CN108472912A - 用于薄膜和标签的可印刷涂层 - Google Patents

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CN108472912A CN201680075036.3A CN201680075036A CN108472912A CN 108472912 A CN108472912 A CN 108472912A CN 201680075036 A CN201680075036 A CN 201680075036A CN 108472912 A CN108472912 A CN 108472912A
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printable coating
coating
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D·皮兰
W·格里萨德
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Jinda America Co Ltd
Jindal Films Americas LLC
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Jinda America Co Ltd
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Abstract

本发明涉及方法、组合物和结构体，在一个示例性实施方案中其为包含多层基础薄膜的薄膜，该多层基础薄膜包含芯和施加到多层薄膜至少一个外表面上的至少一个可印刷涂层。该至少一个可印刷涂层可以包含丙烯酸类‑基聚合物，并且具有在0.1g/m2到0.9g/m2范围内的干燥涂层重量以及至少9的pH值。该薄膜符合欧洲用于食品接触的包装和标签的法规，其为用于本发明公开的薄膜的应用示例。

Description

用于薄膜和标签的可印刷涂层
相关申请的引用
本申请是专利合作条约(PCT)申请，其要求了于2015年12月21日提交的美国临时专利申请系列第62/270,370号的优先权，通过参考将其全部并入本发明中。
发明领域
本发明的公开内容涉及在共挤出的多层薄膜上的可印刷涂层，其应用方法，由其制备的产品例如袋子，标牌，包装，标签，包含压敏标签("PSL")和其他结构体，以及它们的应用，例如用于包裹，包装，包容或标签食品，饮料和替他制品或产品。本发明的公开内容还涉及可印刷的、双面涂覆的聚合物基薄膜和标签，它们是防粘连的同时提供对粘合剂的坚固粘附性和防潮性。
背景技术
国家和地区有时候会对用于与食品接触应用方面的薄膜和标签制定法规。因此，一些PSL薄膜可能不能被接受用于与食品接触。然而，如果与食品接触的薄膜，例如制备成薄膜的那些、符合食品接触法规，则这些薄膜的实施方案也应当提供可印刷性，耐粘连性，与粘合剂坚固的粘合性和/或防潮性和耐氧性。这些是能够通过本发明公开的组合物、方法以及用途达到的目标的实例。
发明概述
本发明公开了方法、组合物和结构体，其在一个实施方案中是包含多层基础薄膜的薄膜，所述基础薄膜包含芯和施加到多层薄膜至少一个外表面上的至少一个可印刷涂层。该至少一个可印刷涂层可以包含丙烯酸类-基聚合物，并且干燥涂层的重量在0.1g/m2到0.9g/m2的范围内及pH值为至少9。该薄膜符合用于与食品接触的包装和标签的欧洲法规，其为本发明公开的薄膜应用的实例。
附图概述
因此其中以上列举的本发明的特征、优点和目的得以实现并且可以更详细地理解的方式，以上简单概括的更特定的描述可以通过参考在附图中说明的它们的实施方案进行说明。
然而应当注意的是，附图仅用来说明本发明典型的实施方案并且因此并不认为其限制了本发明的范围，对于本发明，还可以认可其他等价有效的实施方案。
图1提供了根据本发明公开的方法、结构体和组合物在图2、4A和4B的中试涂覆器上用于印刷试验的草案和设定的大纲。
图2是用于根据图1、4A和4B以及本发明公开的方法、结构体和组合物的白色薄膜的油墨粘附力和油墨密度测试结果。
图3是用于根据图1、4A和4B以及本发明公开的方法、结构体和组合物的透明薄膜的油墨粘附力和油墨密度测试结果。
图4A是用于图2测试的白色薄膜的配方列表。
图4B是用于图3测试的透明薄膜的配方列表。
图5提供了在6、8A和8B的中试涂覆器上和根据本发明公开的方法、结构体和组合物用于印刷试验的草案和设定的大纲。
图6是用于根据图5、8A和8B以及本发明公开的方法、结构体和组合物的白色薄膜的油墨粘附力和油墨密度测试结果。
图7是用于根据图5、8A和8B以及本发明公开的方法、结构体和组合物的透明薄膜的油墨粘附力和油墨密度测试结果。
图8A是用于图6测试的白色薄膜的配方列表。
图8B是用于图7测试的透明薄膜的配方列表。
发明详述
以下，指向性的术语，例如"以上"、"以下"、"上部"、"下部"、"前面"、"后面"、"顶部"、"底部"等等在涉及附图时可基于便利的目的进行使用。通常，“以上"、"上部"、"向上"、"顶部"以及类似术语指的是离开地球平面的方向，并且"以下"、"下部"、"向下"、"底部"以及类似术语指的是向着地球表面的方向，但是这仅意味着基于说明的目的，并且这些术语并不意在限制本发明的公开内容。
本发明涉及在共挤出的、多层薄膜上的可印刷涂层，其应用方法，由其制备的产品例如袋子、标牌，包装，标签，包含压敏标签(PSL)和其他结构体，以及它们的应用，例如用于包裹，包装，包容或标签食品，饮料和替他制品或产品。更具体地，本发明的公开内容还涉及可印刷的、双面涂覆的聚合物基薄膜和标签，它们是防粘连的同时提供对粘合剂的坚固粘附性和防潮性。
本发明公开内容的一个焦点在于薄膜的可印刷涂层，其可以是水基涂层，该水基涂层具有采用UV油墨(例如包含UV柔性版，UV平版，UV凸版等)增强的可印刷性能以及使得整个薄膜结构体符合欧洲和/或其他国家的食品接触法规。在可印刷涂层的一个实例中，设计其组成以避免在卷轴上与背侧的任何显著的粘连趋势，这允许薄膜/标签卷轴的展开经受较少的粘连问题或不经受粘连问题。本发明公开的多层薄膜的典型芯和结合层可以具有在结构例如PC/C/PC、PC/T/C/T/PC、PC/T/C/T/PC/S、PC/T/C/T/S等上的可印刷涂层("PC")，其中S是密封层或其他表层。芯可以是任何类型的双取向聚丙烯(BOPP)薄膜，透明的和白色的，具有固有地或根据空穴化程度(例如0.50到1)的不同密度值，并且任选地包含一种或多种添加剂。除了双轴取向的聚丙烯("BOPP")之外，任选地取向的均聚物，共聚物，互聚物和三元共聚物，其中这些聚合物可以在密度、立构规整性、制备方法(例如催化的或非催化的)以及其他化学和物理性质上有所不同。为此目的，这些其他的用作芯和/或结合层的聚合物可以是聚酯，聚乙烯，其他聚烯烃和它们的组合，以及本发明下面进行讨论。
本发明的一个目的在于开发一种符合食品接触要求的新型可印刷结构体。基于丙烯酸类乳液聚合物的可印刷涂层通常显示出对UV油墨非常好的可印刷性，该丙烯酸类乳液聚合物是例如XK90或FL780，它们是不含烷基苯酚乙氧基化物("APEO")的类型，但是在一些情况下，印刷的品质并不像其他可印刷涂层那么好，例如阳离子涂层，特别是在半色调印刷领域。并且，印刷过程中油墨迁移的水平可以是较低的。结果就是，当使用FL780基涂层时，印刷后的油墨密度值会略有降低。在一些情况中，例如当使用更关键的UV油墨，例如低迁移油墨时，油墨的粘附性也达不到预期。
符合其它欧洲食品法规的FL780 XP可预期作为用于食品接触改良批准的涂层和薄膜结构体的基础。FL780 XP已经被DSM Neoresins和Keller&Heckman展示并且证明其满足欧洲食品法规的要求，前提是其含量不超过最大审定的水平。
另一方面，公知的是甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯("AEEM")能够改进其它可印刷涂层的油墨粘附性。这种不饱和单体作为粘合促进剂出售并且在一些专利文献中进行了描述。例如参见US专利No.6,893,722；WO/2013112239 A1；WO/2011100029 A1。
首先，已经展示了较低的涂层重量，即0.1到0.3g/m2，以及将氨添加到涂层中会将pH值提高到至少9，优选9到10，改进了油墨粘附性能同时仍然保持了良好的可印刷性。然而，较低的涂层重量看起来会显著的增加卷轴中的粘连倾向。尽管有所改进，油墨粘附性能，油墨迁移水平以及由此导致的油墨密度值都会在一些情况下比期望的更差。由于AAEM也是一种粘合促进剂，并且发现其可以显著的改进其他涂层的可印刷性，因此将一定百分数的，例如～1和～5wt％的这种AAEM添加到FL780 XP基可印刷涂层中。令人惊奇的是，油墨粘附性和油墨密度与我们的期望一致并且与我们的"非食品"接触涂层非常相近。
使用如表1所示的标准芯进行实验以评价许多基于FL780 XP(即丙烯酸类聚合物)的不同可印刷涂层配方在多种薄膜结构体上的印刷性能。该薄膜是透明或白色的并且具有多种密度水平。例如，这些标准薄膜中的一种是白色、不透明、空穴化的具有在0.7-0.75g/cm3范围内密度的聚丙烯薄膜；其他可以使用的标准基础薄膜包含Jindal的58SW247表面可印刷的、取向的聚丙烯薄膜(密度为0.95g/cm3)，或者是取向的聚丙烯薄膜(密度为0.91g/cm3)。我们观察到一些良好的印刷效果，但是在一些情形中，当使用"标准"涂层重量，例如0.6到1.0g/m2左右(典型地0.8g/m2)时，油墨粘附水平并不理想。
典型/标准基础薄膜的描述
表1
这里，芯层可以是任何类型的透明、白色、不透明和实心白色版本的BOPP薄膜。其密度范围可以在0.50到1g/cm3之间。优选地，可以使用50MB210(透明的，密度＝0.91g/cm3)，60LH242(白色不透明的，密度为0.72g/cm3)和58SW247(实心白色，密度为0.95g/cm3)。
可印刷涂层可以由100份每一百("PHR")的FL780 XP，0.1到25PHR的AAEM，优选2到5，以及0到5PHR，优选低于1PHR并且典型地0.4PHR的抗粘连颗粒例如Sylobloc S45制备。其他抗粘连剂颗粒可以使用例如PMMA、硅酮颗粒和/或其他颗粒。可印刷涂层组合物的干燥涂层重量可以在0.05g/m2到2g/m2的范围内，优选为0.1g/m2到0.8g/m2且典型地为0.2g/m2左右。
可以将纯的Mica底漆用于可印刷涂层之下以及粘合剂接收层之上，如表1所示。该涂层重量可以低于0.01g/m2且典型地为0.004g/m2左右。还可以使用其他类型的底漆并且其可以包含聚乙烯亚胺，聚氨酯或者甚至FL780 XP基涂层。在可印刷涂层之下底漆的存在是任选的。可印刷涂层粘合可能是足够的足以提供可接收的薄膜性能。然而，基于实践和工艺的原因，使用这种类型的底漆是有利的。
在本发明公开的实验中，可印刷涂层一侧上的原料包含：(1)来自Sigma Aldrich的甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AEEM)(95％固体)；(2)来自Mica Corporation的Mica底漆(11.6％固体，pH为9.4)；(3)来自DSM Neoresins的FL780 XP(44％固体，pH为8.5到9.0)；以及(4)来自Grace Davison的Sylobloc 45(100％固体)。
对本发明公开的具有可印刷涂层的薄膜测量粘连性能。用于进行以下评价的样品在中试设备(中试涂覆器)上制备，除了使用"涂覆器50MB210"和"涂覆器60LH247"基础薄膜的样品，其用工业涂覆器进行涂覆。将基于FL780与0.4PHR Sylobloc 45的可印刷涂层以0.2g/m2的干燥涂层重量涂覆在50MB210基础薄膜(透明版)和60LH242(白色不透明版)上。不使用底漆或使用聚乙烯-亚胺基底漆将该涂层直接施加到电晕处理的基础薄膜上。对来自Mica Corporation的Mica也进行评价。在FL780 XP基础涂层(包含0.4phr的S45)中具有2和5PHR AAEM的配方也进行了测试。测试的8个配方如表2所示。
表2
如表3所示使用50LL539(透明的)和60LH538(白色不透明的)薄膜的背侧进行粘连测试。撕裂性是当通过手动以高速(定性测试)将片材分离时用于粘连测试的样品撕裂的趋势：数值为1时最好，其等于没有观察到撕裂。
表3
所有的透明版都显示出非常低的粘连值。与透明版(较高的压缩性)相比白色不透明版显示出较高的粘连值，但是值得指出的是添加了AAEM后从未对在加速条件下测量的粘连值不利。
然而，在卷轴中的粘连倾向评价是更可靠的。该测试主要在于在炎热条件下(即38℃和90％的相对湿度)储存狭缝卷(例如320mm宽，～500m)一周并且之后在实验室切条机上以高速(例如最小400m/min)展开该狭缝卷。对于透明和白色版本两者，甚至在这些非常苛刻的测试条件下都表现出不显著的粘连。
现在转向印刷品质和油墨粘附性，使用不同的变量进行印刷试验并且在中试涂覆器即图1-4B和工业涂覆器即图5-8B上进行制备。在透明版和白色不透明版上的试验结果以及测试方案包含在这些图中。低迁移，UV油墨(其更关键)用于透明版。相对于油墨或涂层对柔性包装材料的粘合性的测试流程记录为条带测试后残留在薄膜上的油墨的百分数。在印刷机(Reynders Boechout)上进行印刷，将Scotch 810 MagicTM型条带用于粘合性测试。
对于涉及的透明版，即图3，有或没有粘合促进剂时都观察到了优异的结果。然而，具有粘合促进剂的版本显著的超越了非食品级版本的性能。
关于白色版，即图2，当添加2和5PHR的AAEM时，具有低迁移(LM Ancora)和标准UV油墨的油墨粘合性和密度性能非常类似于非食品级(参考)。
图6和7显示了在工业涂覆器样品上进行的印刷测试结果。该结果也清楚好表明较低的涂层重量(0.15-0.20g/m2左右)和pH值调整(例如pH＝9或10)对油墨粘合性是有利的，如由50LL536和60LH536版本的较差结果所示，其具有较高涂层重量(干重)且没有pH值调整。
对本发明公开的可印刷涂层在多层薄膜上的另一个参数量度是耐热水性。在80℃水中30分钟之前和之后测量的雾度值(没有AAEM的版本)如表4所示。
表4
对现有的50LL539标准版(非食品)和新FL780基版本(其为丙烯酸类-基可印刷涂层)两者评价浸没在热水中之后的耐变白性。在热水中30分钟后雾度增加仅限于两个透明版，并且实际上其并不显著。这两个版本都在制造实验("ME")期间在工业涂覆器上制备。最终的值保持在可接收的水平。
不论是否进行空穴化，在透明和白色薄两者上，FL780基可印刷涂层的印刷品质和油墨粘附性可以通过使用甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AEEM)粘合促进剂进行改进。低涂层重量，即0.1-0.2g/m2左右干重以及添加了氨进一步提高pH值(例如优选至少9到10)是改进的额外因素。还发现这种类型的涂层配方使卷轴中粘连/粘附倾向的水平保持为非常低的水平。具有不同粘合剂接收层(背侧)的多种薄膜结构都成功地进行了测试。由此，具有一些AAEM的FL780 XP基涂层显示出与其他更复杂(例如阳离子)的涂层相当的可印刷性性能(并且在一些情形中甚至更好)。此外，一些可印刷涂层符合新的欧洲食品接触法规。
在可印刷性和其他性质，例如在卷轴中粘连，雾度，摩擦系数等方面，本发明所述可印刷涂层还是进一步增强薄膜性能和PSL应用的潜在构件。
回到能够与本发明公开的可印刷涂层一起使用的多层薄膜的说明上，该多层薄膜可以是或者可以不是单轴或双轴取向的。在挤出方向上取向已知为纵向("MD")取向。垂直于挤出方向的取向已知为横向("TD")取向。可以通过首先在MD上之后在TD上拉伸或牵引薄膜实现取向。取向可以是连续的或同时的，这取决于期望的薄膜特征。取向比通常在MD上在挤出宽度的大约3倍到大约6倍之间并且在TD上在挤出宽度的大约4倍到大约10倍之间。
吹制薄膜可以通过控制参数例如卷取和吹胀比进行取向。流延薄膜可以在MD方向上通过卷取速度进行取向，并且在TD方向上通过使用拉幅机设备进行取向。吹塑薄膜或流延薄膜还可以通过在薄膜挤出过程之后拉幅机取向在一个或两个方向上取向。典型的商业取向工艺是BOPP拉幅机工艺和Linear Motor Simultaneous Stretching("LISIM")技术。
可以将多层薄膜的一个或两个外部暴露表面表面处理以便增加薄膜的表面能使该薄膜易于接受镀金属、涂层、印刷油墨和/或层压。表面处理可以根据现有技术中已知的一种方法进行。示例性的处理包含但不限于电晕放电，火焰，等离子体，化学，通过极化火焰，或者其他方法。
在一些实施方案中，薄膜首先进行表面处理，例如通过电晕处理，并且之后再次在涂覆生产线上进行处理，例如立即在进行涂覆之前进行火焰处理。在额外或选择性的实施方案中，薄膜可以首先进行表面处理，例如进行火焰处理，并且之后在镀金属箱中再次进行处理，例如，立即在金属化之前进行等离子体处理。
正如以上讨论的，回到多层薄膜进一步的描述中，其包含取向，任选的层，处理以及现在的保护。此外，本发明还讨论。
芯层
多层薄膜的芯层最通常是更厚的层并且提供了多层结构体的基础。在一些实施方案中并且除了芯的上述讨论，芯层实质上由非取向的、单轴取向的或双轴取向的聚合物组成，该聚合物是例如双轴取向的聚丙烯("BOPP")，双轴取向的聚酯("BOPET")，双轴取向的聚乳酸("BOPLA")以及它们的组合，并且其可以实质上不含其他组分。在选择性的实施方案中，芯还包含更少量的额外聚合物，其选自乙烯聚合物，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，弹性体，塑性体，不同类型的茂金属LLDPE(m-LLDPE)以及它们的组合。
芯层可以进一步包含烃树脂。烃树脂可以用于增强或改性弯曲模量，改进可加工性，或者改进薄膜的屏障性能。该树脂可以是与芯聚合物相容的低分子量烃。任选地，该树脂可以是氢化的。树脂可以具有小于5000，优选小于2000，最优选在500到1000范围内的数均分子量。树脂可以是天然的或合成的并且可以具有在60℃到180℃范围内的软化点。
合适的烃树脂包含但不限于石油树脂，萜烯树脂，苯乙烯树脂和环戊二烯树脂。在一些实施方案中，烃树脂选自由脂肪族烃树脂，氢化脂肪族烃树脂，脂肪族/芳香族烃树脂，氢化脂肪族芳香族烃树脂，脂环族烃树脂，氢化脂环族树脂，脂环族/芳香族烃树脂，氢化脂环族/芳香族烃树脂，氢化芳香族烃树脂，聚萜烯树脂，萜烯-苯酚树脂，松香和松香酯，氢化松香和松香酯以及它们的组合组成的组。
在芯层中这些烃树脂单独或联合使用，基于芯层的总重量，其用量优选小于20wt％，更优选在1wt％到5wt％的范围内。
正如以下进一步详细讨论的，芯层可以进一步包含一种或多种添加剂，例如乳浊剂，颜料，着色剂，空穴化试剂，增滑剂，抗氧化剂，防雾剂，抗静电剂，填料，湿气屏障添加剂，气体屏障添加剂以及它们的组合。合适的抗静电剂是ARMOSTATTM 475(由Akzo Nobel,芝加哥,Ill商购获得)。
基于芯层的总重量，空穴化试剂可以以小于30wt％，优选小于20wt％，最优选在2wt％到10wt％范围内的量存在于芯层中。
优选地，芯层中添加剂的总量最高为芯层的大约20wt％，但是一些实施方案中芯层中可以包含最高为芯层大约30wt％量的添加剂。
芯层优选具有在大约5μm到100μm范围内的厚度，更优选为大约5μm到50μm，最优选为5μm到25μm。
结合层
多层薄膜的结合层典型的用于将多层薄膜结构体的两个其他的层连接在一起，例如芯层和密封层，并且其位于这些其他层的中间。结合层可以具有与芯层相同或不同的组成。
在一些实施方案中，结合层直接与芯层的表面接触。在其他实施方案中，另一个层或另外多个层可以在芯层和结合层中间。结合层可以包含一种或多种聚合物。此外，该聚合物可以包含C2聚合物，马来酸酐改性的聚乙烯聚合物，C3聚合物，C2C3无规共聚物，C2C3C4无规三元共聚物，非均相无规共聚物，C4均聚物，C4共聚物，茂金属聚合物，丙烯-基或乙烯-基弹性体和/或塑性体，乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)聚合物，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物，极性共聚物以及它们的组合。例如，一种聚合物可以是VISTAMAXXTM等级聚合物(由ExxonMobilChemical Company,Baytown,Tex商购获得)，例如VM6100和VM3000等级。选择性的，合适的聚合物包含VERSIFYTM聚合物(由The Dow Chemical Company,Midland,Mich商购获得)，Basell CATALLOYTM树脂例如ADFLEXTM T100F，SOFTELLTM Q020F，CLYRELLTM SM1340(由荷兰Basell Polyolefins商购获得)，PB(丙烯-丁烯-1)无规共聚物，例如Basell PB 8340(由荷兰Basell Polyolefins商购获得)，Borealis BORSOFTTM SD233CF(由丹麦Borealis商购获得)，EXCEEDTM 1012CA和1018CA茂金属聚乙烯，EXACTTM5361，4049，5371，8201，4150，3132聚乙烯塑性体，EMCC 3022.32低密度聚乙烯(LDPE)(由ExxonMobil Chemical Company,Baytown,Tex商购获得)。
正如以下进一步详细讨论的，在一些实施方案中，结合层可以进一步包含一种或多种添加剂，例如乳浊剂，颜料，着色剂，空穴化试剂，增滑剂，抗氧化剂，防雾剂，抗静电剂，抗粘连剂，填料，湿气屏障添加剂，气体屏障添加剂以及它们的组合。
结合层的厚度典型地在大约0.50到25μm的范围内，优选在大约0.50μm到12μm的范围内，更优选在大约0.50μm到6μm的范围内，并且最优选在大约2.5μm到5μm的范围内。然而，在一些较薄的薄膜中，结合层的厚度可以在大约0.5μm到4μm，或者在大约0.5μm到2μm，或者在大约0.5μm到1.5μm的范围内。
密封层
在一些实施方案中，还可以存在任选的密封层。进一步的，密封层可以在芯层的一侧或两侧，并且每个密封层可以具有相同或不同的组成。此外，每个密封层都可以具有与芯相同或不同的组成。仍然在其他实施方案中，一个或多个其他的层可以在芯层和密封层中间。密封层包含当在加热的皱缩-密封机颚之间皱缩时适合用于热密封或粘合到自身的聚合物。合适的密封层包含一种或多种聚合物，包含乙烯，丙烯，丁烯，己烯，庚烯，辛烯的均聚物、共聚物以及它们的组合。此外并且选择性的，合适的密封层组合物具有等于或小于芯层熔融峰的熔融峰。更特别的，密封层可以包含至少一种选自由乙烯-丙烯-丁烯(EPB)三元共聚物，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，茂金属催化的乙烯，LLDPE，离聚体，聚乙烯弹性体，塑性体以及它们的组合组成的组的聚合物。
正如以下进一步详细讨论的，密封层还可以包含加工助剂，例如抗粘连剂，抗静电剂，增滑剂和它们的组合。
密封层的厚度典型的在大约0.10μm到7.0μm的范围内，优选在大约0.10μm到4μm的范围内，并且最优选在大约1μm到3μm的范围内。在一些薄膜的实施方案中，密封层的厚度可以为大约0.10μm到2μm，0.10μm到1μm，或0.10μm到0.50μm。在一些通常优选的薄膜实施方案中，密封层具有在大约0.5μm到2μm，0.5μm到3μm或1μm到3.5μm范围内的厚度。
在一些实施方案中，表层包含至少一种选自由聚乙烯聚合物或共聚物，聚丙烯聚合物或共聚物，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，丙烯-丁烯共聚物，乙烯-乙烯醇聚合物，聚酰胺聚合物或共聚物以及它们的组合组成的组的聚合物。优选地，聚乙烯聚合物是高密度聚乙烯(HDPE)，例如HD-6704.67(由ExxonMobil Chemical Company,Baytown,Tex商购获得)，M-6211和HDPE M-6030(由Equistar Chemical Company,休斯敦,Tex商购获得)。合适的乙烯-丙烯共聚物是Fina 8573(由Fina Oil Company,达拉斯,Tex商购获得)。优选的EPB三元共聚物包含Chisso 7510和7794(由日本Chisso Corporation商购获得)。对于涂布和印刷功能，表层可以优选包含已经表面处理的共聚物。对于镀金属或屏障性，优选可以为HDPE或EVOH聚合物，例如具有小于160℃熔融峰的那些。
正如以下进一步详细讨论的，表层还可以包含加工助剂，例如抗粘连剂，抗静电剂，增滑剂和它们的组合。
表层的厚度取决于表层的预定功能，但是其典型的在大约0.50μm到3.5μm的范围内，优选为大约0.50μm到2μm，并且在许多实施方案中其最优选为大约0.50μm到1.5μm。并且，在较薄薄膜的实施方案中，表层厚度可以在大约0.50μm到1.0μm，或0.50μm到0.75μm的范围内。
添加剂
可以存在于多层薄膜中的一个或多个层中的添加剂包含但不限于乳浊剂，颜料，着色剂，空穴化试剂，增滑剂，抗氧化剂，防雾剂，抗静电剂，抗粘连剂，填料，湿气屏障添加剂，气体屏障添加剂，气体清除剂以及它们的组合。这些添加剂以有效量使用，其取决于需要的性质而变化。
合适乳浊剂、颜料或着色剂的实例为氧化铁，炭黑，铝，二氧化钛(TiO2)，碳酸钙(CaCO3)以及它们的组合。
空穴化或空穴引发添加剂可以包含任何合适的有机或无机物质，其在双轴取向温度下与将其添加到其中的层聚合物材料不相容，以便产生不透明薄膜。合适的空穴引发颗粒的实例是PBT，尼龙，实心或中空预成型玻璃球，金属珠或球，陶瓷球，碳酸钙，滑石，白垩或它们的组合。空穴引发颗粒的平均直径典型地可以为0.1到10μm。
增滑剂可以包含高级脂肪酸酰胺，高级脂肪酸酯，蜡，硅油和金属皂。这些增滑剂可以基于将其添加于其中的层的总重量的0.1wt％到2wt％的量使用。可以使用的增滑剂的实例是芥酰胺。
用于多层薄膜的一个或多个表层中的非迁移增滑剂可以包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。这种非迁移增滑剂可以具有在大约0.5μm到8μm，或1μm到5μm，或2μm到4μm范围内的平均颗粒尺寸，这取决于层的厚度和期望的增滑性。替代地，非迁移增滑剂，例如PMMA中颗粒的尺寸可以是包含增滑剂的表层厚度的大于20％，或者表层厚度的大于40％，或者表层厚度的大于50％。这种非迁移增滑剂的颗粒尺寸还可以比表层厚度大至少10％，或者比表层厚度大至少20％，或者比表层厚度大至少40％。设想通常球形，颗粒状非迁移增滑剂，其包含PMMA树脂，例如EPOSTARTM(由日本Nippon Shokubai Co.,Ltd.商购获得)。其他商购来源的合适的物质还已知是存在的。非迁移表示这些颗粒一般不会在薄膜的层中以迁移增滑剂的方式改变位置。也设想常规聚二烷基硅氧烷，例如具有10000到2000000厘沲的硅油或树胶添加剂。
合适的抗氧化剂可以包含酚类抗氧化剂，例如1010(由瑞士Ciba-Geigy Company商购获得)。基于将其添加到其中的层的总重量，这种抗氧化剂通常以0.1wt％到2wt％范围内的量使用。
抗静电剂可以包含碱金属磺酸盐，聚醚改性的聚二有机硅氧烷，聚烷基苯基硅氧烷以及叔胺。基于层的总重量，这些抗氧化剂以大约0.05wt％到3wt％范围内的量使用。
合适的抗粘连剂的实例可以包含基于二氧化硅的产品，例如44(由Grace Davison Products,Colombia,Md商购获得)，PMMA颗粒例如EPOSTARTM(由日本NipponShokubai Co.,Ltd.商购获得)，或者是聚硅氧烷例如TOSPEARLTM(由GE Bayer Silicones,Wilton,Conn商购获得)。基于将其添加于其中的层的重量以最高大约3000ppm的有效量包含这种抗粘连剂。
有用的填料可以包含精细研磨的无机固体物质，例如二氧化硅，煅烧二氧化硅，硅藻土，碳酸钙，硅酸钙，硅酸铝，高岭土，滑石，膨润土，粘土和纸浆。
合适的湿气和气体屏障添加剂可以包含有效量的低分子量树脂，烃树脂，特别是石油树脂，苯乙烯树脂，环戊二烯树脂和萜烯树脂。
任选的，一个或多个表层可以与蜡混合或者用含蜡的涂层涂覆，基于润滑的目的，基于表层的总重量，其量在2wt％到15wt％的范围内。设想用于热塑性薄膜中的任何常规蜡，例如但不限于CarnaubaTM蜡(由Michelman Corporation，Cincinnati,Ohio商购获得)。
取向
实施方案包含多层薄膜可能的单轴取向或双轴取向。在挤出方向上取向已知为纵向(MD)取向。在垂直于挤出方向上取向已知为横向方向(TD)取向。可以通过首先在MD方向上拉伸或牵引然后在TD方向上取向而实现取向。吹制薄膜或流延薄膜还可以通过在薄膜挤出工艺之后的拉幅机取向，再次在一个或两个方向上而进行取向。取向可以是顺序的或同时的，这取决于期望的薄膜特性。优选的取向比通常是纵向上挤出宽度的大约3倍到大约6倍，并且是横向方向上挤出宽度的大约4倍到大约10倍。典型的商业取向加工是拉幅机工艺，吹制薄膜以及LISIM技术。
表面处理
多层薄膜的一个或两个外表面以及特别的，还有密封层可以进行表面处理以增加表面能使得薄膜易于接受金属化、涂层，印刷油墨，粘合剂和/或层压。该表面处理可以根据现有技术中已知的任一种方法进行，包含电晕放电，火焰处理，等离子体处理，化学处理，或通过极化火焰的手段进行处理。
金属化
多层薄膜可以是涂底漆的，涂覆的和然后金属化的。例如，表层的外表面(即背离芯的侧面)，其与密封层相比其在芯相对的一侧上，可以在任选的处理后进行金属化。金属化可以通过常规的方法进行，例如通过沉积金属层例如铝，铜，银，铬或它们的混合物进行真空金属化。
底漆
底漆材料是现有技术已知的和包括例如环氧材料，聚(乙烯亚胺)(PEI)和聚氨酯材料。美国专利No.3,753,769、美国专利No.4,058,645和美国专利No.4,439,493公开了这些底漆的用途和应用，它们各自通过参考并入本发明。底漆提供了全面的粘合活性表面以便对后续施用的涂料组合物具有彻底且安全的粘合，并且其通过常规的溶液涂覆手段例如通过辊施加而施加到薄膜。
涂层组合物可以是水基乳液，其可以使用一种或多种表面活性剂以便分散并且稳定涂层组合物包含的聚合物和添加剂。该涂层组合物可以作为溶液施加到薄膜，其可以使用有机溶剂例如醇，酮，酯和类似溶剂制备。优选涂层组合物可以通过任何方便的方式施加到处理过的表面，例如通过凹版涂覆，辊涂，浸渍，喷雾和类似方法。过量的水性溶液可以通过压辊、刮刀和类似的方法除去。
取向
本发明公开的薄膜其特征还在于在某些实施方案中其是双轴取向的。薄膜可以通过现有技术中已知的任何合适的技术，例如扩幅或吹制工艺，LISIMTM以及其他技术制备。此外，作业条件，温度设定，线速度等将取决于使用设备的类型和尺寸而变化。尽管如此，本发明一般情况下描述的是一种制备通过本发明说明书所描述的薄膜。在特别的实施方案中，将该薄膜成型并且使用扩幅的方法进行双轴取向。在扩幅工艺中可以实现大于100m/min到400m/min或更高的线速度，以及大于2000kg/hr到4000kg/hr或更高的输出。在扩幅工艺中，将不同材料的片材/薄膜熔融共混并且，例如通过3、4、5、7-层挤出模头共挤出为期望的薄膜结构体。直径在100mm到300或400mm范围内且长度与直径比在10/1到50/1范围内的挤出机可以用于将熔化的层材料熔融共混，然后熔融的物流计量加入到具有在0.5或1到上限为3或4或5或6mm范围内模头缝隙的模头中。之后使用空气、水或二者冷却挤出的薄膜。典型地，部分淹没在水浴中的单一大直径辊，或者设定为20或30到40或50或60或70℃的两个大冷却辊是合适的冷却设施。随着薄膜挤出，空气刀和切边销用于提供熔体和冷却辊之间紧密的接触。
在扩幅工艺的这个实施方案中第一冷却步骤的下游，将未取向的薄膜在一个实施方案中通过任何合适的设施，例如加热的S-包装辊再次加热到80到100或120或150℃的温度，并且之后在紧密配置的差速辊之间穿过以获得纵向上的取向。本领域技术人员应当理解的是这一温度范围可以取决于设备而变化，并且特别的，其取决于构成该薄膜的组合物的特性和组成。理想地，温度降低于融化薄膜的温度，但是其应当足够高以促进纵向上的取向加工。本发明所涉及的温度指的是薄膜温度本身。例如可以通过使用红外光谱测量薄膜温度，在薄膜进行处理时将电源对准它；本领域技术人员能够理解的是对于透明薄膜，测量实际的薄膜温度将是不实际的。用于薄膜线的加热手段可以设定为任何合适的加热水平，这取决于设备，以获得规定的薄膜温度。
将变长和变薄的薄膜穿过生产线的扩幅工段用于TD取向。在这一点上，通过连续产线上的机械夹子抓住片材边缘并且将其拉动进入长的、精细控制的热空气烘箱中进行预热步骤。在预热步骤中薄膜温度在100或110到150或170或180℃的范围内。再一次，该温度将低于融化薄膜的温度，但是其足够高以促进横向方向上的取向步骤。这之后，通过连续生产线上的机械夹子夹住片材边缘并且将其拉动进入长的、精细控制的热空气烘箱中进行横向拉伸。当拉幅机链偏离以横向方向上拉伸薄膜所需的数量时，将加工温度相对于预热温度下降至少2℃，但是典型地不超过20℃以保持薄膜温度使其不会融化薄膜。在拉伸以获得薄膜的横向取向之后，将薄膜在低于熔点的温度下退火，并且之后将薄膜冷却到低于拉伸温度5到10或15或20或30或40℃下，在边缘修整前释放夹子，然后可以进行任选的电晕，印刷和/或其他处理，之后是卷绕。
因此通过如下步骤实现TD取向：预热已经纵向取向的薄膜，然后在低于薄膜熔点的温度下拉伸和退火，并且之后在仍然更低的温度下的冷却步骤。在一个实施方案中，本发明所述的薄膜通过如下方式形成：通过首先预热薄膜的工艺施加横向取向，之后相对于预热温度降低工艺温度在从2或3到5到10或15或20℃的范围内同时进行薄膜的横向取向，然后相对于熔点温度降低温度在从5℃到10或15或20或30或40℃的范围内，保持或略有降低(大于5％)拉伸的量以允许薄膜退火。后面的步骤赋予本发明所述的薄膜的低TD收缩特性。因此，例如在预热温度为120℃的情况下，拉伸温度可以是114℃，并且冷却步骤可以是98℃，或本申请公开范围内的任何温度。该步骤进行足够长的时间以便根据本领域技术人员理解的那样影响期望的薄膜性质。
因此，在某些实施方案中，本发明所述的薄膜是双轴取向的，且具有至少5或6或7或8倍的TD取向和至少2或3或4倍的MD取向。在这样形成的情况下，至少三个层(一个芯层，两个表层，18-21μm厚度)在某些实施方案中在TD中具有在100或110到80或90或200MPa范围内的极限拉伸强度；并且在其他实施方案中在MD中具有在30或40到150或130MPa范围内的极限拉伸强度。此外，本发明所述的SCS薄膜在某些实施方案中具有大于10或15g的MD埃尔门多夫撕裂强度，并且在其他实施方案中具有大于15或20g的TD埃尔门多夫撕裂强度。
虽然前述内容涉及本发明公开的示例性实施方案，但是也可以设计其他的或进一步的实施方案而并不背离本发明的基本乏味，其中公开的应用、组合物、结构体、标签的范围等等均通过至少一篇后续提交的、非在先专利申请的一个或多个权利要求进行限定。

Claims (20)

1.一种薄膜，其包含：
多层基础薄膜，该多层基础薄膜包含芯和施加到多层薄膜至少一个外表面上的至少一个可印刷涂层；以及
该至少一个可印刷涂层包含丙烯酸类-基聚合物，
其中该至少一个可印刷涂层具有在0.1g/m2到0.9g/m2范围内的干燥涂层重量并且具有至少9的pH值，
其中该薄膜符合欧洲用于食品接触包装和标签的法规。
2.权利要求1的薄膜，进一步在至少一个可印刷涂层中包含粘合促进剂。
3.权利要求2的薄膜，其中粘合促进剂包含甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯。
4.权利要求1的薄膜，其中甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯构成至少一个可印刷涂层的1到5重量％。
5.权利要求1的薄膜，进一步包含与至少一个可印刷涂层相邻的底漆层。
6.权利要求1的薄膜，其中将油墨施加到至少一个可印刷涂层，并且当油墨是黑色时该至少一个可印刷涂层具有至少80％的油墨粘合性。
7.权利要求1的薄膜，其中将油墨施加到至少一个可印刷涂层，并且当油墨是青色、黄色、品红色或白色时该至少一个可印刷涂层具有至少90％的油墨粘合性。
8.权利要求1的薄膜，进一步包含位于多层薄膜外表面上的粘合剂层，其与具有至少一个可印刷涂层的至少一个外表面相对。
9.权利要求1的薄膜，进一步在至少一个可印刷涂层中包含抗粘连剂，由此使得粘连值小于15g/25mm。
10.权利要求1的薄膜，其中当手动将片材分离的时候，薄膜并不表现出撕裂。
11.权利要求1的薄膜，其中在38℃和90％相对湿度下储存一周后以400m/min解开时，薄膜卷表现出不显著的粘连。
12.权利要求1的薄膜，其中当多层基础薄膜是透明的多层基础薄膜时将薄膜放置在80℃的水中30分钟后其雾度增加1％或更少。
13.权利要求1的薄膜，其中该范围为0.1g/m2到0.5g/m2。
14.权利要求1的薄膜，进一步在多层薄膜中包含芯或至少一个结合层，该多层薄膜是处理过的层。
15.权利要求1的薄膜，进一步在至少一个可印刷涂层中包含抗粘连剂。
16.权利要求1的薄膜，其中芯任选为透明的或白色不透明的。
17.权利要求1的薄膜，其中多层薄膜包含一个或多个结合层。
18.权利要求1的薄膜，其中多层薄膜包含一个或多个密封层。
19.权利要求1的薄膜，其中多层薄膜进一步在多层薄膜的一个或多个层中包含一种或多种添加剂。
20.权利要求1中的多层薄膜在包装、标牌、袋装或标签应用中的用途。
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