可热收缩编织酒椰叶织物，以及使用此类织物的方法与流程

[0001]
本公开的实施例通常涉及基于聚乙烯的可热收缩编织织物和使用基于聚乙烯的可热收缩编织织物的方法。


背景技术：

[0002]
收缩包装通常涉及将(一个或多个)物品包裹在收缩膜中以形成包装，并且随后通过将膜暴露于足够的热量下以引起膜与物品之间的收缩和紧密接触来使膜热收缩。然而，对于单元化包装，其中将较重的物品(例如，多个盒子、纸盒、包装、桶等)在一个负载中包装在一起，以便于处理、识别和运输，因此通常不使用收缩膜。相反，经常使用瓦楞纸板，因为它可以提供缓冲和结构强度。瓦楞纸板并非没有它的缺点。瓦楞纸板可以具有相对较低的抗机械应力性，不具备防水性并且非常笨重。
[0003]
因此，期望具有替代的单元化和/或重型包装选择。


技术实现要素：

[0004]
本文的实施例中公开了可热收缩编织酒椰叶织物。可热收缩编织酒椰叶织物由经带和纬带形成，其中经带和纬带包含至少70重量％的乙烯/α-烯烃共聚物，其具有大于0.945g/cc的密度和0.01至2.0克/10分钟的熔融指数(i2)。
[0005]
本文的实施例中还公开了收缩包裹两个或更多个物品的方法。所述方法包含提供由经带和纬带形成的可热收缩编织酒椰叶织物，所述经带和纬带包含至少70重量％的乙烯/α-烯烃共聚物，其具有大于0.945g/cc的密度和0.01至2.0克/10分钟的熔融指数(i2)；将所述可热收缩编织酒椰叶织物包裹在两个或更多个物品周围，以形成包裹的捆束；以及加热所述包裹的捆束以形成收缩包裹的捆束。
[0006]
在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的可热收缩编织酒椰叶织物涂覆有聚烯烃树脂。聚烯烃树脂可包含低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯或低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或聚丙烯中的两种或更多种的掺和物。在一些实施例中，聚烯烃树脂包含低密度聚乙烯。
[0007]
在一个实施例中，根据前述实施例中任一项所述的乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.945至0.960g/cc。在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的乙烯/α-烯烃共聚物的熔融指数(i2)为根据astmd1238(190℃，2.16kg)测定的0.1至1.5克/10分钟。在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的乙烯/α-烯烃共聚物的熔融流动比率(i10/12)为7.1至30.0。在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的乙烯/α-烯烃共聚物的维卡软化温度(vicat softening temperature)为100℃至140℃。在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的乙烯/α-烯烃共聚物的重均分子量(mw)与数均分子量(mn)的比率(mw/mn)为3.0至6.0。
[0008]
在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的经带和纬带进一步包含小于或等于10重量％的一种或多种选自由以下组成的群组的树脂：密度为约0.916g/cm3至约0.929g/cm3的低密度聚乙烯、密度为约0.930g/cm3至约0.945g/cm3的中等密度聚乙烯、密度为约
0.945g/cm3至约0.970g/cm3的高密度聚乙烯、密度为约0.916g/cm3至约0.929g/cm3的线性低密度聚乙烯以及密度为0.860g/cm3至约0.912g/cm3的极低密度聚乙烯。
[0009]
在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的加热包裹的捆束，使得热收缩编织酒椰叶织物达到100℃至165℃的温度。
[0010]
在一个实施例中，当根据前述实施例中的任一项加热包裹的捆束时，所述可热收缩编织酒椰叶织物在130℃下的经向自由收缩率为5％至90％，以及在130℃下的纬向自由收缩率为5％至90％，其皆通过astm d2732测试方法测量。
[0011]
实施例的额外特征和优点将在以下的具体实施方式中进行阐述，并且部分对所属领域的技术人员从所述描述而言将是显而易见的，或通过实践本文所描述的实施例，包括以下的具体实施方式和权利要求书而认识到。应理解，上文和以下描述都描述了各种实施例，且旨在提供用于理解所要求的主题的性质和特征的概述或框架。
具体实施方式
[0012]
现在将详细参考可热收缩编织酒椰叶织物的实施例和其方法。可热收缩编织酒椰叶织物可用于包装多个较重的物品。然而，应注意，这仅仅是本文公开的实施例的说明性实施方式。实施例适用于易受如上文所论述问题的类似的问题影响的其它技术。例如，本文所描述的可热收缩编织酒椰叶织物可用于其它重型包装应用中，如重型运送袋、编织包或其它通用包等，所有这些均在本发明的实施例的范围内。
[0013]
在本文的实施例中，可热收缩编织酒椰叶织物由经带和纬带形成。经带和纬带交织在一起，使得经带在编织酒椰叶织物中纵向延伸，而纬带垂直于经带延伸。术语带可与术语长丝、纱线或纤维互换使用，所有这些都可合适地用于形成可热收缩编织酒椰叶织物。
[0014]
每个经带或纬带的纤度可为300旦至4,000旦。本文中包括并且公开300旦至4,000旦的所有个别值和子范围。例如，在一些实施例中，每个经带或纬带的纤度可在300旦至3,000旦、400旦至3,000旦、400旦至2,000旦、500旦至2,000旦或550旦至1,500旦的范围内。如本文所用，“旦”是指旦尼尔，其是经带或纬带的线性质量密度。旦尼尔或旦表示为经带或纬带的重量，以每9,000米经带或纬带的克数为单位(g/9,000m)。
[0015]
按带中的聚合物的总重量计，经带和纬带包含至少70重量％的乙烯/α-烯烃共聚物。本文中包括并且公开上述所有个别值和子范围。例如，在一些实施例中，每个经带和纬带可包含70至100重量％、80重量％至100重量％、85重量％至100重量％、90至100重量％、90至99重量％、90至97.5重量％或90至95重量％的乙烯/α-烯烃共聚物。
[0016]
乙烯/α-烯烃共聚物
[0017]
乙烯/α-烯烃共聚物包含(a)70至99.5重量％，例如，75至99.5重量％、80至99.5重量％、85至99.5重量％、90至99.5重量％或92至99.5重量％的衍生自乙烯的单元；和(b)0.5至30重量％，例如，0.5至25重量％、0.5至20重量％、0.5至15重量％、0.5至10重量％或0.5至8重量％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元。可以使用任何适合的技术测量共聚单体含量，如基于核磁共振(“nmr”)光谱法的技术，以及，例如通过如美国专利7,498,282中描述的
13
c nmr分析，所述美国专利以引用的方式并入本文。
[0018]
α-烯烃共聚单体具有不超过20个碳原子。例如，α-烯烃共聚单体可具有3至10个碳原子或3至8个碳原子。示例性α-烯烃共聚单体包括(但不限于)丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己
烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯。一种或多种α-烯烃共聚单体可，例如，选自由丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯组成的群组；或在替代方案中，选自由1-己烯和1-辛烯组成的群组。
[0019]
在本文的实施例中，乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.945g/cc或更高。本文中包括并且公开0.945g/cc或更高的所有个别值和子范围。例如，在一些实施例中，乙烯/α-烯烃共聚物的密度可从0.945或0.948g/cc的下限至0.965、0.960、0.958、0.955或0.953g/cc的上限。在其它实施例中，乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.945至0.965g/cc、0.945至0.960g/cc、0.945至0.958g/cc、0.948至0.958g/cc或0.948至0.953g/cc。
[0020]
除密度外，乙烯/α-烯烃共聚物的熔融指数(i2)为根据astm d1238(190℃，2.16kg)测定的0.01至2克/10分钟。本文中包括并且公开0.01至2克/10分钟的所有个别值和子范围。例如，在一些实施例中，乙烯/α-烯烃共聚物的熔融指数(i2)在下限为0.01、0.05、0.1、0.2、0.5或0.7克/10分钟，上限为1.1、1.5或1.8克/10分钟的范围内。在其它实施例中，乙烯/α-烯烃共聚物的熔融指数(i2)为根据astm d1238(190℃，2.16kg)测定的0.1至1.5克/10分钟、0.5至1.5克/10分钟、0.5至1.1克/10分钟或0.7至1.1克/10分钟。
[0021]
除密度和熔融指数(i2)外，乙烯/α-烯烃共聚物的熔融指数比i10/i2可为7.1至30.0。本文中包括并且公开7.1至30.0的所有个别值和子范围。例如，乙烯/α-烯烃共聚物的熔融指数比i10/i2可为7.1至10、7.1至9.0或7.1至7.9。i10根据astm d1238(190℃，10.0kg)测定。
[0022]
除密度、熔融指数(i2)和熔融指数比(i10/i2)外，乙烯/α-烯烃共聚物的维卡软化温度可为100℃至140℃。本文中包括并且公开100℃至140℃的所有个别值和子范围。例如，乙烯/α-烯烃共聚物的维卡软化温度可为100℃至130℃、110℃至130℃、115℃至125℃或118℃至122℃。维卡软化温度可根据astm d1525测定。
[0023]
除密度、熔融指数(i2)、熔融指数比(i10/i2)和维卡软化温度外，乙烯/α-烯烃共聚物的分子量分布(mw/mn)可为3.0至6.0，其中mw为重均分子量(mw)以及mn为数均分子量。本文中包括并且公开3.0至6.0的所有个别值和子范围。例如，乙烯/α-烯烃共聚物的分子量分布(mw/mn)可为3.2至5.5、3.5至5.5、3.5至5.0、4.0至5.0或4.2至4.6。分子量可使用常规的凝胶渗透色谱法(gpc)测量。
[0024]
可采用任何常规乙烯(共)聚合反应工艺以产生乙烯/α-烯烃共聚物。此类常规乙烯(共)聚合反应工艺包括(但不限于)使用一种或多种常规反应器，例如流化床气相反应器、环流反应器、搅拌釜反应器、并联分批反应器、串联分批反应器和/或其任何组合进行的气相聚合工艺、浆料相聚合工艺、溶液相聚合工艺和其组合。合适的聚合工艺的实例描述于美国专利6,982,311、美国专利6,486,284、美国专利8,829,115或美国8,327,931中，所述美国专利以引用的方式并入本文。
[0025]
在本文所描述的实施例中，经带和纬带可进一步包含至多30重量％，或者至多20重量％或至多10重量％的任选聚合物。任选的聚合物的实例包括低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或极低密度聚乙烯。在一些实施例中，经带和纬带可进一步包含至多30重量％的一种或多种选自由以下组成的群组的树脂：密度为约0.916g/cm3至约0.929g/cm3的低密度聚乙烯、密度为约0.930g/cm3至约0.945g/cm3的中等密度聚乙烯、密度为约0.945g/cm3至约0.970g/cm3的高密度聚乙烯、密度为约0.916g/cm3至
约0.929g/cm3的线性低密度聚乙烯以及密度为0.860g/cm3至约0.912g/cm3的极低密度聚乙烯。
[0026]
在本文所描述的实施例中，经带和纬带可进一步包含任选的添加剂。示例性添加剂可包括(但不限于)抗静电剂、增色剂、染料、润滑剂、填充剂(如tio2或caco3)、遮光剂、成核剂、加工助剂、颜料、主要抗氧化剂、辅助抗氧化剂、uv稳定剂、防结块剂、增滑剂、增粘剂、阻燃剂、抗微生物剂、减臭剂、抗真菌剂和其组合。按经带和纬带中存在的材料的总重量计，经带和纬带可含有以组合重量计的至多30重量％，或者至多20重量％或至多10重量％的此类添加剂。
[0027]
涂层
[0028]
根据本文所描述的任何一个实施例的可热收缩编织酒椰叶织物可进一步涂覆有聚烯烃树脂。在本文的实施例中，按涂层中存在的聚合物的总重量计，可热收缩编织酒椰叶织物涂覆有100重量％的聚烯烃树脂。聚烯烃树脂包含低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯或低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或聚丙烯中的两种或更多种的掺和物。在一些实施例中，聚烯烃树脂包含低密度聚乙烯，其中按涂层中存在的聚合物的总重量计，可热收缩编织酒椰叶织物涂覆有100重量％的低密度聚乙烯。
[0029]
可存在于涂层中的示例性添加剂可包括(但不限于)抗静电剂、增色剂、染料、润滑剂、填充剂(如tio2或caco3)、遮光剂、成核剂、加工助剂、颜料、主要抗氧化剂、辅助抗氧化剂、加工助剂、uv稳定剂、防结块剂、增滑剂、增粘剂、阻燃剂、抗微生物剂、减臭剂、抗真菌剂和其组合。按涂层中存在的材料的总重量计，涂层可含有以组合重量计的约0.1至约30重量％，或者约0.1至约20重量％或约0.1至约10重量％的此类添加剂。
[0030]
方法
[0031]
在本文的实施例中，公开了一种用于收缩包裹两种或更多种物品的方法。所述方法包含提供根据本文所描述的任何一个实施例的可热收缩编织酒椰叶织物；将可热收缩编织酒椰叶织物包裹在两个或更多个物品周围，以形成包裹的捆束；以及加热所述包裹的捆束以形成收缩包裹的捆束。在一些实施例中，加热包裹的捆束，使得可热收缩编织酒椰叶织物达到100℃至165℃的温度。
[0032]
当加热包裹的捆束时，可热收缩编织酒椰叶织物在130℃下的经向自由收缩率为5％至90％，以及在130℃下的纬向自由收缩率为5％至90％，其皆通过astm d2732测试方法测量。在一些实施例中，可热收缩编织酒椰叶织物在130℃下的经向自由收缩率为10％至80％，以及在130℃下的纬向自由收缩率为10％至80％，其皆通过astm d2732测试方法测量。通过在带定向步骤期间改变拉伸比，自由收缩率可在经向与纬向上分别变化。例如，在一些实施例中，可热收缩编织酒椰叶织物在130℃下的经向自由收缩率可为60％至90％，以及在130℃下的纬向自由收缩率可为5％至25％，其皆通过astm d2732测试方法测量。
[0033]
本文所描述的可热收缩编织酒椰叶织物可以通过任何合适的酒椰叶制造工艺而制得。在一个示例性实施例中，酒椰叶工艺包括以下涉及带的生产的主要步骤：膜的挤出、膜的淬火、膜切成带、带的定向、带的退火、卷绕、编织和整理。
[0034]
测试方法
[0035]
除非另有说明，否则使用以下测试方法。
[0036]
密度
[0037]
密度可以根据astm d-792测量。
[0038]
熔融指数
[0039]
熔融指数(i2)可以根据astm d-1238，程序b(条件190℃/2.16kg)测量。熔融指数(i
10
)可以根据astm d-1238，程序b(条件190℃/10.0kg)测量。
[0040]
维卡软化点
[0041]
维卡软化点可根据astm d-1525测量。
[0042]
凝胶渗透色谱法(gpc)
[0043]
色谱系统由配备有内部ir5检测器的polymerchar gpc-ir(西班牙巴伦西亚(valencia,spain))高温gpc色谱仪组成。自动进样烘箱隔室设定为160℃并且柱隔室设定为150℃。所用的柱是3个安捷伦(agilent)“mixed b”30cm 10微米线性混合床柱和10μm前置柱。所用的色谱溶剂为1,2,4三氯苯并且含有200ppm的丁基化羟基甲苯(bht)。将溶剂源用氮气鼓泡。所用的注射体积为200微升，且流动速率为1.0毫升/分钟。
[0044]
gpc柱组的校准用21种窄分子量分布聚苯乙烯标准品执行，所述聚苯乙烯标准品的分子量在580至8,400,000的范围内，并且以6种“调配”混合物形式排列，并且在单独的分子量之间间隔至少十倍。标准品购自安捷伦科技(agilent technologies)。对于分子量等于或大于1,000,000的聚苯乙烯标准品，在50毫升溶剂中以0.025克来制备，并且对于分子量小于1,000,000的聚苯乙烯标准品，在50毫升溶剂中以0.05克来制备。在80摄氏度下轻轻搅动30分钟来溶解聚苯乙烯标准品。使用方程1将聚苯乙烯标准品峰值分子量转化为聚乙烯分子量(如williams和ward，《聚合物科学杂志，聚合物快报(j.polym.sci.,polym.let.)》,6,621(1968)中所描述)：
[0045]
m
聚乙烯
＝a
×
(m
聚苯乙烯
)
b
ꢀꢀ
(方程式1)
[0046]
其中m为分子量，a具有0.4315的值并且b等于1.0。
[0047]
五阶多顶式用于拟合相应聚乙烯当量校准点。对a进行较小的调整(大约0.415至0.44)以校正柱分辨率和谱带加宽效应，使得在52,000mw下获得nist标准物nbs 1475。
[0048]
用二十烷(于50毫升tcb中以0.04g制备，并在轻轻搅动下溶解20分钟)进行gpc柱组的总平板计数。根据以下方程式以200微升注入测量平板计数(方程式2)和对称性(方程式3)：
[0049][0050]
其中rv为以毫升为单位的保留体积，峰宽以毫升为单位，峰值最大值为峰的最大高度，并且1/2高度为峰值最大值的1/2高度。
[0051][0052]
其中rv为以毫升为单位的保留体积，并且峰宽以毫升为单位，峰值最大值为最大峰值位置，十分之一高度为峰值最大值的1/10高度，后峰是指与峰值最大值相比在稍后的保留体积下的峰尾，并且前峰是指与峰值最大值相比在稍早的保留体积下的峰前。色谱系统的平板计数应大于24,000，并且对称性应在0.98与1.22之间。
[0053]
使用polymerchar“仪器控制(instrument control)”软件以半自动方式制备样
品，其中样品以2mg/ml的重量为目标，并经由polymerchar高温自动进样器将溶剂(含有200ppm的bht)添加到预氮鼓泡的隔膜加盖小瓶中。在“低速”振荡下使样品在160℃下溶解2小时。
[0054]
mn、mw和mz的计算基于gpc结果，其根据方程式4-6，使用polymerchar gpc-ir色谱仪的内部ir5检测器(测量通道)，使用polymerchar gpcone
tm
软件，在每个等间距的数据收集点(i)的基线扣除的ir色谱和从方程式1的点(i)的窄标准品校准曲线获得的聚乙烯当量分子量。
[0055][0056][0057][0058]
为了监测随时间推移的偏差，经由使用polymerchar gpc-ir系统控制的微型泵将流动速率标记物(癸烷)引入到每个样品中。此流动速率标记物用于通过将样品内相应的癸烷峰与窄标准品校准内的癸烷峰对准来线性校正每个样品的流动速率。随后假定癸烷标记物峰的时间的任何变化都与流动速率和色谱斜率两者的线性变化有关。为了促进流动标记物峰的rv测量的最高准确性，使用最小二乘拟合程序来将流动标记物浓度色谱图的峰值拟合成二次方程。然后使用二次方程的一阶导数来求解真正的峰值位置。在基于流动标记物峰校准系统后，按方程式7计算有效流动速率(作为校准斜率的量度)。经由polymerchar gpcone
tm
软件完成流动标记物峰值的处理。
[0059][0060]
自由收缩率
[0061]
将100mm
×
100mm的试样在表5所列的温度下浸入油中持续10秒的时间。然后移除，并迅速浸入在环境条件(23℃，1atm，50％相对湿度)下的流体浴中冷却5秒。自由收缩率根据astm d-2732，在试样的经向和纬向上测量。
[0062]
落镖冲击
[0063]
根据astm d1709，使用直径为38.1mm的不锈钢飞镖的方法a，在下落高度为0.66m(26英寸)处使用宽度为41cm(16英寸)、深度为41cm(16英寸)、高度为120cm(47英寸)的样品测量落镖冲击。测量在(1)环境条件(23℃，1atm，50％相对湿度)下和(2)在93％相对湿度，23℃和1atm的受控环境中进行2周。使用方法a测试可获得的最大值为900克。当样品没有失
败时，可达到900克以上。
[0064]
根据astm d1709，方法b，使用直径为50.8mm的不锈钢飞镖的，在下落高度为1.524m(60英寸)处使用宽度为41cm(16英寸)、深度为41cm(16英寸)并且高度为206cm(81英寸)的样品测量落镖冲击。测量在(1)环境条件(23℃，1atm，50％相对湿度)下和(2)在93％相对湿度，23℃和1atm的受控环境中进行2周。
[0065]
埃尔曼多夫撕裂(elmendorf tear)
[0066]
埃尔曼多夫撕裂根据astm d1922在经向和纬向上测量。测量在(1)环境条件(23℃，1atm，50％相对湿度)、(2)在93％相对湿度，23℃和1atm下的受控环境中进行48小时以及(3)在相对湿度93％，23℃和1atm的受控环境中进行2周。
[0067]
实例
[0068]
用于实例的树脂示于下表1中。所有树脂可购自陶氏化学公司(the dow chemical company)(密歇根州米德兰(midland，mi))。
[0069]
表1-树脂
[0070][0071]
发明实例1(“发明1”)-带是由100重量％的旦尼尔为820且宽度为3.0mm的dowlex
tm
2050b制成的。使用starlinger starex 1500es带挤出生产线在表2所示的工艺条件下制造带。
[0072]
表2-带工艺条件
[0073]
区1(℃)250区2(℃)250区3(℃)250区4(℃)250区5(℃)250区6(℃)250区7(℃)250区8(℃)250区9(℃)250模具(℃)-右250模具(℃)-中250模具(℃)-左250
熔融温度(℃)250筛后压力(巴)138筛前压力(巴)198浴缸水(℃)22吞吐量(m/分钟)260烘箱温度(℃)100拉伸比dr5:1电流(a)190模具-水距离(cm)7.0
[0074]
使用所述带以使用来自史太林格(starlinger)的alpha 6(六梭圆织机)来生产酒椰叶织物。酒椰叶织物的宽度为53.34cm(60gsm)。然后在以下工艺条件下使用史太林格的staco tec生产线通过挤出涂覆工艺用100重量％的ldpe722涂覆酒椰叶织物。
[0075]
表3-挤出涂覆工艺条件
[0076]
区1(℃)265区2(℃)270区3(℃)275区4(℃)280区5(℃)285区6(℃)285混合器(℃)285模具(℃)-右285模具(℃)-中285模具(℃)-左285熔融温度(℃)280筛后压力(巴)33筛前压力(巴)215电晕处理(kw)2,72涂层重量(g/m2)20吞吐量(m/分钟)150
[0077]
经涂覆的可热收缩酒椰叶织物在可热收缩酒椰叶织物的每一面上具有20gsm的涂层，并且可热收缩酒椰叶织物的重量为60gsm。经涂覆的可热收缩酒椰叶织物的总重量为100gsm。
[0078]
比较膜a(“比较a”)：在dr collin吹塑膜生产线上生产单层膜。所述膜包含50重量％的ldpe 132i、30重量％的dowlex
tm
2045.11和20重量％的dowlex
tm
2050b。吹塑膜生产线参数示于表4中。
[0079]
表4-吹塑膜生产线参数
[0080]
厚度80μm吹胀比3.0:1输出(kg/小时)22.42
模具直径(mm)80模具间隙(mm)1.8模具头/温度(℃)235℃熔融温度(℃)挤出机：190℃-210℃-220℃-235℃-235℃-235℃-235℃平面(mm)377螺杆速度(rpm)挤出机：59熔融压力(巴)挤出机：258巴
[0081]
比较纸板：出于比较目的，使用如表5所列的不同重量的单槽瓦楞纸板，其通常用于单元化应用。
[0082]
测量性能并如下表5中所示。“nm”表示未测量。
[0083]
表5-测量性能
[0084][0085]
结果表明，与比较膜相比，发明膜(发明1)具有改进的自由收缩率。而且，与比较膜和比较瓦楞纸板相比，本发明膜显示出改进的落镖冲击和撕裂性能。