[发明专利]双轴取向膜

说明书

发明领域

本发明涉及多层热塑性膜结构。所述膜结构包括至少两层，一层是聚丙烯均聚物层，第二层为至少3微米厚和包含熔点为90℃至105℃的聚烯烃物质。所述膜结构特别适用于层压在基体(如纸或纸板)上。

发明背景和发明内容

热塑性膜结构广泛用于各种应用。本领域通常使用的一种类型的膜结构是双轴取向聚丙烯(BOPP)膜结构，其包括至少一层含聚丙烯的层。BOPP膜广泛用来层压到如用于下述应用的纸或纸板的基体上，所述应用包括图书封面、食品包装、玩具包装或纸板盒。BOPP膜不仅提供防水性也提供高光泽度表面，这为很多应用所需要。然而，对于一些应用，BOPP膜也表现一些不如所需的特性。

例如，在层压应用中，膜结构必须与其将层压其上的基体之间达到强的层压粘结。传统BOPP膜不容易附着于基体(如纸或纸板)。典型地，这种不足由粘结层压法克服，该方法在BOPP膜表面上使用基于溶剂或水的粘合剂(有时与处理BOPP膜表面相组合，如通过电晕放电处理、火焰处理、等离子体处理或金属涂覆处理)，然后将取向膜与基体粘结。然后使用非常耗费能量的长期加热烘箱除去水或溶剂。这种方法也产生污染、和在最终层压制品中可能存在的气味/污染问题。由于干燥过程的低速度，这种方法的效率也低，并需要另外的步骤以施用粘合剂。

工业中的其它普遍使用的方法包括将乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)层挤出涂布到BOPP表面上。该方法增加了费用(由于EVA的高成本)，也增加了复杂性(由于额外的挤出涂布步骤)。

其它尝试和对BOPP层与基体的粘合强度的改进包括多层结构，其中先将BOPP层与密封剂层粘结，然后再与基体粘结。在美国专利6,844,079中，例如，教导了包含羧酸或羧酸酯的密封剂层。然而，这样的包含羧酸的物质不会充分地粘结于BOPP层，因此需要中间连接层。这再次给膜设计增加了复杂性和费用。因此，如果可以消除或至少极大地减少包含得自羧酸或羧酸酯的单元的聚合物，这对于一些应用将是有益的。

US 2004/0105994教导多层膜，其包括包含热塑性聚合物的基础层和至少一层包含低熔点聚合物的外层。该参考文献得益于(favor)包含得自羧酸的聚合物的外层和加入的中间层，从而促进优选的外层与基础层之间的粘接。这也给膜设计增加了复杂性和费用。

因此，市场需要发展不含溶剂和粘合剂的层压法，其不需要另外的涂布过程或中间粘结层。

本发明满足这些目的中的至少一些，这是通过提供以下结构而实现的，在本发明的一方面，提供了膜结构，其包括包含聚丙烯均聚物的第一层，和包含熔点为90℃至105℃的聚烯烃物质的第二层。这样的膜结构中的第二层为至少三微米厚。

在本发明的另一方面，提供了层压结构，其包括基体和层压其上的膜结构，其中膜结构包括，包含聚丙烯均聚物的第一层，和包含熔点为90℃至105℃的聚烯烃物质的第二层。在这样的膜结构中，第二层为至少三微米厚。

附图说明

图1是棒图，其描述本发明的吹塑膜结构和对比的吹塑膜结构与卡片纸的平均和最大粘合强度。

图2是棒图，其描述在拉幅机框架操作上制备的本发明的膜结构以及对比的膜结构与各种纸基体的粘合强度。

具体实施方式

一方面，本发明提供膜结构，其包括包含聚丙烯均聚物的第一层。聚丙烯均聚物可以是全同立构聚丙烯均聚物，其全同立构规整度为89至99％(如通过¹³C NMR波谱法使用中间五元组(meso pentads)所测量)。聚丙烯的熔点优选为140℃至170℃，更优选为155℃至165℃。聚丙烯的熔体流动速率也优选为0.5至15g/10分钟(如根据ASTM D1238，2.16kg，230℃所测量)，更优选为1.5g/10分钟至6.5g/10分钟，还更优选为2.0g/10分钟至5.0g/10分钟。

全同立构丙烯聚合物可以通过使用Ziegler-Natta或茂金属催化剂制得。试验性或工业制备的茂金属催化的全同立构聚丙烯是EOD 96-21和EOD97-09(得自Fina Oil and Chemical Co.)、EXPP-129(得自ExxonMobil Chemical Co.)、Novalen M(得自BASF GmbH.)和H314-02Z(得自The Dow Chemical Company)等。