[发明专利]结合使用蜡与空化连接层的具有改进的WVTR的膜

说明书

本发明涉及具有增强的阻隔特性的多层包装膜，它特别适用于食品的包装膜，能成功地进行层压、印刷或涂覆操作。

塑料(如聚合物膜)被广泛地用于包装各种食品和非食品。为了确保这些聚合物膜所包装的产品能得到适当的保存，这些膜必需具有防止空气、湿气、有害味道等透过的阻隔性能。然而，单纯的、未经改性的聚合物膜都不具备适合包装需求的足够的气体和湿气阻隔性能。例如，聚烯烃膜(如聚丙烯膜)由于其成本低、制造容易特别适合于制备包装膜。然而，这些聚丙烯膜的固有特性是允许氧气和水蒸气从膜外部渗透入由膜制得的包装内部。当这些膜被用作食品包装时，透过这些膜的氧气和水蒸气会促使膜内所包装食品快速变质。

为了得到可以接受的阻隔性能，研究人员一直在研制具有改进的水蒸气透过率(water vapor transmission rates，WVTR)的多层聚合物膜。例如，已知将蜡混入膜结构中可以改进水蒸气透过率。据信，蜡能迁移或浮散(bloom)至膜结构的外表面并变成晶体，这样就赋予膜优越的WVTR和改进的隔氧性能(oxygen barrierproperties)。然而，在这一方法中表面上的蜡很容易被除去，因此难以保持这一WTVR和隔氧性能，尤其是当这些膜用于层压、印刷和涂覆操作时。

为了得到具有改进的阻隔性能的膜，美国专利5,141,801和5,155,160揭示了将蜡混入共挤出膜的聚烯烃表面层中。为了防止蜡迁移到将被用于层压和印刷的表面上，这两篇专利建议膜包括一层聚合物材料(如聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH))的阻隔层。然而，这些聚酰胺和EVOH阻隔层昂贵且难以制得。因此，虽然已有技术揭示了多种有用的膜，但是这些膜通常容易在随后的层压、印刷和涂覆过程中脱除蜡，并且制备困难且昂贵。

因此，需要一种包装膜，它能简单便宜地制备，能够得到增强的阻隔氧气和水蒸气透过的性能，并且能够进行随后的层压、印刷或涂覆操作。

本发明的一个目的是提供一种具有改进的隔氧和阻水蒸气性能的包装膜。

本发明还有一个目的是提供一种能有效地进行层压、印刷或涂覆操作的包装膜。

这些目的和其它目的都在本发明中得以实现，本发明提供了一种多层膜，该多层膜具有聚烯烃芯层、位于聚烯烃芯层至少一面上的共聚物或三元共聚物中间层(中间层中具有空隙(voids)并包含局限在空隙内的蜡)以及位于中间层上的一层表面层。较好的是，聚烯烃芯层和表面层是聚丙烯。中间层较好的是乙烯/丙烯共聚物或乙烯/丁烯/丙烯三元共聚物，含有2-20％的晶形费-托合成蜡局限在中间层中的空隙内。所述多层膜最好是五层双轴取向的膜，它具有聚丙烯芯层、位于芯层两面上的空化(cavitated)即有空隙(voided)的共聚物或三元共聚物中间层(包含局限于中间层中空隙内的蜡)和位于两层中间层上的聚丙烯表面层。

本发明还提供了一种制备所述多层膜的方法，该方法包括将其中包含蜡的第一种聚烯烃树脂、其中分散有颗粒的共聚物或三元共聚物的第二种聚烯烃树脂以及第三种聚烯烃树脂共挤出，形成多层基膜(base film)，所述基膜具有包含蜡的聚烯烃芯层，位于聚烯烃芯层至少一面上的其中包含有颗粒的共聚物或三元共聚物中间层以及位于中间层上的聚烯烃表面层。该方法还包括对多层基膜进行取向，取向的条件足以使得微粒在中间层中形成空隙，并使得蜡从聚烯烃芯层迁移到中间层的空隙中。

因此，就此发现了空化的共聚物或三元共聚物中间层的空隙内包含蜡的多层膜能提供优良的WVTR和隔氧性能，同时防止蜡易于在随后的膜层压、印刷和涂覆过程中脱除。

本发明是针对多层膜结构，它包含聚烯烃芯层、位于聚烯烃芯层至少一面上的共聚物或三元共聚物中间层(中间层中具有空隙并包含局限于空隙内的蜡)以及位于中间层上的表面层。本发明的膜结构提供了优良的WVTR和隔氧性能，同时使得该膜结构能够进行层压、印刷和涂覆，而不会对WVTR和隔氧性能产生不利影响。

本发明设想的聚烯烃芯层可以是任何能适合用于制造热塑性膜的聚烯烃聚合物。特别好的聚烯烃聚合物包括丙烯的均聚物和共聚物。具有特别用途的丙烯均聚物包括80-100％全同立构聚丙烯，最好的是95-96％全同立构聚丙烯。较好的是，丙烯均聚物的熔体指数在2-10克/10分钟的范围内，最好的是熔体指数为3.5-6克/10分钟。较好的丙烯共聚物包括98-96/2-4丙烯/乙烯共聚物、50/50丙烯/1-丁烯共聚物、95/5丙烯/1-戊烯共聚物、90/10丙烯/1-己烯共聚物、80/20丙烯/4-甲基-1-戊烯共聚物等。