有HDPE表层的可单轴收缩的双轴取向的聚丙烯膜制造技术

一种可单轴热收缩的双轴取向的多层膜；它有占该多层膜至少７０重量％的含聚丙烯的芯层和至少一层靠近该芯层的含聚烯烃的表层，该多层膜是通过双轴取向共挤出片而后在纵向上拉伸１０－４０％使该共挤出片取向而制得的。芯层包含全同立构聚丙烯和改性剂，该改性剂通过提高含聚丙烯的芯的链缺陷或降低其全同立构规整度来降低聚丙烯的结晶度。这种改性剂可选自无规聚丙烯、间同立构聚丙烯、乙烯－丙烯共聚物、丙烯－丁烯－１共聚物、乙烯－丙烯－丁烯－１三元共聚物和线型低密度聚乙烯。表层可在两个面上都是高密度聚乙烯，或在一个面上是高密度聚乙烯而在另一个面上是全同立构聚丙烯。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物膜的领域，更具体地说，本专利技术涉及一种可单轴热收缩的双轴取向的聚丙烯膜。正如美国专利4,194,039中所述，聚烯烃可用于制备包装用途的收缩膜。其它合适的合成树脂包括各种离聚物、聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚1，1-二氯乙烯。收缩膜的明显特征是在受到一定程度的加热时其发生收缩的能力，或者若受约束的话，其在膜中产生收缩张力的能力。当包装好的产品通过热气或热水收缩隧道时上述能力被外部包装所激发。所得的膜收缩会形成贴合在产品外部轮廓上的美观的透明或不透明的包装，同时提供包装材料所需的通常功能如保护产品不发生由于处置和装运所致的组分损失、遭窃或损坏。包在聚烯烃收缩膜中的典型的物品是玩具、游戏器具、运动物品、文具、贺卡、五金和家用产品、办公室消费品和表格、食品、留声机唱片和工业部件。制造收缩膜需要较为复杂的设备，包括具有“推压”能力的挤出流水线、需要交联时的辐射单元、拉幅机、机械对折机(centerfolders)和纵切机。“推压”或“拉幅”是常规的取向法，它将膜在横向或横断方向上和在纵向或加工方向上进行拉伸。一般将膜加热到其取向温度范围内，该取向温度范围对各种不同的聚合物来说各不相同，但它通常高于室温但低于聚合物的熔点温度。拉伸后，将膜快速冷却以骤冷它，这样就把膜分子冻结在其取向状态中。加热时，取向应力被松弛，膜会开始缩回至其初始、未取向的尺寸大小。诸如箱、板、容器、瓶、管、圆柱形材料(如管材和棒材等)之类的材料的某些施用，如贴标记、包覆或包装对用可热收缩的膜包覆是特别敏感的。然而，在某些情况下，希望沿单轴发生收缩，在横向上没有明显的收缩。例如，在用收缩可热收缩材料的管给瓶贴标签的方法中，若膜沿其长度方向上收缩，则标签可能不位于正确的位置上，而是位于收缩时所需位置的上方。再者，这种标签表面的印刷和其它转换过程要求基本上在一个方向上的热稳定性，以满足机械加工的需求。可单轴收缩的材料也可用于制备紧密包装的容器，它是用搭接热封或搭接热熔粘合剂密封可单轴收缩的膜，使外包装向下收缩。为了获得可单轴收缩的材料，可以使用单轴取向的材料，即仅在一个方向上取向的材料。然而，单轴取向的膜缺乏这种应用所需的必要的强度和韧性。由于双轴取向的膜在两个取向方向上都具有所需的强度和耐撕裂性，故希望获得双轴取向的可单轴热收缩的膜，这样在横向上基本上是稳定的。对可热收缩膜的更具体的描述可参见前述美国专利4,194,039以及美国专利3,808,304；4,188,350；4,377,616；4,390,385；4,448,792；4,582,752和4,963,418。美国专利5,292,561(相应于EPA 0498249)披露了一种在包括MD再取向机械MD/TD拉伸比为1.01-7.5的条件下制备单向收缩高(在100℃时至少10％的纵向收缩和小于2％的横向收缩)的聚烯烃收缩膜的方法。该膜的基层包含丙烯聚合物和任选的氢化烃树脂。EPA 0204843披露了一种可低温收缩的膜，它包含具有在90℃时在MD方向上为30％或更大以及在TD方向上为5％或更小的膜收缩性能的线型低密度聚乙烯树脂，所述膜是在纵向(machine direction)上以高拉伸比(3-6)拉伸膜制得的。EPA 0321964描述了这样一种方法，它是从乙烯和至少一种含3-6个碳原子的α-烯烃的线型低密度共聚物来挤出收缩膜，从而获得在135℃时在MD方向上至少为30％以及在TD方向上至少为10％的收缩性的材料。EPA 0477742披露了一种在100℃时在MD方向上至少为10％以及在TD方向上为小于2％的收缩性的透明聚丙烯收缩膜。该聚丙烯包含15％或更少，较好为2-6％的正庚烷可溶性组分。EPA 0299750披露了一种单轴或双轴拉伸的膜，该膜具有在纵向和横向中的一个方向上为20％或更大以及在另一个方向上为60％或更大的热收缩性。该膜主要包含线型聚乙烯和任选的支化低密度聚乙烯。EPA 0595270披露了一种具有高单向收缩性的可热封的层压材料，它是从双轴取向的聚合物膜如双轴取向的聚丙烯或聚丙烯的共混物以及丙烯与少量的乙烯或α-烯烃的共聚物制得的。单轴收缩性是通过平衡MD再取向过程的各变量如温度、拉伸比、线速度和取向聚合物膜的性能而获得的。由于存在热封层而具有了热封性。本专利技术的一个目的是使包含聚丙烯芯的双轴取向的多层膜具有单轴热收缩性。本专利技术的另一个目的是提供一种可单轴热收缩的包含聚丙烯芯的双轴取向的多层膜。本专利技术的再一个目的是提供一种包含全同立构聚丙烯和改性剂的双轴取向的聚丙烯芯，所述改性剂通过提高含聚丙烯的芯的链缺陷(chain imperfections)或降低其全同立构规整度来降低聚丙烯的结晶度。本专利技术涉及一种可单轴热收缩的双轴取向的多层膜，该膜具有含聚丙烯的芯层和至少一层靠近所述芯层的含高密度聚乙烯的表层。芯层包含全同立构聚丙烯和改性剂，所述改性剂通过提高含聚丙烯的芯的链缺陷或降低其全同立构规整度来降低聚丙烯的结晶性或结晶度。芯本专利技术多层膜的含聚丙烯的芯层组合物必须提供充分的操作性，以便在双轴取向后该膜具有这样的结晶度，该结晶度低得足以使膜进行第二次取向，并且该结晶度使膜具有单轴收缩性，而不会发生撕裂。芯层材料可以是一种单一的聚丙烯均聚物材料，它具有足够的无规度并且具有由DSC法(差示扫描量热法)在如2℃/分钟的加热速度下测得的特定熔点。或者，芯层材料可以包含较高全同立构度的聚丙烯与多种改性剂的共混物，所述改性剂是由于链缺陷程度较高或全同立构规整度较低而具有较小结晶性的聚烯烃材料。对于共混或不共混的芯层来说，合适的DSC熔点可以小于160℃，例如小于150℃或甚至小于140℃。适用于本专利技术的改性剂包括除了全同立构聚丙烯外的聚烯烃类。改性剂可以选自无规聚丙烯、间同立构聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1三元共聚物、聚丁烯-1和线型低密度聚乙烯。业已发现有几种方法可以提供具有较高程度的链缺陷和所需的后初级取向结晶度(post primary orientation crystallinity)的聚丙烯芯。所需的结晶度能避免双轴取向膜在第二次取向过程中在拉伸量大于30％或大于35％，如达40％或甚至达45％时发生撕裂。全同立构聚丙烯，即无规度小于5％，例如无规度小于3％的聚丙烯可以与诸如无规聚丙烯之类的改性剂结合起来使用，从而提供合适的芯层。无规物含量可以用聚合物在沸腾正己烷中的不溶性进行测量，而链缺陷可经NMR试验观察。在本专利技术的一个方面中，将改性剂如无规聚丙烯加到芯中，其量足以使芯层的总无规度大于2％，较好大于4％，大于5％或大于6％，例如为6-15％。对于本专利技术的用途，无规聚丙烯的无规度至少为10％，较好至少为15％，例如15-20％或15-25％。无规聚丙烯可以单独用作芯或加到全同立构聚丙烯中，其量为使所得的混合物包含10-99重量％无规聚丙烯，例如10-30重量％，较好为15-20重量％无规聚丙烯。15重量％无规聚丙烯(15％无规度)和85重量％全同立构聚丙烯(4-5％无规度)的共混物是特别好的。用于本专利技术的合适的无规聚丙烯的无规度为15％，它可以加到全同立构聚丙烯中，获得含15重量％无规聚丙烯的芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可单轴热收缩的双轴取向的多层膜，该膜具有含聚丙烯的芯层和至少一层靠近所述芯层的含高密度聚乙烯的表层，所述芯层包含全同立构聚丙烯和改性剂，所述改性剂通过提高含聚丙烯的芯的链缺陷或降低其全同立构规整度来降低聚丙烯的结晶度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DR威廉斯，
申请(专利权)人：美孚石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]