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含有多层膜的弹性体及制造方法与流程

2022-06-01 10:24:31 来源:中国专利 TAG:
含有多层膜的弹性体及制造方法


背景技术:

1.本文公开的主题涉及多层膜。更特别地涉及用于食品包装的多层膜。
2.已经将尼龙加入到多层膜中以改进滥用和冲击性质,并在包装和食品包装的分配期间抵抗失败和泄漏。然而,即使在多层膜中包含尼龙,包装的失败仍然是明显的。失败可能是导致包装泄漏的壳主体、密封和针孔失败。此外,尼龙可能变脆,尤其是在寒冷和干燥的环境中,这引起膜在应变时破裂。
3.以上讨论仅提供一般背景信息,而不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。


技术实现要素:

4.包括至少一个滥用层的多层膜。所述滥用层是一种或多种聚酰胺和酸酐接枝的弹性体的共混物。酸酐接枝的弹性体包括三元乙丙橡胶、乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯/辛烯共聚物及其共混物。还公开了由所述多层膜制成的小袋,用所述多层膜包装食品的方法。
5.在实践多层膜的一些公开的实施方案中可以实现的优点是减少冲击失败。
6.在一个示例性实施方案中,公开了多层膜。所述多层膜包含至少一个外层,所述外层包含至少70重量%的一种或多种乙烯/α-烯烃共聚物;和为滥用层的至少一个内层,所述滥用层包含以下的共混物:至少1重量%的选自三元乙丙橡胶、乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯/辛烯共聚物及其共混物的酸酐接枝的弹性体;和至少25重量%的一种或多种聚酰胺;所述多层膜的至少5%、10%、20%、30%、40%或50重量%是一种或多种聚酰胺。
7.在另一个示例性实施方案中,公开了食品包装。所述食品包装包含食品;含有所述食品的小袋,所述小袋由多层膜制成,所述多层膜包含:至少一个外层,所述外层包含至少70重量%的一种或多种乙烯/α-烯烃共聚物;和为滥用层的至少一个内层,所述滥用层包含以下的共混物:至少1重量%的选自三元乙丙橡胶、乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯/辛烯共聚物及其共混物的酸酐接枝的弹性体;和至少25重量%的一种或多种聚酰胺;所述多层膜的至少5%、10%、20%、30%、40%或50重量%是一种或多种聚酰胺。
8.在另一个示例性实施方案中,公开了形成包装的制品的方法。所述方法包括以下步骤:a.提供多层膜,所述多层膜包含:至少一个外层,所述外层包含至少70重量%的一种或多种乙烯/α-烯烃共聚物;和为滥用层的至少一个内层,所述滥用层包含以下的共混物:至少1重量%的选自三元乙丙橡胶、乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯/辛烯共聚物及其共混物的酸酐接枝的弹性体;和至少25重量%的一种或多种聚酰胺;所述多层膜的至少5%、10%、20%、30%、40%或50重量%是一种或多种聚酰胺;b.在竖直成型填充和密封仪器中将所述膜成型为管;c.用食品填充所述管;和d.封闭所述管以形成含有所述食品的密封的小袋。
9.在另一个示例性实施方案中,公开了多层膜。所述多层膜包含第一内层;布置在所述第一内层的相对表面上的两个滥用层,所述两个滥用层包含以下的共混物:至少1重量%
的选自三元乙丙橡胶、乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯/辛烯共聚物及其共混物的酸酐接枝的弹性体;和至少25重量%的一种或多种聚酰胺;两个粘接层,各自布置在所述相应的滥用层的表面上,每个粘接层包含酸酐改性的乙烯/α-烯烃共聚物;两个外层,各自布置在相应的粘接层的表面上,每个外层包含至少70重量%的一种或多种乙烯/α-烯烃共聚物。
10.本发明的这个简要描述仅旨在根据一个或多个说明性实施方案提供对本文所公开的主题的简要概述,并且不用作解释权利要求的指导或限定或限制本发明的范围的指导,本发明的范围仅由所附权利要求限定。提供该简要描述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的说明性选择。该简要描述不旨在确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决在背景技术中提到的任何或所有缺点的实现。
附图说明
11.为了能够理解本发明的特征,可以参考某些实施方案来详细描述本发明,其中一些实施方案在附图中说明。然而,应当注意,附图仅说明本发明的某些实施方案,并因此不应被认为是对其范围的限制,因为本发明的范围涵盖了其它等效的实施方案。附图不一定是按比例的,重点通常放在说明本发明的某些实施方案的特征上。在附图中,相同的附图标记用于在整个各个视图中表示相同的部件。因此,为了进一步理解本发明,结合附图阅读,可以参考以下详细描述,其中:图1是根据一个实施方案的包装的示例性代表性外围视图;图2是沿图1的线7-7截取的代表性横截面图;图3是根据一个实施方案的包装的示例性代表性外围视图;图4是沿图4的线5-5截取的代表性横截面图;图5是根据一个实施方案的多层膜的代表性横截面图;和图6是在示例性包装方法中使用的竖直成型填充和密封仪器的代表性视图;图7是根据一个实施方案的多层膜的代表性横截面图;和图8是根据一个实施方案的搭接密封包装的代表性横截面图。
具体实施方式
12.图1-2和图8描绘根据一个实施方案的示例性包装。材料的卷材可以制(即挤出)成管状形状,或者以平坦的构造供应,并且折叠并沿着纵向热密封接缝34 (例如翅形密封(图2)或搭接密封(图8)布置)密封在一起以产生管状形状,随后热密封相对的端部38、40以封闭包装36,使得包装可以具有由折叠卷材形成的两个边缘42、44和由端部密封38、40形成的两个边缘,以限定膜上表面12和膜下表面14。
13.包装36在选定的热密封区16中具有在膜上表面12和膜下表面14之间并连接它们的热密封28,以封闭包装空间20。形成热密封28的热密封操作使用热密封单元操作,例如热传导密封、脉冲密封、超声密封和介电密封中的任一种。例如,具有加热的密封压板(即,杆)的热密封机器接触并压缩两个膜以将其热密封在一起足够长的时间,使得加热的密封压板从密封压板传热以软化膜的至少一部分(例如,膜的密封层),使得它们可以熔合在一起以
产生热密封28。
14.图3-4描述了根据一个实施方案的示例性包装,将膜折叠并沿三个边缘16热密封以产生封闭的包装30 (例如,小袋或袋),其具有沿三个边缘的热密封和限定膜上表面12和膜下表面14之间的第四边缘的折叠边缘32。包装30在选定的边缘16中具有在膜上表面12和膜下表面14之间并连接它们的热密封28,以封闭包装空间20。形成热密封28的热密封操作使用热密封单元操作,例如热传导密封、脉冲密封、超声密封和介电密封中的任一种。例如,具有加热的密封压板(即,杆)的热密封机器接触并压缩两个膜以将其热密封在一起足够长的时间,使得加热的密封压板从密封压板传热以软化膜的至少一部分(例如,膜的密封层),使得它们可以熔合在一起以产生热密封28。
15.预期其它示例性包装,例如但不限于粘附到托盘的顶部卷材、粘附到底部卷材的顶部卷材和在托盘上方的盖膜。
16.现在转向图5,描绘了根据一个实施方案的多层膜的横截面图。多层膜含有两个用作热密封层的外层51、57。粘接层52、56将两个外层51、57分别粘结到滥用层53、55。阻挡层54布置在两个滥用层53和55之间。在实施方案中,在阻挡层54和滥用层53和55之间使用另外的粘接层。
17.如果层的两个表面都直接粘附到膜的其它层,则该层可以是膜的“内层”。如果层形成膜的外表面,则该层可以是膜的“外层”。“外层”是膜的外层,其是或旨在与包含膜的包装的外部的空间相邻。膜的“内层”是膜的外层,其是或旨在与包含膜的包装的内部的空间相邻。密封剂层是膜的外层,其适于促进膜与其自身或与另一物体(例如另一个膜)的热密封。密封剂层也可以是膜的内层。内、外、外部、内部和密封剂层中的任一个可以是如本文所述的改性的层。
18.本文所用的“聚乙烯”是指乙烯均聚物或共聚物。
19.乙烯/α-烯烃共聚物是乙烯和一种或多种α-烯烃的共聚物,该共聚物具有乙烯作为主要摩尔百分比含量。在一些实施方案中,共聚单体包括一种或多种c3-c20 α-烯烃,例如c4-c12或c4-c8 α-烯烃。α-烯烃包括但不限于1-丁烯、1-己烯、1-辛烯及其混合物。
20.乙烯/α-烯烃共聚物包括以下的一种或多种:1)高密度聚乙烯,例如密度大于0.94 g/cm3,2)中密度聚乙烯,例如密度为0.93-0.94 g/cm3,3)线性中密度聚乙烯,例如密度为0.926-0.94 g/cm3,4)低密度聚乙烯,例如密度为0.915-0.939 g/cm3,5) 线性低密度聚乙烯,例如密度为0.915-0.935 g/cm3,6)非常低或超低密度聚乙烯,例如密度低于0.915 g/cm3,和均相乙烯/α-烯烃共聚物。均相乙烯/α-烯烃共聚物包括密度小于约以下中的任一种的那些:0.925、0.922、0.92、0.917、0.915、0.912、0.91、0.907、0.905、0.903、0.9和0.86 g/cm3。除非另外指明,否则本文中所有密度根据astm d1505测量。
21.在实施方案中,多层膜是不对称的。多层膜可以具有至少和/或至多2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13层。在实施方案中,多层膜使用微层。多层膜的厚度可以至少和/或至多是以下中的任一种:1、1.5、2、4、6、8、10、12密耳。在实施方案中,多层膜的每一层可以独立地具有至少和/或至多以下厚度中的任一种:0.25、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4、5、7、8和10密耳。
22.至少一个外层是密封剂层。密封剂层可以包含多于一种聚酰胺,例如聚酰胺的共混物,例如,两种聚酰胺、至少两种聚酰胺、三种聚酰胺和至少三种聚酰胺。密封剂层可以包含任何以下量的第一聚酰胺(基于密封剂层的重量):至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、
至少80%、至少90%、至少95%和在任何这些前述值之间的范围(例如,60-80%)。
23.密封剂层可以包含任何以下量的第二聚酰胺(基于密封剂层的重量):小于60%、小于50%、小于40%、小于30%、小于20%、小于10%和小于5%和在任何这些前述值之间的范围(例如,20-40%)。
24.在实施方案中,密封剂层可以包含任何以下量的第三聚酰胺(基于密封剂层的重量):小于60%、小于50%、小于40%、小于30%、小于20%、小于10%和小于5%和在任何这些前述值之间的范围(例如,20-40%)。
25.密封剂层的第一、第二和第三聚酰胺中的每一种可以选自本文所述的聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物中的任一种,例如低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、乙烯/c4-8 α-烯烃共聚物。
26.在实施方案中,密封剂层的熔点小于以下值中的任一个:220℃、210℃、200℃、190℃和180℃;和密封剂层的熔点可以是至少以下值中的任一个:120℃、130℃、140℃和150℃。在本技术中,所有提及的聚合物、树脂或膜层的熔点是指根据astm d-3418通过差示扫描量热法确定的聚合物、树脂或层的主熔融相的熔融峰温度。
27.在密封剂层包含无定形材料的实施方案中,则密封层可能不能清楚地显示熔点。密封层的玻璃化转变温度可以小于以下值中的任一个,并且可以在以下值中的任何之间的范围内:125℃、120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃和50℃;测量的相对湿度可以是下述值中的任一个:100%、75%、50%、25%和0%。在本技术中,所有提及的聚合物、树脂或膜层的玻璃化转变温度是指玻璃状或无定形聚合物变得柔性的特征温度,如根据astm d-3417通过差示扫描量热法(dsc)确定的。
28.在实施方案中,密封剂层包括具有一种或多种相对高熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物与一种或多种相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的共混物。密封剂层可以包含至少任何以下量的这样的共混物,基于密封剂层的重量:70%、80%、90%和95%。相对高熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的熔点可以是至少以下值中的任一个:210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃和300℃;并且可以在任何前述值之间的范围内(例如,235-280℃)。代表性相对高熔点聚酰胺可以包括尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6/6,6、尼龙-6,10、尼龙-6,12、尼龙-6/6,t、尼龙-mxd,6、尼龙-4,6、尼龙-6,9和尼龙-6,6,/6,10 (在共聚物中具有小于10%或大于60%的尼龙-6,6)。
29.相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的熔点可以小于以下值中的任一个:210℃、200℃、190℃、180℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、110℃和100℃。代表性相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物可以包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、乙烯/c4-8 α-烯烃共聚物、尼龙-6/12、尼龙-12、尼龙-12,t、尼龙-6/6,9、尼龙-11和尼龙-6,6,/6,10 (在共聚物中具有10%至60%的尼龙-6,6)。
30.在相对高熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物于相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的聚酰胺共混物中相对高熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的量可以是至少以下量中的任一个,可以小于以下量中的任一个,并且可以在以下量中的任何之间的范围内(基于共混物的重量):1%、5%、10%、10%、20%、30%、40%和50%。在相对高熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃
共聚物与相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的共混物中相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的量可以是至少以下量中的任一个,可以小于以下量中的任一个,并且可以在以下量中的任何之间的范围内(基于共混物的重量):50%、60%、70%、80%、90%、95%和99%。
31.在实施方案中,密封剂层可以包含包含两种或更多种相对低熔点聚酰胺或乙烯/α-烯烃共聚物的共混物。密封剂层可以包含至少任何以下量的这样的共混物,基于密封剂层的重量:50%、60%、70%、80%、90%和95%。
32.密封剂层可以包含一种或多种无定形聚酰胺,例如,尼龙-6,i/6,t。密封剂层可以包含无定形聚酰胺,其量至少是以下值中的任一个、至多是以下值中的任一个和在以下值中的任何之间的范围内(基于密封剂层的重量):20%、30%、40%、50%、60%、70%和80%。
33.可以选择密封剂层的厚度以提供足够的材料来实现强的热密封粘结,又不能太厚以致于对膜的特征产生不可接受水平的负面影响。密封剂层的厚度可以是至少以下值中的任一个:0.05密耳、0.1密耳、0.15密耳、0.2密耳、0.25密耳、0.3密耳、0.35密耳、0.4密耳、0.45密耳、0.5密耳和0.6密耳。密封剂层的厚度可以小于以下值中的任一个:5密耳、4密耳、3密耳、2密耳、1密耳、0.7密耳、0.5密耳和0.3密耳。作为膜的总厚度的百分比的密封剂层的厚度可以小于以下值中的任一个:50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%和5%;和可以在任何前述值之间的范围(例如,10%至30%)。
34.粘接层是指将两层彼此粘附的内部膜层。在实施方案中,粘接层包括改性的聚烯烃,例如改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,或改性的非均相或均相乙烯/α-烯烃共聚物,包括但不限于酸酐接枝的线性低密度聚乙烯、酸酐接枝的低密度聚乙烯、酸酐接枝的高密度聚乙烯、酸酐接枝的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,或改性的弹性体,包括酸酐接枝的三元乙丙橡胶、酸酐接枝的乙烯丙烯共聚物、酸酐接枝的乙烯/辛烯共聚物和酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、马来酸酐接枝的线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝的低密度聚乙烯、马来酸酐接枝的高密度聚乙烯、马来酸酐接枝的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,或改性的弹性体,包括马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝的乙烯丙烯共聚物、马来酸酐接枝的乙烯/辛烯共聚物和马来酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯。在实施方案中,粘接层包括至少0.5、1.0、1.5、2.0、2.5或3.0重量%的在相邻层中发现的聚合物。在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的聚合物的接枝水平小于3重量%。
35.滥用层是一层膜,它可以抵抗磨损、刺穿和/或其它潜在的包装完整性降低的原因,和/或潜在的包装外观质量降低的原因。滥用层是包括聚酰胺和酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体的共混物。代表性聚酰胺包括但不限于尼龙6、尼龙6/6、无定形尼龙、尼龙6,6/6、尼龙6/6,6、尼龙6/12、尼龙12及其组合。在一些实施方案中,滥用层可以包含另外的聚合物。在实施方案中,滥用层中的聚酰胺占滥用层的50-99%、55-98%、60-97%、65-96%、70-95重量%。在实施方案中,滥用层中的聚酰胺占滥用层的至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%和99重量%。在实施方案中,聚酰胺占滥用层的55-95重量%。
36.在实施方案中,酸酐接枝的弹性体是马来酸酐接枝的弹性体。马来酸酐接枝的弹性体选自三元乙丙橡胶、乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯/辛烯共聚物及其共混物。在实施方案中,滥用层中的马来酸酐接枝的弹性体占滥用层的至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10重量%。在实施方案中,滥用层中的马来酸酐接枝的弹性体占滥用层的不超过50%、45%、40%、35%、30重量%。在实施方案中,滥用层中的马来酸酐接枝的弹性体占
滥用层的1-50%、2-40%、3-30%、4-20%、5-15重量%之间。
37.酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体作为离散颗粒分散在整个滥用层中。在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体是平均区域尺寸小于3.00、2.50、2.00、1.75、1.50、1.25、1.00、0.75或0.50微米的分离的且不同的球形颗粒。通过测量膜中区域横截面的直径(通过长轴或短轴)来确定区域尺寸。使用立体测量学,收集代表性膜样品,并检查统计学上显著数量的颗粒。椭圆体区域的直径通过将切割区域横截面的通过长轴或短轴的平均直径(d
平均
)乘以4/π来确定,如下式所定义:区域尺寸=(4/π)d
平均
在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体的接枝水平为至少0.1重量%。在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体的接枝水平在0.1%-3.0重量%之间。在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体的接枝水平在0.5%-2.0重量%之间。
38.在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体可以是交联的、部分交联的或非交联的。在实施方案中,酸酐接枝的或马来酸酐接枝的弹性体通过具有两个或更多个双键的交联单体的共聚而交联。
39.本文所用的术语“弹性体”是指在室温下可以重复拉伸(至少三次)至其初始长度的至少两倍并基本上缩回至其初始尺寸的材料。本文所用的术语弹性体的密度小于0.920 g/cc。在实施方案中,弹性体的密度为0.850 g/cc至0.920 g/cc。
40.阻挡层包括一个或多个阻挡组分。有用的阻挡组分包括但不限于:乙烯/乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯和聚酰胺,例如尼龙-mxd,6 (有或没有纳米复合材料)、尼龙-mxd,6/mxd,i。
41.乙烯/乙烯醇共聚物的乙烯含量可以例如在20重量%至45重量%之间、在25%至35%之间、以及32重量%。乙烯/乙烯醇共聚物可以包括皂化的或水解的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,例如水解度为至少50%,优选至少85%的那些。
42.包含阻挡组分的另外的层的厚度和组成可以足以赋予并入阻挡层的膜的氧透过率不超过以下值中的任一个:150、100、50、45、40、35、30、25、20、15、10和5立方厘米(在标准温度和压力下)/平方米/天/1个大气压氧气压差,在0%相对湿度和23℃下测量。在本技术中所有提及的氧透过率都是在这些条件下根据astm d-3985测量的。
43.另外的层可以包含至少任何以下量的阻挡组分:50%、60%、70%、80%、90%和100%,基于包含阻挡组分的另外的层的重量。另外的层的厚度可以是以下中的任一种:0.05-6密耳、0.05-4密耳、0.1-3密耳以及0.12-2密耳。
44.在实施方案中,任何层和/或任何聚酰胺树脂或共混物可以包含有效量的一种或多种成核剂。成核剂的有效量和类型是本领域技术人员已知的。
45.另外的层或本文所述的层可以进一步包括可用于包装膜的一种或多种添加剂,例如抗粘连剂、增滑剂、防雾剂、着色剂、颜料、染料、香料、抗微生物剂、热稳定剂、肉类防腐剂、抗氧化剂、填料、辐射稳定剂、抗静电剂、除氧剂和除味剂。
46.聚酰胺有用的聚酰胺包括可以通过一种或多种二胺与一种或多种二酸的缩聚形成的类型的那些和/或可以通过一种或多种氨基酸的缩聚形成的类型的那些。有用的聚酰胺包括
脂族聚酰胺和脂族/芳族聚酰胺。
47.用于制备聚酰胺的代表性脂族二胺包括具有下式的那些:h2n(ch2)nnh2其中n为1-16的整数值。代表性实例包括三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、十六亚甲基二胺。代表性芳族二胺包括对苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基乙烷。代表性烷基化的二胺包括2,2-二甲基五亚甲基二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺和2,4,4-三甲基五亚甲基二胺。代表性脂环族二胺包括二氨基二环己基甲烷。其它有用的二胺包括七亚甲基二胺、九亚甲基二胺等。
48.用于制备聚酰胺的代表性二酸包括二羧酸,其可以由以下通式表示:hooc
‑‑z‑‑
cooh其中z代表含有至少2个碳原子的二价脂族基团。代表性实例包括己二酸(即己二酸)、癸二酸、十八烷二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二酸和戊二酸。二羧酸可以是脂族酸或芳族酸,例如间苯二甲酸和对苯二甲酸。
49.一种或多种上述二胺与一种或多种上述二酸的缩聚反应产物可以形成有用的聚酰胺。可以通过一种或多种二胺与一种或多种二酸的缩聚形成的类型的代表性聚酰胺包括脂族聚酰胺,例如聚(己二酰己二胺) (“尼龙-6,6”)、聚(癸二酰己二胺) (“尼龙-6,10”)、聚(庚二酰庚二胺) (“尼龙-7,7”)、聚(辛二酰辛二胺) (“尼龙-8,8”)、聚(壬二酰己二胺) (“尼龙-6,9”)、聚(壬二酰壬二胺) (“尼龙-9,9”)、聚(壬二酰癸二胺) (“尼龙-10,9”)、聚(四亚甲基二胺-共-草酸) (“尼龙-4,2”)、正十二烷二酸和六亚甲基二胺的聚酰胺(“尼龙-6,12”)、十二亚甲基二胺和正十二烷二酸的聚酰胺(“尼龙-12,12”)。
50.代表性脂族/芳族聚酰胺包括聚(四亚甲基二胺-共-间苯二甲酸) (“尼龙-4,i”)、聚间苯二甲酰己二胺(“尼龙-6,i”)、聚(对苯二甲酰2,2,2-三甲基己二胺)、聚(己二酰间二甲苯二胺) (“尼龙-mxd,6”)、聚(己二酰对二甲苯二胺)、聚(对苯二甲酰己二胺)、聚(对苯二甲酰十二烷二胺)和聚酰胺-mxd,i。
51.可以通过一种或多种氨基酸的缩聚形成的类型的代表性聚酰胺包括聚(4-氨基丁酸) (“尼龙-4”)、聚(6-氨基己酸) (“尼龙-6”或“聚(己内酰胺)”)、聚(7-氨基庚酸) (“尼龙-7”)、聚(8-氨基辛酸) (“尼龙-8”)、聚(9-氨基壬酸) (“尼龙-9”)、聚(10-氨基癸酸) (“尼龙-10”)、聚(11-氨基十一烷酸) (“尼龙-11”)和聚(12-氨基十二烷酸) (“尼龙-12”)。
52.代表性共聚酰胺包括基于用于制备任何前述聚酰胺的单体的组合的共聚物,例如尼龙-4/6、尼龙-6/9、己内酰胺/己二酰己二胺共聚物(“尼龙-6,6/6”)、己二酰己二胺/己内酰胺共聚物(“尼龙-6/6,6”)、己二酰丙二胺/壬二酰己二胺共聚物(“尼龙-三甲基6,2/6,2”)、己二酰己二胺-壬二酰己二胺己内酰胺共聚物(“尼龙-6,6/6,9/6”)、己二酰己二胺/间苯二甲酰己二胺(“尼龙-6,6/6,i”)、己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺(“尼龙-6,6/6,t”)、尼龙-6,t/6,i、尼龙-6/mxd,t/mxd,i、尼龙-6,6/6,10和尼龙-6,i/6,t。
53.在本技术中使用的术语“共聚物”是指衍生自两种或更多种类型的单体的聚合物,并且包括三元共聚物等。常规命名法通常在斜线(“/”)之前以共聚物的名称列出共聚物的主要成分;然而,在本技术中,在斜线之前列出的成分不一定是主要成分,除非明确地如此指出。例如,除非本技术特别指出相反的情况,否则“尼龙-6/6,6”和“尼龙-6,6/6”可以认为
是指相同类型的共聚酰胺。
54.聚酰胺共聚物可以包括共聚物中最普遍的聚合物单元(例如,作为共聚物尼龙-6,6/6中聚合物单元的己二酰己二胺),其摩尔百分比在以下中的任一个的范围内:至少50%、至少60%、至少70%、至少80%和至少90%,以及在任何前述值之间的范围(例如,60%至80%);并且可以包括共聚物中第二普遍的聚合物单元(例如,作为共聚物尼龙-6,6/6中聚合物单元的己内酰胺),其摩尔百分比在以下中的任意的范围内:小于50%、小于40%、小于30%、小于20%、小于10%以及在任何前述值之间的范围(例如,20-40%)。
55.有用的聚酰胺包括由控制调节机构(例如美国食品和药品管理局)批准的在所需使用条件下与食品直接接触和/或用于食品包装膜的那些聚酰胺。
56.针对外层测量,膜的光泽度(即镜面光泽度)可以是至少约和/或至多约以下值中的任一个:40、50、60、63、65%、70、75、80、85、90和95%。这些数字表示从样品反射的光与以指定角度照在样品上的光的初始量的比率。在本技术中所有提及的“光泽度”值均根据astm d 2457 (45
°
角),其通过引用以其整体并入本文。
57.雾度是从入射光的轴散射超过2.5
°
的透射光的测量。根据astm d 1003的方法对膜的外表面测量雾度,该方法通过引用以其整体并入本文。在本技术中所有提及的“雾度”值都根据该标准。膜的雾度可以不高于以下值中的任一个:20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%和1%。在将代表性膜样品放置在空气温度为204.4℃的常规烘箱中两小时后,第一膜和/或第二膜中的任一个可以具有这些雾度值中的任一个。
58.第一膜和/或第二膜可以是透明的(至少在非印刷区中),使得包装的制品通过膜是可见的。本文所用的“透明的”是指材料透射入射光,其中散射可忽略不计且吸收少,使得在典型的无辅助观察条件(即,材料的预期的使用条件)下通过材料能够清楚地看到物体(例如,包装的食品或印刷)。膜的透明度(即,清晰度)可以是至少以下值中的任一个:20%、25%、30%、40%、50%、65%、70%、75%、80%、85%和95%,如根据astm d1746测量的。在本技术中所有提及的“透明度”值都是根据该标准。
59.第一膜和/或第二膜中的任一个可以具有可热收缩属性。例如,膜在至少一个方向(即纵向或横向)或两个方向(纵向和横向)的至少每一个上在104.4℃下测量的自由收缩可以是至少以下中的任一种:3%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、55%、60%和65%。此外,当在37.8℃、48.9℃、60.0℃、71.1℃、85.0℃、87.8℃、93.3℃和98.9℃中的任一个下测量时,膜在至少一个方向(纵向或横向)或在两个方向(纵向和横向)的至少每一个上的任何自由收缩可以是这些列出的收缩值中的至少任一个。除非另有说明,否则在本技术中对自由收缩的每次提及是指根据astm d-2732,通过测量当经受选定的热(即,在某一温度下暴露)时10 cm
×
10 cm试样的尺寸变化百分数而确定的自由收缩。
60.多层膜可以通过本领域已知的热塑性成膜方法(例如,管状或吹膜挤出、共挤出、挤出涂布、平流延挤出、环形流延挤出)制造。也可以采用这些方法的组合。例如,膜可以使用“双泡”或“三泡”挤出方法中的任一种来制备。
61.在实施方案中,多层膜可以是定向的或非定向的。例如,为了增强膜的光学性能、强度和耐久性,膜可以在纵向(即纵向)或横向定向,或者在两个方向(即双轴定向)上定向。例如,膜可以在纵向或横向中的一个方向上或在这两个方向上以至少以下比率中的任一个定向:2:1、2.5:1、2.7:1、3:1、3.5:1和4:1。膜可以在纵向或横向中的一个方向上或在这两
个方向上以不超过以下比率中的任一个定向:10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1和4:1。如果膜是定向的,则在定向之后可以将其热定形或退火以将热收缩属性降低至期望的水平或帮助获得膜的期望的结晶状态。例如,第一膜和/或第二膜可以使用拉幅机方法制备。
62.在实施方案中,多层膜是部分或完全交联的。为了产生交联,用适当辐射剂量的高能电子处理膜、膜的一层或多层。在实施方案中,电子加速器引入辐射剂量,其中剂量水平通过标准剂量学方法来确定。可以理解,可以使用其它加速器,例如van der graaf发生器或谐振变压器。辐射不限于来自加速器的电子,因为可以使用任何电离辐射。在实施方案中,高能电子的辐射剂量为至多140 kgreys、在10-120 kgreys范围内、在20-100范围内、或在30-80 kgreys范围内。在实施方案中,在定向之前进行照射。在实施方案中,在定向之后进行照射。
63.图6说明根据本发明用于包装方法的竖直成型填充和密封仪器。示意性地说明竖直成型填充和密封仪器60。仪器60使用如本文所述的多层膜61。将待包装的产品62从源头(未说明)或其它传统装置供应至仪器60,预定量的产品62从源头经由漏斗63到达成型管64的上端部分。在仪器60的下部形成包装,并且将由袋或包装形成的柔性片材材料61从辊71进料至某些成型杆(未说明)上,围绕成型管64缠绕,并且通过纵向热密封设备66提供有纵向密封67,导致形成竖直密封的管68。端部密封杆65操作以跨越竖直密封的管68的下端水平地关闭和密封,以形成小袋70,其随后立即包装有产品62。如说明的,膜驱动带72由辊提供动力和引导,使竖直密封的管68和小袋70前进预定的距离,之后端部密封杆65跨越竖直密封的管68的下端水平地关闭并同时密封,以及同时跨越密封的小袋69的上端水平地密封,以形成包装在密封的小袋69中的产品。然后在其上的下一个小袋70填充计量量的产品62,向前,等等。常规的还将端部密封杆并入切断刀(未显示),该切断刀操作以将下部密封的小袋69从上游小袋70的底部切断。
64.在进行包装方法中,在实施方案中,竖直成型填充和密封机器每分钟形成、填充和密封至少15个包装。在另一个实施方案中,竖直成型填充和密封机器每分钟形成、填充和密封15-45个包装,而在密封处基本上没有膜的烧穿。在实施方案中,产品是含有液体的食品,包括但不限于通心粉和奶酪、土豆泥、蔬菜丁、水果丁、蛋、汤、肉汁、酱、全肉、肉丁、大米、谷物、无酱意大利面、部分烹饪的意大利面、意大利面/酱共混物、全蔬菜、水果馅、果浆、碎肉或其组合。
65.现在转向图7,描绘了根据一个实施方案的多层膜的横截面图。多层膜含有两个用作热密封层的外层51、57。粘接层52、56将两个外层51、57分别粘结到滥用层53、55。粘接层58布置在两个滥用层53和55之间。在实施方案中,在阻挡层54和滥用层53和55之间使用另外的粘接层。
实施例
66.以下实施例是为了进一步说明和解释本发明的各种实施方案而提供的,并且不应被认为是任何方面的限制。除非另外指明,否则所有的份和百分数都是按重量计的。
67.可以使用以下缩写:ldpe是熔点为110℃的低密度聚乙烯,可从exxonmobile以ldpe ld 102.lc商品名获得。
68.lldpe是熔点为114℃的线性低密度聚乙烯,可从exxonmobile以exceed 4518pa商品名获得。
69.ma-lldpe是熔点为122℃的马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯,可从westlake chemical以gt4408商品名获得。
70.ma-vldpe是熔点为124℃的马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯,可从lyondellbasell以plexar px3216商品名获得。
71.ma-eoc是熔点为52℃的马来酸酐改性的乙烯/辛烯共聚物,可从dupont以fusabond n598商品名获得。
72.pa-6是熔点为220℃的尼龙-6,可从basf corporation以ultramid b40商品名获得。
73.pa-6/66是熔点为193℃的尼龙-6/66,可从basf以ultramid c40商品名获得。
74.mdpe是熔点为125℃的中密度聚乙烯,可从dow以dowlex 2037商品名获得。
75.evoh是熔点为187℃的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,可从ccp以ev2951f商品名获得。
76.防雾剂是防止或减少包装膜表面上水的细小液滴冷凝的添加剂。这样的添加剂起到温和润湿剂的作用,其渗出到包装膜的表面,并降低水的表面张力,从而引起水铺展到连续的膜中。防雾剂的实例是甘油的单脂肪酸衍生物(例如单硬脂酸甘油酯)和聚甘油单脂肪酸衍生物(例如聚甘油单硬脂酸酯)。甘油的单脂肪酸衍生物和聚甘油单脂肪酸衍生物可以单独或组合用作本发明的防雾剂。
77.加工助剂包括但不限于含氟聚合物/聚乙烯。
78.样品膜的制备通过圆流延共挤出方法制备具有4密耳厚度的膜,以具有下表中所示的组成。
79.样品膜1 (对比)样品膜2
样品膜3样品膜4样品膜5
样品膜6样品膜7样品膜8
样品膜9样品膜10冲击测试根据astm d3763-08测试样品膜1-6,以测量膜在冲击速度下的性能和对冲击的速率敏感性。在膜制造之后至少一周进行测试。结果在下表a中阐述。
80.表a
包装的制备使用onpack 3002竖直成型填充和密封机器将样品膜1-6制成小袋。端部密封温度为140℃,并且时间为0.8秒。端部密封是五肋密封。中心“搭接”密封是在145℃下0.7秒。每个小袋的长度为380 mm,并且宽度为240 mm。小袋填充约6磅的水,水温在21-25.5℃之间。在温度为18-25℃的房间中生产包装。将样品膜1成型为样品小袋1。将样品膜2成型为样品小袋2。将样品膜3成型为样品小袋3。将样品膜4成型为样品小袋4。将样品膜5成型为样品小袋5。将样品膜6成型为样品小袋6。
81.立即跌落测试至少在产生填充水的小袋10分钟内,使用以下程序完成包装的“跌落测试”。在温度在18-25℃之间的房间中,将小袋单独地放置在lansmont跌落测试机的平台上。将小袋面朝上放置搭接密封。每个小袋从6英尺的高度跌落一次,并记录失败模式。用手挤压每个小袋以检测失败。如果小袋在下落中幸存而没有将引起水泄漏的损坏,则将该跌落记录为“通过”。如果小袋在包装的主体中破裂,这将在膜中引起裂缝或孔,则这种失败称为“主体”失败。在小袋的主体中的小泄漏将引起针状或针孔,记录为“针孔”失败。沿着五肋密封的底部在小袋的任一端的膜的失败记录为“密封”失败。立即跌落测试的结果示于下表b中。
82.表b
自由收缩测试用于评价用于包装应用的薄塑料膜的无限制线性热收缩。astm d2732用于确定自由收缩。所用水浴温度为85℃。在膜一旦生产(“生产”)和在膜已经老化7天后进行读数。来自热收缩测试的结果示于下表c中。
83.表c样品膜7生产老化7天纵向14.5%横向5.3%8.75%膜1-6的外观特征示于下表d中。
84.表d样品透过(%)雾度(%)光泽度193.07.896.3292.29.390.2391.811.491.8492.410.096.3592.89.595.0692.49.993.5
893.79.576.0991.911.873.01091.213.370.4本书面描述使用实例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使本领域技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何设备或系统以及进行任何并入的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构要素,则这样的其它实例旨在处于权利要求的范围内。
85.部件列举:12-膜上表面14-膜下表面16-边缘20-包装空间28-热密封30-包装32-折叠边缘34-热密封接缝36-包装38-端部密封40-端部密封42-边缘44-边缘51-外层52-粘接层53-滥用层54-阻挡层55-滥用层56-粘接层57-外层58-粘接层60-仪器61-多层膜62-产品63-漏斗64-成型管65-端部密封杆66-热密封设备67-纵向密封68-竖直密封的管
69-小袋70-小袋71-辊72-膜驱动带。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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