可生物降解的多重包装件载体的制作方法

可生物降解的多重包装件载体
1.相关申请
2.本专利申请要求于2020年2月28日提交的美国临时申请序列号62/983,361的优先权，该美国临时申请的公开内容通过援引并入本文。
技术领域
3.本发明涉及可生物降解的和/或可堆肥的基于塑料膜的容器载体。


背景技术：

4.柔性的基于塑料膜的容器载体用于承载一系列饮料容器，其中可以通过将某个饮料容器远离前述一系列饮料容器拉动而将各个饮料容器移除，这使得塑料拉长。典型的柔性容器载体包括多个柔性带，这些柔性带限定用于接收饮料容器的孔阵列。这些孔可以是椭圆形的、圆形的、长方形的或其他形状变例，并且该阵列可以包括四个、六个、八个、十二个或更多个孔，用于在多重包装件(multi-package)中接收相应的饮料容器。柔性容器载体还可以包括柔性握持结构，该柔性握持结构从阵列向上或侧向延伸以使得消费者能够从顶部或一个或多个侧部拿起多重包装件。
5.将各个容器从阵列移除通常使柔性容器载体拉长、断裂或以其他方式损坏，并且柔性容器载体通常在一次性使用后被处理掉。因此，常规载体由多种相对低成本的柔性塑料材料形成，诸如低密度和高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯均聚物和共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、及其组合。所使用的具体聚合物根据以下因素变化：被承载的容器的尺寸、形状和重量，阵列中容器的数量，以及制造、运输和存储期间所采用的处理程序。尽管这些聚合物材料是可再循环的，它们通常是不可生物降解的并且在大多数环境中将需要极长或无限期的时间才能分解。
6.由于垃圾填埋场所需空间的不断增加以及由丢弃和长期存放废物所引起的环境风险，有趋势要使用可生物降解的材料诸如改造纸来代替塑料吸管和杯子、和其他一次性塑料物品。然而，由于对强度、柔性、可拉伸性、以及忍受暴露于水和湿气的能力的要求，还是柔性塑料材料在柔性容器载体中提供若干种优点。因此，需要或希望可生物降解的和/或可堆肥的柔性容器载体，同时仍满足前述对强度、柔性、可拉伸性、以及忍受水和湿气的能力的要求。


技术实现要素：

7.本发明涉及一种可生物降解的柔性容器载体，该柔性容器载体使用维持标准塑料容器载体的所希望特征的可生物降解的塑料材料形成。可生物降解的柔性容器载体提供了柔性、强度、可拉伸性并且忍受日常暴露于水和湿气，具有可生物降解性的额外益处。
8.在一个实施例中，本发明涉及一种可生物降解的柔性容器载体，该柔性容器载体包括：
9.多个柔性带，这些柔性带限定用于接收饮料容器的孔阵列；
10.这些柔性带在纵向和横向方向上布置并且在其间限定孔；
11.其中这些柔性带包含可生物降解的塑料材料。
12.在另一个实施例中，本发明涉及一种可生物降解的柔性容器载体，该柔性容器载体包括：
13.包含可生物降解的塑料材料并且限定用于接收饮料容器的孔阵列的可生物降解的柔性片材以及附连到这些孔阵列上的至少一个拿起握持结构；
14.其中该可生物降解的塑料材料包含以下中的至少一种：a)与降解助剂添加剂混合的聚烯烃，b)与可生物降解的共树脂一起挤出的聚烯烃，以及c)可生物降解的结构聚合物。
15.在另一个实施例中，本发明涉及一种制造可生物降解的柔性容器载体的方法。该方法包括以下步骤：
16.使用可生物降解的塑料材料形成限定用于接收饮料容器的孔阵列的多个柔性带；
17.这些柔性带在纵向和横向方向上布置并且在其间限定孔；
18.其中该可生物降解的塑料材料包含以下中的至少一种：a)与降解助剂添加剂混合的聚烯烃，b)与可生物降解的共树脂一起挤出的聚烯烃，以及c)可生物降解的结构聚合物。
19.可生物降解的柔性容器载体可以用于存放各种各样的饮料容器的多重包装件，包括但不限于软饮料罐和瓶子、啤酒罐和瓶子、果汁容器、水和汽水容器等。可生物降解的柔性容器载体可以在阵列中设计有任意数目的容器-接收孔，例如四个、六个、八个、十个、和十二个或更多个容器-接收孔。这些孔可以以单排或多排布置。可生物降解的柔性容器载体可以包括一个或多个握持结构，该一个或多个握持结构从容器载体向外和/或向上延伸并且这些握持结构可以由可生物降解的塑料材料形成。
20.当可生物降解的柔性容器载体用完时(即当所有饮料容器移除时)，它可以使用任何常规技术来处理掉并且将在暴露于各种气候条件期间在典型地按月计算的合理时段内生物降解。生物降解可能起因于热量、湿气、阳光和/或缩短和削弱聚合物链的酶。使用可生物降解的塑料材料提供了存储和再循环可生物降解的柔性容器载体的环境安全的替代方案。
21.从结合附图阅读的以下具体实施方式中，本发明的前述特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
22.图1是根据本发明的可以使用可生物降解的塑料材料形成的示例性可生物降解的柔性容器载体的平面图。
具体实施方式
23.本发明涉及一种可生物降解的柔性容器载体及其制造方法。图1仅仅是落入本发明范围内的许多可生物降解的柔性容器载体一个实例。所图示的可生物降解的柔性容器载体10可以在单层的可生物降解的柔性片材20内形成，该柔性片材具有一定的长度和宽度，在其中限定了容器接收孔25的阵列。尽管图示了八个容器接收孔25，但可生物降解的柔性容器载体10可以设计有四个、六个、八个、十个、十二个、或任意数目的容器接收孔25。容器接收孔25被限定在由可生物降解的塑料材料形成的纵向与横向柔性带30之间。所图示的实
施例包括连接在一起的四个横向带30和三个纵向带30，它们各自具有适合于捕获和保存两个平行排的所希望的饮料容器的构造。
24.握持结构50从可生物降解的柔性容器载体10的一个纵向边缘延伸并且可以包括允许使用者抓住握持结构的沿着纵向边缘的一个或多个孔。握持结构50在两个或更多个连接点80处被连接至最近的纵向柔性带30。与握持结构50相对地定位的纵向柔性带30包括多个增厚部分90，当使用握持结构50提起满载的柔性承载器10时，增厚部分为承载最大重量的柔性承载器10的区域提供额外的强度。中央纵向柔性带30包括限定小孔70的连接片60，这些连接片进一步增强了可生物降解的柔性容器载体10将适合尺寸的饮料容器捕获和保持在孔25的阵列内的能力。多重包装件100包括可生物降解的柔性载体10和保存在孔25内的饮料容器(未示出)的组合。
25.根据本发明，柔性带30使用可生物降解的塑料材料形成。在一个实施例中，整个柔性容器载体10使用可生物降解的塑料材料形成。在一个实施例中，可生物降解的塑料材料包括混合物，该混合物包含与降解助剂添加剂混合的聚烯烃，该降解助剂添加剂有利于和加速了聚烯烃的分解。降解助剂添加剂通过削弱和/或切断分子间键来攻击聚烯烃分子链达到最终可以允许在环境中微生物吞噬的程度。
26.合适的聚烯烃包括但不限于低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物、及其组合。聚烯烃可以与弹性体组合在一起，诸如各自具有按重量计约10％或更高的α-烯烃含量的乙烯-α烯烃共聚物或丙烯-α烯烃共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体、或为柔性带30和/或载体10增加增强的柔性和可拉伸性的另一弹性体。当被使用时，弹性体可以以混合物的按重量计高达约20％、或按重量计高达约15％、或按重量计高达约10％、或按重量计高达约5％存在。
27.合适的降解助剂添加剂包括但不限于烷氧基化的烯键式不饱和化合物、烷氧基化的烯键式饱和化合物、二苯甲酮、过氧化物、过渡金属盐及其组合。降解助剂添加剂可以使用任何合适的混合技术与聚烯烃或聚烯烃/弹性体组合物来组合并且适合地以混合物的按重量计约0.10％至约10％、或按重量计约0.5％至约10％、或按重量计约0.15％至约5％、或按重量计约0.5％至约5％、或按重量计约0.25％至约2％、或按重量计约1％存在。在一个实施例中，降解助剂添加剂与聚烯烃组合以产生氧化-可降解的聚烯烃材料。降解助剂添加剂的反应机理是基于通过使大气中存在的分子氧与聚合物分子受光和热产生的自由基反应来使聚烯烃和(如果包含的话)弹性体氧化降解。氧化降解是非生物过程并且由于在聚乙烯分子中引入了氧，形成了有助于产生过氧化物和氢过氧化物的官能团。这种效果可以通过羰基含量来衡量。由于氧化，聚合物的特征从疏水的变为亲水的，导致材料的碎裂以及随后的吸湿。羰基是由材料添加剂的氧化产生的自由基的反应的产物，引起聚合物链的削弱和裂开。
28.合适的降解助剂添加剂的实例包括但不限于由英国的symphony环境公司(symphony environmental of the united kingdom)出售的d2w、和由田纳西州莫里斯敦市的彩科有限公司(colortech,inc.)出售的10365-16，其中二者可以以上述量添加。symphony d2w表示为可以在塑料中用作添加剂以提升可生物降解性的氧化-可生物降解的塑料。colortech 10365-16是专有的降解助剂添加剂。
29.在另一个实施例中，可生物降解的塑料材料包括聚烯烃和可生物降解的共树脂的
组合，该共树脂使得聚烯烃可生物降解。聚烯烃可以是以上所述的聚烯烃中的任一种，单独地存在或与如上所述的弹性体组合地存在。可生物降解的共树脂与降解助剂添加剂之间的一个区别是可生物降解的共树脂形成组合物的更大百分比。而且，可生物降解的共树脂可以与聚烯烃混合或者在一些实施例中作为单独但相邻的层与聚烯烃共挤出，以形成组合物。在一个实施例中，组合物包括按重量计约10％至约50％的可生物降解的共树脂和约50％至约90％的聚烯烃或聚烯烃/弹性体混合物。在另一个实施例中，组合物包括按重量计约15％至约30％的可生物降解的共树脂和按重量计约70％至约85％的聚烯烃或聚烯烃/弹性体混合物。
30.合适的可生物降解的共树脂包括但不限于淀粉和淀粉衍生物，包括改性淀粉。将聚烯烃与可生物降解的共树脂诸如淀粉组合在一起例如增强了聚烯烃的可生物降解性。淀粉是当暴露于湿气或生物环境时容易降解的亲水性材料。淀粉的水解使得聚烯烃结构变得多孔，从而增加使受生物和非生物因素的攻击可到达的聚合物表面并加速了自然降解过程。在又一个实施例中，一定量的可生物降解的共树脂诸如淀粉可以与以上所述的降解助剂中的任一种组合使用。
31.在另一个实施例中，可生物降解的塑料材料可以包含可生物降解的结构聚合物。在一个实施例中，可生物降解的结构聚合物可以与聚烯烃或聚烯烃/弹性体混合物、可生物降解的共树脂、和/或如上所述的降解助剂组合。在另一个实施例中，可生物降解的结构聚合物可以是不与聚烯烃、聚烯烃/弹性体混合物、或其他结构聚合物组合使用的单独的结构聚合物。合适的可生物降解的结构聚合物包括但不限于有机酸的聚合物、有机酯的聚合物、羟基烷酸酯的聚合物、生物聚合物、及其组合。实例包括但不限于亲水性聚合物，该亲水性聚合物包括：乙烯基酮共聚物，诸如乙烯-共-甲基乙烯基酮和乙烯-共-甲基异丙基酮共聚物；含有羰基的共聚物，诸如乙烯-一氧化碳共聚物；不饱和的聚酯和共聚酯；不饱和的乙烯醇的多元醇，诸如香叶草醇、芳樟醇、香茅醇、烯丙醇和糠醇；及其组合。
32.合适的可生物降解的结构聚合物的实例包括但不限于由巴斯夫公司(basf)出售的树脂和由诺瓦蒙特公司(novamont)出售的树脂。树脂将合适量的生物基树脂例如聚乳酸与巴斯夫公司的可堆肥的(其被认为包含再循环聚合物和木材副产品的共混物)组合，以形成适合于形成可生物降解的多重包装件载体的柔性生物聚合物。树脂是生物聚合物，含有淀粉、纤维素、植物油和可生物降解的亲水性聚合物诸如改性pvoh以及脂肪族聚酯。
33.本发明还涉及一种制造可生物降解的柔性容器载体的方法。由前述可生物降解的塑料材料中的任一种形成的塑料片材可以用于形成多个柔性带，这些柔性带限定用于接收各个饮料容器的孔阵列。柔性带可以在纵向和横向方向二者上布置以在其间限定容器-接收孔。如之前解释的，可生物降解的塑料材料可以包含以下中的至少一种：a)与降解助剂添加剂混合的聚烯烃，b)与可生物降解的共树脂一起挤出的聚烯烃，以及c)可生物降解的结构聚合物。
34.本文所述的本发明的实施例是示例性的，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和改进。本发明的范围由随附权利要求书限定，并且落入等效物含义和范围内的所有改变旨在包括于其中。