[发明专利]具有提高的性能的多层薄膜

说明书

发明领域

本发明涉及具有提高的性能的多层薄膜。更具体地，本发明涉及一种选择聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)用于共挤出形成具有提高的密封性能的多层薄膜的方法和制备具有提高的密封性能的多层薄膜的方法。 

相关技术的描述

共挤出的吹塑薄膜和流延薄膜的生产以及用于其生产的装置是公知的。当薄膜在熔融态下从环形或扁平模头中拉出时，薄膜经冷却固化并且结晶。已经制备了其中使至少一个表面层或外层有助于热密封的多层薄膜。可以使用薄膜芯层以提供薄膜的主要物理性能例如抗冲击性、拉伸性或其组合。在本文中被称为中间层的在表面层与芯层之间的层可以有助于所希望的性能例如但不限于这些层的相互粘合性，和/或可以赋予防止水分、二氧化碳、氧气、其他气体等透过的阻隔性能。 

由于PE具有所希望的性能例如水分不渗透性、优良的密封性能、优良的光学性能和优良的感官性，因此它被传统地用作聚烯烃薄膜和包装中的层。一般而言，将PE共挤出、层压或者粘结在具有比PE更好的强度、然而不会像PE那样好地密封的其他聚烯烃和其他聚合物例如聚酰胺和聚(乙基乙烯醇)上。例如，在典型的多层薄膜中，PP层尤其是单轴或双轴取向的PP(OPP)层提供了与高劲度组合的高透明性、高熔融、高阻隔性能，而PE层提供了额外的薄膜体并且允许有低的密封温度，这意味着更高的包装速度。然而，PP和PE具有非常有限的相容性，并且普遍不将PE直接密封到PP薄膜上。当PE层与PP层组合时，可能需要额外的打底层。例如，当将PE例如低密度PE涂覆到 PP薄膜上时使用额外的打底层。另外还可能需要衔接层。可共挤出的衔接层例如通常含有超过8wt％的乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物被挤出在PP与PE之间以增强PE与PP之间的粘合性。相容性问题的另一种解决方式是将PP共混到PE中。与使用传统的PE即Ziegler-Natta PE相比，使用茂金属PE显著地增强了与PP的粘合性和相容性。 

薄膜生产商的趋势是降低规格薄膜厚度，这需要聚合物组分增强的劲度。更劲的聚合物组分被优选用于芯层中而不是密封层中，因为更劲的聚合物组分的更高结晶度将需要更高的密封温度，伴随着的是包装速度的降低。高密度PE(HPDE)与PP竞争，HDPE具有增强的相容性但比PP更低的劲度。仍然需要提高多层薄膜的密封性能例如密封强度和热粘性以及制备这类多层薄膜的方法。 

当一个薄膜相对于另一个薄膜而言具有显著更高的热粘强度时，可以更容易地将具有更高热粘强度的薄膜的包装速率提高至更高的速率。正如更少的泄漏包装表现出的那样，具有提高的密封强度的薄膜提供了增强的包装完整性而提供更牢固的包装。 

本发明提供了一种选择PE和PP用于共挤出形成用于柔性包装工业中的改进了以热粘性和密封强度度量的密封性能的多层薄膜的方法。 

发明概述

根据本发明的一个实施方案，提供一种通过以下方式改进多层薄膜中的热粘性和/或密封强度的方法：选择包含茂金属PE(mPE)、低密度PE(LDPE)或线型低密度PE(LLDPE)中至少一种的第一PE以形成第一外层；选择包含约60wt％-约40wt％的mPE和约40wt％-约60wt％的PP的共混物以形成内层，其中该wt％基于共混物中mPE和PP的总重量；选择包含mPE、LDPE或LLDPE中至少一种的第二PE以形成第二外层；和将第一PE、共混物和第二PE共挤出以形成分别包含 第一外层、内层、第二外层的多层薄膜；其中内层具有比第一外层或第二外层的至少一个的至少一种组分的最终熔点高至少约15℃的最终熔点；其中该多层薄膜具有比在内层中含有0wt％PP的多层薄膜高至少约25％的最大热粘性。在一个实施方案中，第一外层和第二外层基本不含PP，即小于约10wt％的PP，优选小于约5wt％的PP，更优选小于约1wt％的PP并且仍然更优选0wt％的PP。在另一个实施方案中，多层薄膜具有比在内层中含有0wt％PP的多层薄膜高约25％-约120％的最大热粘性。