CN104379100B - 具有提高的机械和密封性质的基于聚丙烯的膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于聚丙烯的膜，其包括：特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，其中，至少一芯层和/或至少一表皮层包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及(ii)选自由rPP和hPP组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及其特征自傲与特定的机械和/或密封性质。本发明还提供制备该基于聚丙烯的膜的方法。

Description

具有提高的机械和密封性质的基于聚丙烯的膜及其制备方法
发明领域
本发明涉及一种基于聚丙烯的膜，以及制备该膜的方法。
发明背景
在表皮即最外层中使用无规聚丙烯(rPP)和/或丙烯均聚物(hPP)的商用多层膜是已知的。这样的商用膜具有在机械拉伸过程中由于rPP和hPP的易于撕裂而失效的倾向。
具有提高的韧性、抗撕裂性以及耐穿刺性的膜由于减少的产品失效、低级品以及生产中断(故障时间)而对于加工商是有益的。品牌拥有者也会由于基于在利用膜和层叠体的制品制备过程中的减少中断，以及提高的密封性质而改善的膜而受益。最终，消费者会由于基于最终使用中降低的制品失效这样的改善膜而受益。
发明内容
本发明涉及一种基于聚丙烯的膜，以及制造该膜的方法。
在一个实施方式中，本发明提供一种基于聚丙烯的膜，其包括：特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，其中，至少一芯层包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及(ii)选自由rPP和hPP组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及其中，所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂纵向(埃尔曼多夫MD)的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；以及(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(f)落镖冲击耐性等于或大于400g；(g)2％正割模量(MD)至少20000psi；以及(h)穿刺等于或大于140ft-lb/in3。
附图说明
出于说明本发明的目的，在附图中显示的内容是示例性的；应当理解，但本发明不限于该显示的具体布局和手段。
图1为示出对于发明实施例1-3中的每一个，芯层中VERSIFY的乙烯含量(重量％)的增加对归一化埃尔曼多夫MD和CD撕裂强度、落镖冲击耐性、穿刺和MD 2％正割模量的影响的图；
图2为示出对于发明实施例4-7中的每一个，表皮层中DE 3300重量％的增加对于归一化埃尔曼多夫MD和CD撕裂强度、落镖冲击耐性、穿刺和MD 2％正割模量的影响的图；
图3为示出表皮层中VERSIFY 3300含量增加对于发明实施例4-7的热封性质的影响的图；
图4为示出表皮层中VERSIFY 3300含量增加对于发明实施例4-7的热粘性强度的影响的图；
图5a和5b为示出针对其彼此区别仅在于芯层中使用的VERSIFY类型的三层膜(A/B/A)，老化对于纵向(图5a)和横向(图5b)上的埃尔曼多夫撕裂的影响的图；
图6a和6b为示出针对其彼此区别仅在于表皮层中的VERSIFY DE 3300百分率的三层膜，老化对于纵向(图6a)和横向(图6b)上的埃尔曼多夫撕裂的影响的图；
图7a为示出在hPP或rPP中添加VERSIFY至多50％对于纵向上的归一化埃尔曼多夫撕裂的影响的图；
图7b为示出向hPP或rPP中添加VERSIFY对于横向上的埃尔曼多夫撕裂的影响的图；
图8为示出添加VERSIFY对聚丙烯流延膜的耐穿刺性的影响的图；
图9为示出hPP或rPP中VERSIFY含量的增加对于落镖耐性的影响的图；
图10为示出向hPP中添加VERSIFY对纵向上2％正割模量的影响的图；
图11为示出PP/VERSIFYTM单层流延膜的光学性质的图；以及
图12和13显示老化分别对于VERSIFY/hPP共混物和VERSIFY/rPP共混物的埃尔曼多夫撕裂的影响。
具体实施方式
如本文中所使用的，术语“热封引发温度”表示在达到2lb/in(8.8N/2.54mm)热封强度时的温度。
本发明涉及一种基于聚丙烯的膜和制造该膜的方法。
在第一实施方式中，本发明提供一种基于聚丙烯的膜，其包括特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，其中至少一芯层包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及(ii)选自由rPP、hPP以及其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及其中，所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(f)落镖冲击耐性等于或大于400g；(g)2％正割模量(MD)至少20000psi；以及(h)穿刺等于或大于140ft-lb/in3。
本发明的备选的实施方式还提供一种基于聚丙烯的膜，其包括：特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，其中，两表皮层中的至少一个包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于，Tm小于或等于110℃；以及(ii)选自由rPP、hPP以及其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物；以及其中所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热封引发温度的降低等于或大于10℃；(f)与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热粘性引发温度的降低等于或大于20℃；(g)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(h)落镖冲击耐性等于或大于400g；(i)2％正割模量(MD)至少20000psi；以及(j)穿刺等于或大于140ft-lb/in3；(k)热封引发温度小于130℃；(l)热粘性引发温度小于130℃；以及(m)热粘性强度大于2N/in。
在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中至少60重量％(“重量百分比”或“wt％”)来源于丙烯的单元的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于丙烯的单元的量的下限可以为60、65、70、75、80、85、90或95wt％。例如，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于丙烯的单元的量可以至少为60wt％，或备选地，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于丙烯的单元的量可以至少为75wt％，或备选地，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于丙烯的单元的量可以至少为80wt％。
在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中5～40％来源于乙烯的单元的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于乙烯的单元的量可以从下限5、10、15、20、25、30或35wt％至上限10、15、20、25、30、35或40wt％。例如，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于乙烯的单元的量可以为5～40wt％，或备选地，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于乙烯的单元的量可以为15～35wt％，或备选地，在至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物中，来源于乙烯的单元的量可以为20～40wt％。
至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物的小于或等于110℃的Tm的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如，至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物的Tm的上限可以为110、109、108、107或106℃。例如，至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物的Tm可以小于或等于110℃，或备选地，至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物的Tm可以小于或等于108℃，或备选地，至少一芯层的第一基于丙烯的聚合物的Tm可以小于或等于106℃。
在其中相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，基于聚丙烯的膜显示埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％的那些实施方式中，等于或大于100％的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变的下限可以为100％、110％、130％、150％、170％或190％。
在其中相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，基于聚丙烯的膜显示落镖冲击耐性的改变等于或大于60％的那些实施方式中，等于或大于60％的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变的下限可以为60％、65％、70％、80％、85％或90％。
在其中相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，基于聚丙烯的膜显示2％正割模量的改变等于或大于15％的那些实施方式中，等于或大于15％的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变的下限可以为15％、20％、30％、35％或50％。
在其中相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，基于聚丙烯的膜显示耐穿刺性的改变等于或大于40％的那些实施方式中，等于或大于40％的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变的下限可以为40％、50％、55％、60％、70％或75％。
在其中基于聚丙烯的膜显示归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils的那些实施方式中，等于或大于25g/mils的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于50g/mils的归一化埃尔曼多夫MD，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于75g/mils的归一化埃尔曼多夫MD，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于100g/mils的归一化埃尔曼多夫MD。
在其中基于聚丙烯的膜显示落镖冲击耐性等于或大于400g的那些实施方式中，等于或大于400g的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于400g的落镖冲击，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于450g的落镖冲击，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于500g的落镖冲击，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于550g的落镖冲击。
在其中基于聚丙烯的膜显示2％正割模量(MD)至少20000psi的那些实施方式中，等于和大于20000psi的所有数值均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于20000psi的2％正割模量(MD)，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于25000psi的2％正割模量(MD)，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于30000psi的2％正割模量(MD)，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于35000psi的2％正割模量(MD)。
在其中基于聚丙烯的膜显示穿刺等于或大于140ft-lb/in3的那些实施方式中，等于或大于140ft-lb/in3的所有数值均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于140ft-lb/in3的穿刺，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于160ft-lb/in3的穿刺，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于180ft-lb/in3的穿刺，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示等于或大于200ft-lb/in3的穿刺。
在其中与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，基于聚丙烯的膜显示热封引发温度的降低等于或大于10℃的那些实施方式中，等于或大于10℃的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热封引发温度的降低的下限可以为10、14、18或20℃。
在其中与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，基于聚丙烯的膜显示热粘性引发温度的降低等于或大于20℃的那些实施方式中，等于或大于20℃的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热粘性引发温度的下限可以为20、24、28或30℃。
在其中基于聚丙烯的膜显示热封引发温度小于130℃的那些实施方式中，小于130℃的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示小于130℃的热封引发温度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示小于120℃的热封引发温度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示小于115℃的热封引发温度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示小于112℃的热封引发温度。
在其中基于聚丙烯的膜显示热粘性引发温度小于130℃的那些实施方式中，小于130℃的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示小于130℃的热粘性引发温度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示小于120℃的热粘性引发温度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示小于115℃的热粘性引发温度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示小于112℃的热粘性引发温度。
在其中基于聚丙烯的膜显示热粘性强度大于2N/in的那些实施方式中，大于2N/in的所有数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开。例如，基于聚丙烯的膜可以显示大于2N/in的热粘性强度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示大于3N/in的热粘性强度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示大于4N/in的热粘性强度，或备选地，基于聚丙烯的膜可以显示大于5N/in的热粘性强度。
在备选的实施方式中，本发明还提供一种制备基于聚丙烯的膜的方法，其包括：选择第一基于丙烯的聚合物；选择第二基于丙烯的聚合物；共混所述第一和第二基于丙烯的聚合物以形成聚合物共混物；形成所述基于聚丙烯的膜，其中至少一层包括所述共混物，其中，所述第一基于丙烯的聚合物包括5～40wt％来源于乙烯的单元，以及所述第二基于丙烯的聚合物选自由rPP、hPP或其组合组成的组。
用于本发明单个实施方式中的示例性聚合物共混物是可以商品名VERSIFY(可从Dow Chemical Company购买)、VISTAMAXX(可从ExxonMobil Chemical Co.购买)、TAFMERXM和NOTIO(可从Mitsui Chemical Company购买)、以及LMPP(可从Idemitsu KosanCompany购买)商购的。
第一基于丙烯的聚合物中5～40wt％来源于乙烯的单元的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并在本文中公开；例如，第一基于丙烯的聚合物中来源于乙烯的单元的量可以从5、10、15、20、25、30或35wt％的下限至10、15、20、25、30、35或40wt％的上限。例如，第一基于丙烯的聚合物中来源于乙烯的单元的量的范围可以为5～40wt％，或备选地，第一基于丙烯的聚合物中来源于乙烯的单元的量的范围可以为5～25wt％，或备选地，第一基于丙烯的聚合物中来源于乙烯的单元的量的范围可以为20～40wt％。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜为挤出涂层，以及该第一基于聚丙烯的聚合物具有8～40g/10min的MFR之外。
用在挤出涂覆膜中的第一基于丙烯的聚合物的8～40g/10min的MFR的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如，用在挤出涂覆膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR可以从8、10、14、18、24、28、32或36g/10min的下限至9、13、19、29、33或40g/10min的上限。例如，用在挤出涂覆膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为8～40g/10min，或备选地，用在挤出涂覆膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为15～35g/10min；或备选地，用在挤出涂覆膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为8～25g/10min。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜为流延膜，以及所述第一基于聚丙烯的聚合物具有3～40g/10min的MFR之外。
用在流延膜中的第一基于丙烯的聚合物的3～40g/10min的MFR的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如，用在流延膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR可以从3、5、8、10、14、18、24、28、32或36g/10min的下限至9、13、19、29、33或40g/10min的上限。例如，用在流延膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为3～40g/10min，或备选地，用在流延膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为5～35g/10min，或备选地，用在流延膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为20～40g/10min。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜为吹塑膜，以及所述第一基于聚丙烯的聚合物具有0.3～10g/10min的MFR之外。
用在吹塑膜中的第一基于丙烯的聚合物的0.3～10g/10min的MFR的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如，用在吹塑膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR可以从0.3、1、2、3.2、4.4、5、6、7.5、8、7或9g/10min的下限至1、3、5、7或10g/10min的上限。例如，用在吹塑膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为0.3～10g/10min，或备选地，用在吹塑膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为1.5～7g/10min，或备选地，用在吹塑膜中的第一基于丙烯的聚合物的MFR的范围可以为5～9g/10min。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜包括三层，特征在于两表皮层和一芯层之外。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜包括四层，特征在于两表皮层和两芯层之外。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜包括五层、七层或九层，特征在于两表皮层和分别为三芯层、五芯层或七芯层之外。在另外的实施方式中，本发明提供包括两表皮层和至少一芯层的多层膜。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜还包括至少一个设置在至少一表皮层和至少一芯层之间的粘结层之外。如在本文中使用的，术语“粘结层”是指多层膜的中间层，其中该中间层可以促进该中间层的两个相邻层之间的粘附。
粘结层可以为能够促进其两个相邻层之间的粘附的任何层。用于粘结层的合适的聚合物的一些非限制性实例包括乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物，以及极性基团官能化聚合物。在一些实施方式中，粘结层的厚度占总膜厚度的约1～20％。总膜厚度的约1～20％的所有数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了总表皮厚度占所述膜总厚度的4～40％之外。
4～40％的全部单个数值和亚范围均包括在本文中并且在本文中公开；例如，总表皮厚度可以从占所述膜总厚度的4、10、15、20、25、30或35％的下限至占所述膜总厚度的5、11、16、21、26、31、36或40％的上限。例如，总表皮厚度的范围可以为占总膜厚度的4～40％，或备选地，总表皮厚度的范围可以为占总膜厚度的14～26％，或备选地，总表皮厚度的范围可以为占总膜厚度的4～16％。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜通过选自下组的共挤出方法形成之外，所述组由流延挤出、吹膜挤出和挤出涂覆(extrusion coating)组成。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜通过选自下组的层压方法形成之外，所述组由热层压、超声层压和胶粘层压组成。
在本发明的实施方式中使用的聚合物共混物可以通过任何适当的方法来制备，例如干混、混配或熔融捏合、熔融共混和溶剂共混。
本发明膜的实施方式可以通过传统的加工技术来制造，例如，简单膜泡挤出、双轴取向方法(例如拉幅或双泡方法)、简单流延/片挤出、共挤出以及层压。传统的简单膜泡挤出方法(也称为热吹塑膜方法)在例如The Encyclopedia of Chemical Technology,Kirk-Othmer,Third Edition,John Wiley& Sons,New York,1981,Vol.16,pp.416-417andVol.18,pp.191-192中描述，该公开内容通过参考并入本文。双轴取向膜制造方法也可以用于制造本发明的新膜结构，例如在美国专利第3,456,044号(Pahlke)的“双泡(doublebubble)”方法中描述的方法，以及在美国专利第4,352,849号(Mueller)、美国专利第4,820,557号和第4,837,084号(两个均为Warren)、美国专利第4,865,902号(Golike等人)、美国专利第4,927,708号(Herran等人)、美国专利第4,952,451号(Mueller)、以及美国专利第4,963,419号和第5,059,481号(两个均为Lustig等人)中描述的方法，其公开内容通过参考并入本文。双轴取向膜结构也可以通过拉幅技术，例如用于取向的聚丙烯的技术来制造。
用于食品包装用途的其他多层膜制造技术描述在Packaging Foods WithPlastics by Wilmer A.Jenkins和James P.Harrington(1991),pp.19-27中，以及在Thomas I.Butler的“Coextrusion Basics”，Film Extrusion Manual Process,Materials,Properties.pp.31-80(由TAPPI Press(1992)出版)中，其公开内容通过参考并入本文。
可以由三或更多单层膜来获得多层膜，每个单层膜单独地通过例如由K.R.Osborn和W.A.Jenkins在“Plastic Films,Technology and Packaging Applications”(Technomic Publishing Co.,Inc.(1992))中描述的管状膜(例如吹塑膜技术)或扁平模头(即流延膜)来制造，所述文献的公开内容通过参考并入本文，其中单个膜通过例如后挤出层压的方式形成多层膜。
挤出涂覆也是另外用于制造膜的技术。与流延膜类似，挤出涂覆是扁平模头技术。本发明的膜也可以被挤出涂覆在基板上，以根据例如，在美国专利第4,339,507号(通过参考并入本文)中描述的共挤出挤出物的形式。利用多个挤出机或使单个基板通过挤出涂覆系统数次可以得到多层聚合物层。层压技术也可以另外使用或与共挤出步骤结合使用。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了本发明膜的一层或多层还包括选自下组的一个或多个组分之外，所述组由下述物质组成：滑爽剂、颜料、纤维、炭黑、矿物油增量剂、抗静电剂、染料、增塑剂、油、蜡、抗氧化剂、UV稳定剂、着色剂、填料、助流剂、偶联剂、交联剂、表面活性剂、溶剂、抗粘连剂、润滑剂、防雾剂、成核剂、阻燃剂以及其组合。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了该膜在取向之前或之后通过本领域中已知的手段进行了交联之外，本领域中已知的手段包括但不限于：具有或不具有交联催化剂的硅烷、过氧化物、烯丙基化合物和UV辐射、电子束辐射、beta辐射、gamma辐射、电晕辐射。美国专利第6,803,014号和第6,667,351号描述了可以用于本发明实施方式的电子束辐射方法。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚丙烯的膜和制备该膜的方法，除了可以对该膜的一层或多层或对作为一个整体的该膜进行处理以使该膜取向，例如单轴或双轴之外。
在备选的实施方式中，本发明提供一种根据上述实施方式中的任意的基于聚烯烃的弹性膜和制备该膜的方法，除了该基于聚烯烃的膜还包括至少一芯层，该芯层包括选自下组的一种或多种组分，该组由下述物质组成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯聚合物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯-乙烯丙烯、氢化聚丁二烯聚合物以及氢化聚-异戊二烯/丁二烯聚合物。
本发明膜的一些典型最终使用用途包括食品和家庭包装、涂覆织物、卫生用品膜(即尿布背板、女性卫生巾背板、成人失禁背板膜、个人制品包装膜)、弹性膜中的层、以及具有弹性膜和纤维的层压体。
在卫生用品背板膜的情况中，其功能是用作液体不渗透层，如美国专利申请公开No.20050192549中描述的用于液体被吸收至装置防止润湿用户外衣的目的。当加工成液体不渗透膜的本发明的膜具有与传统聚乙烯膜相比更高的模量的优点。这能够在仍满足相同功能的同时用更薄的膜来替换(也称为减厚或减少基础重量)。与由Berry Plastics的Keith Brechtelsbauer在其文章“Innovation Trends in Film-Based Outer CoverDesigns for Absorbent Hygiene Products”，在INSIGHT 2010(Charlotte NC)中描述的聚丙烯背板相比，由于更少的伸展和抗撕裂性，边缘损害更少可回复。尽管不意在被理论所限制，本发明的膜具有抗撕裂性、耐穿刺性和落镖冲击耐性，以及模量缓和了由Brechtelsbauer指出的问题。
在备选的实施方式中，本发明提供一种基于聚丙烯的膜，其实质上由特征在于两表皮层和至少一芯层的三层组成，其中，至少一芯层包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及(ii)选自由rPP、hPP或其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及其中，所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；以及(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(f)落镖冲击耐性等于或大于400g；(g)2％正割模量(MD)至少为20000psi；以及(h)穿刺等于或大于140ft-lb/in3。
在备选的实施方式中，本发明提供一种基于聚丙烯的膜，其包括特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，其中，至少一芯层包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及(ii)选自由rPP、hPP和其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及其中，所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(f)落镖冲击耐性等于或大于400g；(g)2％正割模量(MD)至少为20000psi；以及(h)穿刺等于或大于140ft-lb/in3。
本发明另外备选的实施方式提供一种基于聚丙烯的膜，其实质上由特征在于两表皮层和至少一芯层的三层组成，其中，两表皮层中的至少一个包括下述物质的聚合物共混物：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于，Tm小于或等于110℃；以及(ii)选自由rPP、hPP和其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物；以及(ii)选自由rPP、hPP以及其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及其中，所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热封引发温度的降低等于或大于10℃；(f)与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热粘性引发温度的降低等于或大于20℃；(g)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(h)落镖冲击耐性等于或大于400g；(i)2％正割模量(MD)至少为20000psi；以及(j)穿刺等于或大于140ft-lb/in3；(k)热封引发温度小于130℃；(l)热粘性引发温度小于130℃；以及(m)热粘性强度大于2N/in。
本发明的另外备选的实施方式还提供一种基于聚丙烯的膜，其包括：特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，其中，两表皮层中的至少一个实质上由下述物质的聚合物共混物组成：(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～40wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于，Tm小于或等于110℃；以及(ii)选自由rPP、hPP以及其组合组成的组的第二基于丙烯的聚合物；以及其中所述膜显示下述性质中的至少一种：(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％；(e)与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热封引发温度的降低等于或大于10℃；(f)与仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜相比，热粘性引发温度的降低等于或大于20℃；(g)归一化埃尔曼多夫MD等于或大于25g/mils；(h)落镖冲击耐性等于或大于400g；(i)2％正割模量(MD)至少为20000psi；以及(j)穿刺等于或大于140ft-lb/in3；(k)热封引发温度小于130℃；(l)热粘性引发温度小于130℃；以及(m)热粘性强度大于2N/in。
在还另外备选的实施方式中，本发明还提供一种制备基于聚丙烯的膜的方法，其实质上由下述步骤组成：选择第一基于丙烯的聚合物；选择第二基于丙烯的聚合物；共混所述第一和第二基于丙烯的聚合物以形成聚合物共混物；形成所述基于聚丙烯的膜，其中至少一层包括所述共混物，其中，所述第一基于丙烯的聚合物包括5～40wt％来源于乙烯的单元，以及所述第二基于丙烯的聚合物选自由rPP、hPP和其组合组成的组。
实施例
下述实施例说明本发明但不意在限定本发明的范围。本发明的实施例表示本发明膜与由100％rPP和/或hPP制作的膜相比，在保持其他期望膜特性的同时，显示提高的韧性，所述膜特性包括但不限于：透明度、强度、刚性、针对断裂充分的拉伸、热粘性强度以及热封强度。
发明实施例1-7
发明实施例1-3每一个均为具有结构10％A/80％B/10％A的共挤出三层膜，其中A为基于丙烯的共聚物，其由10wt％VERSIFY3300、88wt％Dow PP DS6E82以及2wt％antiblock(AB)制成。VERSIFY3300为具有8g/10min的MFR、0.888g/cm3的密度以及5wt％来源于乙烯的单元的丙烯/乙烯共聚物。VERSIFY 3300可从Dow Chemical Company获得。可从Dow Chemical Company获得的Dow PP DS6E82为具有8g/10min的MFR、0.9g/cm3的密度，以及3.7wt％来源于乙烯的单元的无规丙烯/乙烯共聚物。AB为Polybatch ABPP-10，可从A.Schulman Inc.获得，其具有7g/10min的MFR，0.96g/cm3的密度，以及0wt％来源于乙烯的单元。组分B为包含38wt％的VERSIFY和62wt％的Dow PP DX5E66的共聚物。Dow PP DX5E66，可从Dow Chemical Company获得，为具有8g/10min的MFR和0.9g/cm3的密度的丙烯均聚物。对用在芯层中的VERSIFY的级别进行改变以改变发明实施例1-3中的芯层中的乙烯的重量％。发明实施例1在芯层中含有9重量％的来源于乙烯的单元。发明实施例2在芯层中含有12重量％的来源于乙烯的单元。发明实施例3在芯层中含有15重量％的来源于乙烯的单元。
图1示出了对于具有约2mils的膜厚以及在老化之前发明实施例1-3的每一个的归一化埃尔曼多夫MD和CD撕裂强度、落镖冲击耐性、穿刺以及MD 2％正割模量。在图1中，符号“DE3300”是指“VERSIFY 3300”。如在本文中使用的，“老化之前”表示在形成膜之后少于十五(15)天。如图1所示，芯层中使用的乙烯含量的增加对于MD上的埃尔曼多夫撕裂、落镖冲击耐性和MD上的2％正割模量具有显著影响。芯的乙烯含量从9增加至15wt％提供了下述改善：(a)共挤出膜的MD埃尔曼多夫撕裂从49增加至181g/mils，增幅超过300％；(b)共挤出膜的落镖冲击耐性从400g增加至683g，增加65％；以及(c)膜的正割模量从48,000psi降低至39,000psi，减少25％。另一方面，芯层的乙烯含量的增加对于共挤出膜的CD埃尔曼多夫撕裂(5％)和耐穿刺性(6％)没有显著影响。
发明实施例4-7每一个均为具有结构10％A/80％B/10％A的共挤出三层膜，其中层A为基于丙烯的共聚物，其由VERSIFY3300、Dow PP DS6E82和antiblock(AB)制成。层B如上述发明实施例1-3所述。层C中的VERSIFY3300量从10wt％变化至75wt％，对应地在膜中的总VERSIFY 3300含量从32wt％变化至45wt％。发明实施例4在每个表皮层中，含有10wt％的来源于VERSIFY 3300的单元，88wt％的来源于Dow PP DS6E82的单元，以及2wt％的来源于AB的单元。发明实施例5在每个表皮层中，含有25wt％的来源于VERSIFY 3300的单元，73wt％的来源于Dow PP DS6E82的单元，以及2wt％的来源于AB的单元。发明实施例6在每个表皮层中，含有50wt％的来源于VERSIFY 3300的单元，48wt％的来源于Dow PP DS6E82的单元，以及2wt％的来源于AB的单元。发明实施例7在每个表皮层中，含有75wt％的来源于VERSIFY3300的单元，23wt％的来源于Dow PP DS6E82的单元，以及2wt％的来源于AB的单元。
图2示出了对于具有约2mils的膜厚以及在老化之前发明实施例4-7的每一个的归一化埃尔曼多夫MD和CD撕裂强度、落镖冲击耐性、穿刺以及MD 2％正割模量。在图2中，符号“DE3300”是指“VERSIFY 3300”。如在本文中使用的，“老化之前”表示在形成膜之后少于十五(15)天。每个表皮层的乙烯含量从25wt％增加至50wt％，提供了约86％的共挤出膜的MD埃尔曼多夫撕裂的增加。随着来源于VERSIFY 3300的单元的重量％从10增加至75wt％，耐穿刺性从150ft-lb/in3增加至220ft-lb/in3。在VERSIFY 3300含量从10wt％增加至75wt％，2％MD正割模量减少约18％。随着表皮层中VERSIFY 3300量的变化，观察到落镖冲击耐性和CD埃尔曼多夫撕裂的非常小的改变。
表皮层中VERSIFY 3300含量的增加对于具有如图2所示的相同组成和膜厚度的发明实施例4-7的共挤出膜的热封和热粘合性质的影响分别显示在图3和4中。图3示出表皮层中VERSIFY 3300含量从10增加至75％，降低了热封引发温度约10℃，在2lb-f/in，从120℃降低至110℃；而在热封强度上没有观察到显著地变化，在160℃的平均峰值载荷为约7lbf/in。相似地，图4示出随着表皮层中VERSIFY 3300含量的增加，热粘性引发温度降低约20℃。热粘性强度在每个表皮层中具有25％VERSIFY 3300时达到最优化值，达到8N/in。独立于每个表皮层中的VERSIFY 3300量，峰值热粘性强度出现在130℃。
发明实施例1-7膜为根据下表1所示的条件共挤出的。
表1
发明实施例1-7
熔融温度(°F) 500
模口间隙(mils) 25
挤出速率(lb/hr) 440-470
线速度(ft/min) 300
骤冷辊温度(°F) 70
流延辊温度(°F) 70
气刀 是
预言性发明实施例A-G，弹性膜
进行连续的共挤出以制备具有两聚丙烯表层和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)的芯弹性体层的三层层压体。使用2英寸(5.1cm)螺纹直径BERLYN挤出机以进料弹性体层(KRATON 1107，可从Kraton Polymers Inc.购买)，以及使用BRABENDER 1.25英寸(3.18cm)螺纹直径挤出机(可从C.W.Brabender Instruments,Inc.,NJ购买)以向进料头(来自CLOEREN,Inc.)供给70％Dow PP DX5E66和30％VERSIFY 3401的共混物(具有8g/10min的MFR，0.858g/cm3的密度，以及15wt％的来源于乙烯的单元)，均可以从DowChemical Company,Midland,MI)购买，并通过单个歧管18英寸(46cm)宽薄膜模头共挤出。将该膜以14.7ft/min(509cm/min)，在改变总厚度的条件下流延至60°F(16℃)流延辊，如表2所示。制备了改变外层厚度的膜。
检测膜的弛豫，通过用手将每个样品最初单向拉伸至其当好不到其断裂点，通常为约650％，释放该样品，并观察任何回复。然后将初始拉伸后的回复归类为瞬时回复(I)、需要时间的缓慢回复(T)、需要热的回复(H)以及永久变形(P)，即无明显回复。预言性的结果如下表2所示。
通过目测以及通过在回复之后利用接触来评价层压体的质地(texture)，并将其分为良好(F)、中等(M)、粗糙(C)或光滑(无质地被识别出)。还通过样品的周期性(折叠之间的距离)来客观地检测样品B、C和E中的质地。
检测样品的颈缩特征，以样品的再伸展后宽度上的改变％来表示。尽管颈缩对于这些样品中的任一个均不显著，但随着表皮厚度降低以及芯-表皮厚度比率升高，颈缩增加。
还显示了样品B、C和D的周期性和C.O.F.，其均与芯/表皮厚度比反向相关。样品的原始C.O.F.超过3.8，因此微质地产生了C.O.F.的显著总体降低。
尽管不意在被理论限制，与100％DX5E66相比，VERSIFY能够降低70％Dow PPDX5E66和30％VERSIFY 3401共混物的模量，认为通过提供对SIS的对于收缩的趋势的更少的抗性，在拉伸之后能够使层压体更大的回复。认为这导致提高的最终使用中的弹性表现、折叠的精细质地(更低的周期性)、以及更低的摩擦系数(C.O.F)。
表2
检测方法
检测方法包括下述：
MFR(熔体流动速率)
根据ASTM D1238，在230℃，利用2.16kg，测量MFR。
埃尔曼多夫MD撕裂强度和CD撕裂强度
根据ASTM D1922，测量MD撕裂强度和CD撕裂强度。MD表示实验平行于膜的纵向运行。CD表示实验平行于膜的横向来运行。
透明度
根据ASTM D1746测量透明度。
雾度
根据ASTM D1003测量雾度。
光泽
根据ASTM D-2457测量光泽。
热封
根据ASTM F-88测量热封。
落镖冲击强度
根据ASTM D1709测量落镖冲击强度。
MD 2％正割模量
根据ASTM D882测量MD 2％正割模量。
穿刺强度
利用SINTECH TESTWORKS SOFTWARE Version 3.10，在INSTRON Model 4201上测量穿刺强度。样本大小为“6inx6in”，进行四次测量以确定平均穿刺值。在膜制备后，调节膜40小时，以及至少在ASTM控制的实验室(23℃和50％相对湿度)中调节至少24小时。使用具有4英寸直径的圆形样本支持架的“100lb”测力传感器。穿刺探针为“1/2英寸直径”抛光不锈钢球(在2.5”棒上)，具有“7.5英寸最大移动长度”。没有隔距，探针尽可能地接近，但不接触样本(通过升高探针直到其接触样本来设定探针)。然后逐渐降低探针，直到其不接触样本。然后将直角模头设定在0。考虑最大移动距离，该距离为约0.10英寸。直角模头速度为10英寸/分钟。在样本中间测量厚度。使用膜的厚度、直角模头移动的距离、峰值载荷来通过软件确定穿刺。在每个样本之后使用“KIM-WIPE”来清洁穿刺探针。
热粘性强度
根据ASTM F 1921，方法B来测量热粘性强度。检测样本为宽度1英寸，并按照ASTME 171对其进行调节。
另外的附图
图5显示针对其彼此区别在于芯层中使用的VERSIFY类型的三层膜(A/B/A)(如图5中所示)，老化对于纵向和横向上的埃尔曼多夫撕裂的影响。在所有情况中，随着时间在两个方向上埃尔曼多夫撕裂降低。独立于用在芯层中的VERSIFY的乙烯含量，在170天之后，MD上的埃尔曼多夫撕裂降低约40％，图5a。这解释成即使在老化后，对于具有最高VERSIFY乙烯含量的共挤出结构，具有更高MD撕裂，如之前在节1.1中讨论的。在横向的情况中，如前面所讨论的，VERSIFY中的乙烯含量对于埃尔曼多夫撕裂无初始影响，但随着老化，观察到了影响，图5b。具有芯层中最低乙烯含量(9％)的共挤出膜的CD埃尔曼多夫撕裂显示明显的下降，在170天为其初始值的约70％。对于具有更高乙烯含量值，12和15％的膜，CD上的埃尔曼多夫撕裂的减少不明显，在170天，在10％至20％的范围。在两个方向的埃尔曼多夫撕裂呈现为在150天之后保持稳定。
图6显示针对其彼此区别在于表皮中的VERSIFY DE 3300百分比(DE3300分别从10％增加至25％增加至50％增加至75％，因此VERSIFY的总含量从32％增加至45％)的三层膜，老化对于纵向和横向上的埃尔曼多夫撕裂的影响。如所期待的，在所有情况中，两个方向上的埃尔曼多夫撕裂随时间降低。对于高于25％的含量，图6a，随着表皮层中VERSIFY量的增加，MD埃尔曼多夫撕裂中的变化随时间降低。通过增加表皮中的VERSIFY含量从10％至75％，老化后的MD撕裂的变化可以从58％降低至24％，因此，如上述1.1节中讨论的，表皮层中更高的VERSIFY含量可以获得更高的MD撕裂值。老化之后，在含量低于25％，由于最终埃尔曼多夫撕裂值非常接近rPP(37g/mil)和hPP(30gr/mil)的值，VERSIFY没有明显改性聚丙烯。在横向的情况下，埃尔曼多夫撕裂也随时间降低，但是，变化明显小于纵向上所观察的撕裂值，图6b所示。如MD撕裂所观察的，CD埃尔曼多夫撕裂随时间的变化，随表皮层中的VERSIFY量的增加而减少。在该情况下，通过将表皮中的VERSIFY含量从10％增加至75％，老化之后CD的变化可以从约25％降低至8％。
流延膜中的埃尔曼多夫撕裂强度随时间降低，在吹塑膜中也观察到该现象。可以通过聚丙烯的缓慢结晶来解释老化效果；由于在流延膜过程中在纵向发生的高取向，对MD的撕裂的影响比CD的撕裂更为显著。出于替换PE/PP/PE吹塑膜的目的，当仅在整体结构中VERSIFY DE 3300的含量为至少45％时，可以得到老化之后的MD埃尔曼多夫撕裂的相当值。CD埃尔曼多夫撕裂上的变化不太明显，但仅具有乙烯含量高于9重量％的VERSIFY，整个时间范围内的撕裂没有落至低于对于吹塑膜的规格。
图7a描述在hPP或rPP中增加VERSIFY至多达50％，对于纵向中归一化埃尔曼多夫撕裂的影响。添加50％VERSIFY，具有9或12wt％乙烯，显著提高了hPP的抗撕裂性。具有12wt％乙烯含量，纵向上的hPP埃尔曼多夫撕裂从30g/mils增加至300g/mils，增加约900％，而具有9wt％乙烯含量，获得了约700％的增加。按照相似的趋势，向rPP中添加50％VERSIFY，提高其抗撕裂性约500％。向PP中添加多余50％DP3200，不太可能进一步增加抗撕裂性，由于得到的最大撕裂值非常接近于全部由DP3200制备的膜的值。另一方面，如果rPP用作基质并且使用更高的乙烯含量VERSIFY,DE3300作为改性剂，添加低百分比的VERSIFY结果更为有效。在该情况中，仅向rPP中添加25％的DE3300，得到已经300％的撕裂增加，相反，如果使用hPP作为基质，仅增加75％。总体来说，VERSIFY/hPP共混物与rPP/hPP共混物相比，显示更高的抗撕裂性值，在50％改性剂含量时，撕裂值上的区别更为明显，具有VERSIFY的撕裂值为rPP获得的撕裂值的几乎10倍高，可能是由于商业无规聚丙烯中的低乙烯含量，5.7％。通过向hPP或rPP中添加VERSIFY得到的埃尔曼多夫撕裂最大值低于100％LLDPE所获得的数值，约30％。
类似地，如图7b所观察的，向hPP或rPP中添加VERSIFY也增加横向撕裂。在该情况下，添加45％VERSIFY，hPP撕裂从60g/mils增加至约660g/mils的最大值。对于rPP而言，添加仅25％VERSIFY即获得最大抗撕裂性，从230g/mils增加至约700g/mils。因此，为了获得高横向抗撕裂性，向rPP中添加VERSIFY比将VERSIFY添加至hPP更为有效。在两种情况下，最大横向撕裂值非常接近DP3200整体膜的值。如在纵向撕裂上所观察到的，与rPP相比，VERSIFY增加hPP撕裂更为有效；可能是由于商业rPP中较低的乙烯含量。对于横向撕裂而言，通过向hPP或rPP中添加VERSIFY得到的最大值高于100％LLDPE得到的值40％。
图8总结了添加VERSIFY对于聚丙烯流延膜的耐穿刺性的影响。向hPP中添加至多达50％的VERSIFY，导致耐穿刺性的微小升高，约20％，从120增加至140ft-lb/in3。
图9显示在hPP或rPP中增加VERSIFY含量，显著增加了落镖耐性；通过增加VERSIFY中的乙烯含量观察到更高的改善。添加50％具有9％乙烯含量的VERSIFY，增加了hPP膜的落镖耐性100％，而添加相同含量的具有12％乙烯含量的VERSIFY增加hPP的落镖耐性至约260％。
向hPP中添加VERSIFY线性降低了纵向上hPP的2％正割模量，图10。向hPP中添加50％DP 3300降低了其2％正割模量65％，从89,000降低至31,000psi。向hPP中添加50％rPP，降低其模量27％。50％VERSIFY/hPP共混物的模量至少比LLDPE的模量高30％。
图11示出PP/VERSIFY单层流延膜的光学性质。向PP中添加具有9％乙烯含量的VERSIFY没有明显改变hPP或rPP的光学性质。在hPP的情况下，透明度和光泽稍有降低，分别约为3和1％；雾度增加约1％。另一方面，添加具有更高乙烯含量的VERSIFY，12wt％，对于PP的光学性质有损害。对于hPP共混物，添加35％VERSIFY 3300显著降低了均聚物的光学性质；透明度和光泽分别降低约14和27％；雾度升高约10％；进一步增加VERSIFY的量至50％，与35％相比,导致光学性质少降低。对于DP 3300和无规聚丙烯的共混物，也观察到相似的趋势；但是通过向rPP中添加仅25％获得了DP3300的最佳光学值。相反，通过rPP至50％，由于在rPP中较低的乙烯含量，hPP的光学性质得到保持。LLDPE具有与rPP相当的光学性质。
总而言之，通过使用具有9wt％乙烯含量的VERSIFY，优化了PP/VERSIFY共混物的光学性质；添加12wt％乙烯含量的VERSIFY对于PP的光学性质有负面影响。通过PP/VERSIFYDP 3200获得了对于LLDPE的相似的光学性质。
图12和13分别显示了老化对于VERSIFY/hPP共混物和VERSIFY/rPP共混物的埃尔曼多夫撕裂的影响。如在共挤出膜的情况下所观察到的，对于所有共混物，埃尔曼多夫撕裂随时间降低，纵向上的变化比横向上的变化更为显著。
至多达35％VERSIFY含量的VERSIFY/hPP共混物显示随时间变化的MD撕裂值小于35gr/mil，图12a。即使具有45％VERSIFY含量的共混物，在42天之后，显示在MD撕裂上的显著降低达到50gr/mil。50/50VERSIFY/hPP共混物显示超过200gr/mil的初始MD撕裂值，但即使具有50％VERSIFYDP 3200，在整个70天上观察到了MD撕裂的70％变化。仅具有50％更高乙烯含量VERSIFYDE 3300(12wt％乙烯)，随时间的变化，MD撕裂保持相对稳定，显示仅20％的变化，在100天之后，保持MD撕裂值高于200gr/mil。类似地，与具有50％的相比，具有小于50％VERSIFY含量的hPP共混物，显示在横向上撕裂的显著降低，图12b。随时间的变化，与VERSIFY等级无关，与100％均聚物相比，具有25％VERSIFY的共混物没有显示在埃尔曼多夫撕裂上任何显著地改善；所有值均低于100gr/mil。但在两种情况下，在hPP中具有35％和45％VERSIFYDP 3200的共混物显示更高的初始撕裂值，在24天之后，随时间的降低是显著的，分别为20％和32％。50/50VERSIFYrPP共混物显示在CD撕裂值上随时间的最小变化，与VERSIFYDE 3300的共混物保持在约450gr/mil。
与VERSIFY和均聚物聚丙烯的共混物类似，具有无规聚丙烯的共混物在随时间的埃尔曼多夫撕裂方面具有相同的趋势，图13。在纵向上，无规聚丙烯没有提供相对于均聚聚丙烯的显著的优势，撕裂值非常相似。在横向上，在具有25和50％VERSIFY的共混物之间，与所有其他上述讨论的情况相比，24天之后的撕裂的变化没有明显不同。对于50/50共混物，该降低在10％范围，而对于25/75共混物，该降低在20％范围。
在不脱离本发明的精神和基本属性的范围内，本发明可以以其他形式来实施，因此，应当参考显示本发明范围的所附的权利要求，而不是上述说明书。

Claims (14)

1.一种基于聚丙烯的膜，其包括：
特征在于两表皮层和至少一芯层的至少三层，
其中，至少一芯层包括下述物质的聚合物共混物：
(i)第一基于丙烯的聚合物，其包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元，以及(B)5～20wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及
(ii)选自由rPP和hPP组成的组的第二基于丙烯的聚合物，以及
其中，所述膜显示下述性质中的至少一种：
(a)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，埃尔曼多夫撕裂MD的改变等于或大于100％；
(b)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，落镖冲击耐性的改变等于或大于60％；
(c)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，2％正割模量的改变等于或大于15％；以及
(d)相对于仅仅包括实质上由rPP、hPP或其组合组成的聚丙烯的三层膜，耐穿刺性的改变等于或大于40％。
2.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其中，所述膜为挤出涂层，以及所述第一基于聚丙烯的聚合物具有8～40g/10min的MFR。
3.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其中，所述膜为吹塑膜，以及所述第一基于聚丙烯的聚合物具有0.3～10g/10min的MFR。
4.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其中，所述膜包括三层，特征在于两表皮层和一芯层。
5.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其中，所述膜包括四层，特征在于两表皮层和两芯层。
6.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其中，所述膜包括五层，特征在于两表皮层和三芯层。
7.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其还包括至少一个设置在至少一表皮层和至少一芯层之间的粘结层。
8.根据权利要求1的基于聚丙烯的膜，其中，总表皮厚度占所述膜总厚度的4～40％。
9.一种制备权利要求1的基于聚丙烯的膜的方法，其包括：
选择第一基于丙烯的聚合物；
选择第二基于丙烯的聚合物；
共混所述第一和第二基于丙烯的聚合物以形成聚合物共混物；
形成所述基于聚丙烯的膜，其中至少一层包括所述共混物，
其中，所述第一基于丙烯的聚合物包括(A)至少60重量百分比(wt％)来源于丙烯的单元、以及(B)5～20wt％来源于乙烯的单元，以及其中所述第一基于丙烯的聚合物的特征在于熔融温度(Tm)小于或等于110℃，以及所述第二基于丙烯的聚合物选自由rPP、hPP或其组合组成的组。
10.根据权利要求9的方法，其中，所述膜通过选自下组的共挤出方法形成：流延挤出、吹膜挤出和挤出涂覆。
11.根据权利要求9的方法，其中，所述膜通过选自下组的层压方法形成：热层压、超声层压和胶粘层压。
12.一种制品，其包括根据权利要求1～8中任一项的基于丙烯的膜。
13.根据权利要求12的制品，其中，所述制品选自下组：食品包装、家庭包装、涂覆织物、弹性膜以及纤维。
14.根据权利要求12的制品，其中，所述制品为卫生用品膜。
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