含有微球體的聚合物膜的制作方法
【專利說明】含有微球體的聚合物膜
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明大體涉及聚合物膜。更特定說來，本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的滑動(dòng)/防粘特性 和低灼燒殘留物的聚合物膜。
[0002] 多層膜廣泛用于多種行業(yè)中，例如包括用于供食品或醫(yī)學(xué)溶液包裝用的容器中。 擠壓成膜的多層的一種所要特性為其韌性或在使用或運(yùn)輸中能夠耐破壞。另一所要特性為 能夠以適于應(yīng)用的所要強(qiáng)度制造剝式封條以及永久封閉容器的永久封條。另一所要特性為 提供對(duì)諸如氧氣、二氧化碳或水蒸氣的氣體的屏障以維持所含溶液的穩(wěn)定性。
[0003] 習(xí)知多層膜可由聚烯烴樹脂制成，其具有使得其在制造過程中難以操作的高摩擦 系數(shù)。助滑劑克服聚烯烴樹脂的天然膠粘性，因此其可平滑移動(dòng)通過轉(zhuǎn)化和包裝設(shè)備。目 前使用二氧化硅作為塑料膜的層中的助滑劑或防粘劑。然而，二氧化硅的存在可能導(dǎo)致灼 燒殘留物超過包括日本、韓國和中國在內(nèi)的許多國家的藥典極限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明涉及具有微球體的聚合物膜和制備膜的方法以及由所述膜制成的容器。在 一個(gè)通用實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種膜，其包括一或多個(gè)在層內(nèi)混有中空微球體或"氣泡" 的層。舉例來說，微球體在層的任一或多個(gè)部分中可大致均勻混合。微球體在所述層內(nèi)的 濃度范圍可為約250ppm到約3000ppm。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施例中，微球體由堿石灰硼硅玻璃制成。微球體可具有在約10 μπι到約 300 μ m范圍內(nèi)的直徑。微球體可另外具有在約0. lg/cc到約I. 2g/cc范圍內(nèi)的密度。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，具有微球體的膜層另外包括混入所述層內(nèi)的二氧化硅。二氧化 娃在所述層內(nèi)的濃度范圍可為約1000 ppm到約2000ppm。
[0007] 在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供包括表層、屏障層和剝式密封層的多層膜。表層和剝 式密封層在屏障層的相反側(cè)附著于核心層。表層和剝式密封層中的至少一者包括混入層內(nèi) 的中空玻璃微球體。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，表層包括諸如以下的組分：聚丙烯無規(guī)共聚物、聚丙烯均聚物、 尼龍（nylon)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、共聚酯醚嵌段共聚物或其組合。屏 障層可包括諸如以下的組分：聚酰胺6、聚酰胺6, 6/6, 10共聚物、非晶形聚酰胺或其組合。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，剝式密封層包括諸如以下的材料：同相聚合物、基質(zhì)相聚合物或 其組合。舉例來說，剝式密封層可包括聚丙烯與苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物 的摻合物。在另一實(shí)例中，剝式密封層可包括具有不同熔點(diǎn)的另一聚烯烴，諸如第二聚丙烯 或線性低密度聚乙烯。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，膜包括使表層和剝式密封層中至少一者附著于屏障層的一或多 個(gè)連接層。連接層可包括諸如以下的組分：順丁烯二酸化線性低密度聚乙烯、順丁烯二酸化 聚丙烯均聚物、順丁烯二酸化聚丙烯共聚物或其組合。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，核心層定位于屏障層與表層和剝式密封層中至少一者之間。核 心層可包括諸如以下的組分：聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、間規(guī)丙烯-乙烯共聚 物、聚丙烯彈性體、基于丙烯的彈性體、基于乙烯的彈性體、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌 段共聚物、乙烯-丙烯橡膠改質(zhì)的聚丙烯或其組合。
[0012] 在一個(gè)替代實(shí)施例中，本發(fā)明提供多腔室容器，其包括由膜界定的主體。所述主體 包括至少兩個(gè)由可剝離封條分隔的腔室，其中膜包括至少一個(gè)在層內(nèi)混有微球體的層。
[0013] 在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種容器，其包括沿至少一個(gè)共享圍緣密封在一起 以界定流體腔室的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。第一和/或第二側(cè)壁包括多層膜，其包括表層、 第一連接層、鄰近第一連接層安置的屏障層、鄰近屏障層安置的第二連接層、核心層和密封 層。表層和/或密封層包括混入層內(nèi)的玻璃微球體。
[0014] 在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供制造膜的方法。所述方法包含將微球體混合遍布于 一或多種聚合物中。舉例來說，微球體可大致均勻分散于聚合物中。所述方法另外包含將 聚合物擠壓成膜。膜隨后可形成容器。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為提供具有改進(jìn)的滑動(dòng)特性的膜。
[0016] 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為提供具有改進(jìn)的防粘特性的膜。
[0017] 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為提供具有可接受的低灼燒殘留物的改進(jìn)膜。
[0018] 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為提供制造容器的改進(jìn)方法。
[0019] 其它特征和優(yōu)點(diǎn)描述于本文中，并且將根據(jù)以下【具體實(shí)施方式】和圖式顯而易見。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中單層膜的橫截面視圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中五層膜的橫截面視圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中六層膜的橫截面視圖。
[0023] 圖4為由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的膜制成的容器的視圖。
[0024] 圖5為由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的膜制成的多腔室容器的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明涉及具有微球體的聚合物膜和制備膜的方法以及由所述膜制成的容器。在 一個(gè)通用實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種膜，其包括至少一個(gè)在層內(nèi)混有中空微球體的層。本發(fā) 明提供適用于包裝應(yīng)用的單層膜以及多層膜。本發(fā)明實(shí)施例中的膜具有改進(jìn)的滑動(dòng)和防粘 特性，同時(shí)保持韌性和/或剝式密封能力。
[0026] 在圖1說明的通用實(shí)施例中，本發(fā)明提供膜10,其包括在層內(nèi)混有微球體的層。微 球體可均勻分布于層的任一或多個(gè)部分中。微球體可使用任何適合技術(shù)（諸如擠壓技術(shù)） 添加/混合于膜10的層內(nèi)。應(yīng)了解，可通過擠壓具有相同材料的連續(xù)子層的膜使微球體僅 分布于另一均質(zhì)層的選定部分中，所述子層之一含有微球體且一或多個(gè)子層不具有任何微 球體。
[0027] 層可包括任何適合量的微球體。舉例來說，微球體在層中的濃度范圍可為約 250ppm 到約 3000ppm，例如約 250ppm 到約 700ppm、約 350ppm 到約 650ppm、約 400ppm 到約 600ppm或約450ppm到約550ppm。微球體濃度的個(gè)別值的實(shí)例為約250ppm、300ppm、350ppm、 400ppm、450ppm、500ppm、550ppm、600ppm、650ppm、700ppm、750ppm、1000 ppm、2000ppm、 3000ppm 等。
[0028] 在另一實(shí)施例中，具有微球體的層另外包括混入所述層內(nèi)的二氧化硅。舉例來說， 二氧化硅可為具有立方體形狀的非晶形合成二氧化硅。二氧化硅可具有在約2. 2g/cc到約 2. 3g/cc范圍內(nèi)的密度。二氧化娃還可具有約4 μπι到約5 μπι的平均直徑。
[0029] 二氧化硅可以任何適合量存在于所述層內(nèi)。舉例來說，二氧化硅在層中的濃度范 圍可為 1000 ppm 到約 2000ppm，諸如約 IlOOppm 到約 1900ppm、約 1200ppm 到約 1800ppm、 約1300ppm到約1700ppm或約HOOppm到約1600ppm。二氧化娃濃度的個(gè)別值的實(shí)例為 約 lOOOppm、IlOOppm、1300ppm、1400ppm、1500ppm、1600ppm、1700ppm、1800ppm、1900ppm、 2000ppm 等。
[0030] 應(yīng)理解，個(gè)別微球體濃度值和個(gè)別二氧化硅濃度值也可為范圍的極限的定義。舉 例來說，揭示300ppm和450ppm的濃度也應(yīng)視為揭示300ppm到450ppm的范圍。這也適用 于本發(fā)明中特定提及的值的任何組合。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，微球體為中空的。微球體可由堿石灰硼娃玻璃制成。微球體也 可由陶瓷制成。微球體的適合實(shí)例包括來自3M的iM30K(18微米平均直徑，密度0. 60g/cc， 壓碎強(qiáng)度28000psi)和K46 (40微米平均直徑，密度0. 46g/cc，壓碎強(qiáng)度6000psi)微球體。 微球體可具有任何適合的平均直徑或?qū)挾?。舉例來說，微球體的平均直徑范圍可為約10 μ m 到約300 μ m，例如約50 μ m到約250 μ m，或約100 μ m到約200 μ m。微球體的平均直徑的 個(gè)別值的實(shí)例為約 10 l·1 m、25 μ m、50 μ m、75 μ m、100 μ m、125 μ m、150 μ m、175 μ m、200 μ m、 225 μ m、250 μ m、275 μ m、300 μ m等。此外，層中可慘合不同直徑的微球體。
[0032] 微球體也可具有任何適合密度。舉例來說，微球體的顆粒密度范圍可為約0.1 g/ cc 到約 I. 2g/cc，例如約 0. 2g/cc 到約 I. 10g/cc、約 0. 3g/cc 到約 0. 9g/cc、約 0. 4g/cc 到 約0. 8g/cc或約0. 5g/cc到約0. 7g/cc。微球體密度的個(gè)別值的實(shí)例為約0. lg/cc、0. 15g/ cc、0. 2g/cc、0. 25g/cc、0. 3g/cc、0. 35g/cc、0. 4g/cc、0. 45g/cc、0.5g/cc、0.55g/cc、0. 6g/ cc、0. 65g/cc、0. 7g/cc、0. 75g/cc、0. 8g/cc、0. 85g/cc、0. 9g/cc、0. 95g/cc、lg/cc、l. 05g/ cc、l. lg/cc、l. 15g/cc、l. 2g/cc 等。
[0033] 在另一實(shí)施例中，具有微球體的層另外包括混入層內(nèi)的納米材料。納米材料可為 例如納米管和納米粘土。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的納米材料包含尺寸顯著低于聚合物膜中目前 所用的研磨礦物等效物的一般約幾微米的常見尺寸的顆粒。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，納 米材料的平均尺寸在約10到約500納米范圍內(nèi)。
[0034] 在另一實(shí)施例（圖2中所說明）中，本發(fā)明提供具有表層20、屏障層24及剝式密 封層28的五層膜。表層20和/或剝式密封層28可包括任何適合量的分散于層內(nèi)的微球 體。表層20和剝式密封層28可在屏障層24的相反側(cè)直接或間接附著于屏障層24。
[0035] 表層20、屏障層24和剝式密封層28可各自獨(dú)立地具有任何適合厚度。舉例來 說，表層20可具有在約25 μ m到約75 μ m范圍內(nèi)的厚度。舉例來說，屏障層24可具有在約 10 μ m到約50 μ m范圍內(nèi)的厚度。剝式密封層28可具有在約50 μ m到約150 μ m范圍內(nèi)的 厚度。
[0036] 各層中微球體的濃度可變化且可視特定層而定。舉例來說，表層20可為小于約 25 μ m厚且具有在約1000 ppm到約2000ppm范圍內(nèi)的微球體濃度。
[0037] 表層20可含有無規(guī)共聚物聚丙烯、均聚物聚丙烯、尼龍、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯 乙烯嵌段共聚物、聚酯、共聚酯醚或其組合。屏障層24可含有一或多種聚酰胺（"PA"）（尼 龍），例如聚酰胺6、聚酰胺6, 6/6, 10共聚物、非晶形聚酰胺或其組合?；蛘?，屏障層24可 含有其它屏障材料，諸如乙烯乙烯醇共聚物（"EVOH"）。EVOH屏障層尤其適于其中容器將 不經(jīng)受濕熱滅菌的應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施例中，膜可含有夾在聚酰胺層之間的EVOH層。
[0038] 適合聚丙稀無規(guī)共聚物包括燧石山資源公司（Flint Hills Resources)以 HUNTSMAN商標(biāo)、北歐化工公司（