078]
通过实例而非限制的方式，现在将在以下实例中对本公开的一些实施例进行详细描述。
[0079]
实例
[0080]
用于实例中的材料提供于下表1中。
[0081]
表1-材料
[0082][0083]
a.内衬/外鞘制备
[0084]
1.内衬
[0085]
a.内衬结构－三层多层膜，其中外层均为密封剂层，且芯层为高抗穿刺性聚合物。使用常规吹塑膜生产线以20/60/20的层比制备具有层结构a/b/a的三层膜，其中每个a层是由affinity 1146g构成的密封剂层并且b层由lldpe innate st50构成。内衬的总膜厚度为25微米(1密耳)。
[0086]
b.内衬生产方法－使用alpine七层挤出生产线，其中层1和2各为10％的具有affinity 1146g的层，层3、4和5为20％的具有innate st50的层，并且层6和7各为10％的具有affinity 1146g的层。
[0087]
2.外鞘
[0088]
a.pcr外鞘－使用常规吹塑膜方法生产单层膜，其中在没有任何配混的情况下使用聚合物以生产目标膜。在大多数情况下，使用干燥器干燥pcr粒料。
[0089]
b.pcr粒料干燥－将约50磅的每种pcr树脂置于强制空气烘箱干燥器(conair franklin“closed loop”除湿干燥器)中超过12小时以去除任何水分。干燥空气温度设定为60℃(140
°
f)。将干燥的pcr粒料储存在防潮袋中备用。
[0090]
c.外鞘生产方法－使用labtech五层吹塑膜挤出生产线，其中所有挤出机进料填充有未改性的pcr粒料。吹胀比为2.5，每个单层外鞘的最终膜厚度为150微米(6密耳)。
[0091]
b.袋生产
[0092]
将内衬切割成28cm(11英寸)
×
51cm(20英寸)的矩形。将外鞘切割成28cm(11英寸)
×
51cm(20英寸)的矩形。将两个内衬和两个外鞘直接堆叠并在彼此顶部对齐，使得内衬的密封层a彼此相对。内衬/外鞘根据以下结构a中所示的顺序堆叠和布置以限定共用外围边缘。
[0093]
结构a
[0094]
i.层1(底层)-外鞘
[0095]
ii.层2-内衬层
[0096]
iii.层3-内衬层
[0097]
iv.层4(顶层)-外鞘
[0098]
使用脉冲热封机将结构a的内衬和外鞘密封在一起以沿着共用外围边缘形成外围密封件。调节刻度盘上的密封程度，直到内衬/外鞘密封在一起，在密封点没有任何烧穿。随着外围密封件无任何的形成，结构a形成为沿着共用外围边缘具有存储室和未密封区域的柔性袋。沿着共用外围边缘的未密封区域是用于将内容物引入存储室的开口。
[0099]
c.填充柔性袋
[0100]
柔性袋通过图1所示的开口装满水。将5.5kg水加入柔性袋中，使得水加入两个内密封剂层之间。水不会在柔性袋设计的任何点处接触外鞘。填充完成后，使用压敏粘合剂密封柔性袋的开口。除了在外围密封件和开口密封件处之外，柔性袋在内衬与外鞘之间没有任何粘合剂接触。
[0101]
测试前，检查柔性袋是否有任何泄漏。仅对无泄漏的袋进行了进一步评估。
[0102]
d.柔性袋跌落测试
[0103]
使用lansmont瓶跌落测试仪进行跌落测试。lansmont瓶跌落测试仪配备有水平板，柔性袋定位在所述水平板上。柔性袋将保持在水平位置，而没有任何约束来保持其位置。
[0104]
跌落表面是光滑的金属表面。每次测试后，从金属表面除去所有的水。致动器臂将比加速度更快地从柔性袋下方掉落，使得袋将掉落到金属表面。每次跌落后，检查柔性袋。如果结构破裂导致漏水，则认为柔性袋失效。
[0105]
e.数据分析
[0106]
为了确定具有结构a的柔性袋的实用性，形成仅具有彼此密封的内衬的袋，并对其自身进行测试。所述袋具有下面的结构b。
[0107]
结构b
[0108]
i.层1
‑‑
内衬层
[0109]
ii.层2-内衬层
[0110]
对比坯料id 1和对比坯料id各自是具有结构b并装满水的密封柔性袋。在对比坯料id 1和对比坯料id 2中，每个袋通过了0.91米跌落的跌落测试。然而，当从1.22米跌落时，对比坯料id 1和对比坯料id 2两次均失效。
[0111]
为了确定具有结构a的柔性袋的实用性，形成仅具有彼此密封的外鞘的袋，并单独测试。仅具有外鞘的袋具有以下结构c。
[0112]
结构c
[0113]
i.层1
‑‑
外鞘层
[0114]
ii.层2－外鞘层
[0115]
在对比样品(cs)1、2、3、4中，使用外鞘于制造具有与柔性袋相同尺寸的袋。在下表2中提供所有对比样品的跌落测试结果。
[0116]
表2
‑‑
对比袋的跌落测试结果
[0117][0118]
上表2中的对比空白样品1至4在1.22米跌落时显示出100％失效率，而对比空白样品3和4在0.91米跌落时显示出100％失效率。对比样品(cs)1至4在1.22米处显示出至少50％的失效率。
[0119]
对于本发明实例(ie)1、2、3、4、5的柔性袋，内衬相同且为表1中所示的内衬。用于外鞘的pcr树脂在ie1至ie5的每一个中是不同的。在下表3中提供本发明实施例1、2、3、4、5的跌落测试结果。
[0120]
表3
‑‑
本发明的柔性袋的跌落测试结果
[0121][0122]
根据表2，对于1.22米的跌落测试，每个柔性袋cs1至cs4具有50％的失效率。在表3中，本发明实例(ie)，ie1至ie5，各自在1.22米的跌落测试下100％通过。ie4至ie5各通过1.22米的跌落测试，也通过后续的1.52米的跌落测试，无失效/泄漏。
[0123]
尤其期望的是，本公开不限于本文所含有的实施例和说明，但是包含那些实施例的修改形式，所述修改形式包含如在以下权利要求的范围内出现的实施例的部分和不同实施例的要素的组合。