[发明专利]各向异性薄聚乙烯片材及其应用以及制造其的方法

说明书

本发明涉及各向异性多层膜和制造多层膜的方法，其中超临界起泡剂被引入到至少一个层中，其中至少一个层包含10重量百分比至100重量百分比的熔融指数为0.2g/10分钟至2g/10分钟的LLDPE。根据TAPPI T538，本发明中的膜的表面的平均谢菲尔德平滑度可以小于100。根据ASTM D2582，本发明中的膜的抗穿刺扩展撕裂性可以大于500g/密耳。

相关申请

本申请要求于2018年11月16日提交的美国临时专利申请第62/768,216号的优先权，其通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及可以用于包装应用的多层膜。

背景技术

本发明涉及包括至少一个聚乙烯层的各向异性聚乙烯膜，其中惰性气体例如二氧化碳、氮、或者二氧化碳与氮的混合物被引入到聚合物熔体中以增强可加工性。单层膜或多层膜的制造在本发明和技术的范围内。所述膜可以用于广泛的应用，例如垃圾袋、杂货袋、食品包、真空包装、自立袋、宠物食品袋、表面保护和液体包装。

由于聚合物膜的商业意义，因此改善膜产品的特性是必要的。更具体地，机械特性可以通过各种方法，例如操纵树脂的结构或利用特定添加剂来改善。在吹膜工艺中，通常在机器方向(machine direction，MD)上的撕裂强度由于聚合物链的取向而劣化。

为了改善机械特性，并且更具体地，改善膜的撕裂强度，交联是一种选择；然而，它增加了过程的成本和复杂性并产生不可回收的产品。传统上，将高熔融指数(高MI)的线性低密度聚乙烯(LLDPE)与广泛用于吹膜生产线的低密度聚乙烯(LDPE)共混以改善拉伸强度、断裂伸长率和在机器方向上的撕裂强度。另一方面，高MI LLDPE表现出相对差的熔体强度，熔体强度是稳定吹泡的关键因素。出于这个原因，高MI LLDPE树脂的使用被限制为与LDPE的共混物中的小部分。由于在加工和实现良好表面品质方面的困难，在吹膜工艺中使用分数熔融指数(fractional melt index)LLDPE或低MI LLDPE通常不令人感兴趣。

薄膜的表面品质和平滑度以及吹泡取决于几个因素，包括模具几何形状、树脂的分子量和分子量分布、流量和聚合物的结构。挤出不稳定性首先表现为在挤出物的表面上或在沿机器方向的截面中存在的任何不均匀性，定义为熔体破裂，这导致膜的外观和表面品质差。对于许多线性聚合物例如HDPE和LLDPE，观察到鲨鱼皮熔体破裂。然而，包括LDPE的大多数商购的支化聚合物表现出严重的熔体破裂，其在与鲨鱼皮熔体破裂开始发生时的剪切应力相比高得多的壁面剪切应力下发生。膜上的印刷品质由基于印刷方法的几个重要参数决定，所有参数均相互依赖于膜的表面平滑度以使得均匀的油墨覆盖在膜的表面上。

专利US6696166公开了在吹膜挤出生产线上使用拟均相(pseudohomogeneous)LLDPE树脂制备的塑料膜。本发明中使用的LLDPE必须具有0.915g/cm³至0.919g/cm³的基础树脂密度和3至9的共聚物/均聚物(COHO)比率。膜必须在特定挤出条件下使用特定环形挤出模具制备。本发明的膜具有大于600克/密耳的落镖冲击强度和大于350克/密耳的机器方向撕裂强度。

专利US9587093公开了由两种高密度聚乙烯共混物组分的共混物和高性能有机晶体成核剂制备的阻隔膜。当两种共混物组分的熔融指数的比率大于10/1时，在成核剂的存在下观察到膜的水蒸气透过率大大降低。

专利US9126269A公开了多层吹膜，其包含具有高熔融指数比(MIR)的茂金属聚乙烯(mPE)、包含具有低MIR的mPE的层和包含HDPE和/或LDPE的层。

发明内容

本发明涉及各向异性多层膜，其中至少一个层包含聚乙烯。

根据TAPPI T 538，膜的表面的平均谢菲尔德(Sheffield)平滑度可以小于100。