一种可生物降解的双向拉伸复合薄膜制造技术

本发明专利技术涉及一种可生物降解的双向拉伸复合薄膜，包括交替复合在一起的至少一层第一树脂层和至少一层第二树脂层，第一和第二树脂层分别含有作为主要成分的聚乳酸基聚合物和芳香聚酯基树脂，该双向拉伸复合薄膜显示出改善的生物降解性、柔韧性、气体阻隔性和耐热性，这对环保包装非常有用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可生物降解的双向拉伸复合薄膜，其具有改善的生物降解性、柔韧性、气体阻隔性和耐热性，这对环保包装非常有用。
技术介绍
传统塑料薄膜例如玻璃纸、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙和聚对苯二甲酸乙二 醇酯薄膜已被广泛应用于包装。然而，它们的性能特性并不能完全令人满意。例如，玻璃纸和聚氯乙烯薄膜在生产和焚烧过程中会产生有毒污染物，并且由于 其相对较差的耐热性和力学性能，聚乙烯薄膜仅被用于低档包装材料。另一方面，聚丙烯、 尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜虽然具有令人满意的力学性能，但会产生不能生物降解 的废物。此外，尽管包含20-40%不等量的可降解的材料例如淀粉的改性塑料膜已见诸于报 道，但它们的阻气性、耐热性和力学性能均很差。为了解决这些问题，人们已开始采用可生物降解的脂肪族聚酯，尤其是聚乳酸薄 膜。由于聚乳酸薄膜是L-乳酸和D-乳酸的无规共聚物，为非结晶，并具有较差的耐热性和 力学性能。因此，人们通过加入添加剂已开发出生产聚乳酸薄膜结晶并能增强其耐热性的 技术。但是，使用这些技术生产的聚乳酸薄膜仍然存在气体阻隔性和柔韧性差的问题，用于 包装时仍不能令人满意。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有改善的生物降解性、柔韧性、气体阻隔性和耐热性 的双向拉伸复合薄膜，其可以方便地用于包装。本专利技术提供了一种包括交替复合在一起的至少一层第一树脂层和至少一层第二 树脂层的可生物降解的复合薄膜，其中第一和第二树脂层分别含有作为主要成分的聚乳酸基聚合物和芳香聚酯基树脂； 且该复合薄膜的着色峰值为0. 4或以下、动态摩擦系数为1. 0或以下，并且生物降解 度为40%或更大。专利技术详述本专利技术的复合薄膜包括由聚乳酸基聚合物或其与少量其它羟基羧酸单元的共聚 物组成的至少一层第一树脂层。第一树脂层中所用的聚乳酸基聚合物的熔融温度(Tm)优选为230°C或以下，更优 选140-180°C。羟基羧酸单元可以是乙醇酸或2-羟基-3，3- 二甲基丁酸，其用量为第一树 脂层总重量的5%或以下。第二树脂层所用的芳香聚酯基树脂可通过使含有芳香二羧酸作为主要成分的酸 成分与含有烷撑二醇作为主要成分的二醇成分聚合制得。芳香二羧酸的示例包括对苯二甲 酸、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、萘-2，6-二羧酸、萘-2，6-二羧酸衍生物及其混合物。烷撑二醇的示例包括乙二醇、1，3-丙二醇、四甲撑二醇、1，4-环己烷二 甲醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、二甘醇及其混合物。本专利技术的复合薄膜还包括交替地与第一和第二树脂层复合的至少一层第三树脂 层，其中第三树脂层包含如上所述的其它芳香聚酯基树脂作为主要成分，但它不同于第二 树脂层所用的树脂。 本专利技术复合薄膜的第一、第二和第三树脂层还可以包括其它不会对薄膜特性造成 不良影响的添加剂，例如聚合催化剂、分散剂、静电生成剂、防静电剂、紫外线阻断剂、防粘 剂和其他无机润滑剂。本专利技术的复合薄膜的总厚度可为5至200 μ m,优选为9至50 μ m，可由6至240层 组成，优选10至200层。薄膜的总层数可以适当控制在上述范围，以满足总厚度的要求。第一和第二树脂层的每一层的平均厚度可在100-3000nm范围内，优选 200-2000nm。平均厚度的下限值可由方程(其中，λ是红光波长，780nm，且η是单 层树脂层的折射率)确定，这取决于所用的构成单层树脂层的聚乳酸基聚合物或芳香聚酯 基树脂的类别。例如，当第一树脂层的折射率为1. 465时，第一树脂层的平均厚度的下限值 变成133nm。为了增强薄膜整体的生物降解性，优选复合薄膜最外层为第一树脂层，且第二树 脂层的平均厚度比第一树脂层要小。本专利技术的复合薄膜可通过传统方法制备，例如，通过使用挤出模头，在比树脂熔 融温度高30°C左右的温度，熔融挤压各树脂形成第一和第二层，可选地，在多个-供料区 (feed block)中层压挤出物，冷却并将层压膜双向拉伸。本专利技术的复合薄膜的着色峰值为0.4或以下的，优选0.3或以下，这是由单层树脂 层的折射率结合平均厚度确定的，是表示薄膜着色程度的指数。其下限值表示近似于无色 和透明的状态，其上限值表示被染色或不必要着色的状态。本专利技术复合薄膜的生物降解度在40%或以上，优选在50至90%。为了满足这一 要求，所使用的第一树脂层的重量必须超过薄膜总重量的40%。此外，本专利技术复合薄膜的透气性为350CC/m2/天· atm或更少(基于薄膜厚度为 25μπι)，弹性模量为350kgf/mm2或更小，热收缩率为10%或更低。相比之下，传统的聚乳酸 基聚合物薄膜的透气性约为lOOOcc/m2/天· atm，弹性模量约为460kgf/mm2，以及热收缩率 约为15%，其表现出极差的气体阻隔性和耐热性，因缺乏柔韧性而过于僵硬，不适于用来包装。此外，本专利技术复合薄膜的动态摩擦系数为1. 0或更小。当薄膜的动态摩擦系数大 于1.0时，其处理特性在包括薄膜生产和印刷步骤的后处理过程中降低，这极大降低了薄膜的产率。在本专利技术中，作为抗静电剂或防粘剂的惰性无机粒子可被添加或涂于某些部分 上，特别是最外层，或者复合薄膜的所有第一树脂层，以使薄膜的动态摩擦系数低于1.0。惰 性无机粒子的代表性的示例包括二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化钛及其混合物， 其中优选二氧化硅。此外，理想的惰性无机粒子的平均直径为0. 05-5 μ m,为球形或片状。 可采用的惰性无机粒子的量占薄膜总重量的0. 0001-1. 0%。综上所述，本专利技术的复合薄膜由于其卓越的柔韧性、气体阻隔性、耐热性和生物降解性，可有效地用作环保型包装材料。 具体实施例方式以下实施例仅用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。制备实施例1 聚合物(A)将重量比为95%的熔融温度为160°C的聚乳酸树脂(Nature WorksLLC, 4032D)禾口 通过将平均粒径为2μπι的二氧化硅分散于同一种聚乳酸树脂制备得到的5%母料树脂混 合，使所得到的薄膜中二氧化硅的含量按重量计占0. 05%，该薄膜被称为“聚合物(Α)”。按 照下述比较例1的通法双向拉伸得到的聚合物㈧的薄膜，其折射率为1.465。制备实施例2 聚合物(B)在配备搅拌器及蒸馏塔的高压釜中，将新戊二醇和1，3_丙二醇加入到对苯二甲 酸二甲酯中，以对苯二甲酸二甲酯的量为100摩尔份，其中新戊二醇和1，3_丙二醇的量分 别为20和150摩尔份。将酯交换催化剂醋酸锰和三丁基钛(TBT)以占对苯二甲酸二甲酯重 量0. 05%的量分别添加到所得混合物中，缓慢加热该混合物至220°C去除甲醇，完成所需 的酯交换反应。反应一结束，将平均粒径为2 μ m的二氧化硅和作为热稳定剂的磷酸分别以 占对苯二甲酸二甲酯重量0. 05%的量依次加入到所得产物中，搅拌约5分钟。向其中加入 按重量计为0. 035%的氧化锗和按重量计为0. 005%的钛酸四丁酯，搅拌10分钟。然后将 所得产物投入另一个配备冷凝器的反应器，在缓慢抽真空的同时加热至285°C并聚合210 分钟，得到极端粘度为0. 64且熔融温度为220°C的“聚合物(B) ”。按照下述比较例2的通 法双向拉伸得到的聚合物(B)的薄膜，其折射率为1.620。制备实施例3 聚合物(C)在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解的双向拉伸复合薄膜，包括交替复合在一起的至少一层第一树脂层和至少一层第二树脂层，其中：　　所述第一和第二树脂层分别含有作为主要成分的聚乳酸基聚合物和芳香聚酯基树脂；且所述复合薄膜的着色峰值为０．４或以下，动态摩擦系数为１．０或以下，以及生物降解度为４０％或更大。

【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：金尚一，金曔妍，韩权炯，
申请(专利权)人：SKC株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]