專利名稱：多層塑料膜的制作方法
多層塑料膜
發(fā)明人:大衛(wèi).χ 豪英，肖恩.τ. 布羅林，馬修*w. 沃爾德倫，丹尼爾.α 佩克，和羅伯特.H. 特納
背景技術(shù)：
熱塑料袋通常用作一次性的垃圾接收器襯里，它可以被放置在一個(gè)剛性垃圾容器中并緊固到該容器上，在裝滿垃圾和廢棄物之后，可以將其從容器中移出并丟棄。塑料袋典型地由薄的、平面的片狀熱塑料膜或薄片制成。這些薄片被配置并且被安排為袋的形式或形狀，其中這些薄片用作界定一個(gè)封閉的內(nèi)部體積的側(cè)壁。這些薄片可以具有足夠的強(qiáng)度以抵抗由插入袋中以丟棄的物體造成的破裂或刺穿?？赡軐?duì)袋的強(qiáng)度有所貢獻(xiàn)的因素是熱塑性材料的類型和薄片的尺寸厚度。另一種優(yōu)化袋的強(qiáng)度的方式可以是使得薄片由多層不同的熱塑性材料形成。然而，由多層材料制造的袋仍然可能經(jīng)受撕裂或刺穿，例如當(dāng)物品突然落入袋中時(shí)。
概述

這種袋可以包括一個(gè)第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁可以沿其邊緣被一個(gè)第二側(cè)壁覆蓋或與第二側(cè)壁相連，以界定一個(gè)封閉的內(nèi)部體積。為了進(jìn)入該內(nèi)部體積，第一和第二側(cè)壁的一部分沿它們的邊緣保持不相連，以限定一個(gè)開(kāi)口。為了提高袋的強(qiáng)度，熱塑性薄片材料可以制成為具有多個(gè)熱塑性材料層的多層結(jié)構(gòu)。這些材料可以選擇為使得，當(dāng)袋不受應(yīng)力或在正常情況下使用時(shí)這些層具有保持彼此粘附的傾向。然而，這些材料也可以被選擇為使得，當(dāng)經(jīng)受足夠大或突然的應(yīng)力或力時(shí)，相鄰的層可以彼此脫層或分離。這允許相鄰的層相對(duì)于彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。當(dāng)用作垃圾接收器的襯里時(shí)，這些層的脫層吸收了能量，這可以增大撕裂和刺穿阻力。多層熱塑性材料的片狀膜或薄片可以用于制造這種袋。這些層的材料可以被選擇為使得，當(dāng)經(jīng)受足夠大或突然的應(yīng)力或力時(shí)，這些層可以彼此脫層或分離。這些層之一可以包括抗粘連(ant1-blocking)添加劑或可以降低在薄片之內(nèi)一個(gè)層與其他層的粘連或黏合趨勢(shì)的試劑?？拐尺B劑可以有助于這些層相對(duì)彼此脫層和滑動(dòng)的能力。在其他實(shí)施例中，這些層可以由熱塑性材料制成，這些材料被選擇為具有降低的彼此物理粘附的傾向。還提供了多種處理技術(shù)來(lái)由熱塑性材料模制或擠出這種多層薄片。熱塑性襯里袋和多層薄片的優(yōu)點(diǎn)可以是升高的強(qiáng)度和增大的抗刺穿性。根據(jù)以下附圖和對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的這個(gè)和其他的優(yōu)點(diǎn)和特征將是明顯的。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是一個(gè)適合用作廢物接收器襯里的熱塑性袋的透視圖，所示的袋包括一個(gè)抽拉帶(draw tape)ο圖2是沿圖1的線2-2截取的截面視圖。圖3是圖2中由圓3-3標(biāo)示的區(qū)域的截取視圖，展示了用于形成熱塑性側(cè)壁的薄片的多層構(gòu)造。圖4是圖3中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了處于脫層狀態(tài)的這些層。圖5是展示多層構(gòu)造的另一個(gè)實(shí)施例的截面視圖。
圖6是圖5中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了處于脫層狀態(tài)的這些層。圖7是圖5中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了處于脫層狀態(tài)的這些層的另一個(gè)實(shí)施例。圖8是圖5中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了處于脫層狀態(tài)的這些層的另一個(gè)實(shí)施例。圖9是展示多層構(gòu)造的另一個(gè)實(shí)施例的截面視圖。圖10是圖9中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了處于脫層狀態(tài)的這些層。圖11是圖9中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了處于脫層狀態(tài)的這些層的另一個(gè)實(shí)施例。圖12是圖9中所示的熱塑性薄片的截面圖，展示了在剝離測(cè)試過(guò)程中這些層的脫層。圖13是一個(gè)適合用作廢物接收器襯里的熱塑性袋的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖，所示的袋包括結(jié)系翼片(tie flaps)。圖14是熱塑性袋的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖15是用于處理一個(gè)適合于制造該熱塑性袋的多層熱塑性薄片的一個(gè)處理系統(tǒng)的示意性圖示。圖16是可用在圖15所繪的處理系統(tǒng)中的、用于制造多層薄片或膜的一個(gè)擠出模口的俯視圖。圖17是擠出模口的另一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
說(shuō)明參考圖1，展示了適合用作廢物接收器或容器的襯里的一個(gè)熱塑性袋100的實(shí)施例。袋100可以包括一個(gè)第一側(cè)壁102和一個(gè)相對(duì)的第二側(cè)壁104以在其間提供一個(gè)內(nèi)部體積106，該第二側(cè)壁覆蓋該第一側(cè)壁并連接到第一側(cè)壁上。側(cè)壁102、104可以是由可彎曲的韌性熱塑性材料制成的。第一和第二側(cè)壁102、104可以是矩形的并且可以沿一個(gè)第一側(cè)邊緣110、一個(gè)第二側(cè)邊緣112以及一個(gè)在該第一和第二側(cè)邊緣之間延伸的封閉的底部邊緣114相連接。這些側(cè)邊緣可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)氖侄?如熱密封)連接在一起。為了進(jìn)入內(nèi)部體積106而插入物品，如廢棄物或垃圾，第一和第二側(cè)壁102、104的頂部邊緣120、122可以保持不相連，以便限定一個(gè)與該封閉的底部邊緣114相反定位的開(kāi)口 124。當(dāng)放置在一個(gè)廢物接收器中時(shí)，第一和第二側(cè)壁102、104的頂部邊緣120、122可以折疊在接收器的輪緣上。為了關(guān)閉袋100的開(kāi)口 124，該袋可以配備有抽拉帶140。參考圖2，為了容納抽拉帶140，第一側(cè)壁102的第一頂部邊緣120可以折回到內(nèi)部體積106中并且附接到該側(cè)壁的內(nèi)部表面上以形成一個(gè)第一卷邊142。類似地，第二側(cè)壁104的第二頂部邊緣122可以折回到內(nèi)部體積中并且附接到第二側(cè)壁上以形成一個(gè)第二卷邊144。在其他實(shí)施例中，這些頂部邊緣可以被折疊到外部并且附接到側(cè)壁的外部。參照?qǐng)D1和2，抽拉帶140可以被牢固地附接在第一和第二側(cè)邊緣110、112處，并且可以穿過(guò)第一和第二卷邊142、144沿第一和第二頂部邊緣120、122延伸。為了觸及該抽拉帶140，可以穿過(guò)對(duì)應(yīng)的第一和第二頂部邊緣120、122設(shè)置第一和第二缺口 146、148。通過(guò)缺口 146、148拉動(dòng)抽拉帶140將使頂部邊緣120、122收縮，從而關(guān)閉該開(kāi)口 124。參考圖3，側(cè)壁102、104可以由具有多層熱塑性材料的薄片150制造。例如，用于側(cè)壁的薄片150可以包括第一層152和相鄰的第二層154，它們可以具有相同或不同的厚度。第一層152可以具有厚度162。厚度162可以具有從約0.00005英寸(0.000127cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約0.0001英寸(0.000254cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約 0.0002 英寸(0.000508cm)到約 0.002 英寸(0.00508cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度162可以是約0.0005英寸(0.00127cm)。第二層154可以具有厚度164。厚度164可以具有從約0.00005英寸(0.000127cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約 0.0001 英寸(0.000254cm)到約 0.005 英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約0.0002英寸(0.000508cm)到約0.002英寸(0.00508cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度164可以是約0.0003英寸(0.000762cm)。薄片150可以具有厚度170。厚度170可以具有從約0.0001英寸(0.000254cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約0.0002英寸(0.000508cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約0.0004英寸(0.000102cm)到約0.003英寸(0.00762cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度170可以是約0.0008英寸(0.00203cm)。這些層可以是由柔性或可彎折的熱塑性材料制成的，這些材料可以被成形或拉伸成薄片或片材。適合的熱塑性材料的實(shí)例可以包括聚合物，如聚乙烯(例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯)，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯乙酸乙烯酯，尼龍，聚酯，乙烯乙烯醇，或其他材料，并且可以按材料的組合或混合物來(lái)形成。當(dāng)用作垃圾筒襯里時(shí)，該熱塑性材料可以是不透明的但是在其他應(yīng)用中可以是透明的、半透明的或染色的。此外，用于構(gòu)成側(cè)壁的這些薄片的材料可以是不透氣材料。MDPE是由0.926-0.940g/cm3的密度范圍來(lái)限定的。MDPE可以通過(guò)鉻/ 二氧化硅催化劑、齊格勒-納塔催化劑或金屬茂催化劑來(lái)生產(chǎn)。MDPE具有良好的抗沖擊和抗掉落特性。LLDPE是由0.915-0.925g/cm3的密度范圍來(lái)限定的。LLDPE是基本上線性的、具有顯著數(shù)量的短分支的化合物,通常通過(guò)乙烯與短鏈α-烯烴(例如，1-丁搖，1-己烯和1-辛烯)的共聚來(lái)制造。LLDPE展現(xiàn)了比MDPE更高的抗碰撞和抗刺穿性能。VLDPE是由0.880-0.915g/cm3的密度范圍來(lái)限定的。LLDPE是基本上線性的、具有高水平的短鏈分支的化合物，通常通過(guò)乙烯與短鏈α -烯烴(例如，1- 丁烯，1-己烯和1-辛烯)的共聚來(lái)制造。VLDPE最常見(jiàn)地是使用金屬茂催化劑來(lái)生產(chǎn)，因?yàn)檫@些催化劑展現(xiàn)出更大的共聚單體結(jié)合率。層152、154的材料可以被選擇成如在圖3中所示地保持彼此粘附并且彼此接觸，但是并不具有在足夠大的剝離力之下不脫層的粘合相容性。因此，適合于脫層的相鄰多層將不具有相同的材料。例如，第一層152可以是一種具有低分子量烯烴基共聚物的超低密度聚乙烯，例如由陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company)以商品名Flexomer 9066銷售的；并且第二層154可以是線型低密度聚乙烯，例如由陶氏化學(xué)公司以商品名DowlexTM2045銷售的。這些材料可以傾向于彼此粘附或粘合并由此當(dāng)該薄片不經(jīng)受超過(guò)一個(gè)預(yù)定量的應(yīng)力或力時(shí)保持該薄片為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。熱塑性片材或膜材料在其表面處粘附或粘合在一起的傾向有時(shí)被稱為“粘連”。熱塑性材料還可以被選擇為使得，當(dāng)將一個(gè)足夠量的力施加到這些層上時(shí)，第一和第二層可以脫層并且彼此剪切而錯(cuò)開(kāi)。例如參考圖4，當(dāng)向第一和第二層152、154施加一個(gè)剪切力172時(shí)，第一層152可以脫層并且部分地與第二層154分離。因此，當(dāng)施加預(yù)定的剪切力時(shí)，該多層薄片可以正常地保持完好。
層152、154的脫層和分離可以允許這些層相對(duì)彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。允許當(dāng)將這樣的力施加到薄片上時(shí)使層152、154彼此脫層并局部分離的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可能是對(duì)于由進(jìn)行脫層的層吸收能量所造成的撕裂或刺穿而言的更大阻力。當(dāng)向袋的側(cè)壁突然施加一個(gè)力時(shí)，層152、154的脫層和分離可以耗散所施加的力的一部分，例如是通過(guò)允許這些層相對(duì)彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。因此，當(dāng)袋用作廢物接收器的襯里并且物品落入內(nèi)部體積中時(shí)，袋可以抵抗撕裂和內(nèi)容物的濺出。層150和層152之間的剝離力可以具有與在圖12中關(guān)于剝離力374標(biāo)注的相同的剝離力信息(對(duì)于這一實(shí)施例而言包括力的范圍和這個(gè)力)。為了使第一和第二層152、154能夠彼此脫層并且分離，可以將添加劑包含在構(gòu)成第一和第二層的熱塑性材料中。添加劑可以包括抗粘連添加劑，它們可以抵抗這些層粘附或粘合到一起的趨勢(shì)?？拐尺B劑可以是有機(jī)或無(wú)機(jī)材料，可以在將該熱塑性材料混合并擠出或由樹脂模制時(shí)被加入到熱塑性材料中，或者可以在熱塑性薄片已經(jīng)形成之后加入。無(wú)機(jī)抗粘連添加劑的實(shí)例可以包括滑石(硅酸鎂)，碳酸鈣(CaCO3)，硅石(二氧化硅(SiO2)),球粒(如人造球粒；例如zeospheres或陶瓷球粒(氧化招-娃酸鹽陶瓷))，高嶺土 /粘土 (娃酸鋁)，云母(硅酸鋁鉀)，其他材料，或其組合。抗粘連添加劑在這些層的表面上的存在可以傾向于造成粗糙化效果，這樣使得相鄰的表面彼此可能并不沿其整個(gè)表面積處于完全的表面對(duì)表面的接觸。有機(jī)抗粘連添加劑的實(shí)例可以是雙酰胺(亞乙基雙硬脂酰胺(EBS))，仲酰胺(十八烷基芥酸酰胺)，伯酰胺(硬脂酰胺，芥酸酰胺)，有機(jī)硬脂酸酯(單硬脂酸甘油酯(GMS))，硬脂酸金屬鹽(硬脂酸鋅)，硅酮，PTFE，或其他材料，或其組合?？拐尺B添加劑可以是無(wú)機(jī)和有機(jī)材料的組合?？拐尺B添加劑的一個(gè)實(shí)例是由安帕塞特公司(AmpacetCorporation)銷售的 Formulationl00526。例如，安帕塞特 Formulationl00526 可以包括兩種抗粘連材料:微滑石(滑石)和阿克蠟C (亞乙基雙硬脂酰胺)。其他添加劑可以包括加工助劑。例如，這些層可以包括增滑劑。該增滑劑可以是脂肪酸。增滑劑可以是長(zhǎng)鏈脂肪酸酰胺，其中酰胺來(lái)自油烯基(單不飽和C-18)至芥基(C-22單不飽和)。一種添加劑可以是由安帕塞特公司銷售的Formulationl0919。安帕塞特Formulationl0919可以包括3%負(fù)荷的Dynamar。Dynamar是一種氟彈性體、并且可以在擠出過(guò)程中避免熔體斷裂。這些層可以包括顏料。這些層可以包括填充劑，如無(wú)機(jī)材料，如碳酸鈣；或有機(jī)材料，如淀粉。這些材料可以是顆粒，如球狀顆粒、成形的顆粒、或納米顆粒。在另一個(gè)實(shí)施例中，這些層152、154可以選自可能不傾向于彼此粘合或粘附的不相似的熱塑性材料制成。用于第一層的此類材料的適當(dāng)組合可以包括超低密度聚乙烯，而對(duì)于第二層可以包括線型低密度聚乙烯，如本文中所討論的那些。然而，這些層可以展現(xiàn)一定水平的粘性或粘附性，使得當(dāng)袋處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下時(shí)側(cè)壁保持完好。參考圖5，展示了可以用于制造襯里袋的多層熱塑性薄片250的另一個(gè)實(shí)施例。側(cè)壁102、104可以由具有多層熱塑性材料的薄片250制造。例如，薄片250可以包括第一層252、第二層254、以及第三層256，它們可以具有相同或不同的厚度。第一層252可以具有厚度262。厚度262可以具有與厚度162相同的尺寸信息。第二層254可以具有厚度264。厚度264可以具有與厚度164相同的尺寸信息。第三層256可以具有厚度266。厚度266可以具有與厚度162相同的尺寸信息。薄片250可以具有厚度270。厚度270可以具有與兩層162和一層164的組合厚度一樣的厚度信息。
這些層可以是由柔性或可彎折的熱塑性材料制成的，這些材料可以被成形或拉伸成薄片或片材。適合的熱塑性材料的實(shí)例可以包括聚合物，如聚乙烯(例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯)，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯乙酸乙烯酯，尼龍，聚酯，乙烯乙烯醇，或其他材料，并且可以按材料的組合或混合物來(lái)形成。層252、254和256的材料可以被選擇成用于保持彼此粘附并且彼此接觸，如圖5中所示。例如，第一層252可以是一種具有低分子量烯烴基共聚物的超低密度聚乙烯，例如由陶氏化學(xué)公司以商品名FleXOmerTMETS9066NT7銷售的；或者第一層252可以是線型低密度聚乙烯，例如由陶氏化學(xué)公司以商品名DowlexTM2045銷售的。第二層254可以是一種具有己烯共聚物的線型低密度聚乙烯，例如由陶氏化學(xué)公司銷售的；并且第二層154可以是超低密度聚乙烯，例如由陶氏化學(xué)公司以商品名FleXOmerTM9066銷售的。第三層256可以是與第一層252相同或相似的，而第二層可以具有不同的材料。這些熱塑性材料還可以被選擇為使得，當(dāng)將一個(gè)足夠量的力施加到這些層上時(shí)，第一層、第二層和/或第三層可以脫層。例如參考圖6,當(dāng)向第一和第二層252、254施加一個(gè)剪切力272時(shí)，第一層252可以與第二層254脫層并且部分地與之分離。再例如參考圖7，當(dāng)向第二和第三層254、256施加一個(gè)剪切力272時(shí)，第二層254可以與第三層256脫層并且部分地與之分離。再例如參考圖8，當(dāng)向?qū)?52、254、256施加一個(gè)剪切力272時(shí)，第一層252可以與第二層254脫層并且部分地與之分離，并且第二層254可以與第三層256脫層。這些層的脫層和分離可以允許這些層相對(duì)彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。允許當(dāng)將這樣的力施加到薄片上時(shí)使這些層彼此脫層并局部分離的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可能是對(duì)于由進(jìn)行脫層的層吸收能量所造成的撕裂或刺穿而言的更大阻力。當(dāng)向袋的側(cè)壁突然施加一個(gè)力時(shí)，這些層的脫層和分離可以耗散所施加的力的一部分，例如是通過(guò)允許這些層相對(duì)彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。因此，當(dāng)袋用作廢物接收器的襯里并且物品落入內(nèi)部體積中時(shí)，袋可以抵抗撕裂和內(nèi)容物的派出。圖5中的層252和層254之間或?qū)?54和層256之間的剝離力可以具有與在圖12中關(guān)于剝離力374標(biāo)注的相同的剝離力信息(對(duì)于這一實(shí)施例而言包括力的范圍和這個(gè)力)。為了使這些層能夠發(fā)生脫層和分離，可以將添加劑包含在構(gòu)成這些層的熱塑性材料中。在適當(dāng)時(shí)，添加劑可以包括抗粘連劑或滑動(dòng)劑，它們可以抵抗這些層粘附或粘合到一起的趨勢(shì)，如本文所述。在另一個(gè)實(shí)施例中，在適當(dāng)時(shí)，這些層可以是選自可能不傾向于彼此粘合或粘附的不相似的熱塑性材料，如本文所述。用于第一層252和第三層256的此類材料的組合可以包括LLDPE或VLDPE，并且對(duì)于第二層254可以包括MDPE、LDPE或HPDE，并且適當(dāng)時(shí)包括在此討論的其他材料。然而，這些層可以展現(xiàn)一定水平的粘性或粘附性，使得當(dāng)袋處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下時(shí)側(cè)壁保持完好。參考圖9和10，展示了可以用于制造襯里袋的多層熱塑性薄片材料的另一個(gè)實(shí)施例。例如，薄片350可以包括第一層352、第二層354、第三層356、以及第四層368。這些層可以具有相同或不同的厚度并且在適當(dāng)時(shí)可以由在此討論的任何材料或材料組合制成。還如在此討論的，這些層可以沿它們的相鄰表面粘合或粘附在一起以提供整體的片狀結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)施加足夠的剪切力時(shí)，這些層可以脫層并且相對(duì)彼此移動(dòng)以便耗散所施加的力。層352可以具有厚度362。厚度362可以具有從約0.00005英寸(0.000127cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約0.0001英寸(0.000254cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約 0.0002 英寸(0.000508cm)到約 0.003 英寸(0.00762cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度362可以是約0.0002英寸(0.000508cm)。層352可以具有厚度364。厚度364可以具有從約0.00005英寸(0.000127cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約0.0001英寸(0.000254cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約0.0002英寸(0.000508cm)到約0.003英寸(0.00762cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度364可以是約0.0002英寸(0.000508cm)。層356可以具有厚度366。厚度366可以具有從約0.00005英寸(0.000127cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約
0.0001英寸(0.000254cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約0.0002英寸(0.000508cm)到約0.003英寸(0.00762cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度366可以是約0.0002英寸(0.000508cm)。層358可以具有厚度368。厚度368可以具有從約0.00005英寸(0.000127cm)到約 0.01 英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約 0.0001 英寸(0.000254cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約0.0002英寸(0.000508cm)到約0.003英寸(0.00762cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度368可以是約0.0002英寸(0.000508cm)。薄片350可以具有厚度370。厚度370可以具有從約0.0001英寸(0.000254cm)到約0.01英寸(0.0254cm)的第一范圍、從約0.0002英寸(0.000508cm)到約0.005英寸(0.0127cm)的第二范圍、以及從約 0.0003 英寸(0.000762cm)到約 0.003 英寸(0.00762cm)的第三范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度370可以是約0.0008英寸(0.00203cm)。這些層可以是由柔性或可彎折的熱塑性材料制成的，這些材料可以被成形或拉伸成薄片或片材。適合的熱塑性材料的實(shí)例可以包括聚合物，如聚乙烯(例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯)，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯乙酸乙烯酯，尼龍，聚酯，乙烯乙烯醇，或其他材料，并且可以按材料的組合或混合物來(lái)形成。這些層352、354、356、358 可以是由LLDPE、VLDPE、MDPE、LDPE或HDPE制成。在一個(gè)實(shí)施例中，層352可以是由LLDPE制成，層354可以是由VLDPE制成，層356可以是由MDPE或LDPE制成，并且層358可以是由一種不同的LDPE制成。為了使這些層能夠發(fā)生脫層和分離，可以將添加劑包含在構(gòu)成這些層的熱塑性材料中。在適當(dāng)時(shí)，添加劑可以包括抗粘連劑或滑動(dòng)劑，它們可以抵抗這些層粘附或粘合到一起的趨勢(shì)，如本文所述。這些熱塑性材料還可以被選擇為使得，當(dāng)將一個(gè)足夠量的力施加到這些層上時(shí)，第一層、第二層、第三層和/或第四層可以脫層。如在圖10中所示，當(dāng)施加一個(gè)剪切力372時(shí)，第二層354可以與第三層356分離。然而，在其他實(shí)施例中，其他層可以分離而另外的層可以保持相鄰并保持在一起。例如參考圖11，當(dāng)施加一個(gè)剪切力372時(shí)，第一層352可以與第二層354分離，第二層354可以與第三層356分離，并且第三層356可以與第四層358分離。另外，這些層的脫層可以在其整個(gè)表面積上或僅在有限的面積上發(fā)生。這些層的脫層和分離可以允許這些層相對(duì)彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。允許當(dāng)將這樣的力施加到薄片上時(shí)使這些層彼此脫層并局部分離的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可能是對(duì)于由進(jìn)行脫層的層吸收能量所造成的撕裂或刺穿而言的更大阻力。當(dāng)向袋的側(cè)壁突然施加一個(gè)力時(shí)，這些層的脫層和分離可以耗散所施加的力的一部分，例如是通過(guò)允許這些層相對(duì)彼此移動(dòng)或滑動(dòng)。因此，當(dāng)袋用作廢物接收器的襯里并且物品落入內(nèi)部體積中時(shí)，袋可以抵抗撕裂和內(nèi)容物的派出。剝離力是對(duì)各層之間粘連量的度量，并且增大的粘連量導(dǎo)致對(duì)剪切力的阻力。參考圖12，施加剝離力374以使層354與層356分離。如在此說(shuō)明的，允許這些層脫層可以改進(jìn)袋的強(qiáng)度和抗撕裂性。舉例而言，將類似于圖9中的薄片的、由四個(gè)層制成的熱塑性薄片與由單一層制成的熱塑性薄片進(jìn)行比較。測(cè)試并測(cè)量這些薄片的落錘沖擊耐受性和慢速刺穿強(qiáng)度。測(cè)試并測(cè)量這些薄片在機(jī)器方向(MD)和橫向方向(TD)上的撕裂強(qiáng)度、極限拉伸強(qiáng)度?！皺C(jī)器方向”是指這些薄片的加工或擠出方向，而“橫向方向”是垂直于機(jī)器方向的方向。根據(jù)用于拉伸強(qiáng)度測(cè)試的ASTMD882-02、用于撕裂耐受性測(cè)試的ASTM D1922、用于落錘測(cè)試的ASTM D1709A、以及用于慢諫刺穿測(cè)試的ASTM F1306來(lái)測(cè)試并測(cè)量這#薄片，這些測(cè)試方法通過(guò)弓I用以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合在此。與單層薄片相比，該多層薄片展示了沿橫向方向上撕裂耐受性提高了 62%。與單層薄片相比，該多層薄片展示了沿機(jī)器方向上極限拉伸強(qiáng)度提高了 74%，而橫向方向的極限拉伸強(qiáng)度保持不變。與單層薄片相比，該多層薄片展示了落錘沖擊耐受性提高了 29%。與單層薄片相比，該多層薄片展示了慢速刺穿強(qiáng)度提高了 44%。與單層薄片相比，該多層薄片還展示了在慢速刺穿測(cè)試過(guò)程中伸長(zhǎng)率提高了 14%。在其他實(shí)施例中，側(cè)壁可以具有三個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)層。在其他實(shí)施例中，側(cè)壁可以具有多達(dá)能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)吹膜擠出系統(tǒng)擠出的層數(shù)量的兩倍的層數(shù)。例如，如果將五個(gè)層作為管件或泡狀物擠出，并且該管件或泡狀物的第一側(cè)粘連地層疊到該管件或泡狀物的第二側(cè)上，于是袋的側(cè)壁將會(huì)有十個(gè)層。類似地，一個(gè)七層擠出機(jī)可以制造十四層的側(cè)壁。還有，一個(gè)九層擠出機(jī)可以制造十八層的側(cè)壁。參考圖13，展示了可能適合用作垃圾接收器襯里的、由多層熱塑性薄片材料制造的塑料袋400的另一個(gè)實(shí)施例。袋400可以包括一個(gè)由熱塑性材料制成的第一側(cè)壁402和一個(gè)第二側(cè)壁104以提供一個(gè)內(nèi)部體積406，該第一側(cè)壁覆蓋該第二側(cè)壁并連接到第二側(cè)壁上。在適當(dāng)時(shí)，這些側(cè)壁可以是由在此說(shuō)明的任何多層式熱塑性薄片制成的。第一和第二側(cè)壁402、404可以沿一個(gè)第一側(cè)邊緣410、一個(gè)第二側(cè)邊緣412以及一個(gè)在其間延伸的封閉的底部邊緣414相連接。為了進(jìn)入內(nèi)部體積406，側(cè)壁402、404的頂部邊緣420、422可以保持不相連。為了關(guān)閉并密封該開(kāi)口 424，袋400可以設(shè)置有結(jié)系翼片460、462，這些結(jié)系翼片作為側(cè)壁402、404的頂部邊緣420、422的一部分延伸。當(dāng)將袋400從接收器上移除并且丟棄時(shí)，結(jié)系翼片460、462可以系在一起。除了結(jié)系翼片和抽拉帶之外，其他適合的關(guān)閉機(jī)構(gòu)包括扭絞結(jié)和機(jī)械夾子。參考圖14，展示了由多層薄片材料制造的塑料袋的另一個(gè)實(shí)施例。袋500可以類似于袋400，但是頂部邊緣520、522是相對(duì)直的并且可以不包括這些翼片。為了制造多層式熱塑性薄片，可以采用吹膜擠出工藝。用于此類工藝600的設(shè)備和系統(tǒng)示意性展示于圖15中。吹膜擠出工藝可以采用第一螺桿擠出機(jī)602和第二螺桿擠出機(jī)604,它們可以與一個(gè)共用的基體或?？?620相連通。每個(gè)擠出機(jī)602、604可以包括一個(gè)相應(yīng)的料斗606、608，將熱塑性樹脂材料加入該料斗中。這些料斗606、608可以將樹脂材料給送到每個(gè)擠出機(jī)602、604的相應(yīng)的圓柱形孔614、616中。擠出機(jī)602、604可以加熱該樹脂至黏性液體或類液體狀態(tài)，該狀態(tài)下樹脂是容易流動(dòng)的。在擠出機(jī)602、604的相應(yīng)的孔614、616中可以定位有相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)螺桿610、612，這些螺桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)使熱塑性樹脂經(jīng)由管線或通道622到達(dá)?？?620。因?yàn)樘峁┝藘蓚€(gè)擠出機(jī)，可以將兩種不同的熱塑性樹脂引導(dǎo)到?？凇榱诵纬扇缭诖嗣枋龅亩鄬有问降谋∑?，如圖16中所示的?？?620可以在其頂表面上放置一個(gè)外圓環(huán)632和一個(gè)被該較大的外環(huán)包圍的內(nèi)圓環(huán)634。環(huán)632、634可以形成為槽縫或通道，塑性樹脂可以被擠出穿過(guò)這些槽縫或通道。第一擠出機(jī)602可以與外環(huán)632相連通，而第二擠出機(jī)604可以與內(nèi)環(huán)634相連通。因此，每個(gè)環(huán)可以接收一種不同的熱塑性材料。參考圖15，可以通過(guò)供氣管線638將空氣或氣體遞送到?？?。氣體可以通過(guò)氣孔636退出?？?620，該氣孔可以布置在第一和第二環(huán)632、634的中心，如在圖16中所示。在管件或泡狀物450內(nèi)部，液態(tài)聚合物可以在所捕捉的空氣周圍膨脹?？諝怏w積和溫度可以通過(guò)供應(yīng)管線638和孔636來(lái)調(diào)節(jié)。咬送輥640可以將聚合物膜向上拉。一旦熱塑性管件650已經(jīng)被從?？?620向上運(yùn)送了某個(gè)預(yù)定的高度，熱塑性材料就可以充分地冷卻以形成固態(tài)的熱塑性片材。材料發(fā)生轉(zhuǎn)變的具體位置將取決于多個(gè)因素，例如圓柱形片材的厚度、熱塑性材料的種類和氣體壓力。輥640可以使圓柱形管件650 —起變平坦并且可以引導(dǎo)薄片以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。這兩個(gè)擠出機(jī)和雙環(huán)?？诳梢杂兄谛纬删哂卸鄬拥臒崴苄员∑瑥亩善渲圃齑?。例如，從第一擠出機(jī)602引導(dǎo)到?？?620的外環(huán)632的塑性樹脂可以形成該擠出管件650的外層，并且從第二擠出機(jī)604引導(dǎo)到內(nèi)環(huán)634的塑性樹脂可以形成與該外層相鄰并層疊到該外層上的內(nèi)層。因此，可以生產(chǎn)兩層的熱塑性薄片。此外，當(dāng)擠出的管件650被定位在?？?620上方的輥640平坦化時(shí)，管件的側(cè)面也可以層疊到一起以形成四層的薄片。在其他實(shí)施例中，這些?？诤头謱硬襟E可以經(jīng)改變和修改以生產(chǎn)具有不同數(shù)量的可能層的薄片。例如，在其他實(shí)施例中，薄片可以具有三個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)層。參考圖17，展示了?？?720的另一個(gè)實(shí)施例。?？?720可以是類似于圖16中的?？?420，但是?？?720可以不包括內(nèi)環(huán)。?？?720可以具有一個(gè)環(huán)732和一個(gè)氣孔736。環(huán)732可以從第一擠出機(jī)接收一種第一材料并從第二擠出機(jī)接收一種第二材料。該第一及第二材料可以在退出環(huán)732之前被合并。除了在第一材料層和第二材料層的界面處之外，第一和第二材料不會(huì)混合在一起。因此，退出環(huán)732的材料可以具有第一材料的第一層和第二材料的第二層。因此，可以生產(chǎn)一種兩層材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)擠出的管件被定位在?？?720上方的輥平坦化時(shí)，管件的側(cè)面也可以層疊到一起以形成四層的薄片。在其他實(shí)施例中，這些?？诤头謱硬襟E可以經(jīng)改變和修改以生產(chǎn)具有不同數(shù)量的可能層的薄片。例如，在其他實(shí)施例中，薄片可以具有三個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)層。在本文引用的所有參考文件，包括公開(kāi)文件、專利申請(qǐng)和專利，都通過(guò)引用結(jié)合在此，并且其程度就如同單獨(dú)地且確切地指明每個(gè)參考文件是通過(guò)引用而結(jié)合在此并以其全文在此提出。
在描述本發(fā)明的上下文中(尤其在以下權(quán)利要求的上下文中)使用術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“一種”以及“該”和類似指示應(yīng)解釋為同時(shí)覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在文中另外地指明或明顯與上下文相悖。除非另外提出，否則術(shù)語(yǔ)“包括”、“具有”、“包含”、和“含有”應(yīng)解釋為開(kāi)放性術(shù)語(yǔ)(即，意味著“包括但不限于”)。除非在文章另外指明，否則本文中對(duì)數(shù)值范圍的敘述僅意圖用作對(duì)落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)數(shù)值進(jìn)行分別提及的一種快速方法，并且每個(gè)單獨(dú)的數(shù)值被結(jié)合在本說(shuō)明書中就如同它被獨(dú)立地在此敘述出一樣。除非在此另外指明或以其他方式明顯地與上下文相悖，否則在此描述的所有方法都可以按任何適合的順序進(jìn)行。在此提供的任何和所有實(shí)例或示例性語(yǔ)言(例如“如”)的使用僅意圖在更好地闡釋本發(fā)明并且不對(duì)本發(fā)明的范圍造成限制，除非另有聲明。說(shuō)明書中的任何語(yǔ)言都不應(yīng)解釋為表示:任何沒(méi)有提出權(quán)利要求的要素對(duì)于本發(fā)明的實(shí)踐而言是必不可少的。在此描述了示例性實(shí)施方式。在閱讀上述說(shuō)明之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以清楚這些實(shí)施方式的變體。本發(fā)明人預(yù)期技術(shù)人員可以在適當(dāng)時(shí)采用此類變體，并且本發(fā)明人意圖使本發(fā)明以與本文中確切描述的不同的方式來(lái)進(jìn)行實(shí)踐。因此，本發(fā)明包括在所附權(quán)利要求中敘述的主題的、得到可適用的法律準(zhǔn)許的所有修改和等價(jià)物。另外，上述要素以其所有可能變體的任何組合都被涵蓋在本發(fā)明中，除非在此另外地指明或者以其他方式與上下文相悖。
權(quán)利要求
1.一種柔性的熱塑性袋，包括: 可彎曲的熱塑性材料的一個(gè)第一側(cè)壁； 可彎曲的熱塑性材料的一個(gè)第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁沿一個(gè)第一邊緣、一個(gè)第二邊緣和一個(gè)封閉的底部邊緣連接到該第一側(cè)壁上，該第一和第二側(cè)壁沿它們對(duì)應(yīng)的頂部邊緣是不相連的以便提供一個(gè)用于進(jìn)入內(nèi)部體積中的開(kāi)口； 該第一側(cè)壁或第二側(cè)壁中的至少一個(gè)形成了一個(gè)卷邊，該卷邊之內(nèi)具有一個(gè)抽拉帶； 其中該第一側(cè)壁的熱塑性材料是一種多層材料，該多層材料包括一個(gè)第一層和一個(gè)相鄰的第二層，這些層被適配為至少部分地彼此脫層。
2.如權(quán)利要求1所述的袋，其中該第一層和第二層具有不同的材料并且是選自以下材料組，該組由以下各項(xiàng)組成:高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、尼龍、聚酯、乙烯乙烯醇。
3.如權(quán)利要求2所述的袋，其中該第一層是線型低密度聚乙烯，并且該第二層是超低密度聚乙烯。
4.如權(quán)利要求2所述的袋，其中該第一層是線型低密度聚乙烯，并且該第二層是中密度聚乙烯。
5.如權(quán)利要求2所述的袋，其中該第一層是超低密度聚乙烯，并且該第二層是中密度聚乙烯。
6.如權(quán)利要求1所述的袋，其中該第一和第二層中的至少一個(gè)包括抗粘連劑。
7.如權(quán)利要求6所述的袋，其中該抗粘連劑是無(wú)機(jī)的抗粘連劑。
8.如權(quán)利要求6所述的袋，其中該抗粘連劑是有機(jī)的抗粘連劑。
9.如權(quán)利要求6所述的袋，其中該第一和第二層均包括抗粘連劑。
全文摘要
一種適合用作垃圾筒或廢物接收器的襯里的熱塑性袋可以由多層的熱塑性薄片材料制造。該多層的薄片材料可以包括一個(gè)第一層和與第一層相鄰的一個(gè)第二層。在典型狀態(tài)下，這些層可以傾向于粘連或粘合到一起以保持在它們相鄰的位置中。然而，當(dāng)施加足夠的力時(shí)，這些層可以彼此脫層并分離。這些層的脫層允許當(dāng)施加力的時(shí)候這些層相對(duì)彼此移動(dòng)。這些層的脫層吸收了能量，這可能提高抗撕裂性和抗刺穿性。
文檔編號(hào)B65D33/28GK103180220SQ201180051841
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者大衛(wèi)·J·豪英, S·T·布羅林, 馬修·W·沃爾德倫, 丹尼爾·C·佩克, 羅伯特·H·特納 申請(qǐng)人:格拉德產(chǎn)品公司