具有良好透明度和滑爽性質(zhì)的生物聚酯組合物的制作方法
【專利摘要】為生物聚酯膜，優(yōu)選聚乳酸(PLA)膜，制備了一種組合物，所述膜具有低摩擦系數(shù)來改善滑爽性質(zhì)，同時(shí)保持低霧度值來得到良好的透明度。用特定添加劑的母料制備該組合物，用該組合物制備了一種膜，該膜取得了小于或等于2％(根據(jù)ASTM?D1003測(cè)量)的霧度和小于或等于0.35(根據(jù)ASTM?D1894-01測(cè)量)的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)。
【專利說明】具有良好透明度和滑爽性質(zhì)的生物聚酯組合物
優(yōu)先權(quán)要求
[0001]本申請(qǐng)要求于2011年11月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)登記第61/564，686號(hào)(代理人案卷號(hào)12011013)的優(yōu)先權(quán)，該文通過參考結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用于聚乳酸膜或片材的組合物，所述組合物具有良好的透明度，并且因?yàn)榈湍Σ料禂?shù)而具有良好的滑爽性質(zhì)，以及涉及用于制備這種膜或片材的母料。
發(fā)明背景
[0003]聚乳酸也稱為聚交酯或PLA，是生物可持續(xù)來源的熱塑性樹脂，正在許多應(yīng)用中開發(fā)來取代石化來源的樹脂。具體來說，在塑料包裝工業(yè)中，進(jìn)行了大量努力來使用生物衍生和可持續(xù)來源的熱塑性樹脂，優(yōu)選的使用還可降解或堆肥處理的那些。PLA是特別引入注目的，因?yàn)樗型麘?yīng)用到用于零售包裝的膜應(yīng)用中，其中PLA對(duì)可再生資源的依賴和可堆肥能力帶來的生態(tài)友好的益處，對(duì)消費(fèi)者有吸引力。
[0004]但是，PLA與用于包裝工業(yè)的傳統(tǒng)塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)和PET等顯著地不同。因?yàn)镻LA的化學(xué)特性，用于傳統(tǒng)基于石油的聚合物復(fù)合物的添加劑不具有相同的效果，有時(shí)甚至對(duì)所需膜的滑爽性質(zhì)和霧度性質(zhì)有害。
[0005]此外，PLA必 須具有在相同大規(guī)模的、高速包裝設(shè)備上加工膜所要求的性質(zhì)，該包裝設(shè)備是為基于石油的聚合物設(shè)計(jì)的，包括用來制備澆鑄膜或片材、雙軸取向膜和吹塑膜的設(shè)備。具體來說，動(dòng)態(tài)測(cè)定的摩擦系數(shù)(COF)應(yīng)更低，從而更加容易地加工膜或片材，更適合用于包裝膜，因?yàn)楫?dāng)在加工線上與運(yùn)動(dòng)的輥或其它膜或片材接觸時(shí)或在最終成形制品的應(yīng)用中，該膜或片材更不“粘”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一方面中，工業(yè)需要的發(fā)明是生物聚酯膜或片材，優(yōu)選PLA膜或片材，所述膜或片材具有所需的動(dòng)態(tài)測(cè)定的低摩擦系數(shù)(COF)性質(zhì)，同時(shí)仍然保留良好的透明度，以將這種膜或片材廣泛地應(yīng)用于電子、食品、醫(yī)療產(chǎn)品、藥物、化學(xué)產(chǎn)品的包裝；標(biāo)簽?zāi)?；以及工業(yè)薄膜。
[0007]本發(fā)明的一種實(shí)施方式是用于具有低動(dòng)態(tài)COF和低霧度性質(zhì)的生物聚酯膜或片材的組合物，且所述組合物包括:(a) 一種或更多種生物聚酯；(b)無機(jī)抗粘連添加劑；(C)滑爽添加劑；以及(d)任選的其它添加劑，其中所述無機(jī)抗粘連劑是鈉鈣鋁硅酸鹽水合物，其中滑爽劑選自下組:多元醇偏酯；完全氫化大豆油；與季戊四醇的酯；N，N’-乙撐雙硬脂酰胺；及其組合，以及其中所述組合物為包括厚度約20微米的芯層和厚度各為約5微米的兩表層的30微米膜的形式時(shí)，其既具有當(dāng)根據(jù)ASTM D1894-01測(cè)量時(shí)小于0.35優(yōu)選地小于0.2的動(dòng)態(tài)C0F，又具有根據(jù)ASTM D1003測(cè)量時(shí)小于2%的霧度值。
[0008]本發(fā)明的另一種實(shí)施方式是由上面剛剛描述的生物聚酯組合物形成的膜或片材。所述膜或片材可具有從5微米到I毫米的單層或多層。在多層膜中，各單獨(dú)的層可包括不同的成分組合。本發(fā)明的另一種實(shí)施方式是具有至少一個(gè)生物聚酯表層的多層膜。所述表層可在約0.5微米-約500微米之間，優(yōu)選地在約1.0微米-約50微米之間。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式是生物聚酯薄膜，其總厚度為約30微米，表層厚度在I微米和5微米之間，其具有根據(jù)ASTM D1003方法測(cè)定的小于或等于2%的霧度、根據(jù)ASTMD1894-01方法測(cè)定的小于或等于0.35優(yōu)選地小于0.2的動(dòng)態(tài)C0F。
[0010]本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方式是雙軸取向的膜。“雙軸取向”指加工中膜在兩個(gè)方向上橫向拉伸。膜的雙軸拉伸可有效地制備具有優(yōu)異強(qiáng)度、平坦度、熱收縮和氣體滲透性的膜。
[0011]為了本發(fā)明的目的，小于0.35的低動(dòng)態(tài)COF是可接受的的，優(yōu)選地小于0.20。
[0012]為了本發(fā)明的目的，當(dāng)膜厚度為約30微米且根據(jù)ASTMD1003測(cè)定時(shí)，小于2%的低霧度值是可接受的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無需過多實(shí)驗(yàn)，就能理解霧度固有地隨著厚度的增加而增加。因此，相對(duì)于膜厚度來確定霧度為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供了可接受的霧度大小的標(biāo)準(zhǔn)，而與膜的厚度無關(guān)。
[0013]在另 一方面中，本發(fā)明提供母料或母料的組合，其包含(a)無機(jī)抗粘連劑，其中所述無機(jī)抗粘連劑是在聚合物載體，優(yōu)選地在生物聚酯載體中的鈉鈣鋁硅酸鹽水合物以及
(b)滑爽添加劑，其中所述滑爽添加劑選自下組:在聚合物載體，優(yōu)選地在生物聚酯載體中的多元醇偏酯；完全氫化大豆油；與季戊四醇的酯；N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺；及其組合。
[0014]在另一方面中，本發(fā)明提供制備生物聚酯組合物的方法，所述方法包括以下步驟:把本發(fā)明的生物聚酯母料組合物與生物聚酯樹脂混合。
[0015]在另一方面中，本發(fā)明涉及把本發(fā)明的組合物應(yīng)用于制備膜或片材。
[0016]在另一方面中，本發(fā)明提供制備膜或片材的方法，所述方法包括以下步驟:把本發(fā)明的生物聚酯母料與生物聚酯樹脂混合。
[0017]在又一方面中，本發(fā)明涉及使用無機(jī)抗粘連劑和滑爽添加劑來產(chǎn)生低動(dòng)態(tài)COF和良好的透明度，該無機(jī)抗粘連劑是鈉鈣鋁硅酸鹽水合物，其中所述滑爽添加劑選自下組:多元醇偏酯；完全氫化大豆油；與季戊四醇的酯；N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺。
[0018]將結(jié)合表現(xiàn)出乎意料的技術(shù)效果的實(shí)施方式和實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明組合物的特征和優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明實(shí)施方式
[0019]牛物聚酯
[0020]生物聚酯是單體來源至少部分地衍生自生物可再生來源的聚酯，或者具有可生物降解性質(zhì)的聚酯。例如=PLA是同時(shí)具有這兩種特性的特殊生物聚酯。PLA是眾所周知的具有以下單體重復(fù)基團(tuán)的生物聚酯:
【權(quán)利要求】
1.一種用于生物聚酯膜的組合物，其包括: (a)一種或更多種生物聚酯； (b)無機(jī)抗粘連添加劑； (c)滑爽添加劑；以及 (d)任選的其它添加劑； 其中所述無機(jī)抗粘連添加劑是鈉鈣鋁硅酸鹽水合物， 其中所述滑爽添加劑選自下組:多元醇偏酯、N, N’ -乙撐雙硬脂酰胺、完全氫化大豆油、與季戊四醇的酯及其組合，以及 其中所述組合物為包括厚度約20微米的芯層和厚度各為約5微米的兩表層的30微米膜的形式時(shí)，其既包括當(dāng)根據(jù)ASTM D1894-01測(cè)量時(shí)小于0.35的動(dòng)態(tài)COF，又包括根據(jù)ASTMD1003測(cè)量時(shí)小于2%的霧度值。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述生物聚酯是聚乳酸且其中所述動(dòng)態(tài)COF 小于 0.2。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括選自下組的任選的添加劑:粘合促進(jìn)劑；殺生物劑；抗霧化劑；粘合劑、起泡劑和發(fā)泡劑；分散劑；引發(fā)劑；潤(rùn)滑劑；顏料、著色劑和染料；增塑劑；加工助劑；脫模劑；穩(wěn)定劑；硬脂酸鹽/酯；紫外光吸收劑；粘度調(diào)節(jié)劑；蠟；以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求2或3所述的組合物，其特征在于，所述整體組合物以重量百分?jǐn)?shù)(重量％ )計(jì)的成分列于下表。__
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述聚乳酸基本上包括L-乳酸單元。
6.一種從權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的組合物制備的膜，其特征在于，所述膜包括至少一層，且各層可包括不同的成分組合。
7.如權(quán)利要求6所述的膜,其特征在于,存在表層和芯層；且其中所述表層在約0.5微米到約I毫米之間。
8.如權(quán)利要求7所述的膜，其特征在于，所述膜形成分別夾著厚度約20微米的生物聚酯樹脂芯層的約5微米的兩表層時(shí)，將導(dǎo)致根據(jù)ASTM D1003方法的小于或等于2%的霧度以及根據(jù)ASTM D1894-01方法的小于或等于0.35的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)。
9.如權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的膜，其特征在于，所述膜是雙軸取向的。
10.如權(quán)利要求8所述的膜，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)小于0.20。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK103958605SQ201280058377
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月29日
【發(fā)明者】E·布隆諾斯, J·維勒爾 申請(qǐng)人:普立萬公司