碳酸钙阻隔膜及其用途制造技术

本发明专利技术提供了具有降低的湿气渗透速率的、包含碳酸钙的聚烯烃薄膜，制造所述薄膜的方法，和包含所述薄膜的包装材料。

【技术实现步骤摘要】

·本专利技术涉及一种包含聚烯烃和碳酸钙的薄膜结构，其具有降低的湿气渗透速率和适合于包装湿气敏感的材料如干燥食品、动物饲料和药品。
技术介绍
在整个本申请中，引用的各种出版物都用括号括起来。对这些参考文献的完整引用可以在说明书的尾部、权利要求书之前找到。为了更加完整地描述本专利技术所属的
，这些出版物公开的内容通过引用全部结合在本申请中。为了包装干燥食品及其它湿气敏感的材料，理想的是拥有防止湿气进入和因而保持其内容物免于潮湿的阻隔包装。该包装应允许将食物容纳在纸板箱中，以便货架陈列和容易处理。目的是增加而不是减少通过薄膜的湿气渗透性的聚合物薄膜已经被开发(例如，PCT国际公开号W002/10275A2，03/020513A1和W003/031134A1)。相反，使用层合的、适于用作饮料容器的纸板基材，已经实现了降低的水蒸气渗透速率(WVTR)(美国专利申请出版物2004/0105942号)。降低的WVTR还已经通过高密度聚乙烯(HDPE)薄膜的取向而得到(美国专利号 4，183，893,4, 870，122,6, 391，411)。尽管有在包装薄膜中提供湿气阻隔层的不同技术，但是仍然需要用于包装干燥食品及其它湿气敏感材料的改进的阻隔膜，其中该薄膜既防潮又经济。专利技术简述通过使用碳酸钙(CaCO3)来提供改进的聚烯烃阻隔膜，本专利技术满足了该需要。该阻隔膜提供了好的湿气阻隔、热封和操作性能。该阻隔层结构由单层或多层薄膜结构的、含碳酸钙的聚烯烃薄膜组成。在具有多个含有CaCO3的薄膜阻隔层的结构中，CaCO3在所述多个阻隔层的每一个中提供了通过各阻隔层的降低的湿气渗透速率。所述薄膜在食品包装、动物饲料包装、药物包装和其它湿气敏感材料的包装方面尤其有用。专利技术另外的目的将可以从以下描述中清楚了解。专利技术详述本专利技术涉及包含聚烯烃和碳酸钙的薄膜，其中所述薄膜具有降低的湿气渗透速率(MVTR)。聚烯烃是由烯烃单体制造的聚合物家族。例子包括聚乙烯(PE)、聚丙烯和聚异戊二烯。PE可以是高密度PE (HDPE，密度彡0. 95g/cm3)，中密度PE (MDPE，密度为0. 934至小于0. 95g/cm3)和低密度 PE (LDPE,密度〈O. 934g/cm3)。LDPE 可以是线性 LDPE (LLDPE)。HDPE是优选的聚烯烃。中等分子量的HDPE (MMW-HDPE)是优选的HDPE。这里使用的中等分子量(MMW)聚合物具有下列分子量分布6，000至13，000的数均分子量(Mn)，50, 000至120，000的重均分子量(Mw)，和175，000至500，000的Z均分子量(Mz)。优选地，数均分子量(Mn)是8，000至11，OOO0优选地，重均分子量(Mw)是70，000至100，000。优选地，Z均分子量(Mz)是250，000至400，000。优选的薄膜包含a)聚烯烃基础树脂和b)与碳酸钙(CaCO3)混合的聚烯烃载体树月旨，其中CaCO3和载体树脂以15/85至80/20的重量比存在。优选地，基础树脂和载体树脂是不同的树脂。基础树脂和载体树脂例如可以在分子量、密度、熔体指数和/或多分散指数方面不同。多分散指数是重均分子量(Mw)除以数均分子量(Mn)的商。载体树脂可以具有例如6. 82的Mw/Mn比，和基础树脂可以具有例如9. 35的Mw/Mn比。载体树脂和基础树脂可以在Z均分子量(Mz)方面不同，其中例如载体树脂具有203，000的Mz和基础树脂具有332,000 的 Mz。另一种优选的薄膜包含聚烯烃和碳酸钙(CaCO3)，其中该薄膜包含a)熔体指数为 0. 05-2. Odg/min和密度为0. 958 一 0. 963g/cm3的聚烯烃基础树脂；b)用于CaCO3的聚烯烃载体树脂，其中该载体树脂具有4-10dg/min的熔体指数和0. 958-0. 963g/cm3的密度；和c) CaCO3，其中CaCO3以5重量％_35重量％的总浓度存在于所述薄膜中。另一优选的薄膜包含a)高密度聚乙烯(HDPE)基础树脂，其中该HDPE基础树脂具有0. 05-2. Odg/min的熔体指数和0. 958-0. 963g/cm3的密度；b)用于碳酸钙(CaCO3)的HDPE载体树脂，其中该HDPE载体树脂具有4-10dg/min的熔体指数和0. 958-0. 963g/cm3的密度；和c) CaCO3，其中该CaCO3具有0. 7-2. 5um的中值粒径，4-15 u m的顶切d98 (top cutd98)，3. 3-10. 0m2/g的表面积，和5_35重量％的薄膜中总浓度，其中该CaCO3已经用表面处理剂以0. 3-2. 3重量％的处理水平进行处理，和其中该CaCO3和HDPE载体树脂以15/85至80/20的重量比存在。优选地，该CaCO3已经用表面处理剂以1. 5_3mg表面处理剂/平方米CaCO3的处理水平进行处理。优选地，在将CaCO3结合在所述薄膜中之前，所述CaCO3已经被湿法研磨和/或干法研磨。湿法研磨可以在不存在研磨剂的情况下进行，或者可以在包含例如聚丙烯酸的盐和/或丙烯酸共聚物的盐的研磨剂存在下进行。优选地，该碳酸钙在研磨后被干燥。在研磨CaCO3之前和/或期间和/或之后，可以用表面处理剂处理CaC03。另一优选的薄膜包含a)具有0. 958-0. 963g/cm3的密度的高密度聚乙烯(HDPE)，和b)碳酸钙(CaCO3)，其具有0. 7-2. 5 iim的中值粒径，4 — 15iim的顶切d98，3. 3-10. Om2/g的表面积，和5-35重量％的薄膜中总浓度。CaCO3和载体树脂可以以15/85至80/20，例如40/60至80/20的重量比存在于所述薄膜中。CaCO3/载体树脂比的优选范围是15/85至小于或等于(彡)60/40 (重量比)，例如40/60至< 60/40 (重量比)和45/55至55/45 (重量比)。在最优选的薄膜中，CaCO3和载体树脂以50/50的重量比存在。CaCO3可以以例如5重量％_35重量％，优选20重量％_30重量％，和更优选25重量％的总浓度存在于所述薄膜中。这些浓度既适用于单层薄膜，也适用于多层薄膜，其中一些层可以不含有任何CaCO3或其中不同的层可以含有不同量的CaC03。本专利技术的基础树脂可以具有例如0. 05-2. Odg/min,优选ldg/min的熔体指数。该基础树脂可以具有0. 958-0. 963g/cm3,优选0. 962g/cm3的密度。优选地，该基础树脂是高密度聚乙烯(HDPE)。优选地，所述HDPE是中等分子量的高密度聚乙烯(MMW-HDPE)。基础树脂如MMW-HDPE树脂可以经由齐格勒一纳塔催化剂化学生产，并且通常落在熔体指数为0.85至1. 5dg/min和密度为0. 9580g/cm3和更高直至没有共聚单体所生产的聚乙烯的最高限的范围内。一种优选的基础树脂是具有树脂A的性能(参见下面表I)的树脂。在传统的应用中，薄膜可以通过挤出纯净形式(没有任何其他添加剂或母料)的这种材料或类似材料而制造。在这里使用时，这种材料被称为“基础树脂”。CaCO3 的载体树脂可以具有 4_10dg/min,优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻隔薄膜，其包含：a)具有0.05?2.0dg/min的熔体指数和0.958?0.963g/cm3的密度的聚烯烃基础树脂;b)用于CaCO3的聚烯烃载体树脂，其中该载体树脂具有4?10dg/min的熔体指数和0.958?0.963g/cm3的密度；和c)CaCO3，其中CaCO3以5重量%?35重量%的总浓度存在于所述薄膜中。

【技术特征摘要】
2005.12.29 US 60/755,6591.一种阻隔薄膜，其包含a)具有O.05-2. Odg/min的熔体指数和O. 958-0. 963g/cm3的密度的聚烯烃基础树脂；b)用于CaCO3的聚烯烃载体树脂，其中该载体树脂具有4-10dg/min的熔体指数和O.958-0. 963g/cm3 的密度；和c)CaCO3,其中CaCO3以5重量％-35重量％的总浓度存在于所述薄膜中。2.一种多层薄膜，其包含权利要求1所述的薄膜。3.一种多层阻隔薄膜，其中所述多层薄膜的至少第一层包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 (EVA)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EEA)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)中的一种或多种，和所述多层薄膜的至少第二层包含聚烯烃和碳酸钙(CaCO3)，并且其中CaCO3以...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·鲁塞尔，J·E·卡拉，A·R·盖，L·G·肖，
申请(专利权)人：OMYA发展股份公司，
类型：发明
国别省市：