[发明专利]抗卷曲隔离膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有高隔离特性的多层塑料膜的新的设计。

背景技术

具有气体隔离特性的塑料膜被广泛用于干燥食品的包装。膜应当具有低水蒸汽透过率(WVTR)和低氧气透过率(OTR)。香味的隔离也是期望的。

起初，在这些应用中使用的纸质包装部分地由玻璃纸取代，但是玻璃纸昂贵并难以加工。

由高密度聚乙烯(HDPE)制备的隔离膜提供了纸或玻璃纸的替代物。HDPE膜在成本和性能之间提供了良好的平衡。然而，当需要额外的隔离和/或韧性的时候，制备以下的多层膜是已知的：该多层膜包含由更昂贵的隔离树脂(例如乙烯-乙烯醇(EVOH)；聚酰胺(尼龙)；聚酯；乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)；或聚偏二氯乙烯(PVDC))制成的层和/或更强/更坚韧的树脂例如离聚物或线性低密度线性聚乙烯(“LLDPE”)的层。由EVA、离聚物、“高压低密度聚乙烯”(“LDPE”)或弹性体制成的密封层也被用于多层结构中。

上文列出的昂贵隔离树脂(聚酰胺、EVOH、聚酯和PVDC)趋向于比HDPE具有更强的极性。这可能导致多层膜结构中极性和非极性树脂层之间的粘附问题。因此，“粘结层(tie layers)”或粘合剂可被用于各层之间，以降低各层相互分离的可能性。

单层HDPE膜为便宜、易于制备的，并且对水蒸汽和氧气透过提供适度的抗性。此外，可以简单地仅仅通过增加膜的厚度，就能提供增强的隔离特性。然而，HDPE膜的机械特性(例如撕裂强度和冲击强度)和密封特性相对较低，所以多层膜被广泛地使用。

因此，隔离膜的设计涉及成本/效益分析-具有与更昂贵极性树脂的较佳性能平衡的低成本HDPE树脂。降低膜成本的另一种方式在于简单地使用较少的材料——通过制备更薄的或者“尺寸减小”的膜。

使用HDPE的多层隔离膜的实例公开于美国专利4,188,441(Cook)；4,254,169(Schroeder)；和6,045,882(Sandford)以及我们先前公布的加拿大专利申请CA2,594,472(Aubee等)中。

发明内容

本发明提供：

隔离膜，包含芯层和两个皮层，其中所述芯层基本上由：

a)60-92wt％成核的高密度聚乙烯树脂；和

b)40-8wt％的高压低密度聚乙烯的掺混物组成。

制备多层膜领域的技术人员将会理解的是，这些膜自身可卷起或“卷曲”。人们通常所接受的导致卷曲的机构理论是“差别收缩”——即各层分别趋向于以不同的速率收缩——导致卷曲。这种理论已在文献中讨论，并在2002年的塑料工程协会(“SPE”)的年度会议中呈递的两篇论文中进行了概括(参见：Morris；SPE(2002)，60^th(Vol 1)，4046和Morris；SPE(2002)，60^th(Vol 1)，32-39)。

可能影响差别收缩程度的两个因素为：

1)结构材料(例如，如果皮层是由比用于内层的材料收缩程度更大的材料制成)；和

2)加工条件：例如，如果新制备的膜仅在膜的一侧冷却(例如吹塑薄膜的内部)，那么在该侧上的收缩速率可不同于在吹塑薄膜气泡“外侧”上的收缩速率。

当成核剂存在于在多层膜的一个层中所使用的材料中的时候，这些问题可能增多，因为，成核剂的添加通常将导致聚合材料在冷却的时候程度更大地收缩(与成核剂不存在的情况下，相同聚合物在相同冷却条件下的收缩速率相比)。在某种程度上，这种问题可通过在芯层和至少一个皮层中使用相同成核的聚合物而减轻。这种类型的膜设计的一个实例公开于CA 2,594,472的表1中。我们现在已经发现另一种替代设计，其在多层膜的芯层中使用HDPE和LDPE的掺混物。

实施发明的最佳方式

A.HDPE

在本发明的膜中使用的优选HDPE具有0.950克/立方厘米(g/cc)至约0.970g/cc的密度，根据ASTM D1505测定。优选的HDPE还具有大于0.955 g/cc的密度，并且最优选的HDPE为密度大于0.958 g/cc的乙烯均聚物。优选的HDPE的特征还在于具有的熔体指数I₂为0.3至20g/10min，特别是0.5至10g/10min(根据ASTMD1238在190℃、2.16kg负载下测定，通常称为“I₂”)。