用于制造柔性包裝膜的組合物及方法
【專利說明】用于制造柔性包裝膜的組合物及方法
[oow] 發(fā)明【背景技術(shù)】領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種可W在產(chǎn)品中使用的定向的（oriented)柔性膜材料W及制造定 向的柔性膜的方法。 陽00引相關(guān)技術(shù)的描述
[0004] 多層膜結(jié)構(gòu)常用于需要具有良好的阻隔性、密封性和圖形能力特性的柔性包裝 中。為了保護包裝內(nèi)的產(chǎn)品免受光、氧氣或水分的侵害，在一層或多層中的阻隔性能是重要 的。存在運樣的需求，例如對于食品的保護，如果沒有足夠的阻隔性能來阻擋例如光、氧氣 或水分等運樣的物質(zhì)進入包裝內(nèi)，食品可能遭受風(fēng)味損失、老化或變質(zhì)的風(fēng)險。為了使柔性 包裝形成密閉或氣密密封，密封性能是重要的。如果沒有氣密密封，任何由膜提供的阻隔性 能都不能有效地抵抗氧氣、水分、或香味在包裝內(nèi)的產(chǎn)品與外界之間的傳遞。圖形能力是需 要的，因為圖形能力能使消費者快速地識別出他或她正尋求購買的產(chǎn)品，并使食品制造商 能標出所包裝的食物的營養(yǎng)成分，并能夠使價格信息（例如條碼）被置于產(chǎn)品上。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中的一種制備聚合物膜的方法是吹塑膜擠出工藝。通過將烙融的聚合物 樹脂從一環(huán)形模具擠出形成吹塑膜。氣體被吹到聚合物膜環(huán)上，W使其伸展，并產(chǎn)生具有擴 展直徑的氣泡。然后氣泡被漉（可選地被狹縫）壓平成一個雙層片材，并卷繞到存儲漉上。
[0006] 使用吹塑膜在后續(xù)的印刷和包裝操作中有幾個缺點。吹塑膜在壓制和卷繞過程中 具有例如皺紋和折疊等的缺陷，運使得其在印刷及包裝中的利用是不經(jīng)濟的。圖形印刷工 藝需要光滑、均勻的表面，W產(chǎn)生有吸引力的和有功能性的膜。而且，相比由其它工藝生產(chǎn) 的膜，吹塑膜通常很厚。因此，吹塑膜的產(chǎn)率（其可W用每磅聚合物平方英寸來表示）是非 常低的。此外，吹塑膜與其他的膜相比，具有低的拉伸強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在本發(fā)明的一個實施例中，一種制造柔性包裝膜的方法包括W下步驟：提供吹塑 膜，所述吹塑膜包含高密度聚乙締樹脂和按重量計至少50%的無機填料，并具有初始厚度； 將所述吹塑膜沿機器方向進行定向，W產(chǎn)生具有最終厚度的定向膜，所述最終厚度小于所 述初始厚度至少35%。在另一個實施例中，定向步驟生產(chǎn)具有10%或更小的厚度變化系 數(shù)的定向膜。在另一個實施方案中，無機填料包括滑石，粘±，二氧化娃，娃藻±，高嶺±，云 母，石膏，硝酸鐘，氯化鋼，金屬氯化物，白云石，膨潤±，蒙脫石，金屬硫酸鹽，硝酸錠，鋼硝 酸鹽，二氧化鐵和碳酸巧中的至少一種。 陽00引在一個實施例中，定向步驟包括在1. 1 :1和3. 0 :1之間的拉伸比。在另一個實施 例中，該方法還包括用一個或多個表層層壓所述定向膜的步驟，所W表層可W包括EAA(乙 締丙締酸），EV0H(乙締-乙締醇），尼龍，皿PE(高密度聚乙締），LDPE(低密度聚乙締）， LLD陽（線型低密度聚乙締），PGA(聚乙醇酸），或PBS(聚丙締酸苯乙締）中的至少一種。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，柔性包裝膜包括吹塑膜，所述吹塑膜包含高密度聚乙 締樹脂和按重量計至少50%的無機填料，其中，所述吹塑膜已沿機器方向被定向而達到最 終厚度，所述最終厚度小于初始厚度的至少35%。在另一個實施例中，所述吹塑膜具有 10%或更小的厚度變化系數(shù)。
[0010] 無機填料可W包括滑石，粘上，二氧化娃，娃藻上，高嶺上，云母，石膏，硝酸鐘，氯 化鋼，金屬氯化物，白云石，膨潤±，蒙脫石，金屬硫酸鹽，硝酸錠，硝酸鋼，鐵氧化鐵，碳酸巧 中的至少一種。
[0011] 在另一個實施例中，所述膜還包含在所述吹塑膜上的至少一個表層，所述表層可 W包括EAA(乙締丙締酸），EV0H(乙締-乙締醇），尼龍，皿陽（高密度聚乙締），LD陽（低 密度聚乙締），LLD陽（線型低密度聚乙締），PGA(聚乙醇酸），或PBS(聚丙締酸苯乙締）中 的至少一種。
[0012] 附圖的簡要描述
[0013] 對本發(fā)明的相信為新穎的特征在所附的權(quán)利要求中進行了闡述。但是，在結(jié)合附 圖進行閱讀時，通過參考對示例性實施例的W下詳細描述，將能夠獲得對本發(fā)明本身和所 使用的優(yōu)選模式，W及本發(fā)明的目的和優(yōu)點的最好的理解，其中：
[0014] 圖1描述了用于制造吹塑膜的系統(tǒng)的一個實施例；
[0015] 圖2示出用于將吹塑膜沿機器方向進行定向的系統(tǒng)的一個實施例。
[0016] 詳細描述
[0017] 在一個實施例中，本發(fā)明針對的是用于在多層柔性膜包裝中使用的定向的吹塑 膜。圖1描述了用于生產(chǎn)本發(fā)明中的吹塑膜的系統(tǒng)（有時被稱為高莖吹塑膜生產(chǎn)線）的一 個實施例。聚合物樹脂、添加劑和其它成分在料斗102中進行混合，并被供給到擠出機104， 在該擠出機內(nèi)，各成分被烙融和混合，并且隨著氣體被吹送離開模具106到達聚合物膜管 108,各成分被從環(huán)形模具106 (或環(huán)模）擠出。氣體有助于拉伸和擴大聚合物管108的直 徑。聚合物管108在漉110之間被壓平，W產(chǎn)生一個雙層片材112。然后該雙層片材112被 卷繞到存儲漉上，或者被進行分切操作114。片材112可W在一側(cè)切開，并展開成一個有雙 層片大約兩倍寬的單層片。可替代地（如圖1所示），片材112可在兩側(cè)被切開，被分離成 兩個單層片116,每個單層片的寬度約等于該雙層片的寬度，并被卷繞到存儲漉118和120 上。
[0018] 生產(chǎn)吹塑膜的主要成本之一是被投入到擠出機中的原料的成本。例如，在意圖用 于低成本的產(chǎn)品的包裝膜中使用高密度聚乙締化DP巧樹脂會過于昂貴。本申請人提出通 過將大量的無機填料加入初始的成分混合物中來降低原料的成本。該無機填料替代了產(chǎn)生 吹塑膜所需的很大一部分聚合物樹脂。
[0019] 無機填料的非限制性的實例包括，但不限于：滑石，粘±，二氧化娃，娃藻±，高嶺 ±，云母，石膏，硝酸鐘，氯化鋼，金屬氯化物，白云石，膨潤±，蒙脫石，金屬硫酸鹽，硝酸錠， 硝酸鋼，二氧化鐵和碳酸巧。
[0020] 申請人已發(fā)現(xiàn)，當在皿PE聚合物樹脂混合物中包含按重量計50%W上的無機填 料時，所得到的吹塑薄膜會包括一些特性，運些特性使其作為產(chǎn)品的包裝膜的一部分在商 業(yè)環(huán)境中的使用存在問題。首先，在高裝填水平，拉伸模量被大幅降低，使薄膜起皺并在印 刷過程中折疊。如果在該膜上施加額外張力W解決此問題，則該膜會顯示出顯著"縮幅"，運 降低了總產(chǎn)率。另外，運種吹塑膜的表面與不含大量填料的膜的表面相比，其相對粗糖。光 滑的印刷表面對于產(chǎn)品包裝的印刷一致性和生動的圖形能力是理想的。 陽021] 運些問題可通過將高裝填的（hi曲lyloaded)皿陽吹塑膜沿機器方向進行定向的 方法來克服。其中一個實施例在圖2中示出。膜首先在夾持漉202和第一加熱漉204和第 二加熱漉206之間通過。然后將膜在慢拉伸漉208和快拉伸漉210之間進行拉伸。退火漉 212和214,W及冷卻漉216和218完成定向過程。
[0022] 雖然圖2中所示出的過程描繪了所使用的多個漉，在其最廣泛的方面，機器方向 定向可W通過使用兩個或多個獨立的被驅(qū)動漉來實現(xiàn)，其中膜在相鄰的漉之間被拉伸。優(yōu) 選地，運些漉中的一個或多個漉被加熱到溫度剛好低于正被定向的聚合物膜的烙點的溫 度。拉伸比