间同立构聚丙烯多层包装膜制造技术

本发明专利技术涉及一种双取向多层膜结构，具有（Ⅰ）高密度聚乙烯芯基片；和（Ⅱ）在芯基片的至少一面上的间同立构聚丙烯附加层。任意地，本发明专利技术的膜包括至少一个在附加层外表面上的可热封合层。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双取向的多层膜，特别涉及具有高密度聚乙烯芯基片的多层膜。高分子膜广泛应用于许多工业应用中。一个特别重要的应用是食品包装工业。选择在食品包装工业中使用的膜用于提供适宜食品包装所需要的屏障特性。这类屏障特性包括水蒸气屏蔽性、氧气和气体屏蔽性以及调味品和香味抗渗性。高密度聚乙烯(HDPE)是生产一种食品包装工业用膜的常用聚合物。在多层膜的情况下，高密度聚乙烯常用于基层或芯层中。在HDPE层表面上经常施加隔离涂料、热封合层和／或有附加功能的层，以得到改进的屏蔽密封和／或其它性能。例如，Kirk等人的美国专利5500283公开了一种双取向膜，有一个HDPE芯层，芯层上涂敷了常规的涂料，诸如聚偏二氯乙烯聚合物、丙烯酸聚合物或聚乙烯醇聚合物。Balloni等人的美国专利5346763提出了一种多层膜结构，含有HDPE芯层，HDPE芯层一面上有一马来酸酐改性的聚乙烯表层，在另一面上有一个可热封合的或可印刷的表层。O’Brien的美国专利5302442涉及一种由在至少一面具有一可热封合层的热塑性膜制成的膜结构。该热塑性膜可以是HDFE的共混物，该可热封合层是乙烯、丙烯和丁烯的三元共聚物的共混物。DiPoto的美国专利5558930公开了一种多层膜，包括至少一层在其上有至少一密封剂层的屏蔽膜。屏蔽膜可以是HDPE聚合物，密封剂层是常规的可热封合的热塑性材料，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯聚合物、乙烯的共聚物等。包装中使用的HDPE膜非常薄，具有较低的抗拉强度。一些膜可被称为多少是易碎的或“易裂”的。这些导致在生产中和在包装机器和设备上使用时出现破裂。在上述专利中在HDPE层上附加涂层或可热封合层不能制备出具有改进的抗拉性能从而在取向或后继使用中不裂开的双取向膜。这种破裂的倾向阻碍了膜的机械性能和加工性能，导致生产成本增加和／或膜的质量低。本专利技术克服了现有技术的缺点，改进了HDPE膜的抗拉性能以及制造双取向HDPE膜的生产能力。本专利技术提供了一种双取向多层膜结构，具有(Ⅰ)高密度聚乙烯(HDPE)的芯基片；和(Ⅱ)在芯层的至少一面上的间同立构聚丙烯附加层。在一个优选的实施方案中，本专利技术的膜包括至少一个，在一个或两个附加的间同立构聚丙烯层外表面上的可热封合层。可热封合层可包括任何常规的本领域已知的聚合物密封材料，诸如乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、丁烯与乙烯的共聚物、己烯与乙烯的共聚物、辛烯与乙烯的共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物、己烯-丁烯共聚物、离子交联聚合物、酸改性的乙烯乙酸乙烯酯共聚物、酐改性的乙烯乙酸乙烯酯共聚物、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯和其混合物。芯层、附加的间同立构聚丙烯层和可热封合层可任意地包括常规的添加剂。添加剂非限制性的例子包括防粘结剂、抗静电剂、防雾剂和滑爽剂。本专利技术的一个结果是有利地提供了一种表现出提高的抗拉性能的多层膜。本专利技术的膜表现出降低的水蒸气传递性(WVTR)以及其它改进的屏蔽性能和形成死褶的性能。本专利技术的膜是热稳定的，可有利地在高温加工而不发生降解。本专利技术的膜还表现出高度的加工性能，这导致膜的质量更高并降低了生产成本，本专利技术的膜还表现出好的机械性能。本专利技术是一种双取向多层膜结构，具有(Ⅰ)高密度聚乙烯(HDPE)的芯基片；和(Ⅱ)在芯基片的至少一面上的至少一个间同立构聚丙烯表层。本专利技术的芯基片是较薄的HDPE层。HDPE芯基片的厚度为5微米(0．2密尔)-254微米(10密尔)，优选12．7微米(0．5密尔)-76．2微米(3密尔)，更优选17．8微米(0．7密尔)-63．5微米(2．5密尔)。甚至当膜的总厚度降低到小于25．4微米(1密尔)(0．001英寸)时，HDPE芯基片也表现出降低的水蒸气传递性(WVTR)、改进的死褶形成性以及其它性能。高密度HDPE聚合物在膜中提供了改进的刚性。有HDPE聚合物芯基片的膜可广泛应用于包装设备，包括垂直成型填充并密封(VFFS)、水平成型填充并密封(HFFS)和高速水平移动包装设备，等等。这些包装机器一般有机械循环，其中当膜在机器中的前进开始和停止时，膜经受迅速地加速和减速时期。该膜具有的提高的MD伸长率使其比以前的膜耐拉断和破裂。本专利技术的HDPE包括用齐格勒-纳塔或Phillips型催化剂、以及金属茂催化剂制备的聚合物。本专利技术的HDPE是半结晶聚合物，具有通过MI或HLMI(熔融指数或高负载熔融指数)表征的宽范围的分子量。本专利技术的HDPE芯基片可仅包括Lu的美国专利4870122中所公开的单一的HDPE树脂或HDPE树脂的混合物，在此包括上述公开文献的全部内容。HDPE树脂共混物制备的膜在降低膜的破裂性方面已经表现出一些益处，膜的破裂性表现为膜在垂直成型填充密封(VFFS)机器上包装期间沿横向(TD)破裂的趋势。HDPE聚合物的共混物可包括两种或多种聚合物，所有聚合物均优选具有0．95g／cm3或更高的密度。HDPE聚合物的密度在0．94-0．97g／cm3范围内，优选0．95-0．965g／cm3，由ASTM定义。本专利技术的HDPE聚合物的熔点由示差扫描量热法(DSC)测定，在120-150℃范围内，优选125-135℃。本专利技术的HDPE聚合物的熔融指数为大于0．1至10．0g／cm3、优选0．2-5．0g／cm3，最优选0．6-2．0g／cm3。本专利技术的HDPE聚合物还可从市场获得，如Phillips ChemicalCompany的Marlex TR-130，Lyondell Petrochemicals，Co．的M6211和Dow Chemical Co．的Dow XU 6151．302，等等。本专利技术的HDPE芯基片在其至少一面上有间同立构聚丙烯附加层。附加层可用任何本领域已知的方法施加在芯基片的表面。优选地，可将附加的间同立构聚丙烯层与芯基片共挤出。还可将两个附加层同时共挤出在芯基片的两个面上。将间同立构聚丙烯层附加在芯基片上提高了生成的膜的抗拉性能。这继而提高了膜的加工性能，得到了高生产速度和在包装机上的高速包装。已经发现间同立构聚丙烯由于其链的微观结构和其结晶性能而具有与那些全同立构聚丙烯截然不同的性能。本专利技术的间同立构聚丙烯在聚合物链骨架的交替侧面有大量的甲基侧基。全同立构聚丙烯有长的链节，其中甲基侧基主要出现在聚合物链骨架的相同侧面。本专利技术的间同立构聚丙烯可通过任何本领域已知的方法制备和从市场购得。通常，这些间同立构聚烯烃典型地使用活化的环戊二烯基过渡金属催化剂制备，如Eckeman等人的美国专利5340917中所述，在此包括该公开文献的全部。这些催化剂通常包括两部分，第一部分是取代或未取代的环戊二烯基过渡金属配合物、取代的或未取代的茚基过渡金属配合物或取代的或未取代的芴基过渡金属配合物、或其它功能类似的物质，第二成分一般是铝氧烷，优选甲基铝氧烷，或非配位阴离子。但是，用于本专利技术的间同立构聚丙烯不局限于任何特定的催化剂配合物和／或活化剂。本专利技术的间同立构聚丙烯是高间同规正度的聚丙烯。用13C-NMR测定的间同立构聚丙烯的间同立构五元组(syndiotactic pentadfraction)是0．55-0．98，优选0．70-0．98，最优选0．75-0．90本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双取向多层膜结构，包括： （Ⅰ）具有两表面的芯基片，所述基片含有高密度聚乙烯；和 （Ⅱ）在所述芯基片的至少一个表面上的附加层，所述附加层含有间同立构聚丙烯。

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