用于高温材料的衬里

技术领域

本公开的实施方案整体涉及适用于散装容器的衬里，并且更具体地涉及能够容纳高温材料的衬里。

背景技术

在柔性包装应用中，高温材料诸如沥青被填充到散装容器的衬里中。容纳高温材料的衬里的层片需要刚度和韧性的良好平衡。高温材料(例如，达到高于120℃的温度的材料)不能包装在传统的聚乙烯层片中，因为聚乙烯的熔点通常低于135℃或120℃。基于聚丙烯的层片可具有较高的熔点以容纳某些高温材料，但由于差的密封强度和落镖冲击而不能容纳重负荷。因此，需要提供适用于散装容器的衬里层片，这些衬里层片提供性能的良好平衡，包括高落镖冲击，以及刚度、韧性和密封强度的平衡。

发明内容

本发明提供了一种衬里，所述衬里适用于散装容器并且包括至少一个侧壁，所述侧壁包括至少一个层片，其中所述至少一个层片包括第一层、粘结层和第二层。在一些实施方案中，所述至少一个层片还可包括第二粘结层和第三层。本发明提供了一种衬里，所述衬里可以容纳高温材料并且可以包括具有高落镖冲击以及刚度、韧性和密封强度的平衡的层片。

本文公开了一种衬里。所述衬里包括至少一个侧壁，所述侧壁包括至少一个层片，所述至少一个层片包括：第一层，所述第一层包含基于所述第一层的总重量至少70重量％的聚乙烯；粘结层，所述粘结层包含基于所述粘结层的总重量至少60重量％的基于丙烯的弹性体，所述基于丙烯的弹性体具有在0.850g/cc至0.900g/cc范围内的密度和1g/10min至8g/10min的熔体流动速率；以及第二层，所述第二层具有大于140℃的熔点并且包含基于所述第二层的总重量至少50重量％的聚丙烯，所述聚丙烯具有0.890g/cc至0.910g/cc的密度和1g/10min至5g/10min的熔体流动速率；并且其中所述粘结层设置在所述第一层和所述第二层之间；并且其中所述至少一个层片具有大于5g/μm的A型落镖冲击。

在具体实施方式中更详细地描述了这些和其他实施方案。

附图说明

图1是本发明实施例1的热密封强度图。

具体实施方式

下文更详细地描述了所公开的衬里的各方面。衬里可适用于散装容器，并且可具有多种其他应用，包括例如袋、直立袋、散装袋、预制包装、小袋等。然而，本公开不应被解释为限制下文阐述的实施方案，因为本公开是本文描述的实施方案的说明性实施方式。

如本文所用，术语“聚合物”意指通过使相同或不同类型的单体聚合而制备的聚合化合物。因此通用术语聚合物涵盖术语均聚物(用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物)和术语共聚物或互聚物。痕量杂质(例如，催化剂残余物)可以掺入到聚合物中和/或聚合物内。聚合物可以是单一聚合物、聚合物共混物或聚合物混合物，包含在聚合期间原位形成的聚合物的混合物。

如本文所用，术语“聚乙烯”或“基于乙烯的聚合物”应意指包含大部分量(>50mol％)的衍生自乙烯单体的单元的聚合物。这包括聚乙烯均聚物或共聚物(意指衍生自两种或更多种共聚单体的单元)。本领域中已知的聚乙烯的常见形式包含低密度聚乙烯(LDPE)；线性低密度聚乙烯(LLDPE)；超低密度聚乙烯(ULDPE)；极低密度聚乙烯(VLDPE)；单位点催化的线性低密度聚乙烯，包括线性和基本上线性低密度树脂(m-LLDPE)；基于乙烯的塑性体(POP)和基于乙烯的弹性体(POE)；中等密度聚乙烯(MDPE)；和高密度聚乙烯(HDPE)。这些聚乙烯材料通常是本领域已知的。

如本文所用，术语“聚丙烯”是指含有大于50重量％的聚合的丙烯单体(基于可聚合单体的总量)并且任选地可含有至少一种共聚单体的聚合物。

如本文所用，术语“侧壁”是指通过例如焊接或粘合剂而密封至自身或另一侧壁以形成衬里或袋子的一片聚合物膜。

如本文所用，术语“层片”是指可以为聚合物膜的侧壁的一部分。单缠绕聚合物膜提供一个层片，而双缠绕聚合物膜提供两个层片。层片可以是挤出的吹塑膜。

如本文所用，术语“粘结层”是指置于一个或多个层上以促进该层与另一表面或层的粘附的膜或层片的层。

术语“包含(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”和其衍生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在，无论是否具体地公开了所述组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非相反地说明，否则通过使用术语“包含”所要求保护的所有组合物可以包括任何额外的添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合的还是其他方式的。相比之下，术语“基本上由…组成”从任何随后列举的范围中排除任何其他组分、步骤或程序，除对可操作性来说并非必不可少的那些组分、步骤或程序之外。术语“由……组成”排除未具体叙述或列出的任何成分、步骤或程序。

本文所公开的衬里包括至少一个侧壁。侧壁可密封至自身或密封至另一侧壁以形成衬里。衬里和侧壁包括至少一个层片，所述至少一个层片包括第一层、粘结层和第二层。根据本文所公开的实施方案，衬里可包括1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个层片。

第一层包含基于第一层的总重量至少70重量％的聚乙烯。本文公开并包括至少70重量％的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，第一层可以包含基于第一层的总重量至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少99重量％或至少99.9重量％的聚乙烯。在其他实施方案中，第一层可以包含基于第一层的总重量70重量％至100重量％、或80重量％至100重量％或90重量％至100重量％的聚乙烯。

在实施方案中，基于所述至少一个层片的总重量，第一层占所述至少一个层片的大于30重量％。本文公开并包括大于30重量％的所有单独值和子范围。例如，在一些实施方案中，第一层可占所述至少一个层片的大于30重量％、大于40重量％、大于50重量％或大于60重量％。

在实施方案中，第一层的聚乙烯具有小于0.920g/cc的密度。本文公开并包括小于0.920g/cc的密度的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，第一层的聚乙烯可具有小于0.920g/cc、小于0.918g/cc、小于0.916g/cc或小于0.914g/cc的密度。

在一些实施方案中，第一层的聚乙烯具有小于2.0g/10min的熔体指数(I

可用于一些实施方案的市售聚乙烯的示例包括可得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company,Midland,MI)的INNATE

所述至少一个层片包含粘结层。粘结层设置在第一层和第二层之间。粘结层可以将第一层粘附到第二层。

粘结层包含基于粘结层的总重量至少60重量％的基于丙烯的弹性体，该基于丙烯的弹性体具有在0.850g/cc至0.900g/cc范围内的密度和1g/10min至8g/10min的熔体流动速率。本文公开并包括至少60重量％的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，粘结层可以包含基于粘结层的总重量至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少99重量％或至少99.9重量％的基于丙烯的弹性体。在其他实施方案中，粘结层可以包含基于粘结层的总重量60重量％至100重量％、70重量％至100重量％、80重量％至100重量％或90重量％至100重量％的基于丙烯的弹性体。

粘结层的基于丙烯的弹性体具有在0.850g/cc至0.900g/cc范围内的密度。本文公开并包括0.850g/cc至0.900g/cc的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，基于丙烯的弹性体可具有在0.850g/cc至0.890g/cc、0.855g/cc至0.890g/cc、0.860g/cc至0.890g/cc、0.865g/cc至0.890g/cc、0.855g/cc至0.900g/cc、0.860g/cc至0.900g/cc或0.865g/cc至0.900g/cc范围内的密度。

粘结层的基于丙烯的弹性体具有1g/10min至8g/10min的熔体流动速率。本文公开并包括1g/10min至8g/10min的所有单独值和子范围。例如，粘结层的基于丙烯的弹性体可具有1g/10min至8g/10min、1g/10min至7g/10min、1g/10min至6g/10min、1g/10min至5g/10min、1g/10min至4g/10min或1g/10min至3g/10min的熔体流动速率。

可用于一些实施方案的市售基于丙烯的弹性体的示例包括可得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司的VERSIFY

所述至少一个层片包括第二层。在实施方案中，第二层形成所封闭的衬里的可暴露于高温材料的内表面。在实施方案中，第二层具有大于140℃的熔点并且包含基于第二层的总重量至少50重量％的密度为0.890g/cc至0.910g/cc且熔体流动速率为1g/10min至5g/10min的聚丙烯。

第二层的聚丙烯具有0.890g/cc至0.910g/cc的密度。本文包括并公开0.890g/cc至0.910g/cc的所有单独值和子范围。例如，第二层的聚丙烯可具有0.890g/cc至0.910g/cc、0.895g/cc至0.910g/cc、0.900g/cc至0.910g/cc、0.890g/cc至0.905g/cc、0.895g/cc至0.905g/cc或0.900g/cc至0.905g/cc的密度。

第二层的聚丙烯具有1g/10min至5g/10min的熔体流动速率。本文包括并公开1g/10min至5g/10min的所有单独值和子范围。例如，第二层的聚丙烯可具有1g/10min至5g/10min、1g/10min至4g/10min或2g/10min至4g/10min的熔体流动速率。

在实施方案中，第二层的聚丙烯是均聚丙烯。

在实施方案中，第二层还包含丙烯/乙烯共聚物。在第二层中存在丙烯/乙烯共聚物的实施方案中，第二层可以包含基于第二层的总重量至多50重量％的丙烯/乙烯共聚物。本文公开并包括至多50重量％的所有单独值和子范围。例如，在一些实施方案中，第二层可以包含至多50重量％、至多40重量％、至多30重量％或至多25重量％的丙烯/乙烯共聚物。

在第二层中存在丙烯/乙烯共聚物的实施方案中，丙烯/乙烯共聚物可具有在0.890g/cc至0.910g/cc范围内的密度。本文包括并公开0.890g/cc至0.910g/cc的所有单独值和子范围。例如，第二层的丙烯/乙烯共聚物可具有0.890g/cc至0.910g/cc、0.895g/cc至0.910g/cc、0.900g/cc至0.910g/cc、0.890g/cc至0.905g/cc、0.895g/cc至0.905g/cc或0.900g/cc至0.905g/cc的密度。

在一些实施方案中，所述至少一个层片还包括第二粘结层和第三层。在此类实施方案中，第二粘结层设置在所述至少一个层片的第一层和第三层之间。第二粘结层可以将第一层粘附到第三层。在实施方案中，第二粘结层可具有与设置在第一层和第二层之间的粘结层相同的组成。在其他实施方案中，第二粘结层可具有与所述粘结层不同的组成。

在实施方案中，第二粘结层包含基于第二粘结层的总重量至少60重量％的第二基于丙烯的弹性体，该第二基于丙烯的弹性体具有在0.850g/cc至0.900g/cc范围内的密度和1g/10min至8g/10min的熔体流动速率。本文公开并包括至少60重量％的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，第二粘结层可以包含基于第二粘结层的总重量至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少99重量％或至少99.9重量％的第二基于丙烯的弹性体。在其他实施方案中，第二粘结层可以包含基于第二粘结层的总重量60重量％至100重量％、70重量％至100重量％、80重量％至100重量％或90重量％至100重量％的第二基于丙烯的弹性体。

在实施方案中，第二基于丙烯的弹性体具有在0.850g/cc至0.900g/cc范围内的密度。本文公开并包括0.850g/cc至0.900g/cc的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，第二基于丙烯的弹性体可具有在0.850g/cc至0.890g/cc、0.855g/cc至0.890g/cc、0.860g/cc至0.890g/cc、0.865g/cc至0.890g/cc、0.855g/cc至0.900g/cc、0.860g/cc至0.900g/cc或0.865g/cc至0.900g/cc范围内的密度。

在实施方案中，第二基于丙烯的弹性体具有1g/10min至8g/10min的熔体流动速率。本文公开并包括1g/10min至8g/10min的所有单独值和子范围。例如，第二基于丙烯的弹性体可具有1g/10min至8g/10min、1g/10min至7g/10min、1g/10min至6g/10min、1g/10min至5g/10min、1g/10min至4g/10min或1g/10min至3g/10min的熔体流动速率。

在所述至少一个层片还包含第二粘结层和第三层的实施方案中，第三层可具有与所述至少一个层片的第二层相同的组成或不同的组成。在实施方案中，第三层具有大于140℃的熔点并且包含基于第三层的总重量至少50重量％的密度为0.890g/cc至0.910g/cc且熔体流动速率为1g/10min至5g/10min的第二聚丙烯。

在实施方案中，第三层包含基于第三层的总重量至少50重量％的第二聚丙烯。本文公开并包括至少50重量％的所有单独值和子范围。例如，在实施方案中，第三层可以包含基于第三层的总重量至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少99重量％或至少99.9重量％的第二聚丙烯。在其他实施方案中，第三层可以包含基于第三层的总重量50重量％至100重量％、60重量％至100重量％、70重量％至100重量％、80重量％至100重量％或90重量％至100重量％的第二聚丙烯。

在实施方案中，第二聚丙烯具有0.890g/cc至0.910g/cc的密度。本文包括并公开0.890g/cc至0.910g/cc的所有单独值和子范围。例如，第二聚丙烯可具有0.890g/cc至0.910g/cc、0.895g/cc至0.910g/cc、0.900g/cc至0.910g/cc、0.890g/cc至0.905g/cc、0.895g/cc至0.905g/cc或0.900g/cc至0.905g/cc的密度。

在实施方案中，第二聚丙烯具有1g/10min至5g/10min的熔体流动速率。本文包括并公开1g/10min至5g/10min的所有单独值和子范围。例如，第二聚丙烯可具有1g/10min至5g/10min、1g/10min至4g/10min或2g/10min至4g/10min的熔体流动速率。

在实施方案中，第二聚丙烯是均聚丙烯。

添加剂

应当理解，所述至少一个层片的前述层中的任一层可以进一步包括本领域的技术人员已知的一种或多种添加剂，例如抗氧化剂、紫外线稳定剂、热稳定剂、增滑剂、防粘连剂、抗静电剂、颜料或着色剂、加工助剂、交联催化剂、阻燃剂、填充剂和发泡剂。

本文公开的所述至少一个层片可以具有各种厚度，这取决于例如层的数目。例如，在实施方案中，所述至少一个层片可以具有10微米至200微米、或另选地50微米至150微米的厚度。

所述至少一个层片可以具有若干希望的特性。例如，在实施方案中，所述至少一个层片具有大于5g/μm的落镖冲击A，其中落镖冲击A根据ASTM D1709测量。本文公开并包括大于5g/μm的落镖冲击A的所有单独值和子范围。例如，所述至少一个层片可具有大于5g/μm、大于7g/μm、大于9g/μm、大于11g/μm或大于13g/μm的落镖冲击A，其中落镖冲击A根据ASTMD1709测量。

在实施方案中，所述至少一个层片具有大于35N/25mm的平稳密封强度(plateauseal strength)，其中平稳密封强度可根据下述测试方法测量。本文公开并包括大于35N/25mm的平稳密封强度的所有单独值和子范围。例如，所述至少一个层片可具有大于35N/25mm、大于36N/25mm、大于37N/25mm或大于38N/25mm的平稳密封强度，其中平稳密封强度可根据下文所述的测试方法测量。

在实施方案中，所述至少一个层片在纵向或横向上具有大于250MPa的2％割线模量，其中2％割线模量可根据ASTM D882测量。本文公开并包括在纵向或横向上大于250MPa的2％第二模量的所有单独值和子范围。例如，所述至少一个层片可具有大于250MPa、大于260MPa、大于270MPa、大于280MPa或大于290MPa的2％割线模量，其中2％割线模量可根据ASTM D882测量。

制品

本发明的实施方案还提供了由本文所描述的衬里形成的制品。此类制品的示例可以包括散装容器、包装、柔性包装、袋和小袋。在一些实施方案中，袋可以包含液体、粉末、食品或其他物品。鉴于本文的教导，可使用本领域技术人员已知的技术由本文公开的衬里形成制品和包装。

测试方法

密度

密度根据ASTM D792测量，并以克/立方厘米(g/cc)表示。

熔体指数(I

熔体指数(I

熔体流动速率

熔体流动速率根据ASTM D1238在230℃/2.16kg下测量，并且以每10分钟洗脱的克数报告。

拉伸强度

拉伸强度根据ASMT D882测量。拉伸强度以兆帕(MPa)报告。

埃尔门多夫撕裂

埃尔门多夫撕裂(在本文中也称为抗撕裂性)根据ASTM D1922测量。

穿刺能量和力

穿刺能量和力根据ASTM D 5748-95加以以下修改而测量：将膜样品切割成120mm直径的测试区域；探头：直径为12.7mm的不锈钢；测试温度：室温。穿刺能量以焦耳(J)报告。穿刺力以牛顿(N)报告。

割线模量

割线模量根据ASTM D882测量。

落镖冲击

A型落镖冲击根据ASTM 1709A测量。A型落镖冲击以克(g)和克/微米(g/μm)报告，其中g/μm是单位样品厚度(以微米计)的A型落镖冲击的归一化值。

热密封强度

根据ASTM F-88(技术A)在商业拉伸试验机上进行热密封测量。热密封测试是柔性阻隔材料中密封部强度(密封强度)的度量。这是通过测量分离包含密封部的材料测试条带所需的力来进行的，并且识别样本失效的模式。密封强度与开启力和包装完整性相关。切割之前，按照ASTM D-618(程序A)，将膜在23℃(±2℃)和50％(±5％)R.H.下调节最少40个小时。然后在纵向上从膜切割出长度为约10cm且宽度为25mm的条带。在J&B Hot Tack 4000测试仪上，在以下条件下，在一定温度范围内沿纵向热密封条带：密封压力＝0.275N/mm

将热密封样品调节24小时，然后使用配备有200N测压元件的INSTRON 5965拉伸机且以500mm/min的拉伸速度进行测量。在没有支撑的情况下测试条带。密封强度值以N/25mm报告。对于每个密封温度进行六次重复测试。平稳密封强度报告为密封强度对温度(以摄氏度计)的热密封曲线上的峰值或最高密封强度值。参见例如图1，其提供了下述本发明实施例1的热密封曲线。

实施例

以下示例说明本公开的特征，但并不意图限制本公开的范围。

使用的聚合物/膜

以下材料包括在下文讨论的实施例中。

INNATE

INTUNE

INTUNE

VERSIFY

VERSIFY

FINA 3365，一种具有0.905g/cc的密度和3.8g/10min的熔体流动速率以及165℃的熔点并且可从法国巴黎的道达尔公司(Total S.A.(Paris,France))商购获得的聚丙烯均聚物。

Sanren F800E，一种具有0.905g/cc的密度和8.0g/10min的熔体流动速率以及140℃的熔点并且可从中国北京的中国石化公司(Sinopec(Beijing,China))商购获得的聚丙烯/乙烯共聚物。

PPH-T03(T30S)，一种具有0.905g/cc的密度和3.2g/10min的熔体流动速率以及164℃的熔点并且可从中国北京的中国石化公司商购获得的丙烯均聚物。

制造三层和五层的层片。

在具有以下参数的7层吹塑薄膜机上制造五层的层片-7单螺杆挤出机：D＝30mm，L/D＝30，最大速度100rpm，最大压力：50MPa；最大产量：35kg/h；最大牵引速度：45m/min；7层扁平模头；直径：120mm，模唇间隙：1.5mm和2.2mm；最大扁平宽度：500mm；最大BUR：2.65；以及冷却：2.2kw鼓风机。调节膜机的层比，使得对于由7层吹塑膜机制造的每个膜有5层。

在具有以下参数的3层吹塑薄膜机上制造三层的层片：螺杆：1.25英寸，L/D＝28；模头：3英寸(螺旋)；冷却：双唇空气环；额定输出：30kg/h至45kg/h；厚度范围：35μm至135μm；平放：175mm至350mm；以及BUR范围：1.5至3.0:1。

下表1提供了具有五层结构的比较实施例(CE)和本发明实施例(IE)各自的构造、层比和厚度。下表2提供了具有三层结构的实施例各自的构造、层比和厚度。在五层结构(A/B/C/D/E)的CE 2和IE 1中，层B和D充当第一粘结层和第二粘结层，并且在三层结构(A/B/C)中，层B充当粘结层。三层结构的层A以及五层结构的层A和E具有大于140℃的熔点。

表1：五层实施例的构造

表2：三层实施例的构造

根据上述测试方法测量比较实施例和本发明实施例的性能特性。下表3提供了五层实施例CE 1-2和IE 1的结果。可以看出，与CE 1和2相比，IE 1具有令人惊讶且显著更高的A型落镖冲击。IE 1还具有良好的性能平衡，诸如韧性和刚度。

下表4提供了三层实施例CE 3-6和IE 2-3的结果。可以看出，与CE 3-6相比，IE 2-3具有令人惊讶且显著更高的A型落镖冲击。IE 2-3还具有良好的性能平衡，诸如韧性和刚度。

表3：CE 1-2和IE 1的性能

表4：CE 3-6和IE 2-3的性能

除了上述性能特性之外，还测试了实施例的密封强度。某些比较实施例在密封强度测试的剥离过程中表现出分层。下表5提供了IE 1-3的密封强度结果。图1提供了IE 1的密封强度曲线。可以看出，IE 1具有大于40N/25mm的平稳密封强度；IE 2具有大于35N/25mm的平稳密封强度；并且IE 3具有大于40N/25mm的平稳密封强度。

表5：IE

将IE 1形成为适用于散装容器的包括至少一个侧壁的衬里，并进行热填充测试，其中用温度为130℃的热硅油填充衬里。当将热硅油加入到衬里中时，没有观察到变形或泄漏。

除非明确地排除或以其他方式限制，否则本文引用的每个文献(如果有的话)，包括任何交叉引用的或相关的专利或申请以及本申请要求优先权或权益的任何专利申请或专利特此以引用的方式整体并入本文。任何文件的引用均不承认其为本文中所公开或所要求保护的任何发明的现有技术，或其单独或与任一个或多个其他参考文件组合教示、表明或公开任何此类发明。另外，在此文件中的术语的任何意义或定义与以引用方式并入的文件中的相同术语的任何意义或定义冲突的情况下，应以在此文件中赋予所述术语的意义或定义为准。

虽然已经说明和描述了本发明的具体实施方案，但本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出多种其他改变和修改。因此，旨在于在所附权利要求书中涵盖在本发明的范围内的所有此类改变和修改。