CN104684733A - 用于包装的新型层合薄膜 - Google Patents

Abstract

公开了特别用于通过封套包裹方法包装皂条的可持续性塑料层合薄膜。公开了用于包装的层合薄膜，其包含：(i)第一聚酯层；(ii)第二聚酯层；和其间包含聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。已经确定至少一些与包装机上的适应性相关的技术问题可以通过在两个聚酯层之间引入具有聚乙烯的中间层来克服。

Description

用于包装的新型层合薄膜

本发明涉及特别用于通过封套包裹方法包装皂条的可持续性塑料层合薄膜。

皂和洗涤剂条可以是各种形状，范围从椭圆形至方形至通常的矩形形状。皂条通常包裹在封套格(envelope format)中。也可以找到流体包裹的(flow-wrapped)条，但是在较小程度上。通常，薄塑料薄膜用于封套包裹。所述塑料薄膜，其通常由聚酯制成，通常使用粘合剂例如热熔体粘合剂层合至纸薄膜（例如招贴纸）。包括纸用以增大强度和在包装机上更好的适应性。还降低了挥发性成分例如芳香剂和润湿剂的损失。通常，采用薄聚乙二醇涂层涂布所述纸组分以进一步改进所述塑料纸层合材料的适应性。为了增加强度，封套包裹的皂条包通常还包含加固件(stiffener)，其也通常由纸制成。

工厂逐渐转向可持续性包装格，其聚焦在可再循环和环保包装。无纸包装被认为是可持续性的。然而，有限的信息可以关于适合封套包裹皂或洗涤剂条的无纸塑料薄膜。

US 2009049802 A1 (Colgate-Palmolive)公开了60至180 µm的并且在纵向和横向上具有大于5个单位的Taber硬度的BOPP-BOPP (双轴向聚丙烯)薄膜用于包装皂条的用途。据说所述薄膜足够坚固以无需常规加固件。

然而，BOPP-BOPP层合材料具有在包装机上较差的适应性。具体地，此类薄膜倾向于反向卷曲，其倾向于阻碍其通过封套包裹来包装皂或洗涤剂条的商业用途。此外，所述层合材料具有非常小的容易密封的范围，这使其需要具有对密封所述条的温度的精确控制从而不存在大的温度变化。此类薄膜的进一步限制为由于两层由同一种材料制成，第一层的任何收缩自然而然地导致另一层起皱，甚至在非常低的温度下也如此，因为BOPP的软化点为约90至100°C。

US 6338890 B1 (Teijin Limited, 2002)公开了由双轴向聚酯制成的两层磁性薄膜。每一层包含两种不同类型的具有不同粒度和特别的表面粗糙度性质的惰性细粒。所述薄膜意在用于磁性记录介质。尽管所述薄膜主要并非意在用作皂和洗涤剂产品的包装介质，但即使人们想要使用公开的包装皂条的薄膜，也不会接受该薄膜的磁性的此类用途，因为其不能在不进一步处理的情况下密封。

WO 0075035 A1 (Colgate-Palmolive)还公开用于皂条的透明包，其中所述条相继包装在第一和第二透明薄膜中。所述第一薄膜是透明的、厚的和硬质膜，第二薄膜为薄的和透明的。公开的优点包括较低的香味和湿度损失。公开的方法的缺点为两步法。

EP 0931646 A2 (Elopak Systems AG, 1999)公开了用于包装的3层的层合薄膜。第一和第三层为层合材料提供强度，而中间层用作连接层。第三层具有特定的表面涂层。已经公开了三层的每一层的宽范围的构造材料。

US 2004238608 A1 (Colgate-Palmolive)公开了封套包裹在两层薄膜中的皂条。所述层合材料具有两个薄膜，它们是偏离中心并置的，以获得中心两层结构，而两个端部区域为单层薄膜。公开的优点是边缘的单膜具有较好的密封性。已经公开了两层的每一层的宽范围的构造材料。这包括纸和塑料的组合。在该申请中公开的薄膜是非常脆的，尤其是朝向可能不允许在包装机上稳定移动的边缘。这个两层薄膜的其他缺点为由于边缘厚度存在大的差异并且在薄膜中心，其可能导致不适当的卷绕或螺旋卷曲(tunneling)效果，从而使其需要具有用于适当卷绕薄膜的张力控制手段。

ZA 200500240A(Unilever)已经公开了两层的层合材料。所述层合材料包含两个聚酯薄膜，每一个具有可热密封面和非可热密封反面。将一个薄膜的非可热密封面层合至另一薄膜的相应的非可热密封面。所公开的薄膜的缺点是高度倾向于起皱并倾向于提供不完美的和过度的不想要的折叠，其有可能消除任何印刷在薄膜上的插图或产品/监管信息。甚至通过增加薄膜厚度也不能避免该问题。此外，公开的薄膜也倾向于卷曲，但其倾向于在意在以其他方式使用的反向上卷曲。这称为反向卷曲。因此，使用用于以商业规模封套包裹的薄膜表现出技术和操作问题。

我们已经确定至少一些与包装机上的适应性相关的技术问题可以通过在两个聚酯层之间引入具有聚乙烯的中间层来克服。

在第一方面，公开了用于包装的层合薄膜，其包含：

(i) 第一聚酯层；

(ii) 第二聚酯层；和

其间具有聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。

在第二方面，公开了制备第一方面的层合薄膜的方法，其具有通过挤出层合同时将第一聚酯薄膜和第二聚酯薄膜层合至聚乙烯薄膜的任一面的步骤。

在第三方面，公开了第一方面的层合薄膜用于包装皂或洗涤剂条的用途。

在第四方面，公开了包装的皂或洗涤剂条，其具有：

(i) 皂或洗涤剂条；

(ii) 覆盖该条的大部分的加固件；和

(iii) 用于从所有面包裹所述条的在所述加固件上的包裹物，

其中所述包裹物由层合薄膜制成，该层合薄膜具有：

(a) 第一聚酯层；

(b) 第二聚酯层；和

其间具有聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。

可持续性的包装格能够快速获得较广泛的欢迎。公司正在不断地寻求使用用于他们的产品的可持续性包装。在另一方面，消费者也更喜欢包装在可持续性和环保包装的产品。

尽管包装通常表现为较宽范围的创新性可持续性的格，意在用于皂和洗涤剂条的包，更好地已知作为包裹物，表现为对于创新有限的机会。

如早期解释的，原因是高商品成本和较低的利润空间。同时，以产品性能为代价不能使创新性持续。

因此，已经详细描述的一些已知的包装格不能以商业规模实施，因为对于以商业实施为目的的实验室规模创新在工业规模上需要克服一些挑战。皂条通常以160至180个皂条/分钟的速度包装。因此，在包装机上合适的适应性被认为是最重要的，否则包装速度可能受到负面影响。确定在机器上的适应性的一些重要特征包括薄膜的折叠特征、薄膜的硬度和形成无折痕折叠的能力。

这些技术问题的至少一些可以通过后文中详细公开的层合薄膜解决。

用于包装的层合薄膜，其包含：

(i) 第一聚酯层；

(ii) 第二聚酯层；和

其间具有聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。

第一聚酯层和第二聚酯层

用于包装的层合薄膜包括具有层合至其上的第一聚酯层，第二聚酯层。

术语“层”与终产品即层合薄膜相关使用，因为在层合薄膜中，各组分以层形式存在。另一方面，在涉及制备层合薄膜的方法的描述中，使用等同的术语“薄膜”，因为在该方法中，使用薄膜而非层。用于制备层合材料的薄膜最终形成层合薄膜的层。

优选地，第一聚酯层和第二聚酯层的每一个为可热密封级或非可热密封级。

术语非可热密封和可热密封聚酯是包装领域的技术人员公知的。如名称所暗示的，可热密封薄膜是其中其相反的可热密封表面可以用于在所谓的A至B密封或搭接密封中通过只施加热而包装的那些。ZA 200500240A (Unilever)公开了此类薄膜。

优选的是第一聚酯层和第二聚酯层的每一个为非可热密封级。由可热密封级的聚酯制成的层合薄膜变粘并倾向于自身粘合。

所述层合薄膜通常以卷起形式储存。当此类薄膜需要展开使用时，问题可能变得特别严重。

因此，特别优选的是第一和第二层都由非可热密封级的聚酯制成。由于可热密封的聚酯可以通过施加热进行密封，其中第一层为可热密封的聚酯的层合薄膜不需要任何其他处理，例如施加热密封漆。然而，在其中第一聚酯层为非可热密封级的层合薄膜的情况下，此类层优选需要在其上优选采用任何印刷显示(registered)的热密封漆的涂层。

特别优选的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

每个聚酯层各自为透明的或半透明或不透明的并且如果需要的话可以具有合适的颜色。

优选的是各聚酯层的表面能为至少40 dyn/cm。在聚酯层被印刷或具有金属化效果的情况下，表面能是重要的。

通常对薄膜或层合材料印刷以改进审美吸引力。可以按照几方面对印刷分类，但最常规使用的一种类型为表面印刷(surface printing)和反转印刷(reverse-printing)。特别优选的是第一层为反转印刷的聚酯。被印刷的信息的类型可以根据其目的改变。这可以从插图到任何其他形式的装饰、徽标、商标或全息图。也可以是关于产品或监管信息的一些信息。

一些空白区域可以留在反转印刷的表面上以实现看穿效果或更有效地利用第二聚酯层，尤其当该第二层具有金属化效果时。

优选的是每个聚酯层的厚度为8 µm至25 µm，更优选10 µm至16 µm。最优选的范围为10 µm至14 µm。尽管在技术上能够制备具有不同厚度的两个聚酯层的层合薄膜，但优选的是两个聚酯层基本上具有相同的厚度。不希望受理论束缚，据信当所述厚度基本上相同时，随着据信所述薄膜然后适当地平衡，所得的层合材料示出较少程度的反向卷曲。明显更低的厚度的聚酯层解释为什么所述层合薄膜被认为是可持续性的，因为需要明显更少的材料。

第二聚酯层可以合适地为非金属化的。或者，更优选地，第二层为金属化的聚酯。用于形成金属化效果的方法是熟知的。金属化在所述薄膜上形成金属的薄表面涂层。当被金属化时，优选的是金属化的涂层的厚度为1.5至2 Ohm。优选的是通过铝形成金属化效果。

在其中第二层为金属化聚酯的层合薄膜的情况下观察到某些技术效果。发现此类层合薄膜比其中第二层为非金属化的相应薄膜更硬。

也观察到其他的和更出乎意料的技术效果。几乎所有包装货物都通常具有至少制造日期和地点和批号。早期，喷墨打印机用于此目的。然而，喷墨打印的缺点是印刷物质非常倾向于模糊和划痕。因此，喷墨打印机逐渐被用于在线激光编码的激光机器替代。通常为了使用在线激光编码系统，需要使用非常厚的薄膜作为另外的在薄膜中的激光钻孔。因此，激光机器通常在薄膜平均厚度为约100 µm至150 µm的情况下使用。需要厚度来抵抗放大的光。

优选的是层合薄膜的（总）厚度为至少28 µm。

观察到具有低至35 µm的总厚度的层合薄膜完全适于在线激光编码。另一方面，显而易见的解决方案是以非常厚的聚乙烯中间层的方式或通过增加组分聚酯层的薄膜厚度来增加层合材料的厚度，这不能被认为是可持续性的和环保的选择。

中间层

所公开的层合薄膜具有包含聚乙烯的中间层。该中间层在第一聚酯层和第二聚酯层之间。

该中间层提供了与所述层合薄膜的粘合和软化。通常观察到当折叠时聚酯薄膜破裂。当将此类薄膜用于包装，特别是用于以商业规模包装皂条时，该特征展现出一些技术问题。不存在中间层会使具有有限选择的技术人员例如增加母体聚酯薄膜的厚度。

然而，如早期解释的，任何薄膜厚度的增加不会使母体薄膜适于用在高速包装机上，因为所述薄膜非常容易折叠、起皱或反向卷曲。此外，内容物聚酯中的任何无差别增加会进一步负面影响包装薄膜的可持续性因素。

具有聚酯和聚乙烯层组分的层合薄膜，最好称为PET/POLY层合材料，仍然广泛地被皂和洗涤剂工厂使用。然而，在此类薄膜中，聚乙烯的含量不成比例地更高。此外，在此类条件下，聚乙烯层并非隐蔽的或夹在两个聚酯层之间，因为其仅是2-层结构，对比于目前公开的3-层结构。其主要用于形成飞翅封印（也称为A至A密封）的目的，其中聚乙烯层与自身密封。

在优选的层合薄膜中，具有聚乙烯的中间层的厚度为9 µm至20 µm。优选的聚乙烯是低密度聚乙烯。其他已知形式的聚乙烯例如高密度聚乙烯和中等密度的聚乙烯不是优选的，因为此类聚合物提供并非优选的硬度，特别是用于通过封套包裹来包裹皂条时。优选的是所述中间层包含作为具有乙烯和(甲基)丙烯酸的聚合物的改性剂。这是乙烯酸共聚物树脂。通常优选的材料为来自DuPont的Nucrel^®树脂，其是坚韧的和轻重量的乙烯共聚物。优选地，所述中间层由包含10至30 %改性剂的挤出薄膜制成，所述改性剂为具有乙烯和(甲基)丙烯酸的聚合物，余量为聚乙烯。

薄膜性质

聚酯和聚乙烯组分的不平衡的量可以导致形成一种层合薄膜，尽管该层合薄膜是适当粘合和软质的，但仍然可能不适合在包裹机上使用。特别地，尽管在封套包裹格中包装各个皂条，但具有预定义的尺寸的层合材料片从母体卷或主体切割。对于合适的包装，此类切片必须保持平的和不卷曲态。观察到特别在切割成一定尺寸之后，一些薄膜不容易顺应封套包裹。这在薄膜表现出反向卷曲时发生。在此类情况下，相关的机器部件不能折叠包装物，因为其倾向于与期望的方向相反的方向卷曲或折叠，或总是以相反方向折叠或卷曲。这导致形成大量的不被接受的包装材料。

据信各个聚酯层与具有聚乙烯的中间层的厚度比是重要的。在希望不受理论束缚的情况下，据信当聚乙烯层厚度大于各个聚酯层的任一个时，所得层合薄膜倾向于示出反向卷曲。因此，优选的是具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。

特别优选的是中间层在颜色上是白色的。这可以通过在加工阶段期间共混合适的母料制备。白色的中间层提供不透明性。

或者，更优选地，中间层是透明的。这提供对层合薄膜的改进的光泽。当第二聚酯层是金属化的时，此类透明中间层是特别有用的。

透明层相对于其有色配对物的其他优点为由于该层优选非常薄，因此较高量的母料需要共混成期望水平的不透明度。较高量的母料是指在透明中间薄膜的情况下可以避免的较高的原材料成本。

制备层合薄膜的方法

根据第二方面，公开了制备第一方面的层合薄膜的方法，其包括通过挤出层合同时将第一聚酯薄膜和第二聚酯薄膜层合至聚乙烯薄膜的任一面的步骤。

挤出层合的方法是包装领域的技术人员熟知的。总之，在挤出层合方法（T-模头挤出方法）中，涉及在180至220°C范围的温度下将树脂从T-模头直接挤出到移动网上，然后其通过由橡胶-覆盖的压力辊和镀铬的冷却辊构成的夹。后者将熔融薄膜冷却回固态，还为塑料表面给予需要的整理剂。

随着所述薄膜在热状态下由T-模头挤出，第一和第二聚酯薄膜（其从相应的辊的退卷）与挤出薄膜的任一面接触，同时其仍然为热和熔融状态。热和压力导致两个聚酯薄膜随着挤出而连续层合至具有聚乙烯的热挤出薄膜的任一面。挤出的热熔融树脂本身充当第一和第二聚酯薄膜的粘合介质。

第一和第二聚酯薄膜和具有聚乙烯的第三薄膜的细节已经在涉及本发明的第一方面的描述中解释。

在第三方面，公开了第一方面的层合薄膜用于包装皂或洗涤剂条的用途。优选地，所公开的层合材料用于通过封套包裹方法包装皂或洗涤剂条。封套包裹方法的需要的细节是本领域技术人员已知的。

根据第四方面，公开了包装的皂或洗涤剂条，其具有：

(i) 皂或洗涤剂条；

(ii) 覆盖该条的大部分的加固件；和

(iii) 用于从所有面包裹所述条的在所述加固件上的包裹物，

其中所述包裹物由层合薄膜制成，该层合薄膜具有：

(a) 第一聚酯层；

(b) 第二聚酯层；和

其间具有聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。

总之，本发明的该方面覆盖包装皂或洗涤剂条，其被包裹在第一方面的层合薄膜中。

该包承装皂条和包装材料，和优选地，用于增加强度的加固件。用于制备此类包的方法是熟知的。

该加固件可以由纸、塑料或其组合制成。此类加固件的细节可以在例如WO 2008148611 A1 (Unilever)和US 6242397 B1 (Unilever)中找到。

意在用于个人洗涤的皂条被发现为各种形状。鞍状条是非常常用的。这些条具有较平的顶和与顶面相对的轻微凹陷的底面。通常，以一种方式封套包裹皂条从而使搭接封口位于底面。当此类条为鞍状时，包裹物的相对边缘可能没有适当地密封。该技术问题可以通过使用在公开的包装皂或洗涤剂条中的较高克重的加固件解决。因此，优选的是所述加固件的克重为140至190 g/m²。特别优选的是所述加固件的克重为180至190 g/m²。这样会有效地导致形成保持覆盖的薄膜边缘倚靠皂条的底面的平面区域的密封板或带以起到皂条包装的底部密封的作用。

理解所公开的层合薄膜如何针对通过已知薄膜和层合材料面临的至少一些问题，特别是涉及在包装机上的可持续性和适应性提供技术方案。

应该理解为所示例和描述的本文中本发明的特定形式意在仅是示例性的，在不脱离公开内容的明确教导的情况下可以在其中作出某些改变。

尽管参照具体实施方案描述本发明，但本领域技术人员理解为本发明可以很多其他形式实施。

Claims (13)

1.一种用于包装的层合薄膜，其包含：

(i) 第一聚酯层；

(ii) 第二聚酯层；和

其间包含聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。

2.如权利要求1要求保护的层合薄膜，其中第一和第二聚酯层的每一个为可热密封级或非可热密封级。

3.如权利要求1或2要求保护的层合薄膜，其中每个所述的聚酯层的表面能为至少40 dyn/cm。

4.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中所述薄膜的厚度为至少28 µm。

5.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中每个所述的聚酯层的厚度为8 µm至25 µm。

6.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中所述第一层为反转印刷的聚酯。

7.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中所述第二层为金属化的聚酯。

8.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中所述聚乙烯为低密度聚乙烯。

9.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中所述中间层的厚度为9 µm至20 µm。

10.如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜，其中所述中间层包含改性剂，该改性剂为包含乙烯和(甲基)丙烯酸的聚合物。

11.制备如前述权利要求任一项要求保护的层合薄膜的方法，其包括通过挤出层合同时将第一聚酯薄膜和第二聚酯薄膜层合至聚乙烯薄膜的任一面的步骤。

12.如权利要求1至10任一项要求保护的层合薄膜用于包装皂或洗涤剂条的用途。

13.包装的皂或洗涤剂条，其包含：

(i) 皂或洗涤剂条；

(ii) 覆盖该条的大部分的加固件；和

(iii) 用于从所有面包裹所述条的在所述加固件上的包裹物，

其中所述包裹物由层合薄膜制成，该层合薄膜包含：

(a) 第一聚酯层；

(b) 第二聚酯层；和

其间包含聚乙烯的中间层，其中具有聚乙烯的中间层的厚度小于任一相邻的聚酯层的厚度。