[发明专利]薄膜组合物和制造该薄膜组合物的方法

说明书

技术领域

本发明总体而言涉及薄膜组合物和制备所述薄膜组合物的方法。更具体而言，本发明涉及包含聚烯烃与金属茂催化的聚烯烃共聚物的共混物的薄膜组合物，其具有高的金属粘合性。

发明背景

金属化的薄膜可以被用作阻隔层，以在柔性包装中提供产品保护。例如，可密封的高阻隔薄膜可以被用在要求非常低的湿气和氧气透过率的芯片袋(chip bag)的内部。非常低的透过率被定义为小于约20，优选小于约15cc/m²/天/atm的氧气透过率(OTR)和小于约0.5，优选小于约0.2g/m²/天的水蒸气透过率(WVTR)。为了始终如一地实现非常低的OTR和WVTR透过率，要求高的金属粘合性。

金属化的薄膜在蒸气沉积的金属层和薄膜的金属接收层间具有足够的粘合力是希望的。通常，在薄膜的金属接收层和金属层间的结合强度越高越好。更高的金属粘合可以导致就阻隔性能、层合物结合强度和在包装工艺中当薄膜在VFFS机器上被牵引通过形成凸缘(forming collar)时金属脱落和损失方面的改进而言更强的薄膜。更具体而言，通过改善金属粘合，阻隔性能通过使在真空金属化工艺和重绕工艺过程中金属脱落和损失的量最小化而被改善。当具有高金属粘合性的金属化的薄膜被用在多层层合物中时，包装层合物的结合强度被改善。在密封区域具有许多结点板和折叠的厚的多层袋(例如直立式袋(stand-up pouches))中，所述金属层经常从金属接收层剥离。这可能引起包装失败或导致“袋内袋”现象。因此，具有高的金属粘合性能的薄膜是非常合乎需要的。

美学外观也是重要的。希望金属化薄膜的金属表面具有明亮的、有光泽的、反射性的外观。当所述包装在完成的图形中包括明亮的、反射性的金属时，这样的有光泽的金属外观是特别希望的。

金属化的聚合物薄膜的另一个方面是确保所述金属层在挤出层压工艺中不会“开裂”。由于来自熔融聚合物的高的热负荷，所述金属接收层可能熔化或变形并且可能断裂和出现裂纹。这将使薄膜的气体和湿气阻隔性能降低。

聚合物金属接收层(例如包含齐格勒-纳塔催化的聚丙烯均聚物(z-nPP)的金属接收层)的制备和金属化是困难的工艺。表面处理尽管被要求以获得低的透过率和高的金属与金属接收层表面的粘合力，但是表面处理破坏所述表面的聚合物链，从而在所述表面上产生低分子量的低聚物材料(LMWOM)。在金属化之后，低分子量的低聚物材料可以从所述表面脱落，使得金属粘合性差。

另外，对于聚丙烯(PP)和其它高熔点的聚合物材料(约155至168℃)，在加工方向取向(MDO)中产生的擦痕可能是持久的问题。可能要求频繁清洁MDO辊，以保持好的外观。对于在～148℃以上熔化的z-nPP和丙烯-丁烯(PB)共聚物的共混物，观察到高百分比的擦痕。

美国专利申请2007/0292682号描述了层压薄膜，其包括聚烯烃基础层，和包括丙烯均聚物或微无规(mini-random)丙烯-乙烯共聚物与无定形聚α-烯烃或乙烯-丙烯弹性体的共混物的金属接收层。所述金属接收层可以还包括乙烯-丙烯共聚物。所述层压薄膜可以还包括另外的层，例如另外的含聚烯烃树脂的层、金属层或它们的组合。

低熔点的聚合物材料(约120至150℃)在MDO工艺中具有更好的牵引性能。在MDO工艺中形成的缺陷往往在横向取向(TDO)工艺的烘箱中熔化和消除。然而，使用具有低于约148℃的熔点的丙烯基材料使得所述表面更容易在挤出层压过程中出现裂纹。

向聚丙烯树脂中添加乙烯-丙烯(EP)共聚物、低分子量蜡或烃树脂改善金属粘合性，但是增加开裂的倾向和在应变下阻隔性的降低。而且，添加太多的齐格勒-纳塔催化的乙烯-聚丙烯(z-nEP)共聚物增加透过率。

因此，需要开发具有非常低的透过率、高的金属粘合性和在挤出层压工艺中的低开裂的薄膜。

发明概述

在本公开的某些实施方案中，提供了包含第一层的薄膜，所述第一层包含第一聚合物和5-25重量％第二聚合物的共混物，所述第二聚合物是具有小于或等于11重量％的乙烯含量的、金属茂催化的乙烯-丙烯弹性体，所述第一聚合物不同于所述第二聚合物。