具有來自不同阻尼特性的塑料的塑料層的平面復合材料，其具有一層包括線性低密度聚 ...的制作方法
【專利說明】具有來自不同阻尼特性的塑料的塑料層的平面復合材料，其 具有一層包括線性低密度聚乙烯的層
[0001] 本發(fā)明通常涉及一種平面復合材料，包含作為層序列的：（1)一載體層；（2)-隔 層;其中，該層序列包括一個第一混合層，而其中，所述第一混合層包含線性低密度聚乙烯； 其中所述第一混合層包含基于該混合層的含量為l〇wt. %至99.9wt. %的所述線性低密度 聚乙烯;并且其中，所述第一混合層具有在-0.3至-0.6范圍內的不同的阻尼系數(shù)。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種所述平面復合材料的生產方法，其中，所述平面復合材料包含 一載體層和一隔層;包括以下步驟：
[0003] S1:提供一種包含線性低密度聚乙烯和不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴的混合 物，其中，所述混合物包含基于該混合物的含量為l〇wt. %至99.9wt. %的所述線性低密度 聚乙烯；
[0004] S2:將該混合物應用于一種復合材料前體，其中，所述復合材料前體包括一載體 層。
[0005] 本發(fā)明還涉及一種容器，其包圍成內部并包括至少一種所述平面復合材料;并涉 及這種容器的生產方法，該方法包含以下步驟:提供上述層結構的平面復合材料，折疊，連 接和任選地填充并密封，以這種方式獲得所述容器。本發(fā)明同樣涉及本發(fā)明所述的復合材 料用于食品存儲的應用。
[0006] 對于長期存放的食品，無論是供人食用的食品還是動物性飼料產品，通常都是通 過存儲而被保存在易拉罐或者蓋著蓋子的玻璃瓶中。
[0007] 然而，這些封裝系統(tǒng)有一些嚴重的缺點，特別是存在較高的固有重量，高能耗的生 產以及開啟麻煩的問題。
[0008] 用于盡可能長時間儲存食品而不造成損壞的可替代的封裝系統(tǒng)，從現(xiàn)有技術中可 以得知。這些是由平面復合材料生產的容器一一通常也被稱為層壓材料。這種平面復合材 料通常是由一層熱塑性塑料、一層通常包括紙板或紙的載體層、一層粘合促進層、一層鋁層 以及另一層塑料制成。特別是，在專利W0 90/09926中，這種平面復合材料被公開了。
[0009] 這種層壓容器已經擁有許多優(yōu)于常規(guī)的玻璃瓶和易拉罐的優(yōu)點，例如，節(jié)省儲存 空間和較低的固有重量。
[0010] 例如在EP 1 020 480和EP 1 777 238中所描述的，低密度聚乙烯層在容器生產中 的使用代表了這種平面復合材料的進一步的發(fā)展。在這些方面，所述聚合物涂層是通過高 壓釜處理及其隨后的在載體上的聚合物的擠壓工藝而生產的。生產工藝中的特定壓力和溫 度的管理可借助于這些熱壓成型工藝而實現(xiàn)。然而，對于些封裝系統(tǒng)，仍然也存在可能的改 進之處。
[0011]因此，在生產工藝中，特別是在上述容器的聚合物層的應用期間，撕開PE層或者穿 孔現(xiàn)象一次又一次出現(xiàn)，特別是在容器的壓痕區(qū)域。從而，損傷和瑕疵會在包裝上出現(xiàn)，因 此，這是視覺上和功能上的損壞，尤其是在平面復合材料的內部。這是特別不希望的，由于 這一步是在創(chuàng)造價值的最后，并因此由于損壞包裹的撤回和由于泄漏導致的索賠進而造成 了更高的成本。
[0012] 在容器具有在這些主要是在容器折痕點處的特殊痕跡的情況下，聚合物層的這種 撕除可導致發(fā)生故障，例如泄漏，其僅在使用過程中被發(fā)現(xiàn)，例如填充時或者即使只是后來 通過縮短這種容器的儲存時間。
[0013] 在這種容器的使用和運輸過程中，PE層的較低的耐穿刺性和較低的裂斷強度也造 成了在稍有接觸裝載條件下的容器泄漏。特別是，在打開容器的該PE層的高撕裂擴展能力 后，可導致容器撕開而超出開口孔，從而導致傾倒過程中的困難。
[0014] 特別是，在選自包含平面復合材料的產品的組期間，容器前體的運輸，裝食品的預 制容器的填充和將一個裝滿的容器向消費者運輸，或者在至少兩種其中的平面復合材料的 有孔覆蓋層的結合和/或一種具有包含一個孔的載體層的容器期間可能會損壞，所述孔被 孔覆蓋層所覆蓋。
[0015] 通常，本發(fā)明的目的為至少部分解決出現(xiàn)在現(xiàn)有技術中的缺點。
[0016] 該目的進一步包括創(chuàng)造一種具有高穩(wěn)定性和防滲漏性的平面復合材料。
[0017] 此外本發(fā)明的目的還包括提供一種由復合材料制成的容器，其中，所述容器應當 是由復合材料所容易的折疊而可生產的，并且同時應當具有較高的防滲漏性。因此，所述容 器應當特別適合于長期儲存容易變質的食品。
[0018] 本發(fā)明的另外一個目的是創(chuàng)造一種平面復合材料，其能夠被有效地和廉價地生 產。
[0019] 進而又一個目的為創(chuàng)造一種平面復合材料，其可以被盡快地生產出來且沒有較高 的廢品率。
[0020] 另一個目的是提供一種平面復合材料，其特別適于用于食品、動物飼料、低碳酸含 量飲料等的運輸和儲存的容器的生產。
[0021] 另一個目的是提供一種平面復合材料，其具有可能最高的耐穿刺性和高的斷裂強 度。
[0022] 進而又一個目的為創(chuàng)造一種平面復合材料，其展現(xiàn)出可能最低的撕裂擴展能力， 當該平面復合材料被撕裂成例如在該復合材料制成的容器被打開的期間。
[0023] 本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種生產一種平面復合材料的方法，其盡可能的 高效的和廉價的以及快速的且具有對缺陷的低敏感性。
[0024] 本發(fā)明的另外一個目的是改進用于生產的該材料的加工性能，尤其旨在通過擠壓 熱塑性塑料的應用過程中最小化該內縮量，特別是混合層。進而又一個目的為增加平面復 合材料的生產速度，尤其是優(yōu)化待處理材料的拉伸比。
[0025] 另外一個目的是提供一種平面復合材料，其趨向于缺陷盡可能的少，特別是在寒 冷條件下折疊時，由于能夠生產具有良好防滲漏性一種包裝容器。另外，一個目的是提供一 種容器，其具有可能最高的耐穿刺性，高的裂斷強度和低的撕裂擴展能力。
[0026] 本發(fā)明的另一個目的為提供一種平面復合材料或者一種容器或者同時提供二者， 它們均包括一層孔覆蓋層，其特征在于具有一個高的斷裂伸長率或高的延伸因子，或者同 時具備兩者。
[0027] 此外，本發(fā)明還包括另外一個目的，即提供一種平面復合材料或者一種容器或者 同時提供二者，它們均包括一層孔覆蓋層，其具有性質均衡的組合，例如延伸因子，耐穿刺 性，斷裂強度和撕裂擴展能力。
[0028] 至少上述目的之一的貢獻是由各級權利要求的主題實現(xiàn)的。從屬于所述分級的權 利要求的從屬權利要求的主題代表了這種貢獻的優(yōu)選的實施方案，以實現(xiàn)這些目的。
[0029] 至少上述目的之一的貢獻是由一種平面復合材料實現(xiàn)的，所述平面復合材料包含 作為層序列的：
[0030] (1)-載體層；
[0031] (2) -隔層；
[0032] 其中，該層序列包括一個第一混合層，
[0033] 而其中，所述第一混合層包含線性低密度聚乙烯；
[0034] 其中所述第一混合層包含基于該混合層的含量為10wt. %至99.9wt. %的所述線 性低密度聚乙稀，或者優(yōu)選15wt. %至90wt. %的所述線性低密度聚乙稀，或者更優(yōu)選 20wt. %至80wt. %的所述線性低密度聚乙稀；
[0035] 并且其中，所述第一混合層具有在-0.3至-0.6范圍內的不同的阻尼系數(shù)，優(yōu)選范 圍為-0.33至-0.55，更優(yōu)選范圍為-0.37至-0.54并進一步優(yōu)選范圍為-0.37至-0.425。
[0036] 所述第一混合層可被放置于所述層序列的任何可能的位置。因此，所述第一混合 層可被置于層序列中的載體層和隔層之后，其中這些層可直接或間接地跟在彼此的后面。 優(yōu)選地，這些層直接地跟在彼此的后面。此外，所述第一混合層可以這樣的層序列被提供， 所述層序列為:載體層，其后接著隔層，再接著所述第一混合層，其中這些層可直接和間接 地跟在彼此的后面。此外，所述第一混合層可以這樣的層序列被提供，所述層序列為:載體 層，其后接著所述第一混合層，再接著隔層，其中這些層可直接和間接地跟在彼此的后面。 下面描述的，在所述平面復合材料的使用中，優(yōu)選的是這兩層所述載體層和所述隔層相對 于彼此被布置成這樣，載體層面向容器的外側而隔層面向容器的內側，其中，另外的層，例 如所述第一混合層或別的混合層可出現(xiàn)在容器的外側，在夾層之間，以及朝向容器的內側。 在下文中，與面向容器的內側的隔層相鄰的那些層被稱為內置層，而與面向容器的外側的 載體層相鄰的那些層被稱為外置層。
[0037] 在所述平面復合材料的一個優(yōu)選實施例中，所述混合層包含一種不同于線性低密 度聚乙烯的聚烯烴。
[0038]所述不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴優(yōu)選自以下化合物組成的組:LDPE，HDPE， m-PE，PP中的一種或者至少其中2種物質的混合物。所述第一混合層包括不同于線性低密度 聚乙烯的聚烯烴的含量基于所述混合層，優(yōu)選自0.1至20wt. %的范圍，跟優(yōu)選為0.5至 15wt. %，或者進一步優(yōu)選為1至10wt. %。
[0039] 優(yōu)選地，所述不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴包括LDPE。所述不同于線性低密 度聚乙烯的聚烯烴優(yōu)選為包括一種LDPE，該LDPE選自包括以下化合物的組:一種LDPEa和一 種LDTOt，或者它們的混合物。優(yōu)選地，所述LDPE在每種情況下基于所述LDTO而包含所述 LDPEa的含量為50至90wt. %，優(yōu)選為55至85wt. %，或者更優(yōu)選為60至80wt. %。此外，優(yōu)選 所述LDPEt存在于所述混合層的所述LDPE中，在每種情況下基于所述LDPE，所述LDPEt的含 量為10至50wt. %，優(yōu)選為15至45wt. %并特別優(yōu)選為20至40wt. %。
[0040]線性低密度聚乙烯和不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴之間的差異，例如所述 LDPEa和所述LDPEt，優(yōu)選由它們的阻尼特性所造成。所述阻尼特性，尤其是阻尼因子δ在旋 轉流變儀的各種頻率可以借助特定材料的測試樣品而被測定。這種測定的詳細信息都可以 根據(jù)測試方法發(fā)現(xiàn)。
[0041 ]在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第一混合層在每種情況下基于所述第一混合層 而包含所述線性低密度聚乙稀的含量范圍為10至99.9wt. %，或優(yōu)選為40至99.9wt. %，或 更優(yōu)選為45至90wt. %，或進一步優(yōu)選為50至80wt. %。所述第一混合層在每種情況下基于 所述第一混合層可包含所述不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴的含量范圍優(yōu)選為0.01至 90wt. %，或優(yōu)選為0.01至60wt. %，或更優(yōu)選為10至55wt. %，或進一步優(yōu)選為20至 50wt · % 〇
[0042]根據(jù)本發(fā)明，所述第一混合層組分的阻尼因子差異在-0.3至-0.6的范圍內，優(yōu)選 為-0.31至-0.55，特別優(yōu)選為-0.32至-0.52。
[0043] 線性低密度聚乙烯與不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴的阻尼因子差異進一步 優(yōu)選為在不同的范圍內，而所述不同于線性低密度聚乙烯的聚烯烴例如為LDPEa和LDPEt。 因此，優(yōu)選的是，所述線性低密度聚乙烯，以及可能的比如為LDPEa的不同于線性低密度聚 乙烯的聚烯烴的組分的阻尼因子差異在-0.30至-0.40的范圍內，而另外的例如為LDPEt的 混合層的組分的阻尼因子差異在-0.40至-0.60的范圍內，優(yōu)選為-0.41至-0.55,或者更優(yōu) 選為-0.42 至-0.52。
[0044] 在所述平面復合材料的一個優(yōu)選實施例中，所述線性低密度聚乙烯具有小于-0.4 的阻尼因子差異。
[0045] 在所述平面復合材料的一個進一步優(yōu)選的實施例中，所述第一混合層具有在-0.32至-0.50范圍內的阻尼因子差異。
[0046]出人意料地，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過混合，換言之，例如為優(yōu)選所述線性低密度聚乙烯和 LDPE等各種聚烯烴的混合形成，所形成的混合物的各種性質不對應于預期的單個組分的性 質的平均值。這尤其是對于阻尼特性的發(fā)現(xiàn)，然而也是對于在該共混物的擠塑期間的流動 特性的發(fā)現(xiàn)。從而優(yōu)選地，例如，在擠塑過程中使用具有低內縮量的聚合物。所述內縮量表 明在模具開口和待涂覆的基底之間所述聚合物膜收縮得多么嚴重。所述內縮量通過模具寬 度與在基底上的膜寬度之間的差值計算所得。
[0047] 優(yōu)選地，所述內縮量小于100mm，進一步優(yōu)選小于90mm，更進一步優(yōu)選小于85mm。關 于所述內縮量的測定的更準確的信息在該測試方法和實施例中可以找到。
[0048]所述線性低密度聚乙烯和在所述范圍內的所述不同于線性低密度聚乙烯的聚烯 烴的混合物的意想不到的性質的表明，是改進的"拉伸比"。所述拉伸比，縮寫為DDR，應理解 為擠出的聚合物的熔融聚合物膜在該模具開口和該基底之間在薄膜撕裂前被涂覆的最大 加速度。所述DDR來自于對模唇與薄膜的厚度的比例的計算。所述DDR值越高，塑料可以穩(wěn)定 的方式被擠壓并涂覆到基底上就越快。關于所述拉伸比的測定的更準確的信息在該測試方 法和實施例中可以找到。
[0049]由于所述線性低密度聚乙烯和所述不同于線性低密度聚乙烯的混合物的這些特 殊性質，優(yōu)選為線性低密度聚乙烯和LDPE，可以達到1至20米/秒的擠塑速度，優(yōu)選為2至15 米/秒，或者優(yōu)選為3至12米/秒。
[0050]在所述平面復合材料的一個優(yōu)選實施例中，所述第一混合層具有至少一種特性， 優(yōu)選以下每種特性：
[0051 ] P1.在1至25g/10min范圍內的熔體流動速率(MFR);
[0052] P2.在90至150°C范圍內的熔化溫度(TP,m);
[0053] P3 ·在0 · 900 至0 · 940g/cm3 范圍內的密度；
[0054] P4.在3 X 103至1 X 107g/mol范圍內的平均分子量(Mw);
[0055] P5 .用基于所述線性低密度聚乙烯的含量為0.1至15wt. %的C3至Cn的α-烯烴制 備。
[0056] 所述第一混合層可以具有特性Ρ1至Ρ5中的任意組合。優(yōu)選地，所述第一混合層具 有以下至少兩種特性的組合，選自的組包括:Ρ1和Ρ2，Ρ1和Ρ3，Ρ1和Ρ4，Ρ1和Ρ5，Ρ2和Ρ3，Ρ2和 Ρ4，Ρ2 和 Ρ5，Ρ3 和 Ρ4，Ρ3 和 Ρ5，Ρ4 和 Ρ5，Ρ1 和 Ρ2 和 Ρ3，Ρ1 和 Ρ2 和 Ρ4，Ρ1 和 Ρ2 和 Ρ5，Ρ1 和 Ρ3 和 Ρ4，Ρ1 和Ρ3 和Ρ5，P1 和Ρ4 和Ρ5，Ρ2 和Ρ3 和Ρ4，Ρ2 和Ρ3 和Ρ5，Ρ2 和Ρ4 和Ρ5，Ρ3 和Ρ4和Ρ5，P1 和Ρ2 和？3和 ?4，？1和？2和？3和？5，？1和？2和?4和？5，？1和？2和？3和？5少2和？3和？4和？5。優(yōu)選地，所述第 一混合層具有P1至P5的所有特性。
[0057] 特別地，合適的混合層具有1至25g/10min范圍內的熔體流動速率(MFR)，優(yōu)選2至 20g/10min并且特別優(yōu)選2.5至15g/10min。優(yōu)選地，合適的混合層，例如第一混合層，具有90 至150°C范圍內的熔化溫度(TP,m)，優(yōu)選95至145°C，或者優(yōu)選100至140°C。優(yōu)選地，合適的混 合層具有0 · 900g/cm3至0 · 940g/cm3范圍內的密度，優(yōu)選為0 · 905g/cm3至0 · 935g/cm3，并且進 一步優(yōu)選為〇 . 910g/cm3至0.930g/cm3。所述混合層，例如所述第一混合層，優(yōu)選地具有3 X 103至1 X 107g/mol范圍內的平均分子量(Mw)，優(yōu)選為5 X 103至5 X 106g/mol并且特別優(yōu)選為1 X 104至1 X 106g/mol。優(yōu)選地，所述線性低密度聚乙烯被制備作為乙烯和一種烯烴的共聚 物。所述烯烴優(yōu)選為烯烴。所述α_烯烴可以是支鏈的或直鏈的。所述α_烯烴優(yōu)選為直鏈 的。所述烯烴優(yōu)選自以下的組，包括:丙烯，丁烯，戊烯，己烯，庚烯，辛烯，壬烯，癸烯和十一 碳烯，或者這些中的至少兩種的組合。所述烯烴進一步優(yōu)選自以下的組，包括：丙烯，1-丁 稀，1-戊稀，1-己稀，1-庚稀，1-辛稀，1-壬稀，1-癸稀和1-^^一碳稀，或者這些中的至少兩種 的組合。所述線性低密度聚乙烯優(yōu)選用基于所述線性低密度聚乙烯的含量為0.1至15wt. % 的C3至Cn的α-稀經制備，優(yōu)選0.2至12wt. %，或者優(yōu)選為0.3至10wt. %。所述線性低密度聚 乙烯優(yōu)選用70至lOOwt. %含量的乙烯制備，優(yōu)選為80至99.9wt. %，或者優(yōu)選為85至 95wt.%〇
[0058]根據(jù)前述權利要求之一所述的平面復合材料，其中，所述線性低密度聚乙烯具有 至少一種特性，優(yōu)選以下每種特性：
[0059] LL1.在1至15g/10min范圍內的熔體流動速率(MFR);
[0060] LL2.在110至150°C范圍內的熔化溫度(TP,m);
[0061] LL3 ·在0 · 910 至0 · 940g/cm3 范圍內的密度；
[0062] LL4.在3X 103至1 X 107g/mol范圍內的平均分子量(Mw);
[0063] LL5.用基于所述線性低密度聚乙烯的含量為0.1至15wt.%的C3至Cn的α-烯烴制 備。
[0064]所述線性低密度聚乙烯可以具有特性LL1至LL5中的任意組合。優(yōu)選地，所述線性 低密度聚乙烯具有以下至少兩種特性的組合，選自的組包括:LL1和LL2，LL1和LL3，LL1和 LL4，LL1和LL5，LL2和LL3，LL2和LL4，LL2和LL5，LL3和LL4，LL3和LL5，LL4和LL5，LL1和LL2和 LL3，LL1和LL2和LL4，LL1和LL2和LL5，LL1和LL3和LL4，LL1和LL3和LL5，LL1和LL4和LL5，LL2 和LL3和LL4，LL2和LL3和LL5，LL2和LL4和LL5，LL3和LL4和LL5，LL1和LL2和LL3和LL4，LL1和 LL2和LL3和LL5，LL1和LL2和LL4和LL5，LL2和LL3和LL4和LL5。優(yōu)選地，所述線性低密度聚乙 烯具有LL1至LL5的所有特性。
[0065]所述線性低密度聚乙烯優(yōu)選具有1至15g/10min范圍內的熔體流動速率(MFR)，優(yōu) 選為1.5至13g/10min，并且特別優(yōu)選為2至10g/10min。優(yōu)選地，所述線性低密度聚乙稀具有 110至150°C范圍內的熔化溫度(T P,m)，優(yōu)選為115至145°C，或者優(yōu)選為120至140°C。優(yōu)選地， 合適的線性低密度聚乙烯具有0.910至0.940g/cm 3范圍內的密度，優(yōu)選為0.915至0.935g/ cm3，并且進一步優(yōu)選為0.920至0.930g/cm3。所述線性低密度聚乙烯優(yōu)選具有3 X 103至1 X 107g/mol范圍內的平均分子量(Mw)，優(yōu)選為5 X 103至5 X 106g/mol并且特別優(yōu)選為1 X 104至1 X106g/mol。優(yōu)選地，所述線性低密度聚乙烯被制備作為乙烯和一種烯烴的共聚物。所述烯 烴優(yōu)選為烯烴。所述α_烯烴可以是支鏈的或直鏈的。所述α_烯烴優(yōu)選為直鏈的。所述烯烴 優(yōu)選自以下的組，包括:丙烯，丁烯，戊烯，己烯，庚烯，辛烯，壬烯，癸烯和十一碳烯，或者這 些中的至少兩種的組合。所述烯烴進一步優(yōu)選自以下的組，包括:丙烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-庚烯，1