TW201914822A - 部分塗佈膜及由其形成的包裝 - Google Patents

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Abstract

本發明提供塗佈膜及由所述膜形成之包裝。在一個態樣中,部分塗佈膜包括(a)具有兩個外表面之膜,其中第一外表面由膜層提供,所述膜層包括70重量%至100重量%之具有0.860 g/cm3至0.965 g/cm3之密度的聚烯烴;及(b)在所述膜之所述第一外表面上的塗層,所述塗層包括聚胺基甲酸酯,其中所述塗層覆蓋所述膜之所述第一外表面之小於25%的表面積,且其中所述膜之所述塗佈部分展現在縱向或橫向中之至少一者上比未塗佈部分在相同方向上之艾勉道夫撕裂小至少20%的艾勉道夫撕裂,其中所述艾勉道夫撕裂根據ASTM D1922量測。

Description

部分塗佈膜及由其形成的包裝
本發明係關於可用於包裝之部分塗佈膜。此類塗膜可尤其適用於食品包裝中。
聚烯烴膜通常用於直立式小袋、小包(sachet)、枕袋式小袋及其他類型之包裝。當用於在此類包裝中時,聚烯烴,諸如聚乙烯可提供良好機械特性。儘管對於一些包裝設計而言一些機械特性可為期望的,但其他機械特性可為較不期望的。舉例而言,由聚乙烯形成之包裝提供高撕裂強度,其對於一些包裝設計而言可為期望的。然而,對於設計為藉由撕裂打開之包裝設計而言,高撕裂強度可為較不期望的。
因此,期望具有新的膜及相關材料用於包裝,所述包裝提供機械特性之期望混合,同時亦允許易於藉由撕裂打開。
本發明提供部分塗佈膜,其有利地將基於聚烯烴之膜(包含單層及多層膜,存在及不存在層壓)與在所述膜之外表面之僅一部分上的聚胺基甲酸酯塗層組合,有利地提供期望機械特性(例如剛性)同時亦降低所述塗佈區域之抗撕裂性。塗佈有聚胺基甲酸酯塗層之區有利地提供較低抗撕裂性區域,所述較低抗撕裂性區域能夠促進所述膜或由所述膜形成之包裝的易撕裂及易穿刺區。
在一個態樣中,本發明提供一種部分塗佈膜,其包括(a)具有兩個外表面之膜,其中第一外表面由膜層提供,所述膜層包括70重量%至100重量%之具有0.860 g/cm3 至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴;及(b)在所述膜之所述第一外表面上的塗層,所述塗層包括聚胺基甲酸酯,其中所述塗層覆蓋所述膜之所述第一外表面之小於25%的表面積,且其中所述膜之所述塗佈部分展現在縱向或橫向中之至少一者上比未塗佈部分在相同方向上之艾勉道夫(Elmendorf)撕裂小至少20%的艾勉道夫撕裂,其中艾勉道夫撕裂根據ASTM D1922量測。在一些實施例中,所述膜為單層膜。在一些實施例中,所述膜為多層膜。
本發明之實施例亦提供由本文所揭示之部分塗佈膜形成的包裝(例如可撓性包裝、小袋、直立式小袋、袋等)。
此等及其他實施例更詳細地描述於實施方式中。
除非本文中另外規定,否則百分比為重量百分比(wt%)且溫度以℃為單位。
如本文所用,術語「組合物」包含包括所述組合物之材料,以及由所述組合物之材料形成之反應產物及分解產物。
術語「包括」及其衍生詞並不意欲排除任何額外組分、步驟或程序之存在,無論其是否揭示於本文中。為避免任何疑問,除非相反陳述,否則本文中經由使用術語「包括」所主張之所有組合物均可包含任何額外添加劑、佐劑或化合物,無論聚合或以其他方式。相比之下,術語「基本上由……組成」自任何隨後列舉範圍中排除除了對操作不重要的組分、步驟或程序之外的任何其他組分、步驟或程序。術語「由……組成」排除未具體敍述或列舉之任何組分、步驟或程序。
如本文所用,術語「聚合物」係指藉由使相同或不同類型之單體聚合所製備的聚合化合物。通用術語聚合物因此涵蓋術語均聚物(用於指代僅由一種類型之單體所製備的聚合物,應瞭解痕量之雜質可併入聚合物結構中)及如下文所定義之術語互聚物。痕量雜質可併入聚合物之中及/或之內。
如本文所用,術語「互聚物」係指藉由使至少兩種不同類型之單體聚合所製備的聚合物。通用術語互聚物因此包含共聚物(用於指代由兩種不同類型之單體製備的聚合物)及由超過兩種不同類型之單體所製備的聚合物。如本文所用,術語「聚合物」係指藉由使相同或不同類型之單體聚合所製備的聚合化合物。通用術語聚合物因此涵蓋術語「均聚物」,其通常用於指代僅由一種類型之單體製備的聚合物;以及「共聚物」,其係指由兩種或更多種不同單體製備之聚合物。
「聚乙烯」將意謂包括超過50重量%之衍生自乙烯單體之單元之聚合物。此包含聚乙烯均聚物或共聚物(意謂衍生自兩種或多於兩種共聚單體之單元)。本領域中已知之聚乙烯之常見形式包含低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene;LDPE);線性低密度聚乙烯(Linear Low Density Polyethylene;LLDPE);超低密度聚乙烯(Ultra Low Density Polyethylene;ULDPE);極低密度聚乙烯(Very Low Density Polyethylene;VLDPE);單點催化線性低密度聚乙烯,包含線性及大體上線性低密度樹脂(m-LLDPE)兩者;中密度聚乙烯(Medium Density Polyethylene;MDPE);及高密度聚乙烯(High Density Polyethylene;HDPE)。此等聚乙烯材料通常在本領域中已知;然而,以下描述可有助於理解此等不同聚乙烯樹脂中之一些之間的差異。
術語「LDPE」亦可稱為「高壓乙烯聚合物」或「高度支化聚乙烯」且定義為意謂聚合物在高壓釜或管狀反應器中在高於14,500 psi(100 MPa)之壓力下藉由使用自由基引發劑(諸如過氧化物)部分或完全均聚或共聚合(參見例如US 4,599,392,其以引用之方式併入本文中)。LDPE樹脂典型地具有0.916至0.940 g/cm3 範圍內之密度。
術語「LLDPE」包含使用傳統齊格勒-納塔催化劑(Ziegler-Natta catalyst)系統以及單點催化劑(包含但不限於雙茂金屬催化劑(有時稱為「m-LLDPE」)及受限幾何結構催化劑)製得的樹脂,且包含線性、大體上線性或異質聚乙烯共聚物或均聚物。LLDPE含有比LDPE少之長鏈支化且包含大體上線性乙烯聚合物,其進一步定義於美國專利5,272,236、美國專利5,278,272、美國專利5,582,923及美國專利5,733,155中;均勻支化的線性乙烯聚合物組合物,諸如美國專利第3,645,992號中之彼等組合物;非均勻支化的乙烯聚合物,諸如根據美國專利第4,076,698號中揭示的方法製備的彼等聚合物;及/或其摻合物(諸如US 3,914,342或US 5,854,045中揭示之彼等者)。LLDPE可經由氣相、溶液相或漿液聚合或其任何組合,使用本領域中已知的任何類型之反應器或反應器組態製得,其中氣相及漿液相反應器最佳。LLDPE典型地可具有至多0.940 g/cm3 之密度,且可包含ULDPE及VLDPE,其為具有在範圍之下限之密度的LLDPE。
術語「MDPE」係指具有0.926至0.940 g/cm3 之密度的聚乙烯。「MDPE」典型地使用鉻或齊格勒-納塔催化劑或使用茂金屬、受限幾何結構或單點催化劑且典型地具有超過2.5之分子量分佈(「MWD」)。
術語「HDPE」係指具有約0.940 g/cm3 或更大之密度之聚乙烯,其一般用齊格勒-納塔催化劑、鉻催化劑或甚至茂金屬催化劑製備。
「聚丙烯」應意謂包括超過50重量%之衍生自丙烯單體之單元的聚合物。此包含聚丙烯均聚物或共聚物(意謂衍生自兩種或多於兩種共聚單體之單元)。本領域中已知之聚丙烯之常見形式包含聚丙烯均聚物(hPP)、聚丙烯無規共聚物(rcPP)、聚丙烯抗衝擊共聚物(hPP +至少一種彈性抗衝擊改質劑)(ICPP)或高衝擊強度聚丙烯(HIPP)、高熔融強度聚丙烯(HMS-PP)、等規聚丙烯(iPP)、間規聚丙烯(sPP)及其組合。
「多峰」意謂特徵可在於在顯示分子量分佈之GPC層析圖中具有至少兩個不同峰之樹脂組合物。多峰包含具有兩個峰之樹脂以及具有多於兩個峰之樹脂。
除非本文中另外指示,否則在描述本發明之態樣中使用以下分析方法:
熔融指數:熔融指數I2 (或I2)及I10 (或I10)根據ASTM D-1238在190℃下及分別在2.16 kg及10 kg負載下量測。其值以公克/10分鐘為單位報導。「熔體流動速率」用於基於聚丙烯之樹脂及其他樹脂,且根據ASTM D1238(230℃,2.16 kg下)測定。
密度:根據ASTM D4703製備用於密度量測之樣品。根據ASTM D792,方法B,在一小時樣品按壓內進行量測。
根據ASTM D1922量測艾勉道夫撕裂。
藉由差示掃描量熱計(DSC)測定峰值熔點,其中將膜在230℃下調節3分鐘,之後以每分鐘10℃之速率冷卻至-40℃之溫度。在膜在-40℃下保持3分鐘之後,以每分鐘10℃之速率將膜加熱至200℃。
根據ASTM D882-12,用英斯特朗(Instron)萬能測試器在縱向(MD)及橫向(CD)上量測1%應變和2%應變下的正割模數。
本文中進一步描述額外特性及測試方法。
已發現,藉由在聚烯烴膜之選擇區中塗覆特定聚胺基甲酸酯塗層,在塗佈區中部分塗佈膜具有降低之抗撕裂性。藉由選擇性地塗佈此類膜,部分塗佈區可因此用於促進易撕裂及/或易穿刺之區,所述區尤其適用於由此類膜形成之包裝的開口中。
在一個態樣中,本發明提供一種部分塗佈膜,其包括(a)具有兩個外表面之膜,其中第一外表面由膜層提供,所述膜層包括70重量%至100重量%之具有0.860 g/cm3 至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴;及(b)在所述膜之所述第一外表面上的塗層,所述塗層包括聚胺基甲酸酯,其中所述塗層覆蓋所述膜之所述第一外表面之小於25%的表面積,且其中所述膜之所述塗佈部分展現在縱向或橫向中之至少一者上比未塗佈部分在相同方向上之艾勉道夫撕裂小至少20%的艾勉道夫撕裂,其中艾勉道夫撕裂根據ASTM D1922量測。在一些實施例中,當根據ASTM D1922量測時,膜之未塗佈部分的艾勉道夫撕裂為至少50公克。在一些實施例中,膜為雙軸定向聚丙烯膜。在一些實施例中,膜為流延聚丙烯膜。在一些實施例中,膜由聚乙烯或聚乙烯之摻合物形成,其中所述聚乙烯之密度為0.915 g/cm3 至0.962 g/cm3
在一些實施例中,膜為單層膜。在其他實施例中,膜為多層膜。在膜為包括兩個或更多個層之多層膜之一些實施例中,膜可包括一或多個包括聚丙烯、丙烯類共聚物、環烯烴共聚物或其混合物的層。在膜為包括兩個或更多個層之多層膜之一些實施例中,膜可進一步包括障壁層。在此類實施例中,障壁層可包括例如聚醯胺或乙烯乙烯醇。
在一些實施例中,待塗佈之膜為吹塑膜。在一些實施例中,待塗佈之膜為鑄造膜。
在一些實施例中,聚胺基甲酸酯由:(a)羥基封端之胺基甲酸酯;及(b)異氰酸酯官能性預聚物形成。在一些實施例中,異氰酸酯官能性預聚物包括芳族異氰酸酯。在一些實施例中,羥基封端之胺基甲酸酯包括以下至少一者:羥基封端之基於聚醚之胺基甲酸酯、羥基封端之基於聚酯之胺基甲酸酯及羥基封端之基於聚酯-聚醚之胺基甲酸酯。本文提供關於可用於本發明之各種實施例中之塗層中的聚胺基甲酸酯的其他細節。
在一些實施例中,經塗佈之膜的外表面部分(或多層膜之一層的外表面)上的塗層之量為1至7 g/m2
在一些實施例中,部分塗佈膜具有20至250微米之厚度。在一些實施例中,部分塗佈膜具有25至100微米之厚度。
在一些實施例中,本發明提供層壓體。在一些此類實施例中,層壓體包括層壓至第二膜之根據本文所揭示之實施例中之任一者的部分塗佈膜。
本發明之一些實施例係關於包裝。在一些此類實施例中,包裝包括根據本文所揭示之實施例中之任一者的部分塗佈膜。在一些實施例中,包裝為直立式小袋,且塗佈部分接近小袋之上邊緣以便打開小袋。在另一實施例中,小袋包括至少一個側邊緣,所述側邊緣具有凹口,且所述凹口形成在所述塗佈部分中或與塗佈沿相鄰。在一些實施例中,包裝為飲料容器,且塗佈部分位於容器上之位置以允許插入吸管。 膜
根據本發明之實施例,可至少部分地塗佈廣泛多種膜以提供部分塗佈膜。
此類膜具有兩個外表面,其中第一外表面為部分塗佈有聚胺基甲酸酯之外表面。第一外表面由膜層提供,所述膜層包括70至100重量%之具有0.860至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴。在膜為單層膜之實施例中,膜層可為唯一膜層,或在膜為多層膜之實施例中,膜層可為多層中之一者。
如上文所提及,在一些實施例中,膜為多層膜。在此類實施例中,第一層包括70至100重量%之具有0.860至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴。在一些實施例中,第一層為提供部分塗佈第一外表面之表面層。70至100重量%(wt%)之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,聚烯烴之量可為70、80或90 wt%之下限至80、90或100 wt%之上限。舉例而言,聚烯烴之量可為80至100 wt%,或在替代方案中,70至90 wt%,或在替代方案中,75至95 wt%,或在替代方案中,80至100 wt%。
在各種實施例中,聚烯烴可為聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯之摻合物或聚乙烯與聚丙烯之摻合物。在一些實施例中,膜由聚乙烯或聚乙烯之摻合物形成,其中所述聚乙烯之密度為0.915 g/cm3 至0.962 g/cm3
在一些實施例中,聚烯烴包括線性低密度聚乙烯。在一些實施例中,線性低密度聚乙烯具有小於或等於0.930 g/cc(cm3 )之密度。小於或等於0.930 g/cc之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,線性低密度聚乙烯之密度可來自0.915、0.920、0.925或0.930 g/cc之上限在本發明之一些態樣中,第一線性低密度聚乙烯具有大於或等於0.870 g/cc之密度。在0.915與0.930之間的所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。
在一些實施例中,線性低密度聚乙烯具有127℃或更小,較佳在70℃與126℃之間,更佳在80℃與125℃之間的峰值熔點。
第一層中線性低密度聚乙烯之熔融指數可取決於多種因素,包含膜是否為吹塑膜或鑄造膜。在膜為吹塑膜之實施例中,線性低密度聚乙烯具有小於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。自2.0公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,第一線性低密度聚乙烯可具有上限為2.0、1.7、1.4、1.1或0.9公克/10分鐘之熔融指數。在本發明的一個特定方面,線性低密度聚乙烯具有下限為0.1公克/10分鐘之I2 。自0.1公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,第一線性低密度聚乙烯可具有大於或等於0.1、0.2、0.3或0.4公克/10分鐘之I2
在其他實施例中,膜可為鑄造膜。在此類實施例中,線性低密度聚乙烯具有大於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。高於2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,第一線性低密度聚乙烯可具有下限為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0或10公克/10分鐘之熔融指數。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之第一線性低密度聚乙烯可具有15公克/10分鐘之熔融指數上限。在一些實施例中,取決於第一層或其他層中之其他組分,用於鑄造膜應用之第一層中的第一線性低密度聚乙烯可具有小於2.0公克/10分鐘之I2 的上限。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之第一層中之線性低密度聚乙烯可具有0.1至2.0公克/10分鐘或0.5至2.0公克/10分鐘的熔融指數(I2 )。0.1至2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。
可用於第一層中之線性低密度聚乙烯的實例包含可以名稱AFFINITY™、DOWLEX™及ELITE™商購自陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)之彼等,包含例如AFFINITY™ PL 1146G、AFFINITY™ 1881G、DOWLEX™ 2045G、DOWLEX™ 2645G、ELITE™ AT 6401及ELITE™ 5401G。可用於第一層中之超低密度聚乙烯的實例包含可以商品名ATTANE™商購自陶氏化學公司之彼等,包含例如ATTANE™ 4203。
在第一層包括<100%之第一線性低密度聚乙烯的實施例中,第一層進一步包括一或多種額外聚乙烯樹脂,諸如(例如)具有0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的一或多種低密度聚乙烯、具有0.915 g/cc或更高之密度及0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的一或多種額外線性低密度聚乙烯。
在其中膜包括多層膜之實施例中,在一些實施例中第二層包括60至100重量%的聚乙烯。在一些實施例中,第二層為另一表面層。60至100重量%(wt%)之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如聚乙烯之量可為60、70、80或90 wt%之下限至70、80、90或100 wt%之上限。舉例而言,聚乙烯之量可為70至100 wt%,或在替代方案中,60至90 wt%,或在替代方案中,65至95 wt%,或在替代方案中,70至100 wt%。
第二層中之聚乙烯具有0.905至0.970 g/cc(cm3 )之密度。0.910至0.970 g/cc之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如聚乙烯之密度可為0.905、0.910、0.920、0.930、0.940或0.950 g/cc之下限至0.930、0.940、0.950、0.960、0.970 g/cc之上限。在一些實施例中,聚乙烯具有0.910至0.970 g/cc,較佳在0.920至0.960 g/cc之間,更佳在0.940至0.960 g/cc之間的密度。
第二層中之聚乙烯具有100℃至135℃,在一些實施例中,較佳在102℃與132℃之間,更佳在105℃與132℃之間的峰值熔點。
第二層中之聚乙烯之熔融指數可取決於多種因素,包含膜是否為吹塑膜或鑄造膜。在所述膜為吹塑膜之實施例中,聚乙烯具有小於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。自2.0公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有上限為2.0、1.7、1.4、1.1或0.9公克/10分鐘之密度。在本發明之一特定態樣中,聚乙烯具有下限為0.1公克/10分鐘之I2 。自0.1公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有大於或等於0.1、0.2、0.3或0.5公克/10分鐘之I2
在其他實施例中,膜可為鑄造膜。在此類實施例中,第二層中之聚乙烯具有大於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。高於2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,第一線性低密度聚乙烯可具有下限為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0或10公克/10分鐘之熔融指數。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之第二層中之聚乙烯可具有至多15公克/10分鐘的I2 。在一些實施例中,視第二層或其他層中之其他組分而定,用於鑄造膜應用之第二層中之聚乙烯可具有小於2.0公克/10分鐘之I2 的上限。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之第二層中之聚乙烯可具有0.1至2.0公克/10分鐘或0.5至2.0公克/10分鐘之熔融指數(I2 )。0.1至2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。
可用於第二層中之聚乙烯的實例包含可以名稱DOWLEX™及ELITE™及ATTANE™商購自陶氏化學公司之彼等,諸如DOWLEX™ 2045G、DOWLEX™ NG2038B、ELITE™ 5111G、ELITE™ 5400G、ELITE™ 5960G及ATTANE 4203。
在第二層包括<100%上文所描述之聚乙烯之實施例中,第二層進一步包括一或多種額外聚乙烯樹脂,諸如具有0.1至5公克/10分鐘之熔融指數之一或多種低密度聚乙烯、具有0.950 g/cc或更小之密度及0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的一或多種額外線性低密度聚乙烯。
在膜包括多層膜之實施例中,第二層包括60至100重量%之聚乙烯。在一些實施例中,第二層為另一表面層。60至100重量%(wt%)之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,聚丙烯之量可為自60、70、80或90 wt%之下限至70、80、90或100 wt%之上限。舉例而言,聚丙烯之量可為70至100 wt%,或在替代方案中,60至90 wt%,或在替代方案中,65至95 wt%,或在替代方案中,70至100 wt%。
可用於第二層之聚丙烯可為聚丙烯均聚物(hPP)、聚丙烯無規共聚物(rcPP)、聚丙烯抗衝擊共聚物(hPP +至少一種彈性抗衝擊改質劑)(ICPP)或高衝擊強度聚丙烯(HIPP)、高熔體強度聚丙烯(HMS-PP)、等規聚丙烯(iPP)、間規聚丙烯(sPP),及其組合。可在本發明之一些實施例中使用之丙烯均聚物之實例包含可購自利安德巴塞爾工業公司(LyondellBasell Industries)(例如Pro-fax PD702)、可購自布拉斯科(Braskem)(例如D115A)及可購自北歐化工公司(Borealis)(例如WF 420HMS)之丙烯均聚物。可用於第二層中之聚丙烯亦可為丙烯-α-烯烴互聚物。此類丙烯/α-烯烴互聚物可以商標名VERSIFY™購自陶氏化學公司,或以商標名VISTAMAXX購自埃克森美孚化學公司(ExxonMobil Chemical Company)。
在第二層包括<100%之上文所描述之聚丙烯的實施例中,第二層進一步包括一或多種聚乙烯樹脂,諸如(例如)一或多種具有0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的低密度聚乙烯、一或多種具有0.930 g/cc或更低之密度及0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的額外線性低密度聚乙烯。
在所述膜為具有如上文所描述之第一及第二層之多層膜之實施例中,所述膜可在第一層與第二層之間進一步包括一或多個內層。在此類實施例中,內層中之至少一者可包括40至100重量%之高密度聚乙烯。40至100重量%(wt%)之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如高密度聚乙烯之量可為40、50、60、70、80或90 wt%之下限至50、60、70、80、90或 100 wt%之上限。舉例而言,高密度聚乙烯之量可為50至 100 wt%,或在替代方案中,60至90 wt%,或在替代方案中,65至95 wt%,或在替代方案中,70至100 wt%。
高密度聚乙烯具有0.930 g/cc(cm3 )至0.970 g/cc之密度。0.930至0.970 g/cc之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如聚乙烯之密度可為0.930、0.940、0.950或0.960 g/cc之下限至0.950、0.960或0.970 g/cc之上限。在一些實施例中,高密度聚乙烯具有0.940 g/cc或更大之密度。
在一些實施例中,高密度聚乙烯具有126℃至135℃,較佳在126℃與132℃之間,更佳在127℃與132℃之間的峰值熔點。
至少一個內層中之高密度聚乙烯的熔融指數可取決於多種因素,包含膜是否為吹塑膜或鑄造膜。在膜為吹塑膜之實施例中,高密度聚乙烯具有小於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。自2.0公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,高密度聚乙烯可具有上限為2.0、1.7、1.4、1.1或0.9公克/10分鐘之密度。在本發明之一特定態樣中,高密度聚乙烯具有下限為0.1公克/10分鐘之I2 。自0.1公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,高密度聚乙烯可具有大於或等於0.1、0.2、0.3或0.4公克/10分鐘之I2
在其他實施例中,膜可為鑄造膜。在此類實施例中,高密度聚乙烯具有大於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。高於2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,至少一個內層中之高密度聚乙烯可具有下限為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0或10公克/10分鐘之熔融指數。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之至少一個內層中之高密度聚乙烯可具有至多15公克/10分鐘之I2 。在一些實施例中,視內層或其他層中之其他組分而定,用於鑄造膜應用之至少一個內層中之高密度聚乙烯可具有小於2.0公克/10分鐘之I2 上限。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之至少一個內層中之高密度聚乙烯可具有0.1至2.0公克/10分鐘或0.5至2.0公克/10分鐘之熔融指數(I2 )。0.1至2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。
可用於至少一個內層中之高密度聚乙烯之實例包含可以名稱DOWLEX™及ELITE™商購自陶氏化學公司之彼等,諸如ELITE™ 5940G及ELITE™ 5960G。在一些實施例中,可在內層中使用中密度聚乙烯替代高密度聚乙烯,或除高密度聚乙烯之外還使用中密度聚乙烯。此類中密度聚乙烯之一實例為來自陶氏化學公司之DOWLEX™ 2038.68G。
在內層包括<100%之上文所描述之聚乙烯之實施例中,內層進一步包括一或多種額外聚乙烯樹脂,諸如具有0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的一或多種低密度聚乙烯、具有0.930 g/cc或更小之密度及0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的一或多種線性低密度聚乙烯。
除包括40至100重量%高密度聚乙烯之內層以外,在一些實施例中,膜可包括一或多個額外內層,所述額外內層包括其他聚乙烯或聚乙烯之組合,諸如一或多種低密度聚乙烯、一或多種線性低密度聚乙烯或其組合。舉例而言,在一實施例中,膜包括至少一個額外內層,其中所述額外內層包括50至100重量%之具有0.920 g/cc(cm3 )或更低密度之聚乙烯。自0.920 g/cc開始的聚乙烯密度之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如聚乙烯之密度可為至0.900、0.905、0.910、0915或0.920 g/cc之上限。可提供此類內層例如以增強膜之強度。
至少一個額外內層中之聚乙烯之熔融指數可視多種因素而定,包含膜是否為吹塑膜或鑄造膜。在膜為吹塑膜之實施例中,至少一個額外層中之聚乙烯具有小於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。自2.0公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有上限為2.0、1.7、1.4、1.1或0.9公克/10分鐘之密度。在本發明之一特定態樣中,聚乙烯具有下限為0.01公克/10分鐘之I2 。自0.1公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有大於或等於0.1、0.2、0.3或0.4公克/10分鐘之I2
在其他實施例中,膜可為鑄造膜。在此類實施例中,至少一個額外內層中之聚乙烯具有大於或等於2.0公克/10分鐘之I2 。高於2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有下限為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0或10公克/10分鐘之熔融指數。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之至少一個額外內層中之聚乙烯可具有至多15公克/10分鐘之I2 。在一些實施例中,視內層或其他層中之其他組分而定,用於鑄造膜應用之至少一個額外內層中之聚乙烯可具有小於2.0公克/10分鐘之I2 上限。在一些實施例中,用於鑄造膜應用之至少一個額外內層中之聚乙烯可具有0.1至2.0公克/10分鐘或0.5至2.0公克/10分鐘之熔融指數(I2 )。0.1至2.0公克/10分鐘之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。
可用於至少一個額外內層中之具有0.920 g/cc或更小之密度的聚乙烯之實例包含可以名稱DOWLEX™、ELITE™及ATTANE™商購自陶氏化學公司之彼等,諸如DOWLEX™ 2045G、ELITE™ 5401G及ATTANE™ 4203G。
在多層膜之上述層中之任一者(但較佳在內層中)中,出於多種原因,除聚乙烯外,可包含其他聚烯烴樹脂。舉例而言,多層膜中之層可包括其他聚烯烴樹脂,諸如聚丙烯及/或環狀烯烴共聚物(例如可購自TOPAS先進聚合物(Advanced polymers)之環狀烯烴共聚物,諸如TOPAS 6013),以在不明顯損害材料之間的相容性及潛在可循環性之情況下提供提高的硬度。在此類實施例中,額外聚烯烴樹脂可以小於50重量%之量提供。
在一些實施例中,可用於本發明之部分塗佈膜的多層膜可包括3層或更多層。在一些實施例中,可用於本發明之部分塗佈膜的多層膜可包括至多7層。膜中之層數可視多種因素而定,包含例如多層膜之所期望厚度、多層膜之所期望特性、多層膜之預期用途及其他因素。
在一些實施例中,視膜之所期望用途或需求而定,所述膜可包括其他層,諸如障壁層。舉例而言,對於一些用途,可能期望膜提供對濕氣、光、香味/臭味及/或氧氣穿透之障壁。此類障壁層可包含例如聚醯胺膜、乙烯乙烯醇膜及本領域中熟習此項技術者已知的其他層。在此類實施例中,一或多個連接層可包含於膜中以使障壁層黏附至聚乙烯基層。
在一些實施例中,多層膜中之一或多個層可包括一或多種添加劑。添加劑可包含但不限於抗靜電劑、顏色增強劑、染料、潤滑劑、填充劑(例如TiO2或CaCO3)、遮光劑、成核劑、加工助劑、主要抗氧化劑、次要抗氧化劑、UV穩定劑、防黏劑、助滑劑、增黏劑、阻燃劑、抗微生物劑、臭味減少劑、抗真菌劑、氧氣清除劑、濕氣清除劑及其組合,視特定應用之需求而定。
在一些實施例中,塗佈有聚胺基甲酸酯塗料之膜包括單層膜。此類膜具有兩個外表面,其中第一外表面為部分塗佈有聚胺基甲酸酯之外表面。第一外表面由膜層提供,所述膜層包括70至100重量%之具有0.860至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴。
單層膜包括70至100重量%之具有0.860至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴。70至100重量%(wt%)之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,聚烯烴之量可為70、80或90 wt%之下限至80、90或100 wt%之上限。舉例而言,聚烯烴之量可為80至100 wt%,或在替代方案中,70至90 wt%,或在替代方案中,75至95 wt%,或在替代方案中,80至100 wt%。
在一些實施例中,單層膜為雙軸定向聚丙烯膜。
在一些實施例中,單層膜為流延聚丙烯膜。
在一些實施例中,單層膜包括70至100重量%具有0.860至0.965 g/cm3 之密度之聚乙烯。在一些實施例中,單層膜包括70至100重量%具有0.915至0.962 g/cm3 之密度之聚乙烯。
在一些實施例中,單層膜包括70至100重量%具有小於0.930 g/cm3 之密度、小於2.0公克/10分鐘之熔融指數(I2 )及小於126℃之峰值熔點之聚乙烯。70至100重量%(wt%)之所有單獨值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如聚乙烯之量可為70、80或90 wt%之下限至80、90或100 wt%之上限。舉例而言,聚乙烯之量可為80至100 wt%,或在替代方案中,70至90 wt%,或在替代方案中,75至95 wt%,或在替代方案中,80至100 wt%。
在一些實施例中,單層中所使用之聚乙烯具有小於或等於0.965 g/cc(cm3 )之密度。小於或等於0.965 g/cc之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,聚乙烯之密度可為0.950、0.940、0.930或0.910 g/cc之上限。在本發明之一些態樣中,聚乙烯具有大於或等於0.870 g/cc之密度。在0.870與0.930 g/cc之間的所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。
在一些實施例中,單層中所使用之聚乙烯具有135℃或更低,較佳在100℃132℃之間,更佳在105℃與131℃之間的峰值熔點。
在一些實施例中,單層中所使用之聚乙烯之熔融指數(I2 )小於或等於2.0公克/10分鐘。自2.0公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有上限為2.0、1.7、1.4、1.1或0.9公克/10分鐘之密度。在本發明之一特定態樣中,聚乙烯具有下限為0.1公克/10分鐘之I2 。自0.1公克/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言,聚乙烯可具有大於或等於0.1、0.2、0.3或0.4公克/10分鐘之I2
可用於根據一些實施例之單層膜中之具有0.930 g/cc或更小之密度、2.0公克/10分鐘或更小之熔融指數(I2 )及126℃或更小之峰值熔點的聚乙烯之實例包含可以名稱AFFINITY™、ELITE™ AT及ATTANE™商購自陶氏化學公司之彼等,諸如AFFINITY™ PL 1146G、AFFINITY™ 1888、ELITE™ AT 6401、ELITE™ 5401G及ATTANE™ 4203。
在單層膜之情況下,出於多種原因,除聚乙烯以外,其他聚烯烴樹脂可包含於單層中。舉例而言,單層可包括聚烯烴樹脂,諸如聚丙烯及/或環狀烯烴共聚物(例如可購自TOPAS先進聚合物之環狀烯烴共聚物,諸如TOPAS 6013)以提供提高的硬度。在此類實施例中,額外聚烯烴樹脂可以小於50重量%之量提供。
在單層包括<100%上文所描述之聚乙烯之實施例中,單層進一步包括一或多種額外聚乙烯樹脂,諸如(例如)具有0.1至5公克/10分鐘之熔融指數之一或多種低密度聚乙烯、具有0.930 g/cc或更小之密度及0.1至5公克/10分鐘之熔融指數的一或多種額外線性低密度聚乙烯。
在一些實施例中,單層膜中之一或多個層可包括一或多種添加劑。添加劑可包含但不限於抗靜電劑、顏色增強劑、染料、潤滑劑、填充劑(例如TiO2或CaCO3)、遮光劑、成核劑、加工助劑、主要抗氧化劑、次要抗氧化劑、UV穩定劑、防黏劑、助滑劑、增黏劑、阻燃劑、抗微生物劑、臭味減少劑、抗真菌劑、氧氣清除劑、濕氣清除劑及其組合,視特定應用之需求而定。
在一些實施例中,可用於本發明之部分塗佈膜之單層膜或多層膜的特徵在於在塗佈之前其艾勉道夫撕裂強度。在一些實施例中,當根據ASTM D1922量測時,膜之未塗佈部分的艾勉道夫撕裂為至少50公克。
較佳地,本發明之實施例中所用之膜在吹塑膜或鑄造膜方法中形成如本領域中一般已知,但可使用其他方法,諸如層壓。 聚胺基甲酸酯塗層
本發明在膜之外表面的僅一部分上提供基於聚胺基甲酸酯之塗層。藉由僅塗佈膜之一部分,部分塗佈膜在塗佈部分中提供易撕裂和/或易穿刺區。此尤其適用於由此類膜形成之包裝的打開。因此,只有膜之選擇區塗佈有聚胺基甲酸酯。因此,膜之未塗佈部分可有利地具有較高抗撕裂性及/或抗穿刺性,其有益於由膜形成之包裝,同時在塗佈部分中提供易打開功能。
在一些實施例中,塗層覆蓋膜之第一外表面的小於25%之表面積。在一些實施例中,塗層覆蓋膜之第一外表面的小於20%之表面積。在一些實施例中,塗層覆蓋膜之第一外表面的小於15%之表面積。在其他實施例中,塗層覆蓋膜之第一外表面的小於10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或1%之表面積。
在多層膜之情況下,外表面為膜層之外表面,其包括70至100重量%之具有0.860至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴。在單層膜之情況下,基於聚胺基甲酸酯之塗層部分塗佈於膜之外表面中之一者上。
術語「基於聚胺基甲酸酯之塗層」用於指示在固化後,所述塗層主要包括聚胺基甲酸酯,但塗層在一些實施例中亦可包含未反應之反應物(例如多元醇、異氰酸酯等)以及其他添加劑。
在一些實施例中,聚胺基甲酸酯由:(a)羥基封端之多元醇或胺基甲酸酯;及(b)異氰酸酯官能性預聚物形成。在一些實施例中,異氰酸酯官能性預聚物包括芳族異氰酸酯。可用於本發明之一些實施例中之芳族異氰酸酯的實例包含甲二異氰酸苯酯(TDI)的任何或所有異構體,及/或二異氰酸亞甲基二苯酯(MDI)的任何或所有異構體。在一些實施例中,異氰酸酯官能性預聚物包括脂族異氰酸酯。可用於本發明之一些實施例中之脂族異氰酸酯的實例包含異佛酮二異氰酸酯(IPDI)的任何及所有異構體、二異氰酸六亞甲酯(HDI)的任何及所有異構體、二異氰酸亞二甲苯酯(XDI)的任何及所有異構體、氫化二異氰酸亞二甲苯酯(H6XDI)的任何及所有異構體、及二異氰酸間四甲基二甲苯酯(TMXDI)的任何及所有異構體。在一些實施例中,羥基封端之胺基甲酸酯包括以下至少一者:羥基封端之基於聚醚之胺基甲酸酯、羥基封端之基於聚酯之胺基甲酸酯及羥基封端之基於聚酯-聚醚之胺基甲酸酯。
聚胺基甲酸酯可藉由以規定混合比率將兩種單獨組分混合在一起,且隨後在兩種組分之間反應後固化來形成。在一些實施例中,可製備兩種反應物組分以便提供1:1之混合比(羥基封端之多元醇或胺基甲酸酯與異氰酸酯官能性預聚物的比率)以有助於量測及混合。在一些實施例中,所述混合比可在1:0.2至1:2之範圍內。在一些實施例中,在所述混合比下,異氰酸酯指數在約1:1至約3:3範圍內。在一些實施例中,聚胺基甲酸酯可為單組分異氰酸酯封端之預聚物,其與環境水分或濕氣反應以完成其固化。
聚胺基甲酸酯組分可由聚醚多元醇、聚酯多元醇或兩者之組合構成。在一些實施例中此類多元醇可為直鏈或分支鏈的。在一些實施例中,具有芳族組分之聚酯可用以針對目標應用賦予替代效能特性,諸如耐化學性或耐熱性。在一些實施例中,塗層由分子量介於100與4700道爾頓之間的多元醇形成,且使用賦予分支之多官能性試劑,諸如三異丙醇胺及三羥甲基丙烷。當一起反應且與某些非反應性添加劑組合時,此類所選擇之材料可有利地提供在根據本發明之一些實施例的部分塗佈膜之塗佈部分中之抗撕裂性的期望降低。
可使用典型地將塗層塗覆至膜之各種技術,包含但不限於,例如凹版塗佈、柔版塗佈及平版印刷,將塗層塗覆至膜之外表面的一部分(例如小於表面積之25%)。亦可使用其他薄塗佈技術。使用施加溶劑基及/或水基塗料及黏著劑之設備,本領域中熟習此項技術者可容易地調整其工藝以將聚胺基甲酸酯塗層塗覆至膜上以獲得本發明之部分塗佈膜,其中塗層塗覆至25%或更小之膜之外表面的表面積。為實現足夠動態黏度,塗覆時之目標固體將視具體塗層而定,但在一些實施例中,可在15%至80%範圍內。
在一些實施例中,基於本文中之教示,在使用本領域中熟習此項技術者已知的技術塗覆塗層之前,可對待部分塗佈膜之表面進行電暈處理。
在一些實施例中,塗覆至膜之塗層的量可為至少
1公克/平方公尺。如本文所用,塗層之量藉由量測塗佈之前及塗覆及乾燥塗層之後膜的重量差來確定。在一些實施例中,塗覆至膜之塗層的量為至多7公克/平方公尺。在一些實施例中,塗覆至膜之塗層的量為1至7公克/平方公尺。1至7公克/平方公尺之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,塗層之量可為1、2、3、4、5或6公克/平方公尺之下限至2、3、4、5、6或7公克/平方公尺之上限。在一些實施例中,塗層之量在一些實施例中為2至4公克/平方公尺。
如先前所論述,本發明之部分塗佈膜的各種實施例可具有一或多種期望特性,包含例如在部分塗佈膜之一部分中的低抗撕裂性,在部分塗佈膜之一部分中的低抗穿刺性及/或其他特質。
根據本發明之一些實施例,部分塗佈膜具有在縱向或橫向中之至少一者上比相同方向上之未塗佈部分之艾勉道夫撕裂小至少20%的艾勉道夫撕裂值,其中艾勉道夫撕裂根據ASTM D1922量測。在一些實施例中,縱向及橫向上之艾勉道夫撕裂各自比相應方向上未塗佈部分之艾勉道夫撕裂小至少20%,其中艾勉道夫撕裂根據ASTM D1922量測。在一些實施例中,當根據ASTM D1922量測時,膜之未塗佈部分的艾勉道夫撕裂為至少50公克。
本發明之實施例亦關於層壓體,其中所述層壓體包括根據本文中所描述之本發明具體實例中之任一者的部分塗佈膜。在將塗層塗覆至部分塗佈膜之外表面的一部分之前或之後,可將其層壓至另一種膜。可使用本領域中熟習此項技術者已知的各種方法將本發明之部分塗佈膜層壓至另一種膜。例如且不限於,無溶劑黏著劑可用作乾燥層壓工藝之一部分。適合可商購之無溶劑黏著劑包含,例如且不限於,來自陶氏化學公司之MOR-FREE™。
可根據例如膜之預期用途形成各種不同的層壓體。舉例而言,若層壓體將用於形成包裝,則包裝之尺寸、包裝之類型、包裝之期望外觀、包裝之內含物及其他因素在選擇用於形成本發明之部分塗佈膜之膜以及其將層壓至的膜時可為重要的。另一種膜可為單層膜或多層膜,同樣取決於多種因素,諸如以上陳述之彼等因素。在一些實施例中,本發明之部分塗佈膜為聚乙烯膜且層壓至另一聚乙烯膜。在一些實施例中,本發明之部分塗佈膜為聚丙烯膜且層壓至聚乙烯膜。在一些實施例中,本發明之部分塗佈膜為聚乙烯膜且層壓至聚丙烯膜。在一些實施例中,本發明之部分塗佈膜為聚丙烯膜且層壓至另一聚丙烯膜。在一些實施例中,彼此層壓之膜都不為定向的。
本發明之實施例亦關於由本文所揭示之部分塗佈膜中之任一者形成之製品。在一些實施例中,製品為包裝。在一些實施例中,包裝包括根據本發明之第一部分塗佈膜及根據本發明之第二部分塗佈膜。在一些實施例中,包裝包括根據本發明之部分塗佈膜及第二膜。在一些實施例中,使用加熱可密封之側或表面(例如未經部分塗佈之表面)將根據本發明之部分塗佈膜熱封至另一加熱可密封之表面,無論膜或薄片或任何適合之構造的成型容器。替代性地,包裝可由經摺疊、成型及熱封之單一的本發明之部分塗佈膜形成。
在一些實施例中,包裝呈以下中之一或多者之形式:小袋、小包、直立式小袋、具有由部分塗佈膜形成之蓋的盤、具有經設計之撕裂區域的枕袋式小袋及其他。包裝可基於本文中之揭示內容使用本領域中熟習此項技術者已知之技術形成。
在一些實施例中,包裝可經設計以使得部分塗佈膜之塗佈部分定位成便於消費者或使用者打開包裝。
圖1示出呈直立式小袋5之形式之包裝的打開。小袋5由根據本發明之一實施例的部分塗佈膜形成。小袋5包含塗佈有聚胺基甲酸酯塗層之塗佈部分10及未塗佈部分15。塗佈部分10接近小袋5之上邊緣以便於打開小袋。塗佈部分10沿塗佈部分10刻劃20,以為使用者提供打開小袋5之引導件。由於塗佈部分10之撕裂強度較低,故使用者可更容易地打開小袋5。移除小袋之頂部部分25以供使用者獲取小袋5之內容物。儘管未在圖1中示出,但凹口可形成於小袋5之側邊緣上以便於引發撕裂以移除頂部部分25。
圖2示出吸管55插入至飲料容器50中。飲料容器50為由根據本發明之一實施例之部分塗佈膜形成的袋型容器。在所展示之實施例中,塗佈有聚胺基甲酸酯塗層之塗佈部分60僅為在待插入吸管55之位置處的小圓形區域。由於塗佈部分60之穿刺或撕裂強度較低,故使用者可容易地插入吸管55以獲取容器60中之飲料。
圖3示出呈具有蓋85之盤80形式之包裝的打開。盤80在所示實施例中為熱成型膜,但亦可由其他材料構造。蓋85由根據本發明之一實施例之部分塗佈膜形成。蓋85包含塗佈有聚胺基甲酸酯塗層之塗佈部分90。塗佈部分90圍繞蓋85之周界延伸,以便於蓋85自盤80移除。由於塗佈部分90之撕裂強度較低,故使用者可更容易地自盤80移除蓋85。
圖4示出呈具有蓋105之盤100形式之包裝的另一實施例。在此實施例中,包裝設計成藉由移除包裝之頂部部分110而打開。因此,具有聚胺基甲酸酯塗層之塗佈部分115在整個包裝之頂部部分110中延伸。凹口120設置於盤100之側邊緣125上,以便於引發撕裂以移除頂部部分110。
用於形成包裝之部分塗佈膜的厚度可取決於多種因素,包含例如包裝之尺寸、包裝之容積、包裝之內容物、包裝之期望特性及其他因素來選擇。在一些此類實施例中,部分塗佈膜具有在本發明之包裝中所用之厚度,厚度為20至200微米。20至200微米之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中;例如,部分塗佈膜之厚度可為20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180或190微米之下限至30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200微米之上限。在一些實施例中,部分塗佈膜具有25至100微米之厚度。
本發明之包裝適合容納之內容物之非限制性實例包含食物(飲料、湯、乳酪、穀物)、液體、洗髮劑、油、蠟、潤膚劑、乳液、保濕霜、藥劑、糊劑、界面活性劑、凝膠、黏著劑、懸浮液、溶液、酶、肥皂、化妝品、擦劑、可流動微粒及其組合。
現將在以下實例中詳細描述本發明之一些實施例。
實例 實例1 針對聚胺基甲酸酯塗層製備反應物組合物
以下實例中之一些包含根據本發明之一實施例之塗佈有聚胺基甲酸酯塗層的單層膜。此等實例中所用之聚胺基甲酸酯塗層(PU塗層1)可由如下兩種反應物組合物製備。
反應物組合物A包括羥基封端之胺基甲酸酯且由以下成分製備: 為製備反應物組合物A,使TIPA熔融。將聚醚二醇(標稱分子量為425)真空裝載於反應器中。將熔融TIPA真空裝載於反應器中,隨後聚醚多元醇(VORANOL 220-110N)。將真空線用乙酸乙酯淋洗且反應器內容物以75 RPM攪拌。將乙酸乙酯真空裝載於反應器中。反應器內容物經由冷卻水套冷卻。冷卻後,將TDI載入反應器,且將真空線用乙酸乙酯淋洗。由於反應之放熱性質,因此使反應器內容物冷卻至75℃之溫度。反應器中之溫度在攪拌下保持在75℃下4小時。然後使反應器之內容物冷卻至60℃,且量測黏度。若黏度<2500 cP,則使反應器之內容物冷卻至40℃,且添加0.393重量%TDI(以初始TDI裝料計),且加熱混合槽內容物且保持在75℃一小時。若黏度>2500 cP,則將消泡劑及剩餘乙酸乙酯之混合物真空載入反應器。隨後將內容物攪拌30分鐘。隨後使反應器冷卻至50℃,且將反應物組合物A包裝以供使用。
反應物組合物B包括異氰酸酯官能性預聚物且由以下成分製備: 為製備反應物組合物B,使添加劑與潤滑劑預混合且保持在50℃下。將三羥甲基丙烷載入反應器,隨後載入乙酸乙酯。將TDI真空載入反應器,隨後載入剩餘乙酸乙酯作為淋洗。批料在70℃下保持3小時。隨後使批料冷卻至55℃。量測批料之黏度。若黏度<380 cP,則藉由添加三羥甲基丙烷將批料之黏度調節至>380 cP。若黏度>380 cP,或在添加額外三羥甲基丙烷之後,隨後使反應器冷卻至55℃。將預混合添加劑/潤滑劑真空載入反應器。隨後將環己烷添加至反應器中,且將內容物保持在45℃且攪拌45分鐘直至內容物澄清(例如添加劑必須溶解)。隨後將苯甲醯氯真空載入反應器,且攪拌內容物15分鐘。隨後包裝反應物組合物B以供使用。
前述論述描述兩種組分(反應物組合物A及反應物組合物B)之合成,所述組分可由塗料供應商提供且可用以形成本發明之一些實施例之聚胺基甲酸酯塗層。如下文所論述,可將反應物組合物A及反應物組合物B塗覆至膜上且(例如藉由膜轉換器)反應以在膜上形成聚胺基甲酸酯塗層。一般而言,一份反應物組合物A與一份反應物組合物B混合。將組合物混合在一起以確保均質性,且以目標塗佈重量塗覆於目標膜上。為在此等樣品中實現足夠動態黏度,塗覆時之目標固體應為約30%。較佳塗佈技術為輥塗,直接或反向凹版印刷,具有或不具有平滑棒。隨後藉由強制乾燥或風乾加熱烘箱移除溶劑。反應物組合物A與反應物組合物B之胺基甲酸酯反應在溶劑移除之後開始。在1:1混合比下,理論異氰酸酯指數為約1.4:1。出於此等實例之目的,由反應物組合物A及反應物組合物B形成之聚胺基甲酸酯塗層應稱作PU塗層1。
此等實例中所用之比較塗層為Siegwerk 11V143FG。此塗層為一般使用柔版、輪轉凹版印刷或膠版印刷工藝,或甚至使用塗佈機塗覆之基準高光澤疊加印刷清漆(OPV)。參考OPV為不包含聚胺基甲酸酯之單組分基於溶劑之材料。在以下實施例中,其被稱作比較塗層。
使用具有2.0之吹脹比及320 mm之平放寬度之80 mm模在5層Collin共擠出吹塑膜線上形成兩個單層膜。各單層膜具有50微米之標稱厚度。膜1由DOWLEX™ TG 2085B形成,其為具有0.919 g/cm3 之密度及0.95公克/10分鐘之熔融流動指數(I2 )之線性低密度聚乙烯,可自陶氏化學公司商購獲得。膜2由DOWLEX™ 2050B形成,其為具有0.950 g/cm3 之密度及0.95公克/10分鐘之熔融流動指數(I2 )之高密度聚乙烯,可自陶氏化學公司商購獲得。
膜1及膜2之樣品各自塗佈有不同量之PU塗層1及比較塗層。使用Mayer棒125將塗層混合物自頂部至底部塗覆至膜,如圖5所示。各種樣品概述於表1中: 1
對各膜量測厚度、縱向及橫向上之艾勉道夫撕裂及縱向及橫向上之2%正割模數。根據ASTM D1922量測艾勉道夫撕裂。對各樣品進行十五次Elmendorf撕裂量測且取平均值。根據ASTM D882-12,用英斯特朗萬能測試器在縱向(MD)及橫向(CD)上量測2%應變下之正割模數。對各樣品進行五次不同2%正割模數量測且取平均值。結果展示於表2中: 2 如表2中所展示,本發明之膜各自展示比相應比較實例高的2%正割模數。在1.5 g/m2 之塗佈量下,本發明之膜展示比在相同塗佈量下之比較膜低的抗撕裂性。在4 g/m2 之塗佈量下,抗撕裂性之降低更顯著。相對於未塗佈膜,亦展示本發明之膜之抗撕裂性的降低。此資料顯示用PU塗層1部分塗佈膜可用於提供具有相對於包裝之未塗佈部分降低之抗撕裂性的區域(或多個區域),以便於打開包裝或獲取包裝之內容物。
5‧‧‧直立式小袋
10‧‧‧塗佈部分
15‧‧‧未塗佈部分
20‧‧‧刻劃
25‧‧‧頂部部分
50‧‧‧飲料容器
55‧‧‧吸管
60‧‧‧塗佈部分
80‧‧‧盤
85‧‧‧蓋
90‧‧‧塗佈部分
100‧‧‧盤
105‧‧‧蓋
110‧‧‧頂部部分
115‧‧‧塗佈部分
120‧‧‧凹口
125‧‧‧側邊緣
圖1示出由根據本發明之一實施例的部分塗佈膜形成之包裝的打開。 圖2示出由根據本發明之一實施例的部分塗佈膜形成之飲料容器的穿刺。 圖3示出打開由根據本發明之一實施例的部分塗佈膜形成之另一包裝。 圖4示出由根據本發明之一實施例的部分塗佈膜形成之包裝的另一實施例。 圖5示出塗層塗覆至膜。

Claims (10)

  1. 一種部分塗佈膜,其包括: (a) 具有兩個外表面之膜,其中第一外表面由膜層提供,所述膜層包括70重量%至100重量%之具有0.860 g/cm3 至0.965 g/cm3 之密度的聚烯烴;及 (b) 在所述膜之所述第一外表面上的塗層,所述塗層包括聚胺基甲酸酯,其中所述塗層覆蓋所述膜之所述第一外表面之小於25%的表面積,且其中所述膜之所述塗佈部分展現在縱向或橫向中之至少一者上比未塗佈部分在相同方向上之艾勉道夫撕裂小至少20%的艾勉道夫撕裂,其中所述艾勉道夫撕裂根據ASTM D1922量測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的部分塗佈膜,其中所述塗佈膜為單層膜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的部分塗佈膜,其中所述塗佈膜為多層膜,或其中所述膜為包括障壁層之多層膜。
  4. 如前述申請專利範圍中任一項所述的部分塗佈膜,其中當根據ASTM D1922量測時,所述膜之未塗佈部分的艾勉道夫撕裂為至少50公克。
  5. 如前述申請專利範圍中任一項所述的部分塗佈膜,其中所述聚胺基甲酸酯由以下形成:(a)羥基封端之多元醇或胺基甲酸酯;及(b)異氰酸酯官能性預聚物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的部分塗佈膜,其中所述異氰酸酯官能性預聚物包括芳族異氰酸酯,或其中所述羥基封端之胺基甲酸酯包括羥基封端之基於聚醚之胺基甲酸酯、羥基封端之基於聚酯之胺基甲酸酯及羥基封端之基於聚酯-聚醚之胺基甲酸酯中之至少一者,或其中所述異氰酸酯官能性預聚物包括芳族異氰酸酯且所述羥基封端之胺基甲酸酯包括羥基封端之基於聚醚之胺基甲酸酯、羥基封端之基於聚酯之胺基甲酸酯及羥基封端之基於聚酯-聚醚之胺基甲酸酯中之至少一者。
  7. 一種層壓體,其包括層壓至第二膜之如前述申請專利範圍中任一項所述的部分塗佈膜。
  8. 一種包裝,其包括如前述申請專利範圍中任一項所述的部分塗佈膜。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的包裝,其中所述包裝為自立式小袋且其中所述塗佈部分接近所述小袋之上邊緣以便於打開所述小袋,或其中所述包裝為自立式小袋,其中所述塗佈部分接近所述小袋之上邊緣以便於打開所述小袋,且其中所述小袋包括至少一個具有凹口之側邊緣且其中所述凹口形成於所述塗佈部分中或鄰近於所述塗佈部分。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的包裝,其中所述包裝為飲料容器,且其中所述塗佈部分定位於所述容器上之一位置以允許吸管之插入。
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