CN102597094A - 聚乙烯系树脂膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚乙烯系树脂膜,其中所述膜由包含下列组分(A)、组分(B)和组分(C)的树脂组合物形成,且当所述树脂组合物中所含的组分(A)、组分(B)和组分(C)的总量为100重量%时,组分(A)的含量为5至17重量%,组分(B)的含量为75至90重量%,且组分(C)的含量为3至15重量%:组分(A):脂族聚酯,组分(B):具有45至100kJ/mol的流动活化能(Ea)的乙烯-α-烯烃共聚物,组分(C):组分(A)和组分(B)的相容剂。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯系树脂膜。
背景技术
传统上,作为用作包装材料的膜,由树脂,如以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯和尼龙形成的膜是已知的。但是,由这些树脂形成的膜具有通过焚化产生高燃烧热和因这种燃烧热加速焚化炉劣化的问题。
另一方面,由于聚乳酸和聚-3-羟基丁酸酯是植物来源的树脂并在自然环境中生物降解,使用这些树脂作为原材料的膜预计有利于废物处置。
因此,已经尝试与聚乳酸组合使用传统聚烯烃等。在日本专利公开No. 2005-232228中,公开了由1至99重量%聚-3-羟基丁酸酯系聚合物和/或聚乳酸和99至1重量%聚乙烯系树脂形成的树脂组合物。
但是,当使用如日本专利公开No. 2005-232228中所述的树脂组合物制造聚乙烯系树脂膜时,不能说所得膜具有冲击强度、热封强度和减光性质的充足平衡。
发明内容
考虑到上述问题,本发明的一个目的是提供热封强度优异并具有冲击强度和减光性质的良好平衡的聚乙烯系树脂膜。
本发明提供聚乙烯系树脂膜,其中所述膜由包含下列组分(A)、组分(B)和组分(C)的树脂组合物形成,当所述树脂组合物中所含的组分(A)、组分(B)和组分(C)的总量为100重量%时,组分(A)的含量为5至17重量%,组分(B)的含量为75至90重量%,且组分(C)的含量为3至15重量%:
组分(A):脂族聚酯,
组分(B):具有45至100 kJ/mol的流动活化能(Ea)的乙烯-α-烯烃共聚物,
组分(C):组分(A)和组分(B)的相容剂。
本发明是由含有下列组分(A)、组分(B)和组分(C)的树脂组合物形成的聚乙烯系树脂膜:
组分(A):脂族聚酯,
组分(B):具有45至100 kJ/mol的流动活化能(Ea)的乙烯-α-烯烃共聚物,
组分(C):组分(A)和组分(B)的相容剂。
下面进行详细描述。“聚乙烯系树脂膜”在本文中可简称为“膜”。
[树脂组合物]
<组分(A):脂族聚酯>
本发明中的脂族聚酯包括通过使羟基羧酸聚合而得的聚酯和通过使二醇和二羧酸共聚而得的聚酯。它们可单独使用或其中两种或更多种组合使用。
通过使羟基羧酸聚合而得的聚酯包括包含下列通式(1)中所示的衍生自3-羟基链烷酸酯的重复单元的聚合物
(1)
其中R1是氢原子或具有1至15个碳原子的烷基,R2是单键或具有1至4个碳原子的亚烷基。
包含式(1)中所示的重复单元的聚合物可以是均聚物并且可以是含有两种或更多种重复单元的多元共聚物。该多元共聚物可以是无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等的任一种。
该均聚物包括聚乳酸、聚己内酯、聚-3-羟基丁酸酯、聚(4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丙酸酯)等。该多元共聚物包括3-羟基丁酸酯-3-羟基丙酸酯共聚物、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物、3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯共聚物、3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯共聚物、3-羟基丁酸酯-3-羟基辛酸酯共聚物、3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯-3-羟基己酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物、3-羟基丁酸酯-乳酸共聚物等。其中,优选使用聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯或其混合物。
通过使二醇和二羧酸共聚而得的脂族聚酯包括聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物、丁二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、丁二酸乙二醇酯-对苯二甲酸乙二醇酯共聚物等。
作为脂族聚酯,优选使用聚乳酸。在本文中,本发明中的聚乳酸包括由衍生自L-乳酸和/或D-乳酸的重复单元构成的聚合物、包含衍生自L-乳酸和/或D-乳酸的重复单元和衍生自非L-乳酸和D-乳酸的单体的重复单元的共聚物,以及该聚合物和共聚物的混合物。在本文中,非L-乳酸和D-乳酸的单体包括羟基羧酸,如羟基乙酸、脂族多元醇,如丁二醇和脂族多元酸,如丁二酸。
从提高所得膜的耐热性的角度看,衍生自L-乳酸或D-乳酸的重复单元在聚乳酸中的含量优选为80摩尔%或更大,更优选90摩尔%或更大,再更优选95摩尔%或更大。从流动性的角度看,聚乳酸的MFR优选为1 g/10 min或更大,更优选2 g/10 min或更大,更优选3 g/10 min或更大,再更优选5 g/10 min或更大,最优选10 g/10 min或更大。此外,从膜强度的角度看,MFR为20 g/10 min或更小,更优选18 g/10 min或更小,再更优选15 g/10 min或更小。在本文中,根据JIS K7210-1995中规定的A-方法在21.18 N的载荷和190℃的温度的条件下测量MFR。
<组分(B):乙烯-α-烯烃共聚物>
本发明中的乙烯-α-烯烃共聚物是具有50重量%或更大的衍生自乙烯的重复单元含量的乙烯-α-烯烃共聚物。
乙烯-α-烯烃共聚物包括乙烯和一种或多种具有3至12个碳原子的α-烯烃的共聚物。所述具有3至12个碳原子的α-烯烃的实例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基戊烯-1、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等。其中,优选使用丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯,更优选使用1-丁烯和1-己烯。
乙烯-α-烯烃共聚物的实例包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-4-甲基戊烯-1共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯共聚物等。其中,优选使用乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物,更优选使用乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物。
乙烯-α-烯烃共聚物优选具有905至950 kg/m3的密度。从膜刚性的角度看,密度优选为910 kg/m3或更大,更优选912 kg/m3或更大. 此外,从膜冲击强度的角度看,密度优选为940 kg/m3或更小,更优选930 kg/m3或更小。此外,根据JIS K7112 (1999)测量组分(A)的密度。
乙烯-α-烯烃共聚物优选具有0.1至10 g/10 min的熔体流动速率(MFR)。从膜可模塑性的角度看,MFR更优选为0.3 g/10 min或更大,进一步优选为0.5 g/10 min或更大。从所得膜的机械强度的角度看,MFR优选为8 g/10 min或更小,更优选5 g/10 min或更小,更优选3 g/10 min或更小,再更优选2 g/10 min或更小。在本文中,根据JIS K7210 (1995)中规定的方法在21.18 N的试验载荷和190℃的试验温度的条件下测量熔体流动速率。
乙烯-α-烯烃共聚物优选具有45至100 kJ/mol的流动活化能(Ea)。从流动性的角度看,Ea优选为50 kJ/mol或更大,更优选55 kJ/mol或更大,更优选60 kJ/mol或更大,再更优选65 kJ/mol或更大。从获得高温下的充足可模塑性的角度看,Ea优选为100 kJ/mol或更小,更优选90 kJ/mol或更小。
乙烯-α-烯烃共聚物优选具有10至100的η* 0.1/η* 100。从提高可模塑性的角度看,η* 0.1/η* 100优选为15或更大,更优选20或更大,再更优选25或更大。此外,从提高机械强度的角度看,其优选为90或更小,更优选80或更小,再更优选70或更小。在本文中,使用粘弹性测量仪器(例如Rheometrics, Inc.制造的Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS-800等)在190℃的测量温度下测量η* 0.1和η* 100。在η* 0.1/η* 100的测量中,使用该乙烯-α-烯烃共聚物在190℃的温度下形成厚度2.0毫米的压制片,并使用通过将这种压制片切成直径25毫米的盘形而制成的样品。
乙烯-α-烯烃共聚物优选具有400至2000 kJ/m2的拉伸冲击强度。从提高机械强度的角度看,拉伸冲击强度优选为450 kJ/m2或更大,更优选500 kJ/m2或更大,更优选550 kJ/m2或更大,再更优选600 kJ/m2或更大。根据ASTM D1822-68测量拉伸冲击强度。
<组分(C):相容剂>
在本发明中,组分(C)是组分(A)和组分(B)的相容剂。该相容剂包括具有环氧基的聚合物、苯乙烯系热塑性弹性体、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。作为使组分(A)和组分(B)相容的组分(C),优选使用具有环氧基的聚合物。
通过下列方法测定一化合物是否属于组分(C)。下面,一种化合物被称作组分(X)。
首先,将通过混合预定量的组分(A)、组分(B)和组分(X)而得的混合物(1)熔融捏合以获得树脂组合物(1)。使用树脂组合物(1)制造膜(1)。
接着,在与制造膜(1)的条件相同的条件下使用组分(B)制造膜(2)。
测量膜(1)的冲击强度和膜(2)的冲击强度。当膜(1)的冲击强度超过膜(2)的冲击强度的50%时,组分(X)是组分(A)和组分(B)的相容剂,更具体是组分(C)。
具有环氧基的聚合物包括包含衍生自乙烯的重复单元和衍生自具有环氧基的单体的重复单元的共聚物。具有环氧基的单体的实例包括α, β-不饱和缩水甘油酯,如甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸缩水甘油酯,α, β-不饱和缩水甘油醚,如烯丙基缩水甘油醚和2-甲基烯丙基缩水甘油醚,优选实例是甲基丙烯酸缩水甘油酯。
具有环氧基的聚合物具体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙烯共聚物(例如,商品名Bondfast,Sumitomo Chemical Co., Ltd.制造),具有环氧基的聚合物包括甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯共聚物等。此外,可以使用通过在溶液中使具有环氧基的单体接枝聚合或通过与聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物、氢化或非氢化苯乙烯-共轭二烯等熔融捏合而获得的那些。
在具有环氧基的聚合物中,衍生自具有环氧基的单体的重复单元的含量为0.01重量%至30重量%,优选0.1重量%至20重量%,更优选5重量%至15重量%,更优选8重量%至15重量%,再更优选10重量%至15重量%(以具有环氧基的乙烯系聚合物为100重量%)。通过红外研究测量衍生自具有环氧基的单体的重复单元的含量。具体而言,形成压制片,通过厚度校正红外吸收谱的特征吸收的吸光度,并通过校正曲线法获得衍生自具有环氧基的单体的重复单元的含量。使用910 cm-1的峰作为甲基丙烯酸缩水甘油酯的特征吸收。
具有环氧基的聚合物具有1 g/10 min至15 g/10 min的熔体流动速率(MFR)。从可模塑性的角度看,MFR优选为1.5 g/10 min或更大,更优选2 g/10 min或更大。从促进具有环氧基的聚合物与其它组分的反应的角度看,MFR优选为8 g/10 min或更小,更优选7 g/10 min或更小,更优选5 g/10 min或更小,再更优选4 g/10 min或更小。本文所用的熔体流动速率使用根据JIS K 7210 (1995)中规定的方法在21.18 N的试验载荷和190℃的试验温度的条件下测得的值。
制造具有环氧基的聚合物的方法的实例包括通过高压自由基聚合法、溶液聚合法、乳液聚合法等使具有环氧基的单体与乙烯和视需要的其它单体共聚的方法、使具有环氧基的单体与乙烯系树脂等接枝聚合的方法。
具有环氧基的聚合物可包含衍生自其它单体的重复单元。所述其它重复单元的实例包括不饱和羧酸酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯、不饱和乙烯基酯,如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯等。
苯乙烯系热塑性弹性体可用作该树脂组合物中的组分(C)。苯乙烯系热塑性弹性体的具体实例包括苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或其氢化产物(H-SBR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)或其氢化产物(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)或其氢化产物(SEPS, HV-SIS)、苯乙烯-(丁二烯/异戊二烯)嵌段共聚物、苯乙烯-(丁二烯/异戊二烯)无规共聚物等。
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可用作该树脂组合物中的组分(C)。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的产品实例包括Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.制造的"Evaflex"、LANXESS制造的"Levapren"、Sumitomo Chemical Co., Ltd.制造的"Evatate"、TOSOH CORPORATION制造的"Ultrasen"、Japan Polyethylene Corporation制造的"NOVATEC"、Nippon Unicar Company Limited制造的"NUC EVA copolymer"等。
乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物可用作该树脂组合物中的组分(C)。乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物的产品实例包括ARKEMA制造的"Lotryl"、Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.制造的"Evaflex EEA"、Sumitomo Chemical Co., Ltd.制造的"Acryft"、Nippon Unicar Company Limited制造的"NUC EEA copolymer"等。
关于本发明中所用的树脂组合物中各组分的含量,在将该树脂组合物中所含的组分(A)、(B)和(C)的总量规定为100重量%时,组分(A)的含量为5至17重量%,组分(B)的含量为75至90重量%,且组分(C)的含量为3至15重量%。优选地,组分(A)的含量为10至17重量%,组分(B)的含量为75至90重量%,且组分(C)的含量为3至15重量%。更优选地,组分(A)的含量为10至17重量%,组分(B)的含量为75至85重量%,且组分(C)的含量为3至10重量%。更优选地,组分(A)的含量为10至17重量%,组分(B)的含量为75至85重量%,且组分(C)的含量为3至8重量%。各组分的配混比设定在上述范围内,由此可获得热封强度优异并具有冲击强度和减光性质的良好平衡的膜。
从所得膜的热封强度的角度看,通过将该树脂组合物中的组分(A)的重量除以组分(C)的重量获得的值(组分(A)与组分(C)的量比率)优选小于10,更优选8或更小,更优选6或更小,再更优选5或更小,最优选4或更小。
添加剂,如抗氧化剂、中和剂、润滑剂、抗静电剂、成核剂、UV抑制剂、增塑剂、分散剂、防雾剂、抗微生物剂、有机多孔粉末和颜料可以视需要添加到该树脂组合物中。
除组分(B)外的烯烃系树脂可以在不损害本发明效果的范围内添加到该树脂组合物中。除组分(B)外的烯烃系树脂的实例包括具有44 kJ/mol或更小的流动活化能的乙烯-α-烯烃共聚物、HDPE或高压法低密度聚乙烯。
制造该树脂组合物的方法不受特别限制,可以使用已知共混方法。已知共混方法的实例包括组分(A)至(C)与视需要的其它组分,如添加剂的干混或熔体共混法。干混法的实例包括使用各种掺合机,如Henschel混合机和转鼓混合机的方法,熔体共混法的实例包括使用各种混合机,如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、班伯里混炼机和热辊的方法。
[制造膜的方法]
本发明的膜优选通过吹塑膜法或平模铸造法制造。本发明的膜具有500微米或更小,优选5至300微米,更优选10至200微米,再更优选15至100微米的厚度。
在通过吹塑膜法制造膜的情况下,膜制造温度优选为180℃至230℃。从可模塑性的角度看,该温度优选为185℃或更大,更优选190℃或更大,优选220℃或更小,再更优选210℃或更小。
在通过平模铸造法制造膜的情况下,膜制造温度优选为150℃至280℃。从抑制该树脂的热劣化的角度看,该温度优选为260℃或更小,更优选250℃或更小。也从可模塑性的角度看,该温度优选为180℃或更大,更优选200℃或更大,再更优选210℃或更大。
从减光性质的角度看,本发明的膜具有优选20%或更大,更优选25%或更大,再更优选30%或更大的浊度。减光性质在本文中是指降低膜入射光的强度的性质,并不意味着该膜完全阻断入射光。由具有减光性质的膜形成的包装袋降低入射光的强度,因此适合作为用于保存会因光变质物质的包装袋。该膜具有优选90%或更小,更优选80%或更小,再更优选70%或更小的浊度。在本文中,通过ASTM D1003中规定的方法测量浊度。
本发明的膜具有优选8 N或更大的热封强度。该膜具有更优选10 N或更大,更优选12 N或更大,再更优选14 N或更大的热封强度。通过在0.98 MPa的压力和160℃下自身热封该膜1秒以具有10毫米封口宽度和此后通过拉伸试验机以200 mm/min的速率呈180o剥离热封部位,测量热封强度。
此外,在160℃下热封时测得的热封强度值(单位:N)除以在120℃下热封时测得的热封强度值(单位:N)而获得的值被规定为该膜的HSR(无单位)。本发明的膜具有优选1.00至1.35,优选1.00至1.30,更优选1.00至1.25,更优选1.00至1.04,再更优选1.00至1.03的HSR。
在通过热封密封内容物的包装袋中,在剥离热密封部位时,其优选以恒定强度剥离。但是,在热封时,热封装置的温度可以偏离预设温度。当该装置的温度高于预设温度时,热封强度变得高于在预设温度下热封时估计的热封强度,因此在取出内容物时不能剥离热封部位。该膜具有在上述范围内的HSR,由此即使热封温度改变也能以恒定强度剥离热封部位。
也可以通过加工方法控制本发明的膜的撕裂强度。为了制造具有高撕裂强度的膜,优选通过吹塑膜法制造膜,为了制造具有易切割性的膜,优选通过平模铸造法制造膜。
从难以撕裂膜的角度看,通过吹塑膜法制成的膜具有优选大于20 kN/m,更优选25 kN/m或更大,更优选30 kN/m或更大,再更优选35 kN/m或更大,最优选40 kN/m或更大的在加工方向上的撕裂强度。
从易切割性的角度看,通过平模铸造法制成的膜具有20 kN/m或更小,更优选15 kN/m或更小,更优选10 kN/m或更小,再更优选7 kN/m或更小,最优选6 kN/m或更小的在加工方向上的撕裂强度。
在本文中,通过ASTM D1922中规定的方法测量该膜的撕裂强度。
本发明的膜具有优选10 kJ/m2或更大的冲击强度。该膜具有优选20 kJ/m2或更大,更优选25 kJ/m2或更大,再更优选30 kJ/m2或更大的冲击强度。在本文中,根据ASTM D1709中描述的A-方法测量该膜的冲击强度。
本发明的膜具有优选225 MPa或更大且小于500 Mpa的1%正割模量。该膜具有更优选550 MPa或更大,更优选575 MPa或更大,再更优选600 MPa或更大,再更优选650 MPa或更大的刚性。
该膜具有优选1100 MPa或更小,更优选1000 MPa或更小,更优选800 MPa或更小,再更优选750 MPa或更小的1%正割模量。
在本文中,1%正割模量是通过在60毫米卡盘间距和5 mm/min拉伸速率的条件下使用20毫米宽和120毫米长的矩形试样进行拉伸试验、由测量应力和应变获得的应力-应变曲线获得在试样的1%伸长下的载荷(单位:N)和通过下式进行计算而获得的值。
1% SM = [F/(t×1)]/[s/LO]/106
F:在试样的1%伸长下的载荷(单位:N)
t:试样厚度(单位:m)
l:试样宽度(单位:m, 0.02)
LO:卡盘间距(单位:m, 0.06)
s:1%应变(单位:m, 0.0006)
从耐热性和使用该膜制造包装袋时的可模塑性的平衡的角度看,本发明的膜具有优选98℃至130℃的通过DSC测得的熔融曲线最大峰值温度。最大峰值温度优选为100℃或更大,更优选102℃或更大。最大峰值温度优选为125℃或更小,更优选123℃或更小,再更优选120℃或更小。在本文中,最大峰值温度是在使堆在铝盘中的6至12毫克样品在150℃下保持5分钟、随后以5℃/分钟的速率将温度降至20℃并在20℃下保持2分钟、随后以5℃/分钟的速率将温度升至150℃时观察到的具有热流最大绝对值的熔融峰温度。
本发明的膜适合作为包装袋。可以通过在规定部位热封该膜来获得包装袋。此时,可以重叠两个或更多个膜。热封法包括棒密封法、辊密封法、带密封法、脉冲密封法、高频密封法、超声密封法等。作为制造具有相对较小宽度的包装袋的方法,就成本而言还需要制造具有与规定宽度初步匹配的折叠直径的共挤吹塑层压膜、将该膜切成规定长度、然后热封其一端的方法,所谓的制造管袋(tube bag)的方法。
本发明的膜可用于食品、纤维、药品、肥料、杂货、工业部件等的包装袋、垃圾袋、标准袋等。
本发明的膜具有减光性质,因此适合作为用于包装由光造成变质的物质的包装袋。此外,本发明的膜具有高热封强度,因此使用本发明的膜通过热封形成的包装体适合作为即使在提供冲击,如落体时也不希望袋子破裂的包装袋。本发明的膜具有优异的热封强度并具有冲击强度和刚性的良好平衡,因此适合用作树脂袋、肥料袋等。
此外,本发明的膜可以是除由含有组分(A)、组分(B)和组分(C)的树脂组合物形成的层外还具有其它层的多层膜。
其它层包括由聚烯烃树脂,如聚乙烯树脂或聚丙烯树脂形成的层、由聚酯树脂,如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯形成的层、由聚酰胺树脂,如尼龙6或尼龙66形成的层、由赛璐玢、纸、铝箔等形成的层等。制造多层膜的方法包括共挤法、干式层合法、湿式层合法、砂层合法(sand lamination method)、热熔融层合法等。
在多层膜的情况下,由含有组分(A)、组分(B)和组分(C)的树脂组合物形成的层具有通常50%或更大,优选65%或更大的厚度。
实施例
下面基于实施例更详细地进一步描述本发明,但本发明不限于这些实施例。根据下列方法进行物理性质的评测。
(1)熔体流动速率(MFR,单位:g/10 min)
根据JIS K 7210 (1995)中规定的方法在21.18 N的试验载荷和190℃的试验温度的条件下测量各组分的熔体流动速率。
(2)密度(d,单位:kg/m3)
根据JIS K 6760 (1981)使用通过在150℃下加压成型获得的厚度1毫米的片材测量组分(B)的密度。在没有退火的情况下进行测量。
(3)拉伸冲击强度(单位:kJ/m2)
根据ASTM D1822-68测量参考例中使用的片材的拉伸冲击强度。这一值越大,机械强度越好。
(4)Elmendorf撕裂强度
使用Elmendorf撕裂强度的值评测实施例和比较例的膜的撕裂强度。
根据ASTM D1922中规定的方法测量膜拉伸方向(加工方向)的膜撕裂强度。
(5)热封强度(单位:N)
根据下列程序测量实施例和比较例的膜的热封强度。重叠两张膜,然后用两张15微米尼龙膜夹住这两张重叠膜,并使用热封机(TESTER SANGYO CO,. LTD.制造)通过下列密封条件与尼龙膜一起热封。所得样品的状态在23℃下调节多于24小时,然后以与封口宽度方向垂直的方向切出15毫米宽的试样,以获得具有10 mm × 15 mm的密封部分的试样。接着,通过拉伸试验机以200 mm/min的速率呈180o剥离试样的密封部位,测量每15毫米宽的热封强度。
<密封条件>
密封温度:120℃, 160℃
密封时间:1 sec
密封压力:0.98 MPa
封口宽度:10 mm
在160℃下热封的试样的热封强度(单位:N/15毫米宽)除以在120℃下热封的试样的热封强度(单位:N/15毫米宽)而获得的值被规定为HSR。
(6)1%正割模量(1% SM)(单位:MPa)
使用1%正割模量的值评测实施例和比较例的膜的刚性。
从该膜中收集20毫米宽和120毫米长的矩形试样。作为试样,制备其纵向为膜拉伸方向(加工方向)的试样和其纵向为与膜加工方向垂直的方向(横向)的试样。使用这些试样在60毫米卡盘间距和5 mm/min拉伸速率的条件下进行拉伸试验以测定应力-应变曲线。由应力-应变曲线获得试样在1%伸长下的载荷(单位:N),由下式计算1% SM并规定为该膜的刚性。
1% SM = [F/(t×1)]/[s/LO]/106
F:试样在1%伸长下的载荷(单位:N)
t:试样厚度(单位:m)
l:试样宽度(单位:m, 0.02)
LO:卡盘间距(单位:m, 0.06)
s:1%应变(单位:m, 0.0006)。
(7)落镖冲击强度(单位:kJ/m2)
使用落镖冲击强度的值评测实施例和比较例中所用的样品的冲击性质。
根据ASTM D1709中描述的A-方法测量该膜的落镖冲击强度。据显示,该值越高,膜的强度越高。
(8)浊度(单位:%)
使用浊度值评测实施例和比较例中所用的样品的减光性质。
通过ASTM D1003中规定的方法测量该膜的浊度。据显示,该数值越高,膜的减光性质越好。
(9)组分(B)的流动活化能(Ea,单位:kJ/mol)
组分(B)的流动活化能Ea是指在使用应变控制的旋转粘度计(流变仪)基于温度-时间叠加原理:log(aT)=Ea/R(1/T-1/T0)(其中R是气体常数,T0是基准温度463K)移动在下列条件(a)至(d)下测得的各温度T(K)下的动态粘弹性数据时,由阿仑尼乌斯方程用移位因子(aT)计算出的模塑性指数。采用在相关系数r2为0.99或更高的条件下的Ea值,所述相关系数使用Rheometrics, Inc.制造的Rhios V. 4.4.4作为计算软件由log(aT)-(1/T)的阿仑尼乌斯曲线中的线性近似获得。在氮气下进行测量。
条件(a)几何:平行板,直径25毫米,板间距:1.5至2毫米
条件(b)应变:5%
条件(c)剪切速率:0.1至100 rad/sec
条件(d)温度:190、170、150、130℃。
(10)熔点(最大峰值温度)
根据下列方法测量实施例和比较例中所用的样品的熔点。
使用Diamond DSC,PerkinElmer Inc制造的差示扫描量热计测量本发明的膜的最大峰值温度(单位:℃)和熔化焓ΔH(单位:J/g)。最大峰值温度在本文中是在使堆在铝盘中的6至12毫克膜在20℃下保持1分钟和随后以5℃/分钟的速率将温度升至200℃时观察到的熔融峰值温度。在存在多个峰时,将峰中的表现出最高吸热量(单位:mW)的熔融峰位置处的温度规定为最大峰值温度(单位:℃)。
本发明的实施例中所用的各组分如下。
组分(A):聚乳酸
商品名"TERRAMAC TE-2000C"(聚乳酸, MFR (190℃) = 12 g/10 min), Unitika, Ltd.制造
组分(B):乙烯-α-烯烃共聚物
B-1:商品名"SUMIKATHENE EP GT140"(乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物, MFR (190℃) = 0.91 g/10 min, 密度 = 914 kg/m3, Ea = 64 kJ/mol),Sumitomo Chemical Co., Ltd.制造
组分(C):具有环氧基的乙烯系聚合物
商品名"Bondfast E"(乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物,MFR (190℃) = 3 g/10 min,衍生自甲基丙烯酸缩水甘油酯的重复单元的含量 = 12重量%),Sumitomo Chemical Co., Ltd.制造。
[实施例1]
使用螺杆直径为40毫米的挤出机在190℃下熔融捏合通过以表1中所列的组成比同时混合组分(A)、组分(B)和组分(C)而获得的混合物,以获得树脂组合物。
随后,使用吹塑膜成型机(Placo. Co., Ltd.制造,具有全螺纹螺杆的单螺杆挤出机(直径30 mmφ, L/D = 28)和模头(模头直径50 mmφ,模唇间隙0.8毫米),双缝气圈)在190℃的温度、5.5 kg/hr的挤出量、200毫米的冷却线距离(FLD)和1.8的吹胀比的工艺条件下将该树脂组合物模制成厚度50微米的膜。
所得膜的物理性质的评测结果显示在表1中。
[实施例2]
以与实施例1中相同的方式制造树脂组合物。随后,使用Sumitomo Heavy Industries Modern, Ltd制造的平模膜成型机制造膜。在直径50毫米且L/D为32(L为挤出机筒的长度,D为挤出机直径)的挤出机的滤胶板(φ51毫米)中,以用80目金属丝布夹住的构造设置烧结过滤器(Nippon seisen Co., Ltd.制造的MFF NF06,过滤直径10微米)。该树脂组合物在220℃下熔融捏合,然后经由烧结过滤器供应到温度调节至220℃的平模(600毫米宽度)中,并从该平模中挤出。此后,通过用75℃的冷却辊拉伸,冷却和固化该挤出组合物,以获得厚度50微米的膜。所得膜的物理性质的评测结果显示在表1中。
[实施例3和实施例4]
将通过以表1中所列的组成比同时混合组分(A)、组分(B)和组分(C)而获得的混合物以6 kg/hr的进料速率送入螺杆直径20毫米的双螺杆挤出机并在190℃下熔融捏合,以获得树脂组合物.
随后,以与实施例1中相同的方式制造厚度50微米的膜。所得膜的物理性质的评测结果显示在表1中。
[实施例5和实施例6]
通过以表1中所列的组成比同时混合组分(A)、组分(B)和组分(C)而获得的混合物以6 kg/hr的进料速率送入螺杆直径20毫米的双螺杆挤出机并在190℃下熔融捏合,以获得树脂组合物.
随后,除使用8.0 kg/hr的挤出量、200毫米的冷却线距离(FLD)和2.5的吹胀比的条件外,以与实施例1中相同的方式形成厚度50微米的膜。所得膜的物理性质的评测结果显示在表1中。
[比较例1至3]
使用螺杆直径为40毫米的挤出机在190℃下熔融捏合通过以表1中所列的组成比同时混合组分(A)、组分(B)和组分(C)而获得的混合物,以获得树脂组合物。
随后,以与实施例1中相同的方式形成厚度50微米的膜。所得膜的物理性质的评测结果显示在表1中。
[参考例1至5]
使用螺杆直径为40毫米的挤出机在190℃下熔融捏合通过以表2中所列的组成比同时混合组分(A)、组分(B)和组分(C)而获得的混合物,以获得树脂组合物。该树脂组合物在190℃的模制温度、10分钟预热时间、5分钟压缩时间和5 MPa压缩压力的条件下压制,以获得厚度2毫米的片材。根据ASTM D1822-68测量片材的拉伸冲击强度。所得片材的拉伸冲击强度作为参考例列在表2中。
当比较表2中的参考例1和参考例2时,参考例2具有较高拉伸冲击强度。另一方面,在将具有与参考例2对应的组成的比较例1与对应于参考例1的实施例1进行比较时,发现实施例1具有较高的膜冲击强度。本发明要将树脂组合物加工成膜,由此显示强度。
工业适用性
根据本发明,可以提供具有优异的热封强度并具有冲击强度和减光性质的良好平衡的聚乙烯系树脂膜。
Claims (6)
1.聚乙烯系树脂膜,
其中所述膜由包含下列组分(A)、组分(B)和组分(C)的树脂组合物形成,且
当所述树脂组合物中所含的组分(A)、组分(B)和组分(C)的总量为100重量%时,组分(A)的含量为5至17重量%,组分(B)的含量为75至90重量%,且组分(C)的含量为3至15重量%:
组分(A):脂族聚酯,
组分(B):具有45至100 kJ/mol的流动活化能(Ea)的乙烯-α-烯烃共聚物,
组分(C):组分(A)和组分(B)的相容剂。
2.根据权利要求1的膜,其中组分(A)是聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯或它们的混合物。
3.根据权利要求1或2的膜,其中所述乙烯-α-烯烃共聚物具有905至950 kg/m3的密度和0.1至10 g/10 min的熔体流动速率。
4.根据权利要求1至3任一项的膜,其中所述膜的厚度为5至300微米。
5.聚乙烯系树脂膜,其具有20至90%的浊度、225 MPa或更大且小于500 MPa的1%正割模量、10 kJ/m2或更大的冲击强度、在加工方向上大于20 kN/m的撕裂强度和该膜在160℃下自身热封时测得的8 N或更大的热封强度。
6.聚乙烯系树脂膜,其具有20至90%的浊度、225 MPa或更大且小于500 MPa的1%正割模量、10 kJ/m2或更大的冲击强度、在加工方向上20 kN/m或更小的撕裂强度和该膜在160℃下自身热封时的8 N或更大的热封强度。
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