CN109292237B - 多层层压膜组件和自立袋 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多层层压膜组件和自立袋。本发明涉及多层层压膜组件，其包括至少两个多层基材膜；各个基材膜至少包括第一外层和第二外层；其中至少两个多层基材膜各自包括至少两层不同类别的材料；其中在层压膜组件中至少两个基材膜层压在一起，优选第一外层的材料类别与第二外层的材料类别不同；和优选两个多层基材膜来自相同类型的基材。本发明还涉及自立袋，其包括前板、后板和底板，其中所有板均来自本发明所述的多层层压膜，其中前板和后板借助密封接缝密封在一起，其中密封接缝包括通过多层层压膜的至少双折叠和其热封形成的至少三层、优选四层所述多层层压膜。根据本发明的多层层压膜组件提供模块化方法、改进的可再循环性和增强的性能。

Description

多层层压膜组件和自立袋
技术领域
本发明涉及多层层压膜组件。本发明还涉及自立袋(standing pouch)，也称为直立袋(stand-up pouch)或SUP。
背景技术
柔性包装(flexible packaging)，尤其是直立袋(或“SUP”)是代替如缸(jars)、罐(cans)和瓶等刚性包装(rigid packaging)的增长最快的包装概念之一。消费者认为SUP是环境友好的，因为使用较少的包装材料。此外，消费者认为包装在SUP中的产品具有更高的质量。然而，应该注意的是目前使用的SUP并不像他们所认为的那样可持续。SUP由多层膜制备。为了满足各种需要和要求，SUP的膜必须使用各种材料来满足所有这些需求；因此使用许多不同的多层层压组件。用于SUP的这些多层层压膜组件的复杂性具有以下缺点：其减慢新包装的开发，限制(生产率和性能)优化的空间，并且使得难以在使用后回收(如果不是不可能)。
由于SUP必须能够直立在零售货架上，根据现有技术，该性能要求通过增加膜厚度以增加弯曲劲度(bending stiffness)来实现。该解决方案的缺点是它增加了包装的重量，并且结果增加了包装内容物消耗后的废物量。根据现有技术，该需求-直立-也可以通过在SUP中使用如BOPP等高劲性(stiff)材料来实现。然而，该解决方案的缺点在于，包装在被处理时显示脆性的触感、便宜的感觉和恼人的噪音，这是许多消费者不喜欢的。
因此需要新的多层膜，其能够提供能够在不需要增加材料的厚度/量的情况下直立，并且没有脆性触感、便宜的感觉和/或恼人的噪音的缺点的SUP。
发明内容
本发明的目的是提供多层层压膜组件。另一目的是提供由多个多功能基材膜(substrate film)制成的多层层压膜组件。本发明的另一个目的是以使增加附加功能的灵活性(flexibility)最大化的方式层压若干基材膜。本发明的另一目的是提供用于自立袋的、具有改进的如阻隔性和机械性等性能的多层层压膜。本发明的另一目的是向SUP提供更强的接缝，使得它们能够通过使用更薄的材料而直立。本发明的另一目的是提供多层层压膜，其具有降低的各种层结构的复杂性，改进如可再循环性等可持续性元素，并且不会过度损害功能性。
这些目的中的一个以上通过本发明中限定的多层层压膜组件实现。本发明的层压膜组件具有如下的一个以上的优点：可以是标准化的、通用的和可再循环的。这些目的中的一个以上通过本发明中限定的自立袋实现。
根据本发明的多层层压膜组件提供模块化方法、改进的可再循环性和增强的性能。不同类型的袋对膜有不同的需求。通过根据本发明的模块化方法，基材膜可以被认为是可以根据需要组合的标准化模块。因此，本发明可以有助于袋膜生产的标准化。由于该模块化方法并且因为在一个实施方案中几个基材膜可以是相同的基材类型，所以这使得袋潜在地可再循环。此外，它可以更有效地使用材料并且增强多层层压膜组件的整体性能。因此，本发明还可以提高用于宽范围的包装和非包装应用的膜组装过程的速度和效率。
定义列表
在本说明书和权利要求中使用以下定义来定义所述主题。以下未引用的其它术语意在具有本领域普遍接受的含义。
本说明书中使用的多层层压膜组件是指适用于制备作为至少两个基材膜层压在一起的组件的自立袋的膜。
作为本说明书中使用的多层基材膜是指用作层压膜组件的基材的膜，所述基材膜包括至少两层(多层)。将至少两层基材膜层压在一起以形成层压膜组件。
作为本说明书中使用的基材膜的第一和第二外层是指多层基材膜的两个外层。在基材膜由两层组成的情况下，这两层都为外层，即第一和第二外层。当基材膜包括三层以上时，附加层位于第一和第二外层之间。
作为本说明书中使用的层压膜组件的外层是指层压膜组件的最外层，其取决于所用的基材膜的数量为基材膜的第一和/或第二外层。当层压膜组件由两个基材膜组成时，在第一实施方案中，第一基材膜的第一外层(A)和第二基材膜的第一外层(A)形成层压膜组件的外层(例如A..BB..A；..表示没有附加层，或者一个以上的附加层)。在第二实施方案中，第一基材膜的第一外层(A)和第二基材膜的第二外层(B)形成层压膜组件的外层(例如A..BA..B)。在第三实施方案中，第一基材膜的第二外层(B)和第二基材膜的第二外层(B)形成层压膜组件的外层(例如B..AA..B)。当层压膜组件由三个基材膜组成时，第一基材膜的第一外层和第三基材膜的第一外层形成层压膜组件的外层，等等。
作为本说明书中使用的涂层是指在基材膜的第一和/或第二外层上设置的涂布材料的层。应该注意的是涂层不被认为是附加层。
作为本说明书中使用的印刷层(printing)是指在基材膜的第一和/或第二外层上设置的印刷图像和/或文本。应该注意的是印刷层不被认为是附加层。
作为本说明书中使用的基材膜是指在膜中有至少两类材料。语句“其中至少两个多层基材膜各自包括至少两层不同类别的材料”是指各个基材膜具有至少两层具有不同类别的材料的层，意指第一类材料的层和第二类材料的层。材料类别层的这种差异可以是对称的或不对称的。
作为本说明书中使用的对称基材膜是指第一外层的材料类别与第二外层的材料类别相同，并且存在至少一层不同类别的材料的附加层。
作为本说明书中使用的不对称基材膜是指第一外层的材料类别与第二外层的材料类别不同。
作为本说明书中使用的热塑性聚合物是高于一定温度可模塑并且低于一定温度固化的聚合物材料。
作为本说明书中使用的功能层是指向层压膜组件提供某种功能的层。此类功能的实例为如阻隔水分、阻隔氧、阻隔气体等阻隔功能，或者如拉伸强度、拉伸模量、耐刺穿性、耐冲击性和耐撕裂性等机械功能。
作为本说明书中使用的密封层是指层压膜组件的用于在如SUP等柔性包装中形成密封的层，换言之，被密封至层压膜组件的另一外层以形成袋的外层。
作为本说明书中使用的密封材料是指具有低熔融温度并且可以用于形成密封层的材料。这些密封层可以用于形成柔性包装的密封接缝。
作为本说明书中使用的连接树脂(tie resin)是指在共挤出中施加的树脂，其中在两层熔融材料之间建立化学结合(chemical bonding)。这些类型的树脂可以用于制作共挤出的基材膜。
作为本说明书中使用的层压粘合剂是指在膜层压期间施加的粘合剂，其中在两层非熔融、固体材料之间建立物理结合。这些类型的粘合剂可以用于将两个以上基材膜结合成多层膜组件。
作为本说明书中使用的材料的类别是指聚合物的类别。在某种类别的材料/聚合物中，可以存在几种不同的聚合物。在某一层例如是某种类别的材料的第一成员(member)，和另一层是相同类别的材料的第二成员的情况下，这些层被认为是相同类别的材料，即使使用两种不同的聚合物。
适合用于本说明书的该材料的实例如下。应该注意的是对于这些类别/构件中的每一种，所引用的聚合物可以与例如本领域技术人员公知的添加剂和填料等混合。
*聚乙烯材料类；该类成员为例如HDPE，MDPE，LDPE，VLDPE，LLDPE，非极性乙烯共聚物如茂金属催化的聚乙烯(PE-MC)、具有多峰分子量分布的聚乙烯、环状烯烃共聚物(COC)，极性乙烯共聚物如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)，离子化乙烯和甲基丙烯酸共聚物(
Figure BDA0001741394680000051
离聚物)，和PE系接枝连接树脂如酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MA)，以及生物系聚乙烯。
*聚丙烯材料类；该类成员为例如如全同立构聚丙烯(PP-it)、无规立构聚丙烯(PP-at)等均聚物；茂金属催化的间同立构聚丙烯(PP-st)；如聚丙烯/聚乙烯共聚物等嵌段和无规共聚物，和如酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)等PP或PP共聚物系连接树脂，以及生物系聚丙烯。
*聚酰胺材料类；该类成员为例如脂肪族聚酰胺均聚物，例如PA-6、PA-6,6、PA-4,6、PA-4,10、PA-6,10、PA-10,10、PA-6,12、PA-12，和它们的共聚物，例如但不限于PA-6/6,6、PA6,6/6和PA6/12，半芳族和芳族聚酰胺均聚物和共聚物，例如但不限于PA-6T、PA-6I,6T、PA6/6T、PA-MXD6。
*乙烯乙烯醇(EvOH)材料类；该类成员为具有20％-50％乙烯含量的EvOH。从化学组成的观点，作为非极性乙烯共聚物的EvOH属于聚乙烯类。然而，从阻隔性和机械性的观点，EvOH完全不同于其余聚乙烯系列。在本发明中，我们将EvOH定义为独立的材料类别。
*聚酯材料类；该类成员为例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、热塑性弹性体(TPE)共聚物。
*层压粘合剂类；该类成员在膜层压期间特别地用作粘合剂，例如但不限于优选用于干式结合的聚氨酯分散体、丙烯酸系乳液系粘合剂、丙烯酸系溶剂系粘合剂、水系聚乙烯醇、和高固体硅氧烷溶剂(silicone solvent)；和优选用于热熔结合的改性聚酯；优选用于UV/电子束结合的(甲基)丙烯酸酯单体和低聚物以及脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯。对此分类有两个例外。第一个例外是用于干式结合或热熔的如EVA和其它改性聚乙烯等聚乙烯材料。这些材料根据本发明被分类在聚乙烯的材料类别中。第二个例外是当如聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙烯醇、聚酯或聚酰胺等材料用于挤出涂布层压时，根据本发明，这些材料被分类在它们定义的相应材料类别中。
当两层是相同类别的材料时，这是指例如可以使用两种不同的聚乙烯材料，例如第一基材膜的第一外层是HPDE，和第二基材膜的第一外层是LPDE。这两个第一外层是相同类别的材料。
作为本说明书中使用的聚烯烃是指包括烯烃的聚合物，所述烯烃是丙烯和/或乙烯。换言之，聚丙烯材料类或聚乙烯材料类。
作为本说明书中使用的基材类型是指基材膜使用具有一定重量百分比的一定类别材料的组合。当两个基材膜是相同类型的基材时，这意味着它们使用相同类别的材料的组合。对于各类材料，这两个膜具有相同范围的总重量百分比。相同的范围是指差异的容差在30％之内，优选在20％之内，更优选在10％之内。例如，以下两个基材膜是相同类型的基材：第一基材膜具有三层，各自具有30微米的厚度，第一外层(A)为一定等级的聚丙烯，中间层(M)为EVOH，第二外层(B)为聚酰胺共聚物(PA-6/6,6)；第二基材膜具有6层，具有两种不同类型的PP的两个10微米层，具有两种不同类型的聚酰胺(PA-6和PA-6/6,6)的两个10微米层，和具有20微米EVOH的一个单层。
被分类为相同类型的基材的膜在层数、每层使用的材料类别、以及每层的厚度方面仍然可以是不同的。
作为本说明书中使用的共挤出膜是指通过共挤出成层在一起的(不同)类别的材料的薄层。以此方式，可以将多种功能组合在单个膜中，例如热封能力、阻隔性、机械强度、耐刺穿性、耐寒性、被印刷和被涂覆的能力等。
作为本说明书中使用的双轴取向膜是指在纵向和横向(machine and transversedirections)两者被平面拉伸或吹制拉伸(planar or blown stretched)大于30％，优选大于100％，更优选大于200％的膜。膜在拉伸后退火，因此在升高的温度下具有尺寸稳定性。与未拉伸的膜相比，双轴取向膜具有更高的拉伸强度、韧性、热稳定性、耐撕裂起始性、和阻隔性。双轴取向的聚丙烯膜通常表示为BOPP。
作为本说明书中使用的可热封(Thermo-sealable)的聚合物是指能够通过加热和随后的冷却与另一种或相同的聚合物形成密封的聚合物。也将其称为可热封(heatsealable)的聚合物。作为本说明书中使用的热封是指通过将层压膜组件的一部分(优选边缘)加热和密封以形成接缝来密封物体例如自立袋的接缝。
作为在本说明书中使用的自立袋是能够直立的袋。用于此的其它名称是直立袋或SUP，在本说明书中全部具有相同的含义。
作为本说明书中使用的界面是指在基材膜或多层膜组件中不同类别材料的两个相邻层的接触表面。在各组两层之间，存在界面。例如，对于三层共挤出的PP/PP-g-MA/PA基材膜，在PP-g-MA和PA之间存在一个界面，因为PP和PP-g-MA为同一类；对于三层共挤出的PP/PP/PP基材膜，不存在界面；对于层压至流延(cast)PE膜的流延PA(PA/AD/PE)，存在两个界面，一个在PA和AD(粘合剂)之间，一个在AD和PE之间。
作为本说明书中使用的密封是指密封接缝的形成。
作为本说明书中使用的密封接缝是使袋的至少一侧密封的接缝。
气密密封(Hermetic sealing)接缝是具有足以气密地密封袋中的开口以使气体和/或液体保持在袋内的高密封强度的密封接缝。
作为本发明中使用的层压是指将至少两个基材膜结合在一起的任意技术。可以用于本发明的层压的实例为粘合层压，例如干式结合。可以用于本发明的另一层压实例为热熔粘合结合。可以用于本发明的其它层压实例为UV/电子束结合技术。可以用于本发明的其它另一层压实例为挤出层压。
作为本发明中使用的干式结合是指其中将液体粘合剂涂覆在基材膜上，然后干燥(例如用加热和/或空气流动)，然后使用例如加热的压缩辊隙将其层压至另一基材膜的工艺。适合用于根据本发明的干式结合技术的粘合剂的实例包括但不限于聚氨酯分散体、丙烯酸系乳液系粘合剂、丙烯酸系溶剂系粘合剂、水系聚乙烯醇、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、高固体硅氧烷溶剂。
作为本发明中使用的热熔粘合结合是指其中将低粘度热熔粘合剂施加至一个或两个基材膜，然后使用例如加热的压缩辊隙将它们层压在一起的工艺。适合用于根据本发明的热熔结合技术的热熔粘合剂的实例包括但不限于乙烯乙酸乙烯酯、改性聚烯烃和聚酯。
作为本发明中使用的UV/电子束结合是指如下工艺：其中将粘合剂(直接)涂覆在基材膜的表面上，被夹至第二基材膜，随后使用UV灯或电子束以一定的线速度固化，以引发瞬时的粘性(tack)和结合强度。适合用于根据本发明的UV/电子束结合技术的UV/电子束粘合剂的实例包括但不限于(甲基)丙烯酸酯单体和低聚物及脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯。
作为本发明中使用的挤出层压是指其中将粘合剂树脂熔融并且形成为薄的热膜，立即将其涂覆在基材膜上(优选输送和平的)的工艺。涂覆的基材膜(仍然是热的)然后通过一组对向旋转的辊之间，将涂覆的基材膜按压至另一基材膜上以确保完全接触和粘合。适合用于根据本发明的挤出层压的粘合剂的实例包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、和聚酯。
作为本说明书中使用的对称层压是指两种相同类型的基材膜的第一外层层压在一起，例如A.BB..A或B..AA..B。作为本说明书中使用的不对称层压是指将基材膜的第一外层层压至相同类型的基材膜的第二外层，例如A..BA..B。
其中两个外层由相同类别的材料制成，并且两个基材膜具有相同范围的厚度。相同范围是指差异的容差在30％之内，优选在20％之内，更优选在10％之内。
作为本说明书中使用的尼龙6也已知为聚己内酰胺、聚酰胺6、或PA-6，或者其IUPAC名称聚(己-6-内酰胺)。尼龙6不是缩聚物，反而是通过开环聚合形成。
作为本说明书中使用的流延挤出膜生产线是指通常涉及共挤出的使用的工艺，所述共挤出是将两种以上的材料从单个模具(die)同时挤出以形成多层膜。在流延膜挤出工艺中，熔融聚合物通过平模具***(flat die system)行进以适应其最终的平膜形状。如果该工艺是单层挤出的工艺，则模具***由模具和进料块(feedblock)(如果该工艺需要共挤出)或仅由模具形成。该工艺开始于借助重力进料***将塑料树脂进料至一个以上的挤出机。然后将材料通过挤出机熔融并且混合，过滤并且进料至模具***。在离开模具后即刻，熔融的帘幕(curtain)进入冷却单元，其中用水冷却的冷却辊降低其温度以使膜“冷冻”。层数、它们在共挤出物中的位置和它们各自的厚度都是取决于膜的特定应用而变化的变量。
作为本说明书中使用的弯曲劲度、劲度或劲性是用于包装的如膜等薄材料保持直和平而不会抵抗重力起皱和/或(弯曲)变形的能力。其可以通过观察容易地判断，经验丰富的工程师可以使用如材料的弹性模量、弯曲模量、或1％正割模量等模量来定量地比较和预测弯曲劲度。
作为本说明书中使用的材料科学家的刚度(rigidity)不能直接地测量，但是有公式来描述哪些因素可以影响单层薄膜的刚度(rigidity)(D)。
Figure BDA0001741394680000091
其中E为拉伸模量、弹性模量或1％正割模量。t为膜的厚度，和v为泊松比(对于膜，其约为0.3-0.4)。根据该公式，由于膜的厚度对刚度具有立方效果，并且模量与厚度无关，通过增加层数和减少多层膜中各层的厚度可以在保持膜的模量(弯曲劲度(bendingstiffness))的同时，有效地降低刚度。
作为本说明书中使用的对于消费者的刚度是当人们触摸、抓、挤压或捻柔性包装时的主观判断。接近刚度的术语是脆度(brittleness)，而刚度的反义词是软度(softness)和柔软度(flexibility)。
附图说明
在下文中参照附图描述本发明，其中示出本发明的实施方案，并且其中相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1示出由两个双层基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的实施方案；
图2示出由三个双层基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的实施方案；
图3示出由四个双层基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的实施方案；
图4示出由两个三层基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的实施方案；
图5示出由两个三层基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的另一实施方案；
图6示出由涂覆的双层基材膜以及涂覆和印刷的双层基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的另一实施方案；
图7示出根据本发明的角撑型(gusset type)自立袋。
图8示出根据本发明的doy型自立袋(doy type standing pouch)。
图9示出根据本发明的FFS doy型自立袋的生产工艺。
具体实施方式
在一个实施方案中，多层层压膜组件包括两个基材膜。在一个实施方案中，多层层压膜组件由两个基材膜组成。在一个实施方案中，两个基材膜都来自相同类型的基材。在一个实施方案中，多层层压膜组件由三个基材膜组成，优选地所有基材膜都来自相同类型的基材。在一个实施方案中，多层层压膜组件由四个基材膜组成，优选地所有基材膜都来自相同类型的基材。
应该注意的是,在多层层压膜组件中，单独的层和层数可以是不可见的。然而，使用光学显微镜通过截面分析可以识别它们的层结构并且可以测量层厚度，并且可以通过使用红外显微镜(Infrared Microscope(FTIR))确定各层的材料类别。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜包括至少三层，即第一外层、第二外层和至少一个附加层；所述至少一个附加层位于第一外层和第二外层之间。在一个实施方案中，至少一个、优选全部基材膜由三层组成，即第一外层、第二外层和至少一个附加层；所述至少一个附加层位于第一外层和第二外层之间。在该实施方案中，在第一外层和至少一个附加层之间或者在第二外层和至少一个附加层之间存在至少一个界面。在三层的各层之间也可以存在两个界面。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜包括至少9层，即第一外层、第二外层和至少七个附加层；所述至少七个附加层位于第一外层和第二外层之间。在一个实施方案中，至少一个、优选全部基材膜由九层组成，即第一外层、第二外层和七个附加层；所述七个附加层位于第一外层和第二外层之间。层之间存在五个界面。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜的第一外层或第二外层(优选第二外层)设置有涂层和/或印刷层。在一个实施方案中，涂层为增强印刷图案的视觉效果的抗反射涂层。在一个实施方案中，涂层为阻隔涂层，例如氧和/或水分和/或UV阻隔涂层。在一个实施方案中，涂层为防雾涂层。在一个实施方案中，在施加涂层之前，对第一外层进行电晕处理。在一个实施方案中，涂层为改进多层组件的触感体验的柔软的触感涂层。在一个实施方案中，将印刷层反向地施加在第二外层的表面上。在反向印刷(reverse printing)的情况下，可见的颜色的第一层为施加的颜色的第一层(因为通过透明外层观察它)。它与如在纸上等普通印刷品不同，其中可见的颜色的第一层为最后施加的颜色的层。因此，将其称为‘反向’印刷层。在一个实施方案中，各多层基材膜的第一外层适合用于印刷和涂覆。在另一实施方案中，各多层基材膜的第二层适合用于印刷和涂覆。在多层层压膜组件的一个实施方案中，印刷层和/或涂层位于层压体的中间。印刷层和/或涂层不被认为是这样的层。
在一个实施方案中，一个基材膜的第一外层选自与另一个基材膜的第一外层相同的类别的材料，例如选自相同的材料。
在一个实施方案中，各个基材膜为不对称的。
在一个实施方案中，基材膜在不同类别的材料的层之间具有至少一个界面。在一个实施方案中，基材膜在不同类别的材料的层之间具有至少两个、优选至少三个界面。在一个实施方案中，多层膜组件在不同类别的材料的层之间具有至少四个界面。在一个实施方案中，多层膜组件在不同类别的材料的层之间具有至少六个、优选至少十个界面。与具有相同总厚度和相同材料的膜(组件)相比，这确保改进的性能(例如强度和阻隔性)。换言之，与具有各自具有10微米厚度的交替的PA和PP(PA/PP/PA/PP/PA/PP/)的膜组件相比，具有30微米的PA膜层压至30微米的PP膜的膜组件具有较差的性能。
在一个实施方案中，基材膜的厚度为至多100μm，优选至多85或至多80μm，更优选至多65或至多60μm，甚至更优选至多45或至多40μm；最优选至多35或至多30μm。
层压膜组件的厚度取决于其应用。例如，当将膜组件用于制备如1升包装等如汤等液体用食品包装时，可能需要135和200微米之间的范围的厚度。在将其用于如250克包装等如零食等轻质固体食品包装的情况下，在60和90微米之间的厚度可以是充分的。在一个实施方案中，多层层压组件的厚度为至多200μm，优选至多160μm，更优选至多135或至多120μm，甚至更优选至多100或80μm；最优选至多60μm。具体实例为67或167微米的厚度。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜的第一外层和/或第二外层各自独立地由热塑性聚合物制成，所述热塑性聚合物优选地选自由作为聚丙烯类、聚乙烯类、聚酰胺类、聚酯类、乙烯乙烯醇类、层压粘合剂类及其一种以上的组合的类别的材料组成的组。
在一个实施方案中，多层基材膜的一层以上可以各自独立地为聚合物材料，优选为热塑性聚合物材料。在一个实施方案中，聚合物材料可以包括如抗氧化剂、增滑剂、防粘剂、防静电剂、耐火剂、着色颜料、如碳填料等导电剂、如碳酸钙(纳米-)颗粒等增强剂等一种以上的添加剂。本领域技术人员知道这些常见的添加剂。添加剂可以原样添加或以母料的形式添加。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜的第二外层为由热塑性材料制成的功能层。所述功能层具有提供良好机械和阻隔性的效果。所述功能层可以由如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)类、聚丙烯类、乙烯乙烯醇类和聚酰胺类等热塑性聚合物制成。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜的第二外层由以下材料制成：所述材料选自由作为聚丙烯类、聚酯类、聚酰胺类、乙烯乙烯醇类的类别的材料组成的组。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜的第一外层为由可热封的聚合物制成的密封层，所述可热封的聚合物优选地选自由作为聚丙烯类、聚乙烯类、聚酰胺类、聚酯类、乙烯乙烯醇类、层压粘合剂类的类别的材料组成的组。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜为共挤出膜。在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜为双轴取向膜。
在一个实施方案中，基于基材膜的总重量，至少一个、优选各个基材膜包括50和85重量％之间、优选55和75重量％之间的一种以上的聚丙烯类，和15和50重量％之间、优选25和45重量％之间的一种以上的聚酰胺类。
在一个实施方案中，基于基材膜的总重量，至少一个、优选各个基材膜包括40和80重量％之间、优选45和70重量％之间的一种以上的聚乙烯类，和20和60重量％之间、优选30和55重量％之间的一种以上的聚酰胺类。
在一个实施方案中，借助粘合剂将基材膜层压在一起以形成组件。在一个实施方案中，粘合剂的厚度在1和10微米之间，例如在2和10微米之间。在一个实施方案中，粘合剂选自层压粘合剂材料类(如上述定义中所示)。该粘合剂存在于两个基材膜之间。该粘合剂不被认为是一层。
在一个实施方案中，借助干式结合进行层压。这是非常适合使用的技术。在一个实施方案中，用于干式结合的粘合剂为聚氨酯分散体、丙烯酸系乳液系粘合剂、丙烯酸系溶剂系粘合剂、水系聚乙烯醇、或高固体硅氧烷溶剂。
在一个实施方案中，借助热熔粘合结合进行层压。在一个实施方案中，借助UV/电子束结合进行层压。在一个实施方案中，借助挤出层压进行层压；当需要进一步增强一些性能特性时，这尤其地适合。例如，当在两个PA层之间使用PA12(尼龙12)时，可以进一步增强PA结构的水分阻隔性。在上述定义部分中公开了这些类别的层压粘合剂的适合的实例。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜为共挤出膜。这样的效果是其是的有效的材料使用，因为共挤出可以组合不同类别材料的薄层。
在一个实施方案中，至少一个、优选各个基材膜为共挤出双轴取向膜。通过将膜双轴取向(即沿两个方向拉伸)，进一步提高强度和阻隔性。
在一个实施方案中，基于基材膜的总重量，至少一个、优选各个基材膜包括50-85重量％之间、优选55-75重量％之间的一种以上的聚丙烯类，和15-50重量％之间、优选25-45重量％之间的一种以上的聚酰胺类。
在一个实施方案中，基于基材膜的总重量，至少一个、优选各个基材膜由50-85重量％之间、优选55-75重量％之间的一种以上的聚烯烃，和15-50重量％之间、优选25-45重量％之间的一种以上的聚酰胺类组成，并且其中组合的重量％加起来达100重量％。
在具体的实施方案中，多层层压膜组件包括两个基材膜，各个基材膜包括25和50重量％之间的聚酰胺类(形成第二外层)以及50和75重量％之间的聚丙烯类(形成第一外层)。根据该具体实施方案的多层层压膜将具有聚酰胺芯和聚丙烯密封外层。不希望受任何具体理论的束缚，发明人认为聚酰胺芯提供层压膜组件的强度，而聚丙烯外层提供最佳的柔韧性和良好的热封性。优选地，组件厚度为67微米或甚至60微米。该具体实施方案提供非常薄的膜的优点，而没有任何伴随其它现有技术薄膜的如恼人的噪音或脆性感(brittlefeeling)等的缺点。
相应的实施方案也适用于根据本发明的自立袋。根据本发明，层压膜组件也可以用于即用型袋或成型-填充-密封(Form-Fill-Seal)袋或FFS袋。在第一方面，自立袋为如图8所示的doy型袋。所述袋包括前板(panel)、后板和底板，其中所有板均来自根据本发明的多层层压膜。前板和后板借助密封接缝密封在一起，其中密封接缝包括通过所述多层层压膜的至少双折叠和其热封形成的至少三层、优选四层多层层压膜。当密封接缝由三层多层层压膜组成时，其可以通过所述多层层压膜的后和前(双)折叠来获得。当密封接缝由四层多层层压膜组成时，对于不同类型的袋，其可以通过如图8所示所述多层层压膜的后、前、后、前(三)折叠来获得。使用热封将doy型袋的底板密封至前板和后板。为了实现底板对前板和后板的这种密封，底板与前板和后板至少部分地重叠，其中在施加热的同时，将重叠部分挤压在一起以实现进一步的密封装置。底板对前板和后板的密封优选地由三层组成。通过使用由三层所述多层层压膜组成的密封接缝，建立底板分别地对前板和后板的基本垂直的延伸。底板和前板之间以及底板和后板之间的基本垂直的角度对于实现doy型袋在地面上的相对稳定的定位是有利的。可选地，可以想到的是底板分别密封至前板和/或后板，其中底板对前板和/或后板的密封由两层所述多层层压膜组成。这对于在维持实现袋的相对高的弯曲劲度的同时，减少实现doy型袋所需的材料量是有利的。
在第二方面，自立袋为如图7所示的角撑型袋。所述袋包括前板、后板、两个侧板、和底板，其中所有板均来自根据本发明的多层层压膜。前板和后板借助密封接缝而密封至两个侧板，其中密封接缝包括通过所述多层层压膜的至少双折叠和其热封形成的至少三层、优选四层多层层压膜。还参见上述关于与接缝中的层压组件膜的数量有关的doy型包装的描述。本发明通过自立袋的方面提供更强的接缝-如具有所谓的M接缝的图7中间部分所示，所述密封接缝包括例如四层多层层压膜组件。图7示出侧面角撑直立袋，其中制成四个垂直接缝以增强袋的直立能力。对于在一侧可密封的传统膜层压组件，只能施加所谓的“V”密封-仅产生两层层压膜组件。由于本发明中的多层层压膜组件包括在两侧的可密封的第一外层(例如ABBA)，因此可以施加具有四层组件的“M”或“W”型密封，从而使接缝的弯曲劲度加倍。在根据图1的多层层压膜组件的实施方案的情况下，接缝结构将具有以下分层：ABBA//ABBA//ABBA//ABBA。
图9示出FFS型包装的制造方法。图9(a)示出根据本发明的层压膜组件(单膜板)，其被分成三个部分，即部分1、2和3。图9(b)示出具有将要沿纵向施加的密封接缝的相同的层压膜组件：S3+2为部分3和2之间的密封接缝，S2+1为部分2和1之间的密封接缝；S1+3为部分1和3之间的密封接缝；S3为部分3中的密封接缝。图9(c)示出具有部分地折叠(密封)形式的三个部分的相同层压膜组件。图9(d)示出接缝沿纵向密封后的层压膜组件。图9(e)示出部分1、2和3之间的接缝沿横向的密封以及之后的食品的填充。图9(f)示出部分1、2和3之间的接缝沿横向的密封，以封闭填充的FFS袋。图9(g)示出最终的FFS袋。
当涂覆根据本发明的层压膜组件的一侧时，与未涂覆的第一外层的密封强度相比，密封强度降低。然而，密封强度仍然足以在用于M密封的密封接缝中提供强的弯曲劲度。然而，涂覆的第一外层的密封强度可能不小于用于气密密封的最佳密封强度。然而，由于从通过折叠的膜组件的单个长度仅在袋的侧面使用M-密封，因此不需要气密密封。在袋的顶部和底部，其中存在需要使用气密密封而密封的开口，此类气密密封可以容易地密封层压膜组件的至少一个外层，即未涂覆的层。根据本发明的袋的结构的优点在于它允许更强的垂直和底部接缝，这反过来允许袋由显著地更薄的膜制成而不损害直立效果。'W'密封也适用于简单的doy-包装(doy-pack)型或更复杂的角撑板型直立袋。
在第一和第二方面两者中根据本发明的自立袋的密封接缝对于实现袋的相对高的弯曲劲度是有利的。
以上描述仅通过实例的方式提供本发明的实施方案。本发明的范围由所附权利要求限定。本发明的一个以上的目的通过所附权利要求来实现。下文中参照附图描述本发明，其中示出本发明的实施方案，并且其中相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1示出本发明的第一实施方案。它在左手侧示出两个多层基材膜。第一多层基材膜具有第一外层A1和第二外层B1，并且第二多层基材膜具有第一外层A2和第二外层B2。这两个基材膜对称地层压以提供包括层A1B1B2A2的多层层压膜组件，其中基材膜的第一外层A1、A2形成组件的外层。第二外层B1和B2层压在一起并且形成组件的芯部分。在该实施方案中，基材膜分别为A1B1和A2B2的第一和第二外层通过共挤出来形成。在A1＝A2(指A1和A2为相同类别的材料)和B1＝B2(指B1和B2为相同类别的材料)的情况下，层压体将具有AB//BA的形式。对称组件的效果使膜平而不卷曲。此外，它从两侧是可热封的，从而在袋结构设计方面提供更多的自由度。不对称组件(例如BA//BA)的效果在袋密封期间具有优异的耐热性的效果；该实施方案非常适用于SUP的高速制袋生产，因为在高速制袋生产期间温度高。
可以用于基材膜的第一外层(对于该实施方案和本发明的任意其它实施方案)的材料类别的实例为适合用于热封的材料，例如聚丙烯材料类、聚乙烯材料类、聚酰胺类、聚酯类、乙烯乙烯醇类、层压粘合剂类。
用于层压膜组件的外层(对于该实施方案和本发明的任意其它实施方案)并且因此用于基材膜的第一外层的最优选材料来自聚乙烯材料类，例如(茂金属催化的)LLDPE；乙烯乙酸乙烯酯和离子化乙烯和甲基丙烯酸共聚物；以及来自聚丙烯材料类，例如聚丙烯无规共聚物。应该注意的是，这些材料将位于多层层压膜组件的外侧，并且将通过热封边缘而转变成例如袋。建议使用可以带来高密封强度、高热粘强度、具有较宽的密封强度平台的温度区域、和较低的密封起始温度的密封材料。
可以用于第二外层(对于该实施方案和本发明的任意其它实施方案)的材料类别的实例为具有良好的机械强度和阻隔性两者的材料，例如聚丙烯材料类、聚酯材料类(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、乙烯乙烯醇材料类、和聚酰胺材料类。应该注意的是，这些材料可以位于多层层压膜组件的内侧(也称为芯)，并且将层压在一起以形成组件。这些层可以用于提供功能特征，例如印刷、涂覆、阻隔功能、强度等。由于基材膜的该第二外层也是用于涂覆、印刷和层压的关键功能层，因此优选使用高频放电处理表面(电晕处理)。应该提及的是，电晕处理的膜的缺点是它们不能提供良好的热封强度。本发明通过优选在层压体的芯中具有电晕处理的膜，避免对这些电晕处理的膜的热封的任何需要来解决这个问题。根据本发明的热封使用外层而进行，所述外层优选不经电晕处理。
图2示出由三个多层基材膜组成的层压膜组件的实施方案。第一基材膜包括第一外层A1和第二外层B1。第二基材膜包括第一外层A2和第二外层B2。第三基材膜包括第一外层A3和第二外层B3。通过将第一基材膜层压至第二基材膜和通过将第二基材膜层压至第三基材膜来获得层压膜组件，其中第一基材膜的第二外层B1连接至第二基材膜的第二外层B2，第二基材膜的第一外层A2连接至第三基材膜的第二外层B3。层压膜组件的外层由第一基材膜的第一外层A1和第三基材膜的第一外层A3形成。基材膜因此层压在一起以形成层压体A1B1//B2A2//B3A3，或者在另一个实施方案中A1B1//A2B2//B3A3(未示出)或A1B1//B2A2//A3B3。在三个基材膜的第一外层是相同类别的材料或甚至是相同材料(即A1＝A2＝A3)，和其中三个基材膜的第二外层是相同类别的材料或甚至是相同材料(即B1＝B2＝B3)的情况下，层压体将具有AB//BA//BA、或AB//AB//BA或AB//BA//AB的形式。该模块化设计允许通过使用标准化的基材膜来创建复杂的层结构，以使用有限数量的标准化基材膜来增加设计的灵活性。
图3示出由四个基材膜组成的根据本发明的多层层压膜组件的另一个实施方案。第一基材膜包括第一外层A1和第二外层B1。第二基材膜包括第一外层A2和第二外层B2。第三基材膜包括第一外层A3和第二外层B3。第四基材膜包括第一外层A4和第二外层B4。通过将第一基材膜层压至第二基材膜，至第三基材膜，至第四基材膜来获得层压膜组件。在一个实施方案中，其中第一基材膜的第二外层B1连接至第二基材膜的第二外层B2，和第三基材膜的第二外层B3连接至第四基材膜的第二外层B4，以及第二和第三基材膜的第一外层(A2、A3)连接在一起。层压膜组件的外层由第一基材膜的第一外层A1和第四基材膜的第一外层A4形成。将基材膜层压在一起以对称地形成层压膜组件A1B1//B2A2//A3B3//B4A4。在所有基材膜的第一外层是相同类别的材料或相同材料(即A1＝A2＝A3＝A4)，和所有基材膜的第二外层是相同类别的材料或是相同材料(即B1＝B2＝B3＝B4)的情况下，层压体将具有A/B/A//A/B/A的形式。在第一层压步骤中，第二外层B1和B2以及B3和B4分别借助粘合剂结合在一起。在第二层压步骤中，层A2和A3借助粘合剂或通过另外的聚乙烯的熔融挤出而结合在一起。该结构潜在地允许多达六个阻隔涂层(B1、B2、A2、A3、B3、B4)，其可以被设计用于需要超高氧和水分阻隔的应用。在一个实施方案中，根据本发明的层压组件可以用作使包装用铝箔的层压组件的替代。本发明允许模块化方法来管理复杂的袋膜结构。如下面详细描述中所示，可以将两个以上的基材膜层压在一起。在例如需要更强的膜或具有更高阻隔性的膜的情况下，这可以通过仅向层压膜组件添加另外的基材膜而容易地获得。用一个单个基材膜，可以形成各种层压膜组件，而不改变用于层压膜组件的材料类别的总体组成，从而允许容易的再循环。本发明允许使用标准化基材膜，导致用于再循环的标准化输入。通过使用标准化基材膜，其一方面仍然允许不同类型的组件的灵活性，并且另一方面它允许用于再循环的标准化输入。再循环的材料可以用于许多不同的产品，例如用于携带例如食品、饲料、液体、油、汽油等的高阻隔-高强度容器。基于标准化的多层基材膜的层压组件结构允许非常复杂的结构的构建。无论膜结构有多复杂，它都可以由相同类型的基材膜构建。一旦确定单个基材膜的性能，整个层压膜组件的性能就变得可预测。并且由于单个基材的组成是固定的，因此设计特定的最终应用以使组件废料再循环是可行的。例如，由PE、PA和EvOH组成的高阻隔基材的废料可以是具有优异机械强度的高阻隔容器的基础材料(basematerial)。
图4公开由各自由三层组成的两个基材层组成的层压膜组件的实施方案。第一基材层包括第一外层A1、中间的附加层(M1)和第二外层B1。第二基材层包括第一外层A2、中间的附加层(M2)和第二外层B2。通过将第一基材膜层压至第二基材膜来获得层压膜组件，其中第一基材膜的第二外层B1连接至第二基材膜的第二外层B2。层压膜组件的外层由第一基材膜的第一外层A1和第二基材膜的第一外层A2形成。层压膜组件将具有A1M1B1//B2M2A2的形式。在两个基材膜的第一外层、第二外层和附加层分别是相同类别的材料或甚至是相同材料(即A1＝A2和B1＝B2和M1＝M2)的情况下，层压膜组件将具有AMB//BMA的形式。
根据本发明的一个实施方案，中间的附加层(M)可以为功能层，例如用于增强基材膜的性能如对氧的阻隔和/或芳香阻隔等。在一个实施方案中，该功能膜可以由乙烯乙烯醇材料(EVOH)类制成。它可以例如具有1和10微米之间，或2-5微米之间的厚度。在使用2-5微米厚的EVOH层作为功能附加层的情况下，总计60微米厚的多层层压膜组件的氧透过量可以低于5cm3/m2·天·大气压，所述值根据ASTM D3985-05(2010)(24h，1大气压，23℃，65％RH)来测量。在一个实施方案中，多层层压膜组件具有5cm3/m2以下的氧透过量，所述值根据ASTMD3985-05(2010)(24h，1大气压，23℃，65％RH)来测量。对于大多数食品包装的阻隔要求，认为此值是充分的。EVOH适合用于大多数食品包装，并且允许模块化方法。对于如咖啡等某些类型的食品，金属化层可以作为附加层而被添加。
图5公开由两个基材层组成的层压膜组件(未示出)的实施方案。第一基材层包括第一外层A1、中间的附加层(M1)和第二外层B1。第二基材层包括第一外层A2、第一附加层B2(与第二外层具有相同类别的材料)、第二附加层M2、第三附加层B2(与第二外层具有相同类别的材料)、第四附加层A2(与第一外层具有相同类别的材料)和第二外层B2。通过将第一基材膜层压至第二基材膜来获得层压膜组件(未示出)，其中第一基材膜的第二外层B1连接至第二基材膜的第二外层B2。层压膜组件的外层由第一基材膜的第一外层A1和第二基材膜的第一外层A2形成。层压膜组件将具有A1M1B1//B2A2B2M2B2A2的形式。在第一外层是相同类别的材料(即A1＝A2)和相同的基材膜中材料的量(即A1重量％＝总A2重量％)，和第二外层和附加层是相同类别的材料(即B1＝B2)和相同的基材膜中材料的量(即B1重量％＝总B2重量％)，以及附加层是相同类别的材料(即M1＝M2)和相同的基材膜中材料的量(即M1重量％＝M2重量％)的情况下，可以认为，第一基材膜和第二基材膜是相同类型的基材，即使层数变化。根据该实施方案的第二基材膜是进一步优化第一基材膜的性能的实例。在该实施方案中，用于第一外层(A1、A2)的材料的优选类别是聚乙烯或聚丙烯；用于第二外层(B1、B2)的材料的优选类别是聚酰胺(PA)；用于中间层(M1、M2)的材料的优选类别是乙烯乙烯醇(EvOH)。当EvOH被夹在两个PA层之间时-如同具有A2B2M2B2A2B2结构的第二基材膜的情况，在共挤出期间它将具有更均匀的层厚度分布，因此与具有A1M1B1结构的第一基材膜相比具有优化的阻隔性能，即使组成的重量百分比相同。因此，通过跨越基材膜结构分布几个(例如PA系)层，第二基材膜将达到比第一基材膜更高的弯曲劲度。在一个实施方案中，如EVOH膜等阻隔膜优选在两个聚酰胺系膜之间。
在一个实施方案中，如图6中所示，多层层压膜组件由第一基材膜和第二基材膜组成，所述第一基材膜由涂覆的C1第一外层A1、和印刷的P第二外层B1组成，所述第二基材膜包括第一外层A2、和涂覆的C2第二外层B2。将这两个基材膜层压以提供包括层C1A1B1P//C2B2A2的多层层压膜组件，其中基材膜的涂覆的C1第一外层A1和第一外层A2形成组件的外层。印刷或涂覆的第二外层P-B1和C2-B2层压在一起并且形成组件的芯部分。层C1是透明的，并且为在B1上反向地印刷的图案提供观察。可见的颜色的第一层为首先施加至B1的层。在基材膜上印刷和/或涂覆的施加增加层压膜组件的功能灵活性。在第一和第二外层为相同类别的材料(即分别地A1＝A2和B1＝B2)的情况下，层压体将具有C1/A/B/P//C2/B/A的形式。
在本发明的一个实施方案中，当需要一个层压步骤时，多达四个外层(当使用两个基材膜时，第一和第二外层)可以设置有涂层和/或印刷层。这用简单的工艺允许最大的灵活性。
从附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施方案的其它变型。在权利要求中，词语“包括(comprising)”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一(an)”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制其范围。
以上描述仅通过实例的方式提供本发明的实施方案。本发明的范围由所附权利要求限定。本发明的一个以上的目的通过所附权利要求来实现。
条款
1.一种多层层压膜组件，其包括至少两个多层基材膜；各个基材膜至少包括第一外层和第二外层，和其中在层压膜组件中，至少两个基材膜层压在一起，其中基材膜的第一外层形成层压膜组件的外层。
2.根据条款1所述的多层层压膜组件，其中存在两个基材膜，优选地其中两个基材膜来自相同类型的基材。
3.根据条款1所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜包括至少三层，即第一外层、第二外层和至少一个附加层；所述至少一个附加层位于第一外层和第二外层之间。
4.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜的第一外层或第二外层，优选第二外层设置有涂层和/或印刷层。
5.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中一个基材膜的第一外层选自与另一个基材膜的第一外层相同类别的材料。
6.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中各个基材膜是不对称的。
7.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜的厚度为至多100μm，优选至多80μm，更优选至多60μm，甚至更优选至多40μm，最优选至多30μm。
8.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中所述层压组件的厚度为至多200μm，优选至多160μm，更优选至多120μm，甚至更优选至多80μm，最优选至多60μm。
9.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜的第一外层和/或第二外层各自独立地由热塑性聚合物制成，所述热塑性聚合物优选地选自由作为聚丙烯类、聚乙烯类、聚烯烃共聚物类、聚酰胺类、聚酯类、乙烯乙烯醇类、离聚物类及其一种以上的组合的类别的材料组成的组。
10.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜的第二外层为由热塑性聚合物制成的功能层。
11.根据条款10所述的多层层压膜组件，其中第二外层的表面能高于40达因/cm，优选高于50达因/cm。
12.根据条款10或11所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜的第二外层由选自由作为聚丙烯类、聚酯类、聚酰胺类、乙烯乙烯醇类的类别的材料组成的组的材料制成。
13.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜的第一外层为由可热封的聚合物制成的密封层，所述可热封的聚合物优选地选自由作为聚丙烯类、聚乙烯类、聚烯烃共聚物类、离聚物类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类的类别的材料组成的组。
14.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中至少一个、优选各个基材膜为共挤出膜，优选为双轴取向共挤出膜。
15.根据前述条款中任一项所述的多层层压膜组件，其中基于基材膜的总重量，至少一个、优选各个基材膜包括50和80重量％之间、优选55和70重量％之间的一种以上的聚烯烃类，以及20和50重量％之间、优选30和45重量％之间的一种以上的聚酰胺类。
实施例
基于以下实施例进一步阐明本发明，这些实施例仅是说明性的并且不被认为限制本发明。在以下实施例中，所引用的重量百分比(重量％)是基于基材膜的总重量的重量百分比，并且不基于单个层的重量。
基材膜1a(SF 1a)
基材膜1a是由流延挤出膜生产线制备的共挤出膜。第一外层(A1a)是由聚丙烯材料类制成的密封层，包括形成基材膜的25重量％的聚丙烯均聚物(H-PP)、形成基材膜的4重量％的无规聚丙烯共聚物(RACO-PP)(PP材料类)、和形成基材膜的1重量％的包含抗氧化剂、增滑剂和抗粘连剂的PP系母料的混合物。第二外层(B1a)是由形成基材膜的10重量％的PA-6(由DSM Akulon F132E2获得)的聚酰胺材料类制成的功能层。
基材膜在第一和第二外层之间进一步包括七个附加层(一个PP层、一个EVOH层、两个PA6层和三个PP系连接树脂层)。总结构具有以下组成：PP/PA/EVOH/PA/PP，包括20重量％的具有与第二外层B1相同的组成的PA、30重量％的PP、20重量％的酸酐接枝的聚丙烯(MA-PP)连接树脂；和10重量％的EVOH。如下表1所述，基材膜1a具有35μm的总厚度，包括三种材料类别(聚丙烯类、聚酰胺类和EVOH类)，其包括60重量％的量的PP、30重量％的量的PA和10重量％的量的EvOH。
表1
Figure BDA0001741394680000261
基材膜1b(SF 1b)
基材膜1b是由流延挤出膜生产线制备的共挤出吹塑膜。与基材膜1a相比，膜结构的唯一差异在于第一外层(A1a)。这来自聚丙烯材料的类别，包括形成基材膜的14重量％的聚丙烯均聚物(H-PP)、形成基材膜的15重量％的无规聚丙烯共聚物(RACO-PP)、和形成基材膜的1重量％的包含抗氧化剂、增滑剂和抗粘连剂的PP系母料。与第一基材膜相比，该基材膜的无规聚丙烯共聚物(RACO-PP)的更高的比例将导致与基材膜1a相比，初始密封温度低10-25℃。应该注意的是，根据本申请中的定义，基材膜1a和基材膜1b可以被视为相同类型的基材。
在下表2中公开在根据本发明的多层层压膜组件中使用的SF 1a和SF 1b的材料性能，示出厚度(根据DIN 53370-2006测量并且以微米为单位)、氧透过率(根据ASTM D3985-05(2010)(24h，1大气压，23℃，65％RH)测量)、水蒸气透过率(在38℃与90％相对湿度下根据ASTM E-96-05测量并且以克/m2·天·大气压为单位)、拉伸强度(MD)(根据ASTM D-882-12测量并且以MPa为单位)、断裂伸长率(根据ASTM D-882-12测量并且以百分比为单位)。表2示出基材膜1a和1b具有相当的机械性能。根据这些性能，制备多层组件的实例，其将根据相同的测量标准测量。
表2
膜性能 SF 1a SF 1b
厚度 35 30
氧透过率 3.0 3.5
水蒸气透过率 6.8 7.9
拉伸强度(MD) 58 57
断裂伸长率(MD) 420 410
实施例1–多层层压组件1(MLA 1)
多层层压组件由两个基材膜，一个SF 1a和一个SF 1b形成。SF 1a在第二外层(PA)上设置有印刷层P，然后与SF 1b对称地层压。层压膜组件的结构示于表3中。用于膜层压的层压粘合剂(AD)为聚氨酯系商业级；该层为层压粘合剂材料类。总厚度为67微米。MLA 1具有19个不同的层并且在不同类别材料的层之间具有12个界面。MLA 1的平均层厚度为3.7微米。
表3
Figure BDA0001741394680000271
比较例1–共挤出多层膜1(COF 1)
比较例1为从流延挤出膜生产线制备的共挤出膜。膜结构和材料与SF 1a相同。膜厚度为70微米。COF 1具有9个不同的层，并且在不同的材料层之间(在层2和3、3和4、4和5、5和6以及8和9之间)具有5个界面。MLA 1的平均层厚度为7.8微米。
与MLA 1相比，COF 1不包含2微米的聚氨酯系粘合剂，但是具有5微米厚的额外膜材料。在所用材料方面，COF 1与MLA 1相当或比MLA 1稍好。由于排除了材料影响，因此MLA1和COF 1之间的性能差异可以用于直接地评估本发明的有效性。
在表4中描述膜阻隔性和机械性能。MLA1具有明显改进的氧透过率(降低27％)和水分透过率(降低15％)。与COF 1相比，MLA 1具有两个特殊的特征：1)MLA 1具有双倍量的材料层和不同材料层之间的界面；2)MLA 1的平均层厚度是COF 1的一半。这导致高数量的不同材料层之间的界面，并且除了由阻隔材料本身提供的阻隔性之外，还提供改进的阻隔性。并且较薄的材料层改进了沿X、Y方向的分子取向，这也对阻隔性具有积极影响。此外，MLA 1在机械性能方面有改进。这符合更好的分子取向改进机械性能的理论。更积极地，通过对膜的触觉检查，专业人员可以分辨MLA 1与COF 1具有类似的弯曲劲度，但是感觉比COF1更柔软或更不刚性。证明通过将较高弯曲劲度材料的较薄的层(当层干燥时为PA)放在更靠近膜外层的位置可以降低对于消费者的刚度而不损害膜的弯曲劲度。
表4
膜性能 MLA 1 COF 1 差异
厚度 67 70 -4％
氧透过率 1.1 1.5 -27％
水蒸气透过率 3.5 4.1 -15％
拉伸强度(MD) 52 46 9％
断裂伸长率(MD) 450 430 5％
实施例2–多层层压组件2(MLA 2)
多层层压组件通过将两个MLA 1进一步层压成四层层压体(MLA 2)来形成。层压膜组件MLA 2的结构示于表5中。用于膜层压的粘合剂(AD)为聚氨酯系商业级，并且为层压粘合剂类的类别的材料的层。总厚度为136微米。MLA 2具有39个不同的层并且在不同材料层之间具有26个界面。MLA 2的平均层厚度为3.7微米。
表5
Figure BDA0001741394680000281
比较例2–共挤出多层膜1(COF 2)
比较例2为从流延挤出膜生产线制备的共挤出膜。膜结构和材料与SF 1a相同。膜厚度为150微米。COF 2具有9个不同的层，并且在不同的材料层之间具有8个界面。MLA 1的平均层厚度为16.7微米。
与MLA 2相比，COF 2不包含6微米的聚氨酯系粘合剂，但是具有20微米厚的额外膜材料。在所用材料方面，COF 2比MLA 2更好。与COF 2相比的MLA 2的性能优势因此可以直接地归因于本发明的有效性。
在表6中描述膜阻隔性和机械性能。MLA 2超过COF 2的优点与MLA 1超过COF 1的优点在相同的方向，但是甚至更显著。尽管MLA 2比COF 2薄9％，但是其氧透过率低44％，水分透过率降低41％。机械地，MLA 2明显地强于COF 2。通过触摸膜，非专业人士可以分辨MLA2具有更高的弯曲劲度但是感觉比COF 2更柔软。作为本发明的结果，更明显的改进可以解释为MLA 2具有显著地更多的层数(36对9)，不同材料层之间的更多的界面(35对8)，更薄的层(3.7对16.7微米)和更优化的PA层位置。
表6
膜性能 MLA 2 COF 2 差异
厚度 136 150 -9％
氧透过率 0.5 0.9 -44％
水蒸气透过率 1.7 2.9 -41％
拉伸强度(MD) 49 41 20％
断裂伸长率(MD) 440 410 7％
实施例3–Doy型直立袋(VFFS-MLA 1)
在GEA SmartPacker cx400，立式膜密封(Vertical Form Film Seal)(VFFS)机器上进一步加工MLA 1(实施例1)，以生产doy型直立袋。鉴于包装环境的温度、湿度和包装的食品，根据需要改变包装机设置。食品包装领域的技术人员将能够选择正确的设置。
比较例3–Doy型直立袋(VFFS-OPP/PE)
用于制作比较例3的膜是层压有60微米PE吹塑膜的20微米双轴取向聚丙烯(BOPP)膜(OPP/PE)。与未拉伸的PP或PE膜相比，BOPP具有显著地更高的拉伸强度和模量以及更好的氧和水分阻隔性。因此，对于直立袋应用，OPP/PE层压结构可比单层PE或PP膜薄30-40％。
COF 1膜不用于与实施例3比较，因为它在所有方面都已经差于MLA 1。并且作为共挤出膜，它不是可反向印刷的，因此更少用于制作印刷的立式成型填充密封(VFFS)直立袋。
MLA 1和OPP/PE之间的膜性能比较列于表7中。由于BOPP是OPP/PE膜的主要性能贡献者，因此此处使用BOPP性能作为比较指示。明显地，OPP/PE将具有比MLA 1显著地更高的弯曲劲度，预计其在高速包装中具有优势并且带来更直的直立效果。另一方面，MLA 1薄16％，具有更好的氧和水分阻隔性。
表7
膜性能 MLA 1 OPP/PE
厚度 67 80
氧透过率 1.1 1800
水蒸气透过率 3.5 5.5
拉伸强度(MD) 50 120
断裂伸长率(MD) 450 160
VFFS生产的结果列于表8中。令人惊讶地，VFFS-MLA 1在高速包装、密封质量和直立效果方面不差于VFFS-OPP/PE。当抓取包装时，非专业人士(例如消费者)可以分辨出差异，因为VFFS-MLA感觉劲性但是较少的脆性，具有较小的噪音。此触感与质量和优雅的印象有关。
表8
膜/袋性能 VFFS-MLA 1 VFFS-OPP/PE
高速包装 是 是
密封质量 好 好
直立外观 好 好
透明度 非常好 可接受
当触摸时的噪音 中等 大声
触感 劲性，弹性 刚性，脆性
实施例4–具有四层接缝折叠的重负荷Doy型袋
将MLA 1手工制成适合用于重负荷内容物的Doy型袋。该袋具有20cm(长度)×15cm(宽度)×6cm(底部角撑(gusset)宽度)的尺寸。将根据本发明的四层密封接缝施加在侧面以密封前板和后板，以及施加在底部以将底部角撑与前板和后板密封。结果，在前板、后板和底部角撑的厚度为仅67微米的情况下，接缝的厚度为268微米。然后将500克蓖麻籽包装在手工制作的袋中以判断直立效果。在市场中，此种类型包装的典型膜厚度在120和150微米之间。
侧面和底部的接缝足够坚固，以支撑包装中的重内容物从而‘直立’。侧面和底部接缝没有弯曲。该结果证实对于重负荷直立袋，四层接缝可以减少多层组件的厚度高达50％。
通过所附权利要求进一步阐明本发明。

Claims (16)

1.一种多层层压膜组件，其包括至少两个多层基材膜；各个基材膜至少包括第一外层和第二外层；其中所述至少两个多层基材膜各自包括不同类别的材料的至少两层，所述第一外层的材料类别与所述第二外层的材料类别不同；其中在所述层压膜组件中，至少两个基材膜层压在一起，使得存在两个多层基材膜各自的第二外层彼此直接层压的层结构，
其中至少一个基材膜的第一外层为由可热封的聚合物制成的密封层，所述可热封的聚合物选自由作为聚丙烯类、聚乙烯类、聚酰胺类、聚酯类、乙烯乙烯醇类和层压粘合剂类的类别的材料组成的组；和
其中至少一个基材膜的第二外层由选自由作为聚丙烯类、聚酯类、聚酰胺类和乙烯乙烯醇类的类别的材料组成的组的材料制成，
其中至少一个基材膜的第二外层为功能层，所述功能层提供阻隔功能或机械功能，
其中所述阻隔功能包括选自阻隔水分和阻隔气体中的一种或多种，
其中所述机械功能包括选自拉伸强度、拉伸模量、耐刺穿性、耐冲击性和耐撕裂性中的一种或多种，
其中基于基材膜的总重量，各基材膜包括50和85重量％之间的一种以上的聚丙烯类，以及15和50重量％之间的一种以上的聚酰胺类，
其中所述多层层压膜组件的总厚度为至多200μm，和
其中所述多层层压膜组件在不同类别的材料的层之间具有至少六个界面。
2.根据权利要求1所述的多层层压膜组件，其中基材膜的第一外层形成所述层压膜组件的外层。
3.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其包括二、三、四、六或八个基材膜。
4.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中至少一个基材膜包括至少三层，即第一外层、第二外层和至少一个附加层；所述至少一个附加层位于所述第一外层和所述第二外层之间。
5.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中至少一个基材膜的第一外层或第二外层设置有涂层和/或印刷层。
6.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中一个基材膜的第一外层选自与另一个基材膜的第一外层相同的类别的材料。
7.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中至少两个多层基材膜是不对称的。
8.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中至少一个基材膜的厚度为至多100μm，其中所述厚度使用光学显微镜通过截面分析来测量。
9.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中至少一个基材膜的第一外层和/或第二外层各自独立地由热塑性聚合物制成。
10.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中多层基材膜都来自相同类型的基材。
11.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中至少一个基材膜为共挤出膜。
12.根据权利要求1或2所述的多层层压膜组件，其中所述多层层压膜组件在不同类别的材料的层之间具有至少十个界面。
13.根据权利要求1所述的多层层压膜组件，其中所述阻隔功能包括阻隔氧。
14.一种自立袋，其包括前板、后板和底板，其中所有板均来自根据前述权利要求中任一项所述的多层层压膜组件，其中所述前板和所述后板借助密封接缝而密封在一起，其中所述密封接缝包括通过所述多层层压膜组件的至少双折叠和其热封形成的至少三层多层层压膜。
15.根据权利要求14所述的自立袋，其中所述自立袋进一步包括用于将所述前板和所述后板密封至所述底板的密封接缝，其中所述密封接缝进一步包括通过所述多层层压膜组件的至少双折叠和其热封形成的至少三层多层层压膜。
16.一种自立袋，其包括前板、后板、两个侧板和底板，其中所有板均来自根据前述权利要求中任一项所述的多层层压膜组件，其中所述前板和所述后板借助密封接缝而密封至所述两个侧板，其中所述密封接缝包括通过所述多层层压膜组件的至少双折叠和其热封形成的至少三层多层层压膜。
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