專(zhuān)利名稱(chēng):多層板材和其制備方法，及用該板材制備的容器的制作方法
本發(fā)明系關(guān)于多層柔性板及由其制備的容器。本發(fā)明一方面涉及無(wú)紙多層柔性板結(jié)構(gòu)，其中包括定向子結(jié)構(gòu)，用于制備通常用于包裝和分配糊狀制品的軟管。本發(fā)明另一方面敘述了包括單軸定向子結(jié)構(gòu)這種多層板結(jié)構(gòu)，及由此制備的容器和管子。
金屬箔長(zhǎng)期以來(lái)一直用于制備包裝和分配各種制品(包括糊狀制品)的容器和管子。這種容器和管子常常由一層金屬箔構(gòu)成。但是由金屬箔制備的容器和管子與由塑料制備的容器和管子相比有某些缺點(diǎn)。金屬管子更容易凹陷和變形，變曲程度稍大就會(huì)產(chǎn)生裂紋，并且價(jià)格較貴。
最近，一大部分管子市場(chǎng)已經(jīng)為具有多種聚合物層的柔性板狀材料所占領(lǐng)。這樣的管子一般帶有一層可熱封的內(nèi)層，一層可熱封的外層及夾在這兩者之間的隔離層。通常的結(jié)構(gòu)還帶有其它種類(lèi)的層，以提供其它性能。非聚合物層，如紙層和薄金屬箔也可以用于這些板狀材料，以提供特殊的性能。例如，已經(jīng)知道可采用一層薄鋁箔作為高質(zhì)量隔離層。采用金屬箔時(shí)，通常用一種高度粘性的聚合物將該箔粘合到其相鄰的層上。盡管這類(lèi)結(jié)構(gòu)在商業(yè)市場(chǎng)上獲取了一些成功，但是這類(lèi)結(jié)構(gòu)顯示的某些缺點(diǎn)限制了它們的用途。
某些制品由于其侵蝕管體內(nèi)層，特別是鋁箔層的化學(xué)活性，特別難以貯存。已經(jīng)有人提出用耐化學(xué)性聚合物作為管體內(nèi)層來(lái)保護(hù)箔層。為了解決這方面的困難，序列號(hào)為306，675、共同轉(zhuǎn)讓的未決申請(qǐng)說(shuō)明了使用線性低密度聚乙烯作為管體的內(nèi)密封材料層。
已經(jīng)知道加入紙層可提供尺寸穩(wěn)定性，這對(duì)于印刷是特別重要的，并且紙層也使外形美觀，顯示干凈的白色底色。紙層還能夠改善管子的死折保持性能(deadfold retention properties)。
管子損壞一般是由于粗暴裝運(yùn)造成的，因?yàn)榇直┭b運(yùn)，管壁破裂，使管內(nèi)物質(zhì)漏出。已經(jīng)觀察到，疊層中的紙層是結(jié)構(gòu)中最弱的部分。一旦紙層損壞，整個(gè)管子性能就會(huì)減弱并產(chǎn)生破裂。
管子耐粗暴裝運(yùn)的能力與其耐“下落試驗(yàn)”(drop test[以后亦稱(chēng)為“落管試驗(yàn)”(tube drop test)]的能力有關(guān)。在“下落試驗(yàn)”中，使裝滿(mǎn)某種制品的管子重復(fù)自某一高度落下，直至管子被破壞。在商業(yè)中所有裝運(yùn)的管子都被認(rèn)為要經(jīng)受粗暴的搬動(dòng)，并基本上與管內(nèi)所裝制品無(wú)關(guān)，因此要使管子能經(jīng)受在裝卸時(shí)所遇到的應(yīng)力，而此應(yīng)力與在落管試驗(yàn)中所受到的應(yīng)力相似。使管子能夠經(jīng)受落管試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)仍然是個(gè)問(wèn)題。已經(jīng)有人提出解決這個(gè)問(wèn)題的方法，如上述序列號(hào)為306，675的共同轉(zhuǎn)讓的未決申請(qǐng)中就提出了在板體內(nèi)部使用雙軸定向聚丙烯的加強(qiáng)層。但是這份未決申請(qǐng)中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)含有紙，這樣的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了某些改進(jìn)，因此還需要提供其它結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)給予這種含紙結(jié)構(gòu)以尺寸穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性并能增加強(qiáng)度和改進(jìn)其它特性。
另一份共同轉(zhuǎn)讓的未決申請(qǐng)(序列號(hào)340，468)描述了防止容器內(nèi)制品進(jìn)行化學(xué)侵蝕的改進(jìn)方案，其中將聚丙烯酸鉻絡(luò)合物底劑放在箔和在箔的密封材料一邊的乙烯丙烯酸共聚物之間。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)紙層的尺寸穩(wěn)定的多層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供制備耐分配容器中制品化學(xué)侵蝕的管子的無(wú)紙多層板。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供具有相當(dāng)?shù)乃勒酆驼酆郾３中阅艿娜萜骱凸茏印?br>從下面的詳細(xì)說(shuō)明和附圖中，將會(huì)更全面地看到本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)及其它優(yōu)點(diǎn)和特征。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的和優(yōu)點(diǎn)的辦法是提供一種獨(dú)特的多層層壓板結(jié)構(gòu)，其中包括一層定向子結(jié)構(gòu)，這種材料可用以制成包裝各種制品的容器和管子。由于這種多層層壓結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，制成的容器能夠耐容器中成份的化學(xué)侵蝕，具有相當(dāng)?shù)恼郯櫛３中再|(zhì)，并能經(jīng)受搬運(yùn)時(shí)的粗暴裝卸而不因破裂而損壞。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，板狀結(jié)構(gòu)依次包括在兩個(gè)外表面之第一個(gè)表面上有第一熱封層，第一乙烯丙烯酸共聚物的粘合層及金屬箔層。第二乙烯丙烯酸共聚物的粘合層將該金屬箔與第一層聚乙烯或乙烯共聚物層粘合。在第一聚乙烯層的反面是第二層聚乙烯或乙烯共聚物。第二層聚乙烯用第一層底劑粘合到具有定向比約為2/1～6/1的單軸定向聚丙烯層上。第三粘合層將該聚丙烯層粘合到板材的第二外表面的第二熱封層上。重要的是，聚丙烯層要在距板材第二外表面約1～1.5密耳(mil)之內(nèi)。
本發(fā)明的較好結(jié)構(gòu)是，用共擠壓的方法，將第二熱封層、第三粘合層和聚丙烯層制備成一種三層薄膜子結(jié)構(gòu)，同時(shí)單軸定向，定向比約在2/1至6/1之間。
為了將本發(fā)明的板狀材料制成管形容器，第一熱封層和第二熱封層必須適于相互熱封。
本發(fā)明也意在提供一種由這里所描述的多層板材制備的分配軟管，單軸定向?qū)游挥诠艿耐獗砻嫣帯?br>本發(fā)明還提供了制備多層板材的方法，該方法包括首先用共擠壓的方法制成一種三層薄膜，同時(shí)進(jìn)行薄膜的單軸定向，使其定向比約為2/1～6/1，這樣就得到一種包括低密度聚乙烯，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和聚丙烯三層疊合的定向薄膜子結(jié)構(gòu)。將該定向薄膜在聚丙烯外層表面上進(jìn)行電暈處理，然后用聚乙烯亞胺在處理過(guò)的表面上打底。用低密度聚乙烯作為擠出層壓劑，將事先制備好的低密度聚乙烯薄膜擠出層壓到處理過(guò)的，并打過(guò)底的聚丙烯層上。再用乙烯-丙烯酸共聚物作為擠出層壓劑，將此事先制備好的低密度聚乙烯層擠出壓層到鋁箔上。也可以用以聚丙烯酸為基料的底劑在鋁箔暴露的表面上打底。
最后，將乙烯-丙烯酸共聚物涂敷到鋁箔上，再用乙烯-丙烯酸共聚物和聚乙烯或線性低密度聚乙烯的共擠層壓制品，用共擠方法覆蓋在鋁箔上。
圖1是本發(fā)明較好實(shí)施方案中一種多層板材結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖2是本發(fā)明另一個(gè)不同的實(shí)施方案中多層板材結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖3是本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方案中多層板材結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖4是管子形成裝置的透視圖，它說(shuō)明由板材形成管子的方式，其中板材結(jié)構(gòu)中至少有某幾層是按機(jī)器方向定向的;
圖5是類(lèi)似于圖4的透視圖，但是其中多層結(jié)構(gòu)中至少有某幾層在管子形成過(guò)程中是按垂直于機(jī)器方向定向的;
圖6是按機(jī)器方向定向的多層板材制成的管子的局部剖視圖;
圖7是類(lèi)似于圖6的剖視圖，但是用的是按垂直于機(jī)器方向定向的材料;
圖8是本發(fā)明最優(yōu)方案的多層板材的剖視圖。
現(xiàn)在首先參看附圖中的圖1，多層板材一般用10表示;層12和20均為低密度聚乙烯(LDPE);層22是上顏料的低密度聚乙烯;層14是乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)共聚物;層16是聚丙烯(PP);層18是聚乙烯亞胺(PEI)低劑;層24和30均為乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物;層26是鋁箔;層28是聚丙烯酸鉻絡(luò)合物底劑;層32是線性低密度聚乙烯(LLDPE)。由此可見(jiàn)，圖1所示的多層板材中不含紙。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，聚丙烯層16必須單軸定向，定向比約為2/1至6/1。此外，當(dāng)單軸定向聚丙烯層位于距形成管子的板材的外表面0.2密耳至約4密耳，最好為約1至1.5密耳時(shí)，還可出現(xiàn)沒(méi)有預(yù)料到的優(yōu)點(diǎn)。
為了使用本發(fā)明的多層板材制備的容器具有有利的和高度符合需要的性能，重要的是聚丙烯層要單軸定向，并且該層的位置要與容器的外表面有一定的距離。因此，應(yīng)先按需要的定向比將聚丙烯層16單軸定向，然后用例如擠塑層壓的方法，用EMA粘合層作為擠塑層壓劑，將其層壓到LDPE層12上，形成由層12，14和16構(gòu)成的薄膜子結(jié)構(gòu)?；蛘?，采用更方便的方法，將層12，14和16進(jìn)行共擠塑，形成這三層的薄膜子結(jié)構(gòu)，然后，將該薄膜單軸定向，以得到需要的聚丙烯層的定向比。
不管薄膜子結(jié)構(gòu)如何形成，在將聚丙烯層疊合到由層20，22，24，26，28和32構(gòu)成的子結(jié)構(gòu)的LDPE層20上之前，都要對(duì)聚丙烯層進(jìn)行電暈處理，并用PEI底劑層18打底。如前所述，上述子結(jié)構(gòu)也可以單獨(dú)作為一層薄膜，以PEI層18為擠塑層壓劑，擠塑層壓到由層12，14和16構(gòu)成的薄膜子結(jié)構(gòu)上。
不論聚丙烯層是按機(jī)器方向(MD)定向，還是按機(jī)器方向橫向(CMD)定向，即與機(jī)器方向成90度角，都能實(shí)現(xiàn)夾入單軸定向的聚丙烯層帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。
不論P(yáng)P層是按MD定向還是按CMD定向，一般來(lái)講，當(dāng)定向比為約2∶1至6∶1時(shí)，最好是約3∶1至約5∶1時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)好的結(jié)果。
如果PP是層16選擇的聚合物，當(dāng)需要時(shí)，也可以用定向的高密度聚乙烯(HDPE)，聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)的摻混物，或者用尼龍取代該層。
除了使用單軸定向的PP層外，將該層放在距容器外表面某一臨界距離之內(nèi)也是重要的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PP層放置在距管體外表面約0.2至4密耳的范圍內(nèi)時(shí)，最好是在約1至1.5密耳的范圍內(nèi)時(shí)，就能產(chǎn)生最好的結(jié)果。
圖1繪出由層12，14和16構(gòu)成的薄膜子結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明也考慮了用PP層16和EMA層16構(gòu)成的不含LDPE層12的薄膜子結(jié)構(gòu)。在這種薄膜中，PP層16或者用EMA層14涂層，或者用擠塑層壓法疊合到EMA層14之上。
如在這里所說(shuō)的，在本發(fā)明的多層板材中加入單軸定向PP層將賦予由這種板材制成的管子幾種極為優(yōu)越的性能。這些優(yōu)點(diǎn)包括，對(duì)印刷和經(jīng)受后續(xù)加工的更大穩(wěn)定性，提高了強(qiáng)度，出乎意料的是還能改善折疊性能。
現(xiàn)在參看圖2，整個(gè)板材結(jié)構(gòu)一般用110標(biāo)示。該結(jié)構(gòu)中的層用100系列數(shù)字標(biāo)明，與圖1中表示同樣或類(lèi)似功能的層的兩位數(shù)字相應(yīng)。例如，層12和112均為L(zhǎng)DPE，分別為各自板材結(jié)構(gòu)的最外層，并且均為熱封層。類(lèi)似的對(duì)比也適用于圖2中的其它層，但層114和119除外。層114是用馬來(lái)酸酐改性的聚丙烯粘合劑，用以代替圖1中的EMA層14。層119是在PP層上用于印刷裝飾的油墨層或涂層。
圖3中，整個(gè)板材結(jié)構(gòu)用數(shù)字210標(biāo)示。該圖中的各層用200系列數(shù)字標(biāo)明，與圖1中表示同樣或類(lèi)似功能的層的兩位數(shù)字相應(yīng)。因此，層212，214和216分別表示上述形成薄膜子結(jié)構(gòu)的LDPE，EMA和PP。層218是PEI;層220和232均為L(zhǎng)DPE;層224和230均為EMA;層226是鋁箔;層232是LDPE。
為了形成典型的分配容器的管狀體，可以參考圖4，圖4表示從平料連續(xù)形成管體的裝置，這種裝置被說(shuō)明和描述在于1970年11月17日頒發(fā)給J H Connor的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)3，540，959號(hào)專(zhuān)利之中，其中的公開(kāi)內(nèi)容引用于此做為參考。如圖4所示，一條本發(fā)明的多層板材(由W表示)通過(guò)導(dǎo)輥301送入裝在成型座305之中的工作件或心軸303上。在其運(yùn)行中，板材W繞心軸303逐漸彎曲，并用熱壓輥307將兩邊連接在一起，形成搭接縫。圖4中箭頭A，B和C指出板條W的定向方向，即按機(jī)器方向(MD)定向。
圖5說(shuō)明用本發(fā)明的多層板材形成管體的方法，板條由W2表示。其中定向方向是機(jī)器的橫向方向(CMD)。圖4和圖5中采用的裝置在其它方面均相同，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，圖5中裝置的各個(gè)部件由后面加上字母A的相同數(shù)字分別表示。
圖5中，板條W送入并通過(guò)裝置，其定向方向與流動(dòng)方向約成90度。(如箭頭D，E和F所示)。因此，在制成的管中，板材結(jié)構(gòu)是按CMD定向的。
圖6和圖7為管狀容器，分別由401和501標(biāo)示。圖4中的箭頭A，B，C和圖6中的箭頭D，E，F(xiàn)表示結(jié)構(gòu)中單軸定向?qū)拥亩ㄏ蚍较颉?br>為了使多層板材和由它制成的容器的強(qiáng)度提高，并改善其死折保持性能，定向的PP層必須位于距板材表面約0.2至4密耳范圍之內(nèi)，最好在約1至1.5密耳范圍之內(nèi)。因?yàn)閷?2的功能是作為熱封層，并在管壁上形成搭接縫，所以，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)應(yīng)使該層有足夠的厚度，以便能連續(xù)形成熱封。層14應(yīng)該盡可能薄，但要起到將層12和層16相互粘合的作用。實(shí)際應(yīng)用中，層12的厚度約為0.8密耳至1.2密耳，層14的厚度約為0.2密耳至0.3密耳。
PET作為層18在圖上示出，但要明確的是，它僅作為底劑使用，是一層薄的涂膜，這里將其表示為一層只是為了示意而已。此外，層28也是一層薄的涂膜，只是為了示意才將其作為一層示出。層22通常是預(yù)先制備好的加有顏料的白色LDPE薄膜，其典型的厚度約為2.75至3.25密耳。層20(LDPE)常用作連接層22和層16的擠塑層壓料，一般約1.0密耳厚。
層24常用作連接層22和金屬箔層26的擠塑層壓料。金屬箔根據(jù)預(yù)期的產(chǎn)品和其用途，其厚度最好約為0.25至0.7密耳。如圖3所示，可以用較厚的約2.0密耳的EAA層和約1.2密耳的LDPE層直接擠塑覆蓋在金屬箔上。另外，如圖1，和圖2，也可以先用聚丙烯酸鉻絡(luò)合底劑(層28和128)在金屬箔上打底。用這種方法在金屬箔上打底后，底劑就可以提供一定程度的抗化學(xué)侵蝕性。在這些結(jié)構(gòu)中，昂貴的EAA層的厚度可以減少到能起粘合作用所需要的厚度，即約0.5密耳。作為外側(cè)封閉層的LLDPE層的厚度約為2.0密耳。
用本發(fā)明的板材制成的管子在下面描述的落試驗(yàn)中強(qiáng)度有所改善，意想不到的是，它們也顯示了死折保持性能的改善。
以下實(shí)例將說(shuō)明本發(fā)明實(shí)例1用3個(gè)擠塑機(jī)將LDPE，EMA和PP送入共擠塑口膜中進(jìn)行共擠塑，形成三層共擠塑薄膜。此共擠塑薄膜是單軸定向的，其定向比為3.2/1，由此得到厚度為2.0密耳的定向三層子結(jié)構(gòu)，各層的厚度為
LDPE0.8密耳EMA 0.2密耳PP 1.0密耳PP的表面用電暈處理，并用PET底劑打底。然后用1.0密耳厚的LDPE作為擠塑層壓料，將PP表面擠塑層壓到預(yù)先制備好的，加入顏料的，厚度為2.75密耳的LDPE上，形成除底劑外的五層子結(jié)構(gòu)。然后將2.75密耳厚的LDPE表面層擠塑層壓到0.7密耳厚的鋁箔上，此時(shí)用1.0密耳的EAA作為擠塑層壓料。鋁箔的反面用聚丙烯酸鉻絡(luò)合底劑打底，再用0.5密耳的EAA和2.05密耳的LLDPE進(jìn)行共擠塑覆蓋，由EAA靠鋁箔，LLDPE則形成完成的板材結(jié)構(gòu)的第二外表面。第一外表面是單軸定向三層子結(jié)構(gòu)中的LDPE層。
實(shí)例2用實(shí)例1中同樣的方法和材料制備另一種板材，但其中各層的厚度不同。三層定向子結(jié)構(gòu)的厚度為2.5密耳，其中各層厚度為L(zhǎng)DPE 1.2密耳EMA 0.3密耳PP 1.0密耳其它不同點(diǎn)是使用0.25密耳的箔和2.0密耳的LLDPE。
實(shí)例3另一種板材用與實(shí)例2中的方法和材料制備，但是三層定向子結(jié)構(gòu)有2密耳厚，其中各層的厚度如下LDPE 0.8密耳Admer 0.2密耳PP 1.0密耳Admer是以馬來(lái)酸酐改性的聚丙烯為基料的粘合劑聚合物。PP層被電暈處理和打底之后，在將其擠出層壓到LDPE層之前，用油墨印刷，而所用LDPE層的厚度是3.25密耳。
實(shí)例4另一種板材用與實(shí)例3中同樣的方法和材料制備，但是在三層定向子結(jié)構(gòu)中，0.2密耳的EMA取代了0.2密耳的Admer，同時(shí)略去油墨。相當(dāng)于圖3中層220的擠塑層壓料LDPE層的厚度是0.8密耳。不用聚丙烯酸鉻絡(luò)合底劑;最后的三層是箔0.25 密耳EAA2.0 密耳LDPE1.2 密耳表1表示實(shí)例1至4中的全部結(jié)構(gòu)，同時(shí)并列了不屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的比較實(shí)例A;B，C的結(jié)構(gòu)。比較實(shí)例A是不含紙的，但是不包含單軸定向?qū)?。比較實(shí)例B包含一層單軸定向PP層，但它與板材結(jié)構(gòu)表面的距離遠(yuǎn)大于1.5密耳。比較實(shí)例C是商業(yè)上常用來(lái)制造牙膏管的板材結(jié)構(gòu)。
表1實(shí)例1 實(shí)例2LDPE＊0.3密耳 LDPE＊1.2密耳EMA＊ 0.2密耳 EMA＊ 0.3密耳PP＊ 1.0密耳 PP＊ 1.0密耳底劑 底劑LDPE 1.0密耳 LDPE 1.0密耳白色LDPE2.75 密耳 白色LDPE2.75密耳EAA1.0密耳 EAA1.0密耳箔0.7密耳 箔0.25密耳底劑 底劑EAA0.5密耳 EAA0.5密耳LLDPE2.05密耳 LLDPE2.0密耳總計(jì)10.0密耳 總計(jì)10.0密耳實(shí)例3 實(shí)例4
LDPE＊0.8密耳 LDPE＊0.8密耳Admer＊ 0.2密耳 EMA＊ 0.2密耳PP＊ 1.0密耳 PP＊ 1.0密耳底劑 底劑油墨 LDPE0.8密耳LDPE 1.0密耳 白色LDPE3.25密耳白色LDPE3.25密耳 EAA1.0密耳EAA1.0密耳 箔0.25密耳箔0.25密耳 EAA2.0密耳底劑 LDPE1.2密耳EAA 0.5密耳 總計(jì)10.0密耳LLDPE2.0密耳總計(jì)10.0密耳比較實(shí)例A 比較實(shí)例B 比較實(shí)例CLDPE2.5密耳 LDPE2.5密耳 LDPE1.5密耳LDPE0.5密耳 LDPE1.25密耳 油墨白色LDPE3.25密耳 PP＊2.0密耳 白色LDPE2.0密耳EAA1.0密耳 白色EAA1.5密耳 紙1.6密耳箔0.25密耳 箔0.25密耳 LDPE0.7密耳底劑 底劑 EAA3.3密耳EAA0.5密耳 EAA0.5密耳 箔0.7密耳LLDPE2.0密耳 LLDPE密耳 EAA2.0密耳總計(jì)10.0密耳 總計(jì)10.0密耳 LDPE1.2密耳＊表示單軸定向?qū)? 總計(jì)13.0密耳根據(jù)前述共同轉(zhuǎn)讓美國(guó)專(zhuān)利3，540，959所說(shuō)明的已知方法，將實(shí)例1，2，3和比較實(shí)例A，B，C的板材制成分配管。用熱封技術(shù)形成縱向搭接縫以制成管體，其直徑為1-11/32英寸。然后將管體切成段，頭部被注塑成一端，包括使用常規(guī)的插入件，然后加蓋。將管體裝滿(mǎn)制品，密封端部。然后檢驗(yàn)裝有制品的管體，觀察其所需的性能。
下落試驗(yàn)在用盛有牙膏的管子進(jìn)行的頭部下落試驗(yàn)中，使管子加蓋的頭部朝下從4英寸的高度落到硬表面上。重復(fù)使同一管子落下，直至其破損為止，每一管子的最大下落次數(shù)為11次，每次試驗(yàn)用三個(gè)管子。
根據(jù)下落試驗(yàn)評(píng)價(jià)管子時(shí)，每一次下落算做一點(diǎn)，平均每個(gè)樣品的點(diǎn)數(shù)，得到對(duì)每個(gè)樣品有代表性的平均數(shù)。從表2可以看出，由本發(fā)明的板材制成的管子的強(qiáng)度與由比較實(shí)例A和B制成的管子的強(qiáng)度相同，但是比由比較實(shí)例C制成的管子的強(qiáng)度要大得多。
死折試驗(yàn)在使用裝有制品的管子(如牙高筒)時(shí)，要擠出制品必須壓管子，使以后的擠出更容易。因此管體板材結(jié)構(gòu)的死折特性能預(yù)示管子保持扁平的能力。當(dāng)檢查板材某一面上的折痕時(shí)，如此折痕模擬了管子被壓平時(shí)的折痕，則此特性非常重要;也就是說(shuō)當(dāng)向內(nèi)折彎板材的某一表面時(shí)，該表面應(yīng)為制成管子的內(nèi)表面，如圖Ⅰ中的層32。
進(jìn)行死折試驗(yàn)時(shí)，用一金屬塊造成折痕。該金屬塊是截面為1平方英寸的方棒，長(zhǎng)15英寸，重4磅。每次試驗(yàn)所用板材樣品的長(zhǎng)度是4英寸，寬度是1英寸。將樣品板條放在一個(gè)平面上，將1英寸寬的寬度對(duì)折，但此時(shí)不形成折痕。然后將金屬棒輕輕地，筆直地放在彎曲的板上，使該板向下折平，同時(shí)使金屬棒筆直地放在被折彎的板條上。30秒鐘后，拿走金屬棒，令樣品翻轉(zhuǎn)支持在邊緣上。在取走金屬棒30秒鐘后，用量角器測(cè)量角度。表2表示本發(fā)明板材的死折保持性?xún)?yōu)于比較實(shí)例A和B的死折保持性，而實(shí)例1的性能則幾乎與比較實(shí)例C一樣好。
表2實(shí)例 板厚度 下落強(qiáng)度 死折保(密耳) 持性
1 10.0 11 2302 10.0 10 5403 10.0 9 340比較A 10.0 11 1040比較B 10.0 8 760比較C 13.0 1 220考慮這些數(shù)據(jù)時(shí)，需要進(jìn)行基本的，全面的比較。商用的比較實(shí)例C的結(jié)構(gòu)具有好的死折保持性，較差的下落強(qiáng)度，并且較其它實(shí)例的材料厚33%，并且價(jià)格更高。比較實(shí)例A和B具有好的下落強(qiáng)度，并且相對(duì)來(lái)說(shuō)較低，但是死折保持性差。本發(fā)明的實(shí)例具有好的下落強(qiáng)度，價(jià)格相對(duì)低廉，死折保持性接近于上述商用結(jié)構(gòu)。
如前面所指出的，本發(fā)明的板材強(qiáng)度和死折特性被認(rèn)為是由于結(jié)構(gòu)中PP的單軸定向以及PP層在結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)位置造成的。因此，可以預(yù)料，類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，其中僅僅PP層被定向或其中PP層和LDPE層(如圖1中的層12)被定向，將會(huì)得到類(lèi)似的結(jié)果。
前面已經(jīng)提過(guò)，將PP層，或PP，EMA和LDPE(圖1)的薄膜子結(jié)構(gòu)，或圖2，圖3中它們的對(duì)應(yīng)層按機(jī)器橫向方向定向也會(huì)得到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。因此，由兩種多層板材制成的，具有相似規(guī)格(1-11/32″×7-7/16″)的兩種管子均有圖1所示的各層，如下所列實(shí)例5LDPE＊0.7密耳EMA ＊0.3密耳PP ＊2.0密耳PEI 底劑LDPE0.75密耳白色LDPE2.75密耳EAA 0.75密耳箔0.25 密耳聚丙烯酸鉻絡(luò)合物(底劑)EAA 0.5密耳LLDPE2.0密耳10.0密耳＊表示定向的用上述美國(guó)專(zhuān)利3，540，959描述的方法制備管子。在一種板材結(jié)構(gòu)中PP層按MD方向定向，在另一種板材結(jié)構(gòu)中PP層按CMD方向定向。管內(nèi)裝有Crest BSM牙膏，做成頭部并放入一尿素塑料插入物，然后加蓋。每種類(lèi)型(MD型和CMD型)取五支管子，從4英尺高度使它們頭部向下落下。按MD方向定向的五支管子，第一次落下就使它們?nèi)科茡p，四支是沿搭接縫破損的，一支是管體本身破損。按CMD方向定向的五支管子，四支經(jīng)受了10次下落，但一支管子在第一次下落時(shí)，就在搭接縫和頭部的接合處破損。
必須指出，在實(shí)例5的管體中，PP層的厚度是2.0密耳，相比之下，實(shí)例1至4中PP層的厚度卻是1.0密耳。增加實(shí)例5中PP的厚度需要好地控制接縫條件，特別是當(dāng)管體由按MD方向定向的多層板材制備的時(shí)候。但是如實(shí)例5所示，增加PP層的厚度對(duì)于CMD方向定向的管體不利之處較少。
總之，PP層的厚度最好小于約2密耳，否則，就必須更小心地控制管體形成時(shí)的接縫條件。因此，實(shí)際上PP層的最佳厚度約為1密耳。
在本發(fā)明最好的實(shí)施方案中，可以用高密度聚乙烯取代聚丙烯。這個(gè)實(shí)施方案由圖8說(shuō)明。
在圖8中，層812是低密度聚乙烯，層814是高密度聚乙烯。其余各層如下層818是聚乙烯亞胺(PEI)底劑;層820是低密度聚乙烯;層822是上顏料的低密度聚乙烯;層824是乙烯-丙烯酸共聚物;層826是鋁箔;層828是聚丙烯酸鉻絡(luò)合底劑;層830是乙烯-丙烯酸共聚物，層832是低密度聚乙烯。
從圖8可以看到，其中所示的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖1的結(jié)構(gòu)，不同的是圖1中的結(jié)構(gòu)中的聚丙烯層16和乙烯-甲基丙烯酸酯層14被一層高密度聚乙烯所取代。
如同在該實(shí)施方案中說(shuō)明單軸定向聚丙烯的使用一樣，高密度聚乙烯也是單軸定向的，或者按機(jī)器方向(MD)定向，或者按機(jī)器橫向方向(CMD)定向。圖8中說(shuō)明的板材結(jié)構(gòu)形成的其它方面與前面敘述的本發(fā)明其它實(shí)施方案的方法相同。
如圖8所示的實(shí)施方案，在使用高密度聚乙烯時(shí)，其定向比至少是約3/1，最好約是4/1至8/1。同樣高密度聚乙烯層與板材表面的距離與使用聚丙烯時(shí)的距離大致相同。
實(shí)例6和7說(shuō)明了具有圖8描述的幾個(gè)層的板材結(jié)構(gòu)。
實(shí)例6LDPE1.05密耳HDPE1.6密耳PEI 底劑LDPE1.3密耳上顏料的LDPE2.25密耳EAA1.1密耳箔 0.7密耳聚丙烯酸鉻絡(luò)合劑(底劑)EAA 0.5密耳LLDPE2.0密耳實(shí)例7本例中的板狀結(jié)構(gòu)與實(shí)例6的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，不同的是油墨層被夾在高密度聚乙烯層的一邊或兩邊。
實(shí)例6和7所示的多層板材結(jié)構(gòu)所顯示的改善了的性能，類(lèi)似于上述用單軸定向聚丙烯層的多層板狀結(jié)構(gòu)所顯示的性能改善。
必須注意的是，實(shí)例5的管體中，PP層的厚度是2.0密耳，相比之下，實(shí)例1至4中PP層的厚度則是1.0密耳。在實(shí)例5中，增加PP層的厚度需要更好地控制按縫條件，特別是當(dāng)用多層板材制備的管體按MD方向定向時(shí)。但是如實(shí)例5所示，增加PP層的厚度對(duì)于按CMD方向定向的管體不利影響較少。
總之，PP層的厚度最好小于約2密耳，否則形成管體時(shí)的接縫條件就必須更仔細(xì)地加以控制。實(shí)際上，PP層的最佳厚度約為1密耳。
權(quán)利要求
1.帶有二層外熱封層的多層板材結(jié)構(gòu)，依次包括(a)在所說(shuō)外表面之一上的第一熱封層；(b)第一粘合層；(c)金屬箔層；(d)第二粘合層；(e)第一層聚乙烯或乙烯共聚物；(f)第二層聚乙烯或乙烯共聚物；(g)第一聚合物；(h)從下列物質(zhì)中選擇的定向聚合物層聚丙烯、聚乙烯、乙烯共聚物、聚乙烯-聚丙烯摻混物、尼龍和聚酯，定向比約為2/1至6/1；(i)第三粘合層(j)在所說(shuō)第二外表面上的第二熱封層，所說(shuō)定向聚合物層的位置距所說(shuō)第二外表面層約0.2密耳至4.0密耳。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的多層板材，其中的定向聚合物按機(jī)器方向單軸定向。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的多層板材，其中的定向聚合物按機(jī)器橫向方向單軸定向。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的多層板材，其中定向聚合物的定向比約為3/1至5/1。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的多層板材，其中定向聚合物層位于距第二外表面約1至1.5密耳處。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的多層板材，其中第二熱封層是單軸定向的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的多層板材，其中第二熱封層可熱封到第一熱封層之上。
8.多層無(wú)紙層壓板材結(jié)構(gòu)，該板材依次包括(a)第一熱封層;(b)第一粘合層;(c)金屬箔層;(d)第二粘合層;(e)第一層聚乙烯或乙烯共聚物;(f)第二層聚乙烯或乙烯共聚物;(g)底劑;(h)單軸定向高密度聚乙烯層，定向比至少約為3/1;(i)第二熱封層
9.根據(jù)權(quán)利要求
8的無(wú)紙層壓板材結(jié)構(gòu)，其中高密度聚乙烯的定向比約從3/1到5/1。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8的無(wú)紙層壓板材結(jié)構(gòu)，其中第一熱封層和第二熱封層分別均為低密度聚乙烯。
11.具有多層熱塑性聚合物的無(wú)紙層壓板材結(jié)構(gòu)，其中包括一層定向比約為2/1至6/1的單軸定向聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的無(wú)紙層壓板材結(jié)構(gòu)，其中定向?qū)訌南铝谢衔镏羞x擇聚丙烯、聚乙烯，乙烯共聚物，聚乙烯一聚丙烯摻混物、尼龍和聚酯。
13.用前述任一條權(quán)利要求
的整體多層板材制備的柔性分配管，上述多層板材一般形成筒形管，并在上述第一和第二熱封層之間形成搭接縫。
14.制備多層板材的方法，該方法包括下列步驟(a)共擠塑三層聚合物層，形成該三層的薄膜子結(jié)構(gòu)，并使該薄膜單軸定向，定向比約為2/1至6/1，上述各層順次為聚乙烯層，第一粘合層和定向聚合物層;(b)用底劑給所說(shuō)的定向聚合物層表面打底;(c)將聚乙烯層擠塑層壓到上述打過(guò)底的定向聚合物層的表面上;(d)用第二聚合物粘合層作為擠塑層壓劑，將所說(shuō)的聚乙烯層擠塑層壓到鋁箔層上;(e)用第三粘合層和聚乙烯的共擠塑制品，對(duì)所說(shuō)的箔進(jìn)行共擠塑覆蓋，以完成板材的制造。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其中定向比從約2/1至5/1。
16.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其中包括在對(duì)所說(shuō)的箔進(jìn)行共擠塑覆蓋之前，用聚丙烯酸鉻絡(luò)合底劑給該箔打底的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求
14至16中任一項(xiàng)的方法，其中定向聚合物是聚丙烯。
專(zhuān)利摘要
帶有定向子結(jié)構(gòu)的多層無(wú)紙板材結(jié)構(gòu)用于制備包裝牙膏和其它制品的管狀容器，該板材結(jié)構(gòu)包括獨(dú)特的聚合物層的組合，其中包括單軸定向聚合物(聚丙烯或高密度聚乙烯)層，板材結(jié)構(gòu)有兩個(gè)外熱封表面，可用搭接熱封的方法形成管狀容器，制成的容器顯示出改善了的強(qiáng)度和死折保持性能，這里也提供了制備該帶有定向子結(jié)構(gòu)的板材的方法。
文檔編號(hào)B32B27/32GK85104868SQ85104868
公開(kāi)日1987年1月7日 申請(qǐng)日期1985年6月25日
發(fā)明者德懷特·丹尼斯·雷丁 申請(qǐng)人:美國(guó)制罐公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan