鋁阻擋層壓體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種層壓體，包括：50%至70%的高密度聚乙烯（HDPE）和50%至30%的線型低密度聚乙烯（LLDPE）的外層；設(shè)置在乙烯丙烯酸（EAA）層之間的鋁芯層；以及約50%至70%的高密度聚乙烯（HDPE）和50%至30%的線型低密度聚乙烯（LLDPE）的內(nèi)層。該聚乙烯外層或聚乙烯內(nèi)層是多層膜，優(yōu)選三層膜。本發(fā)明還涉及該層壓體的制備方法。
【專利說明】鋁阻擋層壓體【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及層壓體領(lǐng)域,尤其涉及一種招基(aluminum based)層壓體。本發(fā)明還涉及一種由鋁基層壓體制成的制品。
【背景技術(shù)】
[0002]對于大直徑，如25mm以上的層壓管的制造，該層壓管的硬度或體強(qiáng)度成為一個(gè)重要的屬性。一般而言，厚度約為250μ以上的層壓體通常用于制造較大直徑的管。
[0003]用于制造這種層壓管的常用聚合物組合選自低密度聚乙烯(LDPE )、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯乙烯醇(EVOH)等。在一些制造方法中，聚丙烯(PP)也被用作該聚合物中的一種。聚丙烯作為一種惰性聚合物非常難以與其它聚乙烯膜基板粘結(jié)。而且，聚丙烯需要相當(dāng)高的溫度以互相密封。在另一方面，HDPE聚合物易于單獨(dú)地或者與其它低密度和中密度聚乙烯組合加工。HDPE聚合物基膜可以通過共擠出注塑或共擠出吹塑制造。已知的是純高密度聚乙烯膜和層壓體具有較差的環(huán)境應(yīng)力開裂耐性(ESCR)和較差的沖擊耐性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
以引入涉及到鋁基層壓體的構(gòu)思。在下面的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述了這些構(gòu)思。
[0005]在此描述的 發(fā)明涉及一種具有較高厚度的鋁基層壓體，例如可以用于制造大直徑,如至少約25mm至38mm的直徑的層壓管的約250 μ的厚度。本發(fā)明的層壓體包括聚乙烯外層、鋁芯層和聚乙烯內(nèi)層。
[0006]在本發(fā)明的一個(gè)方面，該層壓體的聚乙烯外層和聚乙烯內(nèi)層進(jìn)一步包括聚α-烯烴(ΡΑ0)。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)方面，鋁芯層夾在充當(dāng)連接層(tie layer)的乙烯丙烯酸(EAA)層之間。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，層壓體的鋁芯層包括在一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)底層和在另一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)擠出涂層。由低密度聚乙烯(LDPE)擠出層緊接該底層。本發(fā)明的層壓體可選地包括多種顏料。
[0008]參照下述說明將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
以便以簡單的形式引入構(gòu)思的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵特征和必要特征，也不意圖用于限制本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]考慮到下述說明、附加的權(quán)利要求和附圖，將更好地理解本發(fā)明的上述和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。其中:
[0010]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的層壓體的示例性結(jié)構(gòu)。
[0011]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的層壓體的示例性結(jié)構(gòu)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]通常，具有較低厚度，如大約200 μ的厚度的層壓體不能用作大直徑，如約25_、38mm以上直徑的管。原因是管在脹裂試驗(yàn)中失敗的可能性。另一個(gè)原因是當(dāng)產(chǎn)品被裝入這樣的管內(nèi)部時(shí)，在墜落試驗(yàn)中失敗的可能性。此外，高密度聚乙烯(HDPE)作為高結(jié)晶聚合物，用其它熱塑性聚乙烯將高密度聚乙烯(HDPE)適當(dāng)改性以得到高密度聚乙烯(HDPE)膜表面極性和彈性是必要的。
[0013]本發(fā)明涉及一種層壓體，包括:50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的外層；設(shè)置在乙烯丙烯酸(EAA)層之間的鋁芯層；以及50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的內(nèi)層。根據(jù)本發(fā)明的線型低密度聚乙烯(LLDPE)可以具有大約0.912g/cc至0.940g/cc，優(yōu)選0.927g/cc的密度。這些可以是茂金屬LLDPE或使用諸如齊格勒-納塔型(Ziegler-Natta)的其它催化劑形成的LLDPE。根據(jù)本發(fā)明的高密度聚乙烯(HDPE)可以具有大約0.930g/cc至0.970g/cc的密度。
[0014]在一個(gè)實(shí)施方式中，該聚乙烯外層和聚乙烯內(nèi)層獨(dú)立地為多層膜，優(yōu)選三層膜。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施方式中，該層壓體的聚乙烯外層包括約10%_20%，優(yōu)選15%的聚α -烯烴(PAO)以及25%-35%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的膜層。在所述實(shí)施方式中使用的PAO為著名的市售ΡΑ0,如來自于Dow Chemical的“Elite5815”、來自于ExonMobilchemical 的 “Exceedl012CA，，。
[0016]在又一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚α -烯烴(PAO)存在于該聚乙烯外層中的至少一層中，其中該聚乙烯外層是多層膜。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施方式中，該層壓體的聚乙烯內(nèi)層包括約10%_20%，優(yōu)選15%的聚α-烯烴(PAO)的膜層。
[0018]其中該聚乙烯外層包括至少一種顏料也是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。優(yōu)選在吹塑膜制備方法期間以母料形式將多種顏料引入該外層中，其中T12或CaCO3被注入所述母料中。
[0019]在又一個(gè)實(shí)施方式中，將該顏料引入該聚乙烯外層中的三層膜的中間層中。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的顏料的非限制實(shí)例包括:二氧化鈦(T12)、二硫化鋅(ZnS2)、氧化鋅(ΖηΟ)、硫酸鋇(BaSO4)和碳酸鈣(CaC03)。取決于期望賦予該層壓體的顏色選擇該顏料。
[0021]沒有特別限制該顏料的形狀；它們尤其可以是顆粒、球形、薄片、扁平狀等。白色顏料優(yōu)選為二氧化鈦。在本發(fā)明的組合物中使用的二氧化鈦是任何著名的市售產(chǎn)品，如用于線性低密度聚乙烯(LLDPE)的White Master Batch。膜來自于當(dāng)?shù)毓?yīng)商，或者由Clarient、Ampacet、Schulman等制造，以及國際上可得到。在本發(fā)明中，金紅石T12用作白色顏料，并且也可以包括CaC03。
[0022]沒有特別限制二氧化鈦，并且可以使用多種晶型，如銳鈦礦型、金紅石型和單斜晶型。二氧化鈦的優(yōu)選平均粒度在0.15 μ m至0.35 μ m的范圍內(nèi)。
[0023]本發(fā)明的層壓體可以用于制造高直徑，如約25mm至約38mm的直徑的管。將理解本發(fā)明的層壓體也適用于制造13mm直徑至22mm直徑的管。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的層壓體使用高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)制備，同時(shí)保持柔性、沖擊耐性、與該層壓體的墜落試驗(yàn)的順應(yīng)性(compliance)。因此，根據(jù)本發(fā)明的層壓體具有如大直徑管所需的剛性、柔性以及良好的沖擊耐性。而且，該層壓體就窗加工而言是通用的，因?yàn)樵搶訅后w能夠在高速、低速以及直徑為13_至38_的迷你管線下操作。因此，一種層壓體可以用于制造多種直徑的管，從而降低消費(fèi)者的庫存量，因?yàn)橄M(fèi)者不需要為不同的產(chǎn)品購買不同的層壓體?？梢允褂迷搶訅后w制造各種直徑的管，其可以應(yīng)用在諸如牙膏、藥物制劑、化妝品等的裝載產(chǎn)品中。
[0025]在一個(gè)實(shí)施方式中，可以由層壓體制成制品。
[0026]在另一個(gè)實(shí)施方式中，由該層壓體制成的制品是直徑為13mm至38mm的管。
[0027]例如，可以通過吹塑膜擠出工藝制備本發(fā)明的層壓體的外層或底層。在擠出工藝過程中，如果使用顏料，該顏料也與高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE) —起熔化，并且該顏料的顏色分散至整個(gè)聚合物基體中，以生產(chǎn)有色的外層。
[0028]以與該層壓體的外層同樣的方式制造本發(fā)明的層壓體的內(nèi)層或密封層。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該內(nèi)層不含有顏料。
[0029]本發(fā)明的層壓體的芯層或阻擋層包括鋁(Al)箔。當(dāng)在由聚乙烯組成的內(nèi)層和外層之間使用鋁(Al)箔作為阻擋層時(shí)，需要極性基團(tuán)，如乙烯丙烯酸(EAA)，在一側(cè)固定鋁(Al)箔，以及在另一側(cè)固定聚乙烯。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該鋁芯層被設(shè)置在兩個(gè)乙烯丙烯酸(EAA)層之間。
[0031]在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過用部分交聯(lián)的乙烯丙烯酸(EAA)懸浮液在鋁芯層上涂底料以制備在該鋁芯 層一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)層。該涂底料通常被認(rèn)為是在表面上的預(yù)制涂層以提高粘結(jié)性。通過涂底料法制備的該乙烯丙烯酸(EAA)層稱為底層。在所述實(shí)施方式中，這個(gè)底層緊接具有由低密度聚乙烯(LDPE)組成的粘附層的層壓結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地這樣做以使得本發(fā)明的層壓體具有成本效益，因?yàn)橐蚁┍┧?EAA)通常是昂貴的，所以與其在該鋁芯層的兩面均具有乙烯丙烯酸(EAA)層，不如在鋁芯層的一側(cè)使用緊接低密度聚乙烯(LDPE)粘附層的乙烯丙烯酸(EAA)懸浮液底層以節(jié)省成本。同時(shí)在該鋁芯層的另一側(cè)保留使用乙烯丙烯酸(EAA)層以實(shí)現(xiàn)更好的粘合以及保持該層壓體的剛性。
[0032]用于本發(fā)明的層壓體中的低密度聚乙烯(LLDPE)的密度優(yōu)選為大約0.918g/cc至
0.935g/cc,更優(yōu)選 0.918g/cc。
[0033]在又一個(gè)實(shí)施方式中，該層壓體包括:50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為100μ的外層；設(shè)置在乙烯丙烯酸(EAA)之間的厚度為12 μ的鋁芯層；以及50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為50 μ的內(nèi)層。
[0034]在該層壓體的另一個(gè)實(shí)施方式中，該聚乙烯外層和聚乙烯內(nèi)層包括約15%wt/wt的聚α-烯烴(ΡΑ0)。聚α-烯烴(PAO)用于向該層壓體提供柔性。
[0035]在又一個(gè)實(shí)施方式中，該層壓體包括:50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為100 μ的外層；50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為50 μ的內(nèi)層；設(shè)置在一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)底層和在另一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)涂層之間的厚度為50μ的鋁芯層；以及在聚乙烯外層和乙烯丙烯酸(EAA)底層之間的厚度為25μ的低密度聚乙烯(LDPE)粘附層。
[0036]在實(shí)施方式中，用于制備該層壓體的方法包括:通過吹塑膜擠出工藝擠出高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以及顏料以形成該聚乙烯外層；其中，該顏料被熔化，并且顏色分散至聚乙烯外層中；在乙烯丙烯酸(EAA)之間設(shè)置鋁芯層；以及通過吹塑膜擠出工藝擠出高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以形成該聚乙烯內(nèi)層；其中，該內(nèi)層不含有顏料。
[0037]在另一個(gè)實(shí)施方式中，用于制備層壓體的方法包括:通過吹塑膜擠出工藝擠出高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以及顏料以形成該聚乙烯外層；其中，顏料被熔化，并且顏色分散至整個(gè)聚合物基體中；通過吹塑膜擠出工藝擠出高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以形成該聚乙烯內(nèi)層；其中，該內(nèi)層不含有顏料；在一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)底層和在另一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)涂層之間設(shè)置鋁芯層；以及用由低密度聚乙烯(LDPE)組成的粘附層層壓；其中，該底層通過用部分交聯(lián)的乙烯丙烯酸(EAA)懸浮液將鋁芯層涂底料而制備。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方式中，圖1示出了層壓體的示例性結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖1，該層壓體100包括100 μ厚的高密度聚乙烯(HDPE)聚合物和線型低密度聚乙烯(LLDPE)聚合物的外層102，50 μ厚的由高密度聚乙烯(HDPE)聚合物和線型低密度聚乙烯(LLDPE)聚合物組成的內(nèi)層110，以及12 μ厚的兩側(cè)夾在乙烯丙烯酸(EAA)之間的鋁(Al)箔芯層106，在圖1中表示為EAA層104和108。該外層102充當(dāng)?shù)讓?，該?nèi)層110充當(dāng)密封層，且該芯層106充當(dāng)阻擋層。
[0039]在又一個(gè)實(shí)施方式中，圖2示出了層壓體的另一個(gè)示例性結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖2，該層壓體200包括100 μ厚的高密度聚乙烯(HDPE)外層102 ;線型低密度聚乙烯(LLDPE)聚合物，50 μ厚的高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)聚合物的內(nèi)層；以及50 μ厚的夾在該外層102和該內(nèi)層110之間的鋁(Al)箔芯層106。在所述實(shí)施方式中，該層壓體200包括在該芯層106 —側(cè)，優(yōu)選朝向面對該內(nèi)層110的一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)涂層。同時(shí)，該層壓體200包括底 層204，隨后是25 μ厚的在該芯層106—側(cè)，優(yōu)選朝向面對該外層102的一側(cè)的低密度聚乙烯(LDPE)粘附層202。該底層204通過用部分交聯(lián)的乙烯丙烯酸(EAA)在該芯層106的一個(gè)另一側(cè)涂底料而制備。然后緊接這個(gè)底層204的是粘附層204。例如，通過擠出工藝制備該粘附層204。在圖2中所示的實(shí)施方式中，兩個(gè)乙烯丙烯酸(EAA)層(104，108)中的一個(gè)，優(yōu)選為如在圖1中所示的實(shí)施方式中的描述的乙烯丙烯酸(EAA)層104，被具有成本效益的緊接低密度聚乙烯(LDPE)層的底層所替代。同時(shí)，在該鋁芯層的一側(cè)保留使用乙烯丙烯酸(EAA)層108以獲得更好的粘結(jié)性以及保持該層壓體的剛性。
[0040]盡管參照其某些優(yōu)選的實(shí)施方式已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是其它實(shí)施方式也是可以的。因此，本發(fā)明的精神和范圍不應(yīng)限于包含在其中的優(yōu)選實(shí)施方式的描述。
【權(quán)利要求】
1.一種層壓體，包括: 50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的外層； 設(shè)置在乙烯丙烯酸(EAA)之間的鋁芯層；以及 50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的內(nèi)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓體，其中，線型低密度聚乙烯(LLDPE)的密度在0.912g/cc至0.940g/cc的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0.927g/cc，并且高密度聚乙烯(HDPE)的密度在0.930g/cc至0.970g/cc的范圍內(nèi)ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓體，其中，所述聚乙烯外層和所述聚乙烯內(nèi)層獨(dú)立地為多層膜，優(yōu)選三層膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓體，其中，所述聚乙烯外層包括10%-20%、優(yōu)選15%的聚α -烯烴(PAO)和25%-35%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層壓體，其中，所述聚α-烯烴(PAO)存在于所述聚乙烯外層中的至少一層中，其中所述聚乙烯外層是多層膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓體，其中，所述層壓體的聚乙烯內(nèi)層包括約10%-20%、優(yōu)選15%的聚α -烯烴(PAO)的膜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓體，其中，所述聚乙烯外層包括至少一種顏料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層壓體，其中，將所述顏料引入所述聚乙烯外層中的三層膜的中間層中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層壓體，其中，所述顏料選自二氧化鈦(Ti02)、二硫化鋅(ZnS2),氧化鋅(ZnO )、硫酸鋇(BaSO4)或碳酸鈣(CaCO3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層壓體，其中，所述顏料為金紅石二氧化鈦(T12)或碳酸鈣、或它們的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層壓體，其中，所述二氧化鈦(T12)的粒度在0.15μπι至0.35 μ m的范圍內(nèi)。
12.—種層壓體，包括: 50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為100 μ的外層； 設(shè)置在乙烯丙烯酸(EAA)之間的厚度為12μ的鋁芯層；以及 50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為50 μ的內(nèi)層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的層壓體，其中，所述聚乙烯外層和聚乙烯內(nèi)層包括15%wt/wt的聚α -烯烴(ΡΑ0)。
14.一種層壓體，包括: 50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為100 μ的外層； 50%至70%的高密度聚乙烯(HDPE)和50%至30%的線型低密度聚乙烯(LLDPE)的厚度為50 μ的內(nèi)層； 設(shè)置在一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)底層和在另一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)涂層之間的厚度為50 μ的鋁芯層；以及 在所述聚乙烯外層和乙烯丙烯酸(EAA)底層之間的厚度為25μ的低密度聚乙烯(LDPE)粘附層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的層壓體，其中，所述底層通過用部分交聯(lián)的乙烯丙烯酸(EAA)懸浮液將所述鋁芯層涂底料而制備。
16.一種由權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的層壓體制成的制品。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制品,其中,所述制品是直徑為13mm至38mm的管。
18.一種用于制備權(quán)利要求1所述的層壓體的方法，所述方法包括: 通過吹塑膜擠出工藝擠出高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以及顏料以形成聚乙烯外層； 其中，所述顏料被熔化，并且顏色分散至所述聚乙烯外層中； 在乙烯丙烯酸(EAA)之間設(shè)置鋁芯層；以及 通過吹塑膜擠出工藝擠出高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以形成聚乙紐內(nèi)層； 其中，所述內(nèi)層不含有顏料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制備層壓體的方法，所述方法包括: 通過吹塑膜擠出將高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)以及顏料擠出以形成所述聚乙烯外層； 其中，所述顏料被熔化，并且顏色分散至所述聚乙烯外層中； 通過吹塑膜擠出將高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)擠出以形成所述聚乙烯內(nèi)層； 其中，所述內(nèi)層不含有顏料； 在一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)底層和在另一側(cè)的乙烯丙烯酸(EAA)涂層之間設(shè)置鋁芯層；以及 用由低密度聚乙烯(LDPE)構(gòu)成的粘附層層壓； 其中，底層通過用部分交聯(lián)的乙烯丙烯酸(EAA)懸浮液將所述鋁芯層涂底料而制備。
【文檔編號】B32B15/085GK104039546SQ201280026724
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月31日
【發(fā)明者】薩蒂亞·普拉薩德·巴塔查里亞, 姆里納爾·坎蒂·班納吉 申請人:愛索爾包裝有限公司