TW201914919A - 包含可重新閉合膜之可重新閉合的封裝 - Google Patents

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艾利卡 施皮克曼
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Abstract

一種可重新閉合的封裝體包含一容器,所述容器具有接近於所述容器之一個邊緣且兩端由邊緣密封區限定的一細長閉合區。所述閉合區包含一可重新閉合膜,所述可重新閉合膜靠近所述容器之所述邊緣密封所述容器且具有小於所述邊緣密封區之一密封強度之一初始打開強度。向所述可重新閉合膜施加大於所述可重新閉合膜之所述初始打開強度的一打開力可用於分離所述可重新閉合膜且曝露一第一重新閉合表面及一第二重新閉合表面。所述第一重新閉合表面與所述第二重新閉合表面的接觸及向所述可重新閉合膜施加一壓力可用於在一重新閉合強度下重新黏著所述第一重新閉合表面與第二重新閉合表面。所述可重新閉合的封裝體可在多次重新閉合循環中打開及閉合。

Description

包含可重新閉合膜之可重新閉合的封裝
本發明之實施例主要係關於可重新閉合的封裝(packaging),特別是包含可重新閉合膜之可重新閉合的封裝及其製造方法。
便利性係食品封裝行業內的發展趨勢,消費者正在尋找可易於處理及使用的封裝。可撓性封裝的可重新閉合性不僅為消費者提供便利,且亦提供封裝產品的更長保質期,而無需將內容物轉移至單獨的重新閉合封裝體(package)中,例如帶拉鏈的塑膠袋或具有蓋的剛性容器。傳統的重新閉合系統在可用性方面受到限制且具有諸如額外的製造步驟或較差可加工性的缺點。
舉例而言,一些傳統的可重新閉合的封裝利用黏著或密封至封裝之內表面的拉鏈。此等封裝體包含位於拉鏈任一端的拉鏈壓平區。在拉鏈壓平區中,向拉鏈端部施加熱量及壓力以熔化及壓平拉鏈平面,從而密封拉鏈端部。然而,拉鏈的開口區段與壓平區之間的拉鏈的幾何剖面的突然變化可能導致開口區與壓平區之間的洩漏,此這防止可重新閉合封裝體的密封。另外,當此等拉鏈封裝體由非層壓聚乙烯薄膜製成時,由於聚乙烯薄膜之耐熱性差,壓平拉鏈端部所需的熱量及壓力會引起加工問題。
因此,對於可以重新閉合以提供密封封裝體之可重新閉合的封裝,存在持續需求。對於可在不使諸如聚乙烯膜之膜曝露於過熱的情況下製成的可重新閉合的封裝,存在另外持續需求。
此等需求由本文中所揭示之可重新閉合的封裝實現,所述可重新閉合的封裝包含具有細長閉合區的容器,所述細長閉合區靠近容器之至少一個邊緣定位且兩端由邊緣密封區域限定。閉合區包含初始打開強度小於邊緣密封區之密封強度的可重新閉合膜。可重新閉合膜之初始打開啟動可重新閉合膜之重新閉合功能性。一旦藉由初始打開而啟動,可重新閉合膜就可在複數次重新閉合循環中重新閉合及重新打開。
本文中所揭示之可重新閉合的封裝不需要將閉合區之端部壓平,且因此在邊緣密封區與閉合區之介面處不會展現可重新閉合膜之幾何剖面的突然變化。因此,閉合區可防止洩漏且使得能夠重新閉合封裝體以密封封裝體之內部體積以防止顆粒及液體的侵入。另外,消除壓平拉鏈端部的過程可消除用以建構容器之膜曝露於壓平拉鏈所需的過多熱量及壓力。
根據一個或多個實施例,一種封裝體可包含一容器,所述容器包含接近於所述容器之至少一個邊緣且兩端由邊緣密封區限定的一細長閉合區。所述閉合區可包含一可重新閉合膜,所述可重新閉合膜靠近所述容器之至少一個邊緣密封所述容器且具有小於所述邊緣密封區之一密封強度之一初始打開強度。向所述可重新閉合膜施加大於所述可重新閉合膜之所述初始打開強度的一打開力可用於分離所述可重新閉合膜以曝露一第一重新閉合表面及一第二重新閉合表面,且所述第一重新閉合表面與所述第二重新閉合表面的接觸及向所述可重新閉合膜施加一壓力可用於在一重新閉合強度下將所述第一重新閉合表面重新黏著至所述第二重新閉合表面。
根據其他實施例,一種製造一可重新閉合封裝體之方法可包含在一第一溫度及一第一壓力下在一細長閉合區中將一容器之一第一可撓性壁密封至所述容器之一第二可撓性壁。所述閉合區可接近於所述容器之至少一個邊緣且兩端可由邊緣密封區限定。所述閉合區可包含一可重新閉合膜,所述可重新閉合膜可靠近所述容器之至少一個邊緣密封所述容器,且可在所述封裝體之初始打開之後向所述封裝體提供重新閉合功能性。所述方法亦可包含在一第二溫度及一第二壓力下在所述邊緣密封區中將所述第一可撓性壁密封至所述第二可撓性壁所述第二溫度可不同於所述第一溫度,或所述第二壓力可不同於所述第一壓力。所述閉合區之一初始打開強度可小於所述邊緣密封區之一初始打開強度。
所描述實施例之額外特徵及優點將闡述於以下實施方式中,且部分地將由所述描述而對於本領域中熟習此項技術者顯而易見,或藉由實踐所描述實施例而認識到,所描述實施例包含以下實施方式、申請專利範圍以及附圖。
本發明之實施例係關於可重新閉合的封裝,其包含安置於所述封裝之閉合區中的可重新閉合膜。本發明之其他實施例可關於用於製造本文中所揭示之可重新閉合的封裝的方法。可重新閉合膜可包含多層膜,所述多層膜包含本文中所揭示之壓敏黏著劑。
如本文中所使用,「密封件」係指直接或間接接觸的兩個或多於兩個物品的閉合件,其足夠緊密以防止非想要材料通過接觸點或接觸表面。密封件本質上可為機械的或化學的。舉例而言,機械密封件可由兩個剛性表面組成,其互鎖方式使得防止所述表面移動並防止所述表面之間的移動,諸如拉鏈、按扣蓋或相似裝置。化學密封件之實例包含使用溫度、壓力或其組合來引入防止兩個或多於兩個物品移動的化學組合物的焊料、焊縫、黏著劑或相似物質。密封件涵蓋接觸的物品、接觸表面或接觸點、及可能位於接觸表面或接觸點處的任何其他材料。密封之緊密性可能不同;預期氣密密封(hermetic seal)、顆粒密封、防塵密封、防水密封、液密密封、氣密密封(air-tight seal)、濕氣密封或乾氣密封。
如本文中所使用,熔融指數(I2 )係聚合物之熔流速率的量度,通常使用ASTM D1238在190℃及2.16 kg載荷的溫度下量測。
如本文中所使用,聚合物的分子量分佈(Molecular Weight Distribution;MWD)被定義為商Mw/Mn,其中Mw係聚合物的重均分子量,且Mn係聚合物的數均分子量。
術語「聚合物」係指藉由使相同或不同類型之單體聚合而製備的聚合化合物。通用術語聚合物因此包涵術語「均聚物」,其通常用於指由僅一種類型之單體製備的聚合物;及「共聚物」,其係指由兩種或多於兩種不同單體製備的聚合物。術語「嵌段共聚物」係指包含兩個或多於兩個化學相異的區或區段(被稱作「嵌段」)的聚合物。在一些實施例中,此等嵌段可以線性方式接合,即,包括端對端接合的化學分化單元的聚合物。如本文中所使用的「無規共聚物」包括兩種或多於兩種聚合物,其中每種聚合物可包括沿共聚物鏈主鏈的單一單元或複數個連續重複單元。即使沿著共聚物鏈主鏈之單元中的一些以單一單元的形式存在,但此等單元在本文中被稱作聚合物。
「聚乙烯」或「基於乙烯的聚合物」應意謂包括大於50重量%的已衍生自乙烯單體之單元的聚合物。此包含聚乙烯均聚物或共聚物(意謂衍生自兩種或多於兩種共聚單體之單元)。本領域中已知的聚乙烯之常見形式包含低密度聚乙烯(LDPE);線性低密度聚乙烯(LLDPE);超低密度聚乙烯(ULDPE);極低密度聚乙烯(VLDPE);單點催化線性低密度聚乙烯,其包含線性及基本上線性的低密度樹脂(m-LLDPE);中密度聚乙烯(MDPE);及高密度聚乙烯(HDPE)。如本文中所使用,「乙烯/α-烯烴無規共聚物」係包括大於50重量%的衍生自乙烯單體之單元的無規共聚物。
術語「LDPE」亦可被稱作「高壓乙烯聚合物」或「高度支化聚乙烯」,且被定義為意謂聚合物在高壓釜或管狀反應器中在高於14,500 psi(100 MPa)的壓力下,使用自由基引發劑(諸如過氧化物(參見例如以引用之方式併入本文中的US 4,599,392))部分或完全均聚或共聚。LDPE樹脂之密度通常介於0.916至0.935 g/cm的範圍內。
術語「LLDPE」包含使用戚格勒-納他催化劑(Ziegler-Natta catalyst)體系製成的樹脂以及使用單點催化劑製成的樹脂,包含但不限於雙茂金屬催化劑(有時被稱作「m-LLDPE」)及受限幾何結構催化劑,以及使用後茂金屬分子催化劑製成的樹脂。LLDPE包含線性、基本上線性或異質聚乙烯共聚物或均聚物。LLDPE含有比LDPE少的長鏈支化,且包含在美國專利5,272,236、美國專利5,278,272、美國專利5,582,923及美國專利5,733,155中進一步定義的基本上線性乙烯聚合物;諸如美國專利第3,645,992中的均勻支化的線性乙烯聚合物組合物;諸如根據美國專利第4,076,698號中揭示之方法製備的非均勻支化的乙烯聚合物;及/或其摻合物(諸如US 3,914,342或US 5,854,045中揭示之摻合物)。LLDPE樹脂可使用本領域中已知的任何類型之反應器或反應器組態經由氣相、溶液相或漿液聚合或其任何組合製成。
術語「MDPE」係指密度為0.926至0.935 g/cc之聚乙烯。「MDPE」通常使用鉻或戚格勒-納他催化劑或使用單點催化劑來製成,包含但不限於雙茂金屬催化劑及受限幾何結構催化劑。
術語「HDPE」係指密度大於約0.935 g/cc之聚乙烯,其通常用戚格勒-納他催化劑、鉻催化劑或單點催化劑製備,包含但不限於雙茂金屬催化劑及受限幾何結構催化劑。
術語「ULDPE」係指密度為0.880至0.912 g/cc之聚乙烯,其通常用戚格勒-納他催化劑、單中心催化劑製備,包含但不限於雙茂金屬催化劑及受限幾何結構催化劑,以及後茂金屬分子催化劑。如本文中所使用的術語「基於丙烯之聚合物」係指包括聚合形式的聚合物,係指包括大於50重量%的衍生自丙烯單體之單元的聚合物。此包含丙烯均聚物、無規共聚物聚丙烯、抗衝擊共聚物聚丙烯、丙烯/α-烯烴互聚物及丙烯/α-烯烴共聚物。此等聚丙烯材料通常在本領域中已知。
如本文中所使用,術語「苯乙烯類嵌段共聚物」係指由苯乙烯單體與至少一種其他共聚單體之聚合產生的嵌段共聚物。
參看圖5A至圖5C,示出了傳統的可重新閉合封裝體,且通常用參考數字500指定。傳統的可重新閉合封裝體500包含第一側502及第二側504,所述第一側502及第二側504沿著每一縱向邊緣藉由縱向密封件506密封在一起。第一側502及第二側504沿著一個橫向邊緣藉由端部密封件507密封。傳統的可重新閉合封裝體500包含重新閉合端508,重新閉合端508與端部密封件507相對且在兩個縱向密封件506之間延伸。重新閉合端508通常包含拉鏈510或其他機械重新閉合特徵,以向傳統的可重新閉合封裝體500提供可重新閉合性。
如圖5B中所展示,拉鏈510可包含至少一個肋512及至少一個通道514。亦使用其他機械重新閉合特徵。拉鏈510或其他機械重新閉合特徵通常由諸如聚乙烯或聚醯胺(例如,耐綸)之聚合物製成。拉片512可黏著或以其他方式耦合至第一側502之內表面516,且通道514可黏著或以其他方式耦合至第二側504之內表面518。為了打開及閉合傳統的帶拉鏈封裝體500,藉由使肋512與通道514脫嚙及嚙合來打開及閉合拉鏈510。
拉鏈510的端部或其他機械重新閉合特徵藉由在定位於拉鏈510之端部近側的縱向密封件506的拉鏈壓平區520中壓平拉鏈510之在第一側502與第二側504之間的端部而固定。為了壓平拉鏈壓平區520中拉鏈510之端部,在拉鏈壓平區520中將熱量和壓力施加至傳統的帶拉鏈封裝體500之第一側502及第二側504,以軟化或熔化拉鏈510之端部,且使拉鏈510之端部變形為安置於第一側502與第二側504之間的薄膜521。在許多狀況下,第一側502及第二側504由單一聚乙烯膜或具有較差耐熱性之其他聚合物膜製成。將拉鏈壓平區520中之第一側502及第二側504曝露於壓平拉鏈510之端部所需的熱量和壓力可能導致損壞第一側502或第二側504,此可能危及傳統拉鏈封裝體500之第一側502或第二側504的完整性。製造傳統拉鏈封裝體500之方法亦需要以下額外步驟:將拉鏈510的部分(例如,拉片512及514)黏著至第一側502之內表面516及第二側518之內表面518,及接著在拉鏈壓平區520中壓平拉鏈510之端部。因此,需要多個額外製造步驟來製造圖5A至圖5C之傳統的帶拉鏈封裝體。
參看圖5C,拉鏈510在重新閉合端508與拉鏈壓平區520之間的介面522處經歷幾何剖面的突然變化。拉鏈510之的幾何剖面的此突然變化不利地影響將拉鏈510之拉片512安放於拉鏈510之通道514中的能力。換言之,拉鏈510在重新閉合端508與拉鏈壓平區520之介面522處的變形防止拉鏈510在介面522處恰當地閉合及密封。因此,拉鏈510在介面522處之幾何剖面的突然變化導致在介面522處拉鏈510之拉片512與通道514之間的氣體或液體洩漏。
參看圖6及圖7,示出了本發明之可重新閉合封裝體的實施例,且在本文中通常用參考數字600標識。可重新閉合封裝體600可包含容器602,容器602包含靠近容器602之至少一個邊緣608且兩端由邊緣密封區620限定的細長閉合區610。閉合區610可包含可重新閉合膜630(圖7),可重新閉合膜630密封靠近容器602之至少一個邊緣608的容器602。閉合區610中之可重新閉合膜630的初始初始打開強度小於邊緣密封區620的密封強度。一旦首先打開,可重新閉合膜630可重新閉合以密封容器602之內部體積。
與包含拉鏈510(圖5A)或其他機械閉合特徵之傳統封裝相比較,本文中所揭示之可重新閉合封裝體600可提供改良式初始密封完整性。另外,與包含拉鏈510或其他機械閉合特徵之傳統封裝體相比較,藉由消除在拉鏈壓平區520(圖5A)中壓平拉鏈510之端部的需要,可在較低溫度及壓力下生產可重新閉合封裝體600。此可使得可重新閉合封裝體600能夠由具有較低耐熱性之聚合物膜,諸如聚乙烯膜製成。與製造具有拉鏈或其他機械閉合件之傳統封裝體的方法相比較,生產可重新閉合封裝體600之方法可包含較少步驟且可更高效,此係因為可重新閉合封裝體600不需要將機械特徵黏著至封裝之內表面且接著在拉鏈壓平區中進行壓平。
參看圖6及圖7,容器602可包含至少兩個側壁,諸如第一側壁604及第二側壁606。第一側壁604及第二側壁606可圍繞靠近容器602之外邊緣608、609的周邊區601密封在一起。第一側壁604之內表面605及第二側壁606之內表面607可界定容器602之內部體積。容器602之內部體積可另外由閉合區610及沿著容器602之周邊區601的邊緣密封區620限定及界定。
在一些實施例中,容器602可為剛性或部分剛性的容器,其中第一側壁604、第二側壁606或兩者皆可包含剛性材料。替代地,在其他實施例中,容器602可為具有容器602之至少一部分的可撓性容器,所述至少一部分包含可撓性側壁。舉例而言,第一側壁604可包含第一可撓性壁,第二側壁606可包含第二可撓性壁,或第一側壁604可包含第一可撓性壁且第二側壁606可包含第二可撓性壁。第一可撓性壁、第二可撓性壁或兩者皆可包含可撓性膜。
參看圖6,容器602之周邊區601可包含容器602的靠近容器602之外邊緣608、609的區。周邊區601可具有自容器602之外邊緣608、609量測的寬度WP 。容器602之周邊區601可包含靠近容器602之一個外邊緣608的閉合區610及靠近容器602之其他外邊緣609的邊緣密封區620。
閉合區610可首先將第一側壁604密封至第二側壁606。閉合區610之初始打開可提供對可重新閉合封裝體600之內容物的近接。如先前所描述,閉合區610可包含接近於且平行於容器602之外邊緣608的細長區。閉合區610可藉由邊緣密封區620在第一端616及第二端618處限定。閉合區610可具有長度LC ,其被量測為閉合區之第一端616與第二端618之間的距離。閉合區610之長度LC 可小於外邊緣608之總長度LT ,包含閉合區610及端部密封區620。閉合區610可具有不同的寬度WC 及邊緣密封區620之寬度WE 或容器602之周邊區601的寬度WP 。在一些實施例中,閉合區610之寬度WC 可大於邊緣密封區620之寬度WE 。替代地,在一些實施例中,閉合區610之寬度WC 可小於或等於邊緣密封區620之寬度WE 。
參看圖7,閉合區610可包含可重新閉合膜630。一旦首先打開,可重新閉合膜630可被啟動且可向閉合區610提供重新閉合/重新打開功能性。可重新閉合膜630可包含多層膜,諸如在本發明中隨後描述的多層膜100、200(圖1及圖2)。在一些實施例中,可重新閉合封裝體600不包含拉鏈或其他機械閉合裝置。
可重新閉合膜630以及包括本文中所揭示之層的組合的其他多層膜可宜在單一共擠出步驟中製備。舉例而言,本發明之多層膜可為吹製膜或鑄造膜。在單一共擠出步驟中製備可重新閉合膜630的能力在此等膜用於無菌封裝應用中是特別有利的,此係因為此等多層膜傳統上需要多個加工步驟(例如,擠出多個膜,接著進行層壓步驟及固化)。因此,本發明之可重新閉合膜630可宜在單一共擠出步驟中製備,同時亦提供無菌封裝應用所需的一個或多個性質。
基於本文中之教示,可重新閉合膜630以及包括本文中所揭示之層的組合的其他多層膜可使用本領域中熟習此項技術者已知的技術共擠出為吹製膜或鑄造膜。詳言之,基於本文中所揭示之不同膜層的組成,吹製膜生產線及鑄造膜生產線可經組態以使用本領域中熟習此項技術者基於本文中之教示已知的技術,在單一擠出步驟中共擠出本發明之可重新閉合膜630及多層膜。在一個或多個實施例中,在形成可重新閉合膜630之後但在將可重新閉合膜630併入至可重新閉合封裝體600中之前,可將可重新閉合膜630層壓至一個或多個其他膜。
參看圖7,示出了可重新閉合膜630,其包含至少三層:層A、層B及層C。將關於具有三層之實施例描述可重新閉合的膜630;然而,可重新閉合的膜630可具有多於三層,諸如4層、5層、6層、7層、8層或多於8層。可重新閉合膜630可具有膜頂部面部表面102及膜底部面部表面104。相似地,層A、B及C中之每一者可具有相對的面部表面,諸如頂部面部表面及底部面部表面。如在本發明中所使用,術語「頂部」係指多層之面部表面朝向可重新閉合膜630之層A側定向,且術語「底部」係指可重新閉合膜630之相對側遠離可重新閉合膜630之層A側定向。
層A可具有頂部面部表面112及底部面部表面114。層A之頂部面部表面112可為可重新閉合膜630之膜頂部面部表面102。層A之底部面部表面114可與層B之頂部面部表面122黏著接觸。層A係密封層,其包含能夠將可重新閉合膜630之膜頂部面部表面102密封至第一側壁604或第二側壁606的密封組合物。舉例而言,在一些實施例中,密封組合物可為熱密封組合物。在一些實施例中,密封組合物可包含聚烯烴。舉例而言,在一些實施例中,層A之密封組合物可包含以下各者中之至少一者:低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、本領域中熟習此項技術者已知的其他密封組合物或此等之組合。層A之密封組合物的內聚強度可大於層B之組合物的內聚強度。然而,層A之內聚強度可足夠低以使得首先打開可重新閉合膜630並啟動重新閉合/重新打開功能性所需的初始打開力之量值基本上不大於40牛頓/吋(N/in)。
參看圖7,層B包含頂部面部表面122及底部面部表面124。層B之頂部面部表面122可與層A之底部面部表面114黏著接觸。另外,層B之底部面部表面124可與層C之頂部面部表面132黏著接觸。因此,層B經定位成鄰近於層A且與層B黏著接觸,且層B安置於層A與層C之間。層B可包含組合物,諸如在本發明中隨後描述之任何組合物。在一些實施例中,層B之組合物可為黏著劑組合物,例如壓敏黏著劑組合物。
層C包含頂部面部表面132及底部面部表面134。如先前所述,層C之頂部面部表面132可與層B之底部面部表面124黏著接觸。在一些實施例中,層C之底部面部表面134可包括可重新閉合膜630之膜底部面部表面104,諸如當可重新閉合膜630包含三層時。在一些實施例中,層C可為可向多層膜100提供強度及硬度之結構層。在一些實施例中,層C可包含至少包括乙烯單體之聚合物或共聚物,諸如但不限於高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)或此等之組合。在其他實施例中,層C可包含其他聚合物膜材料,諸如聚醯胺(例如,耐綸)、聚丙烯、例如聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)之聚酯、聚氯乙烯、其他熱塑性聚合物或此等之組合。在其他實施例中,層C可為密封層,其包含先前關於層A所論述之任何密封劑組合物。儘管關於三層膜所描述,可重新閉合膜630亦可包含一個或多於一個後續層,以向可重新閉合膜630提供額外性質,如隨後關於多層膜100所描述。
在一些實施例中,包含密封組合物之層A可在閉合區610中密封至第一側壁604(例如,第一可撓性膜)或第二側壁606(例如,第二可撓性膜),層B可包含內聚強度小於層A之密封強度的組合物,且層C可包含結構材料或密封劑。層B可包含與層A之底部面部表面114黏著接觸的頂部面部表面122及與層C之頂部面部表面132黏著接觸的底部面部表面124。
在一些實施例中,第一側壁604、第二側壁606或兩者皆可包含可重新閉合膜630。舉例而言,在一些實施例中,第一側壁604可包含可重新閉合膜630。如圖7中所示,可重新閉合膜630可經定向成使得可重新閉合膜630之頂部面部表面102面向第二側壁606之內表面607。在閉合區610中,第一側壁604之可重新閉合膜630的頂部面部表面102可與第二側壁606之內表面607黏著接觸且密封至第二側壁606之內表面607。第一側壁604之可重新閉合膜630的頂部面部表面102亦可在端部密封區620中與第二側壁606之內表面607黏著接觸且密封至第二側壁606之內表面607。可重新閉合膜630之層C可為第一側壁604之外表面。
替代地,在一些實施例中,第一側壁604及第二側壁606皆可包含可重新閉合膜630。在此等實施例中,第一側壁604及第二側壁606之可重新閉合膜630可經定向成使得每一可重新閉合膜630之層A面向容器602之內部體積向內定位。層C通常可面向遠離容器602之內部體積。在一些實施例中,可重新閉合膜630之層C可為第一側壁604及第二側壁606之外表面。在閉合區610中,第一側壁604之可重新閉合膜630的頂部面部表面102可與第二側壁604之可重新閉合膜630的頂部面部表面102黏著接觸。 第一側壁604及第二側壁606之可重新閉合膜630的頂部面部表面102亦可在邊緣密封區620中進行黏著接觸。
參看圖8A及圖8B,在再其他實施例中,可重新閉合膜630可安置於閉合區610中容器602之第一側壁604與第二側壁606之間。在此等實施例中,可重新閉合膜630之膜頂部面部表面102可在閉合區610中與第二側壁606之內表面607黏著接觸。可重新閉合膜630之膜底部面部表面104可與第一側壁604之內表面605黏著接觸。參看圖8B,在一些實施例中,可重新閉合膜630可包括可重新閉合膜632之條帶632,所述條帶632安置於第一側壁604與第二側壁606之間的閉合區610中。在一些實施例中,可重新閉合膜630之條帶632可至少自第一端616延伸閉合區610之整個長度LC (圖6)至第二端618。在其他實施例中,可重新閉合膜630之條帶632可延伸超過閉合區610之第一端616及/或第二端618且穿過限定閉合區610的邊緣密封區620之至少一部分。換言之,可重新閉合膜630之條帶632的寬度長度可大於閉合區610的長度LC 。
再次參看圖8A,條帶632之可重新閉合膜630可為多層膜,諸如在本發明中隨後描述之多層膜100、200中的任一個。舉例而言,在一些實施例中,條帶之可重新閉合膜630可為具有三層的多層膜。在一些實施例中,多層膜之層A可包含密封劑,且層B可包含內聚強度小於層A之密封強度的組合物,且層C可包含密封劑。層B包含與層A之底部面部表面114黏著接觸的頂部面部表面122及與層C之頂部面部表面132黏著接觸的底部面部表面124。在一些實施例中,層C可包含與層A相同的密封劑。在其他實施例中,層C之密封劑可不同於層A之密封劑。層C可在閉合區610中與第一側壁604之內表面605黏著接觸。層C亦可在邊緣密封區620中與第一側壁604之內表面605黏著接觸。類似地,層A可在閉合區610及邊緣密封區620中與第二側壁606之內表面607黏著接觸。儘管在本文中在三層膜之內容背景中進行了描述,但可重新閉合膜630可包含多於三層,如隨後關於多層膜100、200(圖1及1)所描述。
再次參看圖6,邊緣密封區620可安置於閉合區610之第一端616及第二端618處。在一些實施例中,閉合區610之可重新閉合膜630可延伸至邊緣密封區620中,例如當第一側壁604或第二側壁606包括可重新閉合膜630時或當可重新閉合膜630之條帶632延伸至邊緣密封區620中時。邊緣實區620可安置於周邊區601之至少一部分中。在一些實施例中,邊緣密封區620可自閉合區610之第一端616延伸穿過周邊區601至閉合區610之第二端618。
在首先打開封裝體之前,閉合區610及邊緣密封區620可協作以首先密封封裝體600之外邊緣608。在一些實施例中,閉合區610及邊緣密封區620可協作以沿著封裝體600之外邊緣608形成液密密封,足以防止液體穿透閉合區610及邊緣密封區620到達容器602之內部體積。在其他實施例中,閉合區610及邊緣密封區620可協作以沿著封裝體600之外邊緣608形成防潮密封,足以防止液態水或水蒸氣穿透閉合區610及邊緣密封區620到達容器602之內部體積。在再其他實施例中,閉合區610及邊緣密封區620可協作以沿著封裝體600之外邊緣608形成氣密密封,足以防止空氣穿透閉合區610及邊緣密封區620到達容器602之內部體積。
在一些實施例中,藉由閉合區610與邊緣密封區620之協作形成的密封可展現足以防止顆粒侵入容器602之內部體積的密封完整性。在其他實施例中,藉由閉合區610與邊緣密封區620之協作形成的密封之密封完整性可足以防止液體侵入容器602之內部體積。在其他實施例中,藉由閉合區610與邊緣密封區620之協作形成的密封之密封完整性可足以防止水分侵入容器602之內部體積。在再其他實施例中,藉由閉合區610與邊緣密封區620之協作形成的密封之密封完整性可足以防止空氣侵入容器602之內部體積。
邊緣密封區620之初始密封強度可大於閉合區610之初始密封強度。因此,打開閉合區610之初始打開力可大於閉合區610之初始密封強度,但小於邊緣密封區620之初始密封強度。因此,當首先打開可重新閉合封裝體600時,可重新閉合封裝體600之閉合區610可自第一端616打開至第二端618,且邊緣密封區620可在曝露於初始打開力時保持密封。
閉合區610及邊緣密封區620可首先藉由向閉合區610及邊緣密封區620施加熱量及壓力而密封,以將第一側壁604密封至第二側壁606。端部密封區620及閉合區610之初始密封強度可受用以首先密封可重新閉合封裝體600之溫度及壓力影響。舉例而言,在一些實施例中,邊緣密封區620可在不同於密封閉合區610之溫度及/或溫度的條件的溫度及/或壓力的條件下進行密封。與用於密封閉合區610之溫度及壓力條件相比較,用於密封邊緣密封區620之不同密封條件可導致邊緣密封區域620之初始密封強度大於閉合區610之初始密封強度。舉例而言,在一些實施例中,邊緣密封區域620可首先在第一溫度下密封,且閉合區610可首先在小於第一溫度之第二溫度下密封,此可導致邊緣密封區域620之初始密封強度大於閉合區610之初始密封強度。在其他實施例中,邊緣密封區620可首先在第一壓力下密封,且閉合區610可首先在小於第一溫度之第二壓力下密封,此可導致邊緣密封區域620之初始密封強度大於閉合區610之初始密封強度。
閉合區610及端部密封區620之初始密封強度亦可受密封寬度(例如,閉合區610之寬度WC 或邊緣密封區620之WE )影響,或受可重新閉合膜630之第一側壁604、第二側壁606及/或條帶632之膜或膜層的組成影響。舉例而言,在一些實施例中,閉合區610之寬度WC 可不同於邊緣密封區620之寬度WE ,此可導致閉合區610之初始密封強度不同於邊緣密封區620之初始密封強度。
參看圖6,可重新閉合封裝體600可進一步包含安置於閉合區610與容器602之至少一個邊緣608之間的未密封區640。未密封區640可提供購買以向閉合區610施加初始打開力。舉例而言,未密封區640可包括拉片,拉片可用以在閉合區610中拉動第一側壁604遠離第二側壁606。在一些實施例中,未密封區640可為細長的且平行於閉合區610。在一些實施例中,未密封區640可延伸閉合區610之整個長度LC 。
參看圖7,可重新閉合封裝體600可首先在閉合區610處打開以啟動閉合區610中可重新閉合膜630之重新閉合/重新打開功能性。在首先打開可重新閉合封裝體600之前,不啟動可重新閉合膜630之重新閉合/重新打開功能性。在可重新閉合封裝體600之初始打開期間,在閉合區610中拉動第一側壁604遠離第二側壁606所需的方向上,可在外邊緣608處向可重新閉合膜630施加初始打開力F1 。舉例而言,可用一隻手握緊第一側壁604,可用另一隻手握緊第二側壁606,且可在閉合區610處將第一側壁604與第二側壁606拉開。
參看圖7,如將在本發明中更詳細地描述,在向閉合區610中第一側壁604及第二側壁606施加初始打開力F1 時,可重新閉合膜630之層A可能在大體上垂直於可重新閉合膜630之膜頂部面部表面102的方向上(亦即,在圖7中之座標軸的+/- Z方向上)和在介面660處失效,介面660處於未密封區640與閉合區610之間的過渡區處。然後,層B可在大體上平行於可重新閉合膜之膜頂部面部表面102的方向上(亦即,在圖7中之座標軸的+/- X方向上)內聚地失效。可重新閉合膜630之層B的內聚失效可導致層B之組合物的第一部分162耦合至層A之底部面部表面114,且層B之組合物的第二部分164耦合至層C之頂部面部表面132。因此,向可重新閉合膜630施加大於可重新閉合膜630之初始打開強度的初始打開力F1 可用於分離可重新閉合膜630以曝露第一重新閉合表面612及第二重新閉合表面614。
在閉合區610的另一側,持續施加打開力F1可能導致層A在大體上垂直於可重新閉合膜630之膜頂部面部表面102的方向上(亦即,在圖7中之座標軸的+/- Z方向上),在閉合區610與第一側壁604及第二側壁606(限定容器602的內部容積)之內部體積未密封部分之間的過渡區處再次失效,從而完全打開可重新閉合的包裝600。可重新閉合膜630之初始打開可向消費者或其他用戶指示可重新閉合封裝體600先前已被打開。舉例而言,介面660處之層A的失效和閉合區610中之層B的內聚失效以將層B分離成層B之組合物的第一部分162及第二部分164可提供可重新閉合膜已首先打開的實體指示符。
可重新閉合封裝體600可藉由使層B之組合物的第一部分162返回至與閉合區610中層B之組合物的第二部分164接觸而重新閉合。可向閉合區610中之可重新閉合膜630施加重新閉合壓力以將層B之組合物的第一部分162及第二部分164黏著在一起,從而重新閉合及重新密封可重新閉合封裝體600之閉合區610。因此,可重新閉合膜630之第一重新閉合表面612與第二重新閉合表面614的接觸及向可重新閉合膜630施加重新閉合壓力可用於在重新閉合強度下將第一重新閉合表面612重新黏著至第二重新閉合表面614。
可重新閉合封裝體600可藉由再次施加重新打開力以在閉合區610中再次拉開可重新閉合膜630而重新打開。重新打開力可大於第一重新閉合表面612與第二重新閉合表面614之間的黏接的重新閉合強度。本文中關於圖3A至圖3D進一步描述了重新打開及重新閉合可重新閉合膜630,圖3A至圖3D示出多層膜100之首先打開、重新閉合及重新打開。可重新閉合封裝體600可經由複數次重新閉合/重新打開循環重新閉合且重新打開。
製造可重新閉合封裝體600之方法亦可包含在第一溫度及第一壓力下在細長閉合區610中將容器602之第一側壁604(例如,第一可撓性壁)密封至容器602之第二側壁606(例如,第二可撓性壁)。閉合區610可接近於容器602之至少一個邊緣608,且兩端(亦即,第一端616及第二端618)由邊緣密封區620限定。閉合區610可包含可重新閉合膜630,其可靠近容器602之至少一個邊緣608密封容器602,且可在可重新閉合封裝體600之初始打開之後向可重新閉合封裝體600提供重新閉合功能性。製造可重新閉合封裝體600之方法亦可包含在第二溫度及第二壓力下在邊緣密封區620中將第一側壁604密封至第二側壁606。
第二溫度可不同於第一溫度或第二壓力可不同於第一壓力。舉例而言,在一些實施例中,第二溫度可大於第一溫度。在一些實施例中,第一溫度可為100℃至180℃,諸如100℃至160℃、100℃至150℃、120℃至180℃、120℃至160℃、120℃至150℃、130℃至180℃、130℃至160℃,或130℃至150℃。另外,在一些實施例中,第二壓力可大於第一壓力。密封可包含熱密封,且可用市售熱密封機器或設備執行。閉合區610與邊緣密封區620之間的密封條件差異可導致閉合區610及邊緣密封區620的不同密封強度。在一些實施例中,閉合區610之初始打開強度可小於邊緣密封區620之初始打開強度。
在一些實施例中,製造可重新閉合封裝體600之方法可包含向第一側壁604提供第一可撓性膜及向第二側壁606提供第二可撓性膜。第一可撓性膜、第二可撓性膜或兩者皆可包含可重新閉合膜630。在其他實施例中,所述方法可包含將可重新閉合膜630之條帶632定位於閉合區610中第一側壁604與第二側壁606之間。在一些實施例中,在密封閉合區610之前,可將可重新閉合膜630之條帶632定位於第一側壁604與第二側壁606之間。
參看圖9A,可重新閉合封裝體900之另一實施例可包含閉合區910,閉合區910為非線性的使得閉合區910不會自閉合區910之第一端916直線前進至閉合區908之第二端918。將可重新閉合膜630併入至可重新閉合封裝體900中可使得閉合區910能夠具有非線性形狀,諸如彎曲形狀、階梯形形狀、三角形形狀或其他非線性形狀。相比之下,包含拉鏈或其他機械閉合裝置之傳統的可重新閉合封裝體(諸如圖5A中所展示之傳統的重新閉合封裝體500)由於閉合裝置的限制,通常限於線性閉合區。
參看圖9A,在一些實施例中,外邊緣908可為非線性的且可具有非線性輪廓,且閉合區910可符合外邊緣908之非線性輪廓。閉合區910可具有在平行於圖9A之+/- X軸的方向上量測的高度HC 。在一些實施例中,閉合區910之高度HC 自閉合區910之第一端916至第二端918可為恆定的。替代地,在其他實施例中,閉合區910之高度HC 自閉合區910之第一端916至第二端918可不同。閉合區910可具有在垂直於閉合區910之外邊界的方向上量測的寬度WC 。在一些實施例中,閉合區910之寬度WC 自閉合區910之第一端916至第二端918可為恆定的。替代地,在其他實施例中,閉合區910之寬度WC 自閉合區910之第一端916至第二端918可不同。
如先前所描述,將可重新閉合膜630併入至閉合區910中可使得可重新閉合封裝體900之閉合區910能夠形成為不同形狀。閉合區910之此等不同形狀可使得可重新閉合封裝體900能夠製成不同外部形狀,此可使可重新閉合封裝體900對消費者更具吸引力。另外,與具有線性閉合區610(圖6A)之可重新閉合封裝體600(圖6A)相比較,併入非線性閉合區910可使得能夠藉由減小初始打開期間初始打開力分配之線性距離,減小打開可重新閉合封裝體900所需的初始打開力。與具有線性閉合區610之可重新閉合封裝體600相比較,此可使具有非線性閉合區910之可重新閉合封裝體900更易於打開。
參看圖9B,描繪了可重新閉合封裝體950之另一實施例。可重新閉合封裝體950包含非線性閉合區910,非線性閉合區910不符合外邊緣908之形狀。因此,閉合區910可具有不同於外邊緣908之形狀的非線性形狀。舉例而言,在一些實施例中,外邊緣908可為線性的,如圖9B中所展示,且可在邊緣密封區620之間直線延伸,且閉合區610可為非線性的。在此等實施例中,閉合區910可偏離可重新閉合封裝體600之外邊緣908的輪廓,使得外邊緣908與閉合區910之間的距離在閉合區910之第一端916與第二端918之間變化。
可重新閉合封裝體950可包含在外邊緣908與閉合區910之間的未密封區。由於閉合區910之非線性形狀及非線性閉合區910與可重新閉合封裝體950之外邊緣908的輪廓的偏離,未密封區可為非矩形的。舉例而言,在一些實施例中,未密封區可包含接近於閉合區910之第一端916的第一未密封區952及接近於閉合區910之第二端918的第二未密封區954。在一些實施例中,第一未密封區952、第二未密封區954或兩者的形狀皆可為大體三角形。諸如第一未密封區952及第二未密封區954之未密封區可提供如下區域:在密封之後可修整可重新閉合封裝體950以向可重新閉合封裝體950提供所需形狀。
如先前所述,可重新閉合封裝體600、900、950可包含在所述可重新閉合封裝體之閉合區610、910中的可重新閉合膜630。可重新閉合膜630可為多層膜,其包含可向所述多層膜提供重新閉合/重新打開功能性的組合物。現在將進一步詳細描述可構成在先前所描述之可重新閉合封裝體600、900、950中的可重新閉合膜630的組合物及多層膜。
本文中所揭示之組合物包含乙烯/α-烯烴無規共聚物、苯乙烯類嵌段共聚物、增黏劑及油。乙烯/α-烯烴無規共聚物之密度為0.890 g/cm3或更小,熔點為100℃或更低,且熔融指數為0.2克/10分鐘(g/10 min)至8.0 g/10 min。苯乙烯類嵌段共聚物包含大於1 wt.%至小於50 wt.%的苯乙烯單元。組合物之總熔融指數(I2 )可為2 g/10 min至15 g/10 min。在一些實施例中,組合物可為黏著劑組合物。舉例而言,在一些實施例中,組合物可為壓敏黏著劑組合物,諸如熱熔壓敏黏著劑。組合物可併入至具有至少3層之多層膜中。參看圖1,層A可為密封層,層B可包含本文中所揭示之組合物,且層C可包含例如聚烯烴之載體材料或其他載體材料。層B可經定位成靠近層A,其中層B之頂部面部表面與層A之底部面部表面黏著接觸。層C之頂部面部表面可與層B之底部面部表面黏著接觸。
層B之組合物可向多層膜提供重新閉合/重新打開功能性。與傳統的重新閉合膜相比較,包含本文中所揭示之組合物的多層膜可展現更低的初始內聚強度,此可減少首先打開多層膜及用多層膜製成之封裝所需的力的量。此可使多層膜更易於首先打開。本發明之多層膜亦可在多次重新閉合循環之後提供重新閉合剝離黏著強度,所述重新閉合剝離黏著強度可等於或大於傳統的重新閉合膜的重新閉合剝離黏著性。與傳統的重新閉合膜相比較,包含本文中所揭示之組合物的多層膜亦可在更多數目個重新閉合循環內維持可接受的重新閉合剝離黏著強度。
另外,在一些實施例中,組合物可為安全的且適用於食品封裝應用。另外,在一些實施例中,組合物不會對封裝內容物之質量產生負面影響。舉例而言,一些傳統的可重新閉合封裝體可包含可能給封裝內容物帶來令人不愉快的氣味的組合物。在一個或多個實施例中,組合物及用所述組合物製成的多層膜不會影響封裝內容物之香味、氣味(smell/odor)或其他嗅覺性質。與傳統的重新閉合膜相比較,本發明之組合物可包含濃度降低的苯乙烯類嵌段共聚物。因此,在一些實施例中,本發明之組合物及以此製成之多層膜可向食品封裝膜提供可重新閉合性,而不改變膜中封裝之食品的氣味或味道。
組合物的乙烯/α-烯烴無規共聚物可為乙烯共聚單體與至少一個α-烯烴共聚單體(亦即,α烯烴共聚單體)的共聚物。合適的α-烯烴共聚單體可包含含有3至20個碳原子的α-烯烴共聚單體(C3 -C20 α-烯烴)。在一些實施例中,α-烯烴共聚單體可為C3 -C20 α-烯烴、C3 -C12 α-烯烴、C3 -C10 α-烯烴、C3 -C8 α-烯烴、C4 -C20 α-烯烴、C4 -C12 α-烯烴、C4 -C10 α-烯烴或C4 -C8 α-烯烴。在一個或多個實施例中、乙烯/α-烯烴無規共聚物可為乙烯共聚單體與選自以下各者的一個或多個共聚單體的共聚物:丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯及1-二十烯。在一個或多個實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物可為乙烯共聚單體與1-己烯共聚單體的共聚物。在一個或多個實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物可為可由乙烯共聚單體及辛烯共聚單體製成的乙烯/辛烯共聚物。
乙烯/α-烯烴無規共聚物中之乙烯單體單元的重量百分比可在一個或多個實施例中大於50 wt.%,或在其他實施例中大於或等於55 wt%,或在又其他實施例中大於或等於60 wt.%,或在又其他實施例中大於或等於65 wt.%。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物可包含大於50 wt.%至70 wt.%、大於50 wt.%至65 wt.%、大於50 wt.%至60 wt.%、55 wt.%至70 wt.%、55 wt.%至65 wt.%、55 wt.%至60 wt.%、60 wt.%至70 wt.%,60 wt.%至65 wt.%,或65 wt.%至70 wt.%的乙烯單體單元。相反地,第一聚乙烯樹脂中α-烯烴共聚單體之重量百分比可在一個或多個實施例中小於50 wt.%,或在其他實施例中小於或等於45 wt.%,或在又其他實施例中小於或等於40 wt.%,或在又其它實施例中小於或等於35 wt.%。
乙烯/α-烯烴無規共聚物之密度可小於或等於0.890克每立方厘米(g/cm3 )。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之密度可小於或等於0.880 g/cm3 或甚至小於0.87 g/cm3 。根據ASTM D792而量測乙烯/α-烯烴無規共聚物的密度。在一個或多個實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之密度可為0.850 g/cm3至0.890 g/cm3。在一個或多個實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之密度可為0.850 g/cm3 至0.880 g/cm3 、0.850 g/cm3 至0.870 g/cm3 、0.860 g/cm3 至0.890 g/cm3 ,或0.860 g/cm3 至0.880 g/cm3 。
乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔點可小於或等於100攝氏度(℃)。舉例而言,在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔點可小於或等於95℃、小於或等於90℃、小於或等於80℃或甚至小於或等於75℃。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔點可大於室溫,諸如大於或等於30℃或甚至大於或等於40℃。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔點可為30℃至100℃、30℃至95℃、30℃至90℃、30℃至80℃、30℃至75℃、40℃至100℃、40℃至95℃、40℃至90℃、40℃至80℃,或40℃至75℃。
乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔融指數(I2 )(其根據ASTM D1238在190℃及2.16 kg載荷下量測)可為0.2克/10分鐘(g/10 min)至8.0 g/10 min、0.2 g/10 min至5.0 g/10 min、0.2 g/10 min至3.0 g/10 min、0.2 g/10 min至1.5 g/10 min、0.2 g/10 min至1.0 g/10 min、0.5 g/10 min至8.0 g/10 min、0.5 g/10 min至5.0 g/10 min、0.5 g/10 min至3.0 g/10 min、0.5 g/10 min至1.5 g/10 min、0.5 g/10 min至1.0 g/10 min、1.0 g/10 min至8.0 g/10 min、1.0 g/10 min至5.0 g/10 min、1.0 g/10 min至3.0 g/10 min,或3.0 g/10 min至8.0 g/10 min。在一個或多個實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔融指數(I2 )可為0.2 g/10 min至8.0 g/10 min。在一個或多個其他實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之熔融指數(I2 )可為0.5 g/10 min至1.5 g/10 min。
乙烯/α-烯烴無規共聚物之分子量分佈(MWD或Mw/Mn)可為1.0至3.5、1.0至3.0、1.0至2.5、1.0至2.2、1.0至2.0、1.3至3.5、1.3至3.0、1.3至2.5、1.3至2.2、1.3至2.0、1.7至3.5、1.7至3.0、1.7至2.5、1.7至2.2,或1.7至2.0。在一個或多個實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物之MWD可為1.0至3.5。Mw係重均分子量且Mn係數均分子量,所述分子量皆可藉由凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography;GPC)量測。
可使用在本發明中隨後描述之動態機械光譜法(DMS)來量測乙烯/α-烯烴無規共聚物的動態熔融黏度。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物可具有在110℃的溫度下如藉由DMS判定的小於或等於20的0.1弧度每秒下的動態熔融黏度與100弧度每秒下的動態熔融黏度的比。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物可具有在130℃的溫度下如藉由DMS判定的小於或等於15的0.1弧度每秒下的動態熔融黏度與100弧度每秒下的動態熔融黏度的比。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物可具有在150℃的溫度下如藉由DMS判定的小於或等於10的0.1弧度每秒下的動態熔融黏度與100弧度每秒下的動態熔融黏度的比。
乙烯/α-烯烴無規共聚物可藉由氣相、溶液相或漿液聚合方法或其任何組合製成,使用本領域中已知的任何類型之反應器或反應器組態,例如流化床氣相反應器、環流反應器、連續的攪拌槽反應器、並聯、串聯分批反應器及/或其任何組合。在一些實施例中,使用氣相或漿液相反應器。在一些實施例中,乙烯/α-烯烴無規共聚物以氣相或漿液方法製備,諸如美國專利第8,497,330號中所描述的方法,所述美國專利以全文引用之方式併入本文中。乙烯/α-烯烴無規共聚物亦可藉由高壓自由基聚合方法製成。用於藉由高壓游離基聚合製備乙烯/α-烯烴無規共聚物之方法可發現於U.S.2004/0054097(其以全文引用之方式併入本文中)中,且可在高壓釜或管狀反應器以及其任何組合中進行。在存在戚格勒-納他催化劑的情況下,乙烯單體與一個或多個α-烯烴共聚單體的溶液聚合之實例的細節揭示於美國專利第4,076,698號及第5,844,045號中,所述美國專利以全文引用之方式併入本文中。本文中所描述的用以製成乙烯/α-烯烴無規共聚物的催化劑可包含戚格勒-納他、茂金屬、受限幾何結構催化劑、單點催化劑或鉻基催化劑。
例示性合適的乙烯/α-烯烴無規共聚物可包含但可不限於由密歇根州米德蘭陶氏化學公司(Dow Chemical Company)供應的AFFINITYTM EG 8100乙烯/α-烯烴無規共聚物及ENGAGETM 8842乙烯/α-烯烴共聚物。
以組合物之總重量計,本文中所揭示之組合物可包含30 wt.%至65 wt.%的乙烯/α-烯烴無規共聚物。舉例而言,在一些實施例中,以組合物之總重量計,組合物可包含30 wt.%至55 wt.%、33 wt.%至65 wt.%或33 wt.%至55 wt.%的乙烯/α-烯烴無規共聚物。
如先前所述,組合物包含苯乙烯類嵌段共聚物。苯乙烯類嵌段共聚物可包含大於1 wt.%至小於50 wt.%的苯乙烯。在一些實施例中,苯乙烯類嵌段共聚物可包含10 wt.%的苯乙烯至小於50 wt.%的苯乙烯。苯乙烯單體可為苯乙烯或苯乙烯衍生物,諸如α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、3,5-二乙基苯乙烯、2-乙基-4-芐基苯乙烯、4-苯基苯乙烯或其混合物。在一個或多個實施例中,苯乙烯單體係苯乙烯。預期各種烯烴或二烯共聚單體適合於與苯乙烯聚合。烯烴共聚單體可包括C3 -C20 α-烯烴。二烯共聚單體可包含各種C4 -C20 烯烴,諸如1,3-丁二烯、1,3-環己二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯及2,4-己二烯或其組合。
合適的苯乙烯類嵌段共聚物之實例可包含但不限於苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)及其混合物。苯乙烯類嵌段共聚物之實例可包含但不限於:以商標名「KRATON」市售的材料,諸如可購自德克薩斯州休斯頓的科騰公司(Kraton Corp.)的KRATON D1161、KRATON D1118、KRATON G1657及其類似者;或以商標名「Vector」市售的材料,諸如可購自德克薩斯州休斯頓的Dexco Polymers的4113A、4114A、4213A及其類似者。
苯乙烯類嵌段共聚物包含小於50 wt.%的苯乙烯。舉例而言,在一些實施例中,苯乙烯類嵌段聚合物可包含小於或等於45 wt.%、小於或等於40 wt.%、小於或等於35 wt.%、小於或等於30 wt.%或甚至小於或等於25 wt.%的苯乙烯。在一些實施例中,苯乙烯類嵌段共聚物可具有大於或等於1 wt.%至小於50 wt.%的苯乙烯。在其他實施例中,苯乙烯類嵌段共聚物可具有5 wt.%至小於50 wt.%、10 wt.%至小於50 wt.%、15 wt.%至小於50 wt.%、20 wt.%至小於50 wt.%、1 wt.%至45 wt.%、1 wt.%至40 wt.%、1 wt.%至35 wt.%、1 wt.%至30 wt.%、1 wt.%至25 wt.%、5 wt.%至小於50 wt.%、5 wt.%至45 wt.%、5 wt.%至40 wt.%、5 wt.%至35 wt.%、5 wt.%至30 wt.%、5 wt.%至25 wt.%、10 wt.%至小於50 wt.%、10 wt.%至45wt.%、10 wt.%至40 wt.%、10 wt.%至35 wt.%、10 wt.%至30 wt.%、10 wt.%至25 wt.%、15 wt.%至小於50 wt.%、15 wt.%至45 wt.%、15 wt.%至40 wt.%、15 wt.%至35 wt.%、15 wt.%至30 wt.%或15 wt.%至25 wt.%的苯乙烯。在一些實施例中,包含小於50 wt.%的苯乙烯的苯乙烯類嵌段共聚物可包含足以與增黏劑相互作用的量的非苯乙烯類共聚物。在一些實施例中,苯乙烯類嵌段共聚物可為SIS,且苯乙烯類嵌段共聚物可包含15 wt.%至25 wt.%的苯乙烯。在其他實施例中,苯乙烯類嵌段共聚物可為SIS且可包含20 wt.%至25 wt.%的苯乙烯。
以組合物之總重量計,本文中所揭示之組合物可包含10 wt.%至35 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物。舉例而言,在一些實施例中,以組合物之總重量計,組合物可包含10 wt.%至30 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物。
與不具有增黏劑之組合物相比較,增黏劑可為添加至本文中所揭示之組合物的樹脂,以減小組合物之模數並增大組合物之表面黏著性。在一些實施例中,增黏劑可為烴增黏劑。增黏劑可包含但不限於未氫化之脂族C5 (五個碳原子)樹脂、氫化之脂族C5 樹脂、芳族改質之C5 樹脂、萜烯樹脂、氫化C9 樹脂或其組合。在一些實施例中,增黏劑可選自由未氫化之脂族C5 樹脂及氫化之脂族C5 樹脂組成之群。在一些實施例中,組合物可包含複數種增黏劑。
在一些實施例中,增黏劑之密度可為0.92 g/cm3 至1.06 g/cm3 。增黏劑之環球軟化溫度可為80℃至140℃、85℃至130℃、90℃至120℃、90℃至110℃或91℃至100℃。環球軟化溫度可根據ASTM E 28量測。在一些實施例中,增黏劑在175℃下之熔融黏度可小於1000帕斯卡秒(Pa-s)。舉例而言,在其他實施例中,增黏劑在175℃下之熔融黏度可小於或等於500 Pa-s、小於或等於200 Pa-s、小於或等於100 Pa-s或甚至小於或等於50 Pa-s。此外,在一些實施例中,增黏劑在175℃下之熔融黏度可大於或等於1 Pa-s或大於或等於5 Pa-s。在一些實施例中,增黏劑在175℃下之熔融黏度可為1 Pa-s至小於100 Pa-s或至小於50 Pa-s。可使用動態機械光譜法(DMS)來判定增黏劑之熔融黏度。
用於「C5 增黏劑」之C5 樹脂可自諸如戊烯及戊二烯之C5 原料獲得。用於增黏劑之萜烯樹脂可基於蒎烯及d-檸檬烯原料。合適增黏劑之實例可包含但不限於以商標名PICCOTAC、REGALITE、REGALREZ及PICCOLYTE出售的增黏劑,諸如可購自Eastman Chemical Company的PICCOTAC 1100、PICCOTAC 1095、REGALITE R1090及REGALREZ 11126以及可購自PINOVA的PICCOLYTE F-105。
本文中所揭示之組合物可包含20 wt.%至40 wt.%的增黏劑。在一些實施例中,以組合物之總重量計,組合物可具有20 wt.%至35 wt.%、20 wt.%至30 wt.%、25 wt.%至40 wt.%、25 wt.%至35 wt.%或25 wt.%至30 wt.%的增黏劑。
如先前所述,本文中所揭示之組合物亦可包含油。在一些實施例中,油可包含大於95莫耳%的脂族碳化合物。在一些實施例中,油可展現油之無定形部分的玻璃轉移溫度小於-70℃。在一些實施例中,油可為礦物油。合適油之實例可包含但不限於以商標名HYDROBRITE 550(Sonneborn)、PARALUX 6001(Chevron)、KAYDOL(Sonneborn)、BRITOL 50T(Sonneborn)、CLARION 200(Citgo)、CLARION 500(Citgo)或其組合出售的礦物油。在一些實施例中,油可包括本文中所描述的組合或兩種或多於兩種油。本文中所揭示之組合物可包含大於0 wt.%至8 wt.%的油。舉例而言,在一些實施例中,以組合物之總重量計,組合物可包含大於0 wt.%至7 wt.%、3 wt.%至8 wt.%、3 wt.%至7 wt.%、5 wt.%至8 wt.%或5 wt.%至7 wt.%的油。
本發明組合物可視情況包含一種或多種添加劑。合適添加劑之實例可包含但不限於抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、顏料、黏度改質劑、抗黏著劑、脫模劑、填料、摩擦係數(COF)調節劑、感應加熱微粒、氣味改質劑/吸附劑及其任何組合。在一實施例中,組合物進一步包括一種或多種額外聚合物。額外聚合物包含但不限於基於乙烯之聚合物及基於丙烯之聚合物。
在一些實施例中,本文中所揭示之組合物可包含30 wt.%至65 wt.%的乙烯/α-烯烴無規共聚物、10 wt.%至35 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、20 wt.%至40 wt.%的增黏劑及大於0 wt.%至8 wt.%的油。在其他實施例中,組合物可包含33 wt.%至55 wt.%的乙烯/α-烯烴無規共聚物、10 wt.%至30 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、25 wt.%至30 wt.%的增黏劑及5 wt.%至7 wt.%的油。
在一些實施例中,組合物之總密度可小於或等於0.930 g/cm3 或小於或等於0.920 g/cm3 。在一些實施例中,組合物之總密度可為0.880 g/cm3 至0.930 g/cm3 、0.880 g/cm3 至0.920 g/cm3 、0.890 g/cm3 至0.930 g/cm3 或0.89 g/cm3 至0.92 g/cm3 。
在一些實施例中,組合物之總熔融指數(I2 )可為2克/10分鐘(g/10 min)至15 g/10 min。舉例而言,在一些實施例中,組合物之總熔融指數(I2 )可為2 g/10 min至14 g/10 min、2 g/10 min至12 g/10 min、2 g/10 min至10 g/10 min、3 g/10 min至15 g/10 min、3 g/10 min至14 g/10 min、3 g/10 min至12 g/10 min、3 g/10 min至10 g/10 min、5 g/10 min至15 g/10 min、5 g/10 min至14 g/10 min、5 g/10 min至12 g/10 min、5 g/10 min至10 g/10 min、7 g/10 min至15 g/10 min、7 g/10 min至14 g/10 min、7 g/10 min至12 g/10 min或7 g/10 min至10 g/10 min。總熔融指數(I2 )根據ASTM D1238在190 ºC及2.16 kg載荷下進行判定。
可在各種測試溫度及測試頻率下使用動態機械光譜法(DMS)來判定動態熔融黏度。使用DMS在190℃之溫度及1 Hz之頻率下進行量測,組合物之動態熔融黏度可為1,000 Pa-s至1,400 Pa-s。使用DMS在150℃之溫度及1 Hz之頻率下進行量測,組合物之動態熔融黏度可為3,200 Pa-s至4,000 Pa-s。使用DMS在130℃之溫度及1 Hz之頻率下進行量測,組合物之動態熔融黏度可為7,400 Pa-s至7,800 Pa-s。使用DMS在110℃之溫度及1 Hz之頻率下進行量測,組合物之動態熔融黏度可為12,400 Pa-s至17,200 Pa-s。
在一些實施例中,本文中所揭示之組合物的熔融溫度可小於或等於100℃、小於或等於90℃或甚至小於或等於80℃。在一些實施例中,組合物之熔融溫度可為60℃至100℃、60℃至90℃、60℃至80℃、70℃至100℃或70℃至90℃。在一些實施例中,組合物之熔融峰可不高於100℃。
在150℃之熱密封溫度下進行熱密封之後,組合物之初始內聚力可小於或等於40牛頓/吋(N/in)、小於或等於37 N/in、小於35 N/in或甚至小於30 N/in。可根據本文中所描述的剝離強度測試方法來判定組合物之初始內聚力。在一些實施例中,在130℃之熱密封溫度下進行熱密封之後,組合物之初始內聚力可為25 N/in至40 N/in、25 N/in至37 N/in、25 N/in至35 N/in、27 N/in至40 N/in、27 N/in至37 N/in、27 N/in至35 N/in、30 N/in至40 N/in、30 N/in至37 N/in或30 N/in至35 N/in。
在一些實施例中,在150℃之熱密封溫度下進行熱密封、首先打開之後且在經歷至少4個重新閉合-重新打開循環之後,組合物之重新閉合剝離黏著力可大於或等於1.0 N/in。在一些實施例中,在150℃之熱密封溫度下進行熱密封、首先打開之後且在經歷至少4個重新閉合-重新打開循環之後,組合物之重新閉合剝離黏著力可大於或等於1.5 N/in、大於或等於2.0 N/in或甚至大於2.5 N/in。在一些實施例中,在150℃之熱密封溫度下進行熱密封、首先打開之後且在經歷至少4個重新閉合-重新打開循環之後,組合物之重新閉合剝離黏著力可為2.0 N/in至10.0 N/in、2.0 N/in至7.0 N/in、2.0 N/in至5.0 N/in、2.5 N/in至10.0 N/in、2.5 N/in至7.0 N/in或2.5 N/in至5.0 N/in。
可使用單級雙螺桿擠出方法或任何其他傳統摻混或混合方法來混配本文中所揭示之組合物。
本文中所揭示之組合物可併入至多層膜中,多層膜可向由所述多層膜製成之封裝提供重新閉合功能性。多層膜可包含至少三層:形成多層膜之面部表面的密封層、與密封層黏著接觸的重新閉合層及與重新閉合層黏著接觸的至少一個補充層。密封層可將多層膜密封至基板,例如容器表面、另一可撓性膜或其自身。一旦藉由在多層膜上施加初始打開力而被啟動,重新閉合層可向多層膜提供重新閉合/重新打開功能性。至少一個補充層可向多層膜提供結構支撐或可提供額外密封層。
參看圖1,示出了多層膜100,其包含至少三層:層A、層B及層C。將關於具有三層之實施例描述多層膜100;然而,多層膜可具有多於三層,諸如4層、5層、6層、7層、8層或多於8層。舉例而言,參看圖2,多層膜可具有4層:層A、層B、層C及層D。亦預期具有多於4層之多層膜。
再次參看圖1,多層膜100可具有膜頂部面部表面102及膜底部面部表面104。相似地,層A、B及C中之每一者可具有相對的面部表面,諸如頂部面部表面及底部面部表面。如在本發明中所使用,術語「頂部」係指多層之面部表面朝向多層膜100之層A側定向,且術語「底部」係指多層膜100之相對側遠離多層膜100之層A側定向。
層A可具有頂部面部表面112及底部面部表面114。層A之頂部面部表面112可為多層膜100之膜頂部面部表面102。層A之底部面部表面114可與層B之頂部面部表面122黏著接觸。
層A係密封層,其包含能夠將多層膜100之膜頂部面部表面102密封至基板表面或其自身的密封組合物。舉例而言,在一些實施例中,密封組合物可為熱密封組合物。在一些實施例中,密封組合物可能夠將多層膜100之膜頂部面部表面102氣密地密封至基板表面或其自身。在一些實施例中,密封組合物可包含聚烯烴。舉例而言,在一些實施例中,層A之密封組合物可包含以下各者中之至少一者:低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、離聚物、其他密封組合物或此等之組合。密封組合物之實例可包含但不限於由密歇根州米德蘭陶氏化學公司供應的AFFINITYTM 聚烯烴彈性體。在一些實施例中,層A不包含先前在本發明中所描述的組合物。層A之密封組合物的內聚強度大於層B之組合物的內聚強度。
層A之密封組合物的內聚強度可大於層B之組合物的內聚強度。在多層膜100之初始打開期間,諸如當打開用多層膜100製成的可重新密封封裝體時,初始打開力導致層A之密封組合物在大體上垂直於多層膜100的方向上失效。層A之密封組合物的失效可使得層B之組合物能夠在大體上平行於多層膜100的方向上內聚地失效,以啟動重新閉合功能性。因此,層A之內聚強度可足夠低以使得首先打開多層膜100及啟動重新閉合/重新打開功能性所需的打開力的量值不會過大。
參看圖1,層B包含頂部面部表面122及底部面部表面124。層B之頂部面部表面122可與層A之底部面部表面114黏著接觸。另外,層B之底部面部表面124可與層C之頂部面部表面132黏著接觸。因此,層B經定位成鄰近於層A且與層B黏著接觸,且層B安置於層A與層C之間。層B包括先前在本發明中所描述的組合物,所述組合物包含乙烯/α-烯烴無規共聚物、苯乙烯類嵌段共聚物、增黏劑及油。
層C包含頂部面部表面132及底部面部表面134。如先前所述,層C之頂部面部表面132可與層B之底部面部表面124黏著接觸。在一些實施例中,層C之底部面部表面134可包括多層膜100之膜底部面部表面104,諸如當多層膜100包含三層時。替代地,在其他實施例中,層C之底部面部表面134可與後續層之頂部面部表面黏著接觸。舉例而言,參看圖2,層C之底部面部表面134可與層D之頂部面部表面142黏著接觸。
在一些實施例中,層C可為可向多層膜100提供強度及硬度之結構層。在一些實施例中,層C可包含至少包括乙烯單體之聚合物或共聚物,諸如但不限於高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)或此等之組合。舉例而言,在一些實施例中,層C可包含LLDPE。在其他實施例中,層C可包含其他聚合物膜材料,諸如耐綸、聚丙烯、例如聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)之聚酯、聚氯乙烯、其他熱塑性聚合物或此等之組合。在一些實施例中,層C可包含額外結構材料,例如耐綸。在其他實施例中,層C可為密封層,其包含先前關於層A所論述之任何密封劑組合物。
在一些實施例中,多層膜100可為可撓性膜,其可使得多層膜100能夠符合其形狀以密封至各種基板及基板表面。
可將額外補充層添加至層C之底部面部表面134,以向多層膜賦予數種性質中之任一者。舉例而言,參看圖2,示意性地描繪了包含四層之多層膜200。如所展示,多層膜200可包含層A、層B、層C及層D。層A亦可為密封層,且層B可為與密封層(層A)黏著接觸的重新閉合層。圖2中所描繪的多層膜200包含至少兩個補充層:層C及層D。層C可具有與層B之底部面部表面124黏著接觸的頂部面部表面132。層C之底部面部表面134可與層D之頂部面部表面142黏著接觸。在一些實施例中,層D之底部面部表面144可為多層膜200之膜底部面部表面104。替代地,在其他實施例中,層D之底部面部表面144可與另一補充層之頂部面部表面黏著接觸。
每一補充層(諸如層C及D以及其他補充層)可包含向多層膜200提供以下不同性質的不同材料或材料組合:諸如結構支撐、絕緣性質、防潮性、耐化學性、抗撕裂性或抗刺紮性、光學性質、密封能力、透氣性或不滲透性、耐摩擦性、其他性質或此等之組合。舉例而言,在一些實施例中,層C可包含向多層膜提供結構支撐的材料,且層D可包含密封組合物,諸如先前針對層A所描述的密封組合物,以使得能夠將多層膜200之膜底部面部表面104密封至第二基板。層C及D以及多層膜200之底部部分包含的其他補充層可向多層膜200提供複數個其他功能性。
參看圖1及圖2,可共擠出複數個層(諸如層A、層B、層C及任何額外補充層)中之每一者以形成多層膜100、200。舉例而言,在一些實施例中,可使用吹製膜方法產生多層膜100、200。替代地,在其他實施例中,可使用鑄造膜方法產生多層膜100、200。產生多層膜之其他傳統方法亦可用於產生多層膜100、200。
參看圖3A至圖3C,將描述多層膜100之操作。可首先將多層膜100密封至基板150之表面152。基板150可為剛性基板,諸如由塑膠、金屬、玻璃、陶瓷、塗佈或未塗佈卡板(例如,纖維板、紙板或由木漿製成的其他剛性結構)、其他剛性材料或此等之組合製成的剛性容器。替代地,基板150可為非剛性或可撓性基板,諸如聚合物膜、金屬箔、紙、天然或合成織物、其他可撓性基板或此等之組合。舉例來說,在一些實施例中,基板150可包含另一多層聚合物膜。在一些實施例中,基板150自身可為多層膜100,諸如藉由摺疊多層膜100及將多層膜100密封至其自身或藉由提供多層膜100之兩個單獨片材或網。在一些實施例中,多層膜100之一個區中的膜頂部面部表面102可與多層膜100之另一區中的膜頂部面部表面102或多層膜102之另一片材的膜頂部面部表面102黏著接觸。替代地,多層膜100之一個區中的膜頂部面部表面102可與多層膜102之另一區中的膜底部面部表面104黏著接觸。
參看圖3A,藉由使層A之頂部面部表面112與基板150之表面152接觸且向多層膜100施加熱量、壓力或熱量與壓力之組合,可將多層膜100密封至基板150之表面152,以將層A(其為多層膜100之密封層)密封至基板150之表面152。在一些實施例中,可將多層膜100之層A熱密封至基板150。熱密封可藉由傳統的熱密封方法實現,所述方法可在大於約130℃之熱密封溫度下操作。舉例而言,在一些實施例中,在100℃至180℃之熱密封溫度下,可將多層膜100之層A熱密封至基板150之表面152。在一些實施例中,熱密封溫度可為100℃至160℃、100℃至150℃、120℃至180℃、120℃至160℃、120℃至150℃、130℃至180℃、130℃至160℃或130℃至150℃。
在一些實施例中,僅將多層膜100之層A之一部分密封至基板150之表面152以形成密封區154。多層膜100之其中層A未密封至基板150之表面152的部分可界定多層膜100之未密封區156。在未密封區156中,多層膜100之層A未密封至基板150之表面152且可在垂直於基板150之表面152的方向上自由移動,使得多層膜100之層A在未密封區156中與基板150間隔開。舉例而言,在一些實施例中,在未密封區156中,多層膜100可與基板150間隔開以界定多層膜100與基板150之間的體積。替代地或另外,在一些實施例中,未密封區156可提供拉片158,拉片158可使得能夠相對於基板150將力施加於多層膜100上。
在一些實施例中,密封區154可展現出足以防止足以防止顆粒在密封區154中的多層薄膜100與基板150之間通過的密封完整性。在其他實施例中,密封區154之密封完整性可足以防止液體在密封區154中的多層膜100與基板150之間通過。在再其他實施例中,密封區154之密封完整性可足以防止水分在密封區154中的多層薄膜100與基板150之間通過。在再其他實施例中,密封區154之密封完整性可足以防止空氣在密封區154中的多層膜100與基板150之間通過。
在將多層膜100之膜頂部面部表面102密封至基板150之表面152以形成密封區154時,層A之底部面部表面114與層B之頂部面部表面122之間的接合強度可大於層B之組合物的內聚強度。另外,在密封之後,層B之底部面部表面124與層C之頂部面部表面132之間的接合強度亦可大於層B之組合物的內聚強度。在密封之後,層A之頂部面部表面112與基板150之表面152的接合強度可大於層B之組合物的內聚強度。因此,層A之密封組合物不向多層膜100提供重新閉合功能性。一旦密封至基板150,多層膜100就不會展現重新閉合功能性,直至將初始打開力施加至多層膜100以將多層膜100之一部分與基板150分離之後。
參看圖3B,可藉由在多層膜100上施加初始打開力F1 來 啟動多層膜100之重新閉合功能性。可在大體上垂直於多層膜100之膜頂部面部表面102的方向上施加初始打開力F1 。初始打開力F1 可大於臨限力,在所述臨限力下發生多層膜100之分離以啟動重新閉合功能性。初始打開力F1 可足以使層A在多層膜100之密封區154與未密封區156之間的介面160處失效。在一些實施例中,在150℃之熱密封溫度下進行熱密封之後,多層膜100之初始打開力F1 可小於或等於約40牛頓/吋(N/in)、小於或等於37 N/in、小於或等於35 N/in或甚至小於或等於30 N/in。可根據本文中所描述的剝離黏著力測試來判定初始打開力F1 。可根據本文中所描述的130℃之熱密封溫度下的剝落強度測試方法來判定多層膜之初始打開力F1 。在一些實施例中,在130℃之熱密封溫度下熱密封多層膜之後,多層膜100之初始打開力F1 可為25 N/in至40 N/in、25 N/in至37 N/in、25 N/in至35 N/in、27 N/in至40 N/in、27 N/in至37 N/in、27 N/in至35 N/in、30 N/in至40 N/in、30 N/in至37 N/in或30 N/in至35 N/in。
在大於臨限力之初始打開力F1 下,層A在密封區154與未密封區156之介面160處斷裂。層A可在層A之底部面部表面114至頂部面部表面112的方向上(例如,大體上垂直於膜頂部面部表面102或在圖3B之座標軸的+/- Z方向上)斷裂。層B之組合物的內聚強度小於初始打開力,且小於層B之頂部面部表面122與層A之底部面部表面114之間及層B之底部面部表面124與層C之頂部面部表面132之間的接合強度。因此,一旦層A在密封區154與未密封區156之介面160處斷裂,密封區154中之層B在大體上平行於膜頂部面部表面102的方向上內聚地失效。層A之內聚失效導致層B之組合物的第一部分162耦合至層A之底部面部表面114,且層B之組合物的第二部分164耦合至層C之頂部面部表面132。因此,在密封區154之打開部分中,層B之組合物覆蓋層C之頂部面部表面132及層A之底部面部表面114。密封區154中之層A之一部分(包含密封區154之打開部分)保持密封至基板150(亦即,層A之頂部面部表面112在密封區154中保持密封至基板150之表面152,包含打開部分)。
參看圖4A,沿著參考線4A-4A截取圖3A之多層膜100及基板150的橫截面。在圖4A中示意性地表示之實施例中,密封區154可以密封區154之一側上的未密封區156及密封區之另一側上的第二未密封區157為界。在初始打開期間,初始打開力F1可使得層A在大體上垂直於膜頂部面部表面102之方向上在密封區154與未密封區156之介面160處破裂,如先前關於圖3B所描述。如圖4B中所展示,打開力F1可使得層B在大體平行於膜頂部面部表面102之方向上內聚地失效,如先前所描述。當層B之內聚失效到達密封區154與第二未密封區157之間的第二介面161時,初始打開力F1可使得層A在密封區154與第二未密封區157之間的第二介面161處再次破裂。在第二介面161處,層A可在大體上垂直於膜頂部面部表面102的方向上破裂。在多層膜100之初始打開之後,對應於密封區154的層A之一部分與多層膜100分離且保持耦合至基板150。
初始打開多層膜100會啟動多層薄膜之重新閉合功能性,從而在層A之底部面部表面114上產生層B之組合物的第一部分162,且在層C之頂部面部表面132上產生層B之組合物的第二部分164。參看圖3C,為了重新閉合多層膜100之密封區154,層B之組合物的第一部分162可返回與層B之組合物的第二部分164接觸,且可向密封區154中之多層膜100施加重新閉合壓力F2 。可在大體上垂直於膜底部面部表面104的方向上向多層膜100施加重新閉合壓力F2 。重新閉合壓力F2 可足以使層B之組合物的第一部分162及第二部分164重新黏著以重新形成層B。在一些實施例中,重新閉合壓力F2 可小於或等於40 N/吋、小於或等於30 N/吋、小於或等於20 N/吋或甚至小於或等於10 N/吋。
向多層膜施加重新閉合壓力F2 使得層B之組合物的第一部分162與第二部分164重新黏著。重新黏著組合物的第一部分162與第二部分164以形成鄰接的層B可重新密封多層膜之密封區154。
參看圖3D,在重新閉合多層膜100之後,可藉由向多層膜100施加重新打開力F3 來重新打開多層膜100。可在大體上垂直於膜頂部面部表面102的方向上向多層膜施加重新打開力F3 。可藉由在未密封區156中抓緊多層膜100及將多層膜100拉離基板150來施加重新打開力F3 。施加重新打開力F3 可使得層B之組合物在平行於膜頂部面部表面102的方向上內聚地失效。再次,層B之組合物的內聚失效導致組合物的第一部分耦合至層A之底部面部表面114,且組合物的第二部分耦合至層C之頂部面部表面132。
重新打開力F3可足以使得層B之組合物內聚地失效。在一些實施例中,在130℃之熱密封溫度下熱密封至基板150之多層膜100的重新打開力F3 可大於或等於1 N/吋、大於或等於1.5 N/in、大於或等於2.0 N/in、大於或等於2.5 N/in或甚至大於或等於3 N/in。可根據本文中所描述的剝離黏著力測試來判定重新打開力F3 。多層膜100可經受重新打開及重新閉合之多次循環。在多次重新打開/重新閉合循環之後,多層膜100之重新打開力F3 可大於或等於1.5 N/in、大於或等於2.0 N/in、大於或等於2.5 N/in或甚至大於3.0 N/in。舉例而言,在一些實施例中,首先在130℃之熱密封溫度下熱密封至基板150的多層膜100在至少四次重新打開/重新閉合循環之後的重新打開力F3 大於2.0 N/in。在一些實施例中,在130℃之熱密封溫度下進行熱密封、首先打開之後,且在經歷至少4次重新閉合-重新打開循環之後,多層膜100之重新打開力可為2.0 N/in至10.0 N/in、2.0 N/in至7.0 N/in、2.0 N/in至5.0 N/in、2.5 N/in至10.0 N/in、2.5 N/in至7.0 N/in或2.5 N/in至5.0 N/in。
圖1至圖9B僅示出了可重新閉合封裝體設計之若干實例,可重新閉合封裝體設計可併有根據本發明之實施例的可重新閉合膜及組合物。本領域中一般熟習此項技術者可易於識別其中可併有本文中所揭示之可重新閉合膜及組合物的其他封裝體類型、形狀及大小。舉例而言,可重新閉合膜及/或組合物可併入至封裝體形狀及大小中,其中已使用拉鏈或其他機械構件以向封裝體提供可重新閉合性。另外,可重新閉合膜及組合物可併入至寬範圍之封裝體類型及形狀中,所述封裝體類型及形狀包含至少一個可撓性膜。此等封裝類型之實例可包含但不限於托盤封裝;小袋封裝,諸如枕袋式小袋、豎直成形填充及密封(vertical form fill and seal;VFFS)封裝、水平成形填充及密封封裝體、直立式小袋或其他小袋;袋;盒;或其他類型之封裝。可重新閉合膜及組合物可併入至初級封裝或二級封裝中,諸如外包裝、袋或其他二級封裝。亦預期具有本文中所揭示之可重新閉合膜及/或組合物的其他封裝類型、形狀及大小。
在一些實施例中,本文中所揭示之可重新閉合的封裝可用以封裝食品、飲料、消費品、個人護理用品或其他物品。可使用本文中所揭示之可重新閉合的封裝封裝的食品可包含特定食品,諸如糖、香料、麵粉、咖啡或其他顆粒;固體食品,諸如肉類、奶酪、零食、蔬菜、烘焙食品、寵物食品、麵食或其他固體食品;液體食品,諸如但不限於牛奶、湯、飲料或其他液體食品;及/或散裝食物,諸如但不限於大米、狗糧、麵粉或其他穀物,或其他散裝食物。可使用可重新閉合的封裝封裝的消費品可包含但不限於消費電子產品、硬體、玩具、體育用品、塑膠用具、汽車配件、電池、清潔用品、套裝軟體、鹽或其他消費品。本文中所揭示之可重新閉合封裝體亦可併入至消費後儲存袋中,諸如食物儲存袋或冷凍袋。本領域中一般熟習此項技術者可辨識處本文中所揭示之可重新閉合的封裝的許多其他潛在用途。測試方法
密度
密度係根據ASTM D792量測且以克/立方厘米(g/cc或g/cm3 )報告。
熔融指數
熔融指數(I2 )係根據ASTM D1238-10在190 ºC及2.16 kg載荷的條件下量測。熔融指數(I2 )係以每10分鐘溶離的克數(g/10 min)報告。
差示掃描熱量測定( DSC )
DSC可用以量測聚合物在寬溫度範圍內的熔融、結晶及玻璃轉移特性。DSC分析可在配備有冷凍冷卻系統(RCS)之TA Instruments Q1000 DSC上執行,且使用自動取樣器來進行分析。在測試期間,使用50 ml/min之氮氣沖洗氣流。在約175℃下將每一樣品熔融壓製成薄膜。接著將熔融樣品空氣冷卻至室溫(約25℃)。將3至10 mg 6 mm直徑試樣自經冷卻聚合物取出、稱重、置放於輕質鋁盤(約50 mg)中,且捲曲停止。接著進行分析以判定試樣之熱性質。
藉由緩慢升高及降低樣品溫度以建立熱流相對於溫度分佈來判定樣品之熱特性。首先,樣品快速加熱至230℃,且保持等溫5分鐘,以便移除其熱歷程。接下來,將樣品以10℃/分鐘的冷卻速率冷卻至-90℃且在-90℃下保持等溫5分鐘。接著以10℃/分鐘的加熱速率將樣品加熱至230℃(此為「第二加熱」斜坡)。記錄冷卻及第二加熱曲線。所判定之值為外推之熔融起始點Tm及外推之結晶起始點Tc。熔化熱(Hf )(以焦耳/公克為單位),且使用以下等式計算聚乙烯樣品之結晶度%: 結晶度% =((Hf )/292(J/g))×100
熔化熱(Hf )及峰值熔融溫度由第二加熱曲線報告。峰值結晶溫度係根據冷卻曲線判定。
熔點Tm 係根據DSC加熱曲線藉由在熔融轉移開始與結束之間第一次繪製基線來判定。隨後繪製在熔融峰之低溫側上之資料的切線。其中此線與基線相交之處為外推之熔融起始點(Tm )。此如B. Wunderlich in Thermal Characterization of Polymeric Materials,第2版,Academic Press,1997,E. Turi ed.,第277頁及第278頁中所描述。除在結晶峰之高溫側上繪製切線外,結晶溫度Tc係根據如上所述之DSC冷卻曲線判定。此切線與基線相交之處為外推之結晶起始點(Tc )。玻璃轉移溫度Tg係根據DSC加熱曲線判定,其中一半樣品已獲得液體熱容量,如B. Wunderlich in Thermal Characterization of Polymeric Materials,第2版,Academic Press,1997,E. Turi ed.,第278頁及第279頁中所描述。基線自低於及高於玻璃轉移區繪製,且經由Tg區外推。樣品熱容量在此等基線之間一半處的溫度為Tg。
用於聚合物及配方之動態機械光譜法( DMS )
在壓縮成型的圓盤上執行動態機械光譜法(DMS),所述壓縮成型的圓盤在180℃、10 MPa壓力下在熱壓機中形成5分鐘,且接著在壓機中以90℃/min的速度水冷。DMS測試使用先進流變擴展系統(Advance Rheometric Expansion System;ARES)控制的應變流變儀進行,所述流變儀配備有用於扭轉測試的雙懸臂夾具,其可購自TA Instruments。
對於聚合物測試,壓製1.5 mm的板,且切成尺寸為32×12 mm的桿體(測試樣品)。將測試樣品的兩端夾在間隔10 mm的夾具之間(夾具間距AL),並在-100℃至200℃(每步5℃)下進行連續的溫度步驟。在每一溫度下,以10 rad/s的角頻率量測扭轉模數G',應變振幅保持在0.1%與4%之間,以確保扭矩足夠並且量測保持在線性狀態。
保持10 g之初始靜力(自動張力模式)以防止在發生熱膨脹時樣品鬆弛。因此,夾具間距AL隨溫度而增加,特別是高於聚合物樣品之熔點或軟化點。測試在最高溫度或夾具之間的間隙到達65 mm時停止。
對於PSA配方測試,使用配備有8 mm的平行板幾何結構的TA Instruments(ARES)在氮氣吹掃下進行恆溫頻率掃描。對於所有樣品,在2.0 mm的間隙及10%的恆定應變下,在150℃及190℃下執行頻率掃描。頻率間隔為0.1至100弧度/秒。根據振幅及相位分析應力響應,由此計算儲存模數(G')、損耗模數(G'')及動態熔融黏度(eta*或η*)。
使用配備有8 mm的平行板幾何結構的TA Instruments ARES應變流變儀在氮氣吹掃下進行恆定頻率溫度掃描。對於所有樣品,在2.0 mm的間隙及10%的恆定應變下,以1 Hz的頻率執行溫度掃描,自-40℃至200℃。頻率間隔為0.1至100弧度/秒。根據振幅及相位分析應力響應,由此計算儲存模數(G')、損耗模數(G'')及動態熔融黏度(eta*或η*)。
剝離黏著力測試
黏著力測試遵循壓敏膠帶委員會(PSTC)之PSTC-101測試方法A的一般框架。此係以305 mm/分鐘的速度相對於某所關注表面的180°角的剝離。在此狀況下,鄰近於黏著層之膜層(其中設計存在重新閉合功能性)係所關注表面。使用遮蔽膠帶將可撓性膜樣品固定至不鏽鋼面板[PET/無溶劑黏著劑/芯(3層)/PSA/密封劑/密封劑/PSA/芯(3層)/無溶劑黏著劑/PET/用在試樣之一個自由端處的遮蔽膠帶固定至面板(密封劑/PSA/芯(3層)/無溶劑黏著劑/PET);遮蔽膠帶上之黏著劑與試樣之自由端的密封層接觸]。可使用第二段遮蔽膠帶以將試樣之摺疊端固定至面板;此處,膠帶置放於與摺疊相隔大致10 mm處[遮蔽膠帶/PET/無溶劑黏著劑/芯(3層)/PSA/密封劑/密封劑/PSA/芯(3層)/無溶劑黏著劑/PET/用遮蔽膠帶固定至面板;遮蔽膠帶上之黏著性與試樣之摺疊端的上部PET層接觸。]試樣之另一自由端與試樣之固定自由端成180°剝離,從而導致實例1至5之PSA內及比較實例1及2之PSA-芯介面處的破裂[自由端:PET/無溶劑黏著劑/芯(3層)/-BREAK-PSA/密封劑/密封劑/PSA/芯(3層)/無溶劑黏著劑/PET-面板],並得出力值。
運行BLUEHILL 3軟體之INSTRON 5564用以收集剝離資料。所有樣品平衡至標準條件,23℃及50%的RH。測試亦在標準條件下進行。記錄每一層壓膜之五個測試樣品的峰值力,並求平均值。在第一剝離之後,使用PSTC測試方法中給出的標準輥條件重新閉合試樣以進行樣品層壓。在軋製/密封試樣及測試/剝離試樣之間的標準停留時間為20分鐘,但進行幾次更長的停留以測試PSA的回收率並在表5中予以指示(23℃及50%的RH)。試樣重新閉合10次或直至無法再量測力。黏著力結果展示於表5中。將PSA失效模式記錄為「C」及「A」,「C」意謂通過PSA層之內聚失效,「A」意謂PSA與鄰近層之間的黏著分層。實例
以下實例示出了本文中所描述的組合物及多層膜之各種實施例。使用單級雙螺桿擠出方法混配以下實例及比較實例之組合物。在Century-ZSK-40 45.375長徑比(L/D)(十一桶)擠出機上,使用具有一個注油器之一個螺桿設計在筒4中執行混配操作。擠出機之最大螺桿速度為1200 rpm。將聚合物及PICCOTAC增黏劑饋入至擠出機之主進料口中。HYDROBRITE 550處理油通過筒4處之注入口添加。所述化合物使用水下Gala系統進行粒化,所述系統配備有12孔(2.362 mm的孔徑)Gala模具(其中插入6個孔)及4葉片輪轂切割器。視需要將肥皂及防沫劑添加至水浴以防止結塊。收集集結粒並用2000 ppm POLYWAX 2000(可購自Baker Hughes)撒佈,且接著在氮氣吹掃下乾燥24小時。所有樣品之螺桿速度設定為180 RPM。溫度分佈如下設定:100℃(區1)、100℃(區2)、180℃(區3)、180℃(區4)、160℃(區5)、160℃(區6)、110℃(區7)、110℃(區8)、90℃(區9)、90℃(區10)及90℃(區11),模具溫度為140℃。
下表1中包含以下實例中使用的市售聚合物的性質。
表 1 :市售聚合物之性質
實例 1 :實例組合物
藉由合併43.4 wt.%的乙烯/α-烯烴無規共聚物、20 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、30 wt.%的增黏劑及6.6 wt.%的礦物油,製成根據本發明之組合物。乙烯/α-烯烴無規共聚物係ENGAGETM 8842。苯乙烯類嵌段共聚物係VECTOR 4113A苯乙烯-異戊二烯三嵌段共聚物,其苯乙烯含量為18 wt.%,且二嵌段含量為42 wt.%。增黏劑係可購自伊士曼化學公司(Eastman Chemical Company)之PICCOTAC 1100 C5 增黏劑。增黏劑之環球軟化點為100℃且Mw為2900。礦物油係可購自索諾邦公司(Sonneborn)之HYDROBRITE 550礦物油,其密度為0.87 g/cm3 ,且鏈烷烴碳含量為約70 wt.%。
根據先前所描述的單級雙螺桿擠出方法混配實例1之組合物的個別成分。接著測試在190℃的溫度及2.16 kg載荷下實例1之組合物的密度、熔融指數(I2 ),及在230℃的溫度及2.16 kg載荷下的熔流速率。實例1之組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率的結果提供於下表2中。
比較實例 2 :用烯烴嵌段共聚物配製之比較性黏著劑組合物
在比較實例2中,使用烯烴嵌段共聚物代替實例1之乙烯/α-烯烴無規共聚物產生比較性黏著劑組合物。比較實例2之組合物包含43.4 wt.%的烯烴嵌段共聚物、20 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、30 wt.%的增黏劑及6.6 wt.%的礦物油。烯烴嵌段共聚物係INFUSETM 。比較實例2中之苯乙烯類嵌段共聚物、增黏劑及礦物油與上述實例1相同。
使用先前所描述的單級雙螺桿擠出方法混配比較實例2的個別成分。測試在190℃的溫度及2.16 kg載荷下比較實例2之組合物的密度、熔融指數(I2 ),及在230℃的溫度及2.16 kg載荷下的熔流速率。比較實例2之組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率的結果提供於下表2中。
比較實例 3 :用較少量之烯烴嵌段共聚物配製的比較性黏著劑組合物。
在比較實例3中,使用烯烴嵌段共聚物代替實例1之乙烯/α-烯烴無規共聚物產生比較性黏著劑組合物。與比較實例2之組合物相比較,比較實例3之組合物包含更少烯烴嵌段共聚物及更多苯乙烯類嵌段共聚物。製備比較實例3以研究增加黏著劑組合物中苯乙烯類嵌段共聚物之量的效應。
比較實例3之組合物包含33.4 wt.%的烯烴嵌段共聚物、30 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、30 wt.%的增黏劑及6.6 wt.%的礦物油。烯烴嵌段共聚物係INFUSETM 9107。苯乙烯類嵌段共聚物、增黏劑及礦物油與上述實例1相同。
使用先前所描述的單級雙螺桿擠出方法混配比較實例3的個別成分。測試在190℃的溫度及2.16 kg載荷下比較實例3之組合物的密度、熔融指數(I2 ),及在230℃的溫度及2.16 kg載荷下的熔流速率。比較實例3之組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率的結果提供於下表2中。
比較實例 4 :用於重新閉合多層膜之市售黏著劑組合物
對於比較實例4,獲得市售的壓敏黏著劑組合物,其作為向多層膜組合物提供重新閉合能力而出售。市售組合物包括苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、烴增黏劑及滑石。市售組合物不包含聚乙烯組分,諸如聚乙烯/α-烯烴共聚物。測試在190℃的溫度及2.16 kg載荷下市售黏著劑組合物的密度、熔融指數(I2 ),及在230℃的溫度及2.16 kg載荷下的熔流速率。比較實例4之組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率的結果提供於下表2中。
比較實例 5 :用苯乙烯類嵌段共聚物、增黏劑及油配製之比較性黏著劑組合物
在比較實例5中,使用不具有實例1之乙烯/α-烯烴無規共聚物的苯乙烯類嵌段共聚物產生比較性黏著劑組合物。比較實例5之組合物包含64.3 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、30 wt.%的增黏劑及6.6 wt.%的礦物油。苯乙烯類嵌段共聚物係VECTOR® 4213A SIS三嵌段/SI二嵌段共聚物。增黏劑及礦物油與上述實例1相同。
使用先前所描述的單級雙螺桿擠出方法混配比較實例5的個別成分。測試在190℃的溫度及2.16 kg載荷下比較實例5之組合物的密度、熔融指數(I2 ),及在230℃的溫度及2.16 kg載荷下的熔流速率。比較實例5之組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率的結果提供於下表2中。
比較實例 6 :用 EVA 及苯乙烯類嵌段共聚物配製之比較性黏著劑組合物
在比較實例6中,使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)代替實例1之乙烯/α-烯烴無規共聚物產生比較性黏著劑組合物。比較實例6之組合物包含20.0 wt.%的EVA、43.4 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物、30 wt.%的增黏劑及6.6 wt.%的礦物油。EVA係具有9 wt.%的乙酸乙烯酯的ELVAX®乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。苯乙烯類嵌段共聚物、增黏劑及礦物油與上述實例1相同。
使用先前所描述的單級雙螺桿擠出方法混配比較實例6的個別成分。測試在190℃的溫度及2.16 kg載荷下比較實例6之組合物的密度、熔融指數(I2 ),及在230℃的溫度及2.16 kg載荷下的熔流速率。比較實例6之組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率的結果提供於下表2中。
實例 7 :實例 1 與比較實例 2 至 6 之組合物性質的比較
下文提供的表2包含實例1之組合物及比較實例2至6之黏著劑組合物的密度、熔融指數(I2 )及熔流速率。表 2 :與比較實例 2 至 4 之黏著劑組合物的性質相比較,實例 1 之組合物的性質
根據在本文中先前描述的測試程序,使用DSC另外測試實例1之組合物及比較實例2、3、5及6之黏著劑組合物以判定組合物之熔融曲線:每一組合物之結晶溫度(Tc℃)、熔融溫度(Tm℃)、玻璃轉移溫度(Tg℃)、結晶熱(ΔHc焦耳/克(J/g))及熔融熱(ΔHm J/g)。此等性質提供於下表3中。根據在本文中先前描述的DMS測試程序,使用DMS另外測試實例1之組合物及比較實例2、3、5及6之黏著劑組合物,以判定每一組合物之150℃下的動態熔融黏度(η*毫帕斯卡秒(mPa-s))、在150℃的溫度下0.1弧度/秒時之動態熔融黏度與100弧度/秒時之動態熔融黏度的比率(150℃下之η*比率)及儲存模數(G' @ 25℃ dyn/cm2 )。DMS測試之結果提供於下表3中。測試實例1之組合物兩次,且結果作為實例1至A及1至B報告於下表3中。表 3 :實例 1 及比較實例 2 至 6 之組成物的熔融溫度、結晶溫度、動態熔融黏度和儲存模數資料
如上表3中所展示,與比較實例2、3、5及6之黏著劑組合物相比較,實例1至A及1至B之組合物展現更低的結晶溫度及熔融溫度分佈。在不受理論束縛的情況下,咸信較低的結晶及熔融溫度可減少或防止組合物之成分的二級結晶,此增加組合物之內聚強度。增加的內聚強度可向組合物提供更低打開力及更大黏性,此增加了重新閉合力。因此,與比較實例2、3、5及6之組合物相比較,實例1(實例1至A、1至B)之組合物的更低的結晶及熔融溫度可減少或防止組合物的二級結晶,藉此增加組合物之內聚強度。與比較實例2、3、5及6之組合物相比較,實例1之組合物的更低的結晶及熔融溫度使得實例1之組合物能夠展現更大的重新閉合力。
另外,實例1至A及1至B之組合物在150℃下的動態熔融黏度比率(η*比率)小於比較實例2、3、5及6的動態熔融黏度比率。在不受理論束縛的情況下,咸信響應於不同剪切率(諸如膜層在膜製造(例如,吹製膜擠出)期間經歷的不同剪切率)或密封條件,較低動態熔融黏度比率轉化為較一致的特性。比較實例2、3、5及6之組合物具有較大的動態熔融黏度比率,且因此若剪切率改變,則預期在吹製膜擠出期間更難以保持穩定氣泡。另外,由比較實例2、3、5及6之組合物製成的黏著層可隨著密封壓力的增加而更大程度地變薄,此將減小黏著層之厚度並減少黏著劑組合物之量,以使得能夠經由黏著及封裝重新密封進行內聚剝離。與比較實例2、3、5及6之組合物相比較,實例1至A及1至B之組合物(其動態熔融黏度比率降低)對剪切率變化較不敏感,且因此,與比較實例2、3、5及6之組合物相比較,實例1至A及1至B之組合物可更易於處理成多層膜並在一系列密封溫度及壓力下提供更一致的效能。
實例 8 :具有實例 1 及比較實例 2 至 4 之組合物的多層膜
在實例8中,使用實例1之組合物及比較實例2及3之黏著劑組合物中的每一者製成多層膜以評估組合物之重新閉合性質。多層膜係使用吹製膜擠出製成的五層膜且包含層A、層B、層C、層D及層E。層A係密封層,其包括98.4 wt.%的DOW LDPE 5004i、1.0 wt.%的可購自Ampacet Corporation的AMPACET 10063防結塊母料,及0.6 wt.%的可購自Ampacet Corporation的AMPACET 10090滑爽母料。層B包含實例1之組合物或比較實例2至4之黏著劑組合物中的一者。層C、D及E皆包含100 wt.%的DOWLEX 2038.68G LLDPE之相同層。實例8之每一多層膜的配方提供於下表4中。表 4 :實例 8 之多層膜配方
使用LABTECH5層吹製膜生產線製造吹製膜擠出樣品,且在190℃的相同溫度下形成每一層。熱密封層定位於氣泡外側,且材料自動纏繞在承接輥(uptake roller)上。膜6A至6C之膜製造條件展示於表5中。表 5 :製成實例 8 之多層膜的吹製膜製造條件
實例8以及表4及5中展示的多層膜具有良好完整性。實例8之此等多層膜係僅由可共擠出聚合物配方形成的可撓性膜。此等多層膜可用於封裝產品,且可在傳統膜轉換設備上加以處理。
獲得及評估第四膜—比較膜8D。比較膜8D係被認為已在吹製膜行業中的典型條件下藉由吹製膜方法製成的市售多層膜。膜8D包含被發現主要包含SIS嵌段共聚物的壓敏黏著層。膜8D被發現不包含任何種類的聚乙烯共聚物。
使用MORFREE 403A(無溶劑黏著劑)及共反應物C411(無溶劑黏著劑)來將實例8之多層膜8A以及比較膜8B、8C及8D中的每一者以黏著方式層壓至48規格雙軸取向聚對苯二甲酸乙二酯(PET)(可購自DuPont Teijin),以形成最終層壓膜結構(密封劑/PSA/芯(3層)無溶劑黏著劑/PET),MORFREE 403A及共反應物C411皆可購自密歇根州米德蘭陶氏化學公司。根據在本文中先前描述的剝離黏著力測試來針對初始剝離強度及重新閉合剝離強度而測試實例8之多層膜。在初始打開剝離強度之後按時間間隔量測每一膜的重新閉合剝離強度。下表6中提供膜8A以及比較膜8B、8C及8D中之每一者的初始剝離強度及後續重新閉合剝離強度的結果。剝離強度量測在下表6中以牛頓/英吋(N/in)為單位。表 6 :實例 8 之多層膜的初始剝離黏著力及重新閉合剝離黏著力
如上表6中所展示,包含實例1之組合物的膜8A在130℃之熱密封溫度下的初始剝離強度為34.7 N/in。在130℃的溫度下熱密封且首先打開之後,膜8A在四次重新閉合循環中的重新閉合剝離黏著力為至少2.5 N/in,且在至少7次重新閉合循環之後的重新閉合剝離黏著力大於2.0 N/in。在150℃之密封溫度下,膜8A之初始剝離黏著強度為40.5 N/in,且在四次重新閉合循環之後重新閉合剝離黏著強度大於3 N/in,且在至少7次重新閉合循環之後大於2.0。
用比較實例4之黏著劑組合物(其主要包含苯乙烯嵌段共聚物)製成的比較膜8D在150℃之熱密封溫度下的初始剝離強度為18.7 N/in。在150℃的溫度下熱密封且首先打開之後,比較膜8D在四次重新閉合循環中的重新閉合剝離黏著力小於1.0 N/in,且在至少7次重新閉合循環之後的可忽略的重新閉合剝離黏著力小於0.1 N/in。因此,在150℃之初始密封溫度下,用實例1之組合物製成的膜8A之初始剝離強度為40.5 N/in,顯著高於比較膜8D(其包含比較實例4之苯乙烯嵌段共聚物壓敏黏著劑(PSA))之初始剝離強度。與包含比較實例4之苯乙烯嵌段共聚物PSA的比較膜8D相比較,膜8A在4次循環及7次循環之後亦展現顯著更大的重新閉合剝離強度。
比較膜8B包含用於層B的比較實例2之黏著劑組合物。比較實例2之黏著劑組合物包含43.4 wt.%的乙烯/α-烯烴嵌段共聚物及20 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物。膜8A包含實例1之組合物,實例1之組合物包括43.4 wt.%的乙烯/α-烯烴無規共聚物。因此,實例1之組合物與比較實例2之黏著劑組合物之間的組成差異為實例1中之乙烯/α-烯烴無規共聚物取代比較實例2中使用的乙烯/α-烯烴嵌段共聚物。在130℃之密封溫度下,包含實例1之組合物的膜8A的初始剝離強度為34.7 N/吋。包含比較實例2之黏著劑組合物的比較膜8B的初始剝離強度為43.8 N/吋。因此,與比較膜8B之初始剝離強度相比較,膜8A導致更低的初始剝離強度。在4次循環之後且在7次循環之後膜8A之重新閉合剝離強度與包含比較實例2之黏著劑組合物的比較膜8B的重新閉合剝離強度相當。在150℃下進行熱密封之後量測的結果展現與在130℃之熱密封溫度下製備的膜相似的比較關係。膜8A及比較膜8B之此等結果指示與比較膜8B相比較,膜8A需要更小初始打開力,但將提供相等的重新閉合效能。因此,與比較膜8B相比較,膜8A將更易於首先打開,但將提供與比較膜8B相等的重新閉合強度。
比較膜8C包含比較實例3之黏著劑組合物,比較實例3之黏著劑組合物僅包含33.4 wt.%的乙烯/α-烯烴嵌段共聚物及30 wt.%的苯乙烯類嵌段共聚物。因此,與比較膜8B及膜8A之層B相比較,比較膜8C之層B的苯乙烯類嵌段共聚物的比例增加且乙烯/α-烯烴嵌段共聚物的量減少。如表6中之結果所展示,與膜8A之初始剝離強度相比較,增加層B中苯乙烯類嵌段共聚物之量會降低比較膜8C之初始剝離強度。然而,與膜8A之重新閉合剝離強度相比較,觀察到比較膜8C之層B中苯乙烯類嵌段共聚物的量增加會降低比較膜8C之重新閉合剝離強度效能。在150℃之密封溫度下密封比較實例8C之後,比較膜8C之重新閉合剝離強度效能的降低更明顯。儘管增加層B中苯乙烯類嵌段共聚物之量,諸如比較膜8C可降低初始剝離強度且使膜更易於打開,但增加B層中苯乙烯類嵌段共聚物之量可能會對重新閉合剝離強度產生不利影響,從而導致重新閉合密封強度更弱,且膜可能的重新閉合循環次數減少。因此,與比較膜8C(其包含在層B中增加量的苯乙烯類嵌段共聚物)相比較,在層B中包含實施例1之組合物的膜8A可提供更佳的重新閉合效能。
與比較膜8C及8D相比較,膜8A在層B中具有較小量之苯乙烯類嵌段共聚物。因此,膜8A可向食品封裝提供重新閉合功能性而不影響封裝於其中的食品的氣味及/或味道。
在整個本發明內容中,提供了黏著劑組合物、可重新閉合膜及由其製成的可重新閉合的封裝(包含本文中所揭示的黏著劑組合物及多層膜)的各種性質的範圍。應瞭解,當提供一個或多個顯式範圍時,亦意欲提供個別值及其間形成的範圍,此係因為提供所有可能組合的明確清單係禁止的。舉例而言,1-10的提供範圍亦包含個別值,諸如1、2、3、4.2及6.8,以及可在所提供的界限內形成的所有範圍,諸如1-8、2-4、6-9及1.3-5.6。
現在應理解,描述了黏著劑組合物、可重新閉合膜及包含可重新閉合膜之可重新閉合的封裝的各個態樣,且此等態樣可與各個其他態樣結合使用。本領域中熟習此項技術者亦應理解,在不脫離所主張主題的精神及範疇的情況下,可對所描述實施例進行各種修改及變化。因此,希望本說明書涵蓋各種所描述實施例之修改及變化,限制條件為此等修改及變化在所附申請專利範圍及其等效物之範疇內。
100‧‧‧多層膜
102‧‧‧膜頂部面部表面
104‧‧‧膜底部面部表面
112‧‧‧頂部面部表面
114‧‧‧底部面部表面
122‧‧‧頂部面部表面
124‧‧‧底部面部表面
132‧‧‧頂部面部表面
134‧‧‧底部面部表面
142‧‧‧頂部面部表面
144‧‧‧底部面部表面
150‧‧‧基板
152‧‧‧表面
154‧‧‧密封區
156‧‧‧未密封區
157‧‧‧第二未密封區
158‧‧‧拉片
160‧‧‧介面
161‧‧‧第二介面
162‧‧‧第一部分
164‧‧‧第二部分
200‧‧‧多層膜
500‧‧‧傳統的可重新閉合封裝體
502‧‧‧第一側
504‧‧‧第二側
506‧‧‧縱向密封件
507‧‧‧端部密封件
508‧‧‧重新閉合端
510‧‧‧拉鏈
512‧‧‧肋/拉片
514‧‧‧通道
516‧‧‧內表面
518‧‧‧內表面
520‧‧‧拉鏈壓平區
521‧‧‧薄膜
522‧‧‧介面
600‧‧‧可重新閉合封裝體
601‧‧‧周邊區
602‧‧‧容器
604‧‧‧第一側壁
605‧‧‧內表面
606‧‧‧第二側壁
607‧‧‧內表面
608‧‧‧外邊緣
609‧‧‧外邊緣
610‧‧‧閉合區
612‧‧‧第一重新閉合表面
614‧‧‧第二重新閉合表面
616‧‧‧第一端
618‧‧‧第二端
620‧‧‧邊緣密封區/端部密封區/邊緣實區
630‧‧‧可重新閉合膜
632‧‧‧條帶
640‧‧‧未密封區
660‧‧‧介面
900‧‧‧可重新閉合封裝體
908‧‧‧外邊緣
910‧‧‧閉合區
916‧‧‧第一端
918‧‧‧第二端
950‧‧‧可重新閉合封裝體
952‧‧‧第一未密封區
954‧‧‧第二未密封區
A‧‧‧層
B‧‧‧層
C‧‧‧層
D‧‧‧層
F1‧‧‧初始打開力
F2‧‧‧重新閉合壓力
F3‧‧‧重新打開力
HC‧‧‧高度
LC‧‧‧長度
LT‧‧‧總長度
WC‧‧‧寬度
WE‧‧‧寬度
WP‧‧‧寬度
當與以下圖式結合閱讀時可最佳地理解本發明之特定實施例的以下實施方式,其中相似結構用相似參考數字指示且其中: 圖1示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的包含3層之多層膜的橫截面視圖; 圖2示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的包含4層之另一多層膜的橫截面視圖; 圖3A示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的圖1之黏著至基板之多層膜的橫截面視圖; 圖3B示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的圖3A之多層膜的橫截面視圖,其中多層膜已首先打開以啟動所述多層膜之重新閉合功能性; 圖3C示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的圖3B之多層膜的橫截面視圖,其中在多層膜之初始打開之後,多層膜重新閉合; 圖3D示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的圖3C之多層膜的橫截面視圖,其中多層膜在重新閉合之後重新打開; 圖4A示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的圖3A之沿著圖3A中的參考線4A−4A截取之多層膜的橫截面視圖; 圖4B示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的圖4A之多層膜的橫截面視圖,其中多層膜已首先打開以啟動所述多層膜之重新閉合功能性; 圖5A示意性地描繪根據先前技術的包含拉鏈之傳統可重新閉合封裝體的正視圖; 圖5B示意性地描繪根據先前技術的圖5A之傳統可重新閉合封裝體的正視圖,其中一個膜被剝落以顯示拉鏈之特徵; 圖5C示意性地描繪根據先前技術的圖5A之沿著圖5A中的參考線5C−5C截取之傳統封裝體的橫截面視圖; 圖6示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的可重新閉合封裝體的正視圖; 圖7示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的在封裝體之初始打開期間圖6之可重新閉合封裝體的閉合區之一部分的橫截面; 圖8A示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的可重新閉合封裝體之另一實施例之閉合區的橫截面,所述可重新閉合封裝體具有安置於所述可重新閉合封裝體之第一可撓性壁與第二可撓性壁之間的可重新閉合膜條帶; 圖8B示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的耦合至圖8A之可重新閉合封裝體之第一可撓性壁的可重新閉合膜條帶的透視圖; 圖9A示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的可重新閉合封裝體的另一實施例;且 圖9B示意性地描繪根據本發明之一個或多個實施例的可重新閉合封裝體的又一實施例。

Claims (15)

  1. 一種封裝體,包括一容器,所述容器包含接近於所述容器之至少一個邊緣且兩端由邊緣密封區限定的一細長閉合區,所述閉合區包括一可重新閉合膜,所述可重新閉合膜接近於所述容器之至少一個邊緣密封所述容器且具有小於所述邊緣密封區之一密封強度之一初始打開強度,其中: 向所述可重新閉合膜施加大於所述可重新閉合膜之所述初始打開強度的一打開力可用於分離所述可重新閉合膜以曝露一第一重新閉合表面及一第二重新閉合表面;且 所述第一重新閉合表面與所述第二重新閉合表面的接觸及向所述可重新閉合膜施加一壓力可用於在一重新閉合強度下將所述第一重新閉合表面重新黏著至所述第二重新閉合表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的封裝體,其中所述容器為一可撓性容器。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述的封裝體,其中所述容器包括一第一可撓性壁及一第二可撓性壁,且所述閉合區將所述第一可撓性壁密封至所述第二可撓性壁。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的封裝體,其中所述第一可撓性壁、所述第二可撓性壁或兩者皆包含所述可重新閉合膜。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的封裝體,其中所述可重新閉合膜安置於所述閉合區中所述容器之一第一可撓性壁與一第二可撓性壁之間。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的封裝體,其中所述閉合區與所述邊緣密封區協作以密封所述容器。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的封裝體,其中所述閉合區為非線性的。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的封裝體,其中所述容器之至少一個外邊緣為非線性的,且所述閉合區符合所述容器之至少一個外邊緣的一非線性輪廓。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的封裝體,其中所述可重新閉合膜包括一多層膜。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的封裝體,其中所述多層膜包括至少3層,其中: 一層A包括一密封劑且在所述閉合區中密封至所述第一可撓性膜或所述第二可撓性膜; 一層B包括一黏著劑組合物,所述黏著劑組合物之一內聚強度小於層A之密封強度; 一層C包括一結構材料或一密封劑;且 層B包含與層A之一底部面部表面黏著接觸的一頂部面部表面及與層C之一頂部面部表面黏著接觸的一底部面部表面。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的封裝體,進一步包括安置於所述容器之所述閉合區與所述至少一個邊緣之間的一未密封區。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的封裝體,其中所述未密封區為細長的且平行於所述閉合區並延伸所述閉合區之一整個長度。
  13. 一種製造一可重新閉合封裝體之方法,所述方法包括: 在一第一溫度及一第一壓力下在一細長閉合區中將一容器之一第一可撓性壁密封至所述容器之一第二可撓性壁,其中所述閉合區接近於所述容器之至少一個邊緣且兩端由邊緣密封區限定,所述閉合區包括一可重新閉合膜,所述可重新閉合膜靠近所述容器之至少一個邊緣密封所述容器,且在所述可重新閉合封裝體之初始打開之後向所述可重新閉合封裝體提供重新閉合功能性; 在一第二溫度及一第二壓力下在所述邊緣密封區中將所述第一可撓性壁密封至所述第二可撓性壁,其中所述第二溫度不同於所述第一溫度或所述第二壓力不同於所述第一壓力; 其中所述閉合區之一初始打開強度小於所述邊緣密封區之一初始打開強度。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法,其中所述第一可撓性壁、所述第二可撓性壁或兩者皆包括所述可重新閉合膜。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的方法,進一步包括將所述可重新閉合膜之一條帶定位於所述細長閉合區中所述第一可撓性壁與所述第二可撓性壁之間。
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