阻挡结构体及其层压体的制作方法
【专利摘要】本发明提供阻挡结构体，其包括：含有颜料的聚乙烯外层；在两层酸性共聚物层之间的铝芯层；和聚乙烯内层；其中，所述颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。本发明还提供了阻挡结构体，其中所述阻挡结构体为内阻挡衬层。本发明进一步提供阻挡结构体，其中所述阻挡结构体为阻挡层压体。
【专利说明】阻挡结构体及其层压体
【技术领域】
[0001]本发明涉及阻挡结构体,包含所述阻挡结构体的内阻挡衬层(internal barrierliner)、阻挡层压体，及其包装产品。本发明的阻挡结构体作为管肩部(tube shoulder)用内阻挡衬层或作为包装易于氧化的化学品或腐蚀性化学品的内容物如头发着色剂用层压管是有益的。
【背景技术】
[0002]具有阻挡层的肩部和层压体中不同类型的阻挡衬层用于包装反应性或者腐蚀性的内容物如头发着色剂和染发剂。通常，层压管具有不同的类型，如铝阻挡层压(ABL)管和塑料阻挡层压(PBL)管。通常，ABL管由多个具有设置在聚合物层之间的铝箔阻挡体的聚合物层制得。然而，PBL管由聚合物制得，尤其是高分子量聚合物如塑料制得，阻挡层由聚合物材料如乙基乙烯醇(EVOH)制得。
[0003]具体地，层压管的管身能被共挤出为多层结构以获得期望的阻挡性。然而，管的肩部不能被压制成型为多层结构以获得期望的阻挡性。管的肩部使用单层来压制成型，然后贴附至管身。肩部通常通过热压(通过压制成型产生)技术而与管身焊接。
[0004]化妆品如头发着色剂具有化学反应性很高的成分。存在于头发着色剂中的成分与管的材料反应，破坏了储存的产品。例如，存在于头发着色剂中的氨与管的材料反应，导致储存于管中的头发着色剂渗出并侵入氧气和水分，破坏了储存于管中的头发着色剂。
[0005]典型地，ABL管用于储存头发着色剂。虽然EVOH阻挡体是良好的氧气阻挡体，但是它易于受高湿气影响。耐化学性较差的EVOH不适合用于包装具有反应性化学品的内容物的阻挡体。另一方面，铝阻挡体可与包含于如头发着色剂的产品中的化学品如氨反应，因此该应用是不利的。
[0006]涂有诸如环氧漆等漆的铝管也可用于该应用。但是，环氧漆涂层存在储存时的小孔或者洞，与头发着色剂配方中的氨反应，在管上产生裂缝并使头发着色剂渗出管外。
[0007]涂有环氧漆的铝管的另一个缺点是管的运输是困难的，这是因为在运输中易于产生凹痕和变形。此外，具有聚丙烯(PP)层或PP共聚物层的承载头发着色剂用管已用作肩部中的阻挡衬层。然而，对于头发着色剂类化学品在该肩部或层压管中使用PP是不期望的，这是因为PP对氨或其它头发着色剂颜料耐性较差。另外，PP更耐热，需要更高温度与其它极性和非极性的聚合物结合。因此，难以加工PP聚合物或PP的共聚物。
[0008]因此，存在对在如头发着色剂等应用中提供有利的管包装用阻挡特性的管肩部用阻挡衬层和包装用层压体的需求。
【发明内容】
[0009]本发明涉及一种阻挡结构体，其包含:含有颜料的聚乙烯外层；在两层酸性共聚物层之间的招芯层(core aluminum layer);和聚乙烯内层；其中，所述颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。[0010]参考以下描述，本发明的这些和其它特征、方面和优势将会变得更容易理解。该小结的目的是以简化形式介绍概念的含义。该小结既不意于确定本发明的关键特征或本质特征，也不意于用于限定本发明的范围。
【具体实施方式】
[0011]本发明提供一种阻挡结构体，其包括:含有颜料的聚乙烯外层；在两层酸性共聚物层之间的铝芯层；和聚乙烯内层；其中，所述颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
[0012]在本发明的实施方案中，阻挡结构体中的聚乙烯外层和内层的密度在0.94g/cc至0.96g/cc范围内。
[0013]在本发明的另一实施方案中，阻挡结构体中的酸性共聚物选自乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯甲基丙烯酸共聚物、马来酸酐共聚物或其混合物。阻挡结构体中的酸性共聚物优选乙烯丙烯酸共聚物。
[0014]在本发明的再一实施方案中，聚乙烯外层中的颜料是白色颜料。根据本发明的白色颜料的非限定性实例为二氧化钛(TiO2), 二硫化锌(ZnS2),氧化锌(ZnO)和硫酸钡(BaSO4)。颜料的形状没有特别限制；它们尤其可以是颗粒、圆形、片状和扁平状等。该白色颜料优选母料形式的二氧化钛。二氧化钛的加入量相对于聚乙烯载体树脂的重量比(w/w比)可在50%至75%范围内。在本发明中使用的二氧化钛尤其为商购可得的二氧化钛。
[0015]根据本发明，阻挡结构体的聚乙烯外层中的颜料量相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%之间，这对于阻挡层压体显示改善的阻挡性是至关重要的。颜料的存在使得储存在层压管中的头发着色剂的性能长时间保持。此外，大大延长制造商确定的保质期，而无成份通过肩部泄露，也不引起内容物质量的任何变化。因此，根据本发明的具有管身和肩部的层压管对于高反应性产品是非常有用的。
[0016]不特别限定二氧化钛，并能使用多种晶形如锐钛矿形，金红石形以及单斜晶形。优选二氧化钛的平均粒径在0.15μπι至0.35μπι范围内。
[0017]在一个实施方案中，聚乙烯内层是多层膜。
[0018]本发明的阻挡结构体可用作管的肩部中的内阻挡衬层，也可用作制管用层压体。这是因为，该阻挡结构体提供对湿气也具有耐性的化学品和氧气阻挡体，这优选用于包装和肩负在产品配方(如头发着色剂)中存在的腐蚀性和反应性化学品。阻挡结构体的层厚度可进行修改以适应最终用途。例如，对于用作内阻挡衬层，阻挡结构体将具有较小厚度的聚合物层。在层压管情况下，阻挡结构体具有较大厚度的聚合物层。
[0019]在本发明的另外的实施方案中，阻挡结构体是包含以下的内阻挡衬层:含有颜料的聚乙烯外层，其厚度在40μ至70μ范围内，在两层酸性共聚物层之间的厚度在12μ至20 μ范围内的铝芯层，和厚度在40μ至70μ范围内的聚乙烯内层；其中，两层酸性共聚物层各自具有20μ至30μ范围内的厚度；颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
[0020]内阻挡衬层中的聚合物层是聚乙烯聚合物。
[0021]在优选实施方案中，铝芯层为20 μ，聚乙烯外层为40 μ ;以及聚乙烯内层为50 μ。内阻挡衬层的总厚度大约在150 μ到170 μ范围内，优选160 μ。[0022]在一个实施方案中，内阻挡衬层的聚乙烯外层包含颜料，优选白色颜料。
[0023]腐蚀性及反应性内容物如头发着色剂用包装管的肩部结构需要对化学品、氧气和湿气的良好耐性。通常，管的肩部由聚乙烯，如高密度聚乙烯(HDPE)制得。HDPE提供了高的化学品耐性但是对氧气、二氧化碳以及有气味的/芳香化物质具有差的渗透性。因此，不期望的物质扩散或者穿过管进入环境中，或者从环境进入管中。本发明涉及管肩部中使用的提供对于化学品、氧气或者湿气的良好阻挡的内阻挡衬层。
[0024]在本发明的另一实施方案中，内阻挡衬层用于制造管肩部，其中所述管肩部由高密度聚乙烯(HDPE)制得。
[0025]在本发明的另一实施方案中，管肩部通过包含以下的方法制得:将阻挡层压体冲压为待制备的管肩部的大小和形状，从而获得冲压的层压体(punched laminate);将所述冲压的层压体安装至为获得安装有管身的型芯而已预负载管身的型芯顶端(mandreltip);将所述安装有管身的型芯和阻挡层压体移动至下一站，在所述下一站中，将环形HDPE (doughnut shaped HDPE)配置入肩部模塑体内；靠拢并压紧所述肩部模塑体和安装有管身的型芯以及阻挡层压体，从而形成肩部的期望形状；将阻挡层压体永久性固定至压制成型管肩部的内圆顶表面(inner dome surface);将阻挡层压体的中等密度聚乙烯层与熔融的环形HDPE熔合,从而与复合线型层压体(composite linear laminate) 一起形成永久性结合(permanent bond)以获得管肩部。
[0026]在本发明的又一个实施方案中，阻挡结构体为包含以下的层压体:含有颜料的聚乙烯外层，其厚度为100μ ;在两层酸性共聚物之间的厚度在12μ至20μ范围内的铝芯层；和厚度为100μ的聚乙烯内层；其中，两层酸性共聚物层各自具有20 μ至40 μ范围内的厚度，以及颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
[0027]在本发明的另外的实施方案中，铝芯层的厚度为20μ。阻挡层压体的总厚度在250 μ至300 μ范围内，优选290 μ。
[0028]在一个实施方案中，聚乙烯外层包含颜料，优选白色颜料。在该实施方案中，白色颜料优选氧化钛。
[0029]在本发明另外的实施方案中，阻挡层压体的层是多层的。
[0030]本发明的阻挡层压体可有利地应用于诸如头发着色剂等产品的管。通常，层压管(可互称为管)用于包装各种部件，如口腔护理、食品、化妆品和药品等部件，还用于其它工业应用。层压管能具有三层以上的层。基于储存于管中的产品和所需要的阻挡性类型来选择多层结构的层数。
[0031]本发明的阻挡层压体可用于管身中，也可用于管的肩部。但是，应理解，用于管身的阻挡层压体具有相对于用于管的肩部的阻挡层压体不同的性质，如厚度。在实施方案中，聚合物层可为多层的。
[0032]本发明进一步的实施方案提供了包含以下的层压管:含有颜料的多层聚乙烯外层，其厚度为100μ ;在两层酸性共聚物层之间的厚度在12μ至20μ范围内的多层铝芯层；以及厚度为100μ的多层聚乙烯内层；其中，两层酸性共聚物层各自具有20μ至40μ范围内的厚度，颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。[0033]在本发明的又一实施方案中，层压管容纳头发着色剂。
[0034]应理解，当根据本发明的阻挡层压体被制成层压管时，所述管设置有带膜密封的合适的气密封闭。管口的封闭有利于保持管中内容物处于气密环境。
[0035]根据本发明的实施方案，阻挡结构体用作防止氧气和湿气进入管中以及破坏头发着色剂的氧气和湿气阻挡体。此外，它提供防止氨与铝阻挡层反应的耐化学品性(chemicalresistance)。
[0036]依据本发明，铝阻挡层两侧的聚乙烯层可相同。在另外的实施方案中，用于层压体外侧和层压体内侧的聚合物具有相同类型，拥有不同的厚度比。在另一实施方案中，用于两侧的聚乙烯可为不同类型，具有不同的厚度和密度。
[0037]虽然参考其某些优选实施方案已相当详细地描述了本发明，但其它实施方案也是可以的。同样地，本发明的精神和范围不应仅限于其所含的优选实施方案的说明。
[0038]实施例
[0039]现将本发明以实施例形式来说明，实施例意于说明本发明的实施，并不意于对本发明的范围有任何隐含的限制。其它实施方案也是可以的。本发明的内阻挡衬层用于对化学品以及氧气或湿气提供良好阻挡的管肩部。下面讨论本实施例中制造管肩部的方法:
[0040]阻挡结构体包含以下:含有颜料的聚乙烯外层；在两层酸性共聚物层之间的铝芯层；以及聚乙烯内层；其中，颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在，该阻挡结构体被冲压成待制备的管肩部的大小和形状，从而获得冲压的层压体。然后将冲压的层压体安装至已预负载管身的型芯顶端。获得安装有管身的型芯，然后将它和阻挡层压体移动至下一站，在所述下一站中，环形高密度聚乙烯(HDPE)配置入肩部模塑体内。然后将肩部模塑体、阻挡结构体和安装有管身的型芯靠拢并压紧从而形成肩部的期望形状。接着将阻挡结构体永久性固定至压制成型管肩部的内圆顶表面。将阻挡层压体的中等密度聚乙烯层与熔融的环形HDPE熔合，从而与复合线型层压体一起形成永久性结合来最终获得管肩部。
[0041]前述类型的本发明及其等同物具有很多优势，包括以下所述的那些:
[0042]1.本发明提供厚度高达290 μ的具有改善的阻挡性的层压管。
[0043]2.本发明提高了层压管中储存产品的质量。
[0044]3.通过防止空气中氧气的污染，本发明还提高了层压管中储存产品的保质期。
[0045]尽管参考其某些优选实施方案已相当详细地描述了本发明，但其它实施方案也是可能的。同样地，本发明的精神和范围并不应限于其所含的优选实施方案的说明。
【权利要求】
1.一种阻挡结构体，其包含: 含有颜料的聚乙烯外层； 在两层酸性共聚物层之间的铝芯层；和 聚乙紐内层； 其中，所述颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
2.根据权利要求1所述的阻挡结构体，其中所述聚乙烯外层和内层的密度在0.94g/cc至0.96g/cc范围内。
3.根据权利要求1所述的阻挡结构体，其中所述酸性共聚物选自乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯甲基丙烯酸共聚物、马来酸酐共聚物或其混合物。
4.根据权利要求3所述的阻挡结构体，其中所述酸性共聚物为乙烯丙烯酸共聚物(EAA) ο
5.根据权利要求1所述的阻挡结构体，其中所述聚乙烯外层中的所述颜料为白色颜料。
6.根据权利要求5所述的阻挡结构体，其中所述白色颜料选自二氧化钛(TiO2)、二硫化锌(ZnS2)、氧化锌(ZnO)和硫酸钡(BaSO4)。
7.根据权利要求 6所述的阻挡结构体，其中所述白色颜料为氧化钛。
8.根据权利要求7所述的阻挡结构体，其中所述氧化钛以相对于聚乙烯树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯载体树脂存在。
9.根据权利要求1所述的阻挡结构体，其中所述聚乙烯内层为多层膜。
10.根据权利要求1所述的阻挡结构体，其中所述阻挡结构体为包含以下的内阻挡衬层: 含有颜料的聚乙烯外层，其厚度在40 μ至70 μ范围内； 在两层酸性共聚物层之间的厚度在12 μ至20μ范围内的铝芯层；和 厚度在40 μ至70 μ范围内的聚乙烯内层； 其中，所述两层酸性共聚物层各自具有20 μ至30μ范围内的厚度，且颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
11.根据权利要求10所述的阻挡结构体，其中所述阻挡结构体为包含以下的内阻挡衬层: 含有颜料的聚乙烯外层，其厚度为40μ ； 在两层酸性共聚物层之间的厚度为20 μ的铝芯层；和 厚度为50 μ的聚乙烯内层； 其中，两层酸性共聚物层各自具有20 μ至30μ范围内的厚度，且颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
12.根据权利要求11所述的阻挡结构体，其中所述内阻挡衬层的总厚度在150μ至170 μ的范围内，优选160 μ。
13.根据权利要求10所述的阻挡结构体，其中所述内阻挡衬层的聚乙烯外层中的所述颜料为白色颜料。
14.根据权利要求13所述的阻挡结构体，其用于制造管肩部，其中所述管肩部由高密度聚乙烯(HDPE)制成。
15.根据权利要求14所述的阻挡结构体，其中通过包含以下的方法制得所述管肩部: 将阻挡层压体冲压为待制备的管肩部的大小和形状，从而获得冲压的层压体； 将所述冲压的层压体安装至为获得安装有管身的型芯而已预负载管身的型芯顶端； 将所述安装有管身的型芯和阻挡层压体移动至下一站，在所述下一站中，将环形HDPE配置入肩部模塑体内； 靠拢并压紧所述肩部模塑体和安装有管身的型芯以及阻挡层压体，从而形成肩部的期望形状； 将阻挡层压体永久性固定至压制成型管肩部的内圆顶表面；和将阻挡层压体的中等密度聚乙烯层与熔融的环形HDPE熔合，从而与复合线型层压体一起形成永久性结合以获得管肩部。
16.根据权利要求1所述的阻挡结构体，其中所述阻挡结构体为包含以下的层压体: 含有颜料的聚乙烯外层，其厚度为ΙΟΟμ ； 在两层酸性共聚物层之间的厚度在12 μ至20μ范围内的铝芯层；和 厚度为ΙΟΟμ的聚乙烯内层； 其中，两层酸性共聚物层各自具有20 μ至40μ范围内的厚度，颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75 %范围内的量与聚乙烯树脂存在。
17.根据权利要求16所述的阻挡结构体，其中所述铝芯层的厚度为20μ。
18.根据权利要求16所述的阻挡结构体，其中所述层压体的总厚度在250μ至300 μ范围内，优选290 μ。
19.根据权利要求16所述的阻挡结构体，其中所述聚乙烯外层中的颜料为白色颜料。
20.根据权利要求19所述的阻挡结构体，其中所述白色颜料为氧化钛。
21.根据权利要求16所述的阻挡结构体，其中所述层压体的层是多层的。
22.—种层压管，其包含: 含有颜料的聚乙烯外层，其厚度为ΙΟΟμ ； 在两层酸性共聚物层之间的厚度在12 μ至20μ范围内的铝芯层；和 厚度为100μ的聚乙烯内层； 其中，两层酸性共聚物层各自具有20 μ至40μ范围内的厚度，且所述颜料以相对于聚乙烯载体树脂的重量比在50%至75%范围内的量与聚乙烯树脂存在。
23.根据权利要求22所述的层压管，其中所述层压管包含头发着色剂。
【文档编号】B32B27/20GK103826850SQ201280024370
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2011年5月31日
【发明者】M·K·班纳吉 申请人:爱索尔包装有限公司