专利名称：可单轴收缩的双轴取向聚丙烯薄膜及其作为香烟外包装的使用方法
技术领域：
本发明涉及聚合物薄膜领域，更具体地说，本发明涉及可单轴热收缩的双轴取向的聚丙烯薄膜。
如美国专利4,194,039所述，聚烯烃可用于制备用于包裹用途的收缩薄膜。其它合适的合成树脂包括各种离聚物、聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚偏二氯乙烯。
收缩薄膜的显著特征在于受到一定的热量作用后它会收缩，或者，如果其受到约束，则会在薄膜内产生收缩张力。当包裹的物品通过包装机的热空气或热水收缩通道时，就会产生这种效果。薄膜的收缩形成美学上赏心悦目的透明包裹，它贴合产品的外形，同时提供包装材料所需的有用功能，如防止由于操作和运输的原因造成的产品部件的散失，失窃或损坏。包裹在聚烯烃收缩薄膜中的常见物品有玩具、游戏器、运动物品、文具、贺卡、五金器件和家用物品、办公用具、食品、唱片和工业零件。
收缩薄膜的制造需要相对复杂的设备，包括具有“推压”能力的挤出生产线、需要交联时要具有的辐照单元、拉幅架、机械对折机、以及纵切机。“推压”或“拉幅架”是常规的取向法，它导致薄膜在横向和纵向拉伸。通常将薄膜加热至其取向温度范围类，该温度范围随不同的聚合物而异，但是通常高于室温，低于聚合物的熔融温度。拉伸后，将薄膜快速冷却以骤冷之，从而将薄膜的分子冻结在取向状态。通过加热，松弛取向应力，薄膜将收缩回其原来的未取向尺寸。
某些用途(例如贴标签、覆盖或者包装材料，例如盒、板、容器、瓶、管、圆柱形材料如管和棒等)尤其可使用可热收缩薄膜进行覆盖。但是，在某些情况下，要求沿一个轴向进行收缩，而在与该轴垂直方向基本不发生收缩。例如，在通过收缩由可热收缩材料制作的管对瓶进行贴标签加工时，如果薄膜沿其长度方向收缩，则标签将难以放置在正确的位置上，收缩后其位置高于所需的位置。另外，对这种标签表面进行印刷或其它再加工时，大致在一个方向需要热稳定性以满足机械加工性能的要求。可单轴收缩的材料还可通过搭接热密封可单轴收缩的薄膜，形成收缩包裹来制备紧绷包裹的容器。
为了获得可单轴收缩的材料，可以使用单轴取向的材料，即仅在一个方向取向的材料。但是，单轴取向的薄膜会缺乏这种用途所需的强度和韧性。由于双轴取向的薄膜在两个取向方向均具有所需的强度和抗撕裂性，因此需要制备一种可单轴热收缩的薄膜，它是双轴取向的，因此在横向基本是稳定的。
热收缩薄膜的详细描述可参见前面所述的美国专利4,194,039以及美国专利3,808,304、4,188,350、4,377,616、4,390,385、4,448,792、4,582,752和4,963,418。
美国专利5,292,561(相当于EPA0498249)公开了一种聚烯烃收缩薄膜的制造方法，这种薄膜在包括MD再取向的机械的MD/TD拉伸比为1.01-7.5的条件下，具有高的单向收缩率(在100℃至少10％的纵向收缩率和小于2％的横向收缩率)。这种薄膜的基层含有丙烯聚合物和任选的氢化烃树脂。
EPA 0204843描述了一种包括线型低密度聚乙烯树脂的可低温收缩的薄膜，在90℃该薄膜在纵向收缩30％或更多，在横向收缩5％或更少，它是通过以高的拉伸比(3-6倍)纵向拉伸薄膜制得的。
EPA 0321964公开了一种由乙烯和至少一种具有3-6个碳原子α-烯烃的线型低密度共聚物挤出收缩薄膜的方法，其制得的材料在135℃在纵向至少收缩30％，在横向至少收缩10％。
EPA 0477742公开了一种透明的聚丙烯收缩薄膜，在100℃它在纵向至少收缩10％，在横向收缩小于2％。所述聚丙烯包括15％或更少，较好2-6％正庚烷可溶的组分。
EPA 0299750公开了一种单轴向或双轴向拉伸的薄膜，沿纵向或横向中的一个方向其热收缩20％或更多，沿另一个方向它热收缩60％或更多。该薄膜主要包括线型聚乙烯和任选有支链的低密度聚乙烯。
EPA 0595270公开了一种具有高的单向收缩率的可热密封的层压膜，它由双轴取向的聚合物薄膜(如双轴取向的聚丙烯或聚丙烯与丙烯和少量的乙烯或α-烯烃的共聚物的共混物)制得。单轴收缩性是通过综合纵向再取向加工变量(如温度、拉伸比、线速度和取向的聚合物薄膜性能)而获得的。热密封性是由于存在热密封层而形成的。
美国专利4,058,645、4,604,324、4,764,425、4,911,976公开了适合高速包装操作(如高速香烟包装机和香烟纸盒包装机)的薄膜。但是，尽管上面专利所述的薄膜包装技术有进步，但是它们的薄膜仍具有一个或多个缺点。例如，当将某些薄膜用于高速香烟包装机中时，与包装物接触的薄膜表面(尤其在进行热密封的区域)会粘连在一起，并会起皱。
本发明的目的是提供一种可单轴向热收缩的双轴向取向的多层薄膜，它包括聚丙烯芯层和含有硅油的表层，用于香烟包装或纸盒外包装。
本发明涉及一种可单轴向热收缩、双轴向取向的多层薄膜，它包括含聚丙烯的芯层和至少一层与该芯层相邻的含聚烯烃的表层。所述芯层含有全同立构的聚丙烯和用于降低含聚丙烯的芯层的结晶度的调节剂，所述表层含有硅油。
图1是用于测量香烟外包装的包裹紧绷度的装置。
芯层本发明多层薄膜的含聚丙烯的芯层组合物必须具有足够的操作性，使薄膜经双轴取向后其结晶度低得足以使薄膜能够进行二次取向(这种二次取向赋予薄膜单轴向收缩性)，而不发生撕裂。芯层材料可以是单一的聚丙烯均聚物材料，它是充分无规立构的并具有特殊的熔点(用DSC(差示扫描量热)法，如以2℃/分钟的加热速率测得的)。或者芯层材料可包括更全同立构的聚丙烯与调节剂的掺混物，所述调节剂是一种聚烯烃材料，它的结晶性比全同立构的聚丙烯差，因为它具有较大的链缺陷、较低的全同规整度、是掺混或不掺混的、或具有不同的立构规整度，例如无规立构或间同立构聚丙烯。掺混或不掺混的芯层的合适的DSC熔点可以小于160℃，例如小于150℃或甚至小于140℃。
适用于本发明的调节剂包括非全同立构聚丙烯的聚烯烃。调节剂可选自无规立构的聚丙烯、间同立构的聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、聚1-丁烯和线型低密度聚乙烯。
业已发现能使用多种方法使聚丙烯芯层具有所需的初级取向后结晶度。该所需的结晶度使得拉伸度大于30％或大于35％(如高达40％或甚至高达45％)的二次取向过程中能避免双轴取向的薄膜撕裂。全同立构的聚丙烯(即无规度小于5％，比如小于3％)能与调节剂(如无规立构的聚丙烯)混合在一起，形成合适的芯层。无规度可通过聚合物在沸腾正己烷中的不溶解度测得，链的缺陷或无规立构差异可通过NMR试验进行观察。
在本发明的一个方面中，芯层中加入的调节剂(如无规立构的聚丙烯)的量足以使芯层总的无规度大于2％，较好大于4％、大于5％或大于6％，比如6-15％。出于本发明的目的，无规立构的聚丙烯的无规度至少为10％，较好至少为15％，例如15-20％或15-25％。可单独使用无规立构的聚丙烯作为芯层，或者将其加入至全同立构的聚丙烯中，其加入量使得形成的混合物含有10-99重量％无规立构的聚丙烯，例如含有10-30重量％，较好15-20重量％无规立构的聚丙烯。最好是15重量％无规立构的聚丙烯(15％无规度)和85重量％全同立构聚丙烯(4-5％无规度)的共混物。
适用于本发明的无规立构聚丙烯的无规度为15％，可将其加入全同立构的聚丙烯中，使芯层混合物含有15重量％无规立构的聚丙烯，从而使芯层总的无规度提高2.25重量％。
适用于本发明的市售全同立构聚丙烯包括购自Fina Oil and Chemical Co.，Chemical Div.，Dallas，TX的Fina 3371。市售的无规立构的聚丙烯包括购自Novolen of BASF Corp.，Parsippany，NJ的L1300。
在另一个实例中，本发明使用的芯层包括上述聚丙烯(最好是全同立构的聚丙烯)与聚1-丁烯调节剂的掺合物，形成的芯层含有2-15重量％聚1-丁烯，较好含有5-10重量％聚1-丁烯。合适的聚丙烯/聚1-丁烯均聚物的掺混物描述在美国专利3,808,304中。该专利报道了含30-90重量份聚丙烯、70-10重量份聚1-丁烯的掺混物。合适的聚1-丁烯包括购自Shell Chemical Co.Of Houston，TX的PB 8430。
在本发明的另一方面，芯层包括上述聚丙烯(最好是全同立构的聚丙烯)并混合有乙烯-丙烯共聚物调节剂，如2-10重量％乙烯-丙烯共聚物，较好是3-10重量％乙烯-丙烯共聚物。合适的乙烯-丙烯共聚物可含有2-7重量％乙烯和余量的丙烯。在230℃该共聚物的熔体指数一般为2-15，较好为3-8。结晶熔点一般为125-150℃，数均分子量为25,000-100,000。密度较好为0.89-0.92g/cm3。合适的乙烯-丙烯共聚物包括购自Fina Oil and Chemical Co.，Chemical Div.，Dallas，TX的EP 8573。
在本发明的另一方面，芯层是上述聚丙烯(最好是全同立构聚丙烯)与0-10重量％乙烯-丙烯共聚物的掺混物，所述共聚物较好是50-100重量％乙烯-丙烯共聚物，它含有0.5-1重量％乙烯，余量为丙烯。这种比例的共聚物可从市场上以含0.6重量％乙烯的预混树脂的形式购得(购自Fina的4173)。
在本发明的另一方面，芯层是上述丙烯(最好是全同立构聚丙烯)和丙烯-1-丁烯共聚物的共混物。芯层可含有5-20重量％丙烯-1-丁烯共聚物，较好是10-20重量％丙烯-1-丁烯共聚物。合适的丙烯-1-丁烯共聚物包括购自ShellChemical Co.的Cefor SRD4-105和Cefor SRD4-104。芯层可包括5-20重量％上述丙烯-1-丁烯共聚物作为调节剂。
在本发明的另一方面，芯层是是上述丙烯(最好是全同立构聚丙烯)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)的共混物。这些聚合物的熔体指数通常为1-10。该线型低密度聚乙烯的密度应为0.88-0.94g/cc，较好为0.89-0.92g/cc。线型低密度聚乙烯可由乙烯和其它高级共聚单体(如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯)制得。芯层可包括2-15重量％LLDPE，较好包括5-10重量％LLDPE。市售的LLDPE包括购自ExxonChemical Co.，的Exact 2009、Exact 2010和Exact 3016。
在一个较好的实例中，芯层是上述丙烯(最好是全同立构聚丙烯)和间同立构聚丙烯和任选的乙烯-丙烯共聚物的掺混物。在芯层中间同立构聚丙烯的含量可为2-10重量％(比如4-8重量％)，较好为4-6重量％，乙烯-丙烯共聚物的含量为0-40重量％，较好为0-20重量％。合适的乙烯-丙烯共聚物如上所述。存在乙烯-丙烯共聚物改进了在二次取向步骤中MD撕裂强度。但是，必须小心决定乙烯-丙烯共聚物的含量，因为乙烯-丙烯共聚物的存在即使在低温下(如60℃(140°F)干燥温度)也会导致薄膜不合需求地伸长，在再加工(如印刷)过程中这种伸长会导致对版问题。
在本发明中用作调节剂的间同立构聚丙烯可具有小于15％，尤其小于6％的序列平均长度。间同立构序列的序列平均长度nr较好大于20，最好大于25。摩尔质量分布符合关系式Mw＝k×Mn其中，Mw是重均摩尔质量分布，Mn是数均摩尔质量分布，K是1-5，较好为2-3的因子。
重均值较好为60,000-250,000，最好为90,000-160,000。平均摩尔质量可用常规的方法测得；其中，已证实凝胶渗透色谱法尤其合适。
适用于本发明的市售间同立构聚丙烯树脂包括购自Fina的EOD 9306和EOD9502。
在本发明另一个方面，芯层是是上述丙烯(最好是全同立构聚丙烯)和乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物的掺混物。该芯层可包括5-20重量％三元共聚物。合适的三元共聚物包括含有3-5重量％乙烯和3-6重量％1-丁烯的共聚物。这种三元共聚物可购自Chisso，商品名为Chisso 7700系列。其它合适的乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物包括含有0.5-3重量％乙烯和13-20重量％1-丁烯的共聚物。这种三元共聚物可购自Chisso，商品名为Chisso 7800系列。
本发明合适的芯层可包括回收的聚丙烯(RPP)，如高达25重量％，较好高达15重量％RPP。
芯层中任选加入的添加剂是甘油或甘油酯，如果使用的话，则其加入量宜占芯层的0.05-0.3重量％，最好占0.1重量％。芯层还可含有有效量的其它合适的抗静电剂。配混在芯层中的抗静电剂包括，但不限于叔胺和甘油酯，如单硬脂酸甘油酯。叔胺的例子有N，N-二(2-羟乙基)烯基或混合烯基的胺和烷基C6-C18可可和牛脂胺。较好的胺是N，N-二(2-羟乙基)硬脂胺(stearylamine)、N，N-二(2-羟乙基)可可胺或含这些胺的胺混合物。
表层本发明表层可以是本领域已知的任何可共挤出的、可双轴取向的、可热收缩的成膜树脂。这种材料包括上面描述的适用于芯层的材料，它包括全同立构的聚丙烯、无规聚丙烯、掺混有聚1-丁烯的聚丙烯、丙烯-1-丁烯共聚物和乙烯-丙烯共聚物(包括分级的(fractional)乙烯-丙烯共聚物)。另外，可使用聚乙烯或乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物作为表层。
本发明多层薄膜尤其适用于烟草工业。当用于香烟外包装或纸盒外包装时，两层表层均必须是可密封的。
适合于作为本发明表层的乙烯-丙烯-1-丁烯三元无规共聚物包括那些含有1-5重量％无规乙烯、10-25重量％无规1-丁烯的共聚物。在这些共聚物中无规乙烯和无规丁烯的含量通常总共(乙烯加1-丁烯)为10-25％。典型的这种类型的三元共聚物包括那些含有1-5％乙烯和10-25％1-丁烯的共聚物。
这种共聚物的熔体流动速率通常为5-10，密度为0.9，熔点为115-130℃。
在本发明的一个实例中，表层由线型低密度聚乙烯(LLDPE)制成。这些聚合物的熔体指数通常为1-10。线型低密度聚乙烯的密度可高达0.94，通常为0.90-0.91，如0.92或0.91，熔体指数为1-10。该线型低密度聚乙烯可由乙烯和其它更高级共聚单体，如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯制得。
与芯层相邻的各层表层的厚度可为0.5-3微米(0.02-0.12mil)，较好为0.5-1.0微米(0.02-0.04mil)，例如0.5-0.75微米(0.02-0.03mil)。
在结合薄膜前，例如在挤出前，表层中的至少一层可配混有抗粘连有效量的抗粘连剂，如氧化硅、粘土、滑石粉、玻璃等，这种试剂的形状最好近似球粒。大部分这些颗粒(如多于一半至多达90重量％或更多)具有这样的粒径，使得其大部分表面积(如表面积的10-70％)露出表层外露的表面。在一个较好的实例中，抗粘连剂包括不可熔融的硅氧烷树脂，如颗粒状交联的烃基取代的聚硅氧烷。较好的颗粒状交联的烃基取代的聚硅氧烷包括聚单烷基硅氧烷。最好是不可熔融的聚单烷基硅氧烷，它的平均粒径为0.5-20.0微米，并具有三维的硅氧烷键合结构。在世界范围内，这种材料可购自Toshiba Silicone Co.，Ltd.，在美国这种材料可购自General Electric Co.，商品名为Tospearl。已知类似的合适材料还有其它工业来源。在美国专利4,769,418中将这种材料进一步描述为不可熔融的交联有机硅氧烷树脂粉。按制备表层(c)所用的树脂计，颗粒状交联的烃基取代的聚硅氧烷抗粘连剂的有效量为100-5000ppm，较好为1000-3000ppm，比如2500-3000ppm。
根据美国专利5,264,277公开的在多层薄膜中使用渗移性滑爽剂和抗静电剂(如芥酰胺)，可降低一层或两层表层表面上的摩擦系数并增加抗静电性。用硅油处理一层或两层表层也可降低COF。
本文例举的多层薄膜结构的一个重要组分是硅油。将硅油混入一层或两层可热密封的表层中，其加入量使得一层或两层表层保持低的摩擦系数。硅油的加入量宜为表层的0.3-3.0重量％，最多为5重量％。
硅油，较好是聚二甲基硅氧烷的粘度宜为20,000-3,000,000，较好为20,000-3,000,000厘沲。
为了进一步有助于薄膜的热密封特性并改进其光学性能，一层和多层表层还可含有高达10重量％天然或合成的萜烯树脂、蜡或低分子量(如10,000)聚乙烯。
加入一层或两层表层中的任选的添加剂是甘油或甘油酯，当加入这种添加剂时，其用量可占表层的0.05-0.3重量％。
如有必要，可用已知和常规的方法(如电晕放电)处理一层或两层表层的露出表面，以改进其对印刷油墨、涂料、粘合剂粘结的接受性和/或对随后的制造加工(如层压)的适应性。
较好的是本发明多层薄膜结构的所有层均共挤出，随后可对薄膜进行双轴取向(初级取向)，接着在需要收缩的方向上对其进行二次取向。可通过平模头在多层熔融状态进行共挤出。
初级取向可对多层共挤出薄膜进行双轴向初级取向。双轴向取向的薄膜可在第一方向(较好是纵向(MD))拉伸3-8倍，较好拉伸4-6倍，在与所述第一方向基本垂直的第二方向(最好是横向(TD))拉伸6-12倍。可使用常规的拉幅架或展幅机在100-140℃，例如130℃进行双轴取向。一般来说，对MD取向(115-130℃，如120℃)和TD取向(130-160℃，如150℃)，双轴取向的温度是不同的。在该阶段薄膜的厚度可为25-75微米(1-3mil)，较好为25-50微米(1-2mil)。在二次取向前将薄膜的温度冷却至低于100℃。
二次取向随后较好使用热辊将初级取向的薄膜再加热至100-125℃，比如说110-115℃，并仅在第一取向方向(如纵向(MD))再拉伸10-60％，较好为25-30％。为了减少会不利地影响第二方向热稳定性(如横向热稳定性)的收缩应力，要求在二次取向的再加热辊和冷却/拉伸辊之间保持最小的间距。这种距离可小于30cm，如5-10cm。
二次取向后形成的可单轴向收缩的薄膜的厚度可为10-60微米(0.4-2.4mil)，较好为20-40微米(0.8-1.6mil)。
同时取向还可以在线(line)取向来制备本发明薄膜，该生产线使用线性马达同步地直接驱动对置的数对拉幅架(tenter)夹，从而可沿一渐宽的路径加速完全对置的夹持薄膜的数对拉幅架夹，通过同时双轴取向来进行初级取向。换句话说，通过沿一渐宽的路径同步加速完全对置的夹持薄膜的数对拉幅架夹，可对薄膜进行初级取向。
可沿紧接在所述渐宽的路径后的一平行的路径，通过沿部分平行的路径同时加速完全对置的数对拉幅架夹而在同一生产线上进行二次纵向取向。换句话说，通过沿一直的路径同步加速完全对置的数对夹持薄膜的拉幅架夹，可对薄膜进行二次取向。
在离开拉幅架前通过热定形和退火并随后冷却，可进一步使薄膜稳定，使得形成的薄膜在小于100℃的温度下具有良好的纵向稳定性，在135℃或更高的温度下在纵向收缩25％或更多，并在135℃或更低的温度下具有良好的横向稳定性，如收缩小于5％。
使用线性马达直接驱动拉幅架夹来进行同时双轴向拉伸进一步描述在美国专利4,853,602中。
二次取向后形成的可单轴收缩的薄膜厚度为10-60微米(0.4-2.4mil)，较好为20-40微米(0.8-1.6mil)。
尺寸稳定性二次取向后，在100-145℃的温度，例如135℃的温度下，形成的可单轴向收缩的薄膜在二次取向的方向(如纵向)的收缩率大于15％，较好大于18％，20％，甚至大于25％。通过测定未约束的试样在135℃的烘箱中放置7分钟前后的长度差异来测定收缩率。
较好在二次取向方向发生收缩，而在与该二次取向方向垂直的方向(如横向)很少发生变化。这种变化即稳定性可用多层薄膜在与二次取向方向垂直的方向的长度变化来描述，并包括以加热前尺寸百分数表示的膨胀和收缩。在与二次取向方向垂直的方向上，本发明薄膜可具有±5％，较好为±3％，或甚至±1％的稳定性。±5％的稳定性是指加热至135℃(275°F)后，在与二次取向方向垂直的方向上，薄膜的膨胀或收缩的尺寸不超过在室温下薄膜原来尺寸的5％。
本发明薄膜可用于香烟包装机，如购自GC Co.的GD4350和GDC600，购自Focke的Focke 350或Focke 700。在传输通过系统的过程中，各个外包装在热密封区停留数分之一秒。操作的成功取决于外包装与外包装之间不粘连、将外包装传输通过系统所需的中等至低的力以及至少20°F，较好30-40°F在所有密封表面上的密封范围。
本发明薄膜能直接从烟草包装机上制造紧绷缠绕的外包装。常规的薄膜形成褶皱的外观，尤其在外包装表面的顶部和底部。本发明薄膜极大地减少或消除了这种问题。在初始缠绕后，随时间的推移该薄膜还能持续地紧紧缠绕外包装物，以进一步除去由于包装机或硬盒设计导致的褶皱。该收缩导致异常的包装外观，具有高的光泽和透明度。
下面将通过非限制性实例说明本发明。
实施例实施例1将包括965.75重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯、0.1重量％N，N-二(2-羟乙基)可可胺、0.1重量％N，N-二(2-羟乙基)硬脂胺、0.05重量％单硬脂酸甘油酯和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括89.38重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、0.31重量％氧化硅抗粘连剂、10重量％petrolite蜡、0.16重量％芥酰胺和0.15重量％单硬脂酸甘油酯；和(b)一层底层，它包括998.57重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸15-60％。对顶层进行电晕处理。
实施例2将包括96重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括89.38重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、0.31重量％氧化硅抗粘连剂、10重量％petrolite蜡、0.16重量％芥酰胺和0.15重量％单硬脂酸甘油酯；和(b)一层底层，它包括98.57重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸43％。对顶层进行电晕处理。
实施例3将包括95.65重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯、0.15重量％N，N-二(2-羟乙基)可可胺、0.15重量％N，N-二(2-羟乙基)硬脂胺、0.05重量％单硬脂酸甘油酯和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂；和(b)一层底层，它包括98.57重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸35％。
实施例4将包括96重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯并含4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括
(a)一层顶层，它包括89.38重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、0.31重量％氧化硅抗粘连剂、10重量％petrolite蜡、0.16重量％芥酰胺和0.15重量％单硬脂酸甘油酯；和(b)一层底层，它包括98.57重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸43％。对顶层进行电晕处理。
实施例5将包括95.65重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯、0.15重量％N，N-二(2-羟乙基)可可胺、0.15重量％N，N-二(2-羟乙基)硬脂胺、0.05重量％单硬脂酸甘油酯和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括99.77重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物和0.23重量％氧化硅抗粘连剂；和(b)一层底层，它包括98.57重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸24％。
实施例6将包括95.75重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯、0.1重量％N，N-二(2-羟乙基)可可胺、0.1重量％N，N-二(2-羟乙基)硬脂胺、0.05重量％单硬脂酸甘油酯和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括99.77重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物和0.23重量％氧化硅抗粘连剂；和(b)一层底层，它包括98.57重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸15-60％。对顶层进行电晕处理。
实施例7将包括95.7重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯、0.15重量％N，N-二(2-羟乙基)可可胺、0.1重量％N，N-二(2-羟乙基)硬脂胺、0.05重量％单硬脂酸甘油酯和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括98.47重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体、0.23重量％氧化硅抗粘连剂和0.1重量％不可熔的硅氧烷颗粒；和(b)一层底层，它包括98.47重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、1.2重量％硅氧烷流体、0.23重量％氧化硅抗粘连剂和0.1重量％不可熔的硅氧烷颗粒。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸39％。
实施例8将包括95.85重量％高立体规整度的全同立构聚丙烯、0.15重量％N，N-二(2-羟乙基)可可胺和4重量％间同立构聚丙烯的芯层熔融，并与两层表层一起共挤出，所述表层包括(a)一层顶层，它包括98.78重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、0.8重量％硅氧烷流体、0.23重量％氧化硅抗粘连剂；和(b)一层底层，它包括98.97重量％乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、0.8重量％硅氧烷流体和0.23重量％氧化硅抗粘连剂。
用以不同速度运行的传输辊将共挤出物在纵向拉伸4.3倍。进行所需的纵向取向后，在拉幅架上横向取向该薄膜。进行所需的横向取向后，使用在不同速度运行的传输辊将该薄膜再纵向拉伸43％。
实施例9本实施例显示与购自Hoescht的ZNA 20非收缩薄膜相比，本发明实施例8制得的多层薄膜对香烟外包装的紧绷程度测量值。在本实施例中，使用购自GDC CO.的GDC 600包装机来包装健牌超长支香烟包装。对包好的同一包装测量三次。包装的紧绷程度用偏离零的毫米数表示。数值越大表示包装越紧绷。包装紧绷度是使用如图1所示的设备测定的。将香烟外包装置于固定臂2和移动臂4之间。弹簧6使移动臂4移动，因此测定的是试验香烟外包装的宽度。测得的移动臂4至微米计8之间的间距表示外包装的紧绷程度。毫米读数越大，表示外包装越紧绷。测定值列于表1、2和3中。
表1-比较薄膜(0.8mil厚)第一次测量 第二次测量 第三次测量包装11.27 1.26 1.25包装21.42 1.41 1.41包装31.37 1.37 1.37包装41.33 1.32 1.33包装51.39 1.39 1.39平均＝ 1.35表2-实施例8薄膜(0.95mil厚)第一次测量 第二次测量 第三次测量包装11.73 1.72 1.73包装21.54 1.54 1.54包装31.57 1.52 1.53包装41.56 1.54 1.54包装51.67 1.66 1.66包装61.58 1.52 1.52包装71.63 1.63 1.63包装81.54 1.54 1.54包装91.76 1.75 1.75包装10 1.65 1.65 1.66平均＝ 1.61
表3-实施例8薄膜(0.85mil厚)第一次测量 第二次测量 第三次测量包装1 1.46 1.47 1.47包装2 1.56 1.55 1.55包装3 1.51 1.48 1.48包装4 1.48 1.48 1.48包装5 1.54 1.51 1.51包装6 1.51.52 1.52包装7 1.48 1.18 1.48包装8 1.55 1.54 1.54包装9 1.47 1.48 1.48包装10 1.51.51.51平均＝ 1.49实施例10使用健牌特淡(红油墨)香烟包装和购自GD公司的GD4350包装机重复上面实施例9的步骤。测量结果列于下表4和5。表1至表5的平均测量值列于表6。表6清楚地表明使用本发明多层薄膜形成了更紧绷的包装。
表4-比较薄膜(0.8mil厚)第一次测量 第二次测量 第三次测量包装1 0.81 0.81 0.78包装2 0.81 0.81 0.79包装3 0.92 0.91 0.87包装4 0.84 0.84 0.84包装5 0.90.89 0.89平均＝ 0.85
表5-实施例8薄膜(0.95mil厚)第一次测量 第二次测量 第三次测量包装1 1.46 1.46 1.45包装2 1.47 1.43 1.42包装3 1.43 1.43 1.42包装4 1.41 1.41 1.42包装5 1.45 1.42 1.41平均＝ 1.43表6-综述薄膜类型 距0的平均偏移mm表1(比较薄膜) 1.35表2(实施例8薄膜) 1.61表3(实施例8薄膜) 1.62表4(比较薄膜) 0.85表5(实施例8薄膜) 1.43本领域的普通技术人员知道，通过对上面一般或特殊描述的组分进行等同置换并采用不同的加工条件可成功地重复上述具体的实例。本领域的普通技术人员从上面的描述可容易地确定本发明的主要特征，在不偏离本发明的精神和范围的前提下，可将其用于各种不同的用途。
权利要求
1.一种可单轴向热收缩、双轴向取向的多层薄膜，它包括含聚丙烯的芯层和至少一层与所述芯层相邻的含聚烯烃的表层，所述芯层含有全同立构的聚丙烯和用于降低含聚丙烯芯层的结晶度的调节剂，所述表层含有硅油。
2.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述调节剂选自无规立构的聚丙烯、间同立构的聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物、聚1-丁烯或线型低密度聚乙烯。
3.如权利要求2所述的多层薄膜，其特征在于所述调节剂包括间同立构聚丙烯。
4.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述芯层还包括选自甘油酯、叔胺及其混合物的抗静电剂。
5.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述表层选自聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、丙烯-1-丁烯共聚物和乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物中的至少一种，所述表层的厚度为0.5-1.0微米。
6.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述表层还包括氧化硅和/或不可熔的硅树脂。
7.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述表层还包括不溶于水的单羧酸的酰胺。
8.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于两层表层均含有硅油。
9.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述表层经电晕或火焰处理。
10.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于它通过纵向取向3-8倍，横向取向6-12倍的双轴取向而进行初级取向，并在纵向再取向10-60％来进行二次取向。
11.如权利要求1所述的多层薄膜，其特征在于所述薄膜在100-145℃能在第一方向收缩大于15％，并在与所述第一方向基本垂直的第二方向具有±5％的稳定性。
12.如权利要求1所述的多层薄膜，它用于香烟外包装或纸盒外包装。
全文摘要
一种香烟包装或纸盒外包装用的可单轴热收缩、双轴取向的多层薄膜,包括占多层薄膜至少70重量%的含聚丙烯的芯层和与芯层相邻的至少一层含聚烯烃的表层。它是由双轴取向共挤出物并将其纵向拉伸10—40%而制得的。芯层含全同立构聚丙烯和用于降低含聚丙烯芯层结晶度的调节剂,调节剂可选自无规立构的聚丙烯、间同立构的聚丙烯、乙烯－丙烯共聚物、丙烯－1－丁烯共聚物、乙烯－丙烯－丁烯三元共聚物和线型低密度聚乙烯。表层可选自聚丙烯、乙烯－丙烯共聚物、聚乙烯和乙烯－丙烯－1－丁烯三元共聚物并含有硅油。
文档编号B32B27/32GK1259099SQ98805904
公开日2000年7月5日 申请日期1998年5月21日 优先权日1997年6月10日
发明者D·J·伯恩斯, D·A·利斯特曼, B·C·赖斯 申请人:美孚石油公司