[发明专利]双轴向取向多层阻隔薄膜

说明书

本发明涉及双轴向取向多层阻隔薄膜、其制造方法以及它们在食品包装中的应用。更具体地讲，本发明涉及由乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）和聚丙烯所组成的上述薄膜。

乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）薄膜对氧气、二氧化碳和氮气具有优良的阻隔性。它们对于阻隔气味，防止丧失风味也很有效。但是，EVOH树脂对湿度很敏感，它的阻隔性在高湿度环境中会有所下降。聚丙烯具有优良的阻隔湿气的性能，以及良好的强度性质和较高的使用温度。当EVOH树脂被聚丙烯层四周包封起来后，它们对湿气具有阻隔性，因此保持了该树脂的阻隔特性。

美国专利4561920公开了一种双轴向取向的对氧气和湿气都有阻隔性的薄膜的制造方法，该方法包括首先是将至少一层聚烯烃层（聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯和乙烯与其它烯烃单体的共聚物）、至少一层乙烯-乙烯醇共聚物（其熔体流动速率至少约为8克/10分钟）和至少一层粘合剂层进行共挤出，上述这些层藉助于夹在芯层和EVOH之间的粘合剂，被结合在一起形成复合膜片。其次该复合膜片被速即冷却，致使EVOH的结晶度不大于约25%。最后对复合膜片进行双轴向取向拉伸，纵向拉伸比约为2∶1至4∶1，横向拉伸比约为3∶1至7∶1。该专利说明书还公开了采用上述方法制造的双轴向取向对氧气和湿气的阻隔薄膜。

本发明的目的是提供改进薄膜质量的双轴向取向多层阻隔薄膜。

因此，本发明提供了一种多层共挤出薄膜，该薄膜已被双轴向取向拉伸，纵向拉伸比从大于4∶1至7∶1，横向拉伸比从大于7∶1至10∶1，该薄膜包含：

（1）至少一层乙烯-乙烯醇共聚物（C层），

（2）在C层的两侧，至少有两层聚乙烯、聚丙烯、聚（α-甲基戊烯）或乙烯与较高级烯烃的共聚物（A层）。

最好在C层的顶、底和侧边处以A层四周包封起来，与取向拉伸程度较低的现有技术的薄膜相比，形成的薄膜展示了对湿气和气体（例如氧气）更好的阻隔性。

一种十分适用的薄膜是其中至少有两层粘合剂层（B层）与C层和A层相接触，形成了ABCBA的结构，而B层背向C层的面层和它们的侧边都由A层四周包封起来。本发明薄膜中的A层最好包含聚丙烯。取向拉伸比，以纵向为5∶1至7∶1，横向为8∶1至10∶1为最佳。

本发明使用的EVOH是乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化产物或水解产物，通常乙烯含量为25～75%（摩尔）。在EVOH中乙烯含量最好至少为45%（摩尔），使得EVOH具有足够柔韧性，从而在取向拉伸过程中能经得起拉伸。水解度至少应达到96%，最好至少为99%。水解度大于96%为好，因为低于此薄膜对气体的阻隔性能就会低于最佳点。通常本专业技术人员都知道，EVOH在190℃，负荷为2160克时的熔体流动速率必须至少为4克/10分钟，才可使EVOH、粘合剂和聚丙烯之间达到熔体粘度的匹配。如果其熔体流动速率小于4克/10分钟，此时EVOH、粘合剂和面层的熔体粘度就难以达到匹配。这些材料的熔体粘度之间互相匹配是重要的，这可避免界面的不稳定性，否则会导致熔体的波痕和各层分布不匀，或称之为料流干扰。这些材料的粘度匹配，通过监测这些材料的熔体流动速率就可最容易而且有效地达到。

然而，在本发明中，采用熔体流动速率范围为14～18克/10分钟（在190℃下）的EVOH共聚物树脂，可以达到PP/粘合剂/EVOH之间熔体粘度的良好匹配。

聚烯烃可以是聚乙烯，包括高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯，聚丙烯，聚（α-甲基戊烯）以及乙烯与其它烯烃的共聚物。最佳的聚烯烃是聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物（以丙烯为主）。聚烯烃层的熔体流动速率最好是在2～6克/10分钟的范围内。对乙烯-丙烯共聚物而言，它在230℃且负荷为2160克时的熔体流动速率最好约为2.5～6.0克/10分钟。聚丙烯的熔体流动速率最好约为2.5～4.5克/10分钟。按上述范围，共聚物或聚丙烯的粘度与EVOH和粘合剂最易匹配。而且，按上述范围，共聚物或聚丙烯的取向拉伸也能导致最佳性能。

使用的粘合剂层可以是若干种专用材料中的任一种，例如在美国专利4561920中所描述的材料。适用的粘合剂包括CXA-3036（由杜邦公司供应的一种乙烯-醋酸乙烯共聚物）、Admer（TM）粘合剂（三井石油化学公司产品）和Plexar（TM）系列（USI化学公司产品）。

可以不用粘合剂层，而如美国专利4650721中所述将一种增粘剂包括在聚烯烃层中。该专利说明书公开了聚烯烃层（聚丙烯）中含有一种马来酸酐改性的烯烃聚合物。

本发明也提供了一种制造薄膜的方法，包括：

（a）共挤出