TW201500206A - 含有可擠製黏合劑調配物之薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一薄膜,其包含至少二層,層A及層B,且其中,層A係自一組成物A形成,此組成物A係包含下列:一乙烯/α-烯烴嵌段共聚物;及一增黏劑,且其中,組成物A具有從1至50克/10分鐘之熔融指數(I2),及從7.5至13之I10/I2比率;且其中,層B係自一組成物B形成,此組成物B包含下列之一:i)一極性聚合物,ii)一聚烯烴,或iii)其等之組合。
Description
本申請案主張於2013年4月18日申請之美國臨時申請案第61/813,454號案之利益。
本發明係有關於一種含有可擠製黏合劑調配物之薄膜。
需要僅自一可共擠製聚合物調配物形成之新的多層薄膜結構。進一步需要含有一可重密封層之此等薄膜結構。傳統可重密封包裝除薄膜處理加工(film converting)步驟外需要一額外包裝步驟引入至少一額外結構。此等額外結構不受限地包含拉鏈、互鎖機構,或膠帶或標籤,且每一結構係於形成薄膜組態後施用。
近年,含有一嵌入式重複密封層之更先進薄膜結構已被製造。為達成此等嵌入層,典型上使用下列技術之一:1)經由輥塗覆而塗敷之塗層或黏著劑,2)簾幕式塗覆、液珠塗覆或擠製塗覆苯乙烯共聚物,或3)最近,難以共同擠製以苯乙烯共聚物為主之薄膜。於塗層或黏著劑之情況,
重合閘之機構一般係以一併入包裝內之結構設計為主,諸如,一雷射刻痕片或一膠帶。此以苯乙烯為主之共擠製結構係難以處理,因為重複密封層係以一高熔融指數及/或黏性聚合物為主。再者,氣泡安定性、氣味及粒料結塊皆係與此等以苯乙烯為主之共擠製結構有關之問題。
薄膜結構係揭示於下列參考案:US7927679、US6737130、US7622176、US20110162993、US20080081183、US20070082161、US20050255196、US20070082161、US 20120165455;EP2143557A1、NZ525749A、WO2012154655、WO2011146616,及WO2012125945。
如上所探討,需要僅從可共擠製聚合物調配物形成之可撓性薄膜結構。進一步需要可使用傳統手段密封但展現受控制之失效的此等薄膜結構。亦需要可用於封裝產物且可以典型薄膜處理加工設備(不受限地包含垂直式成型-填充-密封(form-fill-seal)生產線)處理之薄膜。
本發明提供一種薄膜,其包含至少二層,層A及層B,且其中,層A係自一組成物A形成,此組成物A包含下列:一乙烯/α-烯烴嵌段共聚物,及一增黏劑,且其中,組成物A具有從1至50克/10分鐘之熔融指數(I2),及從7.5至13之I10/I2比率;且
其中,層B係自一組成物B形成,係組成物B包含下列之一:i)一極性聚合物,ii)一聚烯烴,或iii)其等之組合。
如上所探討,本發明提供一種薄膜,其包含至少二層,層A及層B,且其中,層A係自一組成物A形成,組成物A包含下列:一乙烯/α-烯烴嵌段共聚物,及一增黏劑,且其中,組成物A具有從1至50克/10分鐘之熔融指數(I2),及從7.5至13之I10/I2比率;且其中,層B係自一組成物B形成,組成物B包含下列之一:i)一極性聚合物,ii)一聚烯烴,或iii)其等之組合。
一本發明薄膜可包含二或更多之此處所述實施例的組合。
一本發明薄膜之每一薄膜層(例如,層A或層B)
可包含二或更多之此處所述實施例的組合。
一本發明薄膜之每一薄膜層組成物(例如,組成物A或組成物B)可包含二或更多之組成所述實施例的組合。
於一實施例,薄膜進一步包含一第三層C,其係自一包含一以乙烯為主之聚合物的組成物C形成。
於一實施例,組成物C之以乙烯為主之聚合物具有少於或等於0.93g/cc,且進一步係少於或等於0.92g/cc(1cc=1cm3)之密度。
於一實施例,組成物C之以乙烯為主之聚合物具有少於或等於0.930g/cc,進一步係少於或等於0.925g/cc,進一步係少於或等於0.930g/cc之密度。
於一實施例,組成物C之以乙烯為主之聚合物具有大於或等於0.880g/cc,進一步係大於或等於0.890g/cc,進一步係大於或等於0.900g/cc之密度。
於一實施例,組成物C之以乙烯為主之聚合物具有比組成物B之最高熔融熔組份之熔融溫度(TM)低至少10℃之熔融溫度(Tm)。
於一實施例,組成物C之以乙烯為主之聚合物係選自低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯/α-烯烴異種共聚物,及另外之共聚物,或此等之組合。於另一實施例,α-烯烴係選自丙烯、1-丁烯、1-己烯,或1-辛烯。
於一實施例,以乙烯為主之聚合物係乙烯/α-烯烴異種共聚物,及另外之乙烯/α-烯烴共聚物。
於一實施例,以組成物C之重量為基準,組成物C之以乙烯為主之聚合物係以大於或等於90重量%,進一步係大於或等於95重量%,進一步係大於或等於98重量%之量存在。
組成物C之以乙烯為主之聚合物可包含二或更多之此處所述實施例的組合。
於一實施例,組成物B包含i)極性聚合物。於另一實施例,極性聚合物係選自聚醯胺、聚乙烯醇、乙烯乙烯醇、乙烯乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸、聚酯、聚乳酸,或此等之組合。於一實施例,極性聚合物具有從0.5至50克/10分鐘之熔融指數。
於一實施例,組成物B包含i)極性聚合物。於另一實施例,極性聚合物係選自聚醯胺、聚乙烯醇、聚酯、聚乳酸,或此等之組合。於一實施例,極性聚合物具有從0.5至50克/10分鐘,進一步係從0.5至20克/10分鐘,進一步係從0.5至10克/10分鐘之熔融指數(I2)。
於一實施例,組成物B包含ii)聚烯烴。於另一實施例,聚烯烴係選自聚乙烯均聚物、乙烯/α-烯烴共聚物、聚丙烯均聚物、丙烯/乙烯共聚物、丙烯/α-烯烴共聚物,或其等之組合。於一實施例,聚烯烴具有從0.5至50克/10分鐘,進一步係從0.5至20克/10分鐘,進一步係從0.5至10克/10分鐘之熔融指數(I2);或從0.5至50克/10分鐘,進一步係從0.5至20克/10分鐘,進一步係從0.5至10克/10分鐘之熔融流動速率(MFR)。
於一實施例,組成物B包含ii)聚烯烴。於另一實施例,聚烯烴係選自聚丙烯均聚物、丙烯/乙烯共聚物、丙烯/α-烯烴共聚物,或此等之組合。於一實施例,聚烯烴具有從0.5至50克/10分鐘,進一步係從0.5至20克/10分鐘,進一步係從0.5至10克/10分鐘之熔融流動速率(MFR)。
於一實施例,以組成物B之重量為基準,組成物B之聚烯烴係以大於或等於50重量%,進一步係大於或等於55重量%,進一步係大於或等於60重量%之量存在。
於一實施例,以組成物B之重量為基準,組成物B之聚烯烴係以大於或等於70重量%,進一步係大於或等於80重量%,進一步係大於或等於90重量%之量存在。
於一實施例,層A係鄰接層B。
於一實施例,層A係位於層B與層C之間。
於一實施例,層A係鄰接層C。
於一實施例,組成物A具有從1.0至40克/10分鐘,進一步係從1.0至30克/10分鐘,進一步係從1至20克/10分鐘之熔融指數(I2)。
於一實施例,組成物A具有從2.0至50克/10分鐘,進一步係從3.0至50克/10分鐘,,進一步係從4.0至50克/10分鐘,進一步係從5.0至50克/10分鐘之熔融指數(I2)。
於一實施例,組成物A具有從1.0至30克/10分鐘,進一步係從2.0至25克/10分鐘,進一步係從3.0至20克/10分鐘之熔融指數(I2)。
於一實施例,組成物A具有從7.6至13,進一步係
從8至11之I10/I2。
於一實施例,組成物具有從7.7至13,進一步係從8.0至12,進一步從8.2至11之I10/I2比率。
於一實施例,以組成物A之重量為基準,組成物A之乙烯/α-烯烴嵌段共聚物係以大於或等於50重量%,進一步係大於或等於55重量%,進一步係大於或等於60重量%之量存在。
於一實施例,以組成物A之重量為基準,組成物A之乙烯/α-烯烴嵌段共聚物係以從50至95重量%,進一步係從60至90重量%,進一步係從65至85重量%,進一步係從70至85重量%之量存在。
於一實施例,以組成物A之重量為基準,組成物A之增黏劑係以從5至30重量%,進一步係從7至25重量%,進一步係從8至23重量%,進一步係從9至20重量%之量存在。
於一實施例,組成物A進一步包含一油。於另一實施例,此油係一礦物油。
於一實施例,以組成物A之重量為基準,此油係以從2至25重量%,進一步從4至20重量%,進一步從6至15重量%之量存在。
於一實施例,組成物A具有從0.850g/cc至0.910g/cc,進一步係從0.860g/cc至0.900g/cc,進一步從0.870g/cc至0.890g/cc之密度。
於一實施例,以環球(Ring and Ball)軟化點
(ASTM E 28)判定,組成物A之增黏劑具有從80℃至140℃,進一步從85℃至135℃,進一步從90℃至130℃,進一步從90℃至125℃之軟化溫度。
於一實施例,以環球軟化點(ASTM E 28)判定,組成物A之增黏劑具有從80℃至120℃,進一步從85℃至115℃,進一步從90℃至110℃之軟化溫度。
於一實施例,組成物A之增黏劑係選自由下列所組成之組群:一未經氫化之脂族C5樹脂、一經氫化之脂族C5樹脂、一經芳香族改質之C5樹脂、一萜烯樹脂、一未經氫化之C9樹脂、一經氫化之C9樹脂,或此等之組合。
於一實施例,組成物A之增黏劑係選自由下列所組成之組群:一未經氫化之脂族C5樹脂、一經氫化之脂族C5樹脂、一未經氫化之C9樹脂、一經氫化之C9樹脂,或此等之組合。
一實施例,組成物A中之乙烯/α-烯烴嵌段共聚物的量係大於組成物A中之增黏劑的量。
於一實施例,以DSC判定,組成物A具有從-70℃至-20℃,進一步係從-65℃至-30℃,進一步係從-62℃至-40℃之玻璃轉換溫度(Tg)。
於一實施例,以DSC判定,組成物A具有從110℃至130℃,進一步係從112℃至125℃,進一步係從115℃至122℃之熔融溫度(Tm)。
於一實施例,以DSC判定,組成物A具有從100℃至120℃,進一步係從102℃至118℃,進一步係從104℃至
115℃之結晶溫度(Tc)。
於一實施例,以DSC判定,組成物A具有從15J/g至35J/g,進一步係從16J/g至32J/g,進一步係從17J/g至30J/g之結晶Delta H。
於一實施例,以DMS判定,組成物A具有從0.4 x 107至3.0 x 107dyne/cm2,進一步係從0.5 x 107至2.5 x 107dyne/cm2,進一步係從0.5 x 107至2.0 x 107dyne/cm2之儲存模量(G’,於25℃)。
於一實施例,薄膜進一步包含一第四層D,其係自一包含一以乙烯為主之聚合物的組成物D形成。
於一實施例,組成物D之以乙烯為主之聚合物具有少於或等於0.95g/cc,且進一步係少於或等於0.94g/cc之密度。於另一實施例,組成物D之以乙烯為主之聚合物具有大於或等於0.89g/cc,進一步係大於或等於0.90g/cc,進一步係大於或等於0.91g/cc之密度。
於一實施例,組成物D之以乙烯為主之聚合物係選自低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯/α-烯烴共聚物,或此等之組合。於另一實施例,α-烯烴係選自丙烯、1-丁烯、1-己烯,或1-辛烯。
於一實施例,以組成物D之重量為基準,組成物D之以乙烯為主之聚合物係以大於或等於35重量%,進一步係大於或等於40重量%,進一步係大於或等於45重量%之量存在。
組成物D之以乙烯為主之聚合物可包含二或更
多之此處揭露實施例之組合。
本發明亦提供一種物件,其包含至少一自此處所述任何實施侈之一本發明薄膜形成之組份。
於一實施例,此物件係選自一吹塑薄膜、一層合物、一鑄製薄膜,或一囊袋。
一本發明薄膜可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物A可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物A之乙烯/α-烯烴嵌段共聚物可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物A之增黏劑可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物B可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物B之極性聚合物可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物B之聚烯烴可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物C可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
組成物D可包含二或更多之如此處所述實施例之組合。
一本發明物件可包含二或更多之如此處所述實
施例之組合。
於此處使用時,術語“乙烯/α-烯烴嵌段共聚物”、“烯烴嵌段共聚物”,或“OBC”意指乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物,且包含呈聚合化型式之乙烯及一或多種可共聚合之α-烯烴共單體,特徵在於化學或物理性質不同之具有二或更多種經聚合化之單體單元的多個嵌段或鏈段。術語"異種共聚物"及“共聚物"於此處可交換地用於術語乙烯/α-烯烴嵌段共聚物,及此段落中探討之相似術語。當提及共聚物中之“乙烯”或“共單體”的量時,需瞭解此意指其經聚合化之單元。於某些實施例,多嵌段共聚物可以下列化學式表示:(AB)n其中,n係至少1,較佳係大於1之整數,諸如,2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100,或更高,"A"表示一硬嵌段或鏈段,且"B"表示一軟嵌段或鏈段。較佳地,與一實質上分支或實質上星形方式相反,A及B係以一實質上線性方式連結。於其它實施例,A嵌段及B嵌段係沿著聚合物鏈隨機分佈。換言之,嵌段共聚物通常不具有如下之結構。
AAA-AA-BBB-BB
於其它實施例,嵌段共聚物通常不具有包含不同共單體之第三型式嵌段。於其它實施例,嵌段A及嵌段B之每一者具有於嵌段內實質上隨機分佈之單體或共單體。換言之,嵌段A或嵌段B皆不包含二或更多種具不同組成物之
次鏈段(或次嵌段),諸如,一尖鏈段,其具有與嵌段之剩餘者實質上不同之組成物。
較佳地,乙烯包含整個嵌段共聚物之主要莫耳分率,即,乙烯包含整個聚合物之至少50莫耳%。更佳地,乙烯包含至少60莫耳%,至少70莫耳%,或至少80莫耳%,且整個聚合物之實質上剩餘者包含至少一種其它共單體,其較佳係具有3或更多個碳原子之α-烯烴。於某些實施例,烯烴嵌段共聚物可包含50莫耳%至90莫耳%之乙烯,較佳係60莫耳%至85莫耳%,更佳係65莫耳%至80莫耳%。對於許多乙烯/辛烯嵌段共聚物,較佳組成物包含大於整個聚合物之80莫耳%的乙烯含量,及整個聚合物之從10至15,較佳係從15至20莫耳%之辛烯含量。
烯烴嵌段共聚物包含各種含量之"硬"及"軟"鏈段。"硬"鏈段係其中以聚合物重量為基準,乙烯係以大於95重量%,或大於98重量%,最高達100重量%之量存在的聚合化單元的嵌段。換言之,以聚合物重量為基準,硬鏈段中之共單體含量(除了乙烯以外之單體的量)係少於5重量%,或少於2重量%,且可低到0。於某些實施例,硬鏈段包含全部或實質上全部之自乙烯衍生之單元。"軟"鏈段係其中以聚合物重量為基準,共單體含量(除了乙烯以外之單體的量)係大於5重量,或大於8重量%,大於10重量%,或大於15重量%之聚合化單元的嵌段。於某些實施例,軟鏈段中之共單體含量可為大於20重量%,大於25重量%,大於30重量%,大於35重量%,大於40重量%,大於45重量,大於
50重量%,或大於60重量%,且可最高達100重量%。
軟鏈段可以OBC總重量之從1重量%至99重量%,或OBC總重量之從5重量%至95重量%,從10重量%至90重量%,從15重量%至85重量%,從20重量%至80重量%,從25重量%至75重量%,從30重量%至70重量%,從35重量%至65重量%,從40重量%至60重量%,或從45重量%至55重量%存在於OBC。相反地,硬鏈段可以相似範圍存在。軟鏈段重量百分率及硬鏈段重量百分率可以自DSC或NMR獲得之數據為基準計算。此等方法及計算係揭露於,例如,以Colin L.P.Shan、Lonnie Hazlitt等人為名,於2006年3月15日申請,且讓渡Dow Global Technologies Inc.之名稱"乙烯/α-烯烴嵌段異種共聚物”的美國專利第7,608,668號案,其揭露內容在此被全部併入以供參考。特別地,硬及軟鏈段重量百分率及共單體含量可以US 7,608,668之第57欄至第63欄所述般判定。
烯烴嵌段共聚物係一包含較佳係以線性方式結合之二或更多種化學上不同的區域鏈段(稱為"嵌段")之聚合物,即,一包含有關於聚合化乙官能性係以端對端(而非側或接枝方式)結合之化學上不同之單元的聚合物。於一實施例,此等嵌段係於併入共單體之量或型式、密度、結晶量、可歸於此組成物之聚合物的結晶尺寸、立體規正性之型式或程度(整規或間規)、區域規則性或區域不看則性、分枝(包含長鏈分支或超分支)的量、均勻性或任何其它化學或物理性質係不同。與習知技藝之嵌段異種共聚物(包含藉由
依序單體添加、流變催化劑,或陰離子聚合反應技術製造之異種共聚物)相比,本發明之OBC特徵在於二聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或MWD)、嵌段長度分佈,及/或嵌段數分佈之獨特分佈,其於一實施例,係由於與用於其等製備之多種催化劑組合之穿梭劑的作用。
於一實施例,OBC係以一連續方法製造,且擁有從1.7至3.5,或從1.8至3,或從1.8至2.5,或從1.8至2.2之多分散指數,PDI(或MWD)。當以一批式或半批式方法製造時,OBC擁有從1.0至3.5,或從1.3至3,或從1.4至2.5,或從1.4至2之PDI。
此外,烯烴嵌段共聚物擁有擬合Schultz-Flory分佈(而非Poisson分佈)之PDI。本發明之OBC具有多分散嵌段分佈與多分散嵌段尺寸分佈。此造成形成具改良及可區別之物理性質的聚合物產物。多分散嵌段分佈之理論性利益先前已於Potemkin,Physical Review E(1998)57(6),6902-6912頁,及Dobrynin,J.Chem.Phvs.(1997)107(21),第9234-9238頁中模型化及探討。
於一實施例,本發明之烯烴嵌段共聚物擁有最可能之嵌段長度分佈。於一實施例,烯烴嵌段共聚物係定義為具有:(A)從1.7至3.5之Mw/Mn,至少一熔點(Tm,℃),及密度(d,克/立方公分),其中,Tm及d之數值係相對應於關係:Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2,及/或(B)從1.7至3.5之Mw/Mn,且特徵在於熔融熱(△H,J/g),
及以最高DSC峰值及最高結晶化分析分級(“CRYSTAF”)峰值間之溫度差定義之△量(△T,℃),其中,△T及△H之數值具有下列關係:對於大於0且最高達130J/g之△H,△T>-0.1299△H+62.81對於大於130J/g之△H,△T48℃其中,CRYSTAF峰值係使用至少5%之累積聚合物判定,且若少於5%之聚合物具有可鑑別之CRYSTAF峰值,則CRYSTAF溫度係30℃;及/或(C)以乙烯/α-烯烴異種共聚物之一壓模成型薄膜測量之於300%應變及1周期之彈性回復(Re,%),且具有密度(d,克/立方公分),其中,當乙烯/α-烯烴異種共聚物係實質上無交聯相時,Re及d之數值滿足下列關係:Re>1481-1629(d);及/或(D)使用TREF分餾時具有於40℃與130℃間析出之一分子部分(molecular fraction),特徵在於此部分具有大於或等於(-0.2013)T+20.07之量,更佳係大於或等於(-0.2013)T+21.07之量的莫耳共單體含量,其中,T係TREF分餾之峰值析出溫度之數值,以℃測量;及/或,(E)具有於25℃之儲存模量(G’(25℃)),及於100℃之儲存模量(G’(100℃)),其中,G’(25℃)對G’(100℃)之比率係於1:1至9:1之範圍。
烯烴嵌段共聚物亦可具有:(F)使用TREF分餾時於40℃與130℃間析出之一分子部分,特徵在於此部分具有至少0.5且最高達1之嵌段指數,
及太於1.3之分子量分佈(Mw/Mn);及/或(G)大於0且最高達1.0之平均嵌段指數,及大於1.3之分子量分佈(Mw/Mn)。需瞭解烯烴嵌段共聚物可具有性質(A)-(G)之一、一些、全部,或任何組合。嵌段指數可如美國專利第7,608,668號案中詳細描述般判定,其再此被併入以供此目的參考。用於判定性質(A)至(G)之分析方法係揭露於,例如,美國專利第7,608,668號案,第31欄,第26行至第35欄,第44行,其在此被併入以供此目的參考。
用於製備本發明OBC之適合單體包含乙烯及一或多種除了乙烯以外之可加成聚合之單體。適合共單體之例子包含具有3至30,較佳係3至20個碳原子之直鏈或分支之α-烯烴,諸如,丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯,及1-二十烯;具有3至30個,較佳係3至20個碳原子之環烯烴,諸如,環戊烯、環庚烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、四環十二烯,及2-甲基-1,4,5,8-二亞甲基-1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氫萘;二烯烴及聚烯烴,諸如,丁二烯、異戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、1,3-戊二烯、1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,4-己二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,4-辛二烯、1,5-辛二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、亞乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、二環戊二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、4-亞乙基-8-甲基-1,7-壬二烯,及5,9-二甲基-1,4,8-癸三烯,及3-苯基丙烯、4-苯基丙烯、1,2-二氟乙烯、四氟乙烯,及3,3,3-三氟-1-丙烯。
於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物具有從0.850g/cc至0.900g/cc,或從0.855g/cc至0.890g/cc或從0.860g/cc至0.880g/cc之密度。於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物具有40至70,較佳係從45至65,且更佳係從50至65之肖式(Shore)A值。於一實施例,藉由ASTM D 1238(190℃/2.16kg)測量,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物具有從0.1克/10分鐘至50克/10分鐘,或從0.3克/10分鐘至30克/10分鐘,或從0.5克/10分鐘至20克/10分鐘之熔融指數(MI)。於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物包含作為僅有單體型式之經聚合化的乙烯及一α-烯烴。於另一實施例,α-烯烴係選自丙烯、1-丁烯、1-己烯,或1-辛烯。
於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物具有從0.850g/cc至0.900g/cc,或從0.855g/cc至0.890g/cc或從0.860g/cc至0.880g/cc之密度。於一實施例,藉由ASTM D 1238(190℃/2.16kg)測量時,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物具有從0.5克/10分鐘至50克/10分鐘,或從0.7克/10分鐘至40克/10分鐘,或從0.8克/10分鐘至30克/10分鐘,或從1.0克/10分鐘至20克/10分鐘之熔融指數(MI或I2)。於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物包含作為僅有單體型式之經聚合化的乙烯及一α-烯烴。於另一實施例,α-烯烴係選自丙烯、1-丁烯、1-己烯,或1-辛烯。
於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物中之共單體係選自丙烯、丁烯、己烯,及辛烯。
於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物排除苯乙
烯。
於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物係乙烯/辛烯嵌段共聚物。
乙烯/α-烯烴嵌段共聚物可經由一鏈穿梭方法製造,諸如,於美國專利第7,858,706號案中所述般,此案在此被併入以供參考。特別地,適合之鏈穿梭劑及相關資訊係列示於第16欄,第39行至第19欄,第44行。適合催化劑係描述於第19欄,第45行至第46欄,第19行,且適合之共催化劑係於第46欄,第20行至第51欄第28行。此方法係描述於整份文件,但特別是於第51欄,第29行至第54欄,第56行。此方法亦描述於,例如,下列中:美國專利第7,608,668;7,893,166;及7,947,793號案。
於一實施例,乙烯/α-烯烴嵌段共聚物具有下列性質A至E之至少一者:(A)從1.7至3.5之Mw/Mn,至少一熔點(Tm,℃),及密度(d,克/立方公分),其中,Tm及d之數值係相對應於關係:Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2,及/或(B)從1.7至3.5之Mw/Mn,且特徵在於熔融熱(△H,J/g),及以最高DSC峰值及最高結晶化分析分級(“CRYSTAF”)峰值間之溫度差定義之△量(△T,℃),其中,△T及△H之數值具有下列關係:對於大於0且最高達130J/g之△H,△T>-0.1299△H+62.81對於大於130J/g之△H,△T48℃其中,CRYSTAF峰值係使用至少5%之累積聚合物判定,且
若少於5%之聚合物具有可鑑別之CRYSTAF峰值,則CRYSTAF溫度係30℃;及/或(C)以乙烯/α-烯烴異種共聚物之一壓模成型薄膜測量之於300%應變及1周期之彈性回復(Re,%),且具有密度(d,克/立方公分),其中,當乙烯/α-烯烴異種共聚物係實質上無交聯相時,Re及d之數值滿足下列關係:Re>1481-1629(d);及/或(D)使用TREF分餾時具有於40℃與130℃間析出之一分子部分,特徵在於此部分具有大於或等於(-0.2013)T+20.07之量,更佳係大於或等於(-0.2013)T+21.07之量的莫耳共單體含量,其中,T係TREF分餾之峰值析出溫度之數值,以℃測量;及/或,(E)具有於25℃之儲存模量(G’(25℃)),及於100℃之儲存模量(G’(100℃)),其中,G’(25℃)對G’(100℃)之比率係於1:1至9:1之範圍。
乙烯/α-烯烴嵌段共聚物可包含二或更多之此處實施例之組合。
本發明組成物包含一增黏劑。典型上,一增黏劑係一用於降低模量及改良表面黏著之樹脂。
於一實施例,增黏劑可為一未經氫化之脂族C5(5個碳原子)樹脂、一經氫化之脂族C5樹脂、一經芳香族改質之C5樹脂、一萜烯樹脂、一經氫化之C9樹脂,或此等之組合。
於一實施例,增黏劑具有從0.92g/cc至1.06g/cc之密度。
於一實施例,增黏劑具有從80℃至140℃,或從85℃至130℃,或從90℃至120℃,或從90℃至100℃之環球軟化溫度(依據ASTM E 28測量)。
於一實施例,增黏劑具有於175℃係少於1000巴斯卡秒(Pa‧s)之熔融黏度。於另一實施例,增黏劑具有於175℃係大於或等於1巴斯卡秒(Pa‧s)之熔融黏度,進一步係於175℃係大於或等於5巴斯卡秒(Pa‧s)。
於一實施例,增黏劑具有於175℃係少於500Pa‧s,或於175℃係少於200Pa‧s,或於175℃係少於100Pa‧s,或於175℃係少於50Pa‧s之熔融黏度。於另一實施例,增黏劑具有於175℃係從1Pa‧s至少於100Pa‧s,或至少於50Pa‧s之熔融黏度。
用於“C5增黏劑”之C5樹脂可得自C5原料,諸如,戊烯及1,3-戊二烯。用於增黏劑之萜烯樹脂可為以一烯蒎及d-檸檬烯原料為主。用於增黏劑之經氫化樹脂可為以芳香族樹脂(諸如,C9原料)、松香、脂族或萜烯原料為主。
適合增黏劑之非限制性例子包含可得自The Eastman Chemical Company以商品名PICCOTAC、REGALITE、REGALREZ,及PICCOLYTE,諸如,PICCOTAC 1095、REGALITE R1090、REGALREZ 1094,及PINOVA 之PICCOLYTE F-105出售之增黏劑。
增黏劑可包含二或更多之此處所述實施例之組
合。
本發明組成物可包含一油。於一實施例,此油含有大於95莫耳%之脂族碳。於一實施例,用於此油之非結晶部份的玻璃轉換溫度典型上係低於-70℃。此油可為一礦物油。適合油之非限制性例子包含以商品名HYDROBRITE 550(Sonneborn)、PARALUX 6001(Chevron)、KAYDOL(Sonneborn)、BRITOL 50T(Sonneborn)、CLARION 200(Citgo),及CLARION 500(Citgo)出售之礦物油。此油可包含二或更多之此處所述實施例之組合。
本發明組成物可包含一或多種添加劑。添加劑不受限地包含抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、色料、黏度改質劑、防結塊劑、脫模劑、填料、磨擦係數(COF)改質劑、感應加熱顆粒、氣味改質劑/吸收劑,及此等之任何組合。於一實施例,本發明組成物進一步包含一或多種另外聚合物。另外聚合物不受限地包含以乙烯為主之聚合物及以丙烯為主之聚合物。
除非相反表示、上下文暗示,或此項技藝中慣用外,所有份數及百分率係以重量為基準,且所有測試方法係此揭露之申請日時係當前。
術語"組成物”於此處使用時係包含含有此組成物之材料,與自此組成物之材料形成之反應產物及分解產
物。
術語"聚合物"於此處使用時係指藉由使不論是相同或不同型式之單體聚合而製備之聚合物化合物。一般術語聚合物因此包含術語均聚物(用以指僅自一種單體製備之聚合物,且瞭解微量雜質可被併入聚合物結構內及/或於本體聚合物內),及於後定義之術語異種共聚物。
術語"異種共聚物"於此處使用時係指藉由使至少二種不同單體聚合而製備之聚合物。一般術語異種共聚物因此包含共聚物(用以指自二種不同單體製備之聚合物),及自多於二種不同單體製備之聚合物。但是,見對於於上探討之乙烯/α-烯烴嵌段共聚物之術語“共聚物”之例外。
術語“以乙烯為主之聚合物”於此處使用時係指包含一主要重量%之經聚合的乙烯單體(以聚合物總重量為基準)且選擇性地可包含至少一經聚合之共單體的聚合物。
術語“乙烯/α-烯烴異種共聚物”於此處使用時係指包含呈經聚合型式之一主要量的乙烯單體(以異種共聚物之重量為基準)及至少一種隨機分佈於異種共聚物內之α-烯烴的異種聚合物。因此,此術語不包含乙烯/α-烯烴嵌段共聚物。
術語“乙烯/α-烯烴共聚物”於此處使用時係指包含呈經聚合型式之一主要量之乙烯單體(以共聚物之重量為基準)及一種α-烯烴作為唯有二種單體型式之共聚物。α-烯烴係隨機分佈於共聚物內。因此,此術語不包含乙烯/α-
烯烴嵌段共聚物。
術語“以烯烴為主之聚合物”於此處使用時係指包含呈經聚合型式之一主要量之烯烴單體(例如,乙烯或丙烯)(以聚合物之重量為基準)且選擇性地可包含一或多種共單體之聚合物。
術語“以丙烯為主之聚合物”於此處使用時係指包含呈經聚合型式之一主要量之丙烯單體(以聚合物之總重量為基準)且選擇性地可包含至少一種經聚合之共單體的聚合物。
術語“極性聚合物”於此處使用時係指包含一含有至少一雜原子之單體單元的聚合物。術語“極性聚合物”包含於聚合物形成後以一極性分子官能化之聚合物。
術語“聚烯烴”聚合物於此處使用時係指不包含一含有至少一雜原子之單體單元的聚合物。術語“聚烯烴”不包含於聚合物形成後以一極性分子官能化之聚合物。
術語“包含”及其衍生用語並不打算排除任何另外組份、步驟或程序之存在,無論此等是否於此處揭露。為避免任何疑問,除非相反表示,此處經由使用術語“包含”請求之所有組成物可包含任何另外之無論是聚合物或其它者的添加劑、佐劑,或化合物。相反地,除了對於操作性並不必要者外,術語“基本上由...組成”排除任何隨後描述任何其它組份、步驟或程序之範圍。術語“由...組成”排除未被明確描述或列示之任何組份、步驟,或程序。
樣品係使用LABTECH 5-層吹塑薄膜生產線製造。然後,樣品係於一COMEXI無溶劑層合機上使用MORFREE 403A(無溶劑黏著劑,可得自Dow Chemical Company)及共反應物C411(無溶劑黏著劑;可得自Dow Chemical Company)黏著層合至一“48ga雙軸取向之聚對苯二甲酸乙二酯(PET;可得自DuPont Teijin)”,形成一最終層合物薄膜結構(密封劑/PSA/芯材(3層)/無溶劑黏著劑/PET)。此處,測試樣品係切成“300mm長x 25mm寬”之層合薄膜帶材,摺成一半(密封劑層對密封劑層)且從摺痕密封25mm。每一層合物薄膜結構係使用一ACCUSEAL 540 PLUS脈衝熱密封機以“密封劑側對密封劑側”密封。密封壓力設為60ps,且密封係於300℉之溫度起始。壓力維持0.5秒,然後,當熱密封機之鉗夾冷卻至260℉時放開。經密封之樣品切成“25mm x 150mm”尺寸,且密封係與長軸垂直形成一測試樣本。用以實施開閉機械之最終密封尺寸或面積係“25mm x 5mm”。
黏著測試係依循PSTC-101測試方法A之一般架構。此係對著感興趣之某一表面以12英吋/分鐘作180°角剝離。於此情況,其中重合閘功能性被設計係存在之與黏著層鄰接之薄膜層係此感興趣之表面。可撓性薄膜樣品係使用紙膠帶固定於一不銹鋼板[PET/無溶劑黏著劑/芯材(3層)/PSA/密封劑/密封劑/PSA/芯材(3層)/無溶劑黏著劑/PET/係於測試樣品之一自由端(密封劑/PSA/芯材(3層)/無溶劑黏著劑/PET)以紙膠帶固定於板材;紙膠帶上之黏著劑
係與測試樣品之自由端的密封劑層接觸]。第二片紙膠帶被用以使測試樣品之摺疊端固定於板材;此處,膠帶係置放於離摺痕約10mm[紙膠帶/PET/無溶劑黏著劑/芯材(3層)/PSA/密封劑/密封劑/PSA/芯材(3層)/無溶劑黏著劑/PET/係以紙膠帶固定於板材;紙膠帶上之黏著劑係與測試樣品之摺疊端之上PET層接觸]。測試樣品之另一自由端係從測試樣品之固定自由端呈180°剝離,造成於PSA-芯材界面處破裂[自由端:PET/無溶劑黏著劑/芯材(3層)/-破裂-PSA/密封劑/密封劑/PSA/芯材(3層)/無溶劑黏著劑/PET-板材],且產生一力量值。
執行BLUEHILL 3軟體之INSTRON 5564被用於收集剝離數據。所有樣品於標準條件,23℃及50% RH平衡。測試亦係於標準條件進行。峰值力量係對每一層合薄膜之五個測試樣品作記錄,並且取平均。第一剝離後,樣品係使用PSTC樣品層合測試方法中提供之標準軋條件重合閘。使樣品滾軋/密封與使樣品測試/剝離間之標準駐留時間係20分鐘(23℃及50% RH)。樣本重合閘10次,然後,留置24小時駐留時間(23℃及50% RH),然後,重合閘另外10次,及標準20分鐘駐留(23℃及50% RH),或至力量不再被測得為止。黏著結果係顯示於表6。
以乙烯為主之聚合物或調配物之熔融指數係依據ASTM D 1238,條件對於I2係190℃/2.16公斤且對於I10係190℃/10公質而測量。而以丙烯為主之聚合物的熔融流
動速率(MFR)係依據ASTM D1238,條件230℃/2.16公斤測量。
用於密度測量之樣品(聚合物及調配物)係依據ASTM D 1928製備。測量係使用ASTM D792,方法B於樣品按壓1小時內進行。
動態力學譜圖(Dynamic Mechanical Spectroscopy,DMS)係於在一熱壓機內於180℃及10MPa壓力持續5分鐘,然後,於此壓製機內以90℃/分鐘之以水冷卻而形成之壓縮成型碟形物上測量。測試係使用一裝設用於扭力測量之雙懸臂樑夾具的ARES控制應變流變儀(TA instruments)進行。
一1.5mm板材被壓製,且切成32 x 12mm尺寸之條材(測試樣品)。測試樣品於兩端係夾置於分開10mm之夾具間(夾具分離△L),且接受從-100℃至200℃之連續溫度步階(每一步段係5℃)。於每一溫度,扭力模量G'係以10rad/s之角頻率測量,應變幅度維持於0.1%與4%之間,以確保扭力足夠及測量維持於線性狀態。
10g之起始靜力被維持(自動張力模式)以避免於熱膨脹發生時樣品鬆弛。因此,夾具分離△L隨著溫度而增加,特別是高於聚合物樣品之熔點或軟化點時。測試於最大溫度時或當夾具間之間隙達65mm時停止。
差式掃瞄量熱術(DSC)係用於測量以乙烯(PE)為主之聚合物樣品及以丙烯(PP)為主之聚合物樣品的結晶度。約5至8毫克之樣品被稱重且置於一DSC盤內。蓋子卷曲於盤上以確保一密閉氛圍。樣品盤置於一DSC單元內,然後以約10℃/分鐘之速率加熱對於PE係至180℃之溫度(對於PP係230℃)。樣品於此溫度保持3分鐘。然後,樣品以10℃/分鐘冷卻對於PE係至-60℃(對於PP係至-40℃),於此溫度保持等溫3分鐘。樣品其次以10℃/分鐘之速率加熱至完全熔融為止(第二加熱)。對於聚合物樣品(非調配物),結晶度百分率係藉由使自第二加熱曲線判定之熔融熱(Hf或△H熔融)除以對於PE係292J/g(對於PP係165J/g)之理論熔融熱,且將此量乘以100而計算(例如,對於PE,結晶度%=(Hf/292J/g)x 100;且對於PP,結晶度%=(Hf/165J/g)x 100)。
除非其它表示,每一聚合物之熔點(Tm)係自如上所述般之自DSC獲得的第二加熱曲線判定(峰值Tm)。玻璃轉換溫度(Tg)係自第二加熱曲線判定。結晶溫度(Tc)係自第一冷卻曲線測量(峰值Tc)。結晶△H係自第一冷卻曲線獲得,且係藉由使結晶波峰下之面積積分而計算。熔融△H係自第二加熱曲線獲得,且係藉由使熔融波峰下之面積積分而計算。
凝膠滲透層析系統係由一Polymer Laboratories Model PL-210或一Polymer Laboratories Model PL-220儀器所組成。管柱及旋轉料架隔室係於140℃操作。三個Polymer
Laboratories 10微米混合式B管柱被使用。溶劑係1,2,4三氯苯。樣品以於含有200ppm丁基化羥基甲苯(BHT)之50毫升溶劑內之0.1克聚合物的濃度製備。樣品係藉由於160℃輕輕攪拌2小時而製備。注射體積係100微升,且流速係1.0毫升/分鐘。
GPC管柱組之校正係以21個具有範圍從580至8,400,000克/莫耳之分子量的窄分子量分佈之聚苯乙烯標準物實施,其係以六個"雞尾酒式"混合物配置,個別分子量間具有至少10個分隔。標準物係購自Polymer Laboratories(Shropshire,UK)。聚苯乙烯標準物對於等於或大於1,000,000克/莫耳之分子量係以“於50毫升溶劑內0.025克”,且對於少於少於1,000,000克/莫耳之分子量係“於50毫升溶劑中0.05克”而製備。聚苯乙烯標準物於80℃溶解且溫和攪拌30分鐘。窄標準物之混合物先操作,且係以減少最高分子量組份之順序,以使降解達最小。聚苯乙烯標準物峰值分子量係使用下列方程式轉化成聚乙烯分子量(如Williams及Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)中所描述):M聚乙烯=0.431M聚苯乙烯)。聚乙烯當量分子量計算係使用VISCOTEK TriSEC軟體3.0版計算。
本揭露內容之某些實施例現將於下列範例中詳細說明。
INFUSE 9107烯烴嵌段共聚物-OBC-0.866g/cm3
之密度及1.0克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。可得自Dow Chemical Company。
INFUSE 9507烯烴嵌段共聚物-OBC-0.866g/cm3之密度及5.0克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。可得自Dow Chemical Company。
PICCOTAC 1095-C5增黏劑-94℃之環球軟化點及1700之Mw,可得自Eastman Chemical Company。
CHEVRON PARALUX 6001-礦物油-約0.87g/cm3之密度及約70%之烷烴碳。
IRGANOX 1010-抗氧化劑-季戊四醇四(3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯)。
DOW LDPE 5004I-低密度聚乙烯-0.924g/cm3之密度及4.2克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。
DOW LDPE 748I-低密度聚乙烯-0.920g/cm3之密度及7克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。
ULTRAMID C33-聚醯胺-1.12g/cm3之密度。可得自BASF。
PE19=AGILITY 1001加工加速劑-低密度聚乙烯-0.920g/cm3之密度及0.65克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。
DOWLEX 2038.68G聚乙烯樹脂-0.935g/cm3之密度及1克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。
AMPLIFY TY 1053H-經MAH接枝之PE-0.958g/cm3之密度及2克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。可得自
Dow Chemical Company。
ELITE 5960G-高密度聚乙烯-0.960g/cm3之密度及0.85克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。可得自Dow Chemical Company。
BRASKEM PP 6D83K-無規共聚物聚丙烯-1.9克/10分鐘之MFR(230℃/2.16公斤)。
DOW DFDA-7059 NT 7線性低密度聚乙烯樹脂-0.918g/cm3之密度及2克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。
EVAL H171B-乙烯乙烯醇-1.17g/cm3之密度及1.7克/10分鐘之I2(190℃/2.16公斤)。可得自Kuraray。
AMPACET10063-防結塊母料。可得自Ampacet。
AMPACET 10090-滑劑母料。可得自Ampacet。樣品製備-組成物A
數個調配物係使用-雙螺桿擠製機製備,然後,測試熔融指數及密度(表1)。表1中所示之調配物係使用一單步驟雙螺桿擠製方法製備。調配物組份(重量%)係列示於表1。調配操作係於一COPERION ZSK-25 25-mm同向旋轉之雙螺桿擠製機實施。擠製機具有48之總長度對直徑比率(L/D)。擠製機係裝設一24kW馬達及1200rpm之最大螺杆速度。用於此擠製生產線之進料系統係由二個失重式進料器所組成。聚合物先質係使用一K-Tron KCLQX3單螺桿進料器供應至擠製機之主進料喉。PICCOTAC增黏劑係供應至筒5之側臂內。PARALUX加工油係使用一Leistritz齒輪泵
經由筒4之注射口添加。化合物使用一具有一2-孔模具之水下粒化單元粒化。丸粒被收進且使用2000ppm POLYWAX 2000(可得自Baker Hughes)粉塵化,然後,於氮氣沖洗下乾燥24小時。螺桿速度對於所有樣品係設為300RPM。溫度分佈係如下設定:100℃(1區)、120℃(2區)、140℃(3區)、140℃(4區)、110℃(5區)、100℃(6區)、110℃(7區)。
表1及2中所示之範例4的調配物被用於在一吹製薄膜生產線上製造一五層薄膜,於一可撓性包裝內形成一嵌入式PSA,且能有一良好重合閘特徵。吹塑擠製樣品係使用一LABTECH 5-層吹塑薄膜生產線製造。熱密封層係置於氣泡外側上,且材料係自行繞捲於捲曲滾輪上。薄膜製造條件係顯示於表3。薄膜組態及用以形成每一薄膜層之聚合物調配物(每一組份之重量%)係列示於表4及5。範例6之調配物亦被用以形成一薄膜結構。
表4及5之本發明薄膜係具有良好完整性。此等多層薄膜係僅自可共擠製聚合物調配物形成之可撓性薄膜。此等薄膜可用於包裝產品,且可於典型薄膜處理加工設備上加工。
某些薄膜係使用MORFREE 403A(無溶劑黏著劑,可得自Dow Chemical Company)及共同反應物C411(無溶劑黏著劑,可得自Dow Chemical Company)黏著層合至一“48ga雙軸取向之聚對苯二甲酸乙二酯(可得自DuPont Teijin)”,形成一最終層合物薄膜結構(密封劑/PSA/芯材(3層)/無溶劑黏著劑/PET)。
層合薄膜結構上之重合閘黏著結果係顯示於表6,其係依循“重合閘包裝黏著測試”。如表6中所見,本發明薄膜具有優異重合閘黏著性。藉由將可擠製PSA作為此結構中之第二層而置放熱密封劑與芯材(或襯底)材料(諸如,尼龍或聚丙烯)之間,形成一可被多次開閉之結構。芯材結構之剩餘者可為一LLDPE/LDPE摻合物。如上所探討,此五層薄膜係層合至一PET而模擬一典型包裝結構。當使用聚丙烯作為芯材材料時,剝離值係穩定且保持固定至最高達20次開閉循環。
Claims (14)
- 一種薄膜,包含至少二層,層A及層B,且其中,層A係自一組成物A形成,該組成物A係包含下列:一乙烯/α-烯烴嵌段共聚物;及一增黏劑,且其中,該組成物A具有從1至50克/10分鐘之熔融指數(I2),及從7.5至13之I10/I2比率;且其中,層B係自一組成物B形成,該組成物B包含下列之一:i)一極性聚合物,ii)一聚烯烴,或iii)其等之組合。
- 如請求項1之薄膜,進一步包含一第三層C,其係自一組成物C形成,該組成物C包含一以乙烯為主之聚合物。
- 如請求項2之薄膜,其中,該以乙烯為主之聚合物具有少於或等於0.93g/cc之密度。
- 如請求項2或3之薄膜,其中,該以乙烯為主之聚合物具有比組成物B之最高熔融組份的熔融溫度(Tm)低至少10℃之熔融溫度(Tm)。
- 如先前請求項中任一項之薄膜,其中,組成物B包含i)一極性聚合物。
- 如請求項5之薄膜,其中,該極性聚合物係選自聚醯胺、 聚乙烯醇、乙烯乙烯醇、乙烯乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸、聚酯、聚乳酸,或其等之組合。
- 如請求項5或6之薄膜,其中,該極性聚合物具有從0.5克/10分鐘至50克/10分鐘之熔融指數。
- 如請求項1-4中任一項之薄膜,其中,組成物B包含ii)一聚烯烴。
- 如請求項8之薄膜,其中,該聚烯烴係選自聚乙烯均聚物、乙烯/α-烯烴共聚物、聚丙烯均聚物、丙烯/乙烯共聚物、丙烯/α-烯烴共聚物,或其等之組合。
- 如先前請求項中任一項之薄膜,其中,層A係鄰接層B。
- 如請求項2-10中任一項之薄膜,其中,層A係位於層B與層C之間。
- 如請求項11之薄膜,其中,層A係鄰接層C。
- 一種物件,包含至少一自先前請求項中任一項之薄膜形成之組份。
- 如請求項13之物件,其中,該物件係選自一吹塑薄膜、一層合物、一鑄製薄膜,或一囊袋。
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