[发明专利]密封取向薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及将聚烯烃取向薄膜密封至基片(例如聚烯烃基片)，特别是将纵向取向的聚烯烃薄膜密封至聚烯烃基片，尤其是超声焊接在与基片形成封口中的用途。在另一实施例中，基片也为纵向取向的聚烯烃薄膜。

背景技术

聚烯烃薄膜在包装中已使用许多年。许多这些薄膜为取向薄膜，该薄膜已被拉伸(典型地在纵向上被拉伸)以提供对于包装工业理想的薄膜。由于薄膜分子结构的形态变化，取向薄膜提供了大量有利性质，例如优异的机械性质、不透湿气、对油脂的高耐受性和耐刮性。这些薄膜经常具有低雾度和高光泽，且可以容易地在其上印刷。

然而，纵向取向(MDO)薄膜非常难以通过热密封而密封。将高度取向薄膜暴露于热导致薄膜的严重收缩和相当低的密封强度。工业通常通过设计复杂的多层薄膜结构和在多层薄膜的密封层中使用特定的材料而解决这个问题。

例如，已知的是，均聚物的特征是低密封强度，因此避免均聚物在密封层中的使用。均聚物经常具有比共聚物高的熔点，使均聚物更难例如热密封。因此，典型包括三聚物、丙烯无规共聚物或丙烯嵌段共聚物的多层薄膜结构经常在取向薄膜中使用。双轴取向薄膜常规上使用例如聚丙烯共聚物制备。

密封也是更复杂的薄膜操作(例如成型、充填和密封技术)中的严重问题。在典型的成型、充填和密封薄膜密封操作中，制造商必须密封薄膜的不同区域。这些区域可以包括2、3或4个薄膜层，尤其是在存在三角片的情况下。热密封满足2至4个薄膜厚度的区域是困难的，因为施加的热经常如此大，以致薄膜可能被损坏。如果不施加足够的热，不会形成封口，且包装完整性有危险或密封强度较差。

因此，对于取向聚烯烃薄膜，存在需要克服的热密封问题。能够密封均聚物密封层或成功地密封多个薄膜层而不害怕损坏是有用的。

发明人已经认识到该问题的可能解决方案是超声焊接。超声焊接是基于高频声学振动的可选密封技术。超声焊接通过产生非常高的电压且通过转换器(压电元件)将电压转换为高频振动而进行。

将待密封的薄膜表面暴露于高频振动，这导致薄膜表面与薄膜密封至其上的基片之间的薄膜间和分子间摩擦力。通过密封区域中的摩擦力产生热，且薄膜的密封层和基片密封在一起。

超声焊接传统上用于非聚烯烃环境。超声焊接已经用于典型由纸、铝或高熔点聚合物薄膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的层压板。超声焊接在尿布技术中的使用也是已知的。

已经建议在聚烯烃薄膜中使用超声焊接，但是几乎没有出版物公开。在EP-A-1837162中，使用超声焊接密封复杂多层薄膜。

在EP-A-0332341中，描述了HDPE婴儿奶瓶衬垫，该衬垫在横向上拉伸且在一端超声焊接。US2007/0215610也提到了在用于微波应用的复杂共挤出薄膜中使用超声焊接作为一种密封选择。

发明人已经认识到超声焊接提供了针对纵向取向(MDO)的聚烯烃薄膜中的热密封问题的理想解决方案。以前没有人考虑在纵向取向的聚烯烃薄膜中使用超声焊接。发明人证明这种形式的焊接也适用于MDO聚烯烃薄膜，提供了优异的密封强度，尤其是在横向上。

在MDO聚烯烃薄膜中使用超声焊接允许形成非常高的密封强度，在多数情况下比使用常规热密封技术所达到的密封强度高。这尤其对于横向密封来说是真实的。

而且，由于技术的性质(即不接触热密封杆)，几乎不存在任何薄膜收缩。超声焊接的使用可以允许更精确的焊接过程发生，且可以允许形成光滑的焊接线。这使封口不易破裂，且避免难看的皱纹或裂缝。薄膜密封还可以在密封表面上存在污染物的情况下进行。

使用超声焊接的另一主要益处涉及节约原料成本。在使用常规热密封在表面之间形成分封口时，层可以重叠多达10mm。因此，该重叠大多数是浪费的薄膜。使用超声焊接，该重叠可以减少至6mm。在每小时2000个包装的情况下，这意味着损耗的显著降低。因此，本发明的方法对于制造成批生产的包装(例如重型航运袋)是理想的。

因此，超声焊接的使用对于MDO聚烯烃薄膜生产商来说是显著飞跃。

发明内容

因此，从一个方面看，本发明提供了一种用于将纵向取向的聚丙烯或聚乙烯薄膜密封至基片(优选聚丙烯或聚乙烯基片)的方法，该方法包括使所述薄膜和所述基片接触，且将至少一部分所述接触区域经历超声，以在所述薄膜与所述基片之间形成封口。

从另一方面看，本发明提供了超声在将纵向取向的聚丙烯或聚乙烯薄膜密封至基片(优选聚丙烯或聚乙烯基片)中的用途。

从另一方面看，本发明提供了一种用于包装产品(特别是热敏产品)的方法，该方法包括：