CN107001735A - 膜、制造膜的方法、包含膜的包装以及制造包装的方法 - Google Patents

膜、制造膜的方法、包含膜的包装以及制造包装的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种包含聚合物掺合物的膜，所述聚合物掺合物包含90到95重量％的密度等于或小于0.905g/cc的低密度烯烃类塑性体或弹性体；5到10重量％的高模量非晶形聚合物；其中包含所述聚合物掺合物的膜展现等于或大于10,000cc/m2 +天的氧气透过率(OTR)。还提供一种包含所述膜的包装、一种制造所述膜的方法以及一种形成和填充包含所述膜的包装的方法。

Description

膜、制造膜的方法、包含膜的包装以及制造包装的方法
技术领域
本发明涉及一种膜、一种制造所述膜的方法、一种包含所述膜的包装以及一种制造所述包装的方法。
背景技术
鲜鱼包装需要极高氧气透过率(OTR，以cc/m2-天为单位，根据ASTM D3985测量)以防止厌氧细菌生长。目前，在此类包装中使用采用丙烯酸酯核心层与较高密度聚乙烯表层的多层结构。如在制造柔性容器(如小袋)中提供极高OTR以及足够硬度和可加工性的替代性结构将有益于鲜鱼和其它类型的包装。
发明内容
本发明是针对一种膜、一种制造所述膜的方法、一种包含所述膜的包装以及一种制造所述包装的方法。
在一个实施例中，本发明提供一种包含聚合物掺合物的膜，所述聚合物掺合物包含90到95重量％的密度等于或小于0.905g/cc的低密度烯烃类塑性体或弹性体；5到10重量％的高模量非晶形聚合物；其中包含所述聚合物掺合物的膜展现等于或大于10,000cc/m2 +天的氧气透过率(OTR)。
具体实施方式
本发明提供一种膜、一种制造所述膜的方法、一种包含所述膜的包装以及一种制造所述包装的方法。
“聚合物”是指通过使单体(无论具有相同或不同类型)聚合来制备的聚合性化合物。通用术语“聚合物”因此涵盖术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”以及“互聚物”。
“塑性体”意味着密度介于约0.85到约0.905g/cc(如根据ASTM D-792所测量)范围内的均匀支化的基本上线性乙烯聚合物。
“低密度”意味着密度小于或等于0.905g/cc。
“高密度”意味着密度大于或等于0.930g/cc。
“弹性体”意味着乙烯共聚物弹性体，如乙烯与高碳数α-烯烃的共聚物或乙烯/丙烯弹性体。乙烯弹性体共聚物或乙烯/丙烯共聚物弹性体可以包含33％或更小的结晶度。
“高模量”意味着根据ASTM D882所测量的2％正割模量大于500MPa。
“非晶形聚合物”是不展现真熔点的聚合物。
在第一实施例中，本发明提供一种包含聚合物掺合物的膜，所述聚合物掺合物包含90到95重量％的密度等于或小于0.905g/cc的低密度烯烃类塑性体或弹性体；和5到10重量％的高模量非晶形聚合物；其中包含所述聚合物掺合物的膜展现等于或大于10,000cc/m2 +天的氧气透过率(OTR)。
在第二实施例中，本发明提供一种包含所述膜的包装。
在第三实施例中，本发明提供一种制造和填充包装的方法，其包含由根据权利要求1所述的膜形成小袋，其中所述小袋具有打开的侧面；用产品填充所述小袋；以及使所述小袋的所述打开的侧面密封以形成包装。
聚合物掺合物具有90到95重量％的密度等于或小于0.905g/cc的低密度烯烃类塑性体或弹性体。90到95重量％的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中；举例来说，烯烃类塑性体或弹性体的量可以在下限90、91、92、93或94重量％到上限90.5、91.5、92.5、93.5、94.5或95重量％的范围内变化。举例来说，烯烃类塑性体或弹性体的量可以是90到95重量％，或在替代方案中，90到92.5重量％，或在替代方案中，92到95重量％，或在替代方案中，91.5到93.5重量％。烯烃类塑性体或弹性体的密度等于或小于0.905g/cc。等于或小于0.905g/cc的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，烯烃类塑性体或弹性体的密度等于或小于0.905g/cc，或在替代方案中，等于或小于0.900g/cc，或在替代方案中，等于或小于0.895g/cc，或在替代方案中，等于或小于0.890g/cc，或在替代方案中，等于或小于0.885g/cc。在一个特定实施例中，烯烃类塑性体或弹性体的密度大于或等于0.860g/cc。大于或等于0.860g/cc的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，烯烃类塑性体或弹性体的密度大于或等于0.860g/cc，或在替代方案中，大于或等于0.865g/cc，或在替代方案中，大于或等于0.870g/cc，或在替代方案中，大于或等于0.875g/cc。适用于聚合物掺合物中的低密度烯烃类塑性体或弹性体的实例包括(但不限于)以名称AFFINITY、VERSIFY、ENGAGE以及INFUSE可商购自陶氏化学公司(The Dow ChemicalCompany)(美国密歇根州米德兰(Midland,MI,USA))的那些塑性体或弹性体。另外，适用于聚合物掺合物中的低密度烯烃类塑性体或弹性体的实例包括(但不限于)以名称VISTAMAXX和EXACT可商购自埃克森美孚(Exxon Mobil)(美国德克萨斯州休斯顿(Houston,TX,USA))以及以QUEO可商购自北欧化工(Borealis)(奥地利维也纳(Vienna,Austria))的那些塑性体或弹性体。
膜包含5到10重量％的高模量非晶形聚合物。5到10重量％的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中；举例来说，高模量非晶形聚合物的量可以在下限5、6、7、8或9重量％到上限5.5、6.5、7.5、8.5、9.5或10重量％的范围内变化。举例来说，高模量非晶形聚合物的量是5到10重量％，或在替代方案中，5到7.5重量％，或在替代方案中，7.5到10重量％，或在替代方案中，6.5到8.5重量％。高模量非晶形聚合物根据ASTM D882所测量的2％正割模量大于500MPa。大于500MPa的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，高模量非晶形聚合物根据ASTM D882所测量的2％正割模量可以大于500MPa，或在替代方案中，大于600MPa，或在替代方案中，大于700MPa。在一个特定实施例中，高模量非晶形聚合物根据ASTM D882所测量的2％正割模量小于2500MPa。小于2500MPa的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，2％正割模量可以小于2500MPa，或在替代方案中，小于2000MPa，或在替代方案中，小于1500MPa。高模量非晶形聚合物的实例包括(但不限于)环烯烃共聚物、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯以及丙烯腈丁二烯苯乙烯。
环烯烃共聚物通过如8,9,10-三降冰片-2-烯(降冰片烯)或1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氢-1,4:5,8-二甲桥基萘(四环十二碳烯)的环状单体与乙烯的链共聚合来产生。环烯烃共聚物的实例包括可以名称TOPAS获自TOPAS Advanced Polymers,Inc.(美国肯塔基州佛罗伦萨(Florence,KY,USA))和可以名称APEL获自Mitsui Chemicals America,Inc.(美国纽约州莱伊布鲁克(Rye Brook,NY,USA))的那些环烯烃共聚物。).如本文所用，环烯烃共聚物还包括通过各种环状单体的开环复分解聚合后接氢化来制造的那些化合物，如可以名称ARTON获自JSR株式会社(JSR Corp.)(日本东京港区(Minato-ku,Tokyo,Japan))以及可以名称ZEONEX和ZEONOR获自ZEON Chemicals L.P.(美国肯塔基州路易斯维尔(Louisville,KY,USA))的那些化合物。
适用于聚合物掺合物中的高密度聚乙烯包括可以名称ELITE获自陶氏化学公司的那些高密度聚乙烯，诸如ELITE 5960G和ELITE 5940G。
包含聚合物掺合物的膜展现等于或大于10,000cc/m2 +天的氧气透过率(OTR)。等于或大于10,000cc/m2 +天的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，OTR等于或大于10,000cc/m2 +天，或在替代方案中，等于或大于12,000cc/m2 +天，或在替代方案中，等于或大于14,000cc/m2 +天。在一个特定实施例中，包含聚合物掺合物的膜展现等于或小于30,000cc/m2 +天的氧气透过率(OTR)。等于或小于30,000cc/m2 +天的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，OTR可以在等于或小于30,000cc/m2 +天，或在替代方案中，等于或小于25,000cc/m2 +天，或在替代方案中，等于或小于20,000cc/m2 +天的范围内变化。
本发明进一步提供根据本文所公开的任何实施例的膜、包装以及制造和填充包装的方法，除了高模量非晶形聚合物是Tg等于或大于60℃的环烯烃共聚物。等于或大于60℃的所有个别值和子范围都包括并公开于本文中。举例来说，环烯烃共聚物的Tg等于或大于60℃，或在替代方案中，等于或大于70℃，或在替代方案中，等于或大于80℃。例示性环烯烃共聚物包括降冰片烯/乙烯共聚物1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氢-1,4:5,8-二甲桥基萘(四环十二碳烯)/乙烯共聚物和通过开环复分解聚合制造的化合物，如具有以下结构的化合物：
本发明进一步提供根据本文所公开的任何实施例的膜、包装以及制造和填充包装的方法，除了所述膜具有1密耳厚度并且展现根据ASTM D882所测量的2％正割模量等于或大于120MPa。等于或大于120MPa的所有个别值都包括并公开于本文中。举例来说，1密耳厚度并且展现根据ASTM D882所测量的2％正割模量等于或大于120MPa，或在替代方案中，等于或大于125MPa，或在替代方案中，等于或大于130MPa。
本发明进一步提供根据本文所公开的任何实施例的膜、包装以及制造和填充包装的方法，除了所述包装是非冷冻鱼类包装。
本发明进一步提供根据本文所公开的任何实施例的膜、包装以及制造和填充包装的方法，除了所述包装使用竖直形填充和密封(VFFS)设备或水平形填充和密封(HFFS)设备来制造。
本发明进一步提供一种制造根据本文所公开的任何实施例的膜的方法，其包含通过一个或多个膜吹塑和膜注塑工艺使聚合物掺合物形成为膜。
在又另一个实施例中，本发明提供一种多层结构，其中根据本文所公开的任何实施例的膜用一种或多种其他低密度烯烃类塑性体或弹性体共挤出。
实例
以下实例说明本发明，但并不打算限制本发明的范围。
若干聚合物掺合物通过干混如表1中所示的个别聚合物组分的球粒来制备。
表1
聚合物重量％ 聚合物重量％
掺合物实例1 90％AFFINITY PF 1140G 10％topAS 8007
掺合物实例2 95％AFFINITY PF 1140G 5％topAS 8007
掺合物实例3 90％AFFINITY PF 1140G 10％topAS 6013
掺合物实例4 95％AFFINITY PF 1140G 5％topAS 6013
掺合物实例A 100％AFFINITY PF 1140G 无
掺合物实例B 90％AFFINITY PF 1140G 10％ELITE 5960G
掺合物实例C 95％AFFINITY PF 1140G 5％ELITE 5960G
掺合物实例D 100％AFFINITY PF 1840G 无
掺合物实例E 90％AFFINITY PF 1840G 10％topAS 8007
掺合物实例F 95％AFFINITY PF 1840G 5％topAS 8007
掺合物实例G 90％AFFINITY PF 1840G 10％topAS 6013
掺合物实例H 95％AFFINITY PF 1840G 5％topAS 6013
掺合物实例I Dowlex 2045G 无
AFFINITY PF 1140G是密度为0.897g/cc并且I2为1.6g/10min的聚烯烃塑性体(可商购自陶氏化学公司)。ELITE 5960G是密度为0.962g/cc并且I2为0.85g/10min的聚乙烯树脂(可商购自陶氏化学公司)。TOPAS 8007是使用茂金属催化剂由降冰片烯和乙烯制成并且根据ISO 1183所测量的密度为1.02g/cc并且根据ISO 1133所测量的体积流动指数(260℃，2.16kg)为32ml/10min的环烯烃共聚物。TOPAS 6013是根据ISO1183所测量的密度为1.02g/cc并且根据ISO 1133所测量的体积流动指数(260℃，2.16kg)为14ml/10min的环烯烃共聚物。
用掺合物实例1-4和A-C中的每一个制造1和2密耳膜。来自Labtech EngineeringCo.,Ltd.的5层吹塑膜生产线用于在以下条件下制备膜：
·扁平模具直径75mm
·机器被设计成用于以下层比率：
-挤出机A：结构的30％
-挤出机B：结构的10％
-挤出机C：结构的20％
-挤出机D：结构的10％
-挤出机E：结构的30％
·2×25mm、3×20mm配备有重力进料系统的挤出机
·双凸缘空气环，经过冷却的轧辊
·550mm塔和高达4.0的吹胀比(BUR)能力
用以下条件进行吹塑膜工艺：输出：36磅/小时；以及具体挤出机输出设定点：
·挤出机A：10.8磅/小时
·挤出机B：3.6磅/小时
·挤出机C：7.2磅/小时
·挤出机D：3.6磅/小时
·挤出机E：10.8磅/小时
对1密耳和2密耳膜所测量的归一化的OTR数据展示于表2中。如在表2A-2B和3A-3B中可见，在添加TOPAS 8007或6013的情况下，OTR保持在可接受的范围中。
表2A
表2B
表3A
表3B
表4A-4B和5A-5B提供由聚合物掺合物制成的各种膜的2％正割模量。2％正割模量MD和CD随着TOPAS 8007的量增加而增加。在添加10％的TOPAS 8007之后，2％MD模量增加了约2.5倍。当使用ELITE 5960代替TOPAS 8007时，所获得的MD模量增加低得多。
表4A
表4B
表5A
表5B
表6提供对由聚合物掺合物制成的某些2密耳膜的热密封测量值。热密封强度随着TOPAS 8007的量增加而增加。当添加TOPAS 8007时比当添加ELITE 5960G时观察到更大增加。
表6
测试方法
测试方法包括以下：
根据ASTM D792测量聚合物密度(除非另外指明)。
根据ASTM D1238测量熔融指数I2(2.16kg，在190℃下)。
根据ASTM D 3985测量氧气透过率。
根据ASTM D 882测量正割模量CD和MD。
根据ASTM F1921进行热密封测量。热密封测试是柔性材料中密封件的强度(密封强度)的规范。其通过测量分离含有所述密封件的材料测试条带所需的力进行此测试，并且鉴别出试样破坏的模式。密封强度与打开力和包装完整性相关。
本发明可以在不脱离其精神和基本特质的情况下以其它形式实施，并且因此，应参考所附权利要求书而非前文说明书来指示本发明的范围。

Claims (9)

1.一种包含聚合物掺合物的膜，所述聚合物掺合物包含：
90到95重量％的密度等于或小于0.905g/cc的低密度烯烃类塑性体或弹性体；
5到10重量％的高模量非晶形聚合物；
其中包含所述聚合物掺合物的膜展现等于或大于10,000cc/m2+天的氧气透过率(OTR)。
2.根据权利要求1所述的膜，其中所述高模量非晶形聚合物是Tg等于或大于60C的环烯烃共聚物。
3.根据权利要求1所述的膜，其中所述膜具有1密耳厚度并且展现根据ASTM D882所测量的2％正割模量CD等于或大于60MPa。
4.一种包含根据权利要求1所述的膜的包装。
5.根据权利要求4所述的包装，其中所述包装是非冷冻鱼类包装。
6.一种制造根据权利要求1所述的膜的方法，其包含通过一个或多个膜吹塑和膜注塑工艺使根据权利要求1所述的组合物形成为膜。
7.一种制造和填充包装的方法，其包含：
由根据权利要求1所述的膜形成小袋，其中所述小袋具有打开的侧面；
用产品填充所述小袋；
使所述小袋的所述打开的侧面密封以形成包装。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述形成、填充和密封使用竖直形填充和密封设备来进行。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述形成、填充和密封使用水平形填充和密封设备来进行。
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