專利名稱：易撕開的熱密封材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種易撕開的熱密封材料，更確切地說，本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)良的低溫?zé)崦芊庑阅?、其熱密封?qiáng)度幾乎與熱密封溫度無關(guān)的易撕開的熱密封材料。
包裝材料要具備的重要特性包括密封保護(hù)性和易撕開性。由于包裝材料具有密封保護(hù)性，可使包裝的物品免受在生產(chǎn)過程中以及包括海運(yùn)、運(yùn)輸和儲存的銷售環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的諸如研撞、震動和擠壓等外力的作用。由于包裝材料具有易撕開性，只要撕開密封部分，就可取出包裝的物品，無須破壞整個包裝材料。這兩種特性是有矛盾的。因此，在設(shè)計密封強(qiáng)度時，必須審慎地考慮裝填能力、銷售環(huán)節(jié)和要用的包裝材料所包裝的物品等諸多因素。
已有人提出過一些易撕開的包裝材料。例如，日本專利特開174329/1982公開了一種用樹脂組合物擠壓成型的包裝材料。該組合物由高壓低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯和一種低結(jié)晶度或無定形乙烯/α-烯烴的共聚物組成。日本專利特開209550/1983公開了一種易撕開的層壓密封包裝材料，其密封層由聚丙烯、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合物的薄膜組成。日本專利特開246061/1986公開了一種密封包裝材料，其密封層由具有作為主要成分的聚丙烯和乙烯/α-烯烴的無規(guī)共聚物的組合物組成。
由于聚丙烯透明度好，并具有優(yōu)良的防潮性、適度的韌性和耐蒸煮性，它在作為食品、織物、工業(yè)材料、化學(xué)品等包裝薄膜和容器方面已得到廣泛應(yīng)用。
上述傳統(tǒng)的密封材料不能完全令人滿意地用于聚丙烯的包裝薄膜和容器。例如，日本專利特開174329/1982所描述的樹脂組合物完全由聚乙烯類樹脂組成，并且它的熱密封強(qiáng)度不如聚丙烯薄膜或容器。日本專利特開209550/1983描述的層壓包裝材料具有實(shí)用水平的熱密封強(qiáng)度，但密封層組合物易于粘連損壞，并且部分密封層可能留在被撕離的表面上。日本專利特開246061/1986描述的包裝組合物其主要成分是聚丙烯，所須的熱密封溫度高，因而生產(chǎn)速度低，熱密封強(qiáng)度與溫度的相互關(guān)系不能完全令人滿意。
本發(fā)明的一個主要目的是提供一種具有易撕開特性的，極好的低溫?zé)崦芊庑阅芎推錈崦芊鈴?qiáng)度幾乎與溫度無關(guān)的熱密封材料，并且它適于作為所制造的包裝材料的密封部分，例如，聚丙烯和其它各種樹脂的薄膜或薄層，或通過層壓這些樹脂薄膜所獲得的薄層。
按照本發(fā)明所提供的熱密封材料具有若干個樹脂面層，它們面對面疊放并能熱熔在一起，其中，至少有一個樹脂面層由一種樹脂組合物形成，該組合物包括(A)30～85(重)%的低密度聚乙烯，其密度為0.91～0.94克/厘米3，(B)5～40(重)%的聚丙烯，和(C)10～40(重)%的低結(jié)晶度或無定形乙烯/α-烯烴的共聚物。
構(gòu)成至少一個本發(fā)明熱密封材料的樹脂面層的樹脂組合物將詳述如下低密度聚乙烯(A)用于這種樹脂組合物的低密度聚乙烯包括乙烯均聚物和通常為線型的乙烯與少量的α-烯烴的共聚物。這種低密度聚乙烯的密度為0.91～0.94克/厘米3，特別是為0.91～0.93克/厘米3好，其結(jié)晶度超過40%。例如，α-烯烴至少可是這樣一種，這種α-烯烴是從具有3-10個碳原子，最好具有3～6個碳原子，并可以具有一個支鏈的α-烯烴選擇出來的，如丙烯、丁烯-〔1〕、4-甲基戊烯-〔1〕、己烯-〔1〕、辛烯-〔1〕和癸烯-〔1〕。以乙烯和α-烯烴的總量為基計算，α-烯烴的用量可不超過8(摩爾)%，最好不超過6(摩爾)%。
乙烯的均聚反應(yīng)一般可在6，000～3，000大氣壓作用下有游離基引發(fā)劑存在時進(jìn)行。乙烯與α-烯烴的共聚反應(yīng)可通過眾所周知的方法完成，如在低或中壓下的漿液或溶液聚合方法。
通常所得到的乙烯均聚物或共聚物的熔融流動率〔MFB(E)〕為0.5～30克/10分鐘，1-15克/10分鐘較好，1～10克/10分鐘為最好。
聚合物(A)的結(jié)晶度超過40%。這可拿一塊硬化的壓板試樣用X-射線衍射儀測試而得到。
在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書中的熔融流動率〔MFR(E)〕是用美國材料試驗標(biāo)準(zhǔn)(ASTM)的D1238E方法測定的。
聚丙烯(B)用于本發(fā)明的樹脂組合物中的聚丙烯包括一種丙烯的均聚物和丙烯與少量的乙烯或另一種α-烯烴的共聚物。與丙烯共聚的α-烯烴通常是具有4～10個碳原子、最好是具有4～6個碳原子的α-烯烴，如丁烯-〔1〕、4-甲基戊烯-〔1〕、己烯-〔1〕和辛烯-〔1〕。乙烯和/或這些α-烯烴中的至少一種其用量以這種α-烯烴和丙烯總量為基計算不超過10(摩爾)%，最好不超過5(摩爾)%。共聚物可以是無規(guī)共聚物或嵌段共聚物，以無規(guī)共聚物為佳。
丙烯均聚反應(yīng)或共聚反應(yīng)可由眾所周知的方法完成，如用漿液聚合方法或氣相聚合方法。
通常聚丙烯是具有滿意的結(jié)晶的，其結(jié)晶度常用X-射線衍射儀測量，至少為50%，最好為55%。理想情況下，聚丙烯的熔融流動率〔MFR(L)〕為0.5～50克/10分鐘，1～10克/10分鐘最好，特別好的為3～10克/10分鐘。
乙烯/α-烯烴共聚物(C)用于樹脂組合物中的乙烯/α-烯烴的共聚物包括若干種乙烯/α-烯烴的共聚物，更確切地說是乙烯/α-烯烴的無規(guī)共聚物，乙烯含量通常為75～95(摩爾)%，為78～93(摩爾)最好，為85～93(摩爾)更佳。
乙烯/α-烯烴的共聚物是低結(jié)晶或無定形的，拿一塊硬化的壓板試件用X-射線衍射儀測試，其結(jié)晶度不超過40%，不超過30%更佳，不超過20%最佳。
和乙烯一起共聚的α-烯烴至少是這樣一種，這種α-烯烴含有3～10個碳原子，含有3～6個碳原子最好，并可以具有一個支鏈，例如丙烯、丁烯-〔1〕、4-甲基戊烯-〔1〕、己烯-〔1〕、辛烯-〔1〕和癸烯-〔1〕。乙烯和α-烯烴的共聚反應(yīng)可用公知的方法完成，如用溶液聚合的方法。
乙烯/α-烯烴的共聚物的熔融流動率〔MFR(E)〕通常為0.4～50克/10分鐘，為1-10克/10分鐘較好，為1-5克/10分鐘最好。
樹脂組合物構(gòu)成本發(fā)明熱密封材料的樹脂面層的樹脂組合物可通過混合低密度聚乙烯(A)、聚丙烯(B)和乙烯/α-烯烴的共聚物(C)制得，這些成分的混合比例如下混合比例〔(重)%〕成份一般范圍較好范圍最好范圍(A)30～8540～7545～65(B)5～4010～3015～25(C)10～4015～3020～30上述重量百分比是以三種成分(A)、(B)和(C)的總量為基計算的。
這種樹脂組合物通常含有用于聚烯烴的各種添加劑，象熱穩(wěn)定劑、防老化劑、抗靜電劑、防起霧劑、防板結(jié)劑、光滑劑、潤滑劑、顏料、著色和成晶核劑。
這種樹脂組合物通過將其加工成薄膜或薄層的形狀可作為熱密封材料的樹脂面層(熱密封面層)。這種樹脂組合物可用來作為構(gòu)成熱密封材料的兩個相對著的熱密封面層的樹脂材料。通常適宜用這種樹脂組合物作一個熱密封面層用的樹脂材料，另一種和它熱熔的樹脂材料用來作為其它熱密封面層的材料，所述的其它樹脂材料例如可是聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯，而聚丙烯是最合適的材料。
下面的實(shí)例可說明本發(fā)明的熱密封材料具有優(yōu)良的低溫?zé)崦芊庑阅?、易撕開性能、優(yōu)良的界面撕開性能，并且，其熱密封強(qiáng)度幾乎與熱密封溫度無關(guān)。它能很好地為各種普通的包裝材料作熱密封材料。這種包裝材料的例子如象聚丙烯這樣的樹脂容器和具有若干熱密封面層的樹脂薄膜包裝袋。所述的容器具有用上述樹脂組合物制造的熱密封面層的封閉物。所述的包裝袋至少有一個面層是用上述樹脂組合物制造的。這些包裝材料一般是密封包裝材料，它們可以具有排氣孔，因密封包裝也不總是必要的。
利用本發(fā)明的熱密封材料的易撕開的包裝材料可在物品放入時或放入之前通過加熱密封它的熱密封面層而包裝物品。處于包裝狀態(tài)的物品可免受在生產(chǎn)過程中以及包括海運(yùn)、運(yùn)輸和儲存的銷售環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的諸如研撞、震動和擠壓等外力的作用。施力撕熱密封部分，熱密封面層很容易地被撕開，從中取出包裝的物品。
當(dāng)用于本發(fā)明密封材料的樹脂組合物用于樹脂容器的封閉物材料的至少一個熱密封面層時，或用于樹脂薄膜包裝袋的至少一個熱密封面層時，封閉物材料的或包裝袋的至少一個面層可單獨(dú)由這種樹脂組合物構(gòu)成。為賦予諸如防滲氣、耐油、防劃傷和穩(wěn)定性的功能，最好將一層皂化乙烯/乙烯基的共聚物、聚酯、聚酰胺、聚二氯乙烯、鋁泊或一種雙向拉伸聚乙烯薄膜層壓到這種樹脂組合物上。
下面的實(shí)例更具體地說明了本發(fā)明實(shí)例1-3通過高壓游離基聚合反應(yīng)獲得的低密度聚乙烯(LDPE)，其結(jié)晶度為56%，密度為0.918克/厘米3，熔融流動率〔MFR(E)〕為2.0克/10分鐘;一種乙烯/丁烯-〔1〕的無規(guī)共聚物(EBC)，其乙烯含量為89(摩爾)%，用X-射線衍射儀測試它的結(jié)晶度為10%，密度為0.885克/厘米3，熔融流動率〔MFR(E)〕為3.6克/10分鐘;一種丙烯均聚物(PP-1)，其熔融流動率〔MFR(L)〕為7.0克/10分鐘;將上述各組分按表1所示的比例用Henschel混合器混合。將該混合物在230℃的溫度從40毫米T-模具薄膜成型機(jī)中擠出形成40微米厚的薄膜。另外，將熔融流動率〔MFR(L)〕為7.0克/10分鐘的丙烯的均聚物模塑成為200微米厚的薄層。將所得到的上述薄膜和薄層用下面的方法熱密封，并測試密封強(qiáng)度，同時，觀察它的撕裂狀態(tài)。
熱密封強(qiáng)度測量的方法將薄層和薄膜一層放置在另一層上，把定在表1所示各溫度的一根5毫米寬的密封棒在2kg/厘米2的壓力下壓在疊置著的薄膜和薄層上，持續(xù)1秒鐘，然后使已密封了的薄膜和薄層冷卻。從樣品上切下一條15毫米寬的試片，測量它在300毫米/分鐘的丁字頭速度下的T-撕裂強(qiáng)度，并定義為熱密封強(qiáng)度(克/15毫米寬)。
撕裂狀態(tài)X熱密封接觸面被撕裂N熱密封接觸面以外部分也被撕裂O密封部分破裂熱密封強(qiáng)度和撕裂狀態(tài)在表1中示出。
實(shí)例4-5除用具有4.5(摩爾)%的乙烯和具有用差示掃描量熱法(DSC)測量的熔點(diǎn)為135℃的丙烯/乙烯的共聚物(PP-2)代替(PP-1)外，重復(fù)實(shí)例1，LDPE和EBC的混合比例按表1所示調(diào)整，其結(jié)果在表1中示出。
實(shí)例6除用結(jié)晶度為51%、熔融流動率〔MFR(E)〕為2.0克/10分鐘、密度為0.920克/厘米3和含量為3.0(摩爾)%的4-甲基戊烯-〔1〕的線型低密度聚乙烯(L-LDPE)代替LDPE外，重復(fù)實(shí)例1，EBC和PP-1的混合比例按表1所示的調(diào)整，其結(jié)果在表1中示出。
比較實(shí)例1除不使用PP-1外，重復(fù)實(shí)例1，LDPE和EBC的混合比例按表1所示的改變。從表1可看出，不使用PP-1時，其熱密封強(qiáng)度不如聚丙烯薄膜。
比較實(shí)例2除不使用NBC外，重復(fù)實(shí)例1。LDPE和PP-1的混合比例按表1所示的調(diào)整，其結(jié)果在表1中示出。從表1可看出，不使用NBC時，熱密封強(qiáng)度與熱密封溫度之間存在著良好的關(guān)系。但撕裂熱密封面層時，密封部分破裂，且易于粘連破壞。當(dāng)用這種薄膜作撕裂層時，部分密封層會留在撕離的面層上。
比較實(shí)例3除用PP-2代替PP-1外，重復(fù)比較實(shí)例2，其結(jié)果在表1中示出。從表1可看出，它與比較實(shí)例2有同樣的傾向。
比較實(shí)例4除用實(shí)例6里使用的L-LDPE代替LDPE外，重復(fù)比較實(shí)例1，其結(jié)果在表1中示出。從表1可看出，熱密封強(qiáng)度增加了，但撕裂狀態(tài)與比較實(shí)例2相同。
比較實(shí)例5除不使用LDPE外，重復(fù)實(shí)例1，EBC和PP-1的混合比例按表1所示的調(diào)整，其結(jié)果在表1中示出。從表1可看出，熱密封溫度高，溫度與熱密封強(qiáng)度的關(guān)系比實(shí)例1-6密切。
權(quán)利要求
1.一種熱密封材料，它具有面對面地疊放并能熱熔在一起的若干個樹脂面層，其中，至少有一個面層是由一種樹脂組合物形成的，該組合物包括(A)30～85(重)%的低密度聚乙烯，其密度為0.91～0.94克/厘米3，結(jié)晶度不超過40%，(B)5～40(重)%的聚丙烯，和(C)10～40(重)%的低結(jié)晶度或無定形乙烯/α-烯烴的共聚物。
2.按權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔融流動率〔MFR(L)〕為0.5～30克/10分鐘。
3.按權(quán)利要求2的熱密封材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔融流動率〔MFR(E)〕為1～15克/10分鐘。
4.按權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的結(jié)晶度超過40%。
5.按權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述聚丙烯的熔融流動率〔MFR(L)〕為0.5～50克/10分鐘。
6.按權(quán)利要求5的熱密封材料，其特征在于，所述聚丙烯的熔融流動率〔MFR(L)〕為1～15克/10分鐘。
7.按權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述乙烯/α-烯烴的共聚物的乙烯含量為75～95(摩爾)%。
8.按權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述乙烯/α-烯烴的共聚物的結(jié)晶度不超過40%。
9.按照權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述乙烯/α-烯烴的共聚物的熔融流動率〔MFR(E)〕為0.4～50克/10分鐘。
10.按權(quán)利要求1的熱密封材料，其特征在于，所述的樹脂組合物包括(A)40～75(重)%的低密度聚乙烯，其密度為0.91～0.94克/厘米3，結(jié)晶度超過40%。(B)10～30(重)%的聚丙烯，和(C)15～30(重)%的低結(jié)晶度或無定形的乙烯/α-烯烴的共聚物。
11.一種具有權(quán)利要求1的熱密封材料的易撕開的普通包裝材料。
全文摘要
一種熱密封材料，它具有面對面地疊放并能熱熔在一起的若干個樹脂面層，其中至少有一個面層是由一種樹脂組合物形成的，該組合物包括
文檔編號B65D17/40GK1035123SQ8810925
公開日1989年8月30日 申請日期1988年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月15日
發(fā)明者杉正浩, 中川貴 申請人:三井石油化學(xué)工業(yè)株式會社