多层式阻挡膜制造技术

使用包含两种不同的高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）和成核剂的掺混物的芯层制备具有优良的水蒸气传输率（ＷＶＴＲ）性能的多层式“阻挡”膜。该膜适用于制备用于干食品（例如脆点心和早餐谷类食品）的包装。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有高阻挡性质的多层式塑料膜。该膜特别适用于包装干食品，例如 脆点心(cracker)和早餐谷类食品。
技术介绍
具有气体阻挡性质的塑料膜广泛用于干食品的包装中。该膜应当具有低水蒸气传 输率(WVTR)和低氧传输率(OTR)。香味阻挡也是合意的。最初用于这些应用的纸包装部分被玻璃纸(cellophane)所代替，但玻璃纸是昂 贵的且难于处理。由高密度聚乙烯(HDPE)制成的阻挡膜提供了纸或玻璃纸的替代方式。HDPE膜提 供了成本和性能之间的良好平衡。然而，当需要另外的阻挡和/或韧性时，已知制备包含由 更昂贵的阻挡树脂(例如乙烯_乙烯醇(EVOH)、聚酰胺(尼龙)、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯 (EVA)、或聚偏二氯乙烯(pvdc))制成的层和/或更坚固/更坚韧的树脂(例如离聚物或非 常低密度的线性聚乙烯)制成的层的多层式膜。在多层式结构中也使用由EVA、离聚物、“高 压力低密度聚乙烯”(“LD”)或塑性体制成的密封剂层。上面所列的昂贵的阻挡树脂(聚酰胺、EV0H、聚酯和pvdc)往往比HDPE极性更高。 这能使多层式膜结构中的极性树脂层和非极性树脂层之间产生粘合问题。因此，可以在层 之间使用“黏结层(tie layer)”或粘合剂以降低层彼此分开的可能性。单层HDPE膜是廉价的，易于制备，且对水蒸气和氧气传输提供适当的阻挡。而且， 仅通过提高膜的厚度而提供提高的阻挡性质是简单的。然而，HDPE膜的机械性质(例如撕 裂强度和冲击强度)和密封性质是较低的，因此广泛使用多层式膜。因此，阻挡膜的设计包括成本/利益分析——HDPE膜的低成本被更昂贵的极性树 脂的更好性能所平衡。另一种降低膜成本的方法是通过制备更薄的或“低规格的”膜而简 单地使用较少的材料。使用HDPE的多层式阻挡膜的实例公开于美国专利4，188，441 (Cook)、 4，254，169 (Schroeder)和 6，045，882(Sandford)中。
技术实现思路
本专利技术提供了 1.阻挡膜，包括芯层(core layer)和两个皮肤层(skin layer)，其中所述芯层基 本由以下的掺混物组成 a)第一高密度聚乙烯树脂；b)第二高密度聚乙烯树脂，具有比所述第一高密度聚乙烯树脂高至少50%的熔 融指数I2 ；和c)阻挡成核齐[J (barrier nucleating agent)。本专利技术由两个基本特征，即1)在所述两种HDPE树脂的掺混物中使用成核剂，其提高了 WVTR性能(与在单一 HDPE树脂中使用成核剂相比)；和2)在多层式结构的“芯层”中使用成核剂提供了优良的WVTR性能。尽管不希望被 理论限制，如下情况是可能的该皮肤层在所述多层式膜形成时在冷却过程中为该芯层提 供了一种“绝缘”——由此提高了该成核剂在该冷却过程中的效能。这提供了多层式膜制备的两个主要优点，即1)可以通过“降低规格(down gauging)”制备低成本膜——即，本专利技术允许制备 具有对于很多应用而言可接受的WVTR性能的低成本的薄膜；和2)可以制备更高性能的膜，而不需要同样多的所述更昂贵的树脂——例如，HDPE 树脂的成核掺混物的更厚的层可以允许在更高性能的多层式膜中使用较少的聚酰胺(或实施本专利技术的最佳方式A. HDPE本专利技术的膜的芯层中所用的HDPE必须具有由ASTM D1505测定的至少0. 950克/ 立方厘米(g/cc)的密度。优选的HDPE具有大于0. 955g/cc的密度，最优选的HDPE是具有 大于0. 958g/cc的密度的乙烯均聚物。在该芯层中使用两种不同的HDPE树脂。第一 HDPE具有较低的熔融指数。此处 所用的术语“熔融指数”表示由ASTM D1238得到的数值(在190°C进行，使用2. 16kg的重 量)。该术语在此处也称作“12” (以在10分钟测试时期过程中流动的聚乙烯的克数所示， 或“克/10分钟”)。如本领域技术人员将认识到的那样，熔融指数12与分子量一般成反比。 因此，第一 HDPE与第二 HDPE相比具有较低的熔融指数(或可替代地称，较高的分子量)。第二 HDPE的12的绝对值优选大于5克/10分钟。然而，第二 HDPE的12的“相对 值”也是关键的——其必须比第一 HDPE的12值高至少50%。因此，为了举例说明的目的， 如果第一 HDPE的12为2克/10分钟，那么第二 HDPE的12值必须至少为3克/10分钟。非 常优选第二 HDPE的熔融指数是第一 HDPE的熔融指数的10倍大。例如，第一 HDPE的熔融 指数(12)为1克/10分钟，那么第二 HDPE的熔融指数优选大于10克/10分钟。该芯层中所用的HDPE树脂掺混物也可以包含其他HDPE树脂和/或其他聚合物 (服从上述关于两种HDPE树脂的相对12值的条件)。各HDPE的HDPE的分子量分布(通过将重均分子量(Mw)除以数均分子量(Mn)而 测定，其中Mw和Mn是依照ASTM D 6474-99由凝胶渗透色谱法测定的)优选为2 20，尤 其为2 4。尽管不希望被理论所束缚，相信第二 HDPE的低Mw/Mn值(2 4)可以提高成 核速率和依照本专利技术的方法制备的吹塑膜的整体阻挡性能。B.用于芯层的整体HDPE掺混物组合物本专利技术的膜的芯层中所用的“整体”掺混物组合物是通过将所述至少两种HDPE掺 混在一起而形成的。该整体组合物优选具有0. 5 10克/10分钟(尤其是0. 8 8克/10 分钟)的熔融指数(ASTM D 1238，在190°C用2. 16kg载量测定)。该掺混物可以通过任何掺混工艺制备，例如1)颗粒树脂的物理掺混；2)将不同 HDPE树脂共进料到相同的挤出机中；3)熔融混合(在任何常规聚合物混合装置中)；4)溶 液掺混；或5)使用2个或更多个反应器的聚合工艺。4 一般而言，该掺混物优选包含10 70wt %的第一 HDPE (具有较低的熔融指数)和 90 30wt% 的第二 HDPE。 通过在挤出机中将以下两种掺混组分熔融掺混制备一种HDPE组合物70 30wt%的具有15 30克/10分钟的熔融指数12和0. 950 0. 960g/cc的 密度的第二 HDPE，和30 70wt%的具有0. 8 2克/10分钟的熔融指数12和0. 955 0. 965g/cc的 密度的第一 HDPE。市场上可获得的适用作第二 HDPE的HDPE的实例是以商标SCLAIR 79F销售的， 其是通过用常规齐格勒_纳塔催化剂对乙烯实施均聚制备的。其具有18克/10分钟的典 型熔融指数和0. 963g/cc的典型密度和约2. 7的典型分子量分布。市场上可获得的适用作第一 HDPE的HDPE树脂的实例包括(括号中显示了典型 的熔融指数和密度值)SCLAIR 19G (熔融指数=1. 2 克 /10 分钟，密度=0. 962g/cc)；MARFLEX 9659 (可获自 Chevron Phillips，熔融指数=1 克/10 分钟，密度= 0. 962g/cc)；和ALATHON L 5885 (可获自 Equistar，熔融指数=0. 9 克/10 分钟，密度=0. 958g/ cc) o非常优选的HDPE掺混物是由使用两个在不同聚合条件下操作的本文档来自技高网...

【技术保护点】
阻挡膜，包含芯层和两个皮肤层，其中所述芯层基本由以下的掺混物组成：ａ）第一高密度聚乙烯树脂；ｂ）第二高密度聚乙烯树脂，具有比所述第一高密度聚乙烯树脂高至少５０％的熔融指数Ｉ↓［２］；和ｃ）阻挡成核剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：NDJ奥比，P拉姆，
申请(专利权)人：诺瓦化学品国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]