CN110997315A - 袋和用于袋的膜 - Google Patents
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Abstract
一种用于形成柔性包装的膜，所述膜具有层合在一起以形成两层层合体的第一层和第二层。所述第一层是包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，其中外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层。所述第二层是共挤出物，其具有包含乙烯乙烯醇的芯层、包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层。
Description
相关申请的交叉引用
不适用。
本公开的背景
1. 本公开的领域
本公开通常涉及柔性包装，并且更特定地涉及柔性包装和袋，以及用于袋的膜。优选地，所述膜是透明的。
2. 背景技术
具有袋嘴的袋和其他柔性包装的使用正变得越来越普遍。通常，这种袋具有提供进入袋空腔的入口的袋嘴。所述袋可以用可流动的材料填充。
通常，这种袋由包括金属化层的膜形成。通常，这种膜是不透明的，常具有金属化层或箔层。通常需要这样的层来为包装提供足够的阻氧性质。
问题在于，虽然这种包装膜提供了足够的阻氧性质，但是不可能看到袋的内容物。另一方面，在尝试透明膜的情况下，这种膜缺乏必要的阻氧性质以阻止包装内容物的降解。
本公开的概述
一方面，本公开涉及一种用于形成柔性包装的膜，所述膜包括第一层和第二层。所述第一层具有外表面和内表面。所述第二层具有外表面和内表面。第一层的内表面层合到第二层的外表面以形成两层层合体。第一层还包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，并且外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层。第二层包括共挤出物，其具有包含乙烯乙烯醇的芯层、包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层。
在一些构造中，第二层还包括在所述上部外层和所述芯层之间的上部粘结层以及在所述下部外层和所述芯层之间的下部粘结层。所述上部粘结层和所述下部粘结层各自包含马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯。
在一些构造中，所述阻挡层包含选自以下的组中的一种：铝氧化物(AlOx)、硅氧化物(SiOx)、聚乙烯醇(PVOH)、聚偏二氯乙烯(PVdC)和前述物质的组合。
在一些构造中，第一层具有约12 μm的厚度。
在一些构造中，上部外层具有约33 μm的厚度，并且下部外层具有约33 μm的厚度。
在一些构造中，所述乙烯乙烯醇包含29摩尔%乙烯。
在一些构造中，所述芯层具有约8 μm的厚度。
在一些构造中，第二层具有约89 μm的厚度。
在一些构造中，上部外层和下部外层基本上相同。
在一些构造中，所述膜是基本上透明的。
在本公开的另一方面，本公开涉及一种用于形成柔性包装的膜。所述膜包括第一层和第二层。所述第一层具有外表面和内表面。所述第二层具有外表面和内表面。第一层的内表面层合到第二层的外表面以形成两层层合体。第一层还包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层。第一层具有约12 μm的厚度。第二层包括厚度为约89 μm的共挤出物，并且具有包含29摩尔%乙烯-乙烯醇的芯层。并且，第二层还包括包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层，以及在所述上部外层和所述芯层之间的上部粘结层和在所述下部外层和所述芯层之间的下部粘结层。芯层具有约8 μm的厚度。上部外层和下部外层各自具有约33 μm的厚度。
在一些构造中，所述阻挡层包含铝氧化物(AlOx)。
在一些构造中，所述阻挡层包含由以下组成的组中的一种：硅氧化物(SiOx)、聚乙烯醇(PVOH)、聚偏二氯乙烯(PVdC)和前述物质的组合。
在一些构造中，上部粘结层和下部粘结层包含马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯。
在一些构造中，第一层和第二层用粘合剂层合。
在一些构造中，在23℃下在50/50%相对湿度下在100% O2下测量的以cc/100 in2/天计的透氧率小于0.010。
在一些构造中，在95℃的水中浸没10分钟之后，膜在23℃下在50/50%相对湿度下在100% O2下测量的以cc/100 in2/天计的透氧率小于0.010。
在本公开的又一方面，本公开涉及一种袋，所述袋包括用密封件密封在一起以限定空腔的前面板和后面板，其中袋嘴联接到所述前面板和所述后面板中的至少一个。所述袋嘴具有开口提供连通到空腔中。前面板和后面板中的至少一个至少部分地由包括第一层和第二层的膜形成。第一层具有外表面和内表面。第二层具有外表面和内表面。第一层的内表面层合到第二层的外表面以形成两层层合体。第一层还包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层。第二层包括共挤出物，其具有包含乙烯乙烯醇的芯层、包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层。
在一些构造中，所述袋还包括基底加固面板。
附图简述
现在将参考附图描述本公开，其中：
附图中的图1是本公开的示例性袋的透视图；
附图中的图2是大致沿图1的线2-2截取的袋的横截面图；以及
附图中的图3是可形成袋的膜的横截面图。
本公开的详述
尽管本发明容许许多不同形式的实施方案，但是在附图中示出并且在本文中详细描述了具体实施方案，应该理解的是，本公开将被视为示例，并且不旨在被限制于所说明的实施方案。
应该理解的是，在整个附图中可以通过同样的附图标记来标识本文所指的同样或类似的元件和/或部件。此外，将理解的是，附图仅是本发明的示意性表示，并且出于图示清晰的目的，一些部件可能已经从实际比例失真。
现在参考附图并且特别是图1和2，旨在与本公开的膜10一起使用的类型的柔性包装，且更特定是袋，大体以100示出。本公开不限于与袋或图1所示的特定袋相关地使用膜10，并且袋100仅用于说明性目的。袋100通常构造成用于储存和分配可流动材料，例如糖浆、凝胶、沙司、调味品、果汁、果泥以及其他可流动材料。并且，本公开不限于任何特定类型的保持、储存、容纳在袋100中和/或从袋100分配的可流动材料。
在一种构造中，袋100包括多个面板。在所示的构造中，这些面板包括前面板102、后面板104和基底加固面板106。基底加固面板横跨在前面板和后面板之间，并且可以与前面板和后面板一起限定基底。应当理解，每个面板可以由多个单独的面板形成，这些单独的面板连接(即，密封或以其他方式)在一起。同时，多个面板可由同一片材料形成，其中所述面板由折叠部(其可包括或可不包括密封件)分开。在一些构造中，可以使用两个面板，并且可以省略基底加固面板。
在所示的构造中，密封件108围绕面板的周边延伸并限定空腔109。空腔109可以具有任何数量的不同形状等，并且所述形状不限于所公开的形状。密封件108可包括连续的密封件，或者可形成密封件和折叠部的组合，所述组合适当地限定液密的空腔109。所述密封件可包括许多不同地形成的密封件，包括热封件、RF密封件、声波焊接以及其他解决方案。
袋嘴110通过具有在前面板与后面板之间靠近其上端延伸的部分并且被密封到每个密封件108而联接到袋。在所示的构造中，袋嘴包括开口111，其提供与空腔109的流体连通。应当理解，帽112可以定位在开口111上，以便在袋嘴处有效地密封空腔109。应当理解，其他特征，诸如易断盖、显窃启(tamper evident)结构等可与袋嘴相关联以提供额外的效用。还应当理解，在一些构造中，可以省略袋嘴，并且通过刺穿或撕开袋的一个或多个面板来接近内容物。在其他构造中，多个袋嘴可设置在单个袋上。
通常，袋100可具有多种不同的尺寸和形状。例如，袋100可以构造成具有80 ml和500 ml之间的体积。当然，可考虑更大的体积和更小的体积。可流动材料可以任何数量的不同方式填充，包括热填充、冷填充、无菌等。对于填充类型没有限制，对于袋的尺寸也没有任何特定的限制。然而，已经发现，膜10非常适合与本文中指明的尺寸的袋相关地使用，但这作为示例而指出。
除了别的构造之外，上文指明的构造的袋部分地或全部地由膜10形成。参考图3，膜10包括基本上透明的膜，在一些构造中，所述膜可接受印刷、标签等。应当理解，整个袋可由膜10形成，或者面板102、104、106中的一些面板的仅一些或部分可由膜10形成。膜10由两层层合体形成。两层层合体的第一层12层合到第二层14上。第二层14包括多层共挤出物。这两层通过许多不同的层合方法层合，所述层合方法尤其包括粘合剂层合和热层合。在所示的构造中，所述层合是粘合剂层合，而本公开不限于此。第一层12包括外表面26和内表面28。第二层14包括外表面40和内表面42。在图1的袋构造中，第一层12的外表面26是袋的外表面，而第二层的内表面42是产品接触表面。相对置的袋壁通过密封件接合在一起，这些密封件将相对置的第二层的相对置的内表面联接在一起。
两层层合体的第一层12包括基底20、一个或多个阻挡层22和一个或多个保护涂层24。基底20包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料。在一种构造中，所述PET材料具有约12 μm的厚度。所述PET材料的所需厚度范围为8至30 μ。PET具有根据ASTM D1894通常小于＜0.3的动态摩擦系数、根据ASTM D882为＞7,000 g/in的拉伸强度和根据ASTM D882为＜200%的伸长率，所有这些都允许袋转换和填充。根据ASTM D1003，雾度＜5%，并且根据ASTM D2578，润湿张力＞40达因/厘米。这样的性质允许反向印刷。PET材料涂覆有包含铝氧化物(AlOx)的气相沉积阻挡层。保护涂层24可与PET材料相反地施加到气相沉积阻挡层上。在一些构造中，阻挡层可施加到基底的两侧或仅施加到基底的一侧上。类似地，根据构造，保护涂层可施加到阻挡层或直接施加到PET。
一些可商购获得并且可用作第一层12的膜包括以名称GLARH出售，可得自乔治亚州格里芬的Toppan USA Inc.的膜。另一种适用于第一层12的膜是以名称GLARDF出售，也可得自乔治亚州格里芬的Toppan USA Inc.的膜。另一种适用于第一层的膜包括以名称Kurarister C出售，可得自德克萨斯州休斯顿的Kuraray America Inc.的膜。另一种适用于第一层12的膜是以名称HGCX出售，可得自罗德岛州北京斯敦的Toray Plastics(America), Inc.的膜。前述膜各自的性质全部并入本文。还应当理解，可商购获得的其他膜以及可形成的其他膜也可用于两层层合体的第一层12，并且所提供的膜仅是示例性的，而不应认为是限制性的。
考虑阻挡层(一个或多个)可包含硅氧化物(SiOx)、聚乙烯醇(PVOH)或聚偏二氯乙烯(PVdC)。考虑阻挡层可包含前述物质的组合。
两层层合体的第二层包括五层共挤出物。所述五层共挤压物包括上部外层30、上部粘结层32、芯层34、下部粘结层36和下部外层38。在所示的构造中，所述上部外层包含线性低密度聚乙烯(LLDPE)。在所示的构造中，厚度为约33 μm。该层的期望厚度在2 μm和100μm之间。更具体地，上部外层包含两种不同类型的LLDPE的混合物，每种LLDPE占混合物的50重量%。优选所述共混物具有基本上小于约0.92 g/cc的密度。优选第一LLDPE具有基本上为约0.906 g/cc，且更优选为0.892 g/cc至0.920 g/cc的密度。优选第二LLDPE具有基本上为约0.920 g/cc，且更优选为0.900 g/cc至0.940 g/cc的密度。还考虑第一LLDPE与第二LLDPE的比率通常可为0%至100%之间的任何值。
许多添加剂可以并入上部外层中，所述添加剂包括但不限于抗粘连剂、滑爽剂、聚合物加工助剂和抗氧化剂添加剂。本公开还考虑将其他添加剂并入上部外层中，并且前述添加剂仅是示例性的。可将添加剂并入用于特定应用，或用于特定树脂组合以提供所需的改善特性。
下部外层38具有类似的组成，尽管上部外层30和下部外层38不需要在厚度或组成上相同。
在所示的构造中，上部粘结层32和下部粘结层36包含马来酸酐改性的LLDPE。在所示的构造中，这些层中的每一层的厚度为约8 μm。这些层的期望厚度在2 μm和25 μm之间。这些层提供了一种联接以及将芯层与上部外层和下部外层共挤出的能力。除其他材料之外，适合使用的树脂可以以商品名Bynel从DuPont购得，以商品名Plexar从LyondellBassel购得，以及以商品名Admer从Mitsu购得。其他粘结层材料可包括聚丙烯和其他可以被酸酐改性的非聚烯烃。这种材料可以构成所述层的全部组成，或者它们可以与其他非酸酐改性的材料共混。例如，为了降低成本，可以共混另外的材料。还考虑也可以使用酸共聚物、钠离聚物、锌离聚物、乙烯乙酸乙烯酯或乙烯丙烯酸甲酯。如同外层一样，上部粘结层和下部粘结层不必相同，并且在上部粘结层和下部粘结层之间在材料和物理厚度和尺寸上都可以有变化。
芯层34包含29摩尔%的乙烯乙烯乙烯醇(EVOH)。芯层的厚度为约8 μm。该层的期望厚度在2 μm和25 μm之间。另外，考虑乙烯含量可以在24摩尔%和48摩尔%之间。应当理解，低于2 μm，发现该层通常不足以提供对化学品、味道和氧气的阻挡。在厚度大于25 μm时，发现该层通常表现出较差的耐挠曲开裂性。
形成了许多不同的膜。这些膜形成为上面指明的商购可得的第一层之一的层合体，其中共挤出膜具有以下结构：
上部外层：33 μm LLDPE
上部粘结层：8 μm马来酸酐改性的LLDPE
芯层：8 μm 29摩尔%乙烯EVOH
下部粘结层：8 μm马来酸酐改性的LLDPE
下部外层：33 μm LLDPE。
制备四个单独的膜，其将包含上面指明的GLARH的第一层和所公开的共挤出结构层合。这些膜都包括紧跟着的上述第二层共挤出。第一层由上面指明的商购可得的第一层按以下顺序形成：GLARH、GLARDF、Kurarister C和HGCX。
在第一测试中，在23℃下在50/50%相对湿度中在100% O2下测量以cc/100 in2/天计的透氧率。四种膜结构的结果如下所示。
| 1 | 0.009 |
| 2 | 0.004 |
| 3 | 0.006 |
| 4 | 0.006 |
在第二测试中，条件相同，不同之处在于在试验之前，将样品在测试之前在温度为95℃的水中浸没10分钟的时间。浸入热水中是为了复制热填充的情况，并确定如果阻挡层22和34发生降解将会怎样。四种膜结构的结果如下所示。
| 1 | 0.009 |
| 2 | 0.009 |
| 3 | 0.004 |
| 4 | 0.005 |
根据前述内容，在第一测试和第二改良测试中，所有测试的四种膜在测试条件下都具有可接受的透氧率。
可考虑，在一些实施方案中，根据本公开制备的膜具有以下性质，所有这些性质都被认为是示例性的而不认为是限制性的。一种这样的膜的如按照ASTM D-6988测量的厚度(gauge)为101 μm，其中第一层的厚度为12 μm，且第二层的厚度为89 μm；如按照ASTM D-882测量，MD的拉伸强度：8400g，TD的拉伸强度：8600g；如按照ASTM D-882测量，MD断裂伸长率：90%，TD断裂伸长率：90%；如按照D-3420测量的耐穿刺性为1000g，如按照ASTM F-1927测量的透氧率小于0.01 cc100% O2/100 in2/天；并且如通过ASTM D-1894测量的动态COF为0.25。当然，这样的性质是作为本公开的膜的一种构造的示例而阐述的。本公开当然不限于这种构造。
有利地，由阻挡膜10构造袋，例如袋100，提供了透明袋，其允许内容物的可视化，同时具有OTR值，其使得膜和袋适合于大多数应用和大多数可流动材料。
前面的描述仅仅解释并说明了本公开，并且本公开不限于此，除非所附权利要求如此受限，因为本领域技术人员在其之前获得本公开内容之后将能够在不背离本公开的范围的情况下进行修改。
Claims (19)
1.一种用于形成柔性包装的膜，所述膜包括：
第一层和第二层，所述第一层具有外表面和内表面，并且所述第二层具有外表面和内表面，所述第一层的内表面层合到所述第二层的外表面以形成两层层合体，
所述第一层还包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，并且外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层；并且
所述第二层包括共挤出物，其具有包含乙烯乙烯醇的芯层以及包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层。
2.权利要求1的膜，其中所述第二层还包括在所述上部外层和所述芯层之间的上部粘结层和在所述下部外层和所述芯层之间的下部粘结层，所述上部粘结层和所述下部粘结层各自包含马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯。
3.权利要求2的膜，其中所述阻挡层包含选自以下的组中的一种：铝氧化物(AlOx)、硅氧化物(SiOx)、聚乙烯醇(PVOH)、聚偏二氯乙烯(PVdC)和前述物质的组合。
4. 权利要求3的膜，其中所述第一层具有约12 μm的厚度。
5. 权利要求4的膜，其中所述上部外层具有约33 μm的厚度，并且所述下部外层具有约33 μm的厚度。
6.权利要求5的膜，其中所述乙烯乙烯醇包含29摩尔%乙烯。
7. 权利要求6的膜，其中所述芯层具有约8 μm的厚度。
8. 权利要求7的膜，其中所述第二层具有约89 μm的厚度。
9.权利要求8的膜，其中所述上部外层和所述下部外层基本上相同。
10.权利要求10的膜，其中所述膜基本上是透明的。
11.一种用于形成柔性包装的膜，所述膜包括：
第一层和第二层，所述第一层具有外表面和内表面，并且所述第二层具有外表面和内表面，所述第一层的内表面层合到所述第二层的外表面以形成两层层合体，
所述第一层还包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，并且外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层，所述第一层具有约12 μm的厚度；
所述第二层包括厚度为约89 μm的共挤出物，并且具有包含29摩尔%乙烯乙烯醇的芯层以及包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层，以及在所述上部外层和所述芯层之间的上部粘结层和在所述下部外层和所述芯层之间的下部粘结层，所述芯层的厚度为约8 μm，并且所述上部外层和所述下部外层各自的厚度为约33 μm。
12.权利要求11的膜，其中所述阻挡层包含铝氧化物(AlOx)。
13.权利要求11的膜，其中所述阻挡层包含由以下组成的组中的一种：硅氧化物(SiOx)、聚乙烯醇(PVOH)、聚偏二氯乙烯(PVdC)和前述物质的组合。
14.权利要求12的膜，其中所述上部粘结层和所述下部粘结层包含马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯。
15.权利要求14的膜，其中所述第一层和所述第二层用粘合剂层合。
16. 权利要求11的膜，其中在23℃下在50/50%相对湿度下在100% O2下测量的以cc/100in2/天计的透氧率小于0.010。
17. 权利要求11的膜，其中在95℃的水中浸没10分钟之后，所述膜在23℃下在50/50%相对湿度下在100% O2下测量的以cc/100 in2/天计的透氧率小于0.010。
18.一种袋，所述袋包括：
前面板和后面板，所述前面板和所述后面板用密封件密封在一起以限定空腔，其中袋嘴联接到所述前面板和所述后面板中的至少一个，所述袋嘴具有开口提供连通到所述空腔中，其中，
所述前面板和所述后面板中的至少一个至少部分地由膜形成，所述膜包括：
第一层和第二层，所述第一层具有外表面和内表面，并且所述第二层具有外表面和内表面，所述第一层的内表面层合到所述第二层的外表面以形成两层层合体，
所述第一层还包括含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的基底，并且外表面和内表面中的至少一个具有布置在其上的阻挡层；并且
所述第二层包括共挤出物，其具有包含乙烯乙烯醇的芯层以及包含线性低密度聚乙烯的上部外层和包含线性低密度聚乙烯的下部外层。
19.权利要求19的袋，其还包含基底加固面板。
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