纳米复合包装膜的制作方法

纳米复合包装膜的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于包装的多层纳米复合膜。更具体地讲，该膜包括邻近至少一个外层定位的至少一个芯层。例如，在一个实施例中，该膜包括定位在两个外层之间的芯层。所述芯层和/或外层可由包含乙烯聚合物、具有有机表面处理的纳米粘土和包含烯烃组分与极性组分的增容剂的聚合物组合物形成。
【专利说明】纳米复合包装膜
[0001] 相关申请案
[0002] 本申请要求2014年1月31日提交的美国专利申请序列号61/934,463的优先权，该 申请全文W引用方式并入本文。
【背景技术】
[0003] 包装膜通常由締控聚合物诸如聚乙締形成。然而，近年来，石油资源己变得越来越 昂贵并且制造商和消费者同样变得越来越意识到对具有更低碳足迹的包装膜的可持续发 展需要，运意味着在包装膜的制造的整个生命周期中降低碳排放。虽然己尝试向膜添加各 种添加剂诸如可再生的聚合物来降低来源于石油的締属聚合物的含量，但是运通常导致一 些机械性质(例如延展性或拉伸强度等)的相应下降，运对包装材料的制造商和用户而言是 极不可取的。因此，目前对具有更好环境影响（如通过降低的碳足迹或降低的石油基聚合物 的消耗所指示)但仍可表现出高性能包装膜应用所需的良好机械性质的膜存在需要。

【发明内容】

[0004] 根据本发明的一个实施例，公开了一种厚度为约50微米或更低的包装膜。该膜包 括与外层相邻定位的忍层，其中忍层、外层或两者由聚合物组合物形成。该聚合物组合物包 含从约70wt. %至约99wt. %的乙締聚合物、从约0.1 wt. %至约20wt. %的具有有机表面处 理的纳米粘上和从0. 〇5wt. %至约15wt. %的包含締控组分与极性组分的聚締控增容剂。
[0005] 根据本发明的另一个实施例，公开了一种厚度为约50微米或更低的包装膜。该膜 包括定位在第一外层与第二外层之间的忍层，其中忍层占膜的从约50wt. %至约99wt. %并 且外层占膜的从约Iwt. %至约50wt. %。另外，忍层、第一外层、第二外层或它们的组合由聚 合物组合物形成。该聚合物组合物包含从约7 0 W t. %至约9 9 W t. %的乙締聚合物、从约 0.1 wt. %至约20wt. %的具有有机表面处理的纳米粘±和从0.05wt. %至约15wt. %的包含 締控组分与极性组分的聚締控增容剂。
[0006] 本发明的其他特征和方面在下文更详细地描述。
【附图说明】
[0007] 针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模 式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述，在附图中：
[000引图1是可用于形成本发明的膜的过程的一个实施例的示意图；
[0009] 图2是实例5的X射线衍射图；
[0010] 图3是实例5的透射电子显微镜照片，其中图3(a)是低倍放大（描绘了 2皿的比例） 而图3(b)是高倍放大(描绘了200nm的比例）；
[0011] 图4是曲线图，描绘了实例5的样品的对数储能模量(G^ )对比对数频率（Y );
[0012] 图5是曲线图，描绘了实例5的样品的复数粘度邮对比对数频率（丫）；
[OOK]图6是曲线图，描绘了实例5的样品的log (储能模量)和log G"(损耗模量闲比 对数频率（丫）；
[0014]图7是可用于评价噪声级的测试设备的透视图，其中设备的口打开；
[001引图8是图7的测试设备的透视图，其中设备的口关闭；W及
[0016] 图9是沿着箭头190截取的图7的设备的平面图。
[0017] 在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本发明的相同或类似的特 征或元件。
【具体实施方式】
[0018] 现在将详细参照本发明的各种实施例，其一个或多个例子在下文示出。每个例子 都W解释而不是限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不 背离本发明的范围或精神的情况下，可W在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个 实施例的一部分而说明或描述的特征，可W用于另一个实施例W产生又一个实施例。因此， 本发明旨在涵盖运样的修改和变化。
[0019] -般来讲，本发明设及用于包装的多层纳米复合薄膜。更具体地讲，该膜包括邻近 至少一个外层定位的至少一个忍层。例如，在一个实施例中，该膜包括定位在两个外层之间 的忍层。根据本发明，忍层和/或外层可由包含乙締聚合物、具有有机表面处理的纳米粘± 和包含締控组分与极性组分的增容剂的聚合物组合物形成。纳米粘±例如通常占聚合物组 合物的从约0.1 wt. %至约20wt. %，在一些实施例中从约0.5wt. %至约15wt. % W及在一些 实施例中从约Iwt. %至约IOwt. %。乙締聚合物可同样占聚合物组合物的从约70wt. %至约 99wt. %，在一些实施例中从约75wt. %至约98wt. % W及在一些实施例中从约SOwt. %至 95wt. %。增容剂也可占聚合物组合物的从约0.05wt. %至约15wt. %，在一些实施例中从约 0.1 wt. %至约12wt. % W及在一些实施例中从约0.. %至约IOwt. %。
[0020] 由于在聚合物组合物中使用纳米粘±，所得的膜具有更好的环境影响，因为其使 用降低量的乙締聚合物。例如，该膜具有更小的碳足迹，并且可能降低能量输入和溫室气体 排放。值得注意的是，本发明人己发现，该膜可实现运样的改善的环境影响而不牺牲机械性 质。事实上，在许多情况下，据令人惊讶地发现某些机械性质(例如，峰值应力、模量等)显著 增强，甚至当聚合物用量实质性降低时也是如此。运些益处部分地通过选择性控制用于形 成膜的组分的特定类型和浓度W及形成膜的方式而实现。例如，无意受理论的限制，据信， 该有机表面处理可对纳米粘±具有增塑类作用，运可降低组合物在接受拉伸力时纳米粘± 与乙締聚合物结构域之间的表面摩擦程度。还据信，该表面处理可具有润滑作用，运使得乙 締聚合物的大分子链可W沿着纳米粘±表面滑动而不导致剥离，从而维持高度的延展性。 运可通过选择性控制表面处理的特定类型、乙締聚合物的类型和烙体挤出期间的混合程度 而实现。此外，纳米粘±可任选地与乙締聚合物和增容剂预混W形成聚合物组合物，之后通 过挤出模头并形成膜。通过运样的多步形成工艺，纳米粘±可变得充分分散并更均匀地取 向，从而甚至进一步增强延展性。据信，某些类型的形成工艺（例如，诱铸膜或吹塑膜工艺） 还尤其非常适于使得形成具有高度延展性的独特结构。
[0021] 指示良好延展性的一个参数是膜在纵向（"MD")和/或横向（"CD")上的峰值伸长 率。例如，该膜通常表现出在纵向上约400%或更大，在一些实施例中约500%或更大，在一 些实施例中约550 %或更大W及在一些实施例中从约600 %至约2000 %的峰值伸长率。该膜 可同样表现出在横向上约750 %或更大，在一些实施例中约800 %或更大，在一些实施例中 约800%或更大W及在一些实施例中从约850%至约2500%的峰值伸长率。尽管具有运样的 良好延展性，但是本发明的膜仍能够保持良好的机械强度。例如，本发明的膜可表现出在纵 向和/或横向上从约20至约150兆帕(MPa),在一些实施例中从约25至约IOOMPaW及在一些 实施例中从约30至约80M化的极限拉伸强度。等于拉伸应力与拉伸应变的比率并通过应力- 应变曲线的斜率确定的杨氏弹性模量也可W良好。例如，该膜通常表现出在纵向和/或横向 上从约50至约500MPa，在一些实施例中从约100至约400MPaW及在一些实施例中从约150至 约350MPa的杨氏模量。
[0022] 令人惊讶的是，良好的延展性和其他机械性质即便膜具有极低的厚度时也可W实 现。就运一点而言，通过将特定的机械值(例如，杨氏模量、拉伸强度或峰值伸长率)除W平 均膜厚(WIi)而测定的归一化机械性质也可W得到改善。例如，该膜可表现出在纵向上约 15 % /皿或更大，在一些实施例中约20 % /皿或更大W及在一些实施例中从约25 % /皿至约 60 % /iim的归一化峰值伸长率。该膜可同样表现出在横向上约40 % /iim或更大，在一些实施 例中约50 %/Mi或更大W及在一些实施例中从约55 %/Mi至约80%/皿的归一化峰值伸长 率。该膜可表现出在纵向和/或横向上从约0.5至约20MPa/皿，在一些实施例中从约1至约 12MPaAimW及在一些实施例中从约2至约SMPaAim的归一化极限拉伸强度。纵向和/或横向 上的归一化杨氏模量也可W为从约5至约50M化Aim,在一些实施例中从约10至约40MPa/皿 W及在一些实施例中从约15至约35MPa/wii。膜的实际厚度通常为约50微米或更低，在一些 实施例中从约1至约40微米，在一些实施例中从约5至约35微米W及在一些实施例中从约10 至约30微米。
[0023] 本发明人还己发现，该膜可在物理变形时产生相对低程度的噪声。当例如接受两 (2)分钟的物理变形时，该膜的噪声级可为约45分贝（地)或更低，在一些实施例中约42dB或 更低W及在一些实施例中从约20地至约40地，诸如在2，OOOHz或4，OOOHz的频率下测定的。 通过将膜接受两(2)分钟的物理变形时产生的噪声级除W周围环境产生的噪声级而测定的 膜的"归一化噪声级"可同样为约2.5或更低，在一些实施例中约2.4或更低W及在一些实施 例中从约1.5至约2.3，诸如在2，000化或4，000化的频率下测定的。除了降低的噪声级之外， 本发明的膜还可W具有优异的对透氧率的阻隔性质。无意受理论的限制，据信，纳米粘±薄 片结构可在膜中产生迂曲的路径，运些路径可减慢透过率并降低氧渗透量。例如，透氧率可 为约350cmV100 in2*24h或更低，在一些实施例中约330cmV100 in2*24h或更低W及在一些 实施例中从约100至约300cmV100 in2*24h，诸如根据ASTM D3985-05在23°C的溫度和0%的 相对湿度下测定的。
[0024] 现在将更详细地描述本发明的各种实施例。
[00巧]I.聚合物组合物
[002引 A.乙締聚合物
[0027]多种乙締聚合物中的任一种通常可用于本发明。在一个实施例中，例如，乙締聚合 物可W是乙締和Q-締控诸如C3-C2〇a-締控或C3-C12Q-締控的共聚物。合适的a-締控可W是直 链的或支链的（例如，一个或多个C1-C3烷基支链，或芳基基团）。具体的例子包括1-下締;3- 甲基-1-下締;3,3-二甲基-1-下締；1-戊締;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1- 戊締;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己締；具有一个或多个甲基、乙基或丙 基取代基的I-庚締;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的I-辛締;具有一个或多个甲 基、乙基或丙基取代基的1-壬締；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸締；1-十二締W及苯乙締。 特别期望的Q-締控共聚单体是1-下締、1-己締和1-辛締。运样的共聚物的乙締含量可W为 从约60摩尔％至约99摩尔％，在一些实施例中从约80摩尔％至约98.5摩尔％ W及在一些实 施例中从约87摩尔％至约97.5摩尔％。〇-締控的含量可同样在从约1摩尔％至约40摩尔％， 在一些实施例中从约1.5摩尔％至约15摩尔％ ^及在一些实施例中从约2.5摩尔％至约13 摩尔％的范围内。聚乙締的密度可根据所用的聚合物的类型而变化，但通常在从约0.85至 约0.96克/立方厘米(g/cm3)的范围内。聚乙締"塑性体"例如可具有在从约0.85至约0.91g/ cm3范围内的密度。同样，"线性低密度聚乙締"化LD阳)可具有在从约0.91至约0.940g/cm3范 围内的密度；"低密度聚乙締"（LDPE)可具有在从约0.910至约0.940g/cm3范围内的密度;并 且"高密度聚乙締"（皿PE)可具有在从约0.940至约0.960g/cm3范围内的密度，诸如根据 ASTM D792测定的。
[002引在某些实施例中，可W采用具有约0.94g/cm3或更低，在一些实施例中从约0.85至 约0.94g/cm3 W及在一些实施例中从约0.90至约0.935g/cm3范围内的相对低的密度的乙締 聚合物。一种或多种聚合物可用于具有运些密度特性的组合物中。线性低密度聚乙締 ("LLDPE")和/或低密度聚乙締（"LDPE")是尤其合适的。低密度乙締聚合物通常具有相对低 的烙融溫度和弹性模量，运可为所得的膜提供相对柔软和可延展的质感。例如，低密度乙締 聚合物可具有从约50°C至约145°C，在一些实施例中从约75°C至约140°CW及在一些实施例 中从约100°C至约135°C的烙融溫度，和从约50至约700M化，在一些实施例中从约75至约 eOOMPaW及在一些实施例中从约100至约SOOMPa的弹性模量，如根据ASTM D638-10所测定 的。低密度乙締聚合物还可W具有从约0.1至约100克/10分钟，在一些实施例中从约0.5至 约50克/10分钟W及在一些实施例中从约1至约40克/10分钟的烙体流动指数，如根据ASTM 01238-13(或IS01133)在2160的负荷下和在190°C下测定的。
[0029]如果需要，低密度乙締聚合物可占组合物中所用的聚合物的绝大部分。例如，低密 度乙締聚合物可占组合物中所用的聚合物的约80wt. %或更多，在一些实施例中约85wt. % 或更多W及在一些实施例中从约90wt. %至IOOwt. %。当然，在其他实施例中，也可W采用 高密度乙締聚合物。例如，低密度乙締聚合物可占聚合物组合物的从约5wt. %至约 90wt. %，在一些实施例中从约IOwt. %至约80wt. % W及在一些实施例中从约20wt. %至 70wt. %，并且高密度乙締聚合物可占聚合物组合物的从约5wt. %至约90wt. %，在一些实 施例中从约IOwt. %至约80wt. % W及在一些实施例中从约20wt. %至70wt. %。高密度乙締 聚合物通常具有大于约0.94g/cm3，在一些实施例中从约0.945至约0.98g/cm3 W及在一些实 施例中从约0.95至约0.97g/cm3的密度。同样，一种或多种聚合物可用于具有运些特性的组 合物中。高密度聚乙締（"HDPE")是尤其合适的。高密度乙締聚合物可具有相对低的烙融溫 度和高弹性模量。例如，高密度乙締聚合物可具有从约70°C至约16(TC，在一些实施例中从 约85 °C至约150°C W及在一些实施例中从约110°C至约145 °C的烙融溫度，和从约700至约5， OOOMPa,在一些实施例中从约750至约3 ,OOOM化W及在一些实施例中从约1，000至约2， OOOM化的弹性模量，如根据ASTM D638-10所测定的。高密度乙締聚合物还可W具有从约0.1 至约100克/10分钟，在一些实施例中从约0.5至约50克/10分钟W及在一些实施例中从约1 至约40克/10分钟的烙体流动指数，如根据ASTM 01238-13(或ISO 1133)在2160g的负荷下 和在190°C下测定的。
[0030] 各种己知的技术通常可用于形成乙締聚合物。例如，乙締聚合物可W使用自由基 或配位催化剂(例如，齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta))形成。通常，乙締聚合物由多位点齐格 勒-纳塔催化剂形成，所得的乙締聚合物具有宽分子量分布，多分散性指数(重均分子量除 W数均分子量)高达20或更高。通过单位点配位催化剂诸如茂金属催化剂制备的乙締聚合 物具有窄分子量分布。运样的催化剂体系产生运样的乙締聚合物，其中共聚单体在分子链 内无规分布而在不同分子量的部分中均匀分布。茂金属催化的聚締控在例如授予McAlpin 等人的美国专利号5,571，619、授予化乂15等人的美国专利号5,322,728、授予抓。'65^等人 的美国专利号5,472,775、授予1曰1等人的美国专利号5,272,236和授予怖6曰*等人的美国专 利号6,090,325中有所描述。茂金属催化剂的例子包括双(正下基环戊二締基)二氯化铁、双 (正下基环戊二締基)二氯化错、双(环戊二締基)氯化筑、双(巧基）二氯化错、双（甲基环戊 二締基)二氯化铁、双（甲基环戊二締基)二氯化错、二茂钻、环戊二締基=氯化铁、二茂铁、 二氯二茂给、异丙基(环戊二締基-1-巧基)二氯化错、二氯二茂钢、二茂儀、二氯二茂银、二 茂钉、二氯二茂铁、氨氯二茂错、二氯二茂错等。用茂金属催化剂制得的聚合物通常具有窄 分子量范围。例如，茂金属催化的聚合物可W具有4W下的多分散性数值(Mw/Mn)、受控的短 链支化分布W及受控的全同立构规整度。乙締聚合物也可W具有单峰或多峰(例如，双峰） 分子量分布，诸如使用凝胶渗透色谱法测量的。
[0031] B.纳米粘上
[0032] 术语"纳米粘±"-般是指粘±材料(天然存在的矿物、有机改性的矿物或合成纳 米材料）的纳米颗粒。粘±材料通常具有片状形态，因为其具有相对平坦的或薄片的形状。 粘±薄片可例如具有从约0.2至约100纳米，在一些实施例中从约0.5至约50纳米W及在一 些实施例中从约1至约20纳米的平均厚度。粘±材料的"纵横比"（即，薄片的平均长度除W 平均厚度)也相对大，诸如从约20至约1000,在一些实施例中从约50至约80,在一些实施例 中从约100至约400。平均长度(例如，直径)可例如在从约20纳米至约10微米，在一些实施例 中从约100纳米至约5微米W及在一些实施例中从约200纳米至约4微米的范围内。
[0033] 粘±材料可由层状娃酸盐形成，诸如蒙皂石粘±矿物(例如，膨润±、高岭±或蒙 脱石W及它们的盐，诸如钢蒙脱石、儀蒙脱石、巧蒙脱石等）、绿脱石、贝德石、铭膨润石、裡 蒙脱石、皂石、锋蒙脱石、SObocki te、娃儀石、SVinf ordite、赔石等。其他可用的纳米粘±包 括云母类矿物(例如伊利石)和混合伊利石/绿±矿物，诸如累托石、tarosovite、Iedikite W及伊利石与上述粘±矿物的配混物。尤其合适的是蒙脱石(2:1层状蒙皂石粘±结构）、膨 润±(主要由蒙脱石形成的层状娃酸侣）、高岭±(具有板状结构和经验式Al2Si2化(0H)4的1 :1侣娃酸盐）、埃洛石(具有管状结构和经验式Al2Si2〇5(OH)4的1:1侣娃酸盐傳。
[0034] 如上所述，纳米粘±还包括有机表面处理，该处理增强粘±材料的疏水性并因此 改善其与乙締聚合物的相容性。在一个实施例中，有机表面处理可由季鐵(例如，盐或离子） 形成，季鐵可经由离子交换变得插入相邻层状粘±薄片之间的层间空间中。季鐵离子可具 有W下结构：
[0035]
[0036] 其中
[0037] X 为N、P、S或 0;并且
[003引 Ri、R2、R3和R4独立地为氨或有机部分，诸如具有1至约24个碳原子的直链或支链烧 基、芳基或芳烷基部分。
[0039] 尤其合适的季锭离子是具有W下结构的那些：
[0040]
[0041 ] 其中
[0042] Ri为从Cs至C24直链或支链范围内的长链烷基部分，包括长链部分的混合物，诸如 单独的或任意组合的Cs、Cs、Cio、Cl2、Cl4、Cl6、Cis、〔20、C2沸〔24 ;并且
[0043] R2、R3和R4为可W相同或不同的部分，它们选自H、烷基、径烷基、苄基、取代的苄基， 例如直链或支链烷基取代的和面素取代的；乙氧基化或丙氧基化的烷基；乙氧基化或丙氧 基化的苄基(例如，1-10摩尔乙氧基化或1-10摩尔丙氧基化）。
[0044] 另外的可用的多电荷间隔/偶合剂包括例如四、S和二鐵物质，诸如脂族、芳族或 芳脂族胺、麟、醋、醇和硫化物的四锭、=锭和二锭(伯、仲、叔和季）、四鐵、=鐵和二鐵、四氧 鐵、=氧鐵和二氧鐵或四梳、=梳和二梳衍生物。运样的材料的示例为下式的二鐵化合物：
[0045] R1-X+-R-Y+
[0046] 其中r和r为相同或不同的，并为锭、梳、鐵或氧鐵基，诸如-NH(C出）2+、-N此（C曲 ) +、-N(C曲）3+、-N(C 出）2(C此 C 出）+、-N(C 出 KC此 C 出）2+、-S(C曲）2+、-S(C 出）2+、-P(C 出）3+、-畑3+ 等；
[0047] R是直链或支链的有机间隔主链基团，诸如具有2至24个碳原子并在一些实施例中 从3至10个碳原子的那些，在主链有机间隔分子中，在其末端共价键合到带电荷的N+、P+、S+ 和/或0+阳离子；
[004引 Ri可W是氨、或1至22个碳原子的直链或支链的W及在一些实施例中6至22个碳原 子的直链或支链的烷基。
[0049] 可用的R基团的示例为烷基(例如，甲基、乙基、下基、辛基等）；芳基(例如，苄基、苯 烷基等）；亚烷基(例如，亚甲基、亚乙基、亚辛基、亚壬基、亚叔下基、亚新戊二基、亚异丙基、 亚仲下基、亚十二烷基等）；亚締基（例如，1-亚丙締基、1-亚下締基、1-亚戊締基、1-亚己締 基、1-亚庚締基、1-亚辛締基等）；亚环締基（例如，亚环己締基、亚环戊締基等）；径基烷基 (例如，径基甲基、径基乙基、径基正丙基、径基异丙基、径基正下基、径基异下基、径基叔下 基等）；烧酷基亚烷基(例如，下酷基亚十八烷基、戊酷基亚十九烷基、辛酷基亚十五烷基、乙 酷基亚^^一烷基、丙酷基亚十六烷基等）；烷基氨基亚烷基（例如，甲基氨基亚十八烷基、乙 基氨基亚十五烷基、下基氨基亚十九烷基等）；二烷基氨基亚烷基(例如，二甲基氨基亚十八 烷基、甲基乙基氨基亚十九烷基等）；芳基氨基亚烷基（例如，苯基氨基亚十八烷基、对甲基 苯基氨基亚十九烷基等）；二芳基氨基亚烷基（例如，二苯基氨基亚十五烷基、4-硝基苯基- 少-甲基苯基氨基亚十八烷基等）；烷基芳基氨基亚烷基（例如，2-苯基-4-甲基氨基亚十五 烷基等）；烷基亚横酷亚烷基(alk}dSiilf inyIene)、烷基横酷亚烷基(alkyIsulfon}dene)、 烧硫基、芳硫基、芳基亚横酷亚烷基（arylsulfinylene)和芳基横酷亚烷基 (arylsulfonylene)(例如下硫基亚十八烷基、新戊硫基亚十五烷基、甲基亚横酷基亚十九 烷基、苄基亚横酷基亚十五烷基、苯基亚横酷基亚十八烷基、丙硫基亚十八烷基、辛硫基亚 十五烷基、壬基横酷基亚十九烷基、辛基横酷基亚十六烷基、甲硫基亚十九烷基、异丙硫基 亚十八烷基、苯基横酷基亚十五烷基、甲基横酷基亚十九烷基、壬硫基亚十五烷基、苯硫基 亚十八烷基、乙硫基亚十九烷基、节硫基亚十一烷基、苯乙硫基亚十五烷基、仲下硫基亚十 八烷基、糞硫基亚十一烷基等）；烧氧幾基亚烷基（例如，甲氧幾基亚烷基 (11161：110《7。日1'13〇]171日]1日）、乙氧幾基亚烷基（日1：110《7。日1'13〇]171日]1日）、下氧幾基亚烷基 (butoxycarbonylene)等）；亚环烷基（例如，亚环己基、亚环戊基、亚环辛基、亚环庚基等）； 烧氧亚烷基（例如，甲氧亚甲基、乙氧亚甲基、下氧亚甲基、丙氧亚甲基、戊氧亚下基等）；芳 氧亚烷基和芳氧亚芳基（例如，苯氧亚苯基、苯氧亚甲基等）；芳氧亚烷基（例如，苯氧亚癸 基、苯氧亚辛基等）；芳基亚烷基(例如，亚苄基、苯基亚乙基(phenthylene)、8-苯基亚辛基、 10-苯基亚癸基等）；烷基亚芳基(例如，3-癸基亚苯基、4-辛基亚苯基、4-壬基亚苯基等）；W 及聚丙二醇和聚乙二醇取代基(例如，亚乙基、亚丙基、亚下基、亚苯基、亚苄基、亚甲苯基、 对苯亚乙基、对苯亚甲基、亚辛基、亚十二烷基、亚十八烷基、甲氧基亚乙基等）W及它们的 组合。运样的四、二和二锭、梳、鱗、氧鐵;锭/梳;锭/鱗;锭/氧鐵;鱗/氧鐵;梳/氧鐵；W及梳/ 鱗基是本领域熟知的，并且可W由相应的胺、麟、醇或酸和硫化物获得。
[0050]尤其合适的多电荷间隔/偶合剂化合物是具有W下通式的包含至少两个伯、仲、叔 或季锭、鱗、梳和/或氧鐵离子的多鐵离子化合物：
[0化1 ]
[0化2] 其中
[0053] R是亚烷基、亚芳烷基或取代的亚烷基带电原子间隔部分;并且
[0054] 21、22、扣、1?2、1?3和1?河^相同或不同并选自氨、烷基、芳烷基、苄基、取代的苄基(例 如直链或支链烷基取代的和面素取代的）；乙氧基化或丙氧基化的烷基；乙氧基化或丙氧基 化的苄基(例如，1-10摩尔乙氧基化或1-10摩尔丙氧基化）。
[0055] 尤其合适的有机阳离子可W包括例如季锭化合物，诸如二甲基双[氨化牛脂]氯化 锭(2M2HT)、甲基苄基双[氨化牛脂]氯化锭(MB2HT)、氯化甲基S[氨化牛脂烷基](M3HT)等。 合适的纳米粘±的例子为化nomer? 1.44P，其为季锭改性的蒙脱石纳米粘±并可从 Nanocor，Inc.商购获得。其他合适的纳米粘±添加剂包括可得自Southern Clay Products 的那些，诸如Cloisite? 15A、Cloisite?3〇B、Cloisite? 93A和Cloisite? Na+。
[0056] 鐵离子可W多种方式引入粘±材料的层间空间中（吸附在其内）。在一种方法中， 例如，将粘±材料在水中形成浆液，并在其中溶解鐵离子化合物。必要时，鐵离子化合物可 首先溶解在有机溶剂(例如，丙醇）中。如果需要，纳米粘±也可与低聚物和/或聚合物夹间 物质形成夹层，如本领域己知的那样。例如，可W采用締控聚合物或低聚物(例如，乙締聚合 物)夹间物质。为了将鐵离子和締控夹间物质插入相邻的层状娃酸盐薄片之间并任选地将 分层的材料分开(剥离)成单独的薄片，例如，可首先使粘±材料与鐵离子接触，并同时地或 之后与烙融的低聚物/聚合物夹间物质接触W形成鐵离子-夹层材料。运可例如通过在挤出 机中将材料直接配混而实现。作为另外一种选择，可通过与乳化剂剧烈混合而由乳化过程 形成低聚物/聚合物夹层。如果需要，也可将偶合剂(例如，硅烷偶合剂）用于帮助夹间物质 与粘±材料的粘结。例如，粘±材料最初可用偶合剂处理，然后在低聚物或聚合物的插入之 前或同时进行粘±材料之间的鐵离子交换。应当理解，低聚物或聚合物夹间物质也可通过 其他熟知的机制插入内部薄片表面之间并复合到内部薄片表面，诸如通过如美国专利号5， 880，197和5，877，248中所述的偶极/偶极键合(低聚物或聚合物的直接插入），W及通过如 美国专利号5,102,948和5,853,886中所述的用氨置换而酸化(通过使用酸或离子交换树脂 而使层间阳离子与氨进行离子交换）。
[0057] C.增容剂
[0058] 增容剂可W是含有締控组分和极性组分的聚締控。締控组分是非极性的并因此通 常具有对乙締聚合物的亲和力。締控组分通常可由任何直链或支链a-締控单体、源自a-締 控单体的低聚物或聚合物(包括共聚物)形成。在一个特定的实施例中，例如，增容剂包含至 少一种直链或支链a-締控单体，诸如具有从2至20个碳原子并优选从2至8个碳原子的那些。 具体的例子包括乙締、丙締、1-下締；3-甲基-1-下締;3,3-二甲基-1-下締；1-戊締;具有一 个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊締;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1- 己締;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚締；具有一个或多个甲基、乙基或丙 基取代基的1-辛締；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬締；乙基、甲基或二甲 基取代的1-癸締;1-十二締W及苯乙締。特别期望的Q-締控共聚单体是乙締和丙締。
[0059] 聚締控增容剂还与极性组分官能化，该增容剂可接枝到聚合物上、作为聚合物(例 如嵌段或无规共聚物）的单体成分而渗入等。当接枝到聚合物主链上时，特别合适的极性基 团是马来酸酢、马来酸、丙締酸、甲基丙締酸、富马酸、马来酷亚胺、马来酷阱、马来酸酢和二 胺的反应产物、甲基降冰片締二酸酢、二氯马来酸酢、马来酸酷胺等。马来酸酢改性的聚締 控特别适用于本发明。运样的改性的聚締控通常通过将马来酸酢接枝到聚合物主链材料上 形成。运样的马来酸化的聚締控W名称化!SA技ON-D液得自E.I.du Pont de Nemours and Company,诸如P系列（化学改性的聚丙締 ）、E系列（化学改性的聚乙締 ）、C系列（化学改 性的乙締醋酸乙締醋）、A系列(化学改性的乙締丙締酸醋共聚物或S元共聚物）、M系列（化 学改性的聚乙締)或N系列(化学改性的乙締-丙締、乙締 -丙締二締单体("EPDM")或乙締-辛 締）。作为另外一种选择，改性剂聚締控也可W W名称PaLYBOND敏（例如，丙締酸改性 的聚丙締）得自化emtura Corp. W及W名称Eastman G系列得自Eastman化emical Compsnyo
[0060] 如上所述，极性组分也可作为单体并入聚乙締增容剂中。例如，（甲基)丙締酸单体 组分可用在某些实施例中。如本文所用，术语"（甲基)丙締酸"包括丙締酸和甲基丙締酸单 体，及其盐或醋，诸如丙締酸醋和甲基丙締酸醋单体。运样的（甲基)丙締酸单体的例子可W 包括丙締酸甲醋、丙締酸乙醋、丙締酸正丙醋、丙締酸异丙醋、丙締酸正下醋、丙締酸仲下 醋、丙締酸异下醋、丙締酸叔下醋、丙締酸正戊醋、丙締酸异戊醋、丙締酸异冰片醋、丙締酸 正己醋、丙締酸-2-乙基下醋、丙締酸-2-乙基己醋、丙締酸正辛醋、丙締酸正癸醋、丙締酸甲 基环己醋、丙締酸环戊醋、丙締酸环己醋、甲基丙締酸甲醋、甲基丙締酸乙醋、甲基丙締酸- 2-径乙醋、甲基丙締酸正丙醋、甲基丙締酸正下醋、甲基丙締酸异丙醋、甲基丙締酸异下醋、 甲基丙締酸正戊醋、甲基丙締酸正己醋、甲基丙締酸异戊醋、甲基丙締酸仲下醋、甲基丙締 酸叔下醋、甲基丙締酸-2-乙基下醋、甲基丙締酸甲基环己醋、甲基丙締酸肉桂醋、甲基丙締 酸己豆醋、甲基丙締酸环己醋、甲基丙締酸环戊醋、甲基丙締酸-2-乙氧基乙醋、甲基丙締酸 异冰片醋等W及它们的组合。其他类型的合适的极性单体包括醋单体、酷胺单体等。
[0061 ] D.其他组分
[0062] 除了上述组分外，其他添加剂也可渗入本发明的膜中，诸如助滑添加剂、烙体稳定 剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂、粘结剂、填料等。另 夕h受阻酪在膜制造中常用作抗氧化剂。一些合适的受阻酪包括可W商品名"I巧anox巧"诸 如Irg溢游⑥1076、1010或E 201得自Ciba Specialty Qiemicals的那些。此夕K粘结剂也可 添加至膜W有利于膜与另外的材料(例如，非织造网）的粘结。运样的粘结剂的例子包括氨 化控树脂。其他合适的粘结剂在授予Kieffer等人的美国专利号4,789,699和授予 McCormack的美国专利号5,695,868中有所描述。
[0063] II.膜构造
[0064] 本发明的膜可具有任意数量的层，诸如从2至20个层，W及在一些实施例中从3至 10个层。无论总数如何，该膜通常包括邻近至少一个外层定位的至少一个忍层。在另一个实 施例中，例如，可能期望的是采用将忍层夹在中间的第一外层和第二外层。忍层通常占膜的 重量的实质性部分，诸如膜的从约50wt. %至约99wt. %，在一些实施例中从约55wt. %至约 90wt. % W及在一些实施例中从约60wt. %至约85wt. %。夕F层可同样占膜的从约Iwt. %至 约50wt. %，在一些实施例中从约IOwt. %至约45wt. % W及在一些实施例中从约15wt. %至 约40wt. %。每个外层也可具有从约0.1至约10微米，在一些实施例中从约0.5至约5微米W 及在一些实施例中从约1至约2.5微米的厚度。同样，忍层可具有从约1至约40微米，在一些 实施例中从约2至约25微米W及在一些实施例中从约5至约20微米的厚度。如上所述，膜的 总厚度通常为约50微米或更低，在一些实施例中从约1至约40微米，在一些实施例中从约5 至约35微米W及在一些实施例中从约10至约30微米。
[0065] 本发明的聚合物组合物可用于膜的任何层，包括忍层和/或外层。在一个实施例 中，例如，忍层由本发明的聚合物组合物形成，并且外层由所述聚合物组合物或由另外的聚 合物材料形成。同样，在其他可能的实施例中，外层中的一个或多个由本发明的聚合物组合 物形成，并且忍层由另外的聚合物材料形成。当采用时，该另外的材料可包括任何类型的聚 合物，诸如聚締控(例如，聚乙締、聚丙締等）、聚醋、聚酷胺、苯乙締共聚物、聚氨醋、聚乙酸 乙締醋、聚乙締醇等。当供应时，纳米粘±本身可W为母料的形式，该母料可W包含与聚合 物(例如，乙締聚合物)共混的纳米粘±颗粒。作为另外一种选择，纳米粘±可^是包含颗粒 的粉末的形式，如上所述。
[0066] 本发明的一个益处在于:可对聚合物组合物的特定组分进行定制W用在膜的不同 层中时实现不同的性质。例如，外层通常用于热密封或印刷。就运一点而言，当用于外层中 时，聚合物组合物可使用相对少量的纳米粘±，诸如聚合物组合物的从约0.1 wt. %至约 15wt. %，在一些实施例中从约0.5wt. %至约IOwt. % W及在一些实施例中从约Iwt. %至约 8wt. %。用于形成外层的聚合物组合物还可W包含具有相对低密度的乙締聚合物，诸如约 0.94g/cm3或更低，在一些实施例中从约0.85至约0.94g/cm3 W及在一些实施例中从约0.90 至约0.935g/cm3。一种或多种聚合物可用于具有运些密度特性的组合物中。可任选地如上 所述用茂金属催化的线性低密度聚乙締riLDPE")和/或低密度聚乙締（"LDPE")是尤其合 适的。其他合适的乙締聚合物可同样包括共聚物，诸如乙締-醋酸乙締醋r'EVA")或乙締-丙 締酸（"EAA")。运样的乙締聚合物通常具有相对低的烙融溫度和弹性模量，运可使得它们更 容易用作膜的热密封或可印刷层。例如，乙締聚合物可具有从约50°C至约145°C，在一些实 施例中从约75°C至约140°C W及在一些实施例中从约100°C至约135°C的烙融溫度，和从约 50至约700M化，在一些实施例中从约75至约600M化W及在一些实施例中从约100至约 500M化的弹性模量，如根据ASTM D638-10所测定的。乙締聚合物还可W具有从约1至约100 克/10分钟，在一些实施例中从约5至约50克/10分钟W及在一些实施例中从约10至约40克/ 10分钟的烙体流动指数，如根据ASTM 01238-13(或ISO 1133)在2160的负荷下和在190°C下 测定的。
[0067] 当用于通常用来改善膜的强度和刚性的忍层时，聚合物可采用相对大量的纳米粘 ±，诸如聚合物组合物的从约〇.5wt. %至约20wt. %，在一些实施例中从约Iwt. %至约 15wt. % W及在一些实施例中从约. %至约IOwt. %。聚合物组合物可包含乙締聚合物， 诸如化DPE、LDPE、茂金属化DPE、茂金属LD阳、EVA等W及运些聚合物的共混物。聚合物组合 物还可W包含具有相对高密度的乙締聚合物，诸如大于约〇.94g/cm3,在一些实施例中从约 0.945至约0.98g/cm3 W及在一些实施例中从约0.95至约0.97g/cm3。同样，一种或多种聚合 物可用于具有运些特性的组合物中。高密度聚乙締（"皿阳"）是尤其合适的。例如，皿阳在忍 层中的量可在从约Iwt. %至约95wt. %，在一些实施例中从约5%至约90wt. % W及在一些 实施例中从约IOwt. %至约85wt. %的范围内。运样的高密度乙締聚合物通常具有相对高的 烙融溫度和弹性模量，运可使得它们更容易用作膜的强度增强层。例如，乙締聚合物可具有 从约70°C至约160°C，在一些实施例中从约85°C至约150°C W及在一些实施例中从约110°C 至约145°C的烙融溫度，和从约700至约5，OOOMPa，在一些实施例中从约750至约3，OOOMPa W 及在一些实施例中从约1，000至约2，OOOM化的弹性模量，如根据ASTM D638-10所测定的。乙 締聚合物还可W具有从约0.1至约100克/10分钟，在一些实施例中从约0.5至约50克/10分 钟W及在一些实施例中从约1至约40克/10分钟的烙体流动指数，如根据ASTM 01238-13(或 ISO 1133)在2160g的负荷下和在190°C下测定的。
[0068] 多层膜可通过层的共挤出、挤出涂布或通过任何常规的分层工艺制备。多种技术 中的任一种通常都可W用于形成本发明的膜。在某些实施例中，例如，膜的组分(例如，乙締 聚合物、纳米粘±、增容剂等)可单独地供应至成膜系统，并在形成膜时共混在一起。在运样 的情况下，纳米粘±可^是包含颗粒的粉末的形式，如上所述。然而，作为另外一种选择，可 能期望的是，预混乙締聚合物、纳米粘±和/或增容剂W形成母料，然后供应至成膜系统。无 意受理论的限制，据信，运样的多步过程可使得纳米粘±更均匀地取向，从而甚至进一步增 强延展性。当供应时，纳米粘±本身可W为母料的形式，该母料可W包含与聚合物(例如，乙 締聚合物)共混的纳米粘上颗粒，或为包含颗粒的粉末的形式。
[0069] 为了形成母料，例如，最初可将组分供应至包括W可旋转方式安装并接纳在可被 加热的机筒(例如，圆柱形机筒）内的共旋转螺杆的双螺杆挤出机。组分通过螺杆旋转而施 加的力从进料端向下游移动到排放端。螺杆的长度与外径的比率（"L/D")可选择成实现通 过量与共混物均匀性之间的最佳平衡。例如，L/D值过大可增加保留时间，达到纳米粘±劣 化到所需水平W外的程度。在另一方面，L/D值过低不能产生所需的共混或混合程度。因此， L/D值通常在从约25至约60,在一些实施例中从约35至约55 W及在一些实施例中从约40至 约50的范围内。螺杆的速度也可被选择成实现所需的停留时间、剪切速率、烙体加工溫度 等。通常，随着螺杆速度的增加，由于额外的机械能输入系统中，可观察到产品溫度的升高。 摩擦能量因转动螺杆而对挤出机内的材料施加的剪切所产生，并导致大分子的破裂。运导 致成品材料的表观粘度降低，烙体流动速率增大。例如，螺杆速度可W在从约50至约400转 每分钟rVpm")，在一些实施例中从约100至约30化pmW及在一些实施例中从约120至约 28化pm的范围内。因此，烙体加工可在从约100°C至约500°C，在一些实施例中从约150°C至 约350°CW及在一些实施例中从约150°C至约300°C的溫度下进行。通常，在烙体加工过程中 的表观剪切速率可W在从约300s^至约10，000s^，在一些实施例中从约SOOs^至约SOOOs^ W及在一些实施例中从约SOOs^至约1200s^的范围内。表观剪切速率等于4Q/QR3,其中，Q 是聚合物烙体的体积流动速率)，而R是烙融聚合物所流动经过的毛细管（例如，挤 出机模头)的半径（V'）。当然，也可控制其他变量，诸如与生产率成反比的在烙体加工过程 中的停留时间，W实现期望的共混。
[0070] 一旦形成后，预混的母料便可供应到成膜系统。任何己知的技术均可用于由配混 的材料形成膜，包括吹塑、诱铸、平模挤出等。在一个特定的实施例中，膜可通过吹塑过程形 成，其中将气体(例如空气）用于使通过环形模头的挤出聚合物共混物的气泡膨胀。气泡然 后塌缩并^平坦的膜的形式收集。用于产生吹塑膜的过程例如在授予Raley的美国专利号 3,354,506、授予Schippers的美国专利号3,650,649和授予Schrenk等人的美国专利号3， 801,429?及授予McCormack等人的美国专利申请公开号2005/0245162和授予Boggs等人的 美国专利申请公开号2003/0068951中有所描述。然而，在又一个实施例中，膜用诱铸技术形 成。
[0071] 参见图1，例如，示出了用于形成诱铸膜的方法的一个实施例。在该实施例中，将预 混的母料供应给挤出机80进行烙体加工。为了有助于实现纳米粘±的良好对齐和取向，通 常期望在成膜期间使用单螺杆挤出机。运样的单螺杆挤出机通常沿着螺杆长度分成=个 段。第一段是进料段，在进料段中固体材料被引向螺杆。第二段是烙融段，在烙融段中发生 固体的大部分烙化。在该段内，螺杆通常具有渐缩的直径W增强聚合物的烙化。第=段是混 合段，该段W恒定的量输送烙融材料进行挤出。螺杆的L/D比率通常为从约5至约50,在一些 实施例中从约10至约40W及在一些实施例中从约15至约35。通过使用仅占螺杆长度的一小 部分的混合部段，可在单螺杆挤出机中容易地实现运样的L/D比率。螺杆速度可同样在从约 5至约15化pm，在一些实施例中从约10至约10化pm W及在一些实施例中从约20至约SOrpm的 范围内。因此，烙体加工可在从约100°C至约500°C，在一些实施例中从约150°C至约350°C W 及在一些实施例中从约150°C至约300°C的溫度下进行。
[0072] -旦形成后，挤出的材料便可立即冷却并切成粒料形式。在图1的实施例中，挤出 的材料被诱铸到诱铸漉90上W形成单层前体膜10a。如果要产生多层膜，则将多个层一起共 挤出到诱铸漉90上。诱铸漉90可任选地具有压印元件W向膜赋予图案。通常，诱铸漉90保持 在足W使片材IOa在形成时固化和骤冷的溫度下，诸如从约20至60°C。如果需要，可邻近诱 铸漉90设置真空箱，W有助于将前体膜IOa保持靠近漉90的表面。另外，气刀或静电别针 (electros化tic pinner)可W有助于使前体膜IOa在其绕着旋转漉移动时压贴在诱铸漉90 的表面上。气刀是本领域己知的设备，其将一股空气在非常高的流速下集中，从而将膜的边 缘别住。
[0073] -旦诱铸之后，膜IOa随后便可W任选地在一个或多个方向上取向，从而进一步提 高膜的均匀性并减小厚度。在按顺序取向的情况下，"软化"的膜通过转速不同的漉来牵拉， 从而使得片材在纵向（机器方向）上被拉伸到期望的拉伸比。如果需要，单轴取向的膜也可 W在横向上取向W形成"双轴取向的"膜。例如，膜可W通过链式夹在其侧向边缘处夹紧，并 输送到拉幅机烘箱中。在拉幅机烘箱中，可W将膜重新加热并通过链式夹在横向上牵拉到 期望的拉伸比，链式夹在其向前行进中分开。
[0074] 再次参见图1，例如，示出了一种用于形成单轴取向膜的方法。如图所示，前体膜 IOa被导向膜取向单元100或纵向取向机（"MD炉），诸如可从Providence,化ode Island的 Marshall and Wiliams ,Co.商购获得的。MDO具有多个拉伸棍(诸如从5至8个），拉伸漉逐渐 地沿着纵向拉伸膜并使膜变薄，纵向是膜在如图1所示的过程中的行进方向。尽管MDO 100 被示为具有八个漉，但是应当理解的是，漉的数量可W更多或更少，运取决于期望的拉伸水 平和各个漉之间的拉伸程度。膜也可W在一个或多个不连续的拉伸操作中进行拉伸。应当 注意的是，MDO设备中的一些漉可W不按逐渐升高的速度运行。如果需要，MDO 100的一些漉 可W用作预热漉。如果存在，前几个漉将膜IOa加热到室溫W上。在MDO中相邻漉逐渐加快的 速度起到将膜IOa拉伸的作用。拉伸漉转动的速度决定了膜被拉伸的量和最终的膜重量。所 得的膜IOb随后可W在收卷漉60上缠绕和储存。虽然运里未示出，但是在不背离本发明的精 神和范围的情况下，可W实施本领域己知的各种另外的可能的处理和/或完工步骤，诸如切 害d、处理、打孔、印制图形或将膜与其他层(例如非织造网材料)层合。
[0075] III.层合物
[0076] 虽然不是必需的，但是在某些情况下可能期望将另外的材料层合到本发明的膜的 纳米复合膜，诸如纤维网（例如非织造网）、其他膜、泡沫、股线等。用于形成非织造网材料的 示例性聚合物可包括例如:聚締控，例如聚乙締、聚丙締、聚下締等;聚四氣乙締;聚醋，例如 聚对苯二甲酸乙二醇醋等;聚乙酸乙締醋；聚氯乙締-乙酸乙締醋；聚乙締醇缩下醒;丙締酸 树脂，例如聚丙締酸醋、聚丙締酸甲醋、聚甲基丙締酸甲醋等;聚酷胺，例如尼龙;聚氯乙締； 聚偏二氯乙締;聚苯乙締;聚乙締醇;聚氨醋;聚乳酸;它们的共聚物等等。如果需要，也可W 采用可生物降解的聚合物，诸如上文所述的那些。也可W使用合成的或天然的纤维素聚合 物，包括但不限于纤维素醋、纤维素酸、硝酸纤维素、醋酸纤维素、醋酸下酸纤维素、乙基纤 维素、再生纤维素，诸如粘胶、人造丝等等。应当注意的是，聚合物还可W包含其他添加剂， 诸如加工助剂或向纤维赋予所需性质的处理组合物、残余量的溶剂、颜料或着色剂等。如果 需要，用于形成层合物的非织造面料本身可具有多层结构。合适的多层材料可包括例如纺 粘/烙喷/纺粘（SMS)层合物和纺粘/烙喷（SM)层合物。合适的SMS层合物的各种例子在授予 Brock等人的美国专利号4，041，203、授予Timmons等人的美国专利号5,213,881、授予 Timmons等人的美国专利号5,464,688、授予Bornslaeger的美国专利号4,374,888、授予 Collier等人的美国专利号5,169,706和授予化OCk等人的美国专利号4,766,029中有所描 述。非织造面料的基重通常可W变化，诸如从约5克/平方米("gsm")至120gsm，在一些实施 例中从约IOgsm至约70gsmW及在一些实施例中从约15gsm至约35gsm。当使用多种非织造网 材料时，运样的材料可具有相同或不同的基重。
[0077] IV.应用
[0078] 本;^勺膜尤其适于用作包装膜，诸如单独的包裹物、包装小袋、捆绑膜(bundle film)或袋子，它们用于多种制品，诸如食品、纸品（例如，薄纸、擦拭物、纸巾等）、吸收制品 等。用于吸收制品的各种合适的小袋、包裹物或袋子构型在授予Sorebo等人的美国专利号 6，716，203和授予Moder等人的美国专利号6，380，445 W及授予Sorebo等人的美国专利申请 公开号2003/0116462中有所公开。
[0079] 通过参照W下实例可W更好地理解本发明。
[0080] 测试方法 [0081 ]机械性质：
[0082] 条带拉伸强度值基本上根据ASTM标准D638-99测定。采用恒速伸张型拉伸测试仪。 拉伸测试系统为MTS Synergy 200拉伸架。拉伸测试仪配备得自MTS Corporation的 TESTW0RKS 4.08B软件W支持测试。测力传感器为100牛顿。最初在测试前将膜样品切成狗 骨形，中屯、宽度为3.0mm。将样品保持在尺寸为25.4毫米X 76毫米的具有正面和背面的夹具 之间。用橡胶处理夹具面，夹具的较长尺寸与牵拉方向垂直。夹具压力气动地保持在40磅每 平方英寸的压力下。拉伸测试使用18.0毫米的标距和40%的断裂灵敏度运行。通过沿着纵 向施加测试负荷测试了五个样品，并通过沿着横向施加测试负荷测试了五个样品。在测试 期间，W大约127毫米每分钟的夹头速度拉伸样品，直到发生断裂。在纵向("MD")和横向（" CD")上测量了模量、峰值应力、峰值伸长率(断裂时的应变百分比）和断裂时单位体积的能 量。
[0083] 噪声级：
[0084] 可在由测试室、控制室和声级表构成的设备中测试膜样品的噪声级。该设备的目 的是在噪声受控的环境中操纵制品，并对样品移动产生的噪声进行准确定量。一般地说，样 品在测试设备内物理变形W产生一定的噪声级。如本文所用，"噪声级"是指当量连续噪声 级(称为"leq"或"lat")，其为根据W下公式确定的时间平均噪声级m地为单位表示）：
[0085]
[00化]P日是参考压力级(通常为20啡a);
[0087] PA是获取的声压；
[008引 t是时间；
[0089] ti是测量开始时间；W及
[0090] t2是测量结束时间。
[0091] 该值还在IEC 61672-1(2013)中进行了描述。
[0092] 测试设备在图7-9中示出。测试设备200包括测试室201和控制室202。测试室201包 括口203、顶壁204、底壁205、两个侧壁206及207 W及后壁208。口和每个壁由0.25英寸 (0.635cm)厚的6061级阳极化侣构造而成。口203和后壁208各自为36英寸(91.4cm)高和24 英寸(61.Ocm)宽。测试室侧壁206及207各自为36英寸(91.4cm)高和18英寸(45.7cm)宽。测 试室顶板和底板各自为24英寸宽(61.Ocm)和18英寸(45.7cm)长。口 203和每个壁204-208的 内表面在其上涂有两英寸厚的聚氨醋减音泡沫209,该泡沫可W商品名SONEX和物料编号 S0C-2得自IUbruck Inc.。如图所示，声级表支撑件216在麦克风孔口217正下方从侧壁206 垂直向外延伸。麦克风孔口 217定位在底壁205的地面上方14.5厘米处，并且还在口 203与后 壁208之间居中。声级表支撑件216由侣构造而成并且用螺栓(未示出）栓到侧壁206。控制室 202包括前壁230、两个侧壁231及232、顶壁233和底壁234。每个壁由0.125英寸(0.3175cm) 厚的6061级阳极化侣构造而成。前壁230为36英寸(91.4cm)高和24英寸(61. Ocm)宽。控制室 侧壁231及232各自为36英寸(91.4cm)高和12英寸(30.5cm)宽。控制室顶壁233和底壁234各 自为24英寸(61.Ocm)宽和12英寸(30.5cm)长。控制室202用螺栓(未示出）沿着缝270(图8) 栓到后壁208的外表面。控制室202的后壁208和前壁230、两个侧壁231和232、顶壁233和底 壁234的外表面各自涂有0.600英寸（1.524cm)厚的可得自Smal 1 hds，Inc.的部件号为 NYC-600肥的隔音材料。测试设备200还包括声级表220(图9)，诸如配有型号为OB-IOO的倍 频程滤波器组的型号为1900的声级表，两者均可得自Quest Technologies，该公司在 Oconomowoc ,Wiscons in具有办事处。声级表由型号为QC-20的校准器和如estSuite主模块 软件支撑，它们各自也可得自如est Technologies。软件安装在个人计算机(未示出）上。在 测试设备的操作期间，声级表220位于声级表支撑件216上。声级表包括从其延伸4.75英寸 (12厘米)的麦克风221。
[0093] 虽然不是必需的，但是该设备还可W包括在测试期间使样品自动变形的特征件。 例如，该设备可包括：下部滑架210,滑架的型号为可得自Velmex, Inc.的六英寸（15.24cm) 高的A1500系列，其从底壁205延伸到测试室201中；W及下部夹具211，其附连到下部滑架 210。金属圈212(图9)可任选地从顶壁204延伸到测试室201中，并且任选的系索213延伸穿 过金属圈212。系索213的一端延伸到测试室201中，并具有附连到其上的上部夹具214。系索 213的另一端通过直径为5/8英寸（16mm)的系索孔口 215延伸到控制室202中。系索可W是由 Johnson Worldwide Associates(JWA)，Inc.制造的部件号为SB80G-300的高级编织80磅测 试 Spiderwire 狼。
[0094] 在使用测试设备200测试试件前，采用W下步骤：
[00M] 1.按照制造商手册中的说明对声级表220进行校准。
[0096] 2.将整个长度的麦克风221插入测试室201 (其应当延伸超过壁和减音材料约2.5 英寸(6.35cm))，相对于侧壁206定位成90度的角。让声级表220位于声级表支撑件216上。
[0097] 3.根据制造商的说明手册启用声级表。运将采集测试室200腔体内的环境噪声。
[0098] 4.将倍频程滤波器设为2,000或4,000Hz，对于通过启用声级表而执行的每个测试 获取读数，直到完成测试。
[0099] 校准测试设备200并确定环境噪声后，接着可使膜样品的五(5)个试件从测试设备 内的麦克风物理变形约15至20厘米。
[0100] 使W下实例中的膜样品如下手动变形：
[0101] 1.摊开优势手，手掌向上；
[0102] 2.将膜样品放入优势手的手掌中；
[0103] 3.通过轻轻握拳来压缩测试试件；
[0104] 4.快速摊开手并释放测试试件；W及
[0105] 5.将该过程再重复四（4)次，相当于五(5)次膜"起皱"。
[0106]无论物理变形的方式如何，测试时间均在I至2秒之间。所有测试均设及启动声级 表，完成相应的产品操纵，然后停止声级表。使室口在测试期间保持打开W容纳测试仪的臂 和手，W及产品操纵方案的运动。设备外的环境噪声是安静的，并且在样品的校准(包括测 量环境噪声级)和测试期间是相同的。
[0…7] 对照1
[010引使用HAAKE Rheowex液2 5 2P单螺杆挤出机和6英寸诱铸膜模头由DoW1 eX? EG 2244G形成了膜层。Dowlex? EG2244G是在190°C具有l.Og/10分钟的烙体流动指数的线性低 密度聚乙締(Dow Chemical)。螺杆具有19.05mm的直径和25的L/D(L是螺杆长度）。将冷却漉 用于在聚合物退出诱铸膜模头时冷却聚合物并使聚合物变平。对于25.4微米的目标厚度， 螺杆速度维持在60rpm。从第一加热区到模头适配器的四个溫度受控的区分别设为180°C、 180°C、18(rC和180°C。挤出机上的扭矩为24N-m，并且模头处的压力为52化si。
[0…9] 对照2
[0110] 除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如对照1中所述形成了膜 层。
[0111] 对照 3
[0112] 使用HAAKE艮heomex货25化单螺杆挤出机和6英寸诱铸膜模头由DPDA-3320N7形 成了膜层。0?04-3320 ^是在190°(：具有2.0旨/10分钟的烙体流动指数的高密度聚乙締化〇讯 化emical)。螺杆具有19.05111111的直径和25的170化是螺杆长度）。将冷却漉用于在聚合物退 出诱铸膜模头时冷却聚合物并使聚合物变平。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在 40巧m。从第一加热区到模头适配器的四个溫度受控的区分别设为170°C、18(rC、185°C和 190°C。挤出机上的扭矩为20N-m，并且模头处的压力为49化Si。
[01。] 对照4
[0114] 使用HAAKEWi撕m紋愈25化单螺杆挤出机和6英寸诱铸膜模头由对照1中所述的 80%0〇*16严￡0 22446和20%0?04-332(^7形成了膜层。螺杆具有19.05111111的直径和25的17 D化是螺杆长度）。将冷却漉用于在聚合物退出诱铸膜模头时冷却聚合物并使聚合物变平。 对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在40rpm。从第一加热区到模头适配器的四个溫度 受控的区分别设为170°C、18(rC、185°C和190°C。挤出机上的扭矩为15N-m，并且模头处的压 力为638psi。
[011引实例1
[0116]由90wt. %的第一母料和IOwt. %的第二母料形成了膜层。第一母料通过将 80wt. %Dowlex? 2244GaLDPE)和20wt. %DPDA-3320N7化D阳）干混而形成，并且第二母料 通过将SOwt. % 化noMax? LDPE(Nanc)Cor，Inc.)和20wt. %NanoMax? 皿阳（化nocor，Inc.) 干混而形成。NanMax? LDPE包含50wt. %化nomer?纳米粘±(季锭表面改性的蒙脱石）、 30wt. %LD阳和20%与马来酸酢接枝的LD阳。化noMax?皿阳包含50wt. %Nanomer?纳米粘 ±和30**. %皿阳及与马来酸酢接枝的皿阳。将材料通过两个K-Tron重力喂料器输送，并使 用Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机烙融共混在一起。挤出机具有14个 加工机筒，其中13个机筒被加热。=个机筒为敞开的机筒。螺杆的外径为30mm，并且螺杆内 径为21.3mm。螺杆长度为1328mm并且总加工段长度为1338mm。各区的加工溫度分别为171 °(：、181°(：、188°(：、190°(：、191°(：、195°(：和200°(：。烙融溫度为约224°(：，并且压力为约260- 290psi。双螺杆挤出机中的配混速度设为25化pm。
[0117] -旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜层。对 于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在35rpm。从第一加热区到模头适配器的四个溫度受 控的区分别设为190°C、200°C、200°C和200°C。挤出机上的扭矩为12N-m，并且模头处的压力 为 4(^psi。
[011引 实例2
[0119] 由90wt. %的第一母料和IOwt. %的第二母料形成了膜层。第一母料通过将 60wt. %Dowlex? 2244GaLDPE)和40wt. %DPDA-3320N7化D阳）干混而形成，并且第二母料 通过将60wt. %化noMax? LDPE和40wt. %化noMax?HDPE干混而形成。将材料通过两个K- 化on重力喂料器输送，并使用如实例1中所述的Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双 螺杆挤出机烙融共混在一起。各区的加工溫度分别为166°C、183°C、19TC、190°C、19TC、 195 °C和20rC。烙融溫度为约227 °C，并且压力为约220-34化Si。双螺杆挤出机中的配混速 度设为25化pm。一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜 层。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在33rpm。从第一加热区到模头适配器的四个 溫度受控的区分别设为190°C、200°C、200°C和200°C。挤出机上的扭矩为14N-m，并且模头处 的压力为40化si。
[0120] 实例3
[01別]由90wt. %的第一母料和IOwt. %的第二母料形成了膜层。第一母料通过将 40wt. %Dowlex? 2244GaLDPE)和60wt. %DPDA-3320N7化D阳）干混而形成，并且第二母料 通过将40wt. %化noMax? LD阳和60wt. %化noMax?皿阳干混而形成。将材料通过两个K- 化on重力喂料器输送，并使用如实例1中所述的Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双 螺杆挤出机烙融共混在一起。各区的加工溫度分别为169°C、177°C、19TC、19TC、190°C、 195°C和200°C。烙融溫度为约225°C，并且压力为约280-32化si。双螺杆挤出机中的配混速 度设为25化pm。一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜 层。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在35rpm。从第一加热区到模头适配器的四个 溫度受控的区分别设为19(rC、20(rC、20(rC和20(rC。挤出机上的扭矩为16N-m，并且模头处 的压力为435psi。
[01。] 实例4
[0123] 由90wt. %的第一母料和IOwt. %的第二母料形成了膜层。第一母料通过将 20wt. %Dowlex? 2244GaLDPE)和80wt. %DPDA-3320N7化D阳）干混而形成，并且第二母料 通过将20wt. %化noMax? LDPE和80wt. %NanoMax?HDPE干混而形成。将材料通过两个K- 化on重力喂料器输送，并使用如实例1中所述的Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双 螺杆挤出机烙融共混在一起。各区的加工溫度分别为170°C、180°C、190°C、19TC、190°C、 195°C和200°C。烙融溫度为约226°C，并且压力为约280-32化si。双螺杆挤出机中的配混速 度设为25化pm。一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜 层。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在35rpm。从第一加热区到模头适配器的四个 溫度受控的区分别设为19(rC、20(rC、20(rC和20(rC。挤出机上的扭矩为16N-m，并且模头处 的压力为420psi。
[0124] 然后将实例1-4的膜层在23±2°C和50±5%畑下调节，并接受如上所述的机械测 试。结果在下表1中示出。
[0125] 表1:机械性质
[0126]
[0127]如所指出的那样，机械性质(例如，模量)通常因纳米粘±的渗入而得到改善。
[012引实例5
[0129] 由包含各种百分比的化DPE(Dowlex? EG 2244G)和纳米粘±母料（可得自 化nocor，Inc .的化nocor?)的共混物形成了膜层，如下表2中所反映。纳米粘上母料包含 50讯1%胞11〇1]1日''^纳米粘±(季锭表面改性的蒙脱石)和3〇巧1:.%低密度聚乙締及20%马来酸 酢接枝的聚乙締。使用Werner&Pf Ieiderer (W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机形成共混物。 挤出机具有14个加工机筒，其中13个机筒被加热。=个机筒为敞开的机筒。螺杆的外径为 30mm，并且螺杆内径为21.3mm。螺杆长度为1328mm并且总加工段长度为1338mm。各区的加工 溫度分别为 170 °C、180 °C、190 °C、190 °C、190 °C、190 °C 和 180 °C。烙融溫度为约202 °C，并且压 力为约60-8化S i。双螺杆挤出机中的配混速度设为25化pm。
[0130] -旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成目标厚度 为28微米的膜层。然后将所得样品在23±2°C和50±5%RH下调节过夜，并接受如上所述的 机械测试。结果在下表2中示出。
[0131] 表2:实例5的膜的机械性质
[0132]
[0133] 如所指出的那样，机械性质（例如，峰值伸长率)通常因纳米粘±的渗入而得W改 善。在纵向（MD)上，量更大的纳米粘±因纳米粘±的刚性性质导致了略微更低的断裂应变 和更高的弹性模量，但在MC和CD上的伸长率仍高于不含纳米粘±的对照膜，尽管峰值应力 大致相同。
[0134] 还使用X射线衍射和透射电子显微镜分析了实例5的膜（lOwt. %纳米粘±母料）。 结果在图2-3中示出。如图2中所描绘，仅在约7°的角度观察到了小的峰，运表明只有一小部 分纳米粘±保持未片状脱落或未分散。运通过图3中所示的透射电子显微镜进一步证实。 良P，图3(a)显示了纳米粘±在膜中良好分散，而图3(b)显示了纳米粘±片状脱落成单个薄 片（图3(b))并按方向分散。在膜中还见到了微量的纳米粘±簇，如由圆圈所表示。
[0135] 还对对照1和包含4wt. %、IOwt. %及16wt. %纳米粘±母料的样品进行了动态流 变学测试。结果在图4-6中示出。在末端(低频）区，单纯的LLDPE烙体展现出了典型的液体状 行为-对数储能模量(护）对比对数频率（丫）显示出顺滑的线性关系（图4中的下部曲线）。包 含纳米粘±母料的其余的膜不仅表现出比单纯的化D阳高得多的和复数粘度(邮)值，还 展现出明显不同的末端行为。不管频率如何，随着共混物中纳米粘±含量的增加而单调 增加（图4)。共混物的粘弹性响应主要在低频下改变，其中护表现出弱频率依赖性(图4)。在 包含IOwt. %纳米粘±母料(标记为巧0/10")和16wt. %母料(标记为"84/16")的膜中log (G^ )对比log(丫）的小斜率表明该烙体明显的伪固体样行为。运一结果表明在体系中形成 了非等轴填料(anisome化ic filler)(-种特征性固体)的互连网络结构或凝胶样结构。从 图4中可W看出，至于单纯聚合物的log(G/ )对log(丫）的斜率降低在10%纳米粘±母料 (巧0/10")下变得显著，从而表明针对渗滤阔值的纳米粘±临界含量。
[0136] 在另一方面，在末端区中，IogU*)对log(丫）的图线从单纯LLDPE的牛顿(主)稳定 平台（图5中的下部曲线)变成共混物的清楚的剪切致稀行为，从而提供由于纳米粘±的固 体网络结构而导致弹性行为的更多证据。还在图6中注意到了形成渗流线（percolated thread)的伪固体样网络的进一步证据，在图6中对共混物膜的储能模量(G^ )和损耗模量 (G")对比丫进行了比较。具有低纳米粘±含量(例如，4wt. %纳米粘±,"96/4")的纳米膜在 整个频率范围内显示出比G"低。然而，随着网络结构的建立，在末端区中，因伪固体样 行为而超过G"。在更高的频率下，注意到了护和G"的交叉，运可能是由于在高剪切速率下网 络结构受到破坏。预计的是，对于纳米粘±含量等于或高于10%的所有那些纳米膜都观察 到和G"的交叉。值得一提的是，随着共混物中的粘±更多，交叉点偏向更高的频率，如通 过图6中的蓝色箭头可W看出。
[0。7] 实例6
[0138] 除了目标厚度为12.7微米外，如实例5中所述形成了膜层。结果在下表3中示出。
[0139] 表3:实例6的膜的机械性质
[0140]
[0'
[0142]如所指出的那样，机械性质（例如，峰值伸长率)通常因纳米粘±的渗入而得W改 善。在纵向（MD)上，量更大的纳米粘±因纳米粘±的刚性性质导致了略微更低的断裂应变 和更高的弹性模量，尽管峰值应力大致相同。
[01创 实例7
[0144] 由包含96wt.%Dowlex? EG 2244G和4wt.%化nocor?母料的共混物形成了膜层。 除了螺杆速度为150巧m外，使用如实例5中所述的Werner&Pfieiderer(W&P)ZSK-30共旋转 双螺杆挤出机形成该共混物。使用如对照1和2中所述的HAAKE单螺杆挤出机将共混物形成 目标厚度为27.94微米和12.7微米的膜。然后将所得样品在23 ± 2 °C和50 ± 5 % RH下调节过 夜，并接受如上所述的机械测试。结果在下表4中示出。
[0145] 表4:实例7的膜的机械性质
[0146]
[0147] 实例8
[0148] 由包含93wt. %Dowlex? EG 2244G、5wt. %化nomer? 1.44P(季锭表面改性的蒙 脱石）和. % F.U.紛b泌d⑩MB-528D的共混物形成了膜层，F胎abond也MB-528D是可W得 自D证ont的聚乙締和马来酸酢接枝共聚物。该膜层在HAAKE单螺杆挤出机上形成。螺杆具有 19.05mm的直径和25的L/D(L是螺杆长度）。将冷却漉用于在聚合物退出诱铸膜模头时冷却 聚合物并使聚合物变平。螺杆速度维持在20rpm。从第一加热区到模头适配器的四个溫度受 控的区分别设为180°C、180°C、180°C和190°C。模头压力为19己并且扭矩为7N-m。
[0149] 实例9-15
[0150] 由实例8的膜和一个或多个另外的膜层形成了各种膜。该另外的膜层用如下所示 的材料和条件在HAAKE单螺杆挤出机上形成：
[0151]
[0152] M3661 是可得自Total 化化ochemicals USA化ouston，TX)的聚丙締。DPDA-3220N 7是190°C下的烙体流动速率为2.Og/10分钟的高密度聚乙締，并且可W得自Dow化emical Company(Midland，MI)〇Escorene? 叫tra LD 706.15是可得自虹义〇碰〇13；[1化01131:0]1，1乂）的 乙締-醋酸乙締醋（巧VA" )。Vistamaxx?3980是可得自ExxonMobiKHouston,TX)的基于丙締 的弹性体。
[0153] 使用15吨Carver液压机形成膜。压机具有两个设为205°F的台板。停留时间为在 13，000磅的力下2分钟。膜具有W下构造：
LUiJUJ - ±=Lyi夕口乂；口 ,'I艾叫可乃矢1工,JJ厂/。17/〇/1'口^\心/业化|、肿」H O W可H乙; 口 H可乃矢/yv W可H下 移开并接受如上所述的机械测试。结果在下表5中示出。
[0156]表5:实例9-15的膜的机械性质
[0157]
[015引 实例16
[0159] 由包含90wt. %Dowlex? EG 2244G和IOwt. %纳米粘±母料的共混物形成了膜层。 纳米粘上母料包含50wt. %Clayton? HY、30wt. %Dowlex EG2244G和20wt. %Fusab〇lld黎 MB-528D的共混物。(：1曰八〇11?肌是用季锭溶液处理的有机粘上粉末，并且可W得自BYK Additives，Inc. (Gonzales TX)。纳米粘上母料在L/D比为40:1 的!"Iiermo Prism USALablB 共旋转双螺杆微挤出机(Thermo Electron Coloration; Stone ,England)上形成。将LLD阳 和Fusabond;弦组分进料通过粒料进料器，而Clayton? HY有机粘±粉末用粉末进料器进 料。沿着10区挤出机的加工溫度分别为170°C、180°C、185°C、180°C、185°C、185°C、185°C、 185°C、185°C和180°C。烙体压力为约30psi且配混速度为l(K)rpm。之后将化D阳和纳米粘± 母料在如实例5中所述的ZSK-30双螺杆挤出机上配混。之后使用如对照1中所述的HAAKE单 螺杆挤出机从所得的共混物制备膜层。
[0160] 实例17
[0161 ] 除了所用的纳米粘±为〔1〇13；[16? 15A而不是Clayton? HY外，如实例16中所述 形成了膜层。
[016。实例18
[0163] 除了所用的纳米粘±为〔1〇13；[16? 30B而不是Clayton? HY外，如实例16中所述 形成了膜层。
[0164] 实例19
[01化]除了所用的纳米粘±为〔1〇13；[16? 93A而不是Clayton? HY外，如实例16中所述 形成了膜层。
[0166] 实例 20
[0167] 除了所用的纳米粘±为〔1〇13；[16? Na+而不是Clayton? HY外，如实例16中所述形 成了膜层。
[0168] 将运些膜在75°F/50%相对湿度下调节。调节24小时后，将膜从调节中移开并接受 如上所述的机械测试。结果在下表6中示出。
[0169] 表6:实例16-20的膜的机械性质
[0170]
[O'm」 头例2：i
[0172]除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例16中所述形成了膜 层。
[017；3]实例22
[0174]除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例17中所述形成了膜 层。
[01巧]实例23
[0176] 除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例18中所述形成了膜 层。
[0177] 实例 24
[017引除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例19中所述形成了膜 层。
[0179] 实例25
[0180] 除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例20中所述形成了膜 层。
[0181] 将运些膜在75°F/50%相对湿度下调节。调节24小时后，将膜从调节中移开并接受 如上所述的机械测试。结果在下表7中示出。
[0182] 表7:实例21-25的膜的机械性质
[0183]
[0184] 对照 5
[01化]对如anxing Plastics, Inc.生产的商业膜进行了测试。该膜具有18克每平方米的 基重并由包含35至45wt. %高密度聚乙締(皿阳5070)、20至30wt. %低密度聚乙締化DPE 101004〇、25至35*1.%线性低密度聚乙締化0)?67050)和5至10*1.%二氧化铁母料 (1605H)的共混物诱铸挤出。在膜的表面上形成了深度为1至5微米的微压印图案。
[0186] 实例 26
[0187] 由包含93.5wt. %聚乙締母料、4.5wt. %Cla}rton? 肌和2wt. % Fusabond巧E- 528的共混物形成了膜，化sabond磨;E-528是可W得自DuPont的聚乙締和马来酸酢接枝共 聚物。聚乙締母料包含35至45wt.%高密度聚乙締化DPE5070)、20至30wt. %低密度聚乙締 化DPE LD100AC)、25至35wt. %线性低密度聚乙締化LDPE 7050)和5至IOwt. %二氧化铁母 料（ 1605H)。Clay ton? HY是用季锭溶液处理的有机粘±粉末，并且可W得自BYK Additives，Inc. (Gonzales TX)。该共混物用可得自Eli紀k?的共旋转双螺杆挤出机形成。 挤出机具有14个加工机筒，其中13个机筒被加热。=个机筒为敞开的机筒。螺杆的外径为 53mm。沿着挤出机的加工溫度设为175°C，并且双螺杆挤出机中的配混速度设为70化pm。所 得的股线在水浴中冷却，总长度为15英尺。然后将冷却的股线制成粒料，并收集用于接下来 的膜加工。
[0188] 之后使用单螺杆挤出机从所得的共混物制备膜。挤出机具有8个加工机筒，其中7 个机筒被加热，溫度范围为175-210°C。螺杆速度根据所需的膜厚在66.5与68.6rpm之间调 节。相应的线速度在85与90米每分钟之间调节。所得的膜具有13.5克每平方米的基重。在膜 的表面上形成了深度为1至5微米的微压印图案。
[0189] 实例 27
[0190] 除了在表面上形成深度为26至15微米的深压印图案外，如实例5中所述形成膜。
[0191] 然后如本文所述测试了对照5、实例26和实例27的膜的噪声级。所测试的膜为矩形 并具有13.5厘米X 28.0厘米的大小。结果显示在下表8中。
[0192] 表8:膜在4 ,OOOHz下的噪声级
[0194]~~如上所指出的那样，实例26和27的膜显示出与对照样品相比噪声级的大大降低。 [01巧]实例28
[0196] 由包含84.5wt. %Dowlex? EG 2047G、4.5wt. %Clayton? HY、2.0wt. % FllS沈说id⑥E-528和9.Owt. % Ampacet⑥110313(色素添加剂，Ampacet Coloration)的 共混物形成了吹塑膜。该共混物用共旋转双螺杆挤出机形成。挤出机具有14个加工机筒，其 中13个受热的机筒具有210mm的长度。螺杆的外径为53mm。沿着挤出机的加工溫度设为180 °C，并且双螺杆挤出机中的配混速度设为750rpm。聚丙締通过一个粒料进料器进料， Fissabcmd較与Ampaeet巧添加剂通过另一粒料进料器进料，而纳米粘±通过粉末喉口进 料器进料。膜在具有单层吹塑膜模头的单螺杆挤出机上形成。线速度为175磅每小时，而膜 的厚度控制在1.5密耳。烙体溫度控制在175-185 °C的范围内。
[0197] 膜的透氧率经测得为277cmVin2*24h。还形成了仅含95wt. %Dowlex?2047G与 5wt. % AfilI拥從炼)的对照样品。对照膜样品的透氧率经测得为392cm^in2*24h。
[0198] 虽然本发明已经就其具体实施例进行了详细描述，但是将领会的是，本领域技术 人员在获得前述内容的理解后可W容易地设想出运些实施例的替代形式、变型形式和等同 方案。因此，本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同方案的范围。
【主权项】
1. 一种厚度为约50微米或更小的包装膜，所述膜包括邻近外层定位的芯层，其中所述 芯层、所述外层或两者由聚合物组合物形成，所述聚合物组合物包含从约70wt. %至约 99wt. %的乙稀聚合物、从约0.1 wt. %至约20wt. %的具有有机表面处理的纳米粘土和从 0.05wt. %至约15wt. %包含烯烃组分与极性组分的聚烯烃增容剂。2. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述乙烯聚合物包括乙烯和α-烯烃的共聚物。3. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述乙烯聚合物包括线性低密度聚乙烯、低密度 聚乙烯、高密度聚乙烯或它们的混合物。4. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述纳米粘土包括层状硅酸盐。5. 根据权利要求7所述的包装膜，其中所述层状硅酸盐包括蒙脱石或其盐。6. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述纳米粘土包括平均厚度为从约0.2至约100 纳米的薄片。7. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述有机表面处理包括季鑰。8. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述增容剂的所述极性组分包括马来酸酐。9. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述膜表现出在纵向上约15%/μπι或更大的归一 化峰值伸长率。10. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述膜表现出在横向上约40%/μπι或更大的归 一化峰值伸长率。11. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述膜表现出在纵向和/或横向上从约0.5至约 20MPaA?ii的归一化极限拉伸强度。12. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述膜表现出在纵向和/或横向上从约5至约 50MPaA?ii的归一化杨氏模量。13. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述外层包含所述聚合物组合物。14. 根据权利要求13所述的包装膜，其中所述乙烯聚合物包括线性低密度聚乙烯、低密 度聚乙烯、乙烯共聚物或它们的组合。15. 根据权利要求13所述的包装膜，其中所述纳米粘土占所述聚合物组合物的从约 0 · Iwt · % 至约 15wt · %。16. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述芯层包含所述聚合物组合物。17. 根据权利要求16所述的膜，其中所述乙烯聚合物包括高密度聚乙烯。18. 根据权利要求16所述的包装膜，其中所述纳米粘土占所述聚合物组合物的从约 0 · 5wt · % 至约20wt · %。19. 根据权利要求16所述的包装膜，其中所述聚合物组合物包括低密度聚乙烯、线性低 密度聚乙烯和高密度聚乙烯的共混物。20. 根据权利要求16所述的包装膜，其中高密度聚乙烯占所述聚合物组合物的从约 IOwt · % 至约85wt · %。21. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述膜为吹塑膜。22. 根据权利要求1所述的包装膜，其中所述膜为浇铸膜。23. 根据权利要求1所述的膜，其中所述膜表现出如在4,000Hz的频率下测定的约2.5或 更低的归一化噪声级，其中所述归一化噪声级通过将所述膜的噪声级除以周围环境的噪声 级而确定。24.根据权利要求1所述的膜，其中所述膜表现出约350cm3/in2*24h或更低的透氧率。
【文档编号】C08J5/18GK105934466SQ201580005251
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】J·H·王, F·陈, G·J·怀德曼, M·J·福尔克斯, M·M·姆莱茨瓦
【申请人】金伯利-克拉克环球有限公司