[发明专利]多层膜

说明书

发明领域

本发明大体上涉及多层膜，且特别涉及包含聚乙烯的多层膜。本发明还涉及用于生产这些多层膜的方法，且涉及包含该膜或由该膜生产的制品。

发明背景

为满足日益增长的性能要求例如抗撕裂性和抗穿刺性、不透气性、可密封性和透明度，现代包装膜在其结构(例如，多层)和组成(例如，聚合物类型)方面都可能是相当复杂的。

由于其优良的物理和机械特性、加工性能和透明度，聚乙烯被广泛用于包装膜的制造中。然而，迄今为止，聚乙烯归根结底来源于原油，且现在一致致力于在包装工业中避免或至少减少使用这些基于油的聚合物而赞成可持续的、生物来源的替代物。

迄今为止，在开发这种可持续的、生物来源的替代物方面的大部分研究集中在利用天然存在的生物聚合物例如淀粉。淀粉是一种有吸引力的替代物，因为其来源于可再生资源(例如，植物产品)、随时可得到且相对便宜。

已采用多种方法来将淀粉结合到基于聚乙烯的膜中。例如，已使用聚乙烯和淀粉的熔体共混物(melt blend)制备单层膜和多层膜。尽管这些膜产品包含减少的聚乙烯含量，但它们的制造可能是有问题的。例如，淀粉的相对亲水性与聚乙烯的相对疏水性本质上是不相容的。因此，淀粉具有在熔化处理期间向淀粉/聚乙烯熔体流的表面迁移并在处理设备的某些部件例如模唇聚集的倾向。然后沉积到模唇上的淀粉或其氧化残渣可间歇地跌落到经过的膜内，导致了所得的膜产品中的孔和缺陷。

另外，聚乙烯基质内的淀粉的不相容性通常导致形成具有高界面张力的多相形态，其经常不利地影响所得的聚合物膜的物理和机械特性。例如，淀粉存在聚乙烯膜内可促进膜的光泽、伸长特性、韧性、撕裂强度、抗穿刺性和透明度的显著减小。

因此，仍有解决或改善与包含聚乙烯和淀粉的常规膜产品有关的一种或多种不利或缺点或至少提供有用的替代物的机会。

发明概述

因此，本发明提供了包含至少一个三层结构的多层膜，所述三层膜由置于各自包含聚乙烯的两个覆盖聚合物层之间的芯聚合物层组成，其中所述芯聚合物层包含聚乙烯、热塑性淀粉和乙烯丙烯酸共聚物的熔体共混物。

本发明还提供了一种用于生产包含至少一个三层结构的多层膜的方法，该方法包括通过共挤出置于各自包含聚乙烯的两个覆盖聚合物层之间的芯聚合物层形成所述三层结构，其中芯聚合物层包含聚乙烯、热塑性淀粉和乙烯丙烯酸共聚物的熔体共混物。

本发明还提供了包含根据本发明的多层膜或由根据本发明的多层膜生产的制品。

在一个实施方案中，所述芯聚合物包含聚烯烃蜡。

根据本发明的多层膜的三层结构可显示出优良的物理和机械特性，且还可有利地使用常规的共挤出设备有效且高效地来生产。

由该三层结构提供的特别的优点是其优良的光学特性。令人惊奇地，该三层结构可显示出与常规聚乙烯膜相似的(如果不是相等的)光学特性，例如混浊度、光透射率和光泽。这是值得注意的，因为常规的基于聚乙烯/淀粉的膜通常具有差的光学特性。

根据本发明的三层结构的优良的光学特性使其适用于许多包装应用中，由于基于淀粉的聚乙烯膜的差的光学特性例如不可接受的不透明度，这些包装应用通常被认为不适合基于淀粉的聚乙烯膜。

不希望被理论约束，认为多层膜的三层结构减少了光从存在于芯聚合物层内的淀粉区域散射的程度。特别地，认为由两个覆盖聚合物层引发的对芯聚合物层的夹层作用，结合淀粉与芯聚合物层的组分的优良的相容性减少光从芯聚合物内的淀粉区域散射的程度，从而提高多层膜的光学特性。值得注意的是，相对于三层结构且还相对于常规聚乙烯膜，芯聚合物层本身(即，作为单层)显示出相当差的光学特性。

以下更详细地描述本发明的另外的方面。

发明详述

根据本发明的多层膜的芯聚合物层包含聚乙烯、热塑性淀粉和乙烯丙烯酸共聚物的熔体共混物。对于包含这些组分的“熔体共混物”，是指这些组分已被熔化混合以提供这些组分的整体亲密共混物。应明白，在多层膜本身的情况下，表达“熔体共混物”将通常被用来描述固态的共混物。然而，本领域技术人员应明白，在生产多层膜的情况下，表达“熔体共混物”还可扩展至描述熔融态的共混物。

取决于多层膜的期望特征，可改变用于芯聚合物层中的聚乙烯的性质。例如，聚乙烯可选自极低密度聚乙烯(VLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)中的一种或多种。