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可密封且可剝離的聚酯膜的制作方法

文檔序號:11445142閱讀:566來源:國知局

本發(fā)明涉及聚酯膜、其在食品包裝操作中的用途和由其獲得的包裝。本發(fā)明還涉及用于制造此類聚酯膜的方法。



背景技術(shù):

聚酯膜通常用作蓋膜,特別用于適宜爐烤的容器。包含具有柔性熱塑性薄膜密封于其上的剛性熱穩(wěn)定容器的包裝系統(tǒng)通常用于包裝所謂的“即食餐”,其為僅需要加熱來準(zhǔn)備好消費(fèi)的食品??稍谖⒉t中或在常規(guī)爐中進(jìn)行加熱。由于加熱步驟中所涉及的溫度,僅極少材料可用于容器,例如鋁、聚酯涂布的卡紙板或聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(pet)。結(jié)晶pet(cpet)容器尤其適合于該應(yīng)用。為了改善這些具有蓋膜的容器的熱封性,通常所述容器包含一層無定形pet(apet)作為食物接觸層。

聚酯膜還通常用作潮濕或呼吸產(chǎn)品像水果、蔬菜和新鮮準(zhǔn)備的食物的蓋膜或袋子。例如,無定形pet(apet)容器蓋有bopet(雙軸取向聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜或用這些膜制備的袋子。

為了改善pet蓋膜對于容器或?qū)τ谧陨淼臒岱庑裕ǔT谀ど咸峁┤埸c(diǎn)較低的材料的可熱封層。該可熱封層可與pet基底層一起共擠出,即通過單一摸頭同時擠出,如ep-a-1,529,797和wo2007/093495中所描述?;蛘?,該可熱封層可在基底層上經(jīng)溶劑或擠壓涂布。已知包含基于溶劑的可熱封涂層的可熱縮聚酯膜。例如,us2,762,720公開了在100℃下在至少一個提供有偏二氯乙烯共聚物的可熱封涂層的方向上具有至少10%的收縮的pet膜。

ep-a-1,252,008(對應(yīng)于us2004/033382)公開了一種包含以下的膜:具有至少80重量%的聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚合物,和由溶液施加到選自乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚物及其共混物的膜的至少一個表面上的熱封涂層。所述膜在100℃下,在5至55%、優(yōu)選10%至30%范圍內(nèi)是可熱縮的。

ep-a-2,178,701公開了一種包含以下的聚酯膜:聚酯基底膜,其在各個方向上在100℃下具有小于5%的收縮,并在150℃下具有至少5%的收縮,和在所述聚酯基底膜的至少一個表面上的至少一種可熱封涂層。所述膜是雙軸取向的,所述取向在兩個垂直方向上依序進(jìn)行。

us7144615公開了一種共擠出、透明、雙軸取向的聚酯膜,其包含基底層(b)和可熱封頂層(a),該頂層(a)相對于至少cpet是可剝離的,所述可熱封且可剝離的頂層(a)由以下組成:a)70-97重量%的聚酯和b)3-20重量%的聚酯不相容性聚合物或抗pet聚合物,基于頂層(a)的質(zhì)量,和c)顆粒。

jph10315417描述了用于容器(模塑制品)的可熱成型的層壓非取向材料,例如含有芯聚酯層和表層的層壓聚酯片。

申請人已觀察到,當(dāng)在需要獲得所需氣密性的條件下密封時,本領(lǐng)域中公開的涂層膜不能被潔凈地打開,并在從托盤剝?nèi)r顯示撕裂。在另一方面,相同涂層膜若在較溫和的條件下密封,提供雖然容易剝?nèi)ザ鴽]有撕裂,但不再是氣密性的包裝。

如今出于經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)性原因,市場需要越來越薄的膜,并且就在使用薄膜時,它們更常發(fā)生撕裂。

同時且出于相同原因,對于容器而言也要求薄化,所述容器也主要由再生聚酯,例如rpet制成。rpet和更薄的容器的使用迫使包裝膜制造商仔細(xì)調(diào)整蓋膜的收縮性質(zhì)。在相當(dāng)?shù)偷臏囟?例如100℃)下具有顯著收縮的膜傾向于不適于加蓋應(yīng)用:在遠(yuǎn)低于聚酯膜的熱封溫度(通常為140℃至200℃)的溫度下的高收縮引起膜在密封至容器完成之前過度收縮,因此需要顯著過量的膜以便成功地在膜和容器邊緣之間形成密封。因此有利的是使用在低于聚酯熱封溫度的溫度下具有可忽略收縮的加蓋聚酯可熱縮膜。

可熱縮膜的收縮量及其收縮張力(最大值和剩余值,如下文所解釋)應(yīng)當(dāng)在任何情況下使得所得包裝不變形。對于受控收縮性質(zhì)(即,收縮和/或收縮張力)的需要在用于在包裝中經(jīng)熱處理(例如巴氏殺菌)的產(chǎn)品的包裝中的膜的情況下特別重要,以避免由熱處理引起的包裝變形或破壞。

另外,應(yīng)注意理想的包裝膜應(yīng)當(dāng)確保良好的氣密性和潔凈的剝離性,以及良好的防霧性能,以便提供除吸引人的外觀以外,具有令人滿意的功能的包裝,并且所述功能應(yīng)當(dāng)在最普通的包裝和儲存條件下并在整個包裝壽命期間得以保持。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

關(guān)于包裝的可打開性及特別是在從聚酯基托盤剝?nèi)r蓋的撕裂的問題,申請人令人驚訝地發(fā)現(xiàn)具有某撕裂引發(fā)力(tearinitiationforce)值,特別是某撕裂比值的取向聚酯膜,當(dāng)涂布有特定的密封涂層組合物時,能夠在施加至聚酯基或鋁容器時提供良好的氣密性和剝離性,在從所述托盤剝?nèi)r沒有撕裂。該特征是包裝工人和最終消費(fèi)者真正欣賞的。

另外,發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的膜在非常低的密封溫度下開始密封。這是另一令人欣賞的特征,考慮到市場上正引入越來越輕且抗性較低的托盤。對于此類托盤,在包裝和/或熱處理步驟之后,較低的密封溫度使變形最小化。

本發(fā)明的膜提供良好的氣密性和潔凈的剝離性,在密封到apet、cpet和鋁容器上時沒有撕裂。

本發(fā)明的膜適合用于即食餐應(yīng)用,即,在涉及熱處理時;此類膜實(shí)際上可承受98℃下的巴氏殺菌步驟2h并在微波爐和常規(guī)爐兩者中都表現(xiàn)良好。在這些苛刻的熱處理之后,潔凈的剝離性顯著得到維持。

因此,本發(fā)明的第一目標(biāo)是雙軸取向的涂層聚酯膜,其包含聚酯基底膜和可熱封涂層,其中所述可熱封涂層包含一種或更多種無定形共聚酯,該共聚酯包含對苯二甲酸、萘二甲酸單元和至少一種二醇,并且其中可熱封涂層含有20至50重量%的對苯二甲酸單元和5至25重量%的萘二甲酸單元,

所述雙軸取向的涂層聚酯膜在縱向和橫向中的至少一個方向上具有至少37gf/微米的根據(jù)astmd-1004測量的撕裂引發(fā)力和涂層膜總厚度之間的撕裂比。

本發(fā)明的第二目標(biāo)是用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)的膜的方法。

本發(fā)明的第三目標(biāo)是一種包裝,其包含容器、產(chǎn)品和密封在所述容器上的由根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)的雙軸取向的涂層聚酯膜制成的蓋。

本發(fā)明的第四目標(biāo)是一種袋子或多隔間無托盤包裝,其具有密封在自身上的由根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)的雙軸取向的涂層聚酯膜制成的剛性結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的第五目標(biāo)是根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)的雙軸取向涂層聚酯膜用于包裝食物,優(yōu)選用于烹飪應(yīng)用,例如即食餐,或用于包裝潮濕或呼吸產(chǎn)品的用途。

定義

本文中使用術(shù)語“聚酯”來指均聚酯和共聚酯兩者,其中均聚酯定義為由一種二羧酸與一種二醇的縮合獲得的聚合物,且共聚酯定義為由一種或更多種二羧酸與一種或更多種二醇的縮合獲得的聚合物。合適的聚酯樹脂例如為乙二醇和對苯二甲酸的聚酯,即,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(pet)。優(yōu)選含有乙烯單元并包括(基于二羧酸酯單元)至少90mol%、更優(yōu)選至少95mol%的對苯二酸酯單元的聚酯。剩余的單體單元選自其它二羧酸或二醇。合適的其它的芳族二羧酸優(yōu)選為間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2,5-、2,6-或2,7-萘二甲酸。在環(huán)脂族二甲酸中,應(yīng)當(dāng)提及環(huán)己烷二甲酸(特別是環(huán)己烷-1,4-二甲酸)。在脂族二羧酸中,(c3-c19)烷烴二酸是特別合適的,特別是琥珀酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸或庚二酸。

合適的二醇是,例如脂族二醇,例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇和1,6-己二醇,和環(huán)脂族二醇例如1,4-環(huán)己烷二甲醇和1,4-環(huán)己烷二醇,任選含有雜原子的具有一個或更多個環(huán)的二醇。

衍生自一種或更多種二羧酸或其與一種或更多種二元醇(特別是脂族或環(huán)脂族二元醇)的低級烷基(至多14個碳原子)二酯的共聚酯還可用作聚酯樹脂用于聚酯基底膜。合適的二羧酸包括芳族二羧酸,例如對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、或2,5-、2,6-或2,7-萘二甲酸,和脂族二羧酸例如琥珀酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸或庚二酸。合適的二元醇包括脂族二醇,例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇和1,6-己二醇,和環(huán)脂族二醇例如1,4-環(huán)己烷二甲醇和1,4-環(huán)己烷二醇。此類共聚酯的實(shí)例是(i)壬二酸和對苯二甲酸與脂族二元醇(優(yōu)選乙二醇)的共聚酯;(ii)己二酸和對苯二甲酸與脂族二元醇(優(yōu)選乙二醇)的共聚酯;和(iii)癸二酸和對苯二甲酸與脂族二元醇(優(yōu)選丁二醇)的共聚酯;(iv)乙二醇、對苯二甲酸和間苯二甲酸的共聚酯。合適的無定形共聚酯是衍生自脂族二醇和環(huán)脂族二醇與一種或更多種二羧酸,優(yōu)選芳族二羧酸的那些。典型的無定形共聚酯包括對苯二甲酸與脂族二醇和環(huán)脂族二醇(尤其是乙二醇和1,4-環(huán)己烷二甲醇)的共聚酯。環(huán)脂族二醇與脂族二醇的優(yōu)選摩爾比在10:90至60:40范圍內(nèi)、優(yōu)選在20:80至40:60范圍內(nèi)、且更優(yōu)選30:70至35:65。

如本文所使用的短語“聚酯膜”或“聚酯基底膜”涉及包含至少70重量%、80重量%、90重量%的一種或更多種(共)聚酯的膜的膜。

如本文所使用的短語“乙烯-α-烯烴共聚物”是指非均質(zhì)和均質(zhì)聚合物,例如密度通常在約0.900g/cm3至約0.930g/cm3范圍內(nèi)的線型低密度聚乙烯(lldpe)、密度通常在約0.930g/cm3至約0.945g/cm3范圍內(nèi)的線型中密度聚乙烯(lmdpe)、和密度低于約0.915g/cm3,通常在0.868至0.915g/cm3范圍內(nèi)的非常低和超低密度聚乙烯(vldpe和uldpe),和例如可獲自dupont的maleicanhydride-modifiedethylene/butenecopolymerbyneltm樹脂、可獲自exxon的茂金屬催化的exacttm和exceedtm均質(zhì)樹脂、可獲自dow的單位點(diǎn)affinitytm樹脂、和可獲自mitsui的tafmertm均質(zhì)乙烯-α-烯烴共聚物樹脂。所有這些材料通常包括乙烯與一種或更多種選自(c4-c10)-α-烯烴例如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等的共聚單體的共聚物,其中所述共聚物的分子包含具有相對較少側(cè)鏈分支或交聯(lián)結(jié)構(gòu)的長鏈。

如本文所使用的,短語“改性聚合物”,以及更具體的短語例如“改性的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物”和“改性的聚烯烴”是指具有酸酐官能團(tuán)(如上剛定義)接枝在其上和/或與其共聚和/或與其共混的此類聚合物。優(yōu)選地,此類改性的聚合物具有酸酐官能團(tuán)接枝在其上或與其共聚,區(qū)別于僅與其共混。如本文所使用的,術(shù)語“改性的”是指化學(xué)衍生物,例如,具有任何形式的酸酐官能團(tuán),例如馬來酸酐、巴豆酸酐、檸康酸桿、衣康酸酐、富馬酸酐等的化學(xué)衍生物,不管是接枝到聚合物上、與聚合物共聚還是與一種或更多種聚合物共混,并還包括此類官能團(tuán)的衍生物,例如由其衍生的酸、酯和金屬鹽。如本文所使用的,短語“含有酸酐的聚合物”和“酸酐改性的聚合物”是指以下中的一種或更多種:(1)通過含有酸酐的單體與第二種不同的單體共聚獲得的聚合物,和(2)酸酐接枝的共聚物,和(3)聚合物和含有酸酐的化合物的混合物。

如本文所使用的,短語“與聚酯不相容的聚合物(也稱作抗pet聚合物)”是指基于乙烯(例如lldpe、hdpe)、丙烯(pp)、環(huán)烯烴(co)、酰胺(pa)或苯乙烯(ps)單元的均聚物和共聚物。合適的不相容聚合物(抗pet)可為例如基于乙烯的共聚物(c2/c3、c2/c3/c4共聚物)、基于丙烯的共聚物(c2/c3、c2/c3/c4共聚物)、基于丁烯的共聚物(c2/c3、c2/c3/c4共聚物)或基于環(huán)烯烴的共聚物(降冰片烯/乙烯、環(huán)十四碳烯(tetracyclodecene)/乙烯共聚物)的共聚物。

如本文所使用的,術(shù)語“可剝離的密封”是指以下密封:其足夠強(qiáng)以保證包裝在其壽命周期期間的氣密性,但是其可容易用手打開,伴隨通過密封接合的兩種材料的分離,而不撕裂。

如本文所使用的,術(shù)語“可熱封涂層”是指還未與組成聚酯基底膜的層共擠出的可熱封層。

如本文所使用的,短語“電暈處理”和“電暈放電處理”是指使膜的外表面經(jīng)受電暈放電處理,即,緊靠膜表面的氣體(例如空氣)的電離,該電離通過高電壓穿過鄰近的電極引發(fā),并引起氧化和對于膜表面的其它變化,例如表面粗糙度。聚合物材料的電暈處理公開于例如,us-a-4,120,716中。

如本文所使用的術(shù)語“聚酰胺”是指具有沿著分子鏈的酰胺鍵的高分子量聚合物,并且更具體地是指合成聚酰胺例如尼龍。此類術(shù)語包涵均聚酰胺和共聚(或三聚)酰胺。其還具體包括脂族聚酰胺或共聚酰胺、芳族聚酰胺或共聚酰胺,和部分芳族聚酰胺或共聚酰胺,其改性物或其共混物。均聚酰胺衍生自包含聚酰胺典型的兩種化學(xué)官能團(tuán)(即,氨基和酸基)的單一類型單體的聚合,此類單體通常是內(nèi)酰胺或氨基酸,或衍生自兩種類型的多官能單體,即多胺與多元酸的縮聚。共聚酰胺、三聚酰胺和多聚酰胺衍生自至少兩種(三種或更多種)不同多酰胺的前體單體的共聚。作為共聚酰胺制備中的實(shí)例,可利用兩種不同的內(nèi)酰胺,或兩種類型的多胺和多酸,或一方面內(nèi)酰胺且另一方面多胺和多酸。示例性聚合物是聚酰胺6、聚酰胺6/9、聚酰胺6/10、聚酰胺6/12、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6/12、聚酰胺6/66、聚酰胺66/6/10、其改性物及其共混物。所述術(shù)語還包括結(jié)晶或部分結(jié)晶的、芳族或部分芳族聚酰胺。

如本文所使用的,短語“無定形聚酰胺”是指不存在分子或分子的亞單元沿著相對于原子尺寸較大的距離的規(guī)則的三維排列的聚酰胺或尼龍。但是,結(jié)構(gòu)的規(guī)則性在局部尺度上存在。參見,encyclopediaofpolymerscienceandengineering,第2版,第789–842頁(j.wiley&sons,inc.1985)中的“amorphouspolymers”。該文獻(xiàn)的國會圖書館目錄卡編號(libraryofcongresscataloguecardnumber)為84-19713。特別地,術(shù)語“無定形聚酰胺”是指差示掃描量熱法(dsc)的領(lǐng)域中的技術(shù)人員認(rèn)為不具有可測熔點(diǎn)(小于0.5cal/g)或使用astm3417-83通過dsc測量不具有熔化熱的材料。此類尼龍包括由二胺與二羧酸的縮聚反應(yīng)制備的那些無定形尼龍。例如,脂族二胺與芳族二羧酸組合,或芳族二胺與脂族二羧酸組合以提供合適的無定形尼龍。

如本文所使用的,短語“縱向”和“機(jī)器方向”在本文中縮寫為“l(fā)d”或“md”,是指“沿著膜長度”的方向,即在共擠出期間形成膜時的膜的方向。

如本文所使用的,短語“橫向(transversedirection)”或“橫向方向(crosswisedirection)”在本文中縮寫為“td”,是指橫穿膜的方向,與機(jī)器方向或縱向垂直。

如本文所使用的,關(guān)于通過迫使熔融塑料材料通過模頭,隨后通過冷卻或化學(xué)硬化形成連續(xù)形狀的過程使用術(shù)語“擠出”。在通過模頭擠出之前即刻將相對高粘度的聚合物材料進(jìn)料至螺距可變的旋轉(zhuǎn)螺桿(即,擠出機(jī))中,其迫使聚合物材料通過模頭。

如本文所使用的,術(shù)語“共擠出”是指將兩種或更多種材料擠出通過單模頭的過程,所述模頭具有兩個或更多個孔,所述孔經(jīng)排列使得擠出物在冷卻,即驟冷之前結(jié)合并熔接在一起成為層狀結(jié)構(gòu)。

如本文所使用的,術(shù)語“取向”是指“固態(tài)取向”,即指在高于所有組成結(jié)構(gòu)的層的樹脂的tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)且低于結(jié)構(gòu)的所有層處于熔融狀態(tài)的溫度的溫度下進(jìn)行的拉伸流延膜的過程。固態(tài)取向可為單軸的、橫向的或,優(yōu)選縱向的,或優(yōu)選雙軸的。

如本文所使用的,短語“取向比”和“拉伸比”是指塑料膜材料在彼此垂直的兩個方向(即機(jī)器方向和橫向)上擴(kuò)張的程度的乘積。因此,若膜已在縱向上取向至其原始尺寸的三倍(3:1),并在橫向上取向至其原始尺寸的三倍(3:1),那么總體膜具有3x3或9:1的取向比。

如本文所使用的,“具有剛性結(jié)構(gòu)的多隔間無托盤包裝”是指描述于ep2765092中的包裝。

在本發(fā)明上下文中,已估計(jì)撕裂引發(fā)力并且其具有根據(jù)astmd1004的意義。

如本文所使用的,短語“呼吸產(chǎn)品”是指以下產(chǎn)品:例如水果和蔬菜,其耗盡氧氣并產(chǎn)生水蒸氣、二氧化碳和乙烯,因?yàn)槠湓谑斋@之后持續(xù)呼吸;或例如奶酪,其在包裝期間成熟并使用氧氣并產(chǎn)生二氧化碳。

附圖簡述

圖1顯示由其切掉四個樣品以便根據(jù)實(shí)驗(yàn)部分中描述的測試方法測量密封強(qiáng)度的包裝。

發(fā)明詳述

因此,本發(fā)明的第一目標(biāo)是雙軸取向的涂層聚酯膜,其包含聚酯基底膜和可熱封涂層,其中所述可熱封涂層包含一種或更多種無定形共聚酯,該共聚酯包含對苯二甲酸、萘二甲酸單元和至少一種二醇,并且其中可熱封涂層含有20至50重量%的對苯二甲酸單元和5至25重量%的萘二甲酸單元,

所述雙軸取向的涂層聚酯膜在縱向和橫向中的至少一個方向上具有至少37gf/微米的根據(jù)astmd-1004測量的撕裂引發(fā)力和涂層膜總厚度之間的撕裂比。

優(yōu)選地,涂層聚酯膜在縱向和橫向中的至少一個方向上的撕裂比至少為39gf/微米、更優(yōu)選至少為40gf/微米、甚至更優(yōu)選至少為41gf/微米、再更優(yōu)選至少為43gf/微米或46gf/微米。

優(yōu)選地,涂層聚酯膜在ld和td兩者上的撕裂比至少為39gf/微米、更優(yōu)選至少為40gf/微米、甚至更優(yōu)選至少為41gf/微米、再更優(yōu)選至少為43gf/微米或46gf/微米。

根據(jù)本發(fā)明的涂層聚酯膜相對于至少cpet、apet或鋁容器是可熱封且可剝離的。

所述聚酯基底膜可具有所需數(shù)量的層,通常為1至10層、1至8層、1至5層、1至3層。

所述聚酯基底膜的特征在于在縱向和橫向中的至少一個方向上優(yōu)選至少37gf/微米、優(yōu)選至少39gf/微米、更優(yōu)選至少40gf/微米、甚至更優(yōu)選至少41gf/微米、再更優(yōu)選至少43gf/微米或46gf/微米的根據(jù)astmd-1004測量的撕裂引發(fā)力和基底膜總厚度之間的撕裂比。

所述聚酯基底膜的特征在于在ld和td兩個方向上優(yōu)選至少37gf/微米、優(yōu)選至少39gf/微米、更優(yōu)選至少40gf/微米、甚至更優(yōu)選至少41gf/微米、再更優(yōu)選至少43gf/微米或46gf/微米的根據(jù)astmd-1004測量的撕裂引發(fā)力和基底膜總厚度之間的撕裂比。

這些膜及其制備的實(shí)例公開于ep2714390中。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本發(fā)明描述來制造本發(fā)明的聚酯基底膜并如實(shí)驗(yàn)部分中所解釋的計(jì)算撕裂比。

聚酯基底膜的總厚度可在寬限值內(nèi)變化。其優(yōu)選為3至100μm、特別是5至80μm、優(yōu)選8至70μm、甚至更優(yōu)選15至50μm。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中,聚酯基底膜的總厚度低于35、低于30、低于25或低于20μm。

聚酯基底膜的總厚度優(yōu)選至少為5或至少為10或至少為15μm。

聚酯基底膜的總厚度優(yōu)選最多為100或最多為80或最多為70或最多為50或最多為40或最多為35或最多為30或最多為25或最多為20μm。

聚酯基底膜的厚度優(yōu)選為涂層膜總厚度的至少60%、70%、80%、90%、95%或97%。

涂層膜的總厚度可在寬限值內(nèi)變化。其優(yōu)選為3.2至105μm、特別是5至85μm、優(yōu)選8至75μm、甚至更優(yōu)選15至55μm。

在最優(yōu)選的實(shí)施方案中,涂層膜的總厚度低于80或低于70或低于50或低于40或低于30或低于25或低于20μm。

涂層膜的總厚度優(yōu)選至少為5或至少為10或至少為15μm。

所述聚酯基底膜構(gòu)成一種或更多種(共)聚酯的膜的總重量的至少40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%,優(yōu)選至少50%,更優(yōu)選至少70%,甚至更優(yōu)選至少80%、90%、95%。

在本發(fā)明的雙軸取向涂層聚酯膜的第一實(shí)施方案中,所述聚酯基底膜僅具有一層。

所述單層聚酯基底膜可包含任何合適的均聚酯樹脂和/或共聚酯樹脂。優(yōu)選地,所述聚酯基底膜包含至少40wt.%、45%、50%、55%、60%、70%、80%的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。

優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.75、或0.76、0.77、0.78、0.79的特性粘度(iv),甚至更優(yōu)選其具有至少0.80的iv。這種聚合物的實(shí)例是由voridian銷售的pet其為具有245℃的熔點(diǎn)tm和0.80的iv的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)聚合物。如其中使用的,特性粘度(iv)定義為在聚合物的無限稀釋下降低的粘度的極限值,并使用毛細(xì)管粘度計(jì)測定。用于測定特性粘度的合適的方法是例如astm方法d4603-03和voridian的內(nèi)部方法vgas-a-an-g-v-1。

合適的樹脂是eastmanchemical的eastapak共聚酯9921和indorama的ramapetn180。

任何均聚酯和/或共聚酯的混合物或共混物可用于單層聚酯基底膜,其中聚(對苯二甲酸乙二醇酯)代表40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%的聚酯基底膜。優(yōu)選所述聚酯基底膜包含至少40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80%的具有至少0.75、甚至更優(yōu)選至少0.80的iv的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。

任何均聚酯和/或共聚酯可與聚(對苯二甲酸乙二醇酯)共混。例如所述聚酯基底膜可包含至少40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和不超過60重量%、55重量%、50重量%、45重量%、40重量%、30重量%、20重量%的無定形聚酯樹脂。合適的無定形聚酯樹脂是對苯二甲酸與脂族二醇和環(huán)脂族二醇,特別是乙二醇和1,4-環(huán)己烷二甲醇的共聚酯,像eastman銷售的petg6763,其包含對苯二甲酸、約33mol%1,4-環(huán)己烷二甲醇和約67mol%乙二醇的共聚酯并且其具有81℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg。也可使用eastmanchemical的gn001(密度1.27g/cm3,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度81℃,粘度溶液0.75mpa.s)。

優(yōu)選的聚酯基底膜包含至少40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%的聚(對苯二甲酸乙二醇酯),其優(yōu)選具有至少0.75的iv,和不多于60重量%、55重量%、50重量%、45重量%、40重量%、30重量%、20重量%的對苯二甲酸與乙二醇的無定形聚酯。例如,所述聚酯基底膜可包含45重量%至100重量%、50重量%至80重量%的聚(對苯二甲酸乙二醇酯),其優(yōu)選具有至少0.75的iv,和0重量%至55重量%、20重量%至50重量%的對苯二甲酸與乙二醇和1,4-環(huán)己烷二甲醇的無定形聚酯。

在一個實(shí)施方案中,所述聚酯基底膜僅包含無定形聚酯樹脂,優(yōu)選對苯二甲酸與乙二醇的共聚酯,并且不包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。

優(yōu)選地,除了聚酯樹脂以外,所述聚酯基底膜包含3至40重量%、優(yōu)選10至25重量%的熱塑性樹脂,其選自:乙烯-α-烯烴共聚物、聚酰胺、聚苯乙烯,特別是苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、離聚物、乙烯/不飽和羧酸共聚物,例如乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯/不飽和酯共聚物,例如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯共聚物和乙烯/環(huán)烯烴共聚物,例如乙烯/降冰片烯共聚物。優(yōu)選乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物和乙烯-α-烯烴共聚物。

優(yōu)選地,所述聚酯基底膜包含lldpe,甚至更優(yōu)選改性lldpe。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中,基于所述基底層的總重量,改性lldpe的含量在12和20重量%之間的范圍內(nèi)。

合適的樹脂是dupont的bynel4104(2006)。

在本發(fā)明的雙軸取向涂層聚酯膜的第二實(shí)施方案中,所述聚酯基底膜具有多于一層。所述多層聚酯基底膜可具有2、3、4、5、6或甚至更大數(shù)量的層。所述聚酯基底膜優(yōu)選具有2至5層,甚至更優(yōu)選2至3層。優(yōu)選地,所述聚酯基底膜的層被共擠出,即從單一模頭同時擠出。聚(對苯二甲酸乙二醇酯)可存在于所述聚酯基底膜的一層、多于一層或所有層中。聚酯基底膜的層可具有相同或不同的組成,其中至少40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%的聚酯基底膜的總重量由聚(對苯二甲酸乙二醇酯)制成。優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.75的iv。甚至更優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.80的iv。

所述膜可包含第一層和額外的層,所述第一層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。所述額外的層可包含任何合適的熱塑性樹脂,盡管優(yōu)選聚酯樹脂。所述聚酯樹脂可與第一層的樹脂相同或不同。所述額外的層的厚度通常在所述第一層厚度的約5和40%之間。所述額外的層可具有至多約25μm、優(yōu)選至多約15μm、更優(yōu)選在約0.5和10μm之間、且更優(yōu)選在約0.5和7μm之間的厚度。

合適的兩層膜包含第一層和額外的層,所述第一層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和無定形聚酯的共混物,所述額外的層包含與基底層相同的無定形聚酯樹脂。例如,所述第一層可包含45重量%至100重量%、50重量%至80重量%的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和0重量%至55重量%、20重量%至50重量%的無定形聚酯的共混物。所述層的厚度使得聚(對苯二甲酸乙二醇酯)的以重量計(jì)的量為所述膜的總重量的至少40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%。優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.75的iv。甚至更優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.80的iv。

特別合適的兩層膜包含第一層和額外的層,所述第一層包含45重量%至100重量%、50重量%至80重量%的優(yōu)選具有至少0.75的iv的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和0重量%至55重量%、20重量%至50重量%的對苯二甲酸與乙二醇和1,4-環(huán)己烷二甲醇的無定形聚酯,并且額外的層包含與所述第一層相同的無定形聚酯。

優(yōu)選地,合適的兩層膜包含第一層,所述第一層包含乙烯-α-烯烴共聚物、更優(yōu)選lldpe、甚至更優(yōu)選基于基底層的總重量范圍為12至20重量%的改性lldpe。

合適的樹脂是dupont的bynel4104(2006)。

所述聚酯基底膜可具有三層結(jié)構(gòu)??墒褂酶鞣N層組合。在優(yōu)選的構(gòu)造中,所述聚酯基底膜包含芯層以及在所述芯層兩側(cè)上的第一外層和第二外層,所述芯層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。

例如,所述三層膜可包含芯層,具有相同組成且包含與所述芯層中使用的樹脂不同的聚酯樹脂的第一外層和第二外層。或者,所述三層膜可包含芯層、包含與所述芯層相同的聚酯樹脂的第一外層和第二外層,所述芯層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。

合適的三層膜可包含芯層、第一外層和第二外層,所述芯層包含至少40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和不超過60%、55%、50%、45%、40%、30%、20%的無定形聚酯,所述第一外層包含無定形聚酯,所述第二外層包含與所述芯層相同的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)。優(yōu)選地,所述芯層中的無定形聚酯與所述第一外層中的無定形聚酯相同。優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.75的iv。甚至更優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.80的iv。

或者,所述三層膜可包含芯層以及第一外層和第二外層,所述芯層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和無定形聚酯的共混物,所述第一外層和第二外層包含無定形聚酯。優(yōu)選地,所述芯層中的無定形聚酯與所述外層中的無定形聚酯相同。合適的無定形聚酯例如為對苯二甲酸與乙二醇和1,4-環(huán)己烷二甲醇的共聚物。

優(yōu)選地,合適的三層膜包含第一外層,所述第一外層包含乙烯-α-烯烴共聚物、更優(yōu)選lldpe、甚至更優(yōu)選基于基底層的總重量范圍為12至20重量%的改性lldpe。合適的樹脂是dupont的bynel4104(2006)。

所述層的厚度使得聚(對苯二甲酸乙二醇酯)的以重量計(jì)的量為所述膜的總重量的至少40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%。優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.75的iv。甚至更優(yōu)選地,聚(對苯二甲酸乙二醇酯)具有至少0.80的iv。

一般地,各個外層的厚度介于所述芯層厚度的約5和40%之間。各個外層可具有至多約25μm、優(yōu)選至多約15μm、更優(yōu)選介于約0.5和10μm之間、且甚至更優(yōu)選介于約0.5和7μm之間的厚度。兩個外層的厚度可相同或不同。

本發(fā)明的膜的一個或更多個層可含有常規(guī)用于制造聚合物膜的任何添加劑。因此,適當(dāng)時,可并入例如顏料、潤滑劑、抗氧化劑、自由基清除劑、uv吸收劑、熱穩(wěn)定劑、防粘劑、表面活性劑、助滑劑(slipaid)、熒光增白劑、光澤改善劑、粘度調(diào)節(jié)劑的試劑。

特別地,為了改善在高速包裝設(shè)備中的膜的加工,可將增滑劑和/或防粘劑添加至一個或兩個表面層。可以聚酯載體樹脂中的濃縮物的形式添加添加劑。添加劑的量通常大約為所述層的總重量的0.2至5重量%。

本發(fā)明的聚酯膜進(jìn)一步包含施加在所述聚酯基底膜的至少一個表面上的可熱封涂層。根據(jù)軟包裝協(xié)會(flexiblepackagingassociation)的包裝術(shù)語詞匯(glossaryofpackagingterms),可熱封涂層是“施加至包裝材料的能夠通過熱、壓力和停留時間來激活以形成粘合的膠粘涂層。所述涂層可作為熱熔體施加、由溶劑溶液施加或由水乳液施加”。

在本發(fā)明中,所述可熱封涂層優(yōu)選僅施加到所述聚酯基底膜的一個表面上。本發(fā)明的膜的可熱封涂層可由熔體施加,或優(yōu)選地,由溶液施加。所述可熱封涂層通常由溶液施加,所述溶液包含在適當(dāng)溶劑,通常是有機(jī)溶劑中的5重量%至50重量%、15重量%至50重量%、20重量%至40重量%的固體聚合物。

在本發(fā)明中,所述可熱封的干涂層包含至少70重量%、80重量%、90重量%、95重量%的一種或更多種無定形共聚酯。合適的無定形共聚酯包含對苯二甲酸和萘二甲酸單元和至少一種二醇。更優(yōu)選地,所述無定形共聚酯包含對苯二甲酸、萘二甲酸單元和新戊二醇、二甘醇和乙二醇。所述可熱封涂層含有20至50重量%的對苯二甲酸單元、5至25重量%的萘二甲酸單元,剩余部分是以上所列的一種或更多種二醇(diol)(二醇(glycol))。優(yōu)選的二醇是新戊二醇、二甘醇和乙二醇。

優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的可熱封涂層含有30至40重量%的對苯二甲酸單元。

優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的可熱封涂層含有10至20重量%的萘二甲酸單元。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述可熱封涂層含有20至50重量%或30至40重量%的對苯二甲酸單元、5至25重量%或10至20重量%的萘二甲酸單元、10至25重量%的新戊二醇、10至25重量%的二甘醇和10至25重量%乙二醇。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述可熱封涂層由20至50重量%或30至40重量%的對苯二甲酸單元、5至25重量%或10至20重量%的萘二甲酸單元、10至25重量%的新戊二醇、10至25重量%的二甘醇、10至25重量%的乙二醇和,任選地,防霧劑組成。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述可熱封涂層含有30至40重量%的對苯二甲酸單元、13至19重量%的萘二甲酸單元、15至21重量%的新戊二醇、11至17重量%的二甘醇和14至20重量%的乙二醇。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述可熱封涂層由30至40重量%的對苯二甲酸單元、13至19重量%的萘二甲酸單元、15至21重量%的新戊二醇、11至17重量%的二甘醇、14至20重量%的乙二醇和,任選地,防霧劑組成。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述可熱封涂層由30至40重量%的對苯二甲酸單元、13至19重量%的萘二甲酸單元、15至21重量%的新戊二醇、14至20重量%的二甘醇、11至17重量%的乙二醇和,任選地,防霧劑組成。

此類單元屬于相同或不同的共聚酯。

本發(fā)明膜的可熱封涂層包含少于5%、3%、1%的如前所定義的與聚酯不相容的聚合物(抗pet聚合物)。

優(yōu)選地,所述可熱封涂層不包含任何抗pet聚合物。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述可熱封涂層有利地包含如下文所列的防霧劑。

用于本發(fā)明可熱封涂層的合適的涂料例如為akzonobel以商品名therm-flex5908(也作為hold-flex5908出售)銷售的組合物,其另外包含防霧劑(雙十三烷基磺基琥珀酸鹽)。

優(yōu)選地,適于本發(fā)明的膜的可熱封涂層顯示根據(jù)如本文中所描述的astme-1356通過差示掃描量熱計(jì)測量的高于10℃、高于15℃或更優(yōu)選高于20℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg。

優(yōu)選地,根據(jù)相同方法測量的可熱封涂層的tg低于70℃、低于50℃、低于35℃或更優(yōu)選低于25℃。

優(yōu)選地,根據(jù)相同方法測量的可熱封涂層的tg在10至70℃、更優(yōu)選15至50℃、甚至更優(yōu)選20至35℃、20℃至30℃、最優(yōu)選20至25℃范圍內(nèi)。

優(yōu)選地,所述涂層以高于0.8g/m2或高于1.0g/m2或高于1.5g/m2的干涂層重量(克重)施加至所述聚酯基底膜。

優(yōu)選地,所述涂層的克重在0.5至6.0g/m2、更優(yōu)選0.8至5.0g/m2、特別地1.0至3.0g/m2、最優(yōu)選1至2g/m2范圍內(nèi)。

干涂層的厚度優(yōu)選在0.2至5.0μm、更優(yōu)選0.25至3.0μm、且特別地0.3至2.0μm范圍內(nèi)。

本發(fā)明的可熱縮膜在至多140℃的溫度下可不具有自由收縮(freeshrink),或具有可忽略的自由收縮。在至多100℃、至多120℃、甚至至多140℃的溫度下,自由收縮(在各個方向上)可小于5%,并且在160℃下,自由收縮(在各個方向上)可至少為3%。

通常在聚酯膜的常用熱封溫度以上,即在100℃至200℃范圍內(nèi),或在140至200℃范圍內(nèi),自由收縮(在各個方向上)不超過20%。在150℃下、在160℃下、且甚至在180℃下,所述收縮通常不超過20%(在各個方向上)。

根據(jù)本發(fā)明的膜的收縮性質(zhì)也可經(jīng)調(diào)整用于其中需要較高自由收縮值/收縮張力的應(yīng)用中,例如當(dāng)膜意欲用于制造袋子時或在所用的容器能夠承受較高的自由收縮值和力情況下。在此類情況下,在140℃下,自由收縮(在各個方向上)可至少為5%,優(yōu)選至少為10%,但是在150℃下、在160℃下、且甚至在180℃下,所述收縮通常不超過30%(在各個方向上)。

特別地,當(dāng)用于袋子時,根據(jù)本發(fā)明的膜可具有較高的自由收縮值,即在100℃下,在縱向和/或橫向上高于10%、優(yōu)選高于15%、甚至更優(yōu)選高于20%、再更優(yōu)選高于25%的自由收縮。此類自由收縮可由本領(lǐng)域技術(shù)人員通過避免退火步驟或降低其溫度和時間來獲得。

本發(fā)明的膜在至少一個方向上的收縮張力的最大值通常不少于5kg/cm2、8kg/cm2或甚至10kg/cm2

所述膜在各個方向上的收縮張力的最大值不超過60kg/cm2、50kg/cm2、40kg/cm2、30kg/cm2。

通常本發(fā)明的膜在各個方向上具有以下自由收縮/收縮張力性質(zhì)的組合:在100℃下小于5%的收縮和在150℃下至少3%的收縮,以及不超過60kg/cm2的收縮張力。優(yōu)選地,本發(fā)明的膜在各個方向上在100℃下具有小于5%的收縮,和在150℃下具有至少3%但不超過20%的收縮,以及在各個方向上不超過60kg/cm2的收縮張力。甚至更優(yōu)選地,本發(fā)明的膜在各個方向上在100℃下具有小于5%的收縮,和在150℃下具有至少3%但不超過20%的收縮,以及在各個方向上不超過50kg/cm2的收縮張力。

本發(fā)明的膜進(jìn)一步優(yōu)選特征在于在5℃下,在縱向和橫向上,至少250g/cm2和/或不超過700g/cm2、優(yōu)選介于300和550g/cm2之間、甚至更優(yōu)選介于300和450g/cm2之間的剩余收縮張力值(參見下文描述的測試方法),結(jié)合前述關(guān)于自由收縮和收縮張力性質(zhì)的實(shí)施方案中的任一種。

本發(fā)明的膜優(yōu)選包含至少一個提供有防霧性質(zhì)的表面。通常所述防霧表面是可熱封涂層的表面,其是直接面向容器中的產(chǎn)品的表面。

為了獲得防霧表面,可將防霧劑直接添加到可熱封涂層組合物中?;谒鐾繉拥母赏繉又亓浚砑又量蔁岱馔繉拥姆漓F劑的量通常為0.5至15重量%、1至10重量%、1至5重量%。優(yōu)選地,本發(fā)明的膜的可熱封涂層包含防霧添加劑。

或者,所述防霧劑可為施加到所述可熱封涂層上的涂層形式??墒褂贸R?guī)技術(shù)來將所述防霧劑施加至本發(fā)明的膜上,所述技術(shù)像凹版涂布、逆吻合涂布(reversekisscoating)、噴射棒涂布(fountainbarcoating)、噴涂。防霧劑涂層的量不受特別限制,但是其可為0.1至8ml/m2、0.5至7ml/m2、0.5至5ml/m2。

合適的防霧劑是非離子表面活性劑,像多元醇脂肪酸酯、高級脂肪酸胺、高級脂肪酸酰胺、高級脂肪醇的聚氧乙烯醚和高級脂肪酸胺或酰胺的氧化乙烯加合物。在這些之中,優(yōu)選多元醇脂肪酸酯、高級脂肪醇的聚氧乙烯醚和甘油脂肪酸酯。

烷基磺基琥珀酸酯鹽家族添加劑特別適于根據(jù)本發(fā)明的膜,尤其是雙十三烷基磺基琥珀酸酯鹽。

本發(fā)明的第二目標(biāo)是用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)的膜的方法,所述方法包括:

i)提供單軸或雙軸取向的聚酯基底膜,所述膜在縱向和橫向中的至少一個方向上具有至少37gf/μm的根據(jù)astmd-1004測量的撕裂引發(fā)力和基底膜總厚度之間的撕裂比,

ii)通過將可熱封涂層施加至所述聚酯基底膜的至少一個表面上來涂布所述單軸或雙軸取向的聚酯基底膜,所述可熱封涂層包含一種或更多種無定形共聚酯,該共聚酯包含對苯二甲酸、萘二甲酸單元和至少一種二醇,其中所述可熱封涂層含有20至50重量%的對苯二甲酸單元和5至25重量%的萘二甲酸單元,由此提供單軸或雙軸取向的涂層聚酯膜,

iii)假若獲得單軸取向涂層膜,則在ld或td方向中的另一個方向上使所述單軸取向涂層膜取向,由此提供雙軸取向涂層膜,和

iv)干燥所述雙軸取向涂層聚酯膜。

本發(fā)明方法可進(jìn)一步任選包括:

v)在涂布之前或之后,將所述雙軸取向聚酯基底膜退火,和/或

vi)在涂布之前,使所述雙軸取向聚酯基底膜經(jīng)受化學(xué)或物理表面改性處理,以改善所述可熱封涂層和所述膜之間的粘合。

所述雙軸取向聚酯基底膜可根據(jù)以下步驟來制造:

a)將膜樹脂通過扁平模頭共擠出,

b)在縱向上以高于2:1、優(yōu)選高于3:1的取向比和在橫向上以高于2:1、優(yōu)選高于3:1的取向比依序或同時進(jìn)行所獲得的流延片材的雙軸取向;

c)任選分別在70至100℃或130至210℃的溫度下使取向膜退火或熱固化;

d)在10至40℃范圍內(nèi)的溫度下將所述膜冷卻。

所述聚酯基底膜可根據(jù)常規(guī)技術(shù),例如ep2714390中所述來制造。

a)本發(fā)明的聚酯基底膜的制造包括將用于各種層的固體聚合物或聚合物共混珠進(jìn)料至擠出機(jī),在擠出機(jī)中使聚合物珠熔融并隨后將所述層的熔融樹脂推進(jìn)扁平擠出模頭中,在那里它們合并以得到所需序列。隨后使獲得的帶例如借助冷卻輥,通常在氣刀的幫助下進(jìn)行冷卻,所述帶優(yōu)選為約0.1mm至約2mm厚。

隨后任選將經(jīng)冷卻的片材進(jìn)料通過輻照單元,其通常包含由屏蔽物包圍的輻照拱頂(vault)。扁平片材可實(shí)際上用來自鐵芯變壓加速器的高能電子(即,電離輻射)進(jìn)行輻照。進(jìn)行輻照以誘導(dǎo)交聯(lián)。優(yōu)選將所述扁平片材引導(dǎo)通過輥上的輻照拱頂。因此可能通過適當(dāng)組合輥的數(shù)量和在輻照單元內(nèi)的行進(jìn)幅(travelingweb)的路徑來得到超過一次的片材對于電離輻射的曝光。在一個實(shí)施方案中,所述片材被輻照至約10至約200kgy、優(yōu)選約15至約150kgy、且更優(yōu)選約20至約120kgy的水平,其中最優(yōu)選的輻射量取決于所用的聚合物和膜最終用途。雖然輻照優(yōu)選就在取向之前在擠出的流延片材上進(jìn)行,如上所述,替代地或者另外地,其也可在取向期間或之后進(jìn)行。

b)可通過同時或依序的拉幅設(shè)備,優(yōu)選同時拉幅設(shè)備進(jìn)行取向。

在同時方法中,將任選經(jīng)輻照的帶隨后進(jìn)料至同時拉幅設(shè)備的預(yù)熱區(qū),之前通過或未通過ir加熱爐。在所述預(yù)熱區(qū)中的爐的溫度,其長度和由行進(jìn)幅在所述區(qū)域中花費(fèi)的時間(即幅速)可適當(dāng)變化以便使所述片材升至雙軸取向所需的溫度。在優(yōu)選的實(shí)施方案中,取向溫度包含在約90℃和約140℃之間,并且預(yù)熱區(qū)的溫度保持在約90℃和約150℃之間。在所述預(yù)熱區(qū)中,所述片材經(jīng)修剪但是其還未經(jīng)拉伸。此后,將所得的熱的、任選經(jīng)輻照的,并且經(jīng)修剪的片材送往同時拉幅機(jī)的拉伸區(qū)。任何同時拉伸裝置均可用于所述區(qū)域。但是,優(yōu)選地,經(jīng)修剪的片材(clips)借助線性同步電動機(jī)被推進(jìn)貫穿拉幅機(jī)框架的相反回路(opposedloop)。用于使用線性電動機(jī)技術(shù)的同時拉伸的合適的生產(chǎn)線已由brucknergmbh設(shè)計(jì)并作為生產(chǎn)線進(jìn)行廣告。

用于擠出的扁平帶的同時拉伸的替代生產(chǎn)線是andritz生產(chǎn)線,一種基于受電弓(pantograph)的機(jī)械系統(tǒng),其在取向單元的各側(cè)上配備有兩個單獨(dú)的單軌,所述取向單元通過發(fā)散確定受電弓打開。還可使用同時tenterframe技術(shù),例如“固定受電弓”和“錠子”技術(shù)。

拉幅機(jī)的構(gòu)造可根據(jù)所需的拉伸比而變。應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明方法的拉伸比通常對于md拉伸而言,包含在約2:1和約5:1之間,并且對于td拉伸而言,包含在約2:1和約5:1之間。但是,優(yōu)選地,在兩個方向上都應(yīng)用高于2.5:1的拉伸比,其中更優(yōu)選在兩個方向上均高于3:1的拉伸比。拉伸區(qū)中的溫度保持接近所選的取向溫度t。

隨后將拉伸膜轉(zhuǎn)移到以下區(qū)域中:取決于是需要可熱縮膜還是非可熱縮膜,該區(qū)域可為馳豫/退火區(qū)域或熱固化區(qū)域,其分別被加熱至約70-100℃或130-210℃的溫度。

在依序取向方法中,任選經(jīng)輻照的帶首先在一個方向上進(jìn)行取向,通常是縱向,即通過膜拉伸機(jī)器的正方向,并隨后在橫向上。擠出物的縱向拉伸方便地在一組以不同速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輥上進(jìn)行(mdo)。第一對輥的至少一個被加熱,例如通過熱油的內(nèi)循環(huán)。橫向拉伸通常在拉幅設(shè)備中進(jìn)行(tdo),該拉幅設(shè)備包括一定數(shù)量的加熱區(qū)和合適的拉伸裝置。

為了生產(chǎn)本發(fā)明的多層可熱縮膜,將用于基底層、用于可熱封外層和在適當(dāng)情況下用于第二外層的聚合物進(jìn)料至單獨(dú)的擠出機(jī)中。通過多層t形模頭擠出熔體并在冷卻輥上驟冷。擠出物的縱向拉伸(mdo)方便地在60至120℃、優(yōu)選70至100℃的溫度范圍下進(jìn)行。

在橫向拉伸(tdo)中,膜的溫度在90℃(預(yù)熱區(qū))至130℃(拉伸區(qū)),優(yōu)選90℃(預(yù)熱區(qū))至110℃(拉伸區(qū))范圍內(nèi)。

縱向拉伸比在2.0:1至5.0:1、優(yōu)選2.3:1至4.8:1范圍內(nèi)。橫向拉伸比通常在2.4:1至5.0:1、優(yōu)選2.6:1至4.5:1范圍內(nèi)。退火或熱固化在70至100℃或130至210℃的溫度下進(jìn)行,所述溫度取決于所需收縮。

在所述退火或熱固化步驟之后,將所述膜轉(zhuǎn)移至冷卻區(qū)中,在那里通常采用空氣(經(jīng)冷卻或保持在環(huán)境溫度下)將膜冷卻下來。所述冷卻區(qū)的溫度因此通常介于約20和約40℃之間。在生產(chǎn)線的末端,將通過夾具緊夾并且還未進(jìn)行取向的膜的邊緣修剪掉,并將獲得的雙軸取向的、可熱縮或熱固化的膜卷起,在之前進(jìn)行或未進(jìn)行膜幅的切割以得到合適的寬度。

隨后,以常規(guī)方式將膜卷起。

為了允許修剪的邊緣或至少其部分的再循環(huán),可優(yōu)選在共擠出中采用多歧管模頭(multi-manifolddie),使得將通過夾具緊夾的擠出帶的邊緣為單一聚合物或聚合物組成,通常在本發(fā)明方法中為第一外層的聚合物。

如此獲得的膜具有小于10%、優(yōu)選小于8%、且更優(yōu)選小于5%的厚度變化。

通常所述聚酯基底膜,若根據(jù)本說明書制造,顯示高于37gf/μm的撕裂比,并且申請人已觀察到所述基底膜的撕裂引發(fā)性質(zhì)在本發(fā)明的相應(yīng)涂層膜中被大體上保持。

但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過丟棄由于撕裂比的值太低而不符合的那些,實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的合適的基底聚酯膜的選擇。

因此,考慮到撕裂比值由于與涂層沉積相關(guān)的厚度增加而降低,本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選擇具有適當(dāng)較高撕裂比的基底膜,以便得到具有至少37gf/μm的撕裂比的最終涂層膜。

實(shí)際上,若tb和tc分別代表基底和涂層膜的厚度,trc代表涂層膜的所需撕裂比,并假設(shè)基底和涂層膜的撕裂引發(fā)力大致相同,則基底膜的最小撕裂比(trb)可根據(jù)下式i進(jìn)行計(jì)算:

trb=tc/tbxtrc

例如,考慮到基底膜厚度為33μm(tb),其涂布有4μm涂層,因此提供涂層膜為37μm(tc)的情況,并假設(shè)基底膜和涂層膜的撕裂引發(fā)力大致相同,由此得出適于提供根據(jù)本發(fā)明的至少37gf/μm(trc)的撕裂比的涂層膜的基底膜應(yīng)當(dāng)具有至少41.5gf/μm的撕裂比(trb)。

在增加或降低撕裂引發(fā)力的情況下,通過本說明書和實(shí)施例的指導(dǎo),本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選擇適于提供具有所需撕裂比和密封/剝離性質(zhì)的本發(fā)明的涂層膜的基底膜。

由此獲得的膜可隨后經(jīng)受電暈放電處理,以改善膜表面的印刷接受特性。

但是,優(yōu)選地,所述基底膜不經(jīng)電暈處理。

在一些實(shí)施方案中,根據(jù)本發(fā)明的膜在施加可熱封涂層之前經(jīng)電暈處理。

可在以下基底膜生產(chǎn)方法階段中的任一階段中將可熱封涂層施加到基底膜上:(i)當(dāng)進(jìn)行依序取向方法時,在縱向和橫向拉伸期之間;(ii)在最終橫向拉伸或同時拉伸之后或iii)在退火期之后。

基于溶劑的涂層優(yōu)選在橫向拉伸或退火期之后施加,而基于水的涂層優(yōu)選在橫向拉伸步驟之前施加。

用于本發(fā)明方法的優(yōu)選的可熱封涂層含有20至50重量%的對苯二甲酸單元、5至25重量%的萘二甲酸單元、10至25重量%的新戊二醇、10至25重量%的二甘醇和10至25重量%的乙二醇單元。更優(yōu)選的可熱封涂層含有30至40重量%的對苯二甲酸單元、13至19重量%的萘二甲酸單元、15至21重量%的新戊二醇、11至17重量%的二甘醇和14至20重量%的乙二醇單元。

通過任何合適的常規(guī)技術(shù)例如浸涂、涂邊(beadcoating)、逆輥涂布(reverserollercoating)、凹版涂布或狹縫涂布(slotcoating)將所述可熱封涂層施加至所述基底膜。

在將所述可熱封涂層施加到所述基底膜上之前,暴露表面可經(jīng)受化學(xué)或物理表面改性處理,以改善那個表面和隨后施加的涂層之間的粘合。優(yōu)選的處理是使基材的暴露表面經(jīng)受伴隨電暈放電的高壓電應(yīng)力。其它合適的處理是等離子體和火焰處理(該后者在施加用非可燃性溶劑制備的涂層時使用)?;蛘?,所述基材可用化學(xué)底漆預(yù)處理。

本發(fā)明的第三目標(biāo)是一種包裝,其包含容器、產(chǎn)品和密封在所述容器上的由本發(fā)明的第一目標(biāo)的雙軸取向的涂層聚酯膜制成的蓋。

通常,與產(chǎn)品接觸的容器的表面,即,涉及與蓋膜形成密封的表面,包含聚酯樹脂,通常是無定形聚酯樹脂(apet)。例如,所述容器可由涂布有聚酯的卡紙板制成,或其可整體由聚酯樹脂制成。用于本發(fā)明包裝的合適的容器的實(shí)例是cpet、apet、apet/cpet,其為發(fā)泡或者未發(fā)泡,即固體,或者甚至更令人驚訝地,鋁容器。

所述包裝通過本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的技術(shù)來生產(chǎn)。一旦將待包裝的食物已引入容器中,將本發(fā)明的雙軸取向的涂層聚酯膜使用常規(guī)技術(shù)和裝置借助溫度和/或壓力密封到容器上。將膜置于容器上使得可熱封涂層與容器的表面接觸。密封借助經(jīng)加熱的框架(heatedframe)在100℃至200℃、120℃至200℃、140℃至200℃、160℃至200℃的溫度、2至10bar、4至8bar的壓力下進(jìn)行。密封時間通常為大約0.3至2.0秒、0.5至1.0秒。通過密封框架(sealingframe)產(chǎn)生熱,盡管密封時間短,但促進(jìn)膜在兩個方向上的收縮而不使容器變形,以提供繃緊的密封蓋。不需要過量的膜來密封容器,因?yàn)槟さ氖湛s僅在膜被緊緊固定在密封框架和容器邊緣之間之后發(fā)生。

所述包裝適合用于意欲在微波爐或在任何其它類型的爐(例如常規(guī)的對流爐、直接輻射爐和強(qiáng)制熱空氣爐)中加熱的預(yù)制食品,所謂的“即食餐”。

所述包裝特別適合用于潮濕或呼吸產(chǎn)品,例如水果、蔬菜和奶酪。

本發(fā)明的第四目標(biāo)是一種袋子或多隔間無托盤包裝,其具有密封在自身上的由本發(fā)明的第一目標(biāo)的雙軸取向的涂層聚酯膜制得的剛性結(jié)構(gòu)。

在包裝中,產(chǎn)品將被裝入由本發(fā)明的膜制得的袋子中,所述袋子可任選被騰空,并且其開口端將通過熱封或通過施加夾具(例如金屬夾具)來封閉。包裝食品和非食品的常用方法是借助在成型-填充-密封機(jī)(例如horizontalform-fill-seal(hffs)機(jī)或verticalform-fillseal(vffs)機(jī))上制得的小袋。

水平或垂直的ffs機(jī)通常包括用于將膜的扁平幅形成為管狀構(gòu)造的成型機(jī)、用于密封管狀構(gòu)造膜的重疊的縱向邊緣的縱向密封機(jī)、用于將產(chǎn)品以適當(dāng)間隔的構(gòu)造相繼送入管狀膜的傳送機(jī),或在vffs機(jī)的情況下的進(jìn)料管,和用于在橫向上密封管狀膜以使產(chǎn)品分離到離散包裝中的橫向密封機(jī)。

可操作橫向密封機(jī)以同時密封先導(dǎo)小袋的底部和下一小袋的前部,并切斷兩個密封袋以及將先導(dǎo)包裝從前部密封管切斷。

或者,在hffs方法中,可操作橫向密封以將先導(dǎo)包裝從下一管狀部分切斷,并密封所述管狀部分的前部,因此產(chǎn)生下一先導(dǎo)小袋的密封底部。采用該方法,含有待包裝的產(chǎn)品的先導(dǎo)小袋具有縱向封口并僅具有一個橫向封口。其可隨后在第二橫向封口密閉地封閉其之前抽成真空。同樣在該情況下,本發(fā)明的取向的可熱縮熱塑性膜用作包裝材料并且抽成真空的包裝隨后收縮以獲得所需外觀。

在ffs方法中,雖然橫向封口總是翅形封口(finseal),縱向密封可為翅形封口或搭接封口(lapseal),即,其中膜的可熱封層被密封至同一膜的最外層的封口。

在密封步驟期間,為了其耐熱性,最外層或外部層還必須經(jīng)仔細(xì)選擇。例如,有利的是為該層選擇具有高于密封溫度的熔點(diǎn)的聚合物。

獲自本發(fā)明的膜的袋子具有廣泛的應(yīng)用,優(yōu)選用于食物包裝,特別用于肉、家禽、奶酪、加工和煙熏肉、豬肉和羊肉。所述膜的收縮性質(zhì)可經(jīng)調(diào)整以保證袋子圍繞產(chǎn)品的適當(dāng)收縮。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的膜具有非常良好的機(jī)械性質(zhì),袋子將具有適當(dāng)?shù)哪蜋C(jī)械損傷性,以便以機(jī)械物理方式經(jīng)受住零售超市處的裝填、騰空、密封、封閉、熱收縮、裝箱、運(yùn)輸、卸貨和儲存的過程,和足夠的剛性,以同樣改善其裝載過程。

如本發(fā)明中意指的具有剛性結(jié)構(gòu)的多隔間無托盤包裝描述于ep2765092中。

本發(fā)明的第五目標(biāo)是根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)的雙軸取向涂層聚酯膜用于包裝食物,優(yōu)選用于烹飪應(yīng)用,例如即食餐,或用于包裝潮濕或呼吸產(chǎn)品的用途。

除了上文中描述的用途以外,根據(jù)本發(fā)明的膜可有利地用于制造描述于ep2765092中的具有剛性結(jié)構(gòu)的多隔間無托盤包裝。

實(shí)施例

本發(fā)明可參考以下實(shí)施例來進(jìn)一步理解,所述實(shí)施例僅為說明性的并且不欲被解釋為對由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明范圍的限制。

在以下實(shí)施例中,采用在下表1中所指出的聚合物和涂層。

表1

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和對比例已收集于表2中。

表2.實(shí)施例和對比例

表2(續(xù))

表2(續(xù))

表2還報(bào)導(dǎo)了膜在施加涂層之前是否經(jīng)電暈處理和所用涂層的稀釋。

所有上述膜除了c2和c28(其為dupont制造的市售材料)以外,均通過扁平共擠出(flatcoextrusion)方法后接在線同時拉幅機(jī)取向來制造。用于將膜拉伸和熱定形的主要操作條件在此總結(jié)如下:

md比:3.6:1;

td比:3.6:1;

預(yù)加熱溫度:98℃;

拉伸溫度:98℃;

熱定形溫度:210℃。

如此獲得的膜首先通過30℃下的空氣流和隨后通過傳遞到用水冷卻并保持在20℃下的冷卻輥上進(jìn)行冷卻。

除了另外在表2中指出的以外,所述膜在涂布之前立即使用各自具有2.5kw功率的兩單元電暈處理器進(jìn)行電暈處理。

對于實(shí)施例1至7,將涂層材料coat1(在乙酸乙酯中的可熱封涂層,包含對苯二甲酸、萘二甲酸、新戊二醇、乙二醇、二甘醇單元;表面活性劑雙十三烷基磺基琥珀酸酯鹽)稀釋于乙酸乙酯中(70%涂料,30%乙酸乙酯),在25℃下達(dá)到17秒的粘度(根據(jù)測試方法fordcupdin4測定).

對于實(shí)施例8至10,將涂層材料coat1稀釋于乙酸乙酯中(80%涂料,20%乙酸乙酯)。

需要時,用水稀釋涂層材料coat2至coat7,稀釋百分比報(bào)導(dǎo)于表2中。

涂布生產(chǎn)線(涂布機(jī)dcm)的設(shè)置如下:

線速:100m/min;120m/min,僅對于實(shí)施例8,9,10而言;

雕刻輥:70線/cm;60線/cm,僅對于實(shí)施例8,9,10而言;

3個連續(xù)烘箱的干燥溫度為:80℃-80℃-80℃。

將涂層膜冷卻下來,之后通過傳遞到用水冷卻并保持在20℃下的輥將其卷繞。

涂布密封劑層(第一層)。如此獲得的涂層克重報(bào)導(dǎo)在表2中。

表3報(bào)導(dǎo)了用于表征所述實(shí)施例、比較實(shí)施例的膜和如此獲得的包裝的測試方法。

表3:測試方法

自由收縮:其為在經(jīng)受所選加熱時,10cmx10cm的膜樣品中發(fā)生的百分比尺寸變化;其根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)測試方法d2732,將所述樣品浸沒在各種溫度下的熱油浴中5秒來測量。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

霧度:其根據(jù)astmd1003來評估。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

60°光澤度:其已根據(jù)astmd2457評估。報(bào)導(dǎo)了在縱向和橫向上進(jìn)行的測量的平均值。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

防霧測試(得分)

若包裝膜的內(nèi)表面允許水滴鋪展成光滑且均勻的層,允許視覺檢查所包裝的產(chǎn)品,則該包裝膜被定義為“防霧”。

使用內(nèi)部測試方法來評估涂層膜的防霧性能。

將250ml的水置于900ml玻璃容器中。隨后通過橡皮筋將膜緊緊固定在該容器上;該膜的密封劑側(cè)朝向水放置,而不與液體接觸。隨后將該容器置于2-4℃下的冷藏冷卻器中。為每種膜準(zhǔn)備三個容器。

隨后在1、3、6、24和48小時之后或者至少持續(xù)24小時觀察如此制備的樣品,并由三名專家組成員根據(jù)以下等級評定量表進(jìn)行評分,依次從非常差的到優(yōu)異的防霧性質(zhì):

得分1:模糊的小霧滴層;

得分2:模糊或透明的大液滴層;

得分3:完整的大的透明液滴層;

得分4:無規(guī)分布的或大的透明液滴;

得分5:透明膜,無可見的水。

最終的防霧得分是三名專家組成員判定的平均值。該測試結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

最大收縮張力(kg/cm2)和剩余冷收縮張力(5℃下)(kg/cm2)通過內(nèi)部方法測量。

最大收縮張力是由材料在加熱/收縮過程中發(fā)展的張力的最大值。將膜樣品(2.54cmx14.0cm,其中10cm自由用于測試)在膜的縱向(ld)和橫向(td)方向上裁剪并夾在兩個鉗口之間,其中之一連接至測力傳感器。兩個鉗口保持樣品在通道的中心,在其中,推進(jìn)器鼓入熱或冷空氣并且兩個熱電偶測量溫度。所述熱電偶盡可能靠近樣品布置(小于3mm)并位于其中間。通過熱電偶提供的信號(其為測試溫度)和通過測力傳感器提供的信號(其為力)被發(fā)送至電腦,其中軟件記錄這些信號。推進(jìn)器開始鼓入熱空氣并且以克記錄通過樣品釋放的力。溫度通過鼓入的熱空氣以大約2.1℃/秒的速率從23℃增至180℃并隨后通過鼓入冷空氣以0.9℃/秒的速率由180℃降至5℃。最大收縮張力通過用以kg計(jì)的最大力值(峰值力)除以樣品寬度(以cm表示)并除以樣品平均厚度(以cm表示)來計(jì)算,并以kg/cm2表示。剩余冷收縮張力通過用5℃下樣品施加的力(以kg計(jì))除以樣品寬度(以cm計(jì))和樣品平均厚度(以cm計(jì))來計(jì)算,并以g/cm2表示。對于每一種膜在各個方向上測量三個樣品。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

23℃下的穿刺:耐穿刺性是當(dāng)將打孔機(jī)相對柔性膜的表面推進(jìn)時產(chǎn)生的阻力。將膜樣品固定于連接至安裝在測力計(jì)(instron拉力試驗(yàn)機(jī))上的壓縮傳感器的樣品支架上;當(dāng)啟動測力計(jì)時,將打孔機(jī)(打孔球,直徑為5mm,焊接在活塞上)以恒定速率(30cm/min)相對膜樣品(密封劑層)前進(jìn),并以圖表方式記錄刺破樣品所需的力。該測試代表包裝膜的耐機(jī)械損傷性。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

23℃下的彈性模量:其已根據(jù)astmd882進(jìn)行評估。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率(astmd882)。

拉伸強(qiáng)度代表斷裂所需的每單位面積的測試樣品的原始橫截面的最大拉伸載荷,以kg/cm2表示。

斷裂伸長率代表在破裂時測量的樣品長度的增加,以原始長度的百分比表示。使用配備測力傳感器類型cm(1-50kg)的instron拉力試驗(yàn)機(jī),在設(shè)定于23℃的環(huán)境室中,在之前于23℃和50%rh下儲存最少24小時的樣品上進(jìn)行。同時記錄拉伸和伸長率測量值,并且報(bào)導(dǎo)的結(jié)果是平均值。該測試的結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

撕裂引發(fā)(astmd1004):其已根據(jù)astmd1004進(jìn)行評估。

在該方法中,耐撕裂性由測試期間記錄的最大載荷計(jì)算。撕裂引發(fā)力越高,膜的耐撕裂引發(fā)性越高。

使用測力計(jì)instron5564,其配備有±10n的測力傳感器。

將材料在50%rh和23℃下調(diào)理5天,切割并在相同條件下進(jìn)行測試。通過根據(jù)astm(參見astm圖1)中報(bào)導(dǎo)的形狀和模頭尺寸將其切割來制備樣品。

對于各材料,即,本發(fā)明的涂層膜和比較膜,在各方向上測試10個樣品,并且將平均值報(bào)導(dǎo)于表5a和5b中。

可采取相同程序來測量基底膜的撕裂引發(fā)力。

各測試材料的平均總厚度經(jīng)確認(rèn)與表2中報(bào)導(dǎo)的相同。

以克-力(代替astmd1004中建議的磅-力)報(bào)導(dǎo)平均撕裂引發(fā)力。表5a和5b還報(bào)導(dǎo)了標(biāo)準(zhǔn)偏差值。同一表還報(bào)導(dǎo)了膜的撕裂引發(fā)平均力和平均總厚度之間的撕裂比。該撕裂比以gf/μm表示。

氣密性

封口的氣密性根據(jù)內(nèi)部測試方法來評估。在表8a和8b中報(bào)導(dǎo)的不同密封溫度和時間下在prosealgto機(jī)器上制造包裝。將根據(jù)本發(fā)明的ex.1和比較實(shí)施例c1和c2的膜密封在黑色faerch長方形cpet托盤c2155-1e(1316-50)上。該封口是“潔凈的”,即,所述膜密封在托盤上,保持托盤凸緣在潔凈的(即,非污染的)條件下(未包裝產(chǎn)品)。將如此獲得的包裝置于封閉的水槽中。在水槽的頂部空間中產(chǎn)生真空,并記錄當(dāng)氣泡開始從封閉包裝中逃逸時槽內(nèi)部的壓力值(bar)。對于各密封條件測試20個包裝,并記錄平均壓力值。適于使用的包裝必須保持至少至-0.30bar。平均壓力報(bào)導(dǎo)于表8a和8b中。

爆破測試

本發(fā)明的包裝和比較包裝的封口的氣密性還根據(jù)“爆破測試”來評估。

該測試根據(jù)如下修改的astm03078-84的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。

氣密性的第一評定通過使各包裝經(jīng)受-300mbar的壓力持續(xù)1分鐘來進(jìn)行。

若包裝經(jīng)受住這些條件,在1分鐘之后顯示無泄漏,則將腔室中的壓力進(jìn)一步降低直至包裝爆破,并測量泄漏開始時的負(fù)壓(最大爆破壓力)。

若樣品早于1分鐘爆破,我們測量在第一次泄漏出現(xiàn)之前經(jīng)過的時間(在爆破之前的氣密時間或保持時間,以秒計(jì))。

在包裝之后即進(jìn)行爆破測試;保持時間(秒)以對于各膜/托盤組合進(jìn)行測試的15個包裝的平均值報(bào)導(dǎo)于表8d中。

密封強(qiáng)度:使用內(nèi)部測試方法來評估該性質(zhì)。

將根據(jù)本發(fā)明和比較實(shí)施例的膜在各種密封條件下密封并密封到各種托盤上(細(xì)節(jié)在表4、6a、6b、6c、7和8c中),并且對于各膜,對于各密封條件在3個托盤上測量密封強(qiáng)度。自各托盤切割4個樣品。隨后對于各密封條件,總共測試12個樣品。

通過使用以下程序從各包裝切割樣品:

如圖1中例示,在四邊中心處畫出彼此分隔25.4mm(1英寸)的兩條平行線;

沿著所畫線切割膜,從短邊開始并在長邊上持續(xù)切割;

隨后沿著標(biāo)記切割托盤,因此獲得四個25.4mm寬的樣品,其中膜仍附著于托盤凸緣。

通過測力計(jì)使用300mm/min的十字頭速度并設(shè)定20mm的初始鉗口分離距離來進(jìn)行密封強(qiáng)度測量。將樣品以使得密封距兩個鉗口相等距離水平布置的方式夾在鉗口中(將膜夾在上鉗口中,該上鉗口在測試期間可移動,并將托盤放在下鉗口上,該下鉗口是固定的)。隨后開始測試,十字頭上移直至封口破裂。儀器以克記錄打開封口所需的力。報(bào)導(dǎo)12次測量的平均值,參見表8c。

剝離性:將根據(jù)本發(fā)明和比較實(shí)施例的膜在各種密封條件下密封并密封到各種托盤上(細(xì)節(jié)在表6a、6b、6c、7、8a、8b、8c和8d中),并且對于各膜,通過兩名專家組成員各打開至少10個包裝來手動測試剝離性。報(bào)導(dǎo)平均評論。

透氧性:透氧性根據(jù)astmd-3985在0%的相對濕度(rh)和23℃下評估。對于各膜測量三個樣品,平均結(jié)果報(bào)導(dǎo)于表5b中。

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)

可熱封涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度用q2000差示掃描量熱計(jì)(tainstruments)根據(jù)astme-1356來測量,所述可熱封涂層之前在置于保持在90℃下的水浴上的金屬杯中加熱,持續(xù)1小時,以蒸發(fā)揮發(fā)性組分。根據(jù)以下加熱和冷卻連續(xù)步驟,在氮?dú)庀录訜岷屠鋮s樣品:

-第一加熱斜坡(heatingramp)10.00℃/min至100.00℃

-恒溫0.50min

-第一冷卻斜坡10.00℃/min至-70.00℃

-恒溫3.00min

-第二加熱斜坡10.00℃/min至100.00℃

-恒溫3.00min

-第二冷卻斜坡200.00℃/min至-70.00℃

-恒溫6.00min

-第三加熱斜坡3.00℃/min至100.00℃

-在32.00℃下平衡。

按照astme-1356并通過使用儀器的軟件計(jì)算tg,在第二加熱斜坡中記錄的dsc曲線上作為中點(diǎn)tg。

例如,來自akzonobel的therm-flex5908(hold-flex5908,coat1)在這些實(shí)驗(yàn)條件下,結(jié)果具有22.40℃的平均tg(測試三個樣品,計(jì)算平均值)。

涂布常規(guī)的已知涂層的比較膜的密封性能

使用prosealgt0機(jī)器,在報(bào)導(dǎo)于表4中的條件下將比較膜c3至c27密封至托盤infiak37apet400μm單層。

如表4中所示,大部分測試膜不顯示密封,即所述膜不附著于托盤凸緣,或顯示與托盤凸緣弱的/非常弱的密封。僅比較膜c10、c11、c18、c19和c20具有良好但是不規(guī)則的密封;然而,這些膜不顯示剝離,這是由于高的撕裂。此外,比較膜c24、c25和c26顯示高粘著,即所述膜在卷起時粘在自身上。

表4

如可從表4看到的,比較膜無一提供可接受的密封/剝離性能。

表5a和5b顯示本發(fā)明和比較實(shí)施例的一些膜的物理性質(zhì)。

表5a

*非涂布

表5b

根據(jù)本發(fā)明的膜的特征為非常良好的機(jī)械、光學(xué)和防霧性能,以及高撕裂引發(fā)力和撕裂比。

該高撕裂比結(jié)合本發(fā)明的特定涂層,允許人們使用非常薄的膜,同時避免撕裂,這將另外導(dǎo)致包裝的打開是困難且不合意的。

通過使用本發(fā)明的膜,包裝的打開伴隨潔凈的剝離,即使在微波爐或常規(guī)爐中加熱之后,(參見表8a、8b、8c、8d)并且打開包裝所需的密封力對于最終消費(fèi)者而言是最佳的。

根據(jù)本發(fā)明的膜進(jìn)一步特征為定制的收縮性質(zhì)。高于比較實(shí)施例28的較高的自由收縮值允許人們獲得良好的包裝緊密性。在td上最大收縮張力的較低值對于避免或最小化托盤沿著長(通常是ld)邊的變形特別有利。實(shí)際上,對于長方形托盤而言,較長的邊(ld)更容易發(fā)生變形現(xiàn)象,這是由于在橫向上的收縮力。

在冷條件下的剩余收縮張力高于比較膜的剩余收縮張力,進(jìn)一步允許保持良好的包裝緊密性,即使在電冰箱中儲存之后。實(shí)際上觀察到在電冰箱中儲存期間,一些包裝可能松弛并釋放其一些緊密性,隨后發(fā)展令人不愉快的褶。

使用apet托盤的包裝

將根據(jù)本發(fā)明的ex.1至ex.7的膜和比較實(shí)施例c28的膜密封在各種apet托盤上(參見表6a-6c和7)。此類托盤具有不同的總厚度、機(jī)械阻力和密封劑層,并特別用于包裝潮濕或呼吸產(chǎn)品,如水果、蔬菜或奶酪。

在獲得的包裝上測量的密封強(qiáng)度值報(bào)導(dǎo)于表6a-6c和7中。

表6a-6c:在通過用prosealgt0機(jī)器密封在各種apet托盤上獲得的包裝上測量的密封強(qiáng)度值(示出密封條件和所用的膜)

表6a

表6b

表6c

表7:在通過用prosealgt0機(jī)器密封在兩種apet托盤上獲得的包裝上測量的密封強(qiáng)度值(示出密封條件和所用的膜)

表7

兩名專家組成員還視覺檢查包裝的外觀并將其手動打開。

托盤在密封循環(huán)之后未變形并且包裝是緊密的。

另外,通過打開包含根據(jù)本發(fā)明的膜的包裝觀察到非常良好且潔凈的剝離性。特別地,在手動打開包裝時,即使在快速打開時,未觀察到撕裂。

比較實(shí)施例c28膜在一些情況下顯示撕裂,尤其在快速打開包裝時。

報(bào)導(dǎo)于表6a-c中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步展示:

-根據(jù)本發(fā)明的膜在范圍為100-130℃(取決于所用的托盤)的密封溫度下,即使在低密封時間(0.5秒)下也能夠達(dá)到可剝離的密封強(qiáng)度值;

-可能有利的是在施加可熱封涂層之前對膜進(jìn)行電暈處理(參見ex.2和ex.4,其導(dǎo)致與其它實(shí)施例相比較低的密封強(qiáng)度值),以便在較低密封溫度(其有利于最小化托盤變形)下達(dá)到較高的密封強(qiáng)度值;但是,電暈處理不是必需的,如通過對于在120℃下在infia托盤k37(120℃下)上持續(xù)0.5秒密封的ex.2的膜測量的密封強(qiáng)度值所展示的。

-與較高的克重(ex.1,2,5,6的1.7和1.9)相比,較低的克重值(1.0g/m2,ex.3和4)導(dǎo)致較低的密封強(qiáng)度;

-根據(jù)本發(fā)明的膜,尤其在涂布之前經(jīng)電暈處理并且尤其在較高涂層克重(例如1.7g/m2)下,通常允許人們在比c28膜更低的溫度下達(dá)到良好的密封強(qiáng)度值和適當(dāng)?shù)膭冸x性。

另外,根據(jù)本發(fā)明的所有膜在打開包裝時未顯示撕裂。

將根據(jù)本發(fā)明的ex.8至ex.10的膜密封在apetinfia長方形透明托盤k37-50上(參見表6d)。

在所獲得的包裝上測量的密封強(qiáng)度值報(bào)導(dǎo)于表6d中:在通過用prosealgt0機(jī)器密封在infia長方形透明托盤k37-50上獲得的包裝上測量的密封強(qiáng)度值(示出密封條件和所用的膜)。

表6d

分配得分1(可接受的)、2(良好)或3(優(yōu)異)后,報(bào)導(dǎo)于表6a中的大部分所獲得的包裝結(jié)果得到在不同密封溫度下手動打開時的至少良好的剝離強(qiáng)度感受。

在140℃、150℃和160℃的密封溫度下手動打開包含ex.10的膜的包裝時的剝離強(qiáng)度感受被認(rèn)為是優(yōu)異的(得分=3)。

使用cpet托盤的包裝

本發(fā)明的膜還可有利地用于待加熱處理的包裝,例如用于巴氏殺菌以及在爐(微波爐或常規(guī)爐)中再生或烹飪。對于該應(yīng)用,通常使用cpet托盤。

faerch長方形黑色托盤c2155-1e(1316-50,長155.2mm、寬127.2mm、深49.7mm)用作cpet托盤以密封在c1、c2和ex.1上。

通過在prosealgt0機(jī)器上將膜密封至托盤獲得包裝。

密封時間為0.5秒。密封溫度報(bào)導(dǎo)于表8a和8b中。

打開時的密封力和剝離性由兩名專家組成員手動判斷,并報(bào)導(dǎo)平均結(jié)果。

另外,對于各密封條件以及托盤和膜的組合測量氣密性值。

表8a

表8b

在比比較實(shí)施例的膜更低的溫度下,根據(jù)本發(fā)明的膜提供更好的剝離性和氣密性。另外,即使在較高密封溫度下并且即使在快速打開包裝時,對于ex.1也未觀察到撕裂。

使用鋁托盤的包裝

已令人驚訝地發(fā)現(xiàn),根據(jù)本發(fā)明的膜還可密封到鋁托盤上。

密封測試通過使用ex.8、9和10的膜和i2r的長方形鋁托盤as221037(凸緣處外部尺寸200mmx155mm、凸緣處內(nèi)部尺寸184mmx139mm、底座170mmx125mm、深47mm、容積1037cm3)進(jìn)行。用于制造包裝的機(jī)器是packagingautomationsl3。施加的密封條件是200℃,持續(xù)1.5秒。

在包裝步驟之后,由兩名分析員手動打開20個包裝,報(bào)導(dǎo)了適當(dāng)?shù)拿芊饬头浅A己玫膭冸x性。未觀察到膜的撕裂。

將ex8、9和10的根據(jù)本發(fā)明的膜密封到i2r銷售的鋁托盤as221086-101上。

使用rotary178semi-automatic托盤密封器,其配備有一個用于尺寸為220x130mm的箔紙托盤的單腔,未切割膜并且未注入氣體或產(chǎn)生真空。在以下密封條件下使用8mm寬的扁平密封棒和具有50/60肖氏硬度的6mm扁平輪廓(flatprofile)的橡膠:

最低密封溫度:190℃-200℃

最短密封時間:1.5-2.0秒

密封壓力:10kg/cm2(12根彈簧位于密封棒上)

密封棒輪廓:8mm扁平

對比棒橡膠:6mm扁平,50/60肖氏硬度

絕緣板:是(正面是硅,背面是鋁)

在所獲得的包裝上測量的密封強(qiáng)度值報(bào)導(dǎo)于表8c中。

表8c

如可由密封強(qiáng)度值(其對于該特殊的困難的應(yīng)用(即將塑料膜密封到鋁上)而言特別高)意識到的,即使在密封到鋁托盤上時,本發(fā)明的膜也提供良好的密封。這些高密封強(qiáng)度值預(yù)告了在常規(guī)爐中烹飪下的良好的性能。

使所獲得的包裝接受根據(jù)如前所述修改的astm03078-84進(jìn)行的爆破測試。在包裝之后立即進(jìn)行爆破測試。

以對于各膜/托盤組合測試的15個包裝的平均值計(jì)的保持時間(秒)報(bào)導(dǎo)于表8d中。

表8d

如從表8d中報(bào)導(dǎo)的數(shù)據(jù)可意識到的,由本發(fā)明的膜,特別是由ex.8的膜和鋁托盤制成的包裝提供了良好的氣密性。上文報(bào)導(dǎo)的爆破之前的保留時間值與市場氣密性標(biāo)準(zhǔn)一致,并確認(rèn)本發(fā)明的膜還可有利地密封到鋁托盤上。

在爆破測試之后,手動打開所有的包裝。

由本發(fā)明的膜制得的包裝顯示良好的剝離性,其中蓋膜被完整地除去。

經(jīng)過污染測試的密封

通過分別將ex.7、ex.5和ex.8至ex.10的膜密封(在表9中報(bào)導(dǎo)的溫度下使用prosealgt0機(jī)器,持續(xù)0.5秒)到apetinfia長方形托盤k-37-50400um來制造包裝。

在污染的和無污染條件下進(jìn)行密封。出于該目的,使一組托盤在沿著托盤的兩個長邊的凸緣上污染,僅通過用浸漬在植物油中的紙巾來涂刷,以使得油輕輕地沉積在邊緣上而沒有從凸緣滴下。

對于各密封條件以及托盤和膜的組合,在無污染(6+6)包裝組和污染(12+12)包裝組中,測量本發(fā)明的包裝的氣密性。

表9

測試顯示本發(fā)明的膜還可有利地用于污染的托盤。實(shí)際上,這些包裝的氣密性的值即使在密封區(qū)域中存在污染油的情況下也比市場標(biāo)準(zhǔn)的接受度高。

具有和不具有污染的再密封測試

通過使用prosealgt0機(jī)器將ex.7的膜密封至apetinfia長方形托盤k-37-50400μm獲得的30個包裝隨著從托盤上完全除去膜而打開;隨后將另一層ex.7的膜密封到相同的無污染托盤上,并測試該包裝的氣密性。將相同程序應(yīng)用于通過將ex.8的膜密封至apetinfia長方形托盤k-37-50400μm獲得的30個包裝上;在打開所得包裝之后,從托盤上完全除去膜,并將另一層ex.8的膜密封到相同的無污染托盤上。上文報(bào)導(dǎo)的在相同條件下獲得的20個包裝隨著從托盤上完全除去膜而打開;隨后,在用植物油將托盤污染之后,將另一層ex.7的膜密封到相同托盤上,并測試該包裝的氣密性。將相同程序應(yīng)用于通過將ex.8的膜密封至apetinfia長方形托盤k-37-50400μm獲得的20個包裝上

密封時間為0.5秒。密封溫度和氣密性數(shù)據(jù)報(bào)導(dǎo)于表10中。

表10

該測試顯示該膜非常好地剝離以允許再次使用托盤,在其中密封被污染的條件下也如此。實(shí)際上,這些再密封包裝的氣密性的值,即使在密封區(qū)域中存在污染油的情況下,對于市場標(biāo)準(zhǔn)而言仍然是可接受的。

這對于消費(fèi)者而言是重要的,若第一次包裝步驟出于任何原因而出錯(即,產(chǎn)品位置放錯或重量稱錯,或錯位(mispositioned)或包裝具有不令人滿意的外觀等),或在其中需要重復(fù)利用托盤的任何情況下,消費(fèi)者不必丟掉托盤。

烹飪測試

而且,將通過在200℃下密封0.5秒獲得的包裝(表8a和8b)放入200℃下的常規(guī)爐中,持續(xù)60分鐘。所有包裝在烹飪期間顯示自通氣特征(即,蓋膜和托盤之間在特定區(qū)域中的密封的打開),即:c1包裝在爐中10分鐘后打開,c2包裝在5分鐘后打開,而ex.1包裝在1分鐘后打開。

在烹飪之后手動完全打開包裝并進(jìn)行視覺檢查。

蓋有c1膜的包裝在打開時顯示良好且潔凈的剝離,但是托盤在視覺上顯示變形很大;具有c2膜的包裝顯示良好的剝離性,但是一些膜在打開時發(fā)生撕裂;具有ex.1膜的包裝在打開時顯示良好且潔凈的剝離,并且托盤變形顯著低于c1。ex.1與c1僅在涂層上有所不同。該涂層coat1賦予更好的剝離性,隨后ex.1的膜在烹飪期間開始與凸緣分離,遠(yuǎn)在c1膜之前。因此,該托盤在烹飪循環(huán)期間較少變形。

此外,在由ex.10的膜和鋁托盤as221086-101制得的包裝(表8d條件)上進(jìn)行烹飪測試,所述包裝含有帶有醬汁的牛肉并在200℃下密封1.5秒。

將膜刺穿并將包裝置于190℃下的常規(guī)爐中,持續(xù)30分鐘。在烹飪測試之后,兩名分析師評估包裝,報(bào)導(dǎo)了非常良好的包裝外觀,和非常緊密的包裝和良好的剝離性。

在烹飪期間未發(fā)生自通氣,進(jìn)一步確認(rèn)了密封足夠強(qiáng)而沒有犧牲剝離性。最后,完整地除去蓋子而沒有任何撕裂。

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