多层聚乙烯薄膜制造技术

一种多层薄膜，其主层的主要成分是密度为０．９１５－０．９３５ｇ／ｃｍ↑［３］的线性低密度聚乙烯ＬＬＤＰＥ，混有少量低密度聚乙烯ＬＤＰＥ，或是ＬＤＰＥ形成邻接层与ＬＬＤＰＥ层共挤塑。薄膜通过铸塑挤塑制成，使用特殊的骤冷和拉伸条件。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及被赋予有用机械性能的可拉伸硬质薄膜及其制备方法，这种机械性能使上述薄膜特别适于应用在货盘包装领域。装载货盘的包装通常用可拉伸薄膜或可热收缩薄膜来进行。可拉伸薄膜是一种基于聚烯烃树脂使用铸塑工艺或膜泡工艺制的多层薄膜，在标准薄膜制造阶段或在预拉伸薄膜制造阶段中，工艺可以是不同的。标准薄膜一般用于进行人工包装或是用于承受轻载荷工件的半自动机器上。相反，预拉伸薄膜用于在产品产量很大时运行的大型包装线上。实际上，薄膜的使用者是将具有一定厚度的薄膜用于货盘平台上，所述厚度通过一种特殊的包装系统和薄膜应用过程而被适当地降低，薄膜的应用是通过两个具有不同转速的圆辊将薄膜拉伸至所需的百分比(一般为100-200％)。这种方法能够限制薄膜的用量，无疑，同时也就保证加到货盘平台上对载荷适当的机械固定。可热收缩薄膜可再细分为单轴收缩薄膜和双轴收缩薄膜。后者通常被用于货盘包装。不同于可拉伸薄膜，可热收缩薄膜的应用技术更为复杂。首先用薄膜对装载货盘＂加罩＂，然后在高于100℃的温度下在烘箱中经过热加工。于是，由薄膜收缩制成的＂罩＂靠适当的但不过分的紧缩力将载荷固定到货盘平台上。可拉伸薄膜包括一种粘附材料层，它保证了包装工序中薄膜的自粘附性。薄膜还可具有滑动特性，以避免与平台接触时与之粘附。两种薄膜都存在应用上的固有限制。已证明只有在有高产量自动化机器的情况下使用预拉伸薄膜才是正确的事实上，只有在这种情况下，即由于存在用于材料预拉伸的合适装置而决定的成本提高及生产线更为复杂的情况，才能使其变得可以接受。可预拉伸薄膜的不便之处还体现在某些应用中，当多行导向时，对载荷的固定力不足，例如在矿泉水、纸和类似产品的制造工业中所实行的。对于这些特殊用途，使用可预拉伸薄膜是不足的，因为所得的包装缺少一种机械阻力，这种机械阻力是平台运动时避免载荷移位所必需的。使用可热收缩薄膜也包含明显的不便之处包装过程的运行成本高，而且在任何情况下都超过了可拉伸薄膜包装过程的运行成本。此外，还使各种产品不能用于某些类型的载荷，这是由于装载货盘在包装之前要经过的高温。加热工序中，由于达到了高温，不可逆转地要伤害载荷。现已出乎意料地发现，可以得到一种具有足够刚度且同时具有良好拉伸性能的多层聚乙烯薄膜，这种薄膜克服了普通薄膜存在的缺点，并且使用降低数量的材料可用于装载货盘上任何类型的载荷。此外，可热拉伸薄膜可节省更多的运行成本这是由于完全取消了热处理工序，而且用于薄膜的聚合物的重量减少了，其结果是减少了包装材料的消耗。本专利技术的多层薄膜包括主层(通常构成芯层)，主层含有线性低密度聚乙烯(LLDPE)作为其主要成分，LLDPE的密度值为0.915-0.935g/cm3，还含有低密度聚乙烯(LDPE)，与LLDPE混合使用，或作为邻接层而存在，与LLDPE层共挤塑。LDPE聚乙烯的存在量为LLDPE重量的8-40％，优选为15-25％。LDPE优选与LLDPE在为LLDPE层供料的挤塑机中混合。也可以使LDPE与LLDPE共挤塑从形成邻接层。其它可与LLDPE配合的聚合物如密度稍高于主层聚合物的LLDPE，其密度可达约0.940g/cm3，可以与LLDPE形成混合物使用，或与LLDPE共挤塑以形成多层薄膜中的一层。这种密度稍高的LLDPE的用量占LLDPE与LDPE重量之和的约5-40％。为了使薄膜变得有粘性，因而共挤塑一层聚合的粘性材料，它能使薄膜具有粘附性，这种性能使薄膜在包装完毕后粘合。用作粘附层的聚合物一般是密度为0.895-0.910g/cm3的LLDPE。在某些应用中，薄膜需要有滑动性能，如避免薄膜与包装平台接触时与之粘附。滑动性能可以赋予薄膜的内侧或外侧，由密度约为0.930g/cm3的LLDPE得到。本专利技术的薄膜包括主层，通常为芯层，还包括粘附层，在一种优选的实施方案中，还包括一层密度稍高于主层LLDPE密度的LLDPE层。主层中可以加入聚合物领域中常用的添加剂，如染料、颜料、抗氧剂、阻燃剂、核化剂。正如已指出的，本专利技术薄膜的特征在于具有高刚性的同时还具有足够的拉伸性能薄膜是硬质但可拉伸的。其屈服拉伸应力显著高于普通可拉伸薄膜，并可达到6倍或更多倍之多。其杨氏模量也较高(约高出20-30％)。屈服拉伸应力值约为15-70N/mm2，杨氏模量范围为70-160N/mm2，断裂伸长率在60％-500％之间。以上是指纵向上的值。文献中还未公开过杨氏模量值超过120-130N/mm2的多层或单层聚乙烯薄膜，文献中，断裂伸长与屈服拉伸应力的比值低于40-50，尤其就本专利技术薄膜来说仅为2-15。本专利技术薄膜与普通可拉伸薄膜的不同点从记录在附图说明图1和图2中的应力/应变曲线就可看出。对于本专利技术薄膜(图1)，曲线在弹性应变部分显示出很高的斜度，还显示出很窄的屈服平直部分这确保了薄膜的刚性，使薄膜甚至在垂直增加显著的载荷下仍保持有限的形变。对于普通薄膜(图2)，曲线已显示出相对低的形变值，很宽的屈服平直部分。这种特性使薄膜不能适用于许多货盘包装的应用中。本专利技术薄膜的高刚性使其特别适合于轻载荷包装(矿泉水、食物、药品和类似物品)或重载荷的中型包装(砖、瓦、陶瓷制品、水泥、纸、机械部件等)。本专利技术薄膜还可用于大尺寸线轴的包装、成捆包装以及用于建筑构件和层压制品的包装。在包装工序中，合适的预拉伸应为20-50％。薄膜可以加工成厚度10-100微米，条宽(Stripe)250-2000mm。可用于制备本专利技术薄膜的LLDPE和LDPE均为公知聚合物，其制造方法在许多文献中都有所详述。LLDPE聚乙烯是由乙烯与α烯烃CH2＝CHR(其中R通常为具有1-12个碳原子的烷基，烯烃优选为1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)聚合制成，使用Ziegler-Natta配位催化剂，该催化剂由过渡金属化合物反应得到，优选为Ti和V的化合物，以及出自烷基铝的化合物。也可以使用从茂金属化合物及铝噁烷(alumoxane)化合物得到的催化剂。茂金属化合物具有以下通式Cp2MX2，其中Cp是环戊二烯基环，并且两个环之一被烷基取代或两环桥接；M是Zi、Ti、Hf或V；X是氢或烷基。具有受限几何结构的茂金属化合物可用于制备具有特殊性能的LLDPE。乙烯与α烯烃混合物的聚合反应一般在气相或溶液中进行。通常LLDPE的密度在0.890与0.935g/cm3之间。共聚的α烯烃插入链中的量以mol计为0.5-20％。已发现LLDPE在薄膜制备中的特殊用途。然而其可加工性并不很高，已通过各种方法试图改善。其中一种方法包括向聚合物中加入丙烯与少量高级α烯烃的共聚物，特别是丁烯(占α烯烃重量的5-15％)选择性地与乙烯(最多占共聚物重量的10％)混合后与α烯烃的共聚物。这类改性的LLDPE已在文献中公开。任何LLDPE，无论改性的或未改性的，只要密度值在0.915-0.930g/cm3之间，就适用于本专利技术薄膜的制备。聚合物密度按ASTMD1505测量。优选的聚乙烯密度在0.915-0.920g/cm3之间。优选的熔融指数是2-3g/10′(ASTMD 1238-65T，条件E)。LDPE通过高压法乙烯自由基聚合制成。这种聚合物的特征在于主链上存在长支链，这些支链使聚合物适于制造赋与有用特性的薄膜。L本文档来自技高网...

【技术保护点】
特别适合于装载货盘包装的多层薄膜，包括主层，主层以线性低密度聚乙烯ＬＬＤＰＥ为主要成分，ＬＬＤＰＥ的密度为０．９１５－０．９３５ｇ／ｃｍ↑［３］，屈服拉伸应力为１５－７０Ｎ／ｍｍ↑［２］，断裂伸长率为６０－５００％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G布拉姆比拉，
申请(专利权)人：马努里斯特雷奇股份有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]