用于制備取向聚烯烴膜的方法和由此制備的取向聚烯烴膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于制備用于熱層壓的取向聚烯烴膜的方法和由此制備的用于熱層壓的取向聚烯烴膜。由于所述方法包括在縱向取向后的額外擠出和冷卻步驟，所以樹脂層通過所述額外擠出步驟層壓，以及如果樹脂具有低熔點(diǎn)則能夠通過連續(xù)擠出其來進(jìn)行層壓。因此，制備過程簡單并且制備時(shí)間縮短，從而降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本并改進(jìn)了層間粘合力。
【專利說明】用于制備取向聚烯烴膜的方法和由此制備的取向聚烯烴膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法和由此制備的基于聚烯烴的膜。更特別地，本公開內(nèi)容涉及用于制備具有優(yōu)異層間粘合強(qiáng)度的基于聚烯烴的取向膜的方法。所述方法包括在將用于熱層壓的樹脂層層壓在多層基于聚烯烴的取向膜上的擠出步驟和加工方向(MD)取向步驟后的額外擠出步驟，其中通過所述額外層壓步驟層壓所述用于熱層壓的樹脂層，從而以允許通過連續(xù)擠出的方式層壓，甚至在具有低熔點(diǎn)的樹脂的情況下也是如此，因此憑借簡單的過程和減少的時(shí)間降低了生產(chǎn)成本。本公開內(nèi)容還涉及通過所述方法制備的基于聚烯烴的膜。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，具有在其表面上形成的用于熱層壓的樹脂層的取向膜廣泛地用作用于包裝(食品包裝等)的膜。作為這樣的用于熱層壓的膜，有聚氯乙烯(PVC)膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。然而，PVC膜會在焚燒之后放出有害物質(zhì)如二P惡英，PET膜沒有成本效益且?guī)缀醪痪哂锌苫厥招浴?br> [0003]因此，常使用在可回收性和成本效益的方面有利的基于聚烯烴的取向膜，特別是通過雙軸取向獲得的多層雙軸取向聚丙烯(BOPP)膜。聚丙烯(PP)在可回收性和成本效益的方面是有利的并且具有優(yōu)異的機(jī)械特性包括拉伸強(qiáng)度、剛度、表面硬度和沖擊強(qiáng)度等、光學(xué)特性包括透明性等和食品衛(wèi)生特性包括非毒性和無臭特性等。因此，PP可用于包裝材料(用于食品等)或用于多層貼合(片層壓)。
[0004]圖1為常規(guī)BOPP膜的截面示意圖，圖2為舉例說明用于制備根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的BOPP膜的裝置的示意圖。
[0005]參照圖1，BOPP膜通常包括作為芯層3的PP層、在芯層3的上部和下部上層壓的第一皮層I和第二皮層2。此處，第一皮層I和第二皮層2由PP層制成。另外，用于熱層壓(即，熱融合)的樹脂層4層壓在第一皮層I上。
[0006]例如，當(dāng)使用這樣的BOPP膜作為用于食品的包裝膜或用于多層貼合(片層壓)的膜、特別是用于包括在兩片BOPP膜之間插入識別物質(zhì)(例如照片、標(biāo)識卡、印刷品或菜單板等)然后熱融合的多層貼合(片層壓)時(shí)，樹脂層4與另一樹脂層經(jīng)受熱層壓(熱融合)，由此實(shí)現(xiàn)密封。此處，使用能夠在低溫下熱融合(熱密封)的低溫粘合劑樹脂例如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)作為樹脂層4。
[0007]另外，參照圖2，當(dāng)根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)制備如上所述的多層BOPP膜時(shí)，在擠出模頭處層壓第一皮層1、芯層3和第二皮層2，同時(shí)用擠出單元5共擠出所述三個(gè)層1、2、3。然后，經(jīng)擠出的多層膜通過冷卻輥6，使得其被冷卻，經(jīng)受連續(xù)進(jìn)行雙軸取向，S卩加工方向取向(MDO)和橫向取向(TDO)。
[0008]換言之，如圖2所示，使經(jīng)擠出的多層膜通過具有多個(gè)輥組合的加工方向取向單元7，使得其沿著加工方向(縱向)取向(MDO)，然后連續(xù)通過橫向取向單元8，使得其通過導(dǎo)軌樣式沿著寬度方向取向(TDO)。其后，在纏繞輥9纏繞已進(jìn)行MDO和TDO的膜。[0009]根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，多層BOPP膜的生產(chǎn)包括具有如上所述的擠出一冷卻— MDO —TDO步驟的連續(xù)過程。因此，獲得了如圖1所示的具有PP / PP / PP的三層結(jié)構(gòu)
的多層膜。
[0010]另外，在通過上述連續(xù)過程獲得多層膜后，將用于熱層壓的樹脂層4(例如，EVA層)層壓在如上所描述的第一皮層I上。此處，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，將錨定層5涂覆在第一皮層I上，然后通過T-模頭擠出涂覆在錨定層5上形成樹脂層4，如圖1所示。
[0011]此處，當(dāng)形成樹脂層4時(shí)，可認(rèn)為其使用這樣的方法，包括在多層擠出涂覆之后將低溫粘合劑樹脂引入皮層擠出單元而不用形成錨定層5，通過共擠出直接在第一皮層I上形成樹脂層4。然而，在這樣的情況下，由于第一皮層I包含低溫粘合劑樹脂和PP，它們在物理和化學(xué)特性方面彼此顯著不同，所以不適于共擠出并且層間粘性低。換句話說，低溫粘合劑樹脂如EVA的熔點(diǎn)與PP的熔點(diǎn)不同，這使得其難以進(jìn)行共擠出。另外，由于兩種材料顯示出顯著不同的特性，所以它們彼此不會直接粘合，或者層間粘性(粘合強(qiáng)度)低。
[0012]此外，當(dāng)如上使所述低溫粘合劑樹脂共擠出時(shí)，其可能在擠出模頭處被熱解，從而引起相關(guān)單元的侵蝕。由于樹脂的低熔點(diǎn)，所以在膜通過MD取向單元7的輥R時(shí)低溫粘合劑樹脂可在樹脂層上引起劃痕，從而引起外觀劣化。另外，樹脂層4可粘附于輥R，從而使得其難以進(jìn)行共擠出。
[0013]因此，當(dāng)根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)形成用于熱層壓的樹脂層4時(shí)，事先將錨定層5涂覆在第一皮層I上，然后樹脂層4通過分開的T模頭擠出涂覆步驟形成。然而，在這樣的情況下，需要額外步驟用于涂覆錨定層5以及擠出涂覆樹脂層4，導(dǎo)致成本效益和時(shí)間效益降低，整個(gè)過程變得復(fù)雜。這引起生產(chǎn)成本增加。另外，錨定層5不是環(huán)境友好的。
[0014]發(fā)明公開
[0015]技術(shù)問題
[0016]本公開內(nèi)容提供了用于制備具有優(yōu)異層間粘合強(qiáng)度的基于聚烯烴的取向膜的方法。當(dāng)形成用于熱層壓的樹脂層時(shí)，本方法允許通過連續(xù)擠出進(jìn)行層壓，甚至在具有低熔點(diǎn)的樹脂的情況下也是如此，從而憑借簡單的過程和減少的時(shí)間降低了生產(chǎn)成本。本公開內(nèi)容還提供了通過所述方法獲得的基于聚烯烴的取向膜。
[0017]問題解決方案
[0018]在一些實(shí)施方案中，提供了用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，包括:
[0019]第一擠出步驟，其中將包括第一皮層、芯層和第二皮層的聚烯烴膜擠出模制；
[0020]第一冷卻步驟，其中將經(jīng)擠出模制的膜冷卻；
[0021]加工方向取向步驟，其中將已經(jīng)受第一冷卻步驟的膜沿著加工方向(MD)取向；
[0022]第二擠出步驟，其中使樹脂層形成于經(jīng)MD取向的膜的第一皮層上；
[0023]第二冷卻步驟，其中將其上形成有樹脂層的膜冷卻；以及
[0024]橫向取向步驟，其中將已經(jīng)受第二冷卻步驟的膜沿著橫向(TD)取向。
[0025]在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，第一擠出步驟可優(yōu)選地通過使用包含基于聚乙烯的樹脂的材料作為所述第一皮層的材料進(jìn)行。
[0026]在另一個(gè)不例性實(shí)施方案中，在使膜通過使用具有表面不規(guī)則體的冷卻棍冷卻時(shí)，第二冷卻步驟可優(yōu)選地通過在樹脂層中形成氣道來進(jìn)行。
[0027]在其他示例性實(shí)施方案中，提供了通過所述方法獲得的基于聚烯烴的取向膜。[0028]本發(fā)明的有利效果
[0029]根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案，用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法包括額外的擠出/冷卻步驟(第二擠出/第二冷卻步驟)，其中通過額外擠出步驟層壓并形成樹脂層。因此，即使在具有低熔點(diǎn)的樹脂的情況下，也可通過在線(In-Line)過程進(jìn)行層壓。
[0030]因此，根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案，通過連續(xù)擠出過程將包括樹脂層的層彼此層壓以提供多層基于聚烯烴的取向膜。因此，可憑借簡單的過程和減少的時(shí)間降低成本。另外，可實(shí)現(xiàn)高層間粘性，即，第一皮層與樹脂層之間的粘合以及樹脂層與粘合層之間的粘合?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0031]圖1為常規(guī)基于聚烯烴的取向(BOPP)膜的截面示意圖。
[0032]圖2為舉例說明用于根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)制備BOPP膜的裝置的示意圖。
[0033]圖3為根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案獲得的基于聚烯烴的取向膜的截面示意圖。
[0034]圖4為舉例說明用于根據(jù)本公開內(nèi)容一個(gè)實(shí)施方案制備BOPP膜的裝置的示意圖。
[0035]圖5為示出了形成裝置的冷卻輥的另一個(gè)實(shí)施方案的截面示意圖。
[0036]<附圖標(biāo)記說明>
[0037]10:第一皮層 20:第二皮層
[0038]30:芯層40:樹脂層
[0039]100-1:第一擠出單元 100-2:第二擠出單元
[0040]150:樹脂供給單元200:第一冷卻輥
[0041]300:加工方向取向單元 400:第二冷卻輥
[0042]500:橫向取向單元600:纏繞單元
[0043]450:表面不規(guī)則體452:突起
[0044]454:槽
【具體實(shí)施方式】
[0045]在下文中，參照附圖詳細(xì)描述本公開內(nèi)容的實(shí)施方案。附圖描述了示例性實(shí)施方案以輔助理解本公開內(nèi)容。
[0046]首先將描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的基于聚烯烴的取向膜，然后將描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案制備基于聚烯烴的取向膜的方法。
[0047]圖3為根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案獲得的基于聚烯烴的取向膜(在下文中也稱為“取向膜”)的截面示意圖。
[0048]參照圖3，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案獲得的取向膜包括具有至少三層結(jié)構(gòu)的聚烯烴膜F (在下文中也稱為“多層膜”)和層壓在多層膜F上的樹脂層40。
[0049]特別地，多層膜F通過共擠出由層壓至少三個(gè)層獲得，其中每層包含作為基礎(chǔ)樹月旨(主要材料)的至少基于聚烯烴的樹脂。如圖3所示，多層膜F包括芯層30;在芯層30的上部層壓的第一皮層10 ;和在芯層30的下部層壓的第二皮層20。多層膜F具有包括上述三個(gè)層的三層結(jié)構(gòu)，即，依次層壓的第一皮層10、芯層30和第二皮層20。多層膜F可具有至少一個(gè)與該三個(gè)層不同的額外層。
[0050]此處，層10、20、30中的每一個(gè)包含作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)的基于聚烯烴的樹月旨。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，芯層30包含作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)的基于聚丙烯(PP)的樹脂，第一皮層10包含作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)的基于聚乙烯(PE)的樹脂，以及第二皮層20包含作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)的選自基于PP的樹脂和基于PE的樹脂中的至少一種。
[0051]另外，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的取向膜包括在多層膜(F)上層壓并形成的樹脂層40，樹脂層40在第一皮層10上以單層或雙層的形式層壓并形成。雖然沒有根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)在涂覆錨定層5 (參見圖1)之后通過分開的擠出涂覆步驟形成樹脂層40，但是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案在加工方向取向之后通過額外擠出步驟在多層膜F上層壓樹脂層40,如在下文中描述的。以下將描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案制備基于聚烯烴的取向膜的方法。
[0052]圖4為舉例說明根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案制備BOPP膜的裝置的示意圖。提供圖4所示的裝置僅用于舉例說明目的，除了圖4所示的實(shí)施方案以外的多個(gè)實(shí)施方案也可實(shí)現(xiàn)。
[0053]參照圖4，裝置包括第一擠出單元100-1、第一冷卻輥200、加工方向(MD)取向單元300、第二擠出單元100-2、第二冷卻輥400、橫向(TD)取向單元500和纏繞單元600。這些單元按順序排列以使得進(jìn)行連續(xù)過程。每個(gè)單元的結(jié)構(gòu)沒有特別限制。例如，MD取向單元300可具有如圖4所示的多個(gè)輥R的組合。在圖4中，附圖標(biāo)記Rl和R2表示分別與第一冷卻輥200和第二冷卻輥400相鄰的導(dǎo)輥Rl和R2。
[0054]如上所述，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的方法包括第一擠出步驟，其中將包括至少上述三個(gè)層10、20、30的多層膜F擠出模制；第一冷卻步驟，其中將經(jīng)擠出模制的膜F冷卻；加工方向取向步驟，其中將已經(jīng)受第一冷卻步驟的膜F沿著加工方向(MD)取向；第二擠出步驟，其中使至少一個(gè)樹脂層40形成于經(jīng)MD取向的膜F上；第二冷卻步驟，其中將其上形成有樹脂層40的膜F冷卻；以及橫向取向步驟，其中將已經(jīng)受第二冷卻步驟的多層膜F沿著橫向(TD)取向。上述步驟連續(xù)進(jìn)行。
[0055]首先，在第一擠出步驟中，通過第一擠出單元100-1擠出模制包括至少上述三個(gè)層10、20、30的多層膜F。特別是，以依次層壓包括第一皮層10、芯層30和第二皮層20的至少三個(gè)層的方式通過進(jìn)行共擠出來模制多層膜F。此處，第一擠出單元100-1具有對應(yīng)于形成多層膜F的層的全部數(shù)目的一定數(shù)目的擠出單元，在擠出模頭處層壓層10、20、30。例如，當(dāng)形成具有第一皮層10、芯層30和第二皮層20的三層多層膜F時(shí)，第一擠出單元100-1可具有與其對應(yīng)的三個(gè)擠出部件。
[0056]另外，基于聚烯烴的樹脂組合物用作用于擠出模制多層膜F的材料，即，引入到第一擠出單元100-1的材料?；诰巯N的樹脂組合物包括至少一種作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)的基于聚烯烴的樹脂。基于聚烯烴的樹脂沒有特別限制，只要該樹脂屬于聚烯烴即可。優(yōu)選地，可使用選自聚丙烯(PP)樹脂、聚乙烯(PE)樹脂及其共聚物中的至少一種。另外，選自乙烯和丙烯中至少一種的共聚物可用作基于聚烯烴的樹脂。共聚物的特定實(shí)例可包括二元共聚物如丙烯-乙烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸等，以及三元共聚物如乙烯-甲基丙烯酸-酯等，但不限于此。[0057]另外，基于聚烯烴的樹脂組合物包括至少聚烯烴-樹脂，如果需要其還可包括其他樹脂或其他添加劑。盡管沒有特別限制，但是按100重量份的基于聚烯烴的樹脂計(jì)，基于聚烯烴的樹脂組合物還可包括O至40重量份、特別是5至20重量份的其他樹脂或其他添加劑?？墒褂玫奶砑觿┩ǔ楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知。這些添加劑的優(yōu)選實(shí)例包括選自抗靜電劑、增滑劑和抗粘連劑中的至少一種。
[0058]當(dāng)通過第一擠出步驟形成多層膜F時(shí)，層可由相同材料或不同材料形成。例如，通過使用聚丙烯(PP)作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)，芯層30可形成為PP層。通過使用選自PP和PE中的至少一種作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)，第二皮層20可形成為PP層、PE層或混合的PP-PE層。此處，通過使用PP作為基礎(chǔ)樹脂(主要材料)，第二皮層20可形成為光澤層。在一個(gè)變體中，通過使用PP與PE的充分組合(例如，重量比PP: PE=I: 0.5-2)，第二皮層20可形成為無光澤層。另外，當(dāng)?shù)诙?0為混合的PP / PE層時(shí)，兩種類型樹脂的混合物可形成為母料(例如球形式)，然后被引入第一擠出單元100-1中。
[0059]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，第一皮層10包括基于PE的樹脂。當(dāng)?shù)谝黄?0包括基于PE的樹脂時(shí)，其顯示出與形成樹脂層40的低溫粘合劑樹脂(具有低熔點(diǎn)的樹脂)如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的高相容性。因此，可改進(jìn)第一皮層10與樹脂層40之間的層間粘性(粘合強(qiáng)度)。形成第一皮層10的材料可選自基于PE的樹脂，包括均聚乙烯(PE)和乙烯聚合物。更特別地，鑒于較高層間粘合，第一皮層10可包含低密度聚乙烯(LDPE)，特別是線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
[0060]另外，在第一擠出步驟中，層10、20、30還可包含除了上述基礎(chǔ)樹脂(基于聚烯烴的樹脂)以外的至少一種選自抗靜電劑和抗粘連劑的添加劑。特別地，芯層30可包含還包含抗靜電劑如磺酸鹽或銨鹽的材料。第二皮層20可包含含有抗粘連劑如二氧化硅、硅藻土和滑石粉的材料。
[0061]另外，當(dāng)通過第一擠出步驟形成多層膜F時(shí)，可適當(dāng)?shù)爻浞终{(diào)節(jié)每層的厚度。例如，參照圖3，多層膜F為具有第一皮層10、芯層30和第二皮層20的三層結(jié)構(gòu)，其可以以這樣的方式模制，使得第一皮層10的厚度TlO為基于取向膜的總厚度T的I至10%，芯層30的厚度T30為基于取向膜的總厚度T的30至70%，以及第二皮層20的厚度T20為基于取向膜的總厚度T的I至10%。另外，第一擠出步驟的擠出溫度可隨著用于擠出的材料變化。例如，第一擠出步驟可在140至320°C的溫度下進(jìn)行。
[0062]參照圖4，使通過第一擠出步驟擠出模制的多層膜F通過第一冷卻輥200，使得其經(jīng)受第一冷卻步驟。此處，僅一個(gè)第一冷卻輥200安裝在圖4的示例性實(shí)施方案的裝置中。然而，可在裝置中布置一個(gè)第一棍200或者連續(xù)布置兩個(gè)或更多個(gè)第一棍200。例如,第一冷卻步驟中的冷卻溫度(即，第一冷卻輥200的溫度)可設(shè)置為5至80°C，但不限于此。
[0063]在第一冷卻步驟之后，使多層膜F沿著導(dǎo)輥Rl傳送至MD取向單元300，使得其沿著加工方向(縱向)取向。例如，如圖4所示，MD取向可通過多個(gè)輥R進(jìn)行。例如，用于MD取向步驟中的取向溫度(即，安裝在MD取向單元300中輥R的溫度)可設(shè)置為80至160°C，但不限于此。另外，可用2至10、特別是3至7的取向比進(jìn)行MiD取向。更特別地，可用4至5的取向比進(jìn)行MD取向。這樣的取向比可通過輥R的速度來實(shí)現(xiàn)。
[0064]在MD取向步驟后，使多層膜F連續(xù)地經(jīng)受額外擠出步驟(第二擠出步驟)和冷卻步驟(第二冷卻步驟)。[0065]在第二擠出步驟中，在多層膜F上層壓并形成樹脂層40。特別地，參照圖4，多層膜F被MD取向并提供至第二擠出單元100-2。此處，第二擠出單元100-2可具有樹脂供給單元150以供應(yīng)材料用于形成樹脂層40。使多層膜F通過第二擠出單元100-2，同時(shí)由樹脂供給單元150供應(yīng)材料。這樣，在樹脂層40被擠出時(shí)，在模頭處在多層膜F上層壓樹脂層40。
[0066]樹脂層40的材料，S卩，由樹脂供給單元150供應(yīng)至第二擠出單元100-2的材料沒有限制。樹脂層40的材料沒有限制，只要其是低溫粘合劑樹脂(具有低熔點(diǎn)的樹脂)并且適于熱層壓(熱融合)即可。樹脂層40的材料的特定實(shí)例包括包含選自以下中的至少一種的材料:基于聚烯烴的樹脂、基于硅的樹脂、基于聚氨酯的樹脂、基于丙烯酸類的樹脂、基于聚酰胺的樹脂、茂金屬樹脂、尼龍樹脂、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯醋酸甲酯(EMA)、乙烯甲基丙烯酸(EMAA)、乙二醇(EG)、乙烯酸三元共聚物和乙烯/丙烯/ 丁二烯三元共聚物。
[0067]根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方案，與相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)不同，在MD取向之后不直接進(jìn)行TD取向。具體地，在MD取向之后通過額外擠出步驟(即，第二擠出步驟)層壓并形成樹脂層40。因此，通過基于連續(xù)擠出的在線過程形成樹脂層40，由此使得整個(gè)過程簡單。另夕卜，可使用具有與形成第一皮層10的基礎(chǔ)樹脂的特性不同的物理化學(xué)特性的樹脂，即，具有比聚烯烴的熔點(diǎn)更高或更低熔點(diǎn)的樹脂作為樹脂層40的材料。特別地，可使用具有比基于聚烯烴的樹脂的熔點(diǎn)更低熔點(diǎn)的樹脂。
[0068]換句話說，根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方案，可使用包含具有比用于第一擠出步驟的材料的熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)的樹脂的材料作為用于第二擠出步驟的樹脂層40的材料。例如，可使用適于在低溫下熱融合(熱密封)的低溫粘合劑樹脂，例如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯醋酸甲酯(EMA)、乙烯甲基丙烯酸(EMAA)、低溫茂金屬樹脂、乙二醇(EG)、乙烯酸三元共聚物和乙烯/丙烯/ 丁二烯三元共聚物，它們具有低熔點(diǎn)和高密封性。這樣的樹脂通過連續(xù)擠出的在線過程層壓。另外，可憑借第一皮層10與樹脂層40之間的高粘性改進(jìn)層間粘合，而不用根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)形成錨定層5 (參見圖1)。
[0069]另外，根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方案，通過額外擠出步驟(第二擠出步驟)層壓樹脂層40，因此樹脂層40在其材料方面沒有限制并且可具有多種功能。例如，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，樹脂層40的材料可包含抗靜電劑。在這種情況下，除了熱層壓(熱融合)適用性之外，樹脂層40可具有抗靜電性?？轨o電劑的特定實(shí)例與以上所描述的相同。例如，按100重量份的低溫粘合劑樹脂計(jì)，可使用抗靜電劑的量為0.01至10.0重量份。
[0070]另外，在第二擠出步驟中，樹脂層40的厚度T40可以是取向膜總厚度T的10至68%。此外，第二擠出步驟中的溫度可根據(jù)形成樹脂層40的低溫粘合劑樹脂的類型和熔點(diǎn)而變化。例如，擠出可在150至330°C的溫度下進(jìn)行。當(dāng)擠出溫度太低(<150°C)時(shí)，擠出不容易進(jìn)行。當(dāng)擠出溫度太高(>330°C)時(shí)，流動性極高。例如，當(dāng)使用具有低熔點(diǎn)的樹脂如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)時(shí)，擠出可優(yōu)選地在180至250°C的溫度下進(jìn)行。
[0071]參照圖4，將通過第二擠出步驟在其上形成有樹脂層40的多層膜F連續(xù)地傳送到第二冷卻輥400，使得其經(jīng)受第二冷卻步驟。此處，當(dāng)多層膜F通過第二冷卻輥400時(shí)，樹脂層40優(yōu)選地與第二冷卻輥400的輥表面緊密接觸。另外，盡管圖4示出了在裝置中僅一個(gè)冷卻輥400，但是可在裝置中連續(xù)布置兩個(gè)或更多個(gè)第二冷卻輥400。在第二冷卻步驟中，冷卻溫度(即，第二冷卻輥400的溫度)可設(shè)置為5至80°C，但不限于此。[0072]另外，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選在樹脂層40被冷卻時(shí)在樹脂層40中形成氣道。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方案，這樣的氣道改進(jìn)了膜的纏繞質(zhì)量。如下文中描述地，使經(jīng)TD取向的膜在纏繞單元600中纏繞，但其是可經(jīng)受起皺，使得其不具有平滑的外觀。當(dāng)形成樹脂層40時(shí)，本文中公開的方法沒有基于目前使用的涂覆步驟，而是通過連續(xù)的額外擠出步驟(第二擠出步驟)進(jìn)行樹脂層40的層壓。因此，纏繞后，膜可能容易起皺并且可能不具有平滑表面。當(dāng)使用具有低熔點(diǎn)的樹脂作為樹脂層40的材料時(shí)，這樣的起皺可變的嚴(yán)重。
[0073]在該上下文中，氣道提供氣流路徑，使得它們在纏繞期間有效地防止起皺。換句話說，存在于兩個(gè)相鄰膜之間的空氣通過氣道排出至外部，由此有效地防止起皺?？尚纬啥鄠€(gè)氣道并且其形狀沒有限制。例如，可在樹脂層40的表面上沿著縱向或橫向以直線或格子狀、規(guī)則或不規(guī)則地形成氣道。
[0074]另外，氣道在第二冷卻步驟中形成?？赏ㄟ^使用具有表面不規(guī)則體的第二冷卻輥400來完成形成氣道。特別地，如圖4所示，通過使用具有表面不規(guī)則體450的冷卻輥在樹脂層40中形成氣道。換句話說，在第二擠出步驟中形成樹脂層40之后，使多層膜F通過第二冷卻輥400，使得其冷卻。此處，樹脂層40導(dǎo)致與具有表面不規(guī)則體450的第二冷卻輥400緊密接觸，從而形成氣道。
[0075]在第二冷卻輥400上形成的表面不規(guī)則體450不限制其形狀和結(jié)構(gòu)，只要它們允許形成氣道即可。例如，表面不規(guī)則體450可以以它們與第二冷卻輥400的軸向平行或垂直的方式以直線或格子狀的形式形成。另外，表面不規(guī)則體450可在第二冷卻輥400的表面規(guī)則地或不規(guī)則地形成。如圖5所示，表面不規(guī)則體450可包括突起452和槽454，數(shù)目和深度(高度)沒有限制。
[0076]第二冷卻輥400優(yōu)選地具有表面不規(guī)則體450，由其形成氣道。例如，可使用無光澤型輥或軋花型輥。優(yōu)選無光澤型輥。
[0077]無光澤型輥的表面經(jīng)受表面打磨處理。例如，無光澤型輥可以是50至150粒度(優(yōu)選平滑度80至120粒度)的輥。更特別地，無光澤型輥可具有通過用大小為50至150目的打磨物規(guī)則或不規(guī)則形成的格子型突起452。
[0078]另外，無光澤型輥可具有由打磨處理形成的槽454。優(yōu)選地槽454的深度(D454)為5μm至30μm。此處，當(dāng)打磨后槽454的深度(D454)小于5 μ m時(shí)，所得氣道可具有極小的尺寸或低氣道分布(形成比)。當(dāng)槽454的深度(D454)大于30 μ m時(shí)，樹脂層40和粘合層之間的粘合可劣化?？紤]以上，槽的深度(D454)優(yōu)選地為10 μ m至20 μ m。當(dāng)氣道通過具有上述深度(D454)范圍的無光澤型輥形成時(shí)，可有效地防止起皺并且獲得樹脂層40和粘合層之間的高粘合。
[0079]同時(shí)，當(dāng)商業(yè)化或使用取向膜時(shí)，由第二冷卻輥400形成的氣道可容易地除去。特別地，在纏繞單元600中纏繞的取向膜(產(chǎn)品)可切割成待商業(yè)化的準(zhǔn)確大小。那時(shí)，將熱人為施用至取向膜能夠除去氣道。換句話說，當(dāng)將熱施用至取向膜時(shí)，氣道被除去，取向膜維持其平滑的外觀。另外，氣道可在使用取向膜期間容易地除去。例如，取向膜可用于包裝材料、標(biāo)簽和多層貼合(片層壓)等目的。當(dāng)施用熱以進(jìn)行密封或涂覆粘合時(shí)，可通過熱容易地除去氣道。
[0080]另外，參照圖4，將已經(jīng)受第二冷卻步驟的膜沿著導(dǎo)輥R2傳送至TD取向單元500，沿著橫向進(jìn)行TD取向。TD取向單元500可以是目前在現(xiàn)有技術(shù)中使用的一種。在TD取向步驟中的取向溫度(即，TD取向單元500的溫度)可設(shè)置為100至200°C，但不限于此。此外，TD取向可用2至15、特別是5至12、更特別是8至10的取向比進(jìn)行。這樣的TD取向比可通過導(dǎo)軌樣式實(shí)現(xiàn)。
[0081]以這樣的方式，經(jīng)TD取向的膜在纏繞單元600中纏繞，然后商業(yè)化。TD取向之后，膜可在其纏繞之前經(jīng)受常規(guī)修剪步驟。特別地，當(dāng)膜在TD取向單元500中取向后膜的兩端具有不同的厚度時(shí)，優(yōu)選地進(jìn)行修剪以除去兩端，然后使膜在纏繞單元600中纏繞。
[0082]根據(jù)以上所描述的本公開內(nèi)容的實(shí)施方案，本方法不包括在MD取向步驟后直接進(jìn)行TD取向步驟，而是包括MD取向步驟和TD取向步驟之間的額外擠出步驟(第二擠出步驟)和冷卻步驟(第二冷卻步驟)，其中樹脂層40通過額外擠出步驟(第二擠出步驟)層壓。因此，即使在具有低熔點(diǎn)的樹脂的情況下，也可通過擠出進(jìn)行樹脂層的層壓。因此，可通過連續(xù)擠出的在線過程獲得包括樹脂層40的多層取向膜，從而憑借簡單的過程和減少的時(shí)間降低生產(chǎn)成本。還可提供具有大寬度的取向膜，從而實(shí)現(xiàn)高成本效益。此外，樹脂層40與粘合層具有聞?wù)澈稀?br> [0083]另外，當(dāng)?shù)谝黄?0包含基于聚乙烯的樹脂時(shí)，可改進(jìn)與形成樹脂層40的低溫粘合劑樹脂(例如低熔點(diǎn)樹脂，包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA))的粘合。因此，可在第一皮層10與樹脂層40之間獲得高粘合(粘合強(qiáng)度)。
[0084]此外，當(dāng)在第二冷卻步驟中使用具有表面不規(guī)則體450的第二冷卻輥400時(shí)，在樹脂層40中形成氣道以防止在纏繞期間起皺，從而確保優(yōu)異的外觀。
[0085]通過本公開內(nèi)容的以上所描述的實(shí)施方案獲得的取向膜可用于多種工業(yè)領(lǐng)域，包括包裝材料、標(biāo)簽、多層貼合(片層壓)等。例如，取向膜可作為包裝材料用于食品、電子設(shè)備和藥物，用于照片、標(biāo)識卡、印刷品和菜單板的多層貼合(片層壓)，以及用于在模內(nèi)吹制模制期間標(biāo)記。
[0086]此處，根據(jù)本公開內(nèi)容的多層基于聚烯烴的取向膜通過本公開內(nèi)容的方法的以上所描述的實(shí)施方案獲得，其具有如上所描述的相同層結(jié)構(gòu)和組成。
[0087]現(xiàn)在將詳細(xì)描述實(shí)施例和對比例。以下實(shí)施例僅用于舉例說明的目的并且不旨在限制本公開內(nèi)容的范圍。
[0088][實(shí)施例1和2]
[0089]首先，通過使用如圖4所示的裝置通過共擠出形成第一皮層10 /芯層30 /第二皮層20的層壓膜，冷卻，以4的MD取向比進(jìn)行MD取向。在MD取向之后，將作為樹脂層40的EVA層通過基于連續(xù)擠出的在線過程擠出涂覆在第一皮層10上，然后膜通過冷卻輥進(jìn)行額外冷卻。然后，膜以8的TD取向比進(jìn)行TD取向。以這樣的方式，獲得了具有如圖3所示的四層結(jié)構(gòu)的取向膜。此處，芯層30和第二皮層20 二者均由PP層形成，同時(shí)第一皮層10由LLDPE層形成。
[0090]另外，當(dāng)樹脂層40擠出后對其進(jìn)行冷卻時(shí)，實(shí)施例1使用具有沒有表面不規(guī)則體的冷卻輥(常規(guī)輥)，而實(shí)施例2使用通過打磨處理的無光澤型輥。
[0091][對比例I和2]
[0092]將市售EVA熱層壓產(chǎn)品用作對比例的樣品。特別地，為了提供對比例的樣品，將通過第一皮層(PP層)/芯層(PP層)/第二皮層(PP層)的共擠出獲得的膜冷卻，分別以4和8的取向比連續(xù)進(jìn)行MD取向和TD取向。
[0093]此處，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)在第一皮層(PP層)上涂覆并施用粘合劑(GLUE)，將所得膜用作對比例I。同時(shí)，通過根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的離線過程在第一皮層(PP層)上形成錨定層，EVA層通過T模頭擠出涂覆在錨定層上，然后將所得膜用作對比例2。
[0094]在層間粘合方面評估根據(jù)實(shí)施例1和2以及對比例I和2的每個(gè)熱層壓膜樣品，結(jié)果示于下表1中。特別地，評估第一皮層10與樹脂層40之間的層間粘合強(qiáng)度和樹脂層40與粘合層之間的層間粘合強(qiáng)度。
[0095]*層間粘合強(qiáng)度(剝離強(qiáng)度)
[0096](I)將每個(gè)熱層壓膜樣品與粘合層(印刷紙)的表面層壓，通過使用切割機(jī)將經(jīng)層壓的樣品切割成大小為15m(寬度)X 15cm(長度)。
[0097](2)使通過使用刀片將切割成預(yù)定大小的樣品的側(cè)向表面經(jīng)受預(yù)定長度的層間分離(第一皮層10與樹脂層40之間，樹脂層40與粘合層之間)
[0098](3)在層間粘合強(qiáng)度(剝離強(qiáng)度)的方面通過使用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀以180°的剝離角評估經(jīng)受層間分離的樣品。
[0099]表1
[0100]<評估層間粘合強(qiáng)度的結(jié)果>
[0101]
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，包括: 第一擠出步驟，其中將包括第一皮層、芯層和第二皮層的聚烯烴膜擠出模制； 第一冷卻步驟，其中將所述經(jīng)擠出模制的膜冷卻； 加工方向取向步驟，其中將已經(jīng)受所述第一冷卻步驟的膜沿著所述加工方向(MD)取向； 第二擠出步驟，其中使樹脂層形成于所述MD取向膜的第一皮層上； 第二冷卻步驟，其中將其上形成有所述樹脂層的膜冷卻；以及 橫向取向步驟，其中將已經(jīng)受所述第二冷卻步驟的膜沿著所述橫向(TD)取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，其中所述第一擠出步驟通過使用包含基于聚乙烯的樹脂的材料作為所述第一皮層的材料進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，其中所述第一擠出步驟通過使用包含至少一種選自以下的材料作為所述第二皮層的材料進(jìn)行:基于聚丙烯的樹脂和基于聚乙烯的樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，其中所述第一擠出步驟通過使用包含抗粘連劑的材料作為所述第二皮層的材料進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，其中所述第二擠出步驟通過使用包含至少一種選自以下的材料作為所述樹脂層的材料進(jìn)行:乙烯醋酸乙烯酯、乙烯醋酸甲酯、乙烯甲基丙烯酸、乙二醇、乙烯酸三元共聚物和乙烯/丙烯/ 丁二烯三元共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，其中所述第二冷卻步驟包括通過使用具有表面不規(guī)則體的冷卻輥在所述樹脂層中形成氣道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制備基于聚烯烴的取向膜的方法，其中形成于所述冷卻輥上的所述表面不規(guī)則體的深度為5 μ m至30 μ m。
8.—種通過如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所限定的方法獲得的基于聚烯烴的取向膜。
【文檔編號】B29C55/10GK103648749SQ201280034931
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月15日
【發(fā)明者】金鐘哲, 琴鐘夏, 樸成雨 申請人:栗村化學(xué)株式會社