專利名稱：聚丙烯膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物膜，具體講是涉及取向的聚丙烯膜。
雙軸取向的丙烯均聚物膜作為包裝材料具有很廣的適用性。然而，就某些應(yīng)用而言，這種膜的性能還不盡人意。尤其是用于扭結(jié)包裝或其他要求皺褶保留性或死折性的場(chǎng)合更是如此。在扭結(jié)包裝的情況下，發(fā)現(xiàn)丙烯均聚物膜不如再生纖維膜好，這種聚丙烯膜趨于將扭結(jié)松弛到不可接受的程度。在某些情況下，這種松弛足以使被包裝的物品從包裝中掉出。
英國(guó)專利說明書1231861中提出制備雙軸取向的聚丙烯膜，其中含有5-30%(重量)的萜烯聚合物、可相容的氫化烴樹脂或可相容的松脂衍生物(每種的軟化點(diǎn)均在70℃以上)，膜的縱向或稱機(jī)器方向的取向度大于橫向取向度。據(jù)說這種膜可表現(xiàn)出扭曲保留性能。
西德專利3535472也介紹了用于扭結(jié)包裝的聚丙烯膜。這種膜含有10-40%(重量)的低分子量萜烯樹脂。這種膜是雙軸取向的，在兩個(gè)方向上的彈性模量均至少為3000MPa。
盡管上述這些方法似乎都可以提供具有扭結(jié)包裝特性的聚丙烯膜，但它們都不能提供商業(yè)上滿意的性能。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種雙軸取向的聚丙烯膜，其中含有1-40%(重量)的烴樹脂，該樹脂基本可與該聚丙烯混溶，上述膜的皺褶保留值按ASTMD920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定至少為50%，較好是至少為60%，更好是至少為70%。
除了良好的皺褶保留性外，本發(fā)明的膜還顯示了良好的扭曲保留性，例如，按英國(guó)專利說明書1231861所定義的方法測(cè)定，達(dá)到了至少為1.0的數(shù)值。
本文所用的術(shù)語“烴樹脂”不僅指僅由碳和氫構(gòu)成的樹脂，也包括含其他原子的樹脂，只要這些原子的存在對(duì)該樹脂為聚丙烯膜提供皺褶保留性的能力不產(chǎn)生明顯不利影響就可以。
根據(jù)本發(fā)明可用的烴樹脂可以選自萜烯聚合物、氫化合成樹脂和英國(guó)專利說明書993387和1231861中公開的可相容的松脂。通常優(yōu)先選用氫化合成萜烯樹脂，因?yàn)榕c以自然態(tài)萜烯(它們易發(fā)黃)為主要成分的樹脂相比，氫化合成萜烯樹脂易制成無色或水白色的。一般來講，最好使用基于脂環(huán)萜烯的樹脂。
烴樹脂的用量以聚丙烯和烴樹脂總重計(jì)是1-40%(重量)，較好是10-25%(重量)。15-20%(重量)則尤佳。
優(yōu)選的聚丙烯是熔體指數(shù)(ASTM1238，230℃于L條件下測(cè)定)為1-10dg/min，最好為2-5dg/min的丙烯均聚物。
本發(fā)明的膜是雙軸取向的，且通過在上述聚丙烯結(jié)晶熔點(diǎn)以下至少10℃，更好是至少15℃，最好至少20℃的溫度進(jìn)行橫向拉伸處理而可獲得良好的皺褶保留特性，具體講按ASTMD920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其值至少為50%。這些溫度明顯低于本技術(shù)領(lǐng)域在對(duì)聚丙烯膜進(jìn)行橫向取向處理時(shí)所慣用的溫度。不含上述烴樹脂的類似聚丙烯膜在這樣的拉伸條件下預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生破裂。然而，在沿機(jī)器方向處理時(shí)可采用慣用的溫度。
在一個(gè)制備本發(fā)明的膜的優(yōu)選方法中，是將含有1-40%(重量)烴樹脂的丙烯均聚物料片熔融擠塑到一個(gè)冷卻輥上，然后在機(jī)器方向即擠塑方向用加熱輥進(jìn)行拉伸。拉伸時(shí)較好是在85-140℃，更好是在90-120℃進(jìn)行。拉伸度較好為3.0-8.0/1，4.0-6.0/1則更好。
然后用一展幅機(jī)將上述單軸取向的膜進(jìn)行橫向取向。推薦的橫向拉伸比為5.0-16.0/1，最好為7.0-12.0/1。
如果需要的話，可以在本發(fā)明膜上疊加一層或多層聚合物層，例如可提供可印膜和/或熱封合膜。這些層可以通過與含烴樹脂的聚丙烯基片一起共擠塑來制備。可提供的附加聚合物層的實(shí)例包括那些由含有選自乙烯、丙烯和1-丁烯單體中的至少兩種所構(gòu)成的鏈單元的聚合物制備的層。其他可用的聚合物層包括含有1-己烯、1-辛烯和4-甲基-1-戊烯中至少一種鏈單元的聚乙烯。這些聚合物的混合物也可使用。
本發(fā)明的膜可以包含一種或多種本技術(shù)領(lǐng)域已知的添加劑，例如它們可以含有抗靜電劑和/或滑移劑。
可包含在烴樹脂和/或附加聚合物層中的具體物質(zhì)的實(shí)例包括二氧化硅、單硬脂酸甘油酯、雙乙氧基化的胺、脂肪酸酰胺(如芥酸酰胺)和聚二甲基硅氧烷。
在形成本發(fā)明的膜所用的聚丙烯中也可以含有有機(jī)或無機(jī)填料?？捎玫挠袡C(jī)填料的實(shí)例包括聚酰胺類和聚酯類，可用的無機(jī)填料的實(shí)例包括碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇和粘土。填料顆粒的粒度可以為1-20μ。填料用量可占膜重量的1-30%。
本發(fā)明的膜的耐熱穩(wěn)定性可通過熱處理(例如在130-160℃溫度)加以改善。在需要對(duì)膜進(jìn)行熱封合的情況下這是有利的。
本技術(shù)領(lǐng)域公知的其他取向后處理步驟也可采用。因此本發(fā)明的膜可帶有一層金屬層，如通過層壓或蒸氣沉積法制備一個(gè)鋁層。可采用電暈放電處理的方法來改進(jìn)膜的可印性。
本發(fā)明膜的厚度宜為20-40μ，最好約25μ如果有其他聚合物層存在，它們的厚度最好為1-10μ。
與采用傳統(tǒng)的加工條件生產(chǎn)的具有相同厚度但未加烴樹脂的雙軸取向的丙烯均聚物膜相比，本發(fā)明的膜不僅表現(xiàn)出良好的皺褶保留性，而且還具有更大的硬挺度。與皺褶保留值小于30%的常規(guī)膜相比，本發(fā)明的膜在機(jī)器方向和橫向的皺褶保留值均超過70%(按ASTMD920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定)。此外，觀察到按BS2782(方法232)測(cè)定的剛度在機(jī)器方向和橫向均幾乎為相同厚度常規(guī)膜的兩倍。
下列實(shí)例僅用于說明本發(fā)明。除非另有說明，所有份數(shù)均以重量計(jì)，所有熔體指數(shù)值都按ASTM1238標(biāo)準(zhǔn)在230℃于L條件下測(cè)定。
實(shí)例1將熔體指數(shù)為3.0的丙烯均聚物并在其每一面均有一層含有4%(重量)乙烯單元的丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，在240℃通過一擠片模頭進(jìn)行共擠塑。上述兩個(gè)外層約占擠塑片總重的4%。
采用常用的水冷輥和水浴將擠塑的三層料片冷卻到30℃。然后用加熱輥將料片加熱至100℃并沿縱向拉伸350%。其后將料片加熱至160℃，再沿橫向拉伸900%。
冷卻后所得膜的性能列于表1。M.D是指機(jī)器方向，T.D.是指橫向。
實(shí)例2將熔體指數(shù)為3.0的丙烯均聚物與15%的α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和茚的氫化C-9三元共聚物(ArkonP125-ArakawaChemicalCo.，Japan)相混合，并在240℃通過一擠片模頭進(jìn)行擠塑。采用常用的水冷輥和水浴將擠塑后的聚合物冷卻至30℃。通過加熱輥將所得到的擠塑料片加熱至100℃，然向沿縱向拉伸350%。將料片冷卻，其后再加熱至110℃，再沿橫向拉伸900%。
冷卻后所得膜的性能列于表1。
實(shí)例3將實(shí)例1所用的丙烯均聚物的平料片在其每一面與一層含4%(重量)乙烯單元的丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物進(jìn)行共擠塑。兩個(gè)外層約占所得片材總重的4%。
在按實(shí)例1的方式將料片進(jìn)行冷卻和縱向拉伸后，再在140℃借助展幅機(jī)沿橫向拉伸1000%。然后將膜在130℃退火，使其幅寬度收縮2%以改進(jìn)其尺寸穩(wěn)定性。
冷卻后所得膜的性能列于表1。
表1性能實(shí)例1(對(duì)比)實(shí)例2實(shí)例3厚度303025剛度(g/cm，BS2782-M.D.1.32.31.3方法232)-T.D.2.34.02.3彈性模量(MPa)-M.D.140021002200-T.D.250036003900皺褶保留值-M.D.166570(%，ASTMD920-49)-T.D.26667權(quán)利要求
1.一種含有1-40%(重量)烴樹脂的雙軸取向聚丙烯膜，所述樹脂可與聚丙烯基本混溶，所述膜的皺褶保留值按ASTM D920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定至少為50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，該膜的皺褶保留值按ASTM D920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定至少為60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜，其特征在于，該膜的皺褶保留值按ASTM D920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定至少為70%。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，該膜的扭曲保留值至少為1.0。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，所述烴樹脂是萜烯樹脂、氫化合成樹脂或可相容的松脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜，其特征在于所述烴樹脂是氫化合成樹脂。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，該膜上至少有一層附加的聚合物層。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，所述聚丙烯含有機(jī)或無機(jī)填料。
9.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，橫向取向處理是在至少低于該聚丙烯結(jié)晶熔點(diǎn)15℃的溫度進(jìn)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膜，其特征在于，橫向取向處理是在至少低于該聚丙烯結(jié)晶熔點(diǎn)20℃的溫度進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有1-40％(重量)烴樹脂的雙軸取向聚丙烯膜，所述烴樹脂可與聚丙烯混溶，該聚丙烯膜的皺褶保留值按ASTM D920-49標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定至少為50％。烴樹脂最好是萜烯樹脂、氫化合成樹脂或可相容的松脂。尤其是在至少低于聚丙烯結(jié)晶熔點(diǎn)10℃的溫度將薄膜取向處理，可獲得超過70％的皺褶保留值。
文檔編號(hào)B29C55/12GK1034164SQ8810797
公開日1989年7月26日 申請(qǐng)日期1988年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月16日
發(fā)明者布萊爾·格里夫·威爾遜·賽姆, 阿倫·約翰·克賴頓 申請(qǐng)人:考陶爾斯薄膜及包裝用品(集團(tuán))有限公司