CN103158316A - 可回收的层合包装材料 - Google Patents

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Abstract

在此公开了层合包装材料，其包括：(a)基层，其包含非塑性材料，并且具有第一表面和第二表面；(b)第一脱离层，其层合至所述基层的第一表面上；和(c)第一热塑性层，其层合至所述第一脱离层上；其中所述第一脱离层的厚度为约1.8-50μm，并且由水分散性离聚物组合物形成。

Description

可回收的层合包装材料
技术领域
本公开涉及易于回收的层合包装材料。
背景技术
在包装工业中，将纸板和/或金属膜(如铝箔)与聚合物材料层合来形成包装材料已广泛应用。由该包装材料制造的容器可用于粉末和液体商品的储存。例如，该容器可用于储存食品，特别是液体食品如牛奶、果汁、酒等。
但是，在这样的层合包装材料中，非塑性材料层(如纸板、金属膜等)牢固粘接在塑性材料层上。由于不能容易地将塑性材料和非塑性材料分离并分类至各自独立的回收流，从而给回收所述容器带来了问题。
之前，基于其在水中的溶解度，聚乙烯醇(PVOH)已被应用于层合包装材料中以使得非塑性材料与塑性材料相互分离。但是，人们发现PVOH对纸或铝箔的粘接强度相当差。另外，因其在达到熔化温度时即开始发生分解，PVOH具有非常窄的加工窗口期。因此，PVOH不适于包装工业中常用的加工选择之一的挤出涂布。由此，仍然需要开发易于制备且易于回收的层合包装材料。
公开内容
本公开提供了可易于回收的层合包装材料，其包括：
(a)基层，其包含非塑性材料，并且具有第一表面和第二表面；
(b)第一脱离层(separatory layer)，其层合至所述基层的第一表面上；和
(c)第一热塑性层，其层合至所述第一脱离层上；
其中所述第一脱离层由水分散性离聚物组合物(water-dispersableionomer composition)形成，并且第一脱离层的厚度为1.8-50μm，并且
其中所述水分散性离聚物组合物包含衍生自母体酸共聚物(parent acidcopolymer)的离聚物，所述母体酸共聚物包含乙烯共聚单元和基于所述母体酸共聚物总重的18-30重量％的丙烯酸或甲基丙烯酸共聚单元，所述母体酸共聚物的熔体流速(MFR)为200-1000g/10min(其是依照ASTM D1238在190℃和2160g的负载下测得的)，并且其中所述母体酸共聚物的羧酸基的50-70％(基于所述母体酸共聚物的总羧酸含量(以未被中和时的母体酸共聚物计))被中和为包含钾阳离子、钠阳离子或它们的组合的羧酸盐。
在所述层合包装材料的一个实施方案中，所述材料还包括：
(d)第二脱离层，其层合至所述基层的第二表面上，并且其中所述第二脱离层由所述的水分散性离聚物组合物形成，且厚度为约1.8-50μm；和
(e)第二热塑性层，其层合至所述第二脱离层上。
在所述层合包装材料的另一个实施方案中，所述第一热塑性层和第二热塑性层各自独立地由相同或不同的热塑性组合物形成，所述热塑性组合物包含选自以下的聚合物：聚烯烃、聚酯、聚酰胺及它们中两种或更多种的组合，优选地，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯及它们的组合，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯及它们中两种或更多种的组合。或者，形成所述第一热塑性层和第二热塑性层的热塑性组合物各包含聚乙烯。或者，形成所述第一热塑性层的热塑性组合物包含聚乙烯，并且形成所述第二热塑性层的热塑性组合物包含聚对苯二甲酸乙二酯。
在所述层合包装材料的又一个实施方案中，所述基层包括至少一层纸、纸板或金属膜，优选地，所述金属膜是铝箔。
在所述层合包装材料的又一个实施方案中，所述基层由单层纸板形成。
在所述层合包装材料的又一个实施方案中，所述基层由单层铝箔形成。
在所述层合包装材料的又一个实施方案中，所述基层包括至少一个纸板层和至少一个铝箔层，并且通过它们之间的第三脱离层将所述至少一个纸板层和所述至少一个铝箔层层合在一起，所述第三脱离层由所述水分散性离聚物组合物形成，且厚度为1.8-50μm。
本公开还提供由上述层合包装材料制造的容器。
本公开还提供回收层合包装材料的方法，其包括：(i)提供上述层合包装材料；(ii)将所述层合包装材料浸入加热至约80℃或更高温度的水中；(iii)在低剪切下将所述层合包装材料保持在所述热水中直至层合在各脱离层两侧的各组份层分离；(iv)将所述层合包装材料中包含的非塑性材料和塑性材料分离。
在所述方法的一个实施方案中，在步骤(iii)中，将所述层合包装材料在热水中保持1小时或更短时间。
根据本公开，当以特定的端点表述范围时，应理解该范围包括在这两个特定端点内的任何值以及等于或约等于这两个端点中的任一端点的任何值。
附图说明
图1是层合包装材料(10)的一个实施方案的不按比例的截面示意图。
图2是层合包装材料(10’)的另一个实施方案的不按比例的截面示意图。
图3是层合包装材料(10)中包括的基层(110)的一个实施方案的不按比例的截面示意图。
具体实施方式
除非另外定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有本公开所属领域普通技术人员通常所理解的相同含义。在相抵触的情况下，以本说明书，包括定义为准。
尽管可将与在此所述的那些相似或等同的方法和材料用于本公开的实际使用或试验中，但本公开描述了合适的方法和材料。
除非另外说明，所有的百分数、份数、比例等都以重量计。
当给出数量、浓度或其他数值或参数作为范围、优选范围或一系列下限优选值和上限优选值时，应理解其具体公开了由任何较小的范围限值或优选值和任何较大的范围限值或优选值的任何一对数值所形成的所有范围，而无论范围是否分别被公开。除非另有说明，在本文描述数值范围之处，所述范围意图包括范围端值和范围内的所有整数和分数。并不意图将本发明的范围限制在定义范围时所述的特定值。
当术语“约”用于描述数值或范围的端值时，所公开的内容应理解为包括具体值或所涉及的端值。
本文中所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含有”、“特征在于”或它们的任意其他变体意图覆盖非排它性的包括。例如，包含/括一系列要素的过程、方法、制品或设备并不一定只限于那些要素，而是还可以包含/括没有明确列出的要素或这些过程、方法、制品或设备所固有的其他要素。此外，除非明确表示相反含义，“或”是指包容性的“或”而非排它性的“或”。
连接词“基本由……组/构成”将权利要求的范围限制在特定的材料或步骤以及那些不实质影响请求权利保护的本发明的基本和新特征的材料或步骤。在申请人已使用开放式术语如“包含/括”限定本发明或其部分之处，除非另有说明，应将该说明理解为其还使用术语“基本由……组/构成”描述该发明。
采用“一”和“一个/种”的用法描述本发明的要素和组分。这只是出于便利和为了给出本发明的一般情况。除非另有明显表示，应将该说明理解为包括一个/种或至少一个/种，并且单数也包括复数。
在描述某些聚合物时，应理解有时申请人通过制备聚合物所使用的单体或制备聚合物所使用的单体量指代所述聚合物。然而，该描述可能不包括用来描述最终聚合物的具体命名，或可能不包括方法-限定-产品的术语，对于单体及其量的指代应理解为表示该聚合物包含那些单体的共聚单元或单体量、以及相应的聚合物及其组合物。
术语“共聚物”用于表示通过聚合两种或更多种单体而形成的聚合物。所述共聚物包括基本上由两种经共聚的共聚单体组成的二聚物。
本文所使用的“分散”、“分散的”和相关术语是指固体制品如聚合物颗粒与水混合，并且经过较短的时间消失在液相中的过程。
本文公开了用于制造容器的层合包装材料(10，参见图1)。本文公开的层合包装材料(10)包括易于分离以进行回收的塑性材料和非塑性材料。本文公开的层合包装材料(10)包括：(a)基层(110)，其包含非塑性材料，并具有第一表面(110a)和第二表面(110b)；(b)第一脱离层(120)，其层合至基层的第一表面(110a)上；和(c)第一热塑性层(130)，其层合至第一脱离层(120)上，其中第一脱离层(120)的厚度为约1.8-50μm，并且由水分散性离聚物组合物形成。优选地，层合包装材料(10)还可包括：(d)第二脱离层(120’)，其层合至所述基层的第二表面(110b)；和(e)第二热塑性层(140)，其层合至第二脱离层(120’)，其中第二脱离层(120’)的厚度为约1.8-50μm，并且由水分散性离聚物组合物形成。
本文公开的水分散性离聚物组合物包含离聚物或基本由离聚物组成，所述离聚物衍生自某些母体酸共聚物，所述母体酸共聚物包含乙烯共聚单元和约18-30重量％的α，β-烯属不饱和羧酸(如丙烯酸或甲基丙烯酸)的共聚单元。优选地，基于所述共聚物的总重，在此使用的母体酸共聚物包含约19-25重量％，或更优选约19-23重量％的α，β-烯属不饱和羧酸。
值得关注的是基本上由乙烯共聚单元和α，β-烯属不饱和羧酸的共聚单元和0重量％的其他共聚单体组成的酸共聚物；即乙烯和α，β-烯属不饱和羧酸的二元共聚物。优选的酸共聚物是乙烯/甲基丙烯酸的二元共聚物。
在此使用的母体酸共聚物可如美国专利3,404,134；5,028,674；6,500,888；和6,518,365中所公开的那样聚合。
在此使用的母体酸共聚物的熔体流速(MFR)优选为约200-1000g/10min，其是依照ASTM D1238在190℃和2160g的负载下测得的。相似的ISO测试是ISO 1133。可选地，所述母体酸共聚物的MFR的下限为约200、约250或约300，上限为约400、约500、约600或约1000。在最终成型制品中，所述母体酸共聚物的优选MFR赋予离聚物体现在其最终成型制品上的最优物理性质，并使其仍然能够在热水中快速自分散。衍生自MFR低于约200g/10min的母体酸共聚物的离聚物的热水自分散性最小，而衍生自MFR大于约1000g/10min的母体酸共聚物的离聚物可能降低目标终端用途的物理性质。
在一些实施方案中，可使用两种或更多种烯属酸共聚物的共混物，只要所述共混物的总体组分和性质落入上述对于所述母体烯属酸共聚物的限值范围中。例如，可使用两种乙烯/甲基丙烯酸二元共聚物，使得甲基丙烯酸的总重量％为所述聚合物材料总量的约18-30重量％，并且所述共混物的MFR为约200-1000g/10min。
在此使用的离聚物由所述母体酸共聚物制备，其中使所述母体酸共聚物的总羧酸基(以未被中和时的母体酸共聚物计)中的约50-70％，或优选约55-60％，如约60％被钾离子、钠离子或它们的组合中和以形成羧酸盐。使用如美国专利3,404,134公开的方法可中和所述母体酸共聚物。
重要的是，在所述水分散性离聚物组合物中使用的离聚物兼具在热水中的自分散性和热塑性，从而能够将其熔融制成多种商品。优选地，在此使用的离聚物的MFR至少为约1g/10min，如约1-20g/10min，其是依照ASTM D1238在190℃和2160g的负载下测得的。更优选地，在此使用的离聚物的MFR为约1-10g/10min。上述母体酸共聚物的MFR和中和程度的组合提供了兼具在热水中易于自分散的性质和易于熔融制成商品的性质的离聚物。
在某些实施方案中，在所述水分散性离聚物组合物中使用的离聚物可以是两种或更多种离聚物的共混物，条件是所述共混物的总体组分和性质落入上述对于所述离聚物的限定范围内。
除了上述离聚物之外，在此使用的水分散性离聚物组合物还可包含其他本领域中已知的添加剂，只要这些添加剂不对所述水分散性离聚物组合物的可水分散性产生不利影响。所述添加剂可包括但不限于加工助剂、流动增强添加剂(flow enhancing additive)、润滑剂、颜料、染料、阻燃剂、冲击改性剂、成核剂、抗结块剂如二氧化硅、热稳定剂、UV吸收剂、UV稳定剂、表面活性剂、螯合剂和偶联剂。
此外，在层合包装材料(10)中包括的各脱离层(120、120’等)独立地由在此公开的水分散性离聚物组合物形成，并且各脱离层的厚度范围为约1.8μm至约50μm，或约1.8μm至约30μm。也就是说，所述脱离层可各具有相同或不同的厚度，并且在各脱离层中使用的水分散性离聚物组合物可以相同或不同。两种水分散性离聚物组合物可以在以下方面不同：(i)包含了不同种类和/或含量的添加剂，或(ii)使用了不同的离聚物(如具有不同中和程度的离聚物，或衍生自具有不同酸含量的母体酸共聚物的离聚物)。
作为本文公开的层合包装材料的一部分，基层(110)可以是单层膜或片、或层合的多层膜或片的形式。术语“膜”和“片”在此可互换使用，表示具有均匀厚度的连续的薄且扁平的结构。通常，片的厚度可大于约100μm，而膜的厚度为约100μm或更小。在基层(110)是单层膜或片的形式的那些实施方案中，基层(110)由非塑性材料形成。例如，基层(110)可以由单层纸或纸板、或单层金属膜(如铝(Al)箔)形成。而在基层(110)是层合的多层膜或片的形式的那些实施方案中，基层(110)包括一个或多个由非塑性材料形成的组份层(component layer)。例如，基层(110)可包括至少一个纸或纸板的组份层或至少一个金属膜(如铝箔)的组份层。此外，基层(110)还可包含两个或更多个非塑性材料层，其中所述两个或更多个非塑性材料层的各层是纸层、纸板层、金属膜层或它们中的两个或更多个的组合。但应理解在所述层合包装材料中，为了能够使所述非塑性材料层与其他塑性材料中分离，可将由所述水分散性离聚物组合物形成的脱离层层合至各非塑性材料层的各面上。可选地，所述各非塑性材料层在各面上通过脱离层粘接至相邻层。此外，在层合包装材料(10)中，当存在两个相邻层，其使用两种不同的材料，并且各需要不同的回收流时，还可在两个相邻层之间层合由所述水分散性离聚物组合物形成的脱离层。此外，在层合包装材料(10)中，对于可包括的脱离层的数量没有限制。
一般而言，纸板是较厚的纸基材料。通常将纸板定义为基重大于224g/m2的纸。
根据本公开，在基层(110)中使用的纸层或纸板层的厚度可以为约30-600μm，并且其基重为约25-500g/m2或100-300g/m2。
在基层(110)中包含的金属膜(如铝箔)层的厚度可以为约3-200μm或约3-100μm，或约3-50μm。
但是，根据本公开，基层(110)的总厚度可以在约3μm至约600μm的范围内。
在一个实施方案中，基层(110)由单层纸板形成。
在另一个实施方案中，基层(110)由单层金属膜(如铝箔)形成。
在又一个实施方案中，如图3所示，基层(110)由纸板层(112)和铝箔层(114)形成，纸板层(112)和铝箔层(114)通过上述的水分散性离聚物组合物的脱离层(120”)层合在一起。在这些实施方案中，当使用层合包装材料(110)制造容器时，优选将铝箔层(114)放置在内部，面向所述容器内侧，而将纸板层(112)放置在外部，背向所述容器内侧。
根据本公开，在层合包装材料(10)中包含的一个或多个热塑性层(130、140等)可由相同或不同的热塑性组合物形成。在这些热塑性组合物中包含的合适的热塑性材料包括但不限于聚烯烃、聚酯、聚酰胺(PA)及它们中两种或更多种的组合。合适的聚烯烃包括但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及它们中两种或更多种的组合。合适的聚酯包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)及它们中两种或更多种的组合。在一个实施方案中，在此使用的热塑性材料选自聚酯、聚烯烃及它们的组合。在另一个实施方案中，在此使用的热塑性材料选自聚烯烃如聚乙烯。此外，根据本公开，各热塑性层(130、140等)的厚度可以独立地为约2μm至约200μm。
应当理解，除了上述的基层(110)、第一脱离层(120)、第一热塑性层(130)、任选的第二脱离层(120’)和第二热塑性层(140)之外，本文公开的层合包装材料(10)还可包括其他合适的功能层。这样的其他功能层可包括在层合包装材料(10)的任何位置。也就是说，这样的其他功能层可层合在基层(110)和第一热塑性层(130)之间；或在基层(110)和第二热塑性层(140)之间；或层合在第一热塑性层(130)上；或层合在第二热塑性层(140)上。
在层合包装材料(10)中可包括的示例性功能层包括但不限于气体阻隔层、防油层、香味保持层(aroma holding layer)及它们中两种或更多种的组合。特别地，在层合包装材料(10)中可包括粘合剂层，以在任意一对相邻的组份层之间提供充分的粘接。在此使用的粘合剂层可由任何合适的聚烯烃形成，所述聚烯烃包括但不限于马来酸酐接枝的聚烯烃(如马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯等)、乙烯/丙烯酸酯共聚物(如乙烯/丙烯酸甲酯)共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物)等、乙烯/马来酸单烷基酯共聚物及它们中两种或更多种的组合。如上所述，如果在这样的其他层中包含的材料不能和其相邻层所包含的材料进入相同的回收流，则还应在它们之间层合由所述水分散性离聚物组合物形成的脱离层。
此外，可将印刷信息涂布在基层(110)的一个表面上。优选地，当将层合包装材料(10)制成容器时，载有印刷信息的所述基层的一个表面是设置在外部的表面。
特别地，在此公开的层合包装材料可具有如下结构中的一种：
●纸板/WDI/PE
●纸板/WDI/Al/WDI/PE
●PE/WDI/纸板/WDI/PE；
●PE/WDI/Al/WDI/PE；
●PE/WDI/AL/WDI/纸板/WDI/PE；
●PE/WDI/纸板/WDI/Al/WDI/PE
●PE/WDI/纸板/WDI/PE/WDI/Al/WDI/PE
●PET/WDI/Al/WDI/PE
●PET/WDI/Al/WDI/PET/PE
其中WDI表示在此公开的水分散性离聚物组合物。
之前，基于其在水中的溶解度，已建议将聚乙烯醇(PVOH)用作层合包装膜中的分隔材料，以使其易于回收。但是，PVOH与纸或铝箔的粘接强度较差，限制了它的应用。此外，由于在其达到熔化温度时即开始发生分解，PVOH具有非常窄的加工窗口期。另一方面，在此使用的水分散性离聚物组合物适用于挤出加工，并且由在此使用的水分散性离聚物组合物形成的脱离层对其他热塑膜(如聚乙烯膜)或无机材料(如铝箔)的具有大幅提高的粘接强度。
层合包装材料(10)可通过任何适合的层合方法制备，例如挤出涂布、挤出层合、轧辊层合、真空层合等。
例如，在一个实施方案中，所述方法可包括提供所有组份层；将所有组份层以一定顺序排列以形成预层合组装件；并在热和/或压力下对所述预层合组装件进行层合。
还可考虑将某些相邻的塑性层挤出涂布在其他组份层上。例如，可先将第一脱离层(120)挤出涂布在基层的第一表面(110a)上，然后通过挤出涂布将第一热塑性层(130)涂布在第二脱离层(120)上。可重复相同的两步骤挤出涂布方法以将任选的第二脱离层(120’)和第二热塑性层(140)涂布在基层的第二表面(110b)上。可选地，可先将第一脱离层(120)挤出涂布在基层的第一表面(110a)上，然后通过轧辊方法将第一热塑性层(130)涂布在第一脱离层(120)上。然后可重复相同方法以将任选的第二脱离层(120’)和第二热塑性层(140)涂布在基层的第二表面(110b)上。
在另一个实施方案中，通过将第一热塑性层(130)和第一脱离层(120)共挤出涂布在基层的第一表面(110a)上而制成层合包装材料(10)。相似地，还可将任选的第二热塑性层(140)和任选的第二脱离层(120’)共挤出涂布在基层的第二表面(110b)上。
此外，用于制备层合包装材料(10)的方法还可包括挤出层合。例如，可在第一热塑性层(130)和基层(110)之间挤出所述水分散性离聚物组合物以形成层合包装材料(10)。或者，在基层(110)包括通过脱离层粘接的两个不同的材料层(如纸板层和铝箔层)的那些实施方案中，所述方法可包括先在两个不同材料层之间挤出所述水分散性离聚物组合物以形成基层(110)。
此外，所述方法还包括溶液涂布。例如，可先通过溶液涂布将第一脱离层和/或第二脱离层涂布在基层(110)上，然后通过挤出涂布或挤出层合将其粘接至第一热塑性层和/或第二热塑性层。
本申请还公开了由本文公开的层合包装材料(10)制造的容器。在这样的容器中，层合包装材料(10)可以任意方向设置。但优选地是，当制成容器时，层合包装材料(10)的设置方式为基层的第一表面(110a)设置在内部，面向所述容器的内侧。
本文公开的容器可以为任意形式，如袋(pouch)或盒(carton)。优选地，所述容器用于储存食品。更优选地，所述容器用于储存液体食品如牛奶、果汁、酒等。
本文公开的容器的一个优点在于它在使用后易于回收。特别地，由于包括了由所述水分散性离聚物组合物形成的脱离层，使用过的容器中包含的非塑性材料和塑性材料易于彼此分离并回收。
特别地，如在美国专利申请61/59947中所公开的，在常压下，在非常温和的方法条件下，如低剪切(如简单搅拌热水和所述离聚物组合物的混合物)和低温(低于水的沸点)下可容易地制备所述水分散性离聚物组合物的含水分散体，与已有的分散方法相比，该方法需要的能量较少。该分散方法本质上是更安全的，因为它在分散过程中避免使用强碱如氢氧化钠水溶液(苛性)。通过将所述包装材料暴露在可分散所述水分散性离聚物组合物的条件下，从而从塑性材料中分离出非塑性材料，所述分散条件可用于方便地回收在此所述的包装材料。
用于将在此公开的容器中的非塑性材料从塑性材料中分离出的方法可包括将所述容器与低至约80℃温度的水相接触。在一些实施方案中，所述水的温度在约80-90℃的范围内，或约80-85℃，或约85-90℃。但是，本领域技术人员理解，如果所述水可分散的离聚物组合物可以在这样的温度下分散，则它们在高于90℃的温度下也可分散。此外，在一些实施方案中，在与水接触之前，可将所述容器切成片。
在正常环境中，在约1小时或更短，如约30分钟或更短或约20分钟或更短的时间内，所述水分散性离聚物组合物可分散在温水中。一旦所述水分散性离聚物组合物完全分散在水中，层合在由水分散性离聚物组合物形成的脱离层两侧的组份层可以相互分离，从而使包括在所述容器中的非塑性材料如纸板或铝箔与塑性材料分离以进行回收。
在一个实施方案中，为了从塑性材料中分离出非塑性材料，先将本文公开的所述容器(优选在使用后)在室温(约20-25℃)和低剪切条件下与水混合，然后将混合物的温度升高至约80-90℃。
在另一个实施方案中，为了从塑性材料中分离出非塑性材料，将本文公开的所述容器(优选在使用后)在室温和低剪切条件下与水混合，然后将混合物的温度升高至约85-90℃。
在又一个实施方案中，为了从塑性材料中分离出非塑性材料，将本文公开的所述容器(优选在使用后)在低剪切条件下与预热至约80-90℃温度的水混合。
在又一个实施方案中，为了从塑性材料中分离出非塑性材料，将本文公开的所述容器(优选在使用后)在低剪切条件下与预热至约85-90℃温度的水混合。
实施例
材料：
●WDI(水分散性离聚物)：衍生自母体酸共聚物的水分散性离聚物，其中所述母体酸共聚物的MFR为250g/10min(其是依照ASTM D1238在190℃和2160g的负载下测得的)，并且其包含乙烯共聚单元和基于所述母体酸共聚物总重的19重量％的甲基丙烯酸共聚单元，并且其中所述水分散性离聚物的MFR为1.25g/10min，其是通过使所述母体酸共聚物的羧酸基的60％(基于所述母体酸共聚物的总羧酸含量(以未被中和时的母体酸共聚物计))与氢氧化钠中和而形成钠盐制备得到的；
●NWDI(非水分散性离聚物)：衍生自母体酸共聚物的离聚物，其中所述母体酸共聚物包含乙烯共聚单元和基于所述母体酸共聚物总重的10重量％的甲基丙烯酸共聚单元，并且其中所述非水分散性离聚物的MFR为1.3g/10min，其通过使所述母体酸共聚物的羧酸基的54％(基于所述母体酸共聚物的总羧酸含量(以未被中和时的母体酸共聚物计))与氢氧化钠中和而形成钠盐制备得到的；
●PVOH(聚乙烯醇)：以商品名
Figure BDA0000118697830000121
T-25购自美国E.I.内穆尔杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)(下文称作“杜邦”)的聚乙烯醇树脂，其粘度为28.0mPa·s(其是在20℃下使用4％的固体水溶液测得的)；
●Al(铝层合物)：具有PET(12μm)/纸(65μm)/PE(20μm)/Al(7μm)结构的铝层合物；
●PE(聚乙烯)：以商品名DowTM LDPE 722购自美国陶氏化学(DowChemical)的聚乙烯树脂，其MFR为8.0g/10min。
对比实施例CE1-CE2和实施例E1：
在CE1中，使用David Standard挤出涂布生产线，在设置为300℃的加工温度下将30μm厚的PE层挤出涂布在铝层合物的铝箔层上来制备PE/Al双层层合体。
在CE2中，先使用涂布辊机将含有20重量％的WDI的水溶液涂布在铝层合物的铝箔层上，然后在90℃的烘箱中干燥约10分钟。由此得到的经涂布的铝层合物的一面上涂布有1.6μm厚的WDI涂层。然后，使用DavidStandard挤出涂布生产线，在设置为300℃的加工温度下，将30μm厚的PE层挤出涂布在经涂布的铝层合物层的经涂布面上来制备PE/WDI(1.6μ)/Al三层层合体。
相似地，在E1中制备PE/WDI(5μ)/Al三层层合体，区别在于WDI涂层的厚度为5μm。
其后，将在CE1、CE2和E1中制备的各层合体切成2×20mm的条，然后浸入95℃的水中。在300rpm搅拌下将所述条保持在水中不同时间段，然后目测条的完整性。结果列在表1中。
如在此所证实的，为了能够将铝箔与PE膜分离，需要在它们之间层合具有足够厚度(如大于1.6μm)的水分散性离聚物组合物层。
表1
Figure BDA0000118697830000131
1在PE和Al层之间发生分离。
对比例CE3和实施例E2-E3：
在CE3中，在设置为300℃的加工温度下，使用David Standard挤出涂布生产线将10μm的NWDI层和40μm的PE层共挤出涂布在铝层合物的铝箔层上来制备PE/NWDI(10μ)/Al三层层合体。
相似地，在E2中使用厚度为10μm的WDI层和厚度为40μm的PE层制备PE/WDI(10μ)/Al三层层合体。
在E3中使用厚度为25μm的WDI层和厚度为25μm的PE层再制备PE/WDI(25μ)/Al三层层合体。
其后，将在CE3、E2和E3中制备的各个三层层合体切成2×20mm的条，然后浸入95℃的水中。在300rpm搅拌下将所述条保持在水中不同时间段，然后目测条的完整性。结果列在表2中。
表2
Figure BDA0000118697830000132
1在PE和Al之间发生分离。
2n/a：不适用
对比实施例CE4和实施例E4：
首先，按照ASTM3418，使用差示扫描量热仪(由TA Instruments(美国)制造的Q100 DSC)测定PVOH和WDI的熔化温度。结果显示PVOH的熔化温度为200℃，而WDI的熔化温度为84℃。此外，使用热重分析仪(由TA Instruments制造的Q500TGA)并按照ASTM E1131测试，发现PVOH在200℃开始降解，而WDI在325℃开始降解。该结果证实了PVOH不适于挤出涂布加工。
此外，与E1中使用的方法相似，通过先将2.5μm厚的WDI涂层涂布在铝层合物的铝箔层上，然后将50μm的PE层挤出涂布在经涂布的铝层合物表面上来制备PE/WDI(2.5μ)/Al三层层合体。
在CE4中，通过先使用含有10重量％的PVOH的水溶液将2.5μm厚的PVOH涂层涂布在铝层合物的铝箔层上，然后将50μm的PE层挤出涂布在经涂布的铝层合物表面上来制备PE/PVOH(2.5μ)/Al三层层合体。
将在E4和CE4中制备的各个三层层合体再切成25.4×127mm的测试条，并按照ASTM F904-98测试剥离强度，结果列在表3中。
结果证实，与由PVOH形成的脱离层相比，由WDI形成的脱离层对PE或Al的粘接强度显著更高。
表3
Figure BDA0000118697830000141

Claims (13)

1.层合包装材料，其包括：
(a)基层，其包含非塑性材料，并且具有第一表面和第二表面；
(b)第一脱离层，其层合至所述基层的第一表面上；和
(c)第一热塑性层，其层合至所述第一脱离层上；
其中所述第一脱离层由水分散性离聚物组合物形成，并且厚度为1.8-50μm，并且
其中所述水分散性离聚物组合物包含衍生自母体酸共聚物的离聚物，所述母体酸共聚物包含乙烯共聚单元和基于所述母体酸共聚物总重的18-30重量％的丙烯酸或甲基丙烯酸共聚单元，所述母体酸共聚物的熔体流速(MFR)为200-1000g/10min(其是依照ASTMD1238在190℃和2160g的负载下测得的)，并且其中所述母体酸共聚物的羧酸基的50-70％(基于所述母体酸共聚物的总羧酸含量(以未被中和的母体酸共聚物计))被中和为包含钾阳离子、钠阳离子或它们的组合的羧酸盐。
2.如权利要求1所述的层合包装材料，其还包括：
(d)第二脱离层，其层合至所述基层的第二表面上，并且其中所述第二脱离层由所述的水分散性离聚物组合物形成，并且厚度为1.8-50μm；和
(e)第二热塑性层，其层合至所述第二脱离层上。
3.如权利要求2所述的层合包装材料，其中所述第一热塑性层和第二热塑性层各自独立地由相同或不同的热塑性组合物形成，所述热塑性组合物包含选自以下的聚合物：聚烯烃、聚酯、聚酰胺及它们中两种或更多种的组合。
4.如权利要求3所述的层合包装材料，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯及它们的组合，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯及它们中两种或更多种的组合。
5.如权利要求4所述的层合包装材料，其中形成所述第一热塑性层和第二热塑性层的各热塑性组合物包含聚乙烯。
6.如权利要求4所述的层合包装材料，其中形成所述第一热塑性层的热塑性组合物包含聚乙烯，并且形成所述第二热塑性层的热塑性组合物包含聚对苯二甲酸乙二酯。
7.如权利要求1-6中任一项所述的层合包装材料，其中所述基层包括至少一层纸、纸板或金属膜，其中，所述金属膜优选地是铝箔。
8.如权利要求7所述的层合包装材料，其中所述基层由单层纸板形成。
9.如权利要求7所述的层合包装材料，其中所述基层由单层铝箔形成。
10.如权利要求7所述的层合包装材料，其中所述基层包括至少一个纸板层和至少一个铝箔层，并且所述至少一个纸板层和至少一个铝箔层通过它们之间的第三脱离层层合在一起，所述第三脱离层由所述水分散性离聚物组合物形成，并且其厚度为1.8-50μm。
11.容器，其由根据权利要求1-10中任一项所述的层合包装材料制成。
12.回收层合包装材料的方法，其包括：
(i)提供根据权利要求1-10中任一项所述的层合包装材料；
(ii)将所述层合包装材料浸入加热至80℃或更高温度的水中；
(iii)在低剪切下将所述层合包装材料保持在所述热水中直至层合在各脱离层两侧的各组份层分离；并
(iv)将所述层合包装材料中包含的塑性材料和非塑性材料分离。
13.如权利要求12所述方法，在步骤(iii)中，将所述层合包装材料在热水中保持1小时或更短时间。
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