包含聚乙烯泡沫的发泡膜的制作方法
【专利说明】包含聚乙烯泡沬的发泡膜
[0001] 本发明涉及包含聚乙烯泡沫的发泡膜。
[0002] "SchaumfolienausHochdruckPolyethylene(LDPE)"（NisingandBecker; VerpackungsRundschau1974;第948-950页）中公开了包含聚乙稀泡沫的发泡膜。 EP1646677B1也公开了包含聚乙烯泡沫的发泡膜。该专利涉及3-8密耳厚的具有特定撕裂 强度的发泡聚烯烃膜。EP1646677B1公开了使用LLDPE和低密度聚乙烯（LDPE)的共混物以 及特定的制造条件，来制造与相同组成的相等厚度的非发泡片材相似的撕裂性质的薄厚度 的发泡片材。组合了富含高熔体指数LLDPE的级分与低熔体指数支化LDPE的次要的级分 的共混物提供了聚合物基底的机械强度与其熔体强度、伸展性和应力松弛的适当的平衡， 允许得到具有与相似厚度和组成的非发泡对应物相当的撕裂强度的泡沫薄膜。
[0003] 发泡膜可以使用流延膜和片材挤出线制备。发泡膜也可以使用如"Film ExtrusionManual"（TAPPIPRESS，2005,ISBN1-59510-075-X，EditorButler，第 413-435 页）中公开的吹塑膜共挤出方法制备。
[0004] 发泡膜可以以单层的形式或具有多层的共挤出膜的形式制备，所述多层中一个或 多个层是发泡的。这些发泡薄膜可以进一步层合至其它基材，所述基材包括箱材、纸张、其 它塑料，或它们可以在一个或两个方向上伸展地布置，用于获得褶皱的外皮表面效果。固体 聚合物膜可以发泡以便使用较低量的树脂制备相似厚度的膜。性质例如拉伸强度、冲击强 度和伸长率与密度相关，并且该发泡方法产生了这样的产品，其具有较小的密度和较小的 弱失效点的可能。由发泡聚合物材料制备的膜可能缺乏适当的强度。例如，由于LDPE树脂 的相对高熔体强度、应变硬化行为和容易的加工，其已经用于发泡薄膜。
[0005] 发泡膜的表面具有大的表面粗糙度，导致低光泽和印刷光洁度（printfinish)的 降低。较高的表面粗糙度限制了在需要高光泽和良好的印刷光洁度的应用中的用途。
[0006] 本发明的目标是提供具有改善的表面粗糙度的发泡膜组合物。
[0007] 本发明的特征在于发泡膜包含至少一个具有聚乙烯泡沫的层，所述聚乙烯泡沫通 过物理发泡具有910kg/m3-935kg/m3的密度（根据ISO1183)和0. 10-100dg/分钟的熔体 指数（根据ASTMD1133)的低密度聚乙烯获得，并且其中通过乙烯在双官能或更高官能单 体的存在下的高压聚合方法获得所述低密度聚乙烯。
[0008] 根据本发明的发泡膜显示出具有低表面粗糙度的表面结构。
[0009] 本发明进一步的优点是发泡膜具有光滑表面。
[0010] 本发明另一个优点是泡沫具有细小的泡孔结构和均匀的结构。
[0011] 适合的双官能或更高官能单体包括二（甲基丙烯酸）1，4- 丁二醇酯（BDDMA)、二 (甲基丙烯酸）己二醇酯（HDDMA)、二（甲基丙烯酸）1，3_ 丁二醇酯（1，3-BGDMA)、二（甲基 丙烯酸）乙二醇酯（EGDMA)和/或二（甲基丙烯酸）十二烷二醇酯（DDDMA)、三（甲基丙烯 酸）三（羟甲基丙烷酯（TMPTMA)、三（甲基丙烯酸酯）（TMA酯）和/或具有6-24个碳原子 的双官能α，γ二烯。
[0012] 根据本发明优选的实施方案，通过乙烯在作为共聚单体的二（甲基丙烯 酸）1，4- 丁二醇酯的存在下的高压聚合方法获得低密度聚乙烯。
[0013] 高压聚合方法可以是高压釜式聚合方法或管式聚合方法。
[0014] 根据本发明优选的实施方案，高压聚合方法是管式聚合方法。
[0015] 可以通过如W02006/094723中公开的聚合方法获得低密度聚乙烯。
[0016] 根据本发明进一步优选的实施方案，发泡膜包含基于95. 5wt% -99. 5wt%的低密 度聚乙烯和0. 5wt% -4. 5wt%的高密度聚乙烯的低密度聚乙烯泡沫树脂。
[0017] 发泡膜可以是单层发泡膜或多层发泡膜。
[0018] 优选地，发泡膜是多层发泡膜。
[0019] 优选地，多层发泡膜是三层或五层膜。
[0020] 三层膜可以例如包含发泡芯层和两个固体外层。
[0021] 优选聚乙烯多层（五层）发泡膜包含发泡芯层、位于其两侧上的中间层和位于中 间层或芯层的两侧上的外层。
[0022] 如果期望，还可以施用例如七层、九层和更大量层的膜。
[0023] 如果期望，可以发泡多层膜的所有层。
[0024] 根据本发明优选的实施方案，发泡芯层由作为发泡聚合物的LDPE组成。
[0025] 根据本发明进一步优选的实施方案，发泡芯层包含LDPE和LLDPE的共混物。需 要选择这些聚合物的比例，使得例如获得期望的机械性质。重量比例LDPE:LLDPE可以为 90:10-10:90。优选地，比例LDPE:LLDPE为20:80-50:50。发泡芯层也可以包含HDPE。
[0026] 根据本发明的另一优选实施方案，多层发泡膜包含中间发泡层和外层，所述中间 发泡层包含LDPE与LLDPE和/或HDPE的共混物并且所述外层包含LDPE与LLDPE和/或 HDPE的共混物。
[0027] 中间层可以包含LDPE与LLDPE和/或HDPE的共混物。需要选择这些组分的比 例，使得例如获得期望的机械性质和可加工性（processability)，例如气泡稳定性。重 量比例LDPE: (LLDPE+HDPE)可以为 90:10-10:90。优选地，比例LDPE: (LLDPE+HDPE)为 20:80-50:50。
[0028] 外层可以包含LDPE与LLDPE和/或HDPE的共混物。需要选择这些组分的 比例，使得例如获得期望的机械性质、可加工性，例如气泡稳定性和密封性质。重量 比例LDPE: (LLDPE+HDPE)可以为 90:10-10:90。优选地，比例LDPE: (LLDPE+HDPE)为 20:80-50:50。
[0029] 可以但不优选的是芯层未发泡并且其它层是发泡的。
[0030] 各层的聚合物组合物也可以包含适当量的其它添加剂例如填料、抗氧化剂、颜料、 稳定剂、抗静电剂和聚合物，例如聚丙烯，这取决于多层膜的具体用途。
[0031] 膜的总厚度和个体层的厚度可以在宽限度之间，这取决于打算意图的用途。个体 层的厚度尤其取决于膜制备工艺过程中施用的挤出机。
[0032] 发泡膜的总厚度可以为例如10-300微米。
[0033] 作为实例，三层膜中芯层和外层之间的层厚度比例为5:1-0. 5:1。
[0034] 作为实例，五层膜中芯层和中间层之间的层厚度比例为4:1-0. 5:1并且五层膜中 芯层和外层之间的层厚度比例为9:1-0. 2:1。
[0035] 在发泡膜制备过程中，发泡层可以经由连续挤出方法获得，其中吹出气体（其在 聚乙烯熔体或共混物中形成泡孔）直接注入熔体中并且均匀地混合和溶解。为了使气体保 持溶解在PE熔体中，熔融聚乙烯中需要最小的压力，其取决于使用的气体和占优的熔体温 度。
[0036] 用于制备发泡膜的方法公开于JanH.Schut的PlasticTechnology,January 2002"FoamedFilmsfindnewniches"和 1134022858厶中〇
[0037] 根据本发明优选的实施方案，成核剂均匀分布在泡沫组合物中。该分布可以例如 经由熔体冷却器或静态混合器进行。
[0038] 成核剂可以是有机或无机成核剂。
[0039] 适合的无机成核剂的实例是滑石、氧化娃、氧化钛和三水合错（alumium trihydrate)〇
[0040] 对于期望的有机成核性能，成核剂的结晶温度需要高于发泡层的聚乙烯或共混 物，以便随着聚乙烯或共混物冷却，成核剂比聚乙烯更先结晶。聚乙烯或共混物和成核剂的 结晶温度之间的差别可以大于10°c。因此，在聚乙烯或共混物在其结晶温度下变成固相之 前成核剂已经结晶。结晶温度可以通过DSC测量（ASTMD3417-97)确定。
[0041] 适合的有机成核剂包括饱和或不饱和脂肪族（C1(]-c34)羧酸的酰胺、胺和/或酯。
[0042] 适合的酰胺包括脂肪酸（双）酰胺例如硬脂酰胺、己酰胺、辛酰胺、十一烷基酰 胺、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、棕榈酰胺、山嵛酰胺和花生酰胺、羟基硬脂酰胺和亚烷基二 基-双-烧酰胺，优选（c2-c32)亚烷基二基-双-(c2-c32)烧酰胺，例如亚乙基二硬脂酰胺、 亚丁基二硬脂酰胺、六亚甲基二硬脂酰胺和/或亚乙基二山嵛酰胺。
[0043] 适合的胺是例如（C2_C1S)亚烷基二胺例如亚乙基双己胺和六亚甲基双己胺。
[0044] 适合的饱和或不饱和脂肪族（C1(]_C34)羧酸的酯是脂肪族（C16_C24)羧酸的酯。
[0045] 成核剂可以以相对于聚乙烯或共混物的0. 1-15.Owt%的量施用。优选地，该量可 以为 0. 5-5wt%。
[0046] 通常，物理吹塑聚乙烯发泡层具有高度规则、细小的泡孔状泡沫结构。细小的泡孔 状泡沫可以基本上由闭合的泡孔组成（至少90%的泡孔闭合）。泡沫也可以是具有例如全 部泡孔的10% -90%的开放泡孔含量的部分开放的泡孔泡沫。一般，聚乙烯发泡层具有的 10_850kg/m3 密度。
[0047] 待发泡的层的组合物包含至少聚合物、成