[发明专利]用作双轴取向聚丙烯膜的空化剂的碳酸钙

说明书

本发明涉及具有≤0.72g/cm³的密度的单层或多层双轴取向聚丙烯膜、生产该单层或多层双轴取向聚丙烯膜的方法、至少一种天然碳酸钙在该单层或多层双轴取向聚丙烯膜中作为空化剂的用途、包含该单层或多层双轴取向聚丙烯膜的制品以及用途。

技术领域

本发明涉及具有≤0.72g/cm³的密度的单层或多层双轴取向聚丙烯膜、生产该单层或多层双轴取向聚丙烯膜的方法、至少一种天然碳酸钙在该单层或多层双轴取向聚丙烯膜中作为空化剂的用途、包含该单层或多层双轴取向聚丙烯膜的制品以及用途。

背景技术

双轴取向聚丙烯(BOPP)膜也被称为取向聚丙烯膜，被用在种类繁多的技术应用中，例如包装产品如食品包装，包装袋，柔性包装和糖块包装纸(candy bar wrappers)，包装材料(wrappings)，膜如可收缩膜，离型膜，扭结膜，无光膜和非电容膜，标签，纺织品，文具用品，相册，信封，窗户，目录，手册，地图，盒式录音带/录像带，工业胶带如压敏胶带，封箱胶带和屏蔽胶带，层压金属化小册子目录，印刷层压材料，纸箱，化妆盒，餐厅菜单，电气制品如电缆绝缘材料和电容器。

众所周知，低密度制品可以通过添加空化剂(cavitating agent)来生产。例如，空隙通过如下方式获得：将约5-约50％重量的小有机或无机试剂或“夹杂物”(在本领域中被称为“空隙化(voiding)”或“空化(cavitation)”剂)引入基质聚合物中，并通过在至少一个方向上拉伸使该聚合物取向。在拉伸期间，小空穴或微空隙在空隙化剂周围形成。当空隙被引入到聚合物膜中时，所产生的空隙化膜不仅具有比非空隙化膜要低的密度，而且还变得不透明并且发展为纸状表面。这样的表面还具有可印性增加的优点；也即，与非空隙化膜相比，该表面能够以显著更大的容量接受许多油墨。在任一情况下，制品中小空穴/孔的生成导致密度的降低，不透明度和绝缘性能的提高，以及由于通过所述空隙的光散射的固有UV阻挡，而不需要单独的UV吸收剂。微空隙化制品具有额外的益处：更低的整体膜成本和更大的易分离性/可再利用性，尤其是在这些制品用于包装应用如标签中时(参见例如US7297755B2)。

原则上，空隙的形成基于在纵向拉伸期间在聚合物和空隙化剂之间的界面处的微裂纹的产生。在随后的横向拉伸期间，这些细的纵向裂纹被撕开而形成空气填充的、封闭的中空空间。因此，看起来合理的是，在同时取向期间空隙的产生比在顺序取向期间难度大得多。实际上，在实践中明显的是，在同时取向期间，常见的在聚丙烯中不相容的粒子如CaCO₃或PBT根本不产生空隙，或者仅在选择性粒子形状或粒子尺寸下产生空隙(参见例如WO03/033574)。对于这种方法来说，因此而开发了借助于发泡剂产生空隙的替代技术。

在本领域中，已经进行了多种尝试以通过添加有机或无机填料材料并且特别是含碳酸钙填料材料来改善聚丙烯膜的机械和光学性能。

例如，US 2013/0086874 A1涉及不透明的、空化的取向聚丙烯膜，包含：至少一个芯层，其具有包含聚丙烯和各自基于该芯层材料的重量计为2％重量-30％重量的碳酸钙和0.5％重量-20％重量的增白剂的第一侧和第二侧；以及附着到该芯层的第一和第二侧的每一侧上的至少一个表层。WO 2011/068728 A1涉及多层不透明膜，其包含空化芯层、两个表层和至少一个在该芯层与该表层之一中间的连接层。WO 03/033574 A1涉及在其至少一个层中包含粒子的同时取向的聚烯烃膜，在铸塑聚烯烃在MD和TD二者中同时拉伸时，所述粒子与所述层不相容而导致其中的空隙的引发，并且其中所述粒子包括：(i)具有至少2的平均纵横比x/y和最长粒子维度的平均尺寸大于约3μm的粒子；和/或(ii)具有平均纵横比为约1、窄尺寸分布、平均粒子尺寸为约3至约10μm的粒子，且其基本上不含尺寸大于约12μm的粒子。该空隙化剂优选为平的薄片材料如云母。