Пленки, полученные из них изделия и способы их получения



Пленки, полученные из них изделия и способы их получения
Пленки, полученные из них изделия и способы их получения
Пленки, полученные из них изделия и способы их получения
Пленки, полученные из них изделия и способы их получения
Пленки, полученные из них изделия и способы их получения
Пленки, полученные из них изделия и способы их получения

 


Владельцы патента RU 2505412:

ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи (US)

Изобретение относится к упаковочным материалам и касается пленки и полученных из нее изделий. Пленка представляет собой неориентированную пленку. Включает по меньшей мере три слоя: один внутренний слой, смежный с двумя наружными слоями. По меньшей мере один внутренний слой образован из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью большей или равной 0,945 г/см3 или сополимера циклического олефина. Каждый наружный слой, независимо, образован из композиции, включающей полимер на основе пропилена. По меньшей мере один внутренний слой имеет толщину меньшую или равную 25 процентам от общей толщины пленки. Изобретение обеспечивает создание пленки, обладающей хорошими характеристиками сопротивления разрыву и барьерными свойствами в отношении влаги. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

 

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка имеет приоритет на основании Европейской Патентной Заявки № 08382024.1, поданной 1 июля 2008 года, и Европейской Патентной Заявки № 08382027.4, поданной 16 июля 2008 года; каждая из которых полностью включена здесь ссылкой.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к многослойным пленкам, каждая из которых содержит по меньшей мере три слоя и где по меньшей мере один внутренний слой формируют из композиции, включающей полимер на основе полиэтилена высокой плотности или сополимер циклического олефина, и где каждый наружный слой, независимо, формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена. Такие пленки проявляют улучшенные характеристики сопротивления разрыву и улучшенные барьерные свойства в отношении влаги.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Пленки используют в многообразных вариантах применения для упаковки, таких как упаковка промышленных изделий, пищевых продуктов и специализированных изделий. Для такой упаковки желательно, чтобы упаковку формировали из пленки, которая имеет сочетание конкретных свойств, таких как хорошие характеристики гидроизоляции, хорошие характеристики сопротивления разрыву и хорошие оптические свойства.

Современные литьевые полипропиленовые пленки используют благодаря их хорошим оптическим свойствам в сочетании с высокой прочностью на разрыв по Элмендорфу. Однако в определенных вариантах применения, таких как упаковка для пищевых продуктов, где требуются гидроизолирующие свойства, литьевые полипропиленовые пленки недостаточно пригодны, и нужно использовать пленки ВоРР (ориентированный в двух направлениях полипропилен). Однако пленки из ориентированного полипропилена имеют худшие характеристики сопротивления разрыву. Во многих вариантах применения, где важным условием применимости является сопротивление распространению трещины, требуются другие типы пленок, такие как многослойные пленки. Такие пленки обеспечивают барьерные свойства в отношении влаги и имеют хорошие характеристики сопротивления разрыву. Однако изготовление многослойных пленок является дорогостоящим процессом, и существует потребность в менее дорогих пленках с улучшенными свойствами гидроизоляции и хорошими характеристиками сопротивления разрыву.

Патентная публикация US № 2003/0211350 раскрывает термопластическую многослойную пленку, которая включает: а) сердцевинный слой, включающий полиолефин, выбранный из группы, состоящей из изотактического полипропиленового гомополимера (PP), этилен-пропиленового сополимера (ЕР), HDPE (полиэтилена высокой плотности) и LLDPE (линейного полиэтилена низкой плотности; b) первый переходный слой, наружный относительно сердцевинного слоя, в котором первый переходный слой включает полиолефин, выбранный из группы, состоящей из синдиотактического полипропилена (PP), этилен-пропиленового сополимера (EP), пропилен-бутенового сополимера (PB), этилен-пропилен-бутенового тройного сополимера (EPB), MDPE (полиэтилена средней плотности), LLDPE, LDPE (полиэтилена низкой плотности), полученного металлоценовым катализом полиэтилена, этилен-винилацетатного сополимера (EVA), сополимера этилена и метакриловой кислоты (EMA) и иономера; и с) первый покровный слой, наружный относительно первого переходного слоя и сердцевинного слоя, причем первый покровный слой включает полиолефин, выбранный из группы, состоящей из полипропиленового гомополимера (PP), HDPE, этилен-пропиленого сополимера (EP), этилен-пропилен-бутенового тройного сополимера (EPB), MDPE и LLDPE, причем первый покровный слой имеет толщину по меньшей мере 0,5 микрона (0,5 мкм) с температурой плавления по меньшей мере на 5°С выше, чем первый переходный слой.

Европейская Патентная Заявка № 1529631 А1 представляет легко разрываемую упаковочную пленку, сформированную из соэкструдированной моноленты, имеющей термосвариваемый слой из линейного полиэтилена низкой плотности, барьерный слой из полиэтилена высокой плотности и слой для печати из полипропилена. Монолента является моноаксиально ориентированной в поперечном направлении для придания характеристик линейного разрыва. На пропечатываемый слой наносят краску. Поверх краски на пропечатываемый слой наносят прозрачный слой, отверждаемый энергией излучения, для создания высокого блеска, сопротивления процарапыванию и термической устойчивости.

В статье авторов Mueller и др. “Novel Structures by Microlayer Coextrusion-Talc-Filled PP, PC/SAN, and HDPE/LLDPE” («Новые структуры, полученные микрослойной соэкструзией полипропилена с тальковым наполнителем, смеси поликарбоната и стирол-акрилонитрильного сополимера и смеси HDPE/LLDPE»), Polymer Engineering and Science, февраль 1997 года, том 37, № 2, стр. 355-362, описаны микрослойные и нанослойные структуры, которые содержат большие удельные площади межфазного раздела и которые являются идеальными для фундаментальных исследований таких явлений, как встречная диффузия и адгезия. С помощью способа соэкструзии сформированы три примера микрослойных материалов, содержащих до 1024 слоев.

Патент США 4927885 раскрывает полипропиленовые полимерные композиции для получения полипропиленовых пленок. Полипропиленовые полимерные композиции включают от 70 до 99 весовых частей полипропилена и от 1 до 30 весовых частей специфической гидрированной нефтеполимерной смолы. Гидрированную нефтеполимерную смолу получают из побочных продуктов нефтяной и нефтехимической промышленности, таких как С5-фракция и С9-фракция, побочно образуемые в процессе парового крекинга нафты.

Японская Публикация № 2002-137348 (реферат) раскрывает пленку для упаковки из растягивающейся пленки, которая состоит из трехслойной структуры, включающей слой базового материала и два поверхностных слоя. Слой базового материала состоит из следующего: а) 10-30 весовых процентов высококристаллического полипропилена с содержанием изотактических пентад “mmmm” 0,970-0,995, которое определено методом 13С-ЯМР, b) 80-40 весовых процентов олефинового мягкого полимера, и с) 10-30 весовых процентов гидрированной смолы, выбранной из нефтеполимерной смолы, терпеновой смолы и канифольной смолы. Оба поверхностных слоя состоят из полимеров, способных к термосвариванию.

Канадская Патентная Заявка № 2125891 представляет пленку, имеющую один или более полиолефиновых слоев и барьерное покрытие. По меньшей мере один полиолефиновый слой имеет поверхность для принятия барьерных покрытий, и который включает полиолефин и углеводородный полимер; барьерное покрытие размещают как смежное с этой поверхностью.

Европейская Патентная Заявка № 0588667 А2 раскрывает многослойную пленку, которая имеет по меньшей мере один слой, включающий смесь пропиленового полимера или сополимера и углеводородный полимер; и два дополнительных слоя, включающих пропиленовый полимер или сополимер, сополимер этилена и альфа-олефина, иономер, полибутен или их смеси. В некоторых вариантах исполнения может быть включен сердцевинный слой из сополимера этилена и винилового спирта или другого кислородно-барьерного материала или полиэтилена высокой плотности.

В статье автора William G. Todd “Variables That Affect/Control High-Density Polyethylene Film Oxygen-Moisture Barrier” («Параметры, которые определяют/регулируют барьерные характеристики пленки из полиэтилена высокой плотности в отношении кислорода-влаги»), Journal of Plastic Film and Sheeting, 2003, том 19, стр. 209-220, описаны многослойные пленки на основе полиолефинов, содержащие полиэтилен в качестве основного компонента пленки, используемой для упаковок, которые эффективны в обеспечении барьеров против влаги и кислорода. Исследованы кристаллическая структура пленок, скорости релаксации расплавленного полиэтилена, технология производства полиэтилена, физические свойства полиэтиленовых полимеров, атмосферные условия и технология изготовления и структура пленок.

Статья авторов Lemstra и др. “Specialty Products Based on Commodity Polymers” («Продукты специального назначения на основе товарных полимеров»), Polymer, 1985, том 26, стр. 1372-1384, описывает синтетические полимеры и, в частности, имеющие высокий модуль упругости высокопрочные полиэтиленовые волокна и барьерные пленки на основе полипропилена.

Международная Патентная Заявка WO 96/02388 раскрывает структуру ориентированной пленки с улучшенной степенью проницаемости водяных паров, которая получена из экструдированной и растянутой смеси следующих компонентов: а) высококристаллического полипропилена (HCPP), имеющего интермолекулярную стереорегулярность более 93 процентов, и b) политерпеновой смолы в количестве, улучшающем барьерные характеристики в отношении влаги.

Публикация США № 2002/0071960 раскрывает биаксиально ориентированную многослойную полипропиленовую пленку, которая включает по меньшей мере один базовый слой В, один промежуточный слой Z и один верхний слой D, и содержит мигрирующие добавки. Пленка содержит максимально 0,15 процента, по весу, мигрирующих добавок, в расчете на общий вес пленки. Структуру многослойной пленки создают соэкструзией и биаксиальным растяжением, с последующими термофиксацией и, необязательно, обработкой коронным разрядом.

Международная Патентная Заявка WO 98/55537 представляет пленки из полиэтилена высокой плотности (HDPE), содержащие углеводородные полимеры, имеющие улучшенные барьерные характеристики в отношении влаги.

Статья автора Thomas R. Mueller “Improving Barrier Properties of Polypropylene Films” («Улучшенные барьерные свойства полипропиленовых пленок»), Journal of Plastic Film and Sheeting, том 14, 1998, стр. 226-233, описывает пленки, сформированные из полиолефинов, и кристаллические сердцевины, кристаллические слои, покрытия из акриловых и поливинилиденхлоридных сополимеров (PVDC), и соэкструзии биаксиально ориентированного полипропилена (OPP) и биаксиально ориентированного полиэтилентерефталата (PET). Испытания проницаемости с использованием ментола и d-лимонена показали, что во многих случаях пленки с пониженной степенью проницаемости водяных паров (WVTR) также создают улучшенный барьер для этих органических соединений, которые имитируют запахи и вкус нескольких типов пищевых продуктов.

В докладе автора German V. Laverde “Blown PP based Coextruded Films as an Alternative for the Flexible Packaging Industry” («Соэкструдированные раздувные пленки на основе полипропилена как альтернатива для производства гибких упаковочных материалов»), ANTEC (Ежегодная Техническая Конференция) 2002 года, стр. 2479-2483, представлены полипропиленовые полимеры для производства соэкструдированных или однослойных раздувных пленок. Эта статья представляет сравнение механических и оптических свойств в ряду структур с использованием различных полипропиленовых полимеров и с различной толщиной слоев.

Статья авторов Aubee и др. “A New Family of sHDPE Polymers for Enhanced Moisture Barrier Performance” («Новое семейство полимеров на основе полиэтилена высокого давления, полученного с использованием односайтовых катализаторов, для повышения эффективности барьерного действия в отношении влаги»), Journal of Plastic Film and Sheeting, 2006, том 22, стр. 315-330, описывает новый класс полимеров на основе полученного с использованием односайтовых катализаторов полиэтилена высокой плотности (sHDPE) для применения в качестве барьера в отношении влаги.

Патент США 5314749 раскрывает многослойную усадочную пленку, ориентированную в продольном и/или поперечном направлениях. Эти пленки включают внутренний слой, включающий полиэтилен высокой плотности, и наружные слои, каждый из которых включает олефиновый полимер или сополимер. Промежуточные полимерные адгезивные слои необязательно могут быть включены в эти соэкструдированные варианты исполнения, которые при отсутствии таких промежуточных слоев не обеспечивают надлежащего термоклеевого связывания.

Патент США 4828928 представляет соэкструдированную многослойную пленку, ориентированную главным образом в продольном направлении, и которая включает сердцевинный слой, включающий полиэтилен высокой плотности, наружные слои, включающие этилен-пропиленовый сополимер, полипропилен или их смеси, и промежуточные слои, связывающие наружные слои с сердцевинным слоем и включающие этиленовый сополимер.

Международная Публикация № WO 2008/079755 раскрывает пленку, включающую по меньшей мере три слоя, и в которой по меньшей мере один слой представляет собой внутренний слой с толщиной, составляющей 20 процентов или меньше от общей толщины пленки. Внутренний слой или полимерный компонент, используемый для формирования внутреннего слоя, имеет одно из следующих свойств: А) прочность на растяжение в продольном направлении (MD), модуль эластичности при 2%-ной деформации по меньшей мере в два раза выше, чем прочность на растяжение в продольном направлении, модуль эластичности при 2%-ной деформации покровного слоя, или В) прочность на растяжение в продольном направлении (MD), модуль эластичности при 2%-ной деформации по меньшей мере в пять раз ниже, чем прочность на растяжение в продольном направлении, модуль эластичности при 2%-ной деформации покровного слоя. Внутренний слой, или по меньшей мере один полимерный компонент внутреннего слоя, также имеет одно из следующих свойств: С) индекс расплава, I2 (190°С/2,16 кг), меньший или равный 2 г/10 минут, или D) показатель текучести расплава, MFR (230°С/2,16 кг), меньший или равный 5 г/10 минут.

Международная Публикация WO № 2004/098882 представляет многослойную соэкструдированную пленку, составленную по меньшей мере одним сердцевинным слоем А и наружными слоями В и С, размещенными на двух сторонах. Сердцевинный слой А включает от 50 до 100% по весу циклического олефинового полимера (COC), имеющего температуру стеклования (Tg) по меньшей мере 60°С. Наружные слои В и С могут включать по меньшей мере один термосвариваемый полимер и один функциональный полимер. Между слоем А и слоями В и С могут быть размещены промежуточные слои для повышения адгезии между слоями. Эта пленка имеет общую толщину в диапазоне от 20 до 200 мкм, причем на сердцевинный слой А приходятся от 5 до 60% общей толщины пленки.

Дополнительно пленки представлены в Патентах США №№ 3817821; 4355076; 4380567; 6391411; Публикациях США №№ 2007/0215610; 2008/0107899; и Международной Публикации WO № 2008/017244.

Остается потребность в альтернативе многослойным биаксиально ориентированным полипропиленовым (ВоРР)/литьевым полипропиленовым пленкам в вариантах применения, где требуется барьер в отношении влаги, например, для упаковки пищевых продуктов. Такие пленки должны обеспечивать хорошие характеристики сопротивления разрыву и хорошие барьерные свойства в отношении влаги. Существует дополнительная потребность в пленках, которые могут быть сформированы с использованием менее дорогостоящего экструзионного процесса, который не требует каких-либо дополнительных стадий до или после экструзии и не нуждается в связующих слоях или компатибилизаторах. Эти и другие потребности были удовлетворены нижеприведенным изобретением.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение представляет пленку, включающую по меньшей мере три слоя, один внутренний слой, смежный с двумя наружными слоями, и в которой по меньшей мере один внутренний слой формируют из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью, большей или равной 0,945 г/см3, или сополимер циклического олефина; и

в которой каждый наружный слой, независимо, формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена;

и в которой по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, меньшую или равную 25 процентам от общей толщины пленки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 изображает степень проницаемости водяных паров отмеченных пленок.

Фиг. 2 изображает величины сопротивления разрыву в поперечном направлении (CD) и в продольном направлении (MD) отмеченных пленок.

Фиг. 3 изображает результаты испытаний отмеченных пленок методом свободно падающего бойка.

Фиг. 4 изображает модуль эластичности при 2%-ной деформации в поперечном направлении (CD) и в продольном направлении (MD) отмеченных пленок.

Фиг. 5 изображает оптические свойства - значения мутности (%) отмеченных пленок.

Фиг. 6 изображает оптические свойства - значения блеска под углом 45° (UB (единиц блеска)) отмеченных пленок.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как обсуждается выше, изобретение представляет пленку, включающую по меньшей мере три слоя, один внутренний слой, смежный с двумя наружными слоями, и в которой по меньшей мере один внутренний слой формируют из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью, большей или равной 0,945 г/см3, или сополимер циклического олефина; и

в которой каждый наружный слой, независимо, формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена;

и в которой по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, меньшую или равную 25 процентам от общей толщины пленки.

В одном варианте исполнения по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, меньшую или равную 20 процентам от общей толщины пленки.

В одном варианте исполнения по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, меньшую или равную 18 процентам от общей толщины пленки.

В одном варианте исполнения по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, величина которой составляет от 10 до 25 процентов, предпочтительно от 10 до 20 процентов, от общей толщины пленки.

В одном варианте исполнения по меньшей мере один внутренний слой формируют из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью, большей или равной 0,945 г/см3. В дополнительном варианте исполнения композиция, используемая для формирования внутреннего слоя, включает более 80 весовых процентов, предпочтительно более 90 весовых процентов и более предпочтительно больше 95 весовых процентов полимера на основе этилена в расчете на вес композиции.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет плотность, большую или равную 0,95 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,96 г/см3. В дополнительном варианте исполнения композиция, используемая для формирования внутреннего слоя, включает более 80 весовых процентов, предпочтительно более 90 весовых процентов и более предпочтительно больше 95 весовых процентов полимера на основе этилена в расчете на вес композиции.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена представляет собой этиленовый гомополимер.

Полимер на основе этилена может представлять собой комбинацию из двух или более вариантов исполнения, как здесь описываемых.

В одном варианте исполнения внутренний слой формируют из композиции сополимера циклического олефина. В дополнительном варианте исполнения сополимер циклического олефина получают из этилена и норборнена. В дополнительном варианте исполнения сополимер включает большее количество полимеризованного этилена, в расчете на вес сополимера.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет плотность, большую или равную 0,88 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,89 г/см3, еще более предпочтительно большую или равную 0,90 г/см3.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), больший или равный 6 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 8 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропиленовый гомополимер.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропилен-этиленовый интерполимер и предпочтительно пропилен-этиленовый сополимер.

Полимер на основе пропилена может представлять собой комбинацию из двух или более вариантов исполнения, как здесь описываемых.

В одном варианте исполнения наружный слой формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена и по меньшей мере один другой полимер. В дополнительном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропилен-этиленовый интерполимер и предпочтительно пропилен-этиленовый сополимер. В дополнительном варианте исполнения наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена и по меньшей мере один другой полимер. В дополнительном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропилен-этиленовый интерполимер и предпочтительно пропилен-этиленовый сополимер. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения наружный слой формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена и по меньшей мере один другой полимер. В дополнительном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропиленовый гомополимер. В дополнительном варианте исполнения наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена и по меньшей мере один другой полимер. В дополнительном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропиленовый гомополимер. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой формируют из композиции, включающей более 50 весовых процентов, предпочтительно более 80 весовых процентов и более предпочтительно больше 90 весовых процентов полимера на основе пропилена. В дополнительном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропиленовый гомополимер.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой не включает полимер на основе этилена.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой не включает этилен/α-олефиновый интерполимер.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой не включает этилен/α-олефиновый интерполимер, где α-олефин содержит четыре или более углеродных атомов.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой формируют из одной и той же композиции. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой имеет толщину, большую или равную 30 процентам, предпочтительно большую или равную 35 процентам общей толщины пленки.

В одном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения пленка является неориентированной.

В одном варианте исполнения пленка является ориентированной.

В одном варианте исполнения пленка состоит из трех слоев. В дополнительном варианте исполнения три слоя имеют толщины в соотношениях от 40/20/40 до 45/10/45.

В одном варианте исполнения пленка состоит из пяти слоев.

В одном варианте исполнения пленка состоит из пяти слоев. В дополнительном варианте исполнения пять слоев имеют толщины в соотношении от 25/10/30/10/25.

В одном варианте исполнения пленка состоит из пяти слоев. В дополнительном варианте исполнения пять слоев имеют толщины в соотношении от 25/10/30/10/25. В одном варианте исполнения по меньшей мере два внутренних слоя (10%-ных) формируют из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью, большей или равной 0,945 г/см3, предпочтительно большей или равной 0,95 г/см3. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой (покровный, каждый по 25%) формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена с плотностью, большей или равной 0,88 г/см3, предпочтительно большей или равной 0,89 г/см3. В дополнительном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), больший или равный 6 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 8 г/10 минут. В дополнительном варианте исполнения сердцевинный слой (30%-ный) формируют из композиции, включающей полимер на основе пропилена.

В одном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 100 микронам (100 мкм).

В одном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 55 микронам (55 мкм).

В одном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 50 микронам (50 мкм).

В одном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, большую или равную 20 микронам (20 мкм), предпочтительно большую или равную 25 микронам (25 мкм).

В предпочтительном варианте исполнения пленку формируют способом соэкструзии. В дополнительном варианте исполнения пленку формируют способом литья пленки. В еще одном варианте исполнения пленку формируют способом раздувного формования.

В одном варианте исполнения пленку формируют способом литья пленки.

В одном варианте исполнения пленку формируют способом раздувного формования.

В одном варианте исполнения пленка имеет значение степени проницаемости водяных паров (WVTR), меньшее или равное 5,5 г/м2/день, предпочтительно меньшее или равное 5 г/м2/день. В дополнительном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 55 микронам (55 мкм).

В одном варианте исполнения пленка имеет значение степени проницаемости водяных паров (WVTR), меньшее или равное 5 г/м2/день, предпочтительно меньшее или равное 4,5 г/м2/день. В дополнительном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 55 микронам (55 мкм).

В одном варианте исполнения пленка имеет прочность на разрыв в поперечном направлении (CD), большую или равную 400 г, предпочтительно большую или равную 500 г. В дополнительном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 55 микронам (55 мкм).

В одном варианте исполнения пленка имеет прочность на разрыв в продольном направлении (MD), большую или равную 200 г, предпочтительно большую или равную 300 г. В дополнительном варианте исполнения пленка имеет общую толщину, меньшую или равную 55 микронам (55 мкм).

В одном варианте исполнения внутренний слой имеет модуль эластичности при 2%-ной деформации (в продольном направлении, MD), который на величину от 1,1 до 1,4 больше модуля эластичности при 2%-ной деформации (MD) по меньшей мере одного наружного слоя. В дополнительном варианте исполнения внутренний слой имеет модуль эластичности при 2%-ной деформации (MD), который на величину от 1,1 до 1,4 больше модуля эластичности при 2%-ной деформации (MD) каждого наружного слоя. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения внутренний слой имеет модуль эластичности при 2%-ной деформации (в продольном направлении, MD), который на величину от 1,1 до 1,3 больше модуля эластичности при 2%-ной деформации (MD) по меньшей мере одного наружного слоя. В дополнительном варианте исполнения внутренний слой имеет модуль эластичности при 2%-ной деформации (MD), который на величину от 1,1 до 1,3 больше модуля эластичности при 2%-ной деформации (MD) каждого наружного слоя. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

Толщина пленочного слоя может быть определена, как известно в технологии, по массовым отношениям композиций слоев в экструдерах, используемых для формирования многослойной пленки, и конечной толщине многослойной пленки. Для каждого пленочного слоя определяют плотность в твердом состоянии каждой композиции, и значение массового расхода потока (кг/час) соответствующего экструдера известно из общеупотребительных гравиметрических питателей. По этим двум параметрам можно определить объемный расход потока каждой композиции слоя. Относительный объем каждого слоя может быть определен по величине объемного расхода потока для индивидуального слоя, деленной на значения общего объемного расхода потока всех композиций слоев. Для поддержания постоянными общей толщины и ширины пленки относительная толщина каждого слоя является такой же, как относительный объем.

Толщина пленочного слоя может быть также определена, как известно в технологии, с помощью микроскопических методов, таких как оптическая микроскопия или электронная микроскопия. В качестве примера, тонкий срез пленки отрезают перпендикулярно плоскости пленки с использованием лезвия микротома следующим образом. Пленку охлаждают в жидком азоте в держателе микротома. Затем лезвием микротома срезают несколько шлифов от около 10 до 15 микрон (10-15 мкм) толщиной. Затем эти шлифы рассматривают через оптический микроскоп, и из него проецируют изображение. Для измерения толщины каждого слоя, как показанной на проецируемом изображении, может быть использована известная в технологии компьютерная программа. Измерения могут быть проведены по различным точкам на изображении, и затем может быть определено усредненное значение. Слои в пленке являются четко различимыми по своим различным коэффициентам контрастности.

В одном варианте исполнения толщина указанного внутреннего слоя является меньшей, чем толщина наружного слоя, и предпочтительно меньшей, чем толщина каждого наружного слоя. В дополнительном варианте исполнения каждый наружный слой представляет собой покровный слой.

В одном варианте исполнения пленка не содержит адгезивный слой между двумя слоями пленки.

В еще одном варианте исполнения по меньшей мере один внутренний слой не включает полярный полимер, выбранный из группы, состоящей из этилен-винилацетатного сополимера, полиэтилентерефталата, сложного полиэфира, полиамида и их комбинаций.

Соответствующая изобретению пленка может включать комбинацию двух или более вариантов исполнения, как здесь описываемых.

Изобретение также представляет изделие, включающее соответствующую изобретению пленку.

Соответствующее изобретению изделие может иметь комбинацию из двух или более вариантов исполнения, как здесь описываемых.

Полимеры на основе этилена для применения во внутреннем слое

Полимеры на основе этилена включают этиленовые гомополимеры или интерполимеры, используемые в качестве единичного полимерного компонента, или в качестве основной части (>50 весовых процентов, в расчете на суммарный вес полимеров) полимерного компонента композиции, применяемой для формирования пленочного слоя. Такие полимеры включают полиэтилены высокой плотности (HDPE), однородно разветвленные линейные полимеры на основе этилена, однородно разветвленные главным образом линейные полимеры на основе этилена, и неоднородно разветвленные линейные полимеры на основе этилена. Количество одного или более из таких полимеров, если таковые наличествуют, в пленочной композиции будет варьировать в зависимости от желательных характеристик, других компонентов и типа полимера на основе этилена. Полимер на основе этилена не является функционализированным полимером, содержащим фрагменты карбоновых кислот, ангидридов или аминов (например, таким как полимер на основе этилена, привитый малеиновым ангидридом). В одном варианте исполнения полимер на основе этилена представляет собой этиленовый гомополимер.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет плотность более 0,946 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,95 г/см3 и более предпочтительно большую или равную 0,96 г/см3.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет плотность менее 0,98 г/см3, предпочтительно меньшую или равную 0,975 г/см3 и более предпочтительно меньшую или равную 0,97 г/см3.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет индекс расплава (I2), больший или равный 5,0 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 5,5 г/10 минут, более предпочтительно больший или равный 6 г/10 минут и еще более предпочтительно больший или равный 7 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет индекс расплава (I2), меньший или равный 12 г/10 минут, предпочтительно меньший или равный 10 г/10 минут и более предпочтительно меньший или равный 9 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет индекс расплава (I2), больший или равный 0,5 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 1 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе этилена имеет индекс расплава (I2), меньший или равный 5 г/10 минут, предпочтительно меньший или равный 4 г/10 минут и более предпочтительно меньший или равный 3 г/10 минут.

Пригодные сомономеры, применимые для полимеризации с этиленом, включают, но не ограничиваются таковыми, мономеры с этиленовой ненасыщенностью и сопряженные или несопряженные диены или полиены. Примеры таких сомономеров включают С320-α-олефины, такие как пропилен, изобутилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен. Предпочтительные сомономеры включают пропилен, 1-бутен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен и 1-октен, и более предпочтительно пропилен, 1-бутен, 1-гексен и 1-октен. Другие пригодные мономеры включают стирол, галоген- или алкилзамещенные стиролы, тетрафторэтилены, винилбензоциклобутаны, бутадиены, изопрены, пентадиены, гексадиены, октадиены и циклоалкены, например, циклопентен, циклогексен и циклооктен. Типично этилен сополимеризуют с одним С320-α-олефином с образованием этилен/α-олефинового сополимера. Предпочтительные сомономеры включают С38-α-олефины, и предпочтительно пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, 1-гептен и 1-октен, и более предпочтительно пропилен, 1-бутен, 1-гексен и 1-октен.

Термины «однородный» и «однородно разветвленный» используются для обозначения этилен/α-олефиновых интерполимеров, в которых α-олефиновый сомономер хаотично распределен внутри данной полимерной молекулы, и все из полимерных молекул имеют одинаковое или по существу одинаковое отношение этилена к сомономеру.

К однородно разветвленным линейным этиленовым интерполимерам относятся этиленовые полимеры, которые не содержат длинных боковых цепей (или длинноцепочечных ответвлений в измеримых количествах), но имеют короткие боковые цепи, внесенные сомономером, который был привлечен для сополимеризации с образованием интерполимера, и которые однородно распределены как внутри одной и той же полимерной цепи, так и между различными полимерными цепями. То есть, однородно разветвленные линейные этиленовые интерполимеры не имеют длинных боковых цепей (или длинноцепочечных ответвлений в измеримых количествах), именно как в случае полимеров на основе линейных полиэтиленов низкой плотности или полимеров на основе линейных полиэтиленов высокой плотности, и получаются при использовании способов полимеризации с однородным распределением разветвлений, как описано, например, автором Elston в Патенте США 3645992. Примеры промышленных однородно разветвленных линейных этилен/α-олефиновых интерполимеров включают полимеры с торговой маркой TAFMER, поставляемые фирмой Mitsui Chemical Company, и полимеры с торговой маркой EXACT, поставляемые фирмой Exxon Chemical Company.

Однородно разветвленные главным образом линейные этиленовые интерполимеры описаны в Патентах США №№ 5272236; 5278272; 5703187; 6054544; 6335410 и 6723810, полное содержание каждого находится здесь. Некоторые из этих литературных источников также раскрывают способы получения этих полимеров. В дополнение, главным образом линейные этиленовые интерполимеры представляют собой однородно разветвленные этиленовые полимеры, имеющие длинноцепочечные ответвления. Длинноцепочечные ответвления имеют такое же сомономерное распределение, как в скелете полимера, и могут иметь примерно такую же длину, как длина полимерного скелета. Длинноцепочечное ответвление по числу атомов углерода является более длинным, чем длина короткой боковой цепи по числу атомов углерода, сформированной введением одного сомономера в полимерный скелет. Длинноцепочечное разветвление может быть определено с использованием спектроскопии 13С ядерного магнитного резонанса (NMR, ЯМР), и может быть количественно оценено с использованием метода Рэндалла согласно публикации (Randall, Rev. Macromol. Chem. Phys., том C29 (№№ 2 и 3), 1989, стр. 285-297), содержание которой включено здесь ссылкой.

«Главным образом линейный» типично означает, что блочный полимер может иметь в качестве заместителей, в среднем, от 0,01 длинноцепочечного ответвления на 1000 из общего числа атомов углерода (включая атомы углерода как скелета, так и боковых цепей) до 3 длинноцепочечных ответвлений на 1000 атомов углерода в целом. Полимеры могут иметь в качестве заместителей от 0,01 длинноцепочечного ответвления на 1000 атомов углерода в целом до 1 длинноцепочечного ответвления на 1000 атомов углерода в целом, или от 0,05 длинноцепочечного ответвления на 1000 атомов углерода в целом до 1 длинноцепочечного ответвления на 1000 атомов углерода в целом, или от 0,3 длинноцепочечного ответвления на 1000 атомов углерода в целом до 1 длинноцепочечного ответвления на 1000 атомов углерода в целом.

Неоднородно разветвленные линейные этиленовые интерполимеры также могут быть использованы в настоящем изобретении. Неоднородные линейные этиленовые интерполимеры включают интерполимеры этилена и одного или более С38-α-олефинов. Гомополимеры этилена также могут быть получены с использованием таких же катализаторов, которые применяют для получения гетерогенных систем, таких как катализаторы Циглера-Натта. Как молекулярно-массовое распределение, так и распределение коротких боковых цепей, обусловленных сополимеризацией с α-олефинами, являются относительно широкими по сравнению с однородными линейными этиленовыми полимерами. Неоднородные линейные этиленовые полимеры могут быть получены в растворе, суспензии или в газофазном процессе с использованием катализатора Циглера-Натта, и хорошо известны квалифицированным специалистам в этой области технологии. Например, смотри Патент США № 4339507, полное содержание которого включено здесь ссылкой.

Для пленочных композиций согласно настоящему изобретению могут быть также использованы смеси неоднородных и однородных этиленовых полимеров («композитный полиэтилен»), такие как раскрытые авторами Kolthammer и др. в Патентах США 5844045; 5869575; и 6448341; полное содержание каждого из которых включено здесь ссылкой.

Полимеры на основе этилена могут представлять собой комбинацию двух или более вариантов исполнения, как здесь описываемых.

Полимеры на основе пропилена для применения в наружных слоях

Пригодные полимеры на основе пропилена включают пропиленовые гомополимеры, интерполимеры на основе пропилена. Полимер на основе пропилена не является функционализированным полимером, содержащим фрагменты карбоновых кислот, ангидридов или аминов (например, таким как полимер на основе пропилена, привитый малеиновым ангидридом). В предпочтительном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропиленовый гомополимер.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет плотность более 0,88 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,89 г/см3 и более предпочтительно большую или равную 0,90 г/см3.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет плотность менее 0,93 г/см3, предпочтительно меньшую или равную 0,92 г/см3 и более предпочтительно меньшую или равную 0,91 г/см3.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), больший или равный 6 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 7 г/10 минут и более предпочтительно больший или равный 8 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), меньший или равный 12 г/10 минут, предпочтительно меньший или равный 11 г/10 минут и более предпочтительно меньший или равный 10 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), больший или равный 0,5 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 1 г/10 минут.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), меньший или равный 3 г/10 минут, предпочтительно меньший или равный 2 г/10 минут.

Пригодные сомономеры для полимеризации с пропиленом включают этилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен, 1-ундецен, 1-додецен, а также 4-метил-1-пентен, 4-метил-1-гексен, 5-метил-1-гексен, винилциклогексан и стирол. Предпочтительные сомономеры включают этилен, 1-бутен, 1-гексен и 1-октен, и более предпочтительно этилен.

Некоторые полимеры на основе пропилена включают полимеры с торговыми марками VERSIFY (фирма The Dow Chemical Company) и полимеры VISTAMAXX (фирма ExxonMobil Chemical Co.), полимеры LICOCENE (фирма Clariant), полимеры EASTOFLEX (фирма Eastman Chemical Co.), полимеры REXTAC (фирма Huntsman) и полимеры VESTOPLAST (фирма Degussa). Другие пригодные полимеры включают пропилен-α-олефиновые блок-сополимеры и интерполимеры и прочие блок-сополимеры и интерполимеры на основе пропилена, известные в технологии.

В одном варианте исполнения полимер на основе пропилена представляет собой пропилен/α-олефиновый интерполимер или пропилен-этиленовый интерполимер, каждый из которых имеет молекулярно-массовое распределение, меньшее или равное 5, и предпочтительно меньшее или равное 4, и более предпочтительно меньшее или равное 3. Более предпочтительно пропилен/α-олефиновый интерполимер имеет молекулярно-массовое распределение от 1 до 5 или от 1,05 до 5, и более предпочтительно от 1 до 4 или от 1,05 до 4, и более предпочтительно от 1 до 3 или от 1,05 до 3.

Полимеры на основе пропилена могут представлять собой комбинацию двух или более вариантов исполнения, как здесь описываемых.

Добавки

Стабилизаторы и антиоксиданты могут быть добавлены к полимерному составу для защиты полимера от разложения, обусловленного реакциями с кислородом, которые инициируются такими факторами, как теплота, свет или остаточный катализатор из сырьевых материалов. Антиоксиданты имеются в продаже на рынке от фирмы Ciba-Geigy, расположенной в г. Хоторн, штат Нью-Йорк, и включают IRGANOX 565, 1010 и 1076, которые представляют собой антиоксиданты на основе пространственно-затрудненных фенолов. Таковые являются первичными антиоксидантами, которые действуют как ловушки свободных радикалов, и могут быть использованы по отдельности или в сочетании с другими антиоксидантами, такими как фосфитные антиоксиданты, типа IRGANOX 168, производимого фирмой Ciba-Geigy. Фосфитные антиоксиданты рассматривают как вторичные антиоксиданты, в основном по отдельности не используют и главным образом применяют в качестве реагентов для разложения пероксидов. Прочие доступные антиоксиданты включают, но не ограничиваются таковыми, CYANOX LTDP, производимый фирмой Cytec Industries в Стемфорде, Коннектикут, и ETHANOX 1330, производимый фирмой Albemarle Corp. в Батон-Руж, Луизиана. Имеются многие другие антиоксиданты для использования их как таковых или в сочетании с другими такими антиоксидантами. Прочие добавки к полимерам включают, но не ограничиваются таковыми, поглотители ультрафиолетового излучения, антистатики, пигменты, красители, зародышеобразователи, наполнители, антифрикционные добавки, антипирены, пластификаторы, технологические добавки, смазочные средства, стабилизаторы, подавители дымовыделения, модификаторы вязкости и антиадгезивы.

Композиция, используемая для формирования пленочного слоя, может включать одну или более добавок, как здесь описываемых.

В одном варианте исполнения пленочная композиция включает по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из антиоксидантов, поглотителей ультрафиолетового излучения, антистатиков, пигментов, красителей, зародышеобразователей, наполнителей, антифрикционных добавок, антипиренов, пластификаторов, технологических добавок, смазочных средств, стабилизаторов, подавителей дымовыделения, модификаторов вязкости, антиадгезивов и их комбинаций.

В одном варианте исполнения пленочная композиция включает по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из антиоксидантов, поглотителей ультрафиолетового излучения, антистатиков, пигментов, красителей, зародышеобразователей, наполнителей, антифрикционных добавок, антипиренов, пластификаторов, технологических добавок, антиадгезивов и их комбинаций.

Способы формования соответствующих изобретению пленок

Пленочная композиция согласно изобретению может быть получена в стадиях, в которых выбирают термопластические полимеры для формирования каждого слоя, составляют пленочную композицию каждого пленочного слоя и проводят соэкструдирование пленочных слоев с образованием пленки. Желательно, чтобы слои пленки соединялись непрерывно по поверхности раздела между пленками. Пленку предпочтительно формируют с использованием способа соэкструзии пленки, и более предпочтительно литьевым способом.

Для каждого слоя типично пригодна экструзионная смесь компонентов и любых дополнительных добавок, таких как антифрикционные, антиадгезивные и технологические средства для производства полимеров. Экструзионное смешение должно быть проведено таким образом, чтобы была достигнута надлежащая степень диспергирования. Параметры экструзионного смешения обязательно будут варьировать в зависимости от компонентов. Однако обычно важным является общая деформация полимера, то есть степень смешения, и она контролируется конструкцией шнека и температурой расплава. Температура расплава во время формования пленки будет зависеть от компонентов пленки.

После экструзионного смешения формируют структуру пленки. Пленочные структуры могут быть исполнены традиционными способами производства, например, плоскощелевой экструзией, раздувным формованием пленок, экструзией с раздуванием, способами биаксиального ориентирования (такими как способы с использованием рам для растягивания и ориентирования упаковочной пленки или двойного раздувания), плоскощелевым экструдированием листов. Традиционные способы экструзии с раздуванием (также известные как способы горячего раздувного формования пленок) описаны, например, в издании The Encyclopedia of Chemical Technology («Энциклопедия химической технологии»), авторы Kirk-Othmer, третье издание, издательство John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1981, том 16, стр. 416-417, и том 18, стр. 191-192. Способы получения биаксиально ориентированных пленок, такие как описанные в способе «двойного раздува» в патенте U.S.-A-Patent № 3456044 (на имя Pahlke), и способы, описанные в патенте U.S.-A-Patent № 4352849 (на имя Mueller), патентах U.S.-A-Patent №№ 4820557 и 4837084 (оба на имя Warren), U.S.-A-Patent № 4865902 (на имя Golike и др.), U.S.-A-Patent № 4927708 (на имя Herran и др.), U.S.-A-Patent № 4952451 (на имя Mueller), и U.S.-A-Patent №№ 4963419 и 5059481 (оба на имя Lustig и др.), также могут быть использованы для получения новых пленочных структур согласно настоящему изобретению. Все эти патенты включены здесь ссылкой.

Пленочные композиции в вышеупомянутых способах могут быть приготовлены с любой толщиной в зависимости от варианта применения. Типично многослойные пленки имеют толщину, меньшую или равную 1000 микрон (1000 мкм), предпочтительно меньшую или равную 500 микрон (500 мкм), и более предпочтительно меньшую или равную 100 микрон (100 мкм). В предпочтительном варианте исполнения пленки имеют общую толщину от 5 до 300 микрон (5-300 мкм), предпочтительно от 20 до 200 микрон (20-200 мкм), более предпочтительно от 40 до 100 микрон (40-100 мкм).

Пленки согласно изобретению не подвергают облучению, поскольку облучение будет вызывать расщепление цепей полимера на основе пропилена, которое, в свою очередь, будет нарушать химическую и морфологическую целостность пленки, и тем самым ухудшать свойства пленки.

В предпочтительном варианте исполнения пленки согласно изобретению не подвергают растяжению.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Любые численные диапазоны, цитированные здесь, включают все значения от низшего значения до высшего значения, с приращениями в одну единицу, при условии, что есть разделение по меньшей мере двух единиц между любым низшим значением и любым высшим значением. В качестве примера, если указано, что количество компонента, или значение композиционной или физической характеристики, например, такое как количество компонента смеси, температура размягчения, индекс расплава и т.д., находится между 1 и 100, то предполагается, что все индивидуальные значения, такие как 1, 2, 3 и т.д., и все поддиапазоны, такие как от 1 до 20, от 55 до 70, от 197 до 100 и т.д., в прямой форме перечислены в этом описании. Для значений, которые являются меньшими единицы, одну единицу рассматривают как 0,0001, 0,001, 0,01 или 0,1, как приемлемо. Таковые являются только примерами того, что конкретно предполагается, и все перечисленные возможные комбинации численных значений между низшим значением и высшим значением должны рассматриваться как в прямой форме указанные в этой заявке. Численные диапазоны, как здесь обсуждаемые, были упомянуты в отношении толщины пленки, индекса расплава, показателя текучести расплава, среднемассовой молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, плотности и других свойств.

Термин «многослойная пленка», как здесь используемый, имеет отношение к пленочной структуре с более чем одним слоем или прослойкой.

Термин «пленка», как здесь применяемый, имеет отношение к пленочной структуре по меньшей мере с одним слоем или прослойкой. Соответствующие изобретению пленки, как здесь описываемые, содержат по меньшей мере три слоя или прослойки.

Термин «внутренний слой», как здесь используемый, имеет отношение к расположенному внутри слою пленки, который является сопредельным с еще одной пленкой на каждой поверхности.

Термины «оболочка» или «покровный слой», как здесь применяемый, имеет отношение к самому наружному, внешнему слою пленки.

Термин «наружный слой», как здесь используемый, имеет отношение к слою, смежному с внутренним слоем. Наружный слой может быть или может не быть покровным слоем. Предпочтительно наружный слой представляет собой покровный слой.

Выражение «смежный с...» в отношении двух пленочных слоев означает «в контакте с...», без слоя, внедренного между двумя пленочными слоями.

Термин «композиция», как здесь применяемый, включает смесь материалов, которые составляют композицию, а также реакционных продуктов и продуктов разложения, образовавшихся из материалов композиции.

Термин «полимер», как здесь используемый, имеет отношение к полимерному соединению, полученному полимеризацией мономеров, будь то одного или различных типов. Родовое понятие «полимер» тем самым охватывает термин «гомополимер», применяемый для обозначения полимеров, приготовленных только из одного типа мономера (например, этиленовый гомополимер или пропиленовый гомополимер), и термин «интерполимер», как определяемый ниже.

Термин «интерполимер», как здесь применяемый, имеет отношение к полимерам, полученным полимеризацией по меньшей мере двух различных типов мономеров. Родовое понятие «интерполимер» тем самым включает термин «сополимеры», используемый для обозначения полимеров, полученных из двух различных типов мономеров, и полимеры, приготовленные из более чем двух различных типов мономеров.

Термины «смесь» или «полимерная смесь», как здесь используемые, означают смесь двух или более полимеров. Такая смесь может быть или может не быть смешивающейся (нет разделения фаз на молекулярном уровне). Такая смесь может быть или может не быть разделенной на фазы. Такая смесь может содержать или может не содержать одну или более доменных конфигураций, как определяется с помощью трансмиссионной электронной спектроскопии, метода рассеяния света, рассеяния рентгеновских лучей и другими методами, известными в технологии.

Термин «полимер на основе этилена», как здесь используемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного этиленового мономера (в расчете на общий вес полимера).

Термин «интерполимер на основе этилена», как здесь применяемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного этиленового мономера (в расчете на общий вес интерполимера), и по меньшей мере один сомономер.

Термин «этилен/α-олефиновый интерполимер», как здесь используемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного этиленового мономера (в расчете на общий вес интерполимера), α-олефиновый сомономер и, необязательно, один или более других сомономеров.

Термин «полимер на основе пропилена», как здесь применяемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного пропиленового мономера (в расчете на общее количество полимера).

Термин «интерполимер на основе пропилена», как здесь используемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного пропиленового мономера (в расчете на общее количество интерполимера), и по меньшей мере один сомономер.

Термин «пропилен/α-олефиновый интерполимер», как здесь применяемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного пропиленового мономера (в расчете на общее количество интерполимера), α-олефиновый сомономер и, необязательно, один или более других сомономеров.

Термин «пропилен/этиленовый интерполимер», как здесь используемый, имеет отношение к полимеру, который включает основную долю в весовых процентах полимеризованного пропиленового мономера (в расчете на общее количество интерполимера), этиленовый сомономер и, необязательно, один или более других сомономеров.

МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ

Плотность полимеров на основе этилена и полимеров на основе пропилена измеряли в соответствии со стандартом ASTM D-792-00, который также может быть использован для измерения плотности других полимеров, как означенных в этом испытании.

Индекс расплава (I2) полимеров на основе этилена измеряли в соответствии со стандартом ASTM D-1238-04, в условиях температуры 190°С и нагрузки 2,16 кг. Показатель текучести расплава (MFR) полимеров на основе пропилена измеряли в соответствии со стандартом ASTM D-1238-04, в условиях температуры 230°С и нагрузки 2,16 кг.

Измерения характеристик пленки

Образцы пленки отрезали от полученных литьевым формованием пленок, приготовленных с использованием традиционного оборудования для литья пленки, известного в технологии. Параметры литьевого формования пленки для некоторых соответствующих изобретению пленок и сравнительных пленок представлены ниже в экспериментальной секции (толщины пленок 45-55 микрон (45-55 мкм)). Квалифицированный специалист в этой области технологии также может приготовить другие типы пленок, такие как раздувные пленки, с использованием известных в технологии параметров производства пленки. Параметры раздувной обработки пленки для конкретного полимера или полимерной смеси, и для конкретной конфигурации пленки, могут быть определены специалистами, квалифицированными в этой области технологии.

Модуль Юнга и модуль эластичности при 2%-ной деформации определяли согласно стандарту ISO 527-3-95. Размеры пленки для «образцов типа 2» составляли 150 мм в длину и 15 мм в ширину (толщина пленки была менее 1 мм). Образцы перед испытанием подвергли кондиционированию при температуре 23°С в течение 40 часов, в окружающей атмосфере. Расстояние между зажимами (с центрирующими штифтами) на приборе для испытания на растяжение (INSTRON, модель № 5564) составляло 100 мм, и скорость испытания была 5 мм/мин. Протестировали пять образцов пленки для каждой композиции в поперечном направлении (CD) и в продольном направлении (MD).

Значения сопротивления разрыву были получены с использованием прибора для испытания на разрыв по Элмендорфу в соответствии со стандартом ASTM D-1922-06а. Для каждого образца пленки тестировали по десять образцов как в продольном (MD), так и в перпендикулярном/поперечном (CD) направлении.

Ударную вязкость пленки в испытании свободно падающим бойком определяли с помощью прибора для испытания на удар свободно падающим бойком, в соответствии со стандартом ISO 7765-1-88, с использованием метода А.

Мутность и прозрачность измеряли с использованием нефелометра Гарднера фирмы BYK согласно стандарту ISO 14782. Мутность определяют как процентную долю проходящего света, рассеянную (пленкой) под углом более чем 2,5 градуса от перпендикулярно падающего пучка, тогда как прозрачность определяют как процентную долю проходящего света, который рассеивается менее чем на 4 градуса.

Блеск измеряли в продольном направлении и под углом 45°, с помощью микроблескомера Гарднера фирмы BYK в соответствии со стандартом ASTM D-2457-03. Блеск представляет собой меру способности пленки отражать падающий свет. Измеренный блеск (единица UB - единицы блеска) соотносят со стандартом, который представляет собой черное зеркало.

Степень проницаемости водяных паров (метод испытания Технической ассоциации целлюлозно-бумажной промышленности TAPPI T-523 om-02). Этот метод использовали для быстрой оценки степени проницаемости водяных паров (WVTR) листов (пленок). Образец пленки зажимали между камерой с высокой влажностью (90%-ная относительная влажность (RH)) и сухой камерой (RH 5% или менее), и определяли скорость изменения влажности в сухой камере. Путем калибровки результаты этого динамического теста были преобразованы в граммы влаги на квадратный метр в день. Результаты были рассчитаны на основе толщины пленки 45 микрон (45 мкм).

Толщина пленки и соотношения слоев (оптическая микроскопия). Пленку (примерно 0,05-1 грамм) отрезали ножом для получения образца пленки с треугольной формой (около 0,05-0,2 см2). Этот образец пленки поместили на держатель микротома, размещенный внутри криокамеры (LEICA LN21, поставляемая фирмой LEICA). Образец охладили до температуры ниже, чем его температура стеклования (Tg). В качестве охлаждающего средства использовали жидкий азот, и его прокачивали через камеру с помощью насоса для поддержания и регулирования желательной температуры. Затем охлажденный образец разрезали с использованием микротома LEICA RM2155 для получения среза пленки с глубиной (толщиной) около 10 микрон (10 мкм). Срез пленки поместили на верх капли иммерсионного масла (от фирмы LEICA, показатель преломления 1,518, каталожный номер 11513860). Каплю масла первоначально поместили на верх держателя образца. Компоновку «держатель - масло - пленка» накрыли покровным стеклом, и полученную систему поместили на предметный столик оптического микроскопа и соответственно отрегулировали освещение и контрастность. Оптический микроскоп представлял собой прибор LEICA DMLB (программное обеспечение LEICA IM 1000), оборудованный цифровой фотокамерой DC 300 (производимой фирмой LEICA). Для получения оптического изображения пленки использовали пакет программ “LEICA IM 1000”, с выбором масштабной линейки (путем выбора программы) для измерения толщины пленки и толщины каждого слоя. Для калибровки микрометра микроскопа использовали стандартный микрометр от фирмы LEICA.

Пленки и способы согласно настоящему изобретению и их применение более полно описаны нижеследующими примерами. Нижеследующие примеры приведены для цели иллюстрирования изобретения и не должны толковаться как ограничивающие область изобретения.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Материалы

Н-302 представляет собой пропиленовый гомополимер, MFR (230°С/2,16 кг)=8,5-10,5 г/10 минут, плотность около 0,9 г/см3 (1 см3=1 cc), поставляемый фирмой The Dow Chemical Company;

HDPE KT10000 UE (HDPE KT) представляет собой этиленовый гомополимер, I2 (190°С/2,16 кг)=7-9 г/10 мин, плотность=0,962-0,966 г/см3, поставляемый фирмой The Dow Chemical Company.

Полимеры типично содержат один или более стабилизаторов, как известных в технологии.

Способ плоскощелевой экструзии (Пленки А-С)

Пленки были соэкструдированы на плоскощелевом экструдере для пленки Collin CR 136/350, оборудованном тремя экструдерами, двумя экструдерами Е25М и одним экструдером Е30М и охлаждающим валиком с водяным охлаждением. Скорость сбора образца составляла около 8 м/мин. Температурные профили были следующими: (а) 220°С, 225°С, 230°С, 235°С и 240°С для экструдеров Е25М, содержащих пропиленовый гомополимер; и (b) 217°С, 225°С, 230°С, 235°С, 230°С для экструдера(-ов) Е30М, содержащего(-щих) HDPE; и (с) 230°С для фильеры. Толщина пленки составляла около 45-55 мкм. Пленки выдерживали в течение двух дней при температуре окружающей среды перед проведением анализов. Трехслойная пленка (Н-302)/HDPE/(Н-302) имела целевое отношение толщин 40-45/20-10/40-45. Свойства пленки перечислены в Таблице 1.

Таблица 1
Свойства пленки
Трехслойный полипропилен* (Пленка А) Полипропилен/
полиэтилен высокой плотности/
полипропилен** (Пленка В)
Трехслойный полиэтилен высокой плотности*** (Пленка С)
Степень проницаемости водяных паров
(WVTR) (г/м2/день)****
6,36 5,13 3,01
Сопротивление разрыву
по Элмендорфу
(г) в
поперечном направлении
259 525 80
Сопротивление разрыву
по Элмендорфу
(г) в
продольном направлении
122 332 46
Сопротивление
удару свободно
падающим бойком (г)
50 64 50
Модуль
эластичности
при 2%-ной деформации (МПа) в поперечном
направлении
466 464 676
Модуль эластичности при 2%-ной деформации (МПа) в продольном направлении 468 446 591
Блеск под углом 45° (единиц блеска) 87,5 86,1 36,9
Мутность (%) 1,6 2,8 57,3
* Эталонная пленка А: три слоя литьевой пленки из полипропилена (целевое соотношение слоев около 40-45/20-10/40-45). Каждый слой сформирован из вышеупомянутого полимера на основе пропилена, Н-302. Толщина пленки была 50 микрон (50 мкм) (среднее значение из пяти измерений; с использованием микрометра).
** Пленка В согласно изобретению: три слоя литьевой пленки из пропиленового гомополимера (Н-302)/HDPE KT/пропиленового гомополимера (Н-302) (измеренное соотношение толщин около 42,3/17,3/40,4, и общая толщина = 52 микрона (52 мкм) (оптическая микроскопия)).
*** Эталонная пленка С: три слоя литьевой пленки из HDPE (целевое соотношение толщин около 40-45/20-10/40-45). Каждый слой сформирован из вышеупомянутого HDPE KT. Толщина пленки была 52 микрона (52 мкм) (среднее значение из пяти измерений; с использованием микрометра).
**** Рассчитано в расчете на толщину пленки 45 микрон (45 мкм).

Как показано в Таблице 1, соответствующая изобретению трехслойная пленка, содержащая один слой из HDPE с толщиной, составляющей менее 20 процентов от общей толщины пленки, имела степень проницаемости водяных паров (WVTR), которая была снижена на 20 процентов, по сравнению с Пленкой А (каждый слой был сформирован из одного и того же пропиленового гомополимера). Дополнительно, сопротивление разрыву по Элмендорфу в поперечном направлении (CD) для пленки согласно изобретению (Пленки В) было в два раза выше, чем для каждой эталонной пленки (Пленки А и Пленки С). Сопротивление разрыву по Элмендорфу в продольном направлении (MD) для пленки согласно изобретению было почти втрое выше (× 2,72) по сравнению с прочностью Пленки А. Кроме того, было неожиданно обнаружено, что прочность сцепления между каждым из слоев пленки в соответствующей изобретению пленке оказалась достаточной. Таким образом, не требуется никакого компатибилизатора для соответствующих композиций, используемых для формирования каждого слоя в пленке согласно изобретению.

Результаты измерения характеристик этих трех слоев пленки показаны в Фиг. 1-6 (для каждого столбцового графика, в порядке слева направо: Пленка А, Пленка В, Пленка С).

Еще одно сравнительное исследование

Три дополнительных трехслойных пленки (Пленки D-F) были получены соэкструзией, как обсуждалось выше. Пленки были соэкструдированы на плоскощелевом экструдере для пленки Collin CR 136/350, оборудованном тремя экструдерами, двумя экструдерами Е25М и одним экструдером Е30М и охлаждающим валиком с водяным охлаждением. Скорость сбора образца составляла около 8 м/мин. Температурные профили были следующими: (а) 220°С, 225°С, 230°С, 235°С и 240°С для экструдеров Е25М, содержащих пропиленовый гомополимер; и (b) 217°С, 225°С, 230°С, 235°С, 230°С для экструдера(-ов) Е30М, содержащего(-щих) HDPE; и (с) 230°С для фильеры. Толщина пленки составляла около 45-55 мкм. Пленки выдерживали в течение двух дней при температуре окружающей среды перед проведением анализов. Каждая из пленок D и Е имела целевое соотношение толщин 40-45/20-10/40-45. Пленка F имела целевое соотношение толщин 30-35/40-30/30-35. Свойства пленки перечислены в Таблице 2.

Таблица 2
Свойства пленки
Полипропилен/
полипропилен/
полипропилен*, эталонная (Пленка D)
Полипропилен/
полиэтилен высокой плотности/
полипропилен**, согласно изобретению (Пленка Е)
Полипропилен/
полиэтилен высокой плотности/
полипропилен***, сравнительная (Пленка F)
Степень проницаемости водяных паров (WVTR)**** (г/м2/день, толщина 45 мкм) 6,77 5,58 4,98
Сопротивление разрыву по Элмендорфу (г) в поперечном направлении 221 547 519
Сопротивление разрыву по Элмендорфу (г) в продольном направлении 139 343 242
Сопротивление удару свободно падающим бойком (г) 358 328 148
Модуль эластичности при 2%-ной деформации (МПа) в поперечном направлении 582,7 510,4 554,5
Модуль эластичности при 2%-ной деформации (МПа) в продольном направлении 518,4 485,1 508,1
Блеск под углом 45° (единиц блеска) 81,5 78,6 76,9
Мутность (%) 2,45 4,52 6,42
* Эталонная пленка D: три слоя литьевой пленки из полипропилена (целевое соотношение слоев около 40-45/20-10/40-45). Каждый слой сформирован из полимера на основе пропилена, Н-302. Толщина пленки была 49 микрон (49 мкм) (среднее значение из
пяти измерений; с использованием микрометра).
** Пленка Е согласно изобретению: три слоя литьевой пленки из пропиленового гомополимера (Н-302)/HDPE KT/пропиленового гомополимера (Н-302) (измеренное соотношение толщин около 39,6/20,8/39,6; общая толщина = 53 микрона (53 мкм) (оптическая микроскопия)).
*** Сравнительная пленка F: три слоя литьевой пленки из пропиленового гомополимера (Н-302)/HDPE KT/пропиленового гомополимера (Н-302) (измеренное соотношение толщин около 34,0/34,0/32,0; общая толщина = 50 микрон (50 мкм) (оптическая микроскопия)).
**** Рассчитано в расчете на толщину пленки 45 микрон (45 мкм).

Результаты в Таблице 2 показывают, что пленка согласно изобретению (Пленка Е), имеющая толщину внутреннего слоя, составляющую менее 25 процентов от общей толщины пленки, проявляет наилучший баланс барьерных характеристик в отношении влаги (WVTR) и сопротивления разрыву (плотность на разрыв по Элмендорфу в поперечном (CD) и продольном (MD) направлении) по сравнению с Эталонной пленкой (Пленка D) и Сравнительной пленкой (Пленка F). Кроме того, оптические свойства (блеск и мутность) соответствующей изобретению пленки являются гораздо лучшими, чем таковые для сравнительной пленки. Как видно в Пленке F, когда внутренний слой составляет больше, чем 25 процентов от общей толщины пленки, сопротивление разрыву по Элмендорфу (в продольном и поперечном направлениях) снижается, сокращается сопротивление удару свободно падающим бойком и ухудшаются оптические свойства (меньшие значения блеска и более высокие значения мутности) по сравнению с пленкой согласно изобретению.

Хотя изобретение было описано с определенными подробностями на примере предшествующих конкретных вариантов исполнения, эти подробности предполагаются прежде всего для цели иллюстрирования. Квалифицированный специалист в этой области технологии может провести многие вариации и модификации без выхода за пределы смысла и области изобретения, как описанного ниже в разделе патентной формулы.

1. Неориентированная пленка, включающая по меньшей мере три слоя, один внутренний слой, смежный с двумя наружными слоями, и в которой по меньшей мере один внутренний слой образован из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью, большей или равной 0,945 г/см3, или сополимера циклического олефина; и
в которой каждый наружный слой, независимо, образован из композиции, включающей полимер на основе пропилена;
и в которой по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, меньшую или равную 25 процентам от общей толщины пленки.

2. Пленка по п.1, в которой по меньшей мере один внутренний слой имеет толщину, меньшую или равную 20 процентам от общей толщины пленки.

3. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере один внутренний слой образован из композиции, включающей полимер на основе этилена с плотностью, большей или равной 0,945 г/см3.

4. Пленка по п.3, в которой полимер на основе этилена имеет плотность, большую или равную 0,95 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,96 г/см3.

5. Пленка по п.1, в которой полимер на основе пропилена имеет плотность, большую или равную 0,88 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,89 г/см3.

6. Пленка по п.1, в которой полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), больший или равный 6 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 8 г/10 минут.

7. Пленка по п.1, в которой каждый наружный слой образован из одной и той же композиции.

8. Пленка по п.1, в которой пленка состоит из трех слоев.

9. Пленка по п.8, в которой три слоя имеют соотношение толщин от 40/20/40 до 45/10/45.

10. Пленка по п.8 или п.9, в которой каждый наружный слой образован из полимера на основе пропилена, имеющего плотность, большую или равную 0,88 г/см3, предпочтительно большую или равную 0,89 г/см3.

11. Пленка по п.10, в которой полимер на основе пропилена имеет показатель текучести расплава (MFR), больший или равный 6 г/10 минут, предпочтительно больший или равный 8 г/10 минут.

12. Пленка по п.1, в которой полимер на основе этилена представляет собой этиленовый гомополимер.

13. Пленка по п.1, в которой полимер на основе пропилена представляет собой пропиленовый гомополимер.

14. Пленка по п.1, в которой пленка имеет степень проницаемости водяных паров (WVTR), меньшую или равную 5 г/м2/день.

15. Пленка по п.1, в которой пленка имеет прочность на разрыв в поперечном направлении (CD), большую или равную 400 г, предпочтительно большую или равную 500 г.

16. Пленка по п.1, в которой пленка имеет прочность на разрыв в продольном направлении (MD), большую или равную 200 г, предпочтительно большую или равную 300 г.

17. Изделие, включающее пленку по любому из предшествующих пунктов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к системе кормления, к системам для снижения веса и к способу кормления домашнего животного. .
Изобретение относится к стоячему пакету, а также к способу его изготовления. .

Изобретение относится к упакованному с высокой степенью уплотнения тюку из ленты фильтрующего материала в форме прямоугольного параллелепипеда, свободного от дефектов в виде вспучиваний или перетягиваний на верхней и нижней сторонах тюка, а также к способу его изготовления.

Изобретение относится к контейнерам для хранения продуктов, а более конкретно, к гибким контейнерам для хранения продуктов. .

Изобретение относится к блокирующим устройствам. .

Изобретение относится к пищевой промышленности и используется для хранения и употребления жидкого продукта. .

Изобретение относится к контейнеру, изготовленному из листов или пленки, и способу его изготовления. .
Изобретение относится к многослойной структуре, выполненной в виде пленки, для получения упаковочного изделия для хранения жидкотекучих продуктов в условиях окружающей среды, способу ее получения и к изделию.
Изобретение относится к многослойной плоской или рукавной оболочке или пленке для пищевых продуктов, в частности для упаковок продуктов питания. Оболочка или пленка изготовлена способом выдувной экструзии и вытянута по двум осям способом тройного раздува.

Изобретение относится области химико-фармацевтической промышленности, в частности к пластмассовой пленке для медицинских контейнеров, имеющей функцию поглощения кислорода, включающей по меньшей мере 4 слоя.

Изобретение относится к многослойным пленкам, содержащим три или более слоев, имеющим улучшенные свойства для целого ряда применений. .

Изобретение относится к пленке для применения при производстве упаковок и способу ее получения экструзией с раздувом. .
Изобретение относится к соэкструдированной многослойной пленке для асептической упаковки, к упаковке из такой пленки, а также к способу изготовления асептической упаковки.

Изобретение относится к бесфольговому упаковочному многослойному материалу для упаковки жидких пищевых продуктов, способу его получения и изготовленной из упаковочного многослойного материала упаковочной таре.

Изобретение относится к легковесным пленкам и касается пленочного материала, имеющего текстильные свойства, способа и устройства для его осуществления. .

Изобретение относится к самоклеящейся усадочной этикетке для нанесения на поверхность изделия с по меньшей мере одной сложной кривизной. Этикетка выполнена с возможностью покрытия указанной поверхности без оборачивания изделия целиком и включающая термоусаживаемую пленку с внутренней и наружной поверхностями и с машинным и поперечным направлениями и непрерывный клеевой слой контактного клея с внутренней и внешней поверхностями, покрывающий по существу всю внутреннюю поверхность термоусаживаемой пленки. При этом внутренняя поверхность клеевого слоя приклеена к внутренней поверхности пленки, а внешняя поверхность слоя выполнена с возможностью склеивания с поверхностью с по меньшей мере одной сложной кривизной, причем пленка выполнена с предельной усадкой S, измеренной по методике ASTM D1204 в по меньшей мере одном направлении по меньшей мере 10% при 90°С, а в другом направлении S±20%. Также изобретение относится к изделию с этикеткой. Настоящая этикетка может наноситься на контейнеры и изделия со сложной формой и кривизной с использованием меньшего количества материала и с меньшими затратами, чем при использовании для этикетки манжет из усадочного материала или обвертывания таким материалом. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 пр., 1 табл., 18 ил.
Наверх