用于制造柔性包装膜的组合物及方法
【专利说明】用于制造柔性包装膜的组合物及方法
[oow] 发明【背景技术】领域
[0002] 本发明设及一种可W在产品中使用的定向的（oriented)柔性膜材料W及制造定 向的柔性膜的方法。 阳00引相关技术的描述
[0004] 多层膜结构常用于需要具有良好的阻隔性、密封性和图形能力特性的柔性包装 中。为了保护包装内的产品免受光、氧气或水分的侵害，在一层或多层中的阻隔性能是重要 的。存在运样的需求，例如对于食品的保护，如果没有足够的阻隔性能来阻挡例如光、氧气 或水分等运样的物质进入包装内，食品可能遭受风味损失、老化或变质的风险。为了使柔性 包装形成密闭或气密密封，密封性能是重要的。如果没有气密密封，任何由膜提供的阻隔性 能都不能有效地抵抗氧气、水分、或香味在包装内的产品与外界之间的传递。图形能力是需 要的，因为图形能力能使消费者快速地识别出他或她正寻求购买的产品，并使食品制造商 能标出所包装的食物的营养成分，并能够使价格信息（例如条码）被置于产品上。
[0005] 现有技术中的一种制备聚合物膜的方法是吹塑膜挤出工艺。通过将烙融的聚合物 树脂从一环形模具挤出形成吹塑膜。气体被吹到聚合物膜环上，W使其伸展，并产生具有扩 展直径的气泡。然后气泡被漉（可选地被狭缝）压平成一个双层片材，并卷绕到存储漉上。
[0006] 使用吹塑膜在后续的印刷和包装操作中有几个缺点。吹塑膜在压制和卷绕过程中 具有例如皱纹和折叠等的缺陷，运使得其在印刷及包装中的利用是不经济的。图形印刷工 艺需要光滑、均匀的表面，W产生有吸引力的和有功能性的膜。而且，相比由其它工艺生产 的膜，吹塑膜通常很厚。因此，吹塑膜的产率（其可W用每磅聚合物平方英寸来表示）是非 常低的。此外，吹塑膜与其他的膜相比，具有低的拉伸强度。
【发明内容】
[0007] 在本发明的一个实施例中，一种制造柔性包装膜的方法包括W下步骤：提供吹塑 膜，所述吹塑膜包含高密度聚乙締树脂和按重量计至少50%的无机填料，并具有初始厚度； 将所述吹塑膜沿机器方向进行定向，W产生具有最终厚度的定向膜，所述最终厚度小于所 述初始厚度至少35%。在另一个实施例中，定向步骤生产具有10%或更小的厚度变化系 数的定向膜。在另一个实施方案中，无机填料包括滑石，粘±，二氧化娃，娃藻±，高岭±，云 母，石膏，硝酸钟，氯化钢，金属氯化物，白云石，膨润±，蒙脱石，金属硫酸盐，硝酸锭，钢硝 酸盐，二氧化铁和碳酸巧中的至少一种。 阳00引在一个实施例中，定向步骤包括在1. 1 :1和3. 0 :1之间的拉伸比。在另一个实施 例中，该方法还包括用一个或多个表层层压所述定向膜的步骤，所W表层可W包括EAA(乙 締丙締酸），EV0H(乙締-乙締醇），尼龙，皿PE(高密度聚乙締），LDPE(低密度聚乙締）， LLD阳（线型低密度聚乙締），PGA(聚乙醇酸），或PBS(聚丙締酸苯乙締）中的至少一种。
[0009]在本发明的一个实施例中，柔性包装膜包括吹塑膜，所述吹塑膜包含高密度聚乙 締树脂和按重量计至少50%的无机填料，其中，所述吹塑膜已沿机器方向被定向而达到最 终厚度，所述最终厚度小于初始厚度的至少35%。在另一个实施例中，所述吹塑膜具有 10%或更小的厚度变化系数。
[0010] 无机填料可W包括滑石，粘上，二氧化娃，娃藻上，高岭上，云母，石膏，硝酸钟，氯 化钢，金属氯化物，白云石，膨润±，蒙脱石，金属硫酸盐，硝酸锭，硝酸钢，铁氧化铁，碳酸巧 中的至少一种。
[0011] 在另一个实施例中，所述膜还包含在所述吹塑膜上的至少一个表层，所述表层可 W包括EAA(乙締丙締酸），EV0H(乙締-乙締醇），尼龙，皿阳（高密度聚乙締），LD阳（低 密度聚乙締），LLD阳（线型低密度聚乙締），PGA(聚乙醇酸），或PBS(聚丙締酸苯乙締）中 的至少一种。
[0012] 附图的简要描述
[0013] 对本发明的相信为新颖的特征在所附的权利要求中进行了阐述。但是，在结合附 图进行阅读时，通过参考对示例性实施例的W下详细描述，将能够获得对本发明本身和所 使用的优选模式，W及本发明的目的和优点的最好的理解，其中：
[0014] 图1描述了用于制造吹塑膜的系统的一个实施例；
[0015] 图2示出用于将吹塑膜沿机器方向进行定向的系统的一个实施例。
[0016] 详细描述
[0017] 在一个实施例中，本发明针对的是用于在多层柔性膜包装中使用的定向的吹塑 膜。图1描述了用于生产本发明中的吹塑膜的系统（有时被称为高茎吹塑膜生产线）的一 个实施例。聚合物树脂、添加剂和其它成分在料斗102中进行混合，并被供给到挤出机104， 在该挤出机内，各成分被烙融和混合，并且随着气体被吹送离开模具106到达聚合物膜管 108,各成分被从环形模具106 (或环模）挤出。气体有助于拉伸和扩大聚合物管108的直 径。聚合物管108在漉110之间被压平，W产生一个双层片材112。然后该双层片材112被 卷绕到存储漉上，或者被进行分切操作114。片材112可W在一侧切开，并展开成一个有双 层片大约两倍宽的单层片。可替代地（如图1所示），片材112可在两侧被切开，被分离成 两个单层片116,每个单层片的宽度约等于该双层片的宽度，并被卷绕到存储漉118和120 上。
[0018] 生产吹塑膜的主要成本之一是被投入到挤出机中的原料的成本。例如，在意图用 于低成本的产品的包装膜中使用高密度聚乙締化DP巧树脂会过于昂贵。本申请人提出通 过将大量的无机填料加入初始的成分混合物中来降低原料的成本。该无机填料替代了产生 吹塑膜所需的很大一部分聚合物树脂。
[0019] 无机填料的非限制性的实例包括，但不限于：滑石，粘±，二氧化娃，娃藻±，高岭 ±，云母，石膏，硝酸钟，氯化钢，金属氯化物，白云石，膨润±，蒙脱石，金属硫酸盐，硝酸锭， 硝酸钢，二氧化铁和碳酸巧。
[0020] 申请人已发现，当在皿PE聚合物树脂混合物中包含按重量计50%W上的无机填 料时，所得到的吹塑薄膜会包括一些特性，运些特性使其作为产品的包装膜的一部分在商 业环境中的使用存在问题。首先，在高装填水平，拉伸模量被大幅降低，使薄膜起皱并在印 刷过程中折叠。如果在该膜上施加额外张力W解决此问题，则该膜会显示出显著"缩幅"，运 降低了总产率。另外，运种吹塑膜的表面与不含大量填料的膜的表面相比，其相对粗糖。光 滑的印刷表面对于产品包装的印刷一致性和生动的图形能力是理想的。 阳021] 运些问题可通过将高装填的（hi曲lyloaded)皿阳吹塑膜沿机器方向进行定向的 方法来克服。其中一个实施例在图2中示出。膜首先在夹持漉202和第一加热漉204和第 二加热漉206之间通过。然后将膜在慢拉伸漉208和快拉伸漉210之间进行拉伸。退火漉 212和214,W及冷却漉216和218完成定向过程。
[0022] 虽然图2中所示出的过程描绘了所使用的多个漉，在其最广泛的方面，机器方向 定向可W通过使用两个或多个独立的被驱动漉来实现，其中膜在相邻的漉之间被拉伸。优 选地，运些漉中的一个或多个漉被加热到溫度刚好低于正被定向的聚合物膜的烙点的溫 度。拉伸比