柔性包裝的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是是國際申請日為2014年4月2日、國際申請號為PCT/US2014/032647、進入 中國國家階段的申請號為201480001403.6、發明名稱為"柔性包裝"的發明專利申請的分案 申請。
技術領域
[0002] 本發明涉及柔性包裝，所述柔性包裝包含具有高含量可再生材料的共擠出多層 膜。
【背景技術】
[0003] 已提出了由包含一定量的可再生材料的共擠出多層膜制成的柔性包裝，以減少石 油基產品諸如聚烯烴的使用。例如，已經開發出包含共擠出三層聚合物膜的柔性包裝，其中 中間層中的聚合物的一部分由熱塑性淀粉替代。然而，此類膜的問題在于由于用熱塑性淀 粉替代中間層中的聚合物的一部分，極大降低了所述膜的拉伸強度和抗分層性。因此，膜容 易撕裂，所以此類柔性包裝可能僅用于非常有限的范圍，因為在填充操作期間產生高機械 應力。
[0004] 然而，考慮石油成本上升，仍然需要增加柔性包裝中的可再生原料比例。因此本發 明提供柔性包裝，其包含共擠出多層膜，其中所述膜包含高含量的可再生材料，并且其特征 在于高機械強度并可以低復雜性擠出。

【發明內容】

[0005] 本發明涉及包括共擠出的多層膜的柔性包裝。所述多層膜包括印刷層、密封層和 被夾在所述印刷層和所述密封層之間的芯層。所述印刷層、密封層和芯層中的每一個包含 一種或多種熱塑性聚合物和熱塑性淀粉。所述包裝還包含一種或多種產品。
【具體實施方式】
[0006] 本文所用的"柔性包裝"是指由柔性或容易彎曲的材料制成的包裝，其在填充和閉 合時可易于改變形狀。柔性包裝的例子包括但不限于由諸如紙材、塑料膜、箱以及它們的組 合制成的袋、小袋、小藥囊、包裹或信封。
[0007] 本文所用的"吸收制品"是指吸收和容納身體流出物的裝置，并且更具體地是指頂 靠或鄰近穿著者身體放置以吸收和容納各種排出身體的流出物的裝置。吸收制品包括尿 布、訓練褲、成人失禁內衣、女性衛生制品等，諸如月經墊、陰唇間墊、女性內褲襯墊、陰道栓 劑、衛生巾、衛生棉條和衛生棉條施加器。如本文所用，術語"體液"或"身體流出物"包括但 不限于尿液、血液、陰道排出物、乳汁、汗液和糞便。吸收制品可以為尿布和訓練褲。
[0008] 術語"包括"或"包含"也包括術語"由……構成"或"由…組成"。
[0009] 本文所用的"印刷層"是指包裝的共擠出多層膜的層，其朝向包裝的外部取向。印 刷層可印刷有圖形，諸如插畫、商標、標識和/或監管信息。
[0010] 本文所用的"密封層"是指包裝的共擠出多層膜的層，其朝向包裝的內部取向。密 封層通常與由所述包裝所包含的一種或多種產品接觸。
[0011] 本文所用的"可再生資源"是指以速率相當于其消耗速率通過自然過程產生的資 源(例如在100年時段內）。所述資源可以得到自然補充，或通過工程農業技術得到補充。可 再生資源的非限制性例子包括植物(例如甘蔗、甜菜、玉米、馬鈴薯、柑橘類水果、木本植物、 木質纖維素、半纖維素、纖維素廢物）、動物、魚、細菌、真菌和林業產品。這些資源可以是天 然存在的、混合的、或遺傳工程的有機體。諸如原油、煤、天然氣和泥炭的天然資源的形成需 要超過100年的時間，它們不被認為是可再生資源。
[0012] 本文所用的"生物基"是指可由可再生資源產生或衍生自可再生資源的多層膜的 組分。
[0013] "生物基含量"是指如ASTM D6866-10方法B所確定的材料中來自可再生資源的碳 含量，作為材料中所有有機碳的質量百分比。注意到，在確定材料中生物基含量時，不包括 來自無機來源諸如碳酸鈣的任何碳。
[0014] 為確定存在于未知組合物中的生物基材料的含量(例如，在由第三方制得的產品 中），可使用ASTM D6866-10，測試方法B通過測量產品中的碳-14量來測量生物基含量。來自 生物質（即可再生資源）的材料具有存在的充分表征的碳-14量，然而來自石化資源的那些 不包含碳-14。因此，存在于產品中的碳-14與其生物基含量相關。本文所述的材料評估是根 據ASTM D6866-10，測試方法B進行的。測試的平均值涵蓋6 %的絕對范圍（在生物基含量值 的任一側加上和減去3% )以說明端組分放射性碳標記的變化。
[0015] 為了應用ASTM D6866-10的方法來確定柔性包裝的生物基含量，必須獲得用于測 試的代表性樣品。在一個實施例中，柔性包裝的代表性部分可通過切割柔性包裝的Icm 2部 分并使用已知的碾磨方法(例如，Wile/磨)將其碾磨成小于約20目的顆粒來獲得，并且從 隨機混合的顆粒中獲取適量的代表性樣品。
[0016] "可生物降解的"一般是指可由天然存在的微生物，諸如細菌、真菌、酵母和藻類； 環境熱、水分或其它環境因素的作用而降解的材料。如果需要，可根據ASTM測試方法 5338.92來確定生物降解能力的程度。
[0017] "增容劑"是指當添加到不相混的聚合物的共混物中時，改善其界面并穩定所述共 混物的添加劑。
[0018] 根據本發明的柔性包裝包含共擠出的多層膜。所述多層膜包含印刷層、密封層和 被夾在所述印刷層和所述密封層之間的芯層。所述印刷層、密封層和芯層中的每一個包含 一種或多種熱塑性聚合物和熱塑性淀粉。因為多層膜的三個層中的每一個均包含熱塑性淀 粉，因此所述三個層的特征在于相似或基本上相同的流動和伸長特性，使得在單獨層的共 擠出期間可沒有不穩定性發生。通常可防止熔體破裂、不平的表面或膜厚度的波動。由于這 種更對稱的層結構，由包裝所包括的多層膜的特征具體地在于高強度和良好的抗分層性。
[0019] 包含在芯層中的熱塑性淀粉的總量可以高于包含在印刷層中的熱塑性淀粉總量 和/或包含在密封層中的熱塑性淀粉總量。芯層的熱塑性淀粉的含量可以高達印刷層的熱 塑性淀粉總量和/或密封層的熱塑性淀粉總量的至多兩倍。從加工的觀點來看，這可能是特 別有利的。實際上，在擠出加工期間，具有高含量熱塑性淀粉的層諸如芯層與擠出機噴頭的 噴嘴的金屬表面之間的接觸可導致在噴嘴上形成沉積，這可干擾多層膜的制備。因此，由于 通過均具有低含量熱塑性淀粉的印刷層和密封層將芯層與噴嘴的金屬表面分開，所以可減 少或甚至抑制可由芯層的高熱塑性淀粉含量造成的沉積形成。
[0020] 此外，可容易地印刷印刷層并且可由密封層來確保膜的可靠的密封性。
[0021] 芯層可包含按重量計5%至50%，或5%至30%，或5%至20%，或15%至20%的熱 塑性淀粉總量。
[0022] 包含在所述印刷層中的熱塑性淀粉的總量可以與包含在所述密封層中的熱塑性 淀粉總量相同或者高于包含在所述密封層中的熱塑性淀粉總量。密封層具有比印刷層低的 熱塑性淀粉含量是特別有利的，因為由此可由密封層確保膜的可靠的密封性。印刷層和/或 密封層可包含按重量計2%至25%，或2%至20%，或3%至12%的熱塑性淀粉總量。
[0023] 印刷層可包含按重量計8%至12%的熱塑性淀粉總量，并且密封層可包含2%至 6%的熱塑性淀粉總量。
[0024] 熱塑性淀粉(TPS)
[0025]淀粉:如本文所i，"淀粉"是指天然淀粉或淀粉衍生物，其已經通過用可任選地去 除的一種或多種增塑劑(例如，水)形變熱處理而變性。如本文所用，"熱塑性淀粉"或"TPS" 是指天然淀粉或淀粉衍生物，其已經通過用一種或多種增塑劑處理而使其呈現變性或熱塑 性，其中至少一種增塑劑仍然保留。熱塑性淀粉組合物是為人們所熟知的，并且公開于若干 專利中，例如：美國專利5,280,055 ;5,314,934;5,362,777;5,844,023;6,214,907;6,242， 102;6,096,809;6,218,321;6,235,815;6,235,816;和6,231,970。
[0026] 由于天然淀粉一般具有顆粒狀結構，因此需要在它像熱塑性材料一樣熔融加工前 進行變性。對于糊化，例如淀粉變性過程，淀粉可在用作增塑劑的溶劑存在下變性。溶劑和 淀粉混合物通常在加壓條件和剪切下加熱以加速糊化進程。化學試劑或酶試劑也可用于使 淀粉變性、氧化或衍生化。通常，通過將淀粉溶于水中，使淀粉變性。當任何殘余的未變性淀 粉的粒度不影響擠出工藝例如纖維紡絲工藝或成膜工藝時，獲得完全變性的淀粉。任何殘 余的未變性淀粉粒度小于30μηι(按數均計），優選小于15μηι，更優選小于5μηι，或小于2μηι。可 通過將最終制劑壓入到薄膜(50μπι或更薄）中，并且將所述膜放置到正交偏光下的光學顯微 鏡中，確定殘余粒度。正交偏光下，可觀察到馬爾他十字標記，其為未變性淀粉的指示。如果 這些顆粒的平均尺寸高于目標范圍，則沒有正確地制備變性淀粉。用于測量未變性淀粉的 量和尺寸的另選的方法使用熔體過濾測試，其中使包含淀粉的組合物穿過可捕獲殘余的未 變性淀粉的一系列篩網。
[0027] 適宜的天然存在的淀粉可包括但不限于玉米淀