專利名稱：柔性托架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來(lái)提攜多個(gè)諸如飲料瓶或罐的容器的柔性托架。
背景技術(shù)：
柔性托架(常被稱為多件包裝器具)是用來(lái)提攜多個(gè)容器的。典型的容器包括瓶，罐和帶有一側(cè)壁并圍繞容器上端部分有一凹邊或隆起凸緣的其他容器。傳統(tǒng)的托架包括嚙合圍繞容器上端部分的凹邊或隆起凸緣的多件包裝器具。另一種傳統(tǒng)托架是側(cè)壁作用型托架，這里，多件包裝器具嚙合的是容器的側(cè)壁。
柔性托架是通過(guò)圍繞容器的直徑拉伸托架，允許被拉伸的托架恢復(fù)原狀，同時(shí)提供緊配合來(lái)應(yīng)用于容器的。如果存在凹邊或凸緣結(jié)構(gòu)，則托架通常施用于凹邊或凸緣，或者，如果沒(méi)有凹邊或凸緣，則施用在側(cè)壁上。如果托架的容器嚙合部分在應(yīng)用期間被過(guò)分拉伸，則托架可能會(huì)出現(xiàn)“頸縮”而不能充分復(fù)原，因而導(dǎo)致包裝失敗。如果孔太大且容器嚙合部分拉伸不夠，則不能形成充分嚙合容器所需的足夠大的張力，也會(huì)導(dǎo)致包裝失敗。
可導(dǎo)致包裝失敗的另一種情況是柔性托架的切痕或刮傷。小的切痕或刮傷可能因包裝件的重量而發(fā)展成大的撕裂，因而造成罐或瓶的脫出。
因此需要一種采用有更好復(fù)原性能、更好斷裂伸度，和被切痕或刮傷時(shí)不易撕裂的材料制造的柔性托架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于容器的柔性托架，它在拉伸后具有更好的復(fù)原性能，更好的斷襲伸度和在被切痕或刮傷時(shí)不易撕裂。該柔性托架是用包括如下成分的聚合物混合料制成的；(1)包括大約80-100％重量的乙烯和0-約20％重量的一氧化碳共聚單體的低密度聚乙烯聚合物占大約50-99％重量；
(2)密度大約為0.85-0.905g/cm3且用單點(diǎn)催化(single-sitecatalyst)制備的次乙基-乙烯塑性體占大約1-50％的重量。
柔性托架包括用聚合物混合料形成的塑料薄板，并包括用來(lái)環(huán)繞和支承容器的多個(gè)孔。每個(gè)孔都被柔性托架的一部分(稱為“容器嚙合部分”)所環(huán)繞。


圖1是依照本發(fā)明構(gòu)造的柔性托架一種實(shí)施方案的平面圖；圖2是依照本發(fā)明構(gòu)造的柔性托架另一種實(shí)施方案的平面圖；圖3是依照本發(fā)明構(gòu)造的柔性托架又一種實(shí)施方案的平面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1-3示出了本發(fā)明柔性托架的幾種可能結(jié)構(gòu)。這些圖例只是示例性的，本發(fā)明并不局限于圖中所示柔性托架。每個(gè)柔性托架10包括界定了多個(gè)用于接納容器的主孔25的柔性薄板20。主孔的直徑或?qū)挾瓤梢允谴蠹s0.2英寸或更大，其大小足以使托架被拉伸以容納容器但不撕裂。每個(gè)主孔25被柔性托架的一部分30所環(huán)繞，這個(gè)部分常被稱為托架接受部分。在主孔之間還可以有若干輔助孔35，37。容器被插入主孔25后，輔助孔35可用作為柔性托架的提手。輔助孔35和37可用來(lái)降低材料的成本，并控制或改變?nèi)萜鹘邮懿糠?0的尺寸和拉伸性質(zhì)。
準(zhǔn)備插入主孔25中的容器可以是有不同形狀和尺寸的瓶或罐。參見(jiàn)圖3，例如，每個(gè)柔性托架10是通過(guò)沿橫向，以相對(duì)的方式，如箭頭40所示，拉伸托架接受部分30來(lái)固定到容器上的。托架接受部分在被拉伸的同時(shí)環(huán)繞容器而被固定，并被允許縮回(復(fù)原)，以提供環(huán)繞容器凸緣，凹邊或外側(cè)表面的緊密配合。柔性托架10以及它的部件的平面圖尺寸隨最終用途而不同。某些特殊的最終用途包括但不限于各種不同尺寸和形狀的軟飲料和飲料的瓶和罐。
用來(lái)形成柔性托架10的柔性薄板20最好是塑料薄片，它可以用擠壓加工方法形成，隨后再剪切成柔性托架。柔性薄板20的厚度應(yīng)能提供提攜所需數(shù)量容器的結(jié)構(gòu)牢固度。例如，每個(gè)柔性托架10可以設(shè)計(jì)成用來(lái)提攜有特定重量，容積，形狀和尺寸的所需產(chǎn)品的二，四，六，八，十或十二個(gè)容器。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，柔性薄板20的厚度可大約為3-50密耳，較合適的為5-30密耳，通常是10-20密耳。
用于形成柔性托架10的柔性薄板20是用聚合物成分形成的，它包括高壓低密度聚乙烯聚合物和單點(diǎn)催化的次乙基-α烯塑性體。與僅用高壓低密度聚乙烯聚合物制造的其它類似托架相比較，該成分為托架10提供了改進(jìn)的拉伸后復(fù)原性能，改進(jìn)的斷裂伸度和強(qiáng)度，和托架被切痕或刮傷時(shí)的改進(jìn)抗撕裂性能。斷裂伸度和斷襲強(qiáng)度是用在ASTMD882-91中所描述的應(yīng)力-應(yīng)變?cè)囼?yàn)來(lái)測(cè)量的，該方法被引用為參考資料。拉伸后的復(fù)原性能，切痕敏感性和刮傷敏感性可用各種標(biāo)準(zhǔn)和專門(mén)的方法來(lái)測(cè)量。
用于形成柔性托架的聚合物混合料包括占大約50-99％重量的低密度聚乙烯聚合物。理想是，這種聚合物是枝狀的，并且是用傳統(tǒng)的高壓聚合工藝制備的。低密度聚乙烯聚合物可用Ziegler-Natta催化劑或單點(diǎn)催化系統(tǒng)制備。低密度聚乙烯聚合物可以是一種均聚物，或含C3至C12α-烯共聚單體中的一種或多種和/或一氧化碳的乙烯共聚物。最好是，低密度聚乙烯聚合物包括可使托架在紫外線輻射下更易降解的一氧化碳共聚單體。較合適的是，聚合物混合料包括70-97％重量的低密度聚乙烯聚合物，最好是大約80-95％重量的低密度聚乙烯聚合物。
一氧化碳共聚單體在低密度聚乙烯聚合物中的理想含量隨低密度聚乙烯聚合物在聚合物混合料中所占百分?jǐn)?shù)的不同而變化。如果存在，則一氧化碳共聚單體在低密度聚乙烯聚合物中可占大約0.1-20％的重量，較合適的為大約0.5-10％重量，理想的是大約1-4％重量?？紤]在聚合物混合料中的百分?jǐn)?shù)時(shí)，一氧化碳共聚單體可占大約0.1-10％重量，較合適的是大約0.5-5％重量，理想的是大約1-2％重量。
低密度聚乙烯聚合物的密度應(yīng)為大約0.910-0.950g/cm3(克/厘米3)，較合適的為大約0.920-0.940g/cm3(克/厘米3)，理想的是大約0.925-0.935g/cm3(克/厘米3)。換言之，術(shù)語(yǔ)“低密度聚乙烯聚合物”包括通常認(rèn)為是中等密度的聚乙烯聚合物，和通常認(rèn)為是低密度的聚乙烯聚合物。低密度聚乙烯聚合物的熔解指數(shù)，用ASTMD1238在190℃測(cè)量時(shí)，應(yīng)為大約0.2-3.0g/10min(克/10分鐘)，較合適的為大約0.3-1.5g/10min，理想的是大約0.4-0.7/10min。
用來(lái)形成柔性托架的聚合物混合料還包括大約1-50％重量的次乙基-α烯共聚物塑性體，它的密度為大約0.850-0.905g/cm3，是用單點(diǎn)催化制備的。較合適的是，塑性體的密度為大約0.865-0.895g/cm3，最好是大約0.880-0.890g/cm3。α-烯共聚單體可以有3-12個(gè)碳原子，理想的是4-8個(gè)碳原子。共聚單體的含量則根據(jù)為達(dá)到所需塑性體密度的要求來(lái)確定。一般說(shuō)，次乙基-α烯共聚物塑性體包括大約5-30％重量的共聚單體，較合適的是大約10-25％重量。聚合物混合料包括大約3-30％重量的塑性體較為合適，理想的是包括5-20％重量的塑性體。
單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體的熔解指數(shù)，用ASTMD1238在190℃時(shí)測(cè)量，可以是大約0.3-10g/10min，較合適的是大約0.5-5g/10min，理想的是大約0.8-1.3g/10min。以商標(biāo)名稱EXACT從Exxon-Mibil化工公司，和以商標(biāo)名稱AFFINITY和ENGAGE從DOW化工公司可購(gòu)得合適的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體。在授予Arvedson等的美國(guó)專利5,538,790中和授予Ramsey等的美國(guó)專利5,789,029中描述了適用塑性體的若干示例，其公開(kāi)內(nèi)容在此引作參考。
如在美國(guó)專利5,538,790中所述，單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體還可以有如下特性，即具有大約10-35℃范圍的溶度分布廣度指數(shù)(SDBI)，大約2×106至大約2×107dynes/cm2(達(dá)因/厘米2)的存儲(chǔ)系數(shù)(storage modulus)，和大約7或更小的分子量分布。代表性的α-烯共聚單體包括1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，4-甲烷己烯-1，1-辛烯，1-癸烯，1-十二烯等，以及諸如3，3，5三甲己烯-1等多枝烯烴。塑性體的分子量分布以大約2-4為適宜，理想的是大約2-3。塑性體的SDBI以大約10-25℃為適宜，理想的是大約15-20℃，最好是大約15-18℃。這些聚合物可用各種不同工藝來(lái)生產(chǎn)，包括，但不局限于，氣相，高壓，溶解，大塊和稀漿聚合技術(shù)。
如在美國(guó)專利5,789,029中所述，單點(diǎn)催化次乙基-α烯共聚物塑性體還可以有如下特性，即具有至少5.63的熔流比，分子量分布不大于溶流比減4.63，表面熔化破裂開(kāi)始時(shí)的臨界剪切比至少比有大約相同熔解指數(shù)和分子量分布的均質(zhì)或非均質(zhì)枝狀線性乙烯聚合物的表面熔化破裂開(kāi)始時(shí)的臨界剪切比大50％。聚合物被描述為“基本線性”的，以區(qū)別于線性乙烯聚合物。基本線性聚合物定義為每1000個(gè)碳原子有0.01至3個(gè)長(zhǎng)鏈分支(至少為大約6個(gè)碳原子)。這些聚合物也可以用包括溶解聚合法和氣相聚合法的不同工藝來(lái)生產(chǎn)。
下表列出了可用于形成本發(fā)明柔性托架制品的低密度聚乙烯聚合物和單點(diǎn)催化的次乙基α烯塑性料的示例性組合物。
表1柔性托架的組成I、90％重量的乙烯-一氧化碳共聚物，其密度為0.928-0.932g/cm3，熔解指數(shù)(190℃)為0.42-0.62g/10min，和一氧化碳的重量含量為1.75-2.05％，和II、10％重量的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚塑性體，選自下列各種型號(hào)塑性體型號(hào)密度 熔解指數(shù)共聚單體(g/cm3)(190℃，g/10min)EXACT4033 0.880 0.8丁烯EXACT4049 0.873 4.5丁烯EXACT4056 0.883 2.2已烯AFFINITY8150 0.868 0.5辛烯AFFINITY8100 0.870 1.0辛烯AFFINITY8770 0.885 1.0辛烯AFFINITY1450 0.902 7.5辛烯ENGAGE82000.870 5.0辛烯應(yīng)用于柔性托架的聚合物混合料組成包括上面所述的二種主要聚合物成分及其百分比范圍，如果前面所描述的柔性托架的重要物理性質(zhì)可基本保持，則可以含有也可以不含有其他聚合物成分。例如，可使托架在紫外線輻射下變得不穩(wěn)定的乙烯-一氧化碳共聚物可以原批或有較高一氧化碳含量的濃縮物形式單獨(dú)提供，或者，一氧化碳的一部分或全部也可以與單點(diǎn)催化的次乙基α烯共聚合。不論一氧化碳是怎樣引進(jìn)和加入的，聚合物混合料中的一氧化碳重量含量應(yīng)為大約0.1-10％，較合適的是大約0.5-5％，理想的是大約1-2％。也可以溶入其他聚合物，它們的含量應(yīng)可基本保持或提高柔性托架的復(fù)原性能，拉伸性能，抗拉強(qiáng)度，和抗撕裂性，和/或可為托架提供抗低溫性，抗應(yīng)力破裂，提高透明度和其他希望的性質(zhì)。各聚合物成分可以是干混合和/或熔解混合在一起的。通常，它們是單獨(dú)送料至形成柔性托架薄板的擠壓機(jī)，并在擠壓機(jī)中熔解混合的。
雖然此處所描述的本發(fā)明實(shí)施方案是當(dāng)前優(yōu)選的，但仍可做出各種變更和改進(jìn)而并不偏離本發(fā)明的精神和范疇。本發(fā)明的范疇由所附權(quán)利要求書(shū)說(shuō)明，所有落入其等價(jià)物的含義和范疇內(nèi)的變更都包含在其內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)提攜多個(gè)容器的柔性托架，包括柔性薄板和形成于薄板中用來(lái)接受容器一部分的多個(gè)主孔，該柔性薄板包括聚合物組份、所述聚合物組份包括大約50-99％重量的低密度聚乙烯聚合物，其密度為大約0.910-0.950g/cm3；和大約1-50％重量的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體，其密度大約為0.850-0.905g/cm3。
2.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物包括用高壓聚合工藝制備的枝狀低密度聚乙烯聚合物。
3.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物包括聚乙烯均聚物。
4.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物包括乙烯和另一種α-烯共聚單體。
5.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物包括一氧化碳共聚單體。
6.權(quán)利要求1的柔性托架，包括不少于2個(gè)但不多于12個(gè)主孔。
7.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物的密度大約是0.920-0.940g/cm3。
8.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物的密度為大約0.925-0.935g/cm3。
9.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體包括有3-12個(gè)碳原子的α-烯共聚單體。
10.權(quán)利要求8的柔性托架，其中，α-烯共聚單體有4-8個(gè)碳原子。
11.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體的密度為大約0.865-0.895g/cm3。
12.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體的密度為大約0.880-0.890g/cm3。
13.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，聚合物組成包括大約70-97％重量的低密度聚乙烯聚合物和大約3-30％重量的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體。
14.權(quán)利要求1的柔性托架，其中，聚合物組成包括大約80-95％重量的低密度聚乙烯聚合物和大約5-20％重量的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體。
15.一種用來(lái)提攜多個(gè)容器的柔性托架，包括柔性薄板和形成于薄板中用來(lái)接受容器一部分的多個(gè)主孔，該柔性薄板包括聚合物組份，所述聚合物組份包括大約50-99％重量的乙烯-一氧化碳共聚物；和大約1-50％重量的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體，其密度為大約0.850-0.905g/cm3。
16.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，乙烯-一氧化碳共聚物包括大約0.1-20％重量的一氧化碳。
17.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，乙烯-一氧化碳共聚物包括大約0.5-10％重量的一氧化碳。
18.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，乙烯-一氧化碳共聚物包括大約1-4％重量的一氧化碳。
19.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，乙烯-一氧化碳共聚物只包括乙烯和一氧化碳共聚單體。
20.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，乙烯-一氧化碳共聚物還包括另一種α-烯共聚單體。
21.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體包括有3-12個(gè)碳原子的α-烯共聚單體。
22.權(quán)利要求21的柔性托架，其中，二-烯共聚單體有4-8個(gè)碳原子。
23.權(quán)利要求21的柔性托架，其中，塑性體包括大約5-30％重量的有3-12個(gè)碳原子的α-烯共聚單體。
24.權(quán)利要求21的柔性托架，其中，塑性體包括大約10-25％重量的有3-12個(gè)碳原子的α-烯共聚單體。
25.權(quán)利要求15的柔性托架，其中，包括不少于2個(gè)但不多于12個(gè)主孔。
26.一種用來(lái)提攜多個(gè)容器的柔性托架，包括柔性薄板和形成于薄板中用來(lái)接受容器一部分的多個(gè)主孔，該柔性薄板包括聚合物組份，所述聚合物組份包括大約50-99％重量用高壓工藝生產(chǎn)的枝狀低密度聚乙烯聚合物；和大約1-50％重量，其密度大約為0.850-0.905g/cm3的單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體。
27.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，枝狀低密度聚乙烯聚合物包括乙烯-一氧化碳共聚物。
28.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，單點(diǎn)催化的次乙基-α烯共聚物塑性體還包括一氧化碳共聚單體；
29.權(quán)利要求26的柔性托架，還包括乙烯-一氧化碳共聚物。
30.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物的密度為大約0.910-0.950g/cm3。
31.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物的熔解指數(shù)為大約0.2-3.0g/10min。
32.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物的熔解指數(shù)為大約0.3-1.5g/10min。
33.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，低密度聚乙烯聚合物的熔解指數(shù)為大約0.4-0.7g/10min。
34.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，塑性體的熔解指數(shù)為大約0.3-10g/10min。
35.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，塑性體的溶解指數(shù)為大約0.5-5.0g/10min。
36.權(quán)利要求26的柔性托架，其中，塑性體的溶解指數(shù)為大約0.8-1.3g/10min。
37.權(quán)利要求26的柔性托架，包括不少于2個(gè)但不多于12個(gè)主孔。
全文摘要
一種用聚合物成分形成，用來(lái)提攜諸如軟飲料和其他飲料容器的多個(gè)容器的柔性托架，所述聚合物成分可為托架提供改進(jìn)的復(fù)原性能，抗拉強(qiáng)度和抗撕裂性。該聚合物組成包括大約50－99％重量的低密度乙烯聚合物，其密度大約為0.910－0.950g/cm
文檔編號(hào)B65D67/02GK1557684SQ20041003907
公開(kāi)日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者威廉N·韋弗, 喬安麗塔A·舒爾茨, 彼特L·薩姆阿拉斯, 迪普克H·梅爾塔, H 梅爾塔, と釩⒗, 塔A 舒爾茨, 威廉N 韋弗 申請(qǐng)人:伊利諾斯器械工程公司