[发明专利]MDO多层聚乙烯膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有好的水蒸气和氧气阻隔性能的多层膜。

背景技术

聚乙烯用来制备食品包装膜、食品袋、拉伸包裹、收缩包裹、垃圾桶衬里和运输袋。一些应用，例如制备的包裹或原始食品，要求膜提供足够低的水蒸气和氧气透过率以保护内容物。

具有低水蒸气透过率(WVTR)和低氧气透过率(0TR)的包装膜一般通过将箔、金属化膜(例如，在PET或PE上的Al)层压，或通过使用可以通过化学气相沉积而沉积的金属氧化物(例如二氧化硅(SiO_X)、氧化钛(TiO_X)或氧化铝(Al₂O₃))来制造。金属化膜或金属氧化物的添加提高制造这些膜的成本和复杂性。还通常使用层压聚偏二氯乙烯(PVdC)膜，这是因为它们的优异阻隔性能和低水蒸气和氧气透过率。虽然上述层压膜具有低的水蒸气和氧气透过率，但是这些膜往往制造起来比聚烯烃膜贵。

聚乙烯膜也已被公开。例如，美国专利号6,613,841公开了纵向取向(MDO)聚乙烯膜的制备，该聚乙烯膜是高分子量中密度聚乙烯(HMW-MDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共混物。美国专利号7,011,892和7,078,081公开了通过高注道(high-stalk)吹胀挤出工艺所制造的高密度聚乙烯膜(HDPE)在纵向的单轴取向。虽然聚乙烯膜由于它们的疏水性可以提供对水蒸气的足够阻隔，但是它们一般需要与附加层或材料结合来改进它们的氧气阻隔性能。

具有与PVdC或层压聚合物膜(例如金属箔、金属氧化物)相当的低水蒸气和氧气透过率而没有额外复杂性或成本的聚乙烯膜将是商业上有用的。

发明内容

本发明是多层膜和该多层膜的制备方法。该多层膜包含具有第一表面和第二表面的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)层，与该EVOH层的第一表面粘合剂粘结的第一粘结层和与第二表面粘合剂粘结的第二粘结层，和至少一个与该第一粘结层粘结的高密度聚乙烯(HDPE)层和至少一个与该第二粘结层粘结的选自线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)的聚乙烯层。采用约5或更大的“牵伸比”(在取向之前的膜厚度/在取向之后的膜厚度)在纵向将该多层膜单轴后取向，该多层膜具有约0.75-约1.5密耳的最终膜厚度。

令人惊奇地发现，本发明的多层膜具有与PVdC膜的那些相当的水蒸气和氧气透过率。更具体地说，本发明多层膜的水蒸气和氧气透过率分别小于3.5g-密耳/m²-天和小于2.5cm²-密耳/m²-天。优选地，所述多层膜在大于约6的牵伸比的情况下具有小于3g-密耳/m²-天的水蒸气透过率(WVTR)和小于2cm²-密耳/m²-天的氧气透过率(OTR)，最优选，在大于约7的牵伸比的情况下具有小于2.5g-密耳/m²-天的WVTR和小于1.5cm²-密耳/m²-天的OTR。

发明详述

本发明是具有低水蒸气和氧气透过率的多层膜。该多层膜含有至少五个包含以下材料的层：线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯乙烯醇(EVOH)或其衍生物。可以用各种材料制备粘结粘合剂层，这取决于粘结的层。本发明的一个实施方案是七层膜：LLDPE/HDPE/粘结层/EVOH/粘结层/HDPE/LLDPE。本发明还是采用大于5的牵伸比在纵向将多层膜单轴后取向的方法以制造具有降低的氧气和水蒸气渗透性的膜。所谓的“牵伸比”是指取向之前的膜厚度/取向之后的膜厚度。例如，当在纵向将4-密耳膜取向至1-密耳膜时，该牵伸比是4。

合适的线性低密度聚乙烯(LLDPE)包括乙烯与α-烯烃(约5-约15wt.％)的共聚物。α-烯烃包括1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等、和它们的混合物。LLDPE的密度在约0.865-约0.925g/cm³的范围之内。LLDPE是可商购的，例如来自Lyondell Chemical Company的GS707的LLDPE。