CN117917977A - 可热成形片材和热成形包装 - Google Patents

可热成形片材和热成形包装 Download PDF

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Abstract

提供了一种可热成形片材，其包括外膜、印刷颜料层、粘合剂层、内层和内部密封层。外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。内层包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。内层还包括100微米至350微米之间的厚度。印刷颜料层和粘合剂层位于外膜与内层之间。

Description

可热成形片材和热成形包装
技术领域
本申请总体上涉及一种可热成形片材和一种热成形包装，并且特别地涉及一种可回收利用的热成形片材，以及一种包括可回收利用的热成形片材的热成形包装。
背景技术
用于储存产品的各种类型的包装是本领域已知的。在一个实例中，包装可以包括形成储存产品的腔的热成形托盘，以及密封至热成形托盘以覆盖所述腔的盖。在另一个实例中，包装可以包括彼此折叠以形成并覆盖储存产品的腔的热成形凹部。
包装的热成形托盘和热成形凹部可以具有复杂的弯曲形式和锐边形状。在小尺寸中，复杂的弯曲形式和锐边形状可能对用于形成热成形托盘和热成形凹部的膜/片材的热成形性提出具有挑战性的要求。
目前，包装的热成形托盘和热成形凹部通过对常规的可热成形片材(例如，厚聚苯乙烯膜或聚酯膜)进行热成形来制造，尤其是当包装具有复杂形状时。然而，此类常规的可热成形片材通常是不可回收利用的。因此，由常规的可热成形片材制成的包装可能在回收利用方面造成困难，可能不环保，并且可能不适合于环境可持续性。
发明内容
已开发出一种可热成形片材，其可以热成形为复杂形状，同时可回收利用。此外，可热成形片材可以热成形为热成形包装以容纳产品。具体地，可热成形片材可以热成形为具有复杂弯曲形式和锐边形状并结合高质量印刷的热成形包装。
本公开的一个实施方案为可热成形片材。可热成形片材包括外膜。外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。可热成形片材还包括印刷颜料层、粘合剂层、内层和内部密封层。内层包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。内层还包括100微米至350微米之间的厚度。印刷颜料层和粘合剂层位于外膜与内层之间。
内层可以向可热成形片材赋予所需的热成形性。换句话说，内层可以允许可热成形片材热成形为困难且有挑战性的形状。在一些情况下，内层还可以向可热成形片材赋予紫外屏障性质。此外，包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物的内层可以确保可热成形片材是可回收利用的。
外膜可以提供用于反向印刷的基材。印刷颜料层可以直接沉积在外膜上。此外，外膜也可以有助于实现可热成形片材的所需热成形性。
在一些情况下，粘合剂层可以包含可回收利用的粘合剂，如塑性体粘合剂。因此，可热成形片材可能更容易回收利用，因为通常用于粘合的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)被认为是回收利用流中的污染物。
内部密封层可以向可热成形片材提供所需的功能和性质，如可剥离性、屏障性质、密封起始温度、摩擦系数要求等。此外，内部密封层可以允许可热成形片材自身折叠，并且通过将内部密封层粘结到其自身来密封。
在一些实施方案中，外膜是取向的。
在一些实施方案中，外膜是未取向的。
在一些实施方案中，外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚乙烯的聚合物。
在一些实施方案中，外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚丙烯的聚合物。
在一些实施方案中，印刷颜料层直接邻接外膜。
在一些实施方案中，可热成形片材还包括200微米至500微米之间的厚度。
在一些实施方案中，内层还包含2.5重量％至30重量％之间的烃树脂。
在一些实施方案中，内层是未取向的。
在一些实施方案中，内部密封层包含基于聚乙烯的聚合物。
在一些实施方案中，内部密封层包含基于聚丙烯的聚合物。
在一些实施方案中，可热成形片材还包含80重量％至100重量％之间的聚烯烃的总体组成。
在一些实施方案中，可热成形片材还包含80重量％至100重量％之间的聚丙烯的总体组成。
在一些实施方案中，可热成形片材还包括屏障层，所述屏障层包含乙烯乙烯醇共聚物。
本公开的另一个实施方案为可热成形片材。可热成形片材包括外膜。外膜包括基于聚丙烯的取向膜，所述取向膜包括6微米至50微米之间的厚度。可热成形片材还包括直接沉积在外膜的表面上的印刷颜料层。可热成形片材还包括粘合剂层和内层。内层包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。内层还包括100微米至350微米之间的厚度。可热成形片材还包括内部密封层，所述内部密封层包含聚丙烯聚合物。印刷颜料层和粘合剂层位于外膜与内层之间。
本公开的另一个实施方案为容纳产品的热成形包装。所述包装包括根据上文讨论的实施方案的可热成形片材。可热成形片材经热成形以产生产品腔。
在一些实施方案中，包装由折叠在其自身上的可热成形片材和通过将可热成形片材的内部密封层粘结到其自身而形成的密封组成。
在一些实施方案中，可热成形片材包括至少一个突片，所述至少一个突片位于使得所述密封在所述至少一个突片与所述产品腔之间的位置中。能够通过拉动所述至少一个突片并剥离所述密封来手动打开所述包装。
在一些实施方案中，包装由可热成形片材组成，所述可热成形片材包括产品腔、封盖材料以及将可热成形片材的内部密封层粘结到封盖材料的密封。
在一些实施方案中，产品被气密密封在产品腔内。
在一些实施方案中，可热成形片材包括第一可热成形片材和第二可热成形片材。包装由第一和第二可热成形片材、将第一可热成形片材的内部密封层粘结到第二可热成形片材的内部密封层的密封、以及位于第一和第二可热成形片材之间的产品腔组成。
如上文所讨论，本公开的可热成形片材可以热成形为复杂形状。可热成形片材可以基于应用要求允许热成形包装具有对应于产品腔的复杂形状。因此，由可热成形片材形成并具有复杂形状的热成形包装可以没有缺陷，如裂纹、颜色不均匀性和套印不准。此外，本公开的可热成形片材可以是可回收利用的，这与可能污染回收利用流的常规可热成形片材相反。因此，本公开的可热成形片材和热成形包装可以是环保的并且可以促进环境可持续性。
本公开的主题有若干方面，这些方面可以单独或一起体现。这些方面可以单独地或与本文描述的主题的其他方面组合地使用，并且这些方面的描述一起并不旨在排除单独地使用这些方面或者单独地或以不同的组合要求保护这些方面。
附图说明
考虑以下结合附图对本公开的各种实施方案的详细描述，可以更完全地理解本公开，在附图中：
图1为根据本公开的一个实施方案的可热成形片材的示意性横截面视图；
图2A为根据本公开的一个实施方案的包装的示意性俯视透视图；
图2B为根据本公开的一个实施方案的图2A的包装的示意性横截面侧视图；
图2C为根据本公开的另一个实施方案的包装的示意性横截面侧视图；
图3A为根据本公开的一个实施方案的包装的示意性侧视透视图；和
图3B为根据本公开的一个实施方案的图3A的包装的示意性横截面侧视图。
附图不一定按比例绘制。附图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应理解，使用数字来指代给定附图中的部件并不旨在限制另一附图中用相同的数字标记的部件。
具体实施方式
本申请描述了一种可回收利用的可热成形片材，其包括外膜。外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。可热成形片材还包括印刷颜料层、粘合剂层、内层和内部密封层。内层包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。内层还包括100微米至350微米之间的厚度。印刷颜料层和粘合剂层位于外膜与内层之间。
内层可以向可热成形片材赋予所需的热成形性。换句话说，内层可以允许可热成形片材热成形为困难且有挑战性的形状。在一些情况下，内层还可以向可热成形片材赋予紫外屏障性质。此外，包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物的内层可以确保可热成形片材是可回收利用的。
外膜可以提供用于反向印刷的基材。印刷颜料层可以直接沉积在外膜上。印刷颜料层可以沉积在外膜的一个或两个主表面上。此外，外膜可以有助于实现可热成形片材的所需热成形性。
在一些情况下，粘合剂层可以包含可回收利用的粘合剂，如塑性体粘合剂。因此，可热成形片材可能更容易回收利用，因为通常用于粘合的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)被认为是回收利用流中的污染物。
内部密封层可以向可热成形片材提供所需的功能和性质，如可剥离性、屏障性质、密封起始温度、摩擦系数要求等。此外，内部密封层可以允许可热成形片材自身折叠，并且通过将内部密封层粘结到其自身来密封。
可热成形片材可以热成形为复杂形状。因此，由可热成形片材形成并具有复杂形状的热成形包装可以没有缺陷，所述缺陷如裂纹、颜色不均匀性和套印不准。此外，本公开的可热成形片材可以是可回收利用的，这与可能污染回收利用流的常规可热成形片材相反。因此，可热成形片材和热成形包装可以是环保的并且可以促进环境可持续性。
如本文所用，术语“第一”和“第二”用作标识符。因此，此类术语不应解释为对本公开的限制。当与特征或元件结合使用时，术语“第一”和“第二”可在整个本公开的实施方案中互换。
如本文所用，术语“膜”为具有非常高的长度或宽度与厚度之比的材料。膜具有由长度和宽度限定的两个主表面。膜通常具有良好的柔韧性并且可用于广泛的应用，包括柔性包装。膜的厚度和/或材料组成也可以使得它们是柔性的、半刚性的或刚性的。膜可以描述为单层或多层。
如本文所用，术语“层”是指膜内具有相对一致的配方的厚度的材料(即，层是均匀的)。层可以是任何类型的材料，包括聚合物材料、纤维素材料和金属材料，或其共混物。给定聚合物层可以由单一聚合物类型或聚合物的共混物组成并且可以伴有添加剂。给定的层可以与其他层组合或连接以形成膜。与相邻的层或膜相比，层可以是部分或完全连续的。给定的层可以部分地或完全地与相邻的层共同延伸。层可以含有子层。
如本文所用，术语“内部”和“外部”是指膜或层的主表面，并且是指关于在包装构造中使用膜或层的位置。内膜或层可以包括包装构造中的最内主表面。外膜或层可以包括包装构造中的最外主表面。
如本文所用，术语“内层”是指膜结构的不位于膜的任一主外表面上的层。内层可以由单个层组成或者可以是多层的。膜中可以存在一个或多个内层。
如本文所用，术语“可热成形的”是指能够通过在片材与模具之间施加差压、通过施加热、通过施加热和片材与模具之间的差压的组合或通过任何合适的热成形技术形成或热成形为所需形状的片材。术语“热成形性”是指片材形成或热成形为所需形状并随后保持所需形状的能力。
如本文所用，术语“粘合剂层”是指具有将两个相邻层粘结在一起的主要功能的层。粘合剂层可以定位在多层膜的两个层之间以将所述两个层相对于彼此保持在适当位置并防止不期望的分层。除非另有说明，否则粘合剂层可具有任何合适的组成，其为与粘合剂层材料接触的一个或多个表面提供所需的粘合水平。
如本文所用，术语“密封层”是指膜、片材等的层，其涉及在将膜、片材等密封到其自身和/或到同一膜、片材等或另一膜、片材等的另一层的密封中。
如本文所用，术语“屏障”是指控制膜、片材、幅材、包装等的可渗透元件抵抗侵蚀剂的任何材料，并且包括但不限于氧气屏障、湿气(例如，水、湿度等)屏障、化学屏障、热屏障、光屏障和气味屏障。术语“屏障层”是指膜、片材、幅材、包装等的控制此类可渗透元件的层。
如本文所用，术语“热密封”、“热密封的”、“热封”、“可热密封”等是指可热密封到其自身或其他热塑性膜层的膜层，以及通过常规间接加热手段在两个聚合物表面之间形成熔合粘结。应理解，常规间接加热在至少一个膜接触表面上生成足够的热以传导至邻接的膜接触表面，使得在不损失膜完整性的情况下实现其间的粘结界面的形成。
如本文所用，术语“塑性体”是指结合了弹性体和塑料的品质如结合了橡胶样性质与塑料的加工能力的聚合物。塑性体的一个实例包括乙烯-α烯烃共聚物。
如本文所用，术语“聚烯烃”和“基于聚烯烃的聚合物”是指聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物。
如本文所用，术语“基于聚乙烯的聚合物”是指包含乙烯键的聚合物。聚乙烯可以是均聚物、共聚物或互聚物。聚乙烯共聚物或互聚物可以包括其他类型的聚合物(即，非聚乙烯聚合物)。聚乙烯可以具有通过接枝或其他手段并入的官能团。聚乙烯包括但不限于低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、环烯烃共聚物(COC)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMAA)、中和的乙烯共聚物如离聚物和马来酸酐接枝聚乙烯(MAHgPE)。
如本文所用，术语“聚丙烯”和“基于聚丙烯的聚合物”是指衍生自丙烯单体的聚合物。聚丙烯可以是均聚物、共聚物或互聚物。聚丙烯共聚物或互聚物可以包括其他类型的聚合物(即，非聚丙烯聚合物)。亚丙基键可由以下通式表示：[CH2—CH(CH3)]n。聚丙烯可以具有通过接枝或其他手段并入的官能团。聚丙烯包括但不限于丙烯-乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯(MAHgPP)。
如本文所用，术语“乙烯/乙烯醇共聚物”和“EVOH”均指聚合的乙烯乙烯醇。乙烯/乙烯醇共聚物包括皂化(或水解)乙烯/丙烯酸乙烯酯共聚物并且是指具有通过例如丙烯酸乙烯酯共聚物的水解或通过与乙烯醇的化学反应制备的乙烯共聚单体的乙烯醇共聚物。水解度优选为至少50％，更优选为至少85％。优选地，乙烯/乙烯醇共聚物包含约28-48摩尔％的乙烯，更优选约32-44摩尔％的乙烯，甚至更优选约38-44摩尔％的乙烯。
如本文所用，术语“烃树脂”是指通过由煤焦油、石油和松节油原料聚合产生的低分子量产物(分子量小于约10,000道尔顿)。烃树脂可包括2002年8月13日发布的美国专利号6,432,496或2008年11月20日公布的美国专利申请2008/0286547中公开的任何那些烃树脂，所述专利和专利申请均通过引用以其整体并入本申请中。更具体地，作为一个非限制性实例，烃树脂可包括石油树脂、萜烯树脂、苯乙烯树脂、环戊二烯树脂、饱和脂环族树脂或此类树脂的混合物。另外，作为一个非限制性实例，烃树脂可包括源自富含二环戊二烯(DCPD)的烯烃进料的聚合、源自石油裂解工艺中产生的烯烃进料(如粗制C9进料流)的聚合、源自纯单体(如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或这些或类似纯单体原料的任何组合)的聚合、源自萜烯烯烃(如α-蒎烯、β-蒎烯或d-柠檬烯)的聚合或源自此类的组合的烃树脂。烃树脂可以是完全或部分氢化的。烃树脂的具体实例包括但不限于可得自Eastman Chemical Company(田纳西州金斯波特)的R1140烃树脂、可得自Eastman Chemical Company(田纳西州金斯波特)的/>T1140、可得自ArakawaChemical Industries,Limited(日本大阪)的/>P-140和可得自HerculesIncorporated(特拉华州威尔明顿)的/>S135聚萜烯树脂。
如本文所用，术语“聚苯乙烯”是指在聚合物的重复主链内具有至少一个苯乙烯单体键(如具有乙烯取代基的苯(即，C6H5))的均聚物或共聚物。苯乙烯键可由以下通式表示：[CH2—CH2(C6H5)]n。
如本文所用，术语“取向的”是指在纵向或横向中的至少一个方向上伸长的单层或多层膜、片材或幅材。此类程序的非限制性实例包括单气泡吹膜挤出法和槽缝片材挤出法以及随后的拉伸(例如通过拉幅)以提供取向。此类程序的另一实例为截留气泡或双气泡法。(参见例如美国专利号3,546,044和6,511,688，其每一者均通过引用以其整体并入本申请中。)在截留气泡或双气泡法中，离开管状挤出模头的挤出初生管(primary tube)经冷却、塌缩，然后通过再加热、再膨胀以形成二次气泡并再冷却来取向。横向取向可以通过膨胀来实现，所述膨胀径向扩展经加热的膜管。可以通过使用以不同速度旋转的轧辊、在纵向上拉动或牵伸膜管来实现纵向取向。在升高的温度下拉长并随后冷却的组合使得聚合物链排列成更平行的构造，从而改善膜、片材、幅材、包装或其他材料的力学性质。在随后将无约束、未退火的取向制品加热至其取向温度后，可以产生热收缩(如根据美国测试与材料协会(ASTM)测试方法D2732“塑料膜和片材的无约束线性热收缩的标准测试方法”所测量，其通过引用以其整体并入本申请中)。如果通过加热至升高的温度、优选加热至高于构成制品的聚合物的玻璃化转变温度并低于结晶熔点的升高的温度来对取向制品进行退火或热定形，则可以减少热收缩。此再加热/退火/热定形步骤还提供具有均匀平坦宽度的聚合物幅材。聚合物幅材可以跟取向工艺按先后顺序(并继取向工艺之后)或不与取向工艺按先后顺序(在单独的工艺中)退火(即，加热至升高的温度)。
如本文所用，术语“未取向的”和“非取向的”是指基本上没有挤出后取向的单层或多层膜、片材或幅材。
如本文所用，术语“直接相邻”表示膜的共有一个界面的两个层，即膜的彼此接触使得表面形成两个层之间的公共边界的两个层。
如本文所用，术语“氧气透过率”(OTR)被定义为将在给定时间段内穿过材料的氧气的量。当在限定的温度和湿度下测量时，OTR通常使用cm3/m2.天的单位或类似单位来定义。
如本文所用，术语“水蒸气透过率”(WVTR)被定义为在指定的温度和相对湿度条件下水蒸气渗透通过膜的稳态速率。当在限定的温度和湿度下测量时，WVTR通常使用g/m2.天的单位或类似单位来定义。
图1示意了根据本公开的一个实施方案的可热成形片材100的示意性横截面视图。
可热成形片材100包括外膜110。外膜110包含50重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含80重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含90重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含95重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物。
具体地，在一些实施方案中，外膜110包含50重量％至100重量％之间的基于聚乙烯的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含80重量％至100重量％之间的基于聚乙烯的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含90重量％至100重量％之间的基于聚乙烯的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含95重量％至100重量％之间的基于聚乙烯的聚合物。
在一些其他实施方案中，外膜110包含50重量％至100重量％之间的基于聚丙烯的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含80重量％至100重量％之间的基于聚丙烯的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含90重量％至100重量％之间的基于聚丙烯的聚合物。在一些实施方案中，外膜110包含95重量％至100重量％之间的基于聚丙烯的聚合物。
外膜110还包括厚度110T。在一些实施方案中，厚度110T在6微米至50微米之间。在一些实施方案中，厚度110T在12微米至50微米之间。在一些实施方案中，厚度110T在20微米至40微米之间。在一些实施方案中，厚度110T为约25微米、约30微米或约35微米。
外膜110可以基于应用要求是未取向的或取向的。在一些实施方案中，外膜110是取向的。在一些实施方案中，外膜110包括基于聚丙烯的取向膜，所述取向膜包括6微米至50微米之间的厚度110T。
外膜110可以在任一方向(“单轴”)或两个方向(“双轴”)上取向。在一些实施方案中，外膜110可以是双轴取向的聚乙烯(BOPE)膜。在一些实施方案中，外膜110可以是双轴取向的聚丙烯(BOPP)膜。在一些实施方案中，外膜110可以是纵向取向聚乙烯(MDOPE)膜。在一些实施方案中，外膜110可以是纵向取向聚丙烯(MDOPP)膜。
在一些其他实施方案中，外膜110是未取向的。换句话说，在一些其他实施方案中，外膜110是非取向的。
可热成形片材100还包括内层120。在一些实施方案中，内层120是未取向的。换句话说，在一些实施方案中，内层120是非取向的。
内层120包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。在一些实施方案中，内层120包含70重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。在一些实施方案中，内层120包含80重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物。
在一些实施方案中，内层120还包含2.5重量％至30重量％之间的烃树脂。烃树脂的实例可以包括石油树脂、萜烯树脂、苯乙烯树脂、环戊二烯树脂、饱和脂环族树脂或此类树脂的混合物。烃树脂的其他实例可以包括源自富含二环戊二烯(DCPD)的烯烃进料的聚合、源自石油裂解工艺中产生的烯烃进料(如粗制C9进料流)的聚合、源自纯单体(如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或这些或类似纯单体原料的任何组合)的聚合、源自萜烯烯烃(如α-蒎烯、β-蒎烯或d-柠檬烯)的聚合或源自此类的组合的烃树脂。烃树脂的一些其他实例可包括脂族烃树脂、氢化脂族烃树脂、芳族烃树脂、氢化芳族烃树脂、脂环族烃树脂、氢化脂环族烃树脂、聚萜烯树脂、萜烯-酚树脂、松香酯树脂、松香酸树脂或其组合。
烃树脂可以以2.5％至30％之间的水平加载到内层120中。可热成形片材100的一些实施方案将在内层120中具有5％至20％之间的烃树脂水平。在示例性实施方案中，烃树脂以约15重量％或约7.5重量％的量存在。可以调节烃树脂的水平以控制可热成形片材100的湿气屏障性质和热成形温度窗口两者。增加烃树脂水平可以增加可热成形片材100的湿气屏障性质。增加烃树脂水平可以增加可热成形片材100的热成形温度窗口。此外，烃树脂可以改善内层120的屏障性质、结晶度和玻璃化转变温度。
在一些实施方案中，内层120可以是大体上透明的或白色的。在一些实施方案中，内层120可以具有有着不同颜色的三个部分。例如，内层120的两个外部部分可以是白色的，而内层120的位于两个外部部分之间的中间部分可以是黑色的。内层120的这种构造(白色/黑色/白色)可以向可热成形片材100赋予紫外屏障性质。
在一些实施方案中，内层120可以包含碳酸钙(CaCO3)或二氧化钛(TiO2)。在一些实施方案中，可以向内层120添加两层碳酸钙。向内层120添加碳酸钙可以便于内层120的切割。此外，内层120可以在流延膜生产线或吹塑膜生产线上生产。内层120可以在吹塑膜生产线上作为塌缩气泡生产。
内层120还包括厚度120T。厚度120T在100微米至350微米之间。在一些实施方案中，厚度120T在180微米至275微米之间。在一些实施方案中，厚度120T在180微米至240微米之间。在一些实施方案中，厚度120T在200微米至240微米之间。
内层120可以向可热成形片材100赋予所需的热成形性。换句话说，内层120可以允许可热成形片材100热成形为困难且有挑战性的形状。因此，可热成形片材100可以热成形为困难且有挑战性的形状。如上文所讨论的，在一些情况下，内层120还可以向可热成形片材100赋予紫外屏障性质。
可热成形片材100还包括印刷颜料层130。印刷颜料层130可以通过任何合适的印刷工艺形成，如胶版印刷、柔版印刷、轮转凹版印刷、数字印刷工艺等。在一些实施方案中，印刷颜料层130直接邻接外膜110。在一些实施方案中，印刷颜料层130直接沉积在外膜110的表面111上。表面111可以是外膜110的面向内层120的主表面。在一些情况下，印刷颜料层130可以反向印刷在外膜110的表面111上。印刷颜料层130可以与其他层/膜连续，或者可以不连续(即，是图案化的)。
印刷颜料层130可以包含任何合适的油墨组合物，如可干燥和/或可固化的含溶剂油墨、水基或无溶剂油墨，所述油墨包含选自聚烯烃、聚(甲基)丙烯酸类、苯乙烯-(甲基)丙烯酸类共聚物、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、胶乳、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚、醇酸树脂、松香树脂、马来酸树脂、烃树脂、硝化纤维素、聚乙烯醇缩丁醛及其混合物的一种或多种聚合物和/或低聚物以及一种或多种染料和/或颜料。
可热成形片材100还包括粘合剂层140。粘合剂层140可以基于应用要求包含任何合适的粘合剂。例如，粘合剂层140可以包含选自以下的粘合剂：聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、水基聚乙烯醇、乙酸乙烯酯共聚物、改性聚烯烃、聚酯、合成或天然橡胶、溶剂基丙烯酸树脂、单组分或双组分溶剂基聚氨酯和可辐射固化的粘合剂。在一些实施方案中，粘合剂层140可以包含溶剂基聚氨酯粘合剂。然而，粘合剂层140优选包含可回收利用的粘合剂(例如，包括塑性体的粘合剂)以改善可热成形片材100的可回收利用性。换句话说，包括包含塑性体的粘合剂层140的可热成形片材100可以是可回收利用的，因为通常用于粘合的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)可能污染回收利用流。
印刷颜料层130和粘合剂层140位于外膜110与内层120之间。换句话说，印刷颜料层130和粘合剂层140设置在外膜110与内层120之间。在图1的所示实施方案中，印刷颜料层130位于外膜110与粘合剂层140之间。此外，在图1的所示实施方案中，粘合剂层140位于印刷颜料层130与内层120之间。
可热成形片材100还包括内部密封层150。在一些实施方案中，内部密封层150可以是取向的。在一些实施方案中，内部密封层150可以是未取向的。
在一些实施方案中，内部密封层150包含聚丙烯聚合物。在一些实施方案中，内部密封层150包含基于聚丙烯的聚合物。基于聚丙烯的聚合物的实例包括聚丙烯无规共聚物(PPR或PP-R)、聚丙烯三元共聚物、异相丙烯共聚物、橡胶改性聚丙烯共聚物等。
在一些其他实施方案中，内部密封层150包含基于聚乙烯的聚合物。基于聚乙烯的聚合物的实例包括聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物等。
内部密封层150还包括厚度150T。在一些实施方案中，厚度150T在30微米至80微米之间。在一些实施方案中，厚度150T在40微米至60微米之间。在一些实施方案中，厚度150T为约45微米。
内部密封层150可以向可热成形片材100提供所需的功能和性质。例如，内部密封层150可以提供所需的可剥离性或密封性质。在另一个实例中，内部密封层150可以提供期望的屏障性质或非屏障性质。在还另一个实例中，内部密封层150可以基于应用要求提供所需的密封起始温度(SIT)和所需的摩擦系数(COF)。例如，在一些实施方案中，内部密封层150可以具有约130摄氏度(℃)的低密封起始温度。此外，内部密封层150可以允许可热成形片材100自身折叠，并且通过将内部密封层150粘结到其自身来密封。
在图1的所示实施方案中，可热成形片材100还包括屏障层160。此外，在图1的所示实施方案中，屏障层160位于内层120与内部密封层150之间。然而，在一些实施方案中，屏障层160可以并入到内部密封层150中(即，可以是所述内部密封层的子层)。换句话说，在一些实施方案中，内部密封层150可以包括屏障层160。
在一些实施方案中，屏障层160包括乙烯乙烯醇(EVOH)共聚物。在一些实施方案中，屏障层160可以包括聚偏二氯乙烯(PVDC)或聚乙烯醇(PVOH)。在一些实施方案中，屏障层160可以具有低的氧气透过率(OTR)。换句话说，在一些实施方案中，屏障层160可以减少或防止氧气透过可热成形片材100。在一些实施方案中，屏障层160可以具有低的水蒸气透过率(WVTR)。换句话说，在一些实施方案中，屏障层160可以减少或防止水蒸气透过可热成形片材100。然而，屏障层160是任选的。也就是说，在一些实施方案中，可热成形片材100可以不包括屏障层160。在省略屏障层160的此类实施方案中，内部密封层150可以邻接内层120。在一些实施方案中，可热成形片材100还可以包括位于内层120与内部密封层150之间的一个或多个粘合剂层(未示出)以便于内层120、内部密封层150和任选地屏障层160之间的粘结。
在图1的所示实施方案中，可热成形片材100还包括最外层170。最外层170可以邻接外膜110设置。具体地，在图1的所示实施方案中，最外层170设置在外膜110的表面112上。表面112可以是外膜110的面向内层120的对面的主表面。换句话说，表面112可以在表面111的对面。在一些实施方案中，最外层170可以直接沉积在外膜110的表面112上。
在一些实施方案中，最外层170可以包括面漆层。面漆层可以包括例如硝化纤维素材料、与抗结块剂如氧化硅混合的硝化纤维素材料和水基丙烯酸类树脂等。可以通过使用适当的溶剂(如在水基丙烯酸树脂的情况下，水)以液态施加面漆层。面漆层可以保护外膜110并且可以改善外膜110的表面112的外观。
在一些其他实施方案中，最外层170可以包括类似于上面描述的印刷颜料层130的印刷颜料层。在一些实施方案中，最外层170可以是多层的并且包括直接沉积在外膜110的表面112上的印刷颜料层和直接沉积在印刷颜料层上的面漆。在这样的实施方案中，面漆层可以保护印刷颜料层并且可以改善外膜110的表面112的外观。然而，最外层170是任选的。也就是说，在一些实施方案中，可热成形片材100可以不包括最外层170。在这样的实施方案中，在省略最外层170的情况下，外膜110的表面112可以暴露于外部环境。最外层170和印刷颜料层可以与其他层/膜连续或者可以不连续(即，是图案化的)。
在一些实施方案中，可热成形片材100包含80重量％至100重量％之间的聚烯烃的总体组成。在一些实施方案中，可热成形片材100包含90重量％至99重量％之间的聚烯烃的总体组成。此外，在一些实施方案中，可热成形片材100包含小于或等于约5重量％的EVOH共聚物的总体组成。
在一些实施方案中，可热成形片材100包含80重量％至100重量％之间的聚丙烯的总体组成。在一些实施方案中，可热成形片材100包含90重量％至99重量％之间的聚丙烯的总体组成。
可热成形片材100还包括厚度100T。厚度100T可以是可热成形片材100的总体厚度。换句话说，厚度100T可以是可热成形片材100的所有层和膜的厚度的总和。在一些实施方案中，厚度100T在200微米至500微米之间。在一些实施方案中，厚度100T在225微米至350微米之间。
可热成形片材100可以具有所需的热成形性并因此可以热成形为复杂形状。有利地，可热成形片材100可以热成形为具有复杂形状和设计的包装以储存和容纳一种或多种产品。容纳在由可热成形片材100形成的包装中的所述一种或多种产品可以具有改善的保质期。此外，与可能污染回收利用流的常规可热成形片材相比，可热成形片材100可以是可回收利用的。因此，可热成形片材100可以是环保的并且可以促进环境可持续性。
图2A和2B示意了根据本公开的一个实施方案的热成形包装200。具体地，图2A示意了包装200的示意性顶部透视图，图2B示意了包装200的示意性横截面侧视图。
参考图2A和2B，包装200包括图1的可热成形片材100。可热成形片材100经热成形以产生产品腔210。换句话说，包装200通过用合适的热成形工艺如阳模热成形、阴模热成形等对图1的可热成形片材100进行热成形以产生产品腔210而制成。如图2A中所示，包括产品腔210的包装200具有复杂的弯曲形式和锐边形状，这可能对可热成形片材100的热成形性提出具有挑战性的要求。如上文所讨论的，可热成形片材100可以具有热成形为包装200的复杂弯曲形式和锐边形状的所需热成形性。
如图2B的实施方案中所示，包装200由自身折叠的可热成形片材100和通过将可热成形片材100的内部密封层150(在图1中更详细地示出)粘结到其自身而形成的密封220组成。密封220可以是热密封。如上文所讨论的，内部密封层150可以具有约130℃的低密封起始温度。因此，密封220可以在约130℃的温度下形成。
包装200容纳产品230。产品230容纳在产品腔210内。包装200可以是用于打包方便食品的单份包装。产品230可以是例如食品，包括干的、液态或糊状食物，如汤、粉末饮料、可可、坚果、零食、谷物、糖、奶酪、酸奶、蘸酱、果酱和番茄酱。在其他实例中，产品230可以是家庭/园林产品和医疗装置/产品。在一些实施方案中，产品230被气密密封在产品腔210内。换句话说，在一些实施方案中，密封220可以气密密封产品230于产品腔210内。
在一些实施方案中，可热成形片材100还包括至少一个突片180，所述至少一个突片位于使得密封220在至少一个突片180与产品腔210之间的位置中。至少一个突片180可以是可热成形片材100的延伸部分，其延伸到密封220之外。延伸部分可以在可热成形片材100自身折叠时限定。在一些实施方案中，可通过拉动至少一个突片180并剥离密封220来手动打开包装200。因此，至少一个突片180可以便于打开包装200。
图2C示意了根据本公开的另一个实施方案的热成形包装250的示意性横截面侧视图。
包装250包括图1的可热成形片材100。具体地，在图2C的所示实施方案中，可热成形片材100包括第一可热成形片材100A和第二可热成形片材100B。术语“第一”和“第二”用作标识符。换句话说，第一可热成形片材100A和第二可热成形片材100B与可热成形片材100相同。
可热成形片材100经热成形以产生产品腔260。具体地，在图2C的所示实施方案中，第一可热成形片材100A和第二可热成形片材100B中的每一个经热成形以产生产品腔260。
在图2C的所示实施方案中，包装250由第一可热成形片材100A、第二可热成形片材100B、将第一可热成形片材100A的内部密封层150(在图1中更详细地示出)粘结到第二可热成形片材100B的内部密封层150(在图1中更详细地示出)的密封270和位于第一可热成形片材110A与第二可热成形片材100B之间的产品腔260组成。第一可热成形片材110A和第二可热成形片材100B可以一起限定产品腔260。密封270可以是热密封。如上文所讨论的，内部密封层150可以具有约130℃的低密封起始温度。因此，密封270可以在约130℃的温度下形成。
包装250容纳产品280。产品280容纳在产品腔260内。包装250可以是用于打包方便食品的单份包装。产品280可以是例如食品，包括干的、液态或糊状食物，如汤、粉末饮料、可可、坚果、零食、谷物、糖、奶酪、酸奶、蘸酱、果酱和番茄酱。在其他实例中，产品280可以是家庭/园林产品和医疗装置/产品。在一些实施方案中，产品280被气密密封在产品腔260内。换句话说，在一些实施方案中，密封270可以气密密封产品280于产品腔260内。
在一些实施方案中，可热成形片材100A还包括至少一个突片180A，所述至少一个突片位于使得密封270在至少一个突片180A与产品腔260之间的位置中。至少一个突片180A可以是第一可热成形片材100A的延伸部分，其延伸到密封270之外。在一些实施方案中，可通过拉动至少一个突片180A并剥离密封270来手动打开包装250。因此，至少一个突片180A可以便于打开包装250。
图3A和3B示意了根据本公开的一个实施方案的热成形包装300。具体地，图3A示意了包装300的示意性侧视透视图，图3B示意了包装300的示意性横截面侧视图。
包装300包括图1的可热成形片材100。可热成形片材100经热成形以产生产品腔310。换句话说，包装300通过用合适的热成形工艺如阳模热成形、阴模热成形等对图1的可热成形片材100进行热成形以产生产品腔310而制成。
在图3A和3B的所示实施方案中，可热成形片材100被热成形为托盘以产生产品腔310。此外，在图3A和3B的所示实施方案中，包装300还包括封盖材料350。封盖材料350可以呈片材/膜的形式。封盖材料350可以包括聚合物膜、漆、箔、纸或上述的任何组合。封盖材料350还可以包括但不限于HDPE、MDPE、LDPE、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、乙烯-乙酸乙烯酯、热塑性烯烃或其任何组合。在一些实施方案中，封盖材料350可以包括热塑性密封层。
参考图3B，包装300由包括产品腔310的可热成形片材100、封盖材料350和将可热成形片材100的内部密封层150(在图1中更详细地示出)粘结到封盖材料350的密封320组成。密封320可以是热密封。如上文所讨论的，内部密封层150可以具有约130℃的低密封起始温度。因此，密封320可以在约130℃的温度下形成。
包装300容纳产品330。产品330容纳在产品腔310内。产品330可以是例如食品，包括干的、液态或糊状食物，如汤、粉末饮料、可可、坚果、零食、谷物、糖、奶酪、酸奶、蘸酱、果酱和番茄酱。在其他实例中，产品330可以是家庭/园林产品和医疗装置/产品。在一些实施方案中，产品330被气密密封在产品腔310内。换句话说，在一些实施方案中，密封320可以气密密封产品330于产品腔310内。
在一些实施方案中，封盖材料350还包括至少一个突片380，所述至少一个突片位于使得密封320在至少一个突片380与产品腔310之间的位置中。至少一个突片380可以是封盖材料350的延伸部分，其延伸到密封220之外。在一些实施方案中，可通过拉动至少一个突片380并剥离密封320来手动打开包装300。因此，至少一个突片380可以便于打开包装300。
以下说明性实施例仅意在例示本发明，但其并不意在限制或以其他方式限定本公开的范围。
实施例1
参考图1，生产厚度100T为288微米(μm)的第一可热成形片材。第一可热成形片材具有261.8GSM(g/m2)的重量。
第一可热成形片材包括外膜110，所述外膜包含聚丙烯。外膜110具有40微米的厚度110T和36g/m2的重量。
第一可热成形片材还包括印刷颜料层130和粘合剂层140。印刷颜料层130包括油墨，并且反向印刷在外膜110上，具体地，印刷在外膜110的表面111上。此外，粘合剂层140具有4微米的厚度和4.5g/m2的重量。
第一可热成形片材还包括内层120，所述内层包含聚丙烯和7.5％的烃。内层120具有200微米的厚度120T和179.5g/m2的重量。
第一可热成形片材还包括内部密封层150，所述内部密封层包含聚丙烯和乙烯乙烯醇(EVOH)。因此，屏障层160并入到内部密封层150中。EVOH层具有4微米的厚度。此外，内部密封层150具有40微米的总厚度和37.3g/m2的重量。
第一可热成形片材还包括设置在内层120与内部密封层150之间的粘合剂层(未示出)。粘合剂层具有4微米的厚度和4.5g/m2的重量。
下表1和2中汇总了第一可热成形片材的组成、屏障性质和密封性质。
表1：实施例1的组成和屏障性质
参考表1，第一可热成形片材在38℃和90％相对湿度(RH)下的水蒸气透过率(WVTR)为3g/m2.d。此外，第一可热成形片材在23℃和50％RH下的氧气透过率(OTR)为1cm3/m2.d.atm。
表2：实施例1的热密封性质
参考表2，根据ASTM F88测试实施例1的可热成形片材的密封性质。在实施例1片材的两个样品的内部密封层之间产生热密封。热密封条件：两个加热密封条(顶部/底部)，时间＝1秒，压力＝400N/20cm2。在宽度为15mm的切割样品上使用300mm/min的拉动速度在所指示的方向(MD＝纵向，CD＝横向)上测试密封强度。报告的密封强度是三次独立测量的平均值。应指出，在170℃和180℃的密封温度下，出现与密封条的轻微粘连。
实施例2
参考图1，生产厚度100T为338微米的第二可热成形片材。第二可热成形片材具有307.4g/m2的总重量。
第二可热成形片材包括外膜110，所述外膜包含聚丙烯。外膜110具有40微米的厚度110T和36g/m2的重量。
第二可热成形片材还包括印刷颜料层130和粘合剂层140。印刷颜料层130包括油墨，并且反向印刷在外膜110上，具体地，印刷在外膜110的表面111上。粘合剂层140具有4微米的厚度和4.5g/m2的重量。
第二可热成形片材还包括内层120，所述内层包含聚丙烯和7.5％的烃。内层120具有250微米的厚度120T和225.1g/m2的重量。
第二可热成形片材还包括内部密封层150，所述内部密封层包含聚丙烯和乙烯乙烯醇(EVOH)。因此，屏障层160并入到内部密封层150中。EVOH层具有4微米的厚度。此外，内部密封层150具有40微米的总厚度和37.3g/m2的重量。
第二可热成形片材还包括设置在内层120与内部密封层150之间的粘合剂层(未示出)。粘合剂层具有4微米的厚度和4.5g/m2的重量。
下表3和4中汇总了第二可热成形片材的组成、屏障性质和密封性质。
表3：实施例2的组成和屏障性质
参考表3，第二可热成形片材在38℃和90％ RH下的WVTR为2g/m2.d。此外，第二可热成形片材在23℃和50％ RH下的OTR为1cm3/m2.d.atm。
表4：实施例2的热密封性质
参考表4，根据ASTM F88测试实施例2的可热成形片材的密封性质。在实施例2片材的两个样品的内部密封层之间产生热密封。热密封条件：两个加热密封条(顶部/底部)，时间＝1秒，压力＝400N/20cm2。在宽度为15mm的切割样品上使用300mm/min的拉动速度在所指示的方向(MD＝纵向，CD＝横向)上测试密封强度。报告的密封强度是三次独立测量的平均值。应指出，在170℃和180℃的密封温度下，出现与密封条的轻微粘连。
将实施例1的第一可热成形片材和实施例2的第二可热成形片材分别热成形为复杂结构(例如，如图2A中所示的包装200)而未显示出任何裂纹或其他缺陷。此外，第一和第二可热成形片材在热密封时未显示出任何损坏。而且，第一和第二可热成形片材中的每一个都是可回收利用的。
实施例3
通过向实施例1的结构的外膜110的表面施加耐热面漆来产生实施例3。该面漆在材料的热密封期间提供额外的保护。以与实施例1和2相同的方式生成实施例3的热密封数据。实施例3的热密封数据示于下表5中。与实施例1相比，即使密封温度高达210℃，也没有发现粘着。
表5：实施例3的热密封性质
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Claims (21)

1.一种可热成形片材，所述可热成形片材包括：
外膜，所述外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚烯烃的聚合物；
印刷颜料层；
粘合剂层；
内层，所述内层包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物，所述内层包括100微米至350微米之间的厚度；和
内部密封层；
其中所述印刷颜料层和所述粘合剂层位于所述外膜与所述内层之间。
2.根据权利要求1所述的可热成形片材，其中所述外膜是取向的。
3.根据权利要求1所述的可热成形片材，其中所述外膜是未取向的。
4.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚乙烯的聚合物。
5.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述外膜包含50重量％至100重量％之间的基于聚丙烯的聚合物。
6.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述印刷颜料层直接邻接所述外膜。
7.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，所述可热成形片材还包括200微米至500微米之间的厚度。
8.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述内层还包含2.5重量％至30重量％之间的烃树脂。
9.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述内层是未取向的。
10.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述内部密封层包含基于聚乙烯的聚合物。
11.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述内部密封层包含基于聚丙烯的聚合物。
12.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，所述可热成形片材还包含80重量％至100重量％之间的聚烯烃的总体组成。
13.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，所述可热成形片材还包含80重量％至100重量％之间的聚丙烯的总体组成。
14.根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，所述可热成形片材还包含屏障层，所述屏障层包含乙烯乙烯醇共聚物。
15.一种可热成形片材，所述可热成形片材包括：
外膜，所述外膜包括厚度在6微米至50微米之间的基于聚丙烯的取向膜；
直接沉积在所述外膜的表面上的印刷颜料层；
粘合剂层；
内层，所述内层包含60重量％至100重量％之间的聚丙烯聚合物，所述内层包括100微米至350微米之间的厚度；和
内部密封层，所述内部密封层包含聚丙烯聚合物；并且
其中所述印刷颜料层和所述粘合剂层位于所述外膜与所述内层之间。
16.一种容纳产品的热成形包装，所述包装包括根据任一前述权利要求所述的可热成形片材，其中所述可热成形片材经热成形以产生产品腔。
17.根据权利要求16所述的容纳产品的热成形包装，其中所述包装由以下组成：
自身折叠的所述可热成形片材，和
通过将所述可热成形片材的所述内部密封层粘结到其自身而形成的密封。
18.根据权利要求17所述的容纳产品的热成形包装，其中：
所述可热成形片材包括至少一个突片，所述至少一个突片位于使得所述密封在所述至少一个突片与所述产品腔之间的位置中，并且
能够通过拉动所述至少一个突片并剥离所述密封来手动打开所述包装。
19.根据权利要求16所述的容纳产品的热成形包装，其中所述包装由以下组成：
包括所述产品腔的所述可热成形片材，
封盖材料，和
将所述可热成形片材的所述内部密封层粘结到所述封盖材料的密封。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的容纳产品的热成形包装，其中所述产品被气密密封在所述产品腔内。
21.根据权利要求16所述的容纳产品的热成形包装，其中所述可热成形片材包括第一可热成形片材和第二可热成形片材，并且其中所述包装由以下组成：所述第一可热成形片材和所述第二可热成形片材、将所述第一可热成形片材的所述内部密封层粘结到所述第二可热成形片材的所述内部密封层的密封、以及位于所述第一可热成形片材和所述第二可热成形片材之间的所述产品腔。
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