CN112969754A - 屏障膜组合物 - Google Patents
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Abstract
由包含1)两种高密度聚乙烯HDPE共混组分的共混物、2)甘油锌和3)分散助剂/增效剂的组合物制备屏障膜。两种高密度聚乙烯共混组分的熔体指数大不相同。甘油锌难以正确混合到此HDPE共混物中。分散助剂/增效剂的使用将改善聚乙烯膜的水蒸气透过率(WVTR)(与在不存在分散助剂/增效剂的情况下用甘油锌制得的屏障膜相比)。所得屏障膜适合于制备干食品如薄脆饼干和早餐谷物的包装。
Description
技术领域
本发明涉及由至少两种高密度聚乙烯(hdpe)树脂的共混物、甘油锌和分散助剂/增效剂制备的屏障膜。所述膜用于制备干食品如薄脆饼干和早餐谷物的包装。
背景技术
聚乙烯可分为两个大类，即“无规” (其通过在以非常高的乙烯压力的使用为特征的聚合条件下由自由基引发进行商业制备)和“线形” (其使用过渡金属催化剂如“齐格勒纳塔”催化剂或“铬”催化剂或者单位点催化剂或“茂金属催化剂”进行商业制备)。
市售的大多数“无规”聚乙烯为均聚物聚乙烯。这种类型的聚乙烯也被称为“高压低密度聚乙烯”，因为无规聚合物结构会产生较低的聚合物密度。相反，市售的大多数“线形”聚乙烯是乙烯与至少一种α-烯烃(尤其是丁烯、己烯或辛烯)的共聚物。线形聚乙烯中共聚单体的掺入将降低所得共聚物的密度。例如，线形乙烯均聚物通常具有非常高的密度(通常大于0.955克每立方厘米(g/cc))-但少量共聚单体的掺入会导致所谓的“高密度聚乙烯”(或“hdpe”-密度通常大于0.935g/cc)的产生，而更多共聚单体的掺入会产生所谓的“线形低密度聚乙烯” (或“lldpe”-密度通常为约0.905g/cc至0.935g/cc)。
一些塑料膜由hdpe制成。一种特定类型的hdpe膜被用于制备具有“屏障性质”的食品包装，即该膜充当水蒸气透过的“屏障”。这种所谓的“屏障膜”被用于制备早餐谷物、薄脆饼干和其他干食品的包装(或纸板包装的衬里)。
最近已发现，通过添加成核剂可改善hdpe膜的屏障性质。
我们现已发现，可使用1) 两种熔体指数彼此大不相同的hdpe树脂的共混物；2)甘油锌；和3) 分散助剂/增效剂产生具有优异的屏障性质的HDPE膜。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供了：
I) 甘油锌；
II) 高密度聚乙烯共混物组合物，其包含：
II-i) 5至60重量%具有高熔体指数I2的至少一种高密度聚乙烯共混组分a)；和
II-ii) 95至40重量%具有低熔体指数I2’的至少一种高密度聚乙烯共混组分b)，其中：
a) 所述有机屏障成核剂以基于所述高密度共混物组合物的重量计100至3000ppm的量添加；
b) 所述共混组分a)和共混组分b)各自的密度为0.950至0.975g/cc；
c) 所述共混物组合物的熔体指数I2为0.5至10克/10分钟；和
d) 由所述共混组分a)的I2值除以所述共混组分b)的I2’值所得到的I2比率大于10/1；和
III) 增效剂。
在一个实施方案中，分散助剂包含脂肪酸的钙盐或锌盐(例如，硬脂酸钙或硬脂酸锌)或这些盐的混合物。在另一个实施方案中，本发明提供了一种制备用于食品包装的屏障膜的方法，所述方法包括组合物的膜挤出，所述组合物包含：
I) 甘油锌；
II) 高密度聚乙烯共混物组合物，其包含：
II-i) 5至60重量%具有高熔体指数I2的至少一种高密度聚乙烯共混组分a)；和
II-ii) 95至40重量%具有低熔体指数I2’的至少一种高密度聚乙烯共混组分b)，其中：
a) 所述甘油锌以基于所述高密度聚乙烯共混物组合物的重量计100至3000ppm的量添加；
b) 所述共混组分a)和共混组分b)各自的密度为0.950至0.975g/cc；
c) 所述高密度聚乙烯共混物组合物的熔体指数I2为0.5至10克/10分钟；和
d) 由所述共混组分a)的I2值除以所述共混组分b)的I2’值所得到的I2比率大于10/1；和
III) 增效剂，其中所述增效剂包含至少一种金属脂肪酸盐，所述金属选自钙和锌。
在另一个实施方案中，通过该方法制备的膜的WVTR比在不存在增效剂的情况下制备的对照膜的WVTR低15至40%。
具体实施方式
屏障膜和食品包装
塑料膜被广泛地用作食品的包装材料。包括多层膜的柔性膜被用于制备袋子、包装物、小袋和其他热成型材料。
这些塑料膜对气体(尤其是氧气)和水分的渗透性是在设计合适的食品包装中的重要考虑因素。
由热塑性乙烯-乙烯醇(“EVOH”)共聚物制备的膜通常用作氧气屏障和/或用于耐油。然而，EVOH膜对水分的渗透性很强。
相反，聚烯烃，尤其是高密度聚乙烯，耐水分透过但相对可渗透氧气。
线形聚乙烯膜对水分的渗透性通常用“水蒸气透过率”(或“WVTR”)描述。在某些应用中，需要一些蒸气透过，例如，以允许水分从容纳产品的包装中逸出。为此目的，通常的是使用可能填充了碳酸钙(以进一步增加蒸气透过)的线形低密度聚乙烯(“lldpe”)。
相反，对于容纳脆性食品如早餐谷物或薄脆饼干的包装，则希望将WVTR限制在非常低的水平以防止食品走味。为此目的，通常的是使用hdpe来制备“屏障膜”。美国专利(USP) 6,777,520 (McLeod等人)中提供了塑料膜和WVTR行为的综述。
本发明涉及由hdpe制备的“屏障膜”，即具有低WVTR的膜。从以上对EVOH膜的描述应理解，还已知制备多层屏障膜以产生耐水分和氧气的结构。多层结构还可含另外的层以提高包装质量，例如，可包括另外的层以提供抗冲击性或密封性。本领域技术人员还应理解，可使用“粘接层”来改善“结构”层之间的粘附。在这样的多层结构中，hdpe屏障层可用作内部(“芯”)层或外部(“皮”)层。
由塑料树脂制造“屏障”食品包装涉及两个基本操作。
第一个操作涉及由塑料树脂制造塑料膜。大多数“屏障膜”是通过“吹塑膜”挤出来制备的，其中塑料在挤出机中熔融，然后强制通过环形模头。来自环形模头的挤出物经受吹气，从而形成塑料气泡。多个挤出机和同心模头的使用允许通过吹塑膜方法共挤出多层结构。来自此操作的“产品”为“屏障膜”，其被收集在卷轴上并运送至食品包装的制造商。
食品包装的制造商通常将吹塑膜的卷转变成包装食品。这通常涉及三个基本步骤：
1) 形成包装；
2) 填充包装；
3) 将食品密封在成品包装中。
虽然具体细节随制造商而异，但将容易理解的是，膜需要具有物理性质的平衡以便适合于食品包装。除了低的WVTR，还希望膜能很好地“密封”并具有足够的冲击强度和刚度(或膜“模量”)以使包装易于操作。常使用多层共挤出来实现性质的这种平衡，其中3层和5层共挤出是熟知的。密封剂层可用乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)离聚物(如E.I. DuPont以商标SURLYN®出售的那些)、极低密度聚乙烯(密度小于0.910克每立方厘米的聚乙烯共聚物)和具有少量聚丁烯的共混物来制备。已知在共挤出的两个“皮”层中或仅一个皮层中使用密封剂组合物。
HDPE共混组分和总组合物
本发明的屏障膜中使用的塑料为高密度聚乙烯(hdpe)。具体而言，如通过ASTM D1505所测定，hdpe必须具有至少0.950克每立方厘米(“g/cc”)的密度。优选的hdpe具有大于0.955g/cc的密度，最优选的hdpe为乙烯的均聚物。
共混组分
共混组分a)
本发明中使用的聚乙烯组合物的共混组分a)包含具有相对高熔体指数的hdpe。如本文所用，术语“熔体指数”意在指通过ASTM D 1238 (当使用2.16kg荷重在190℃下进行时)获得的值。该术语在本文中也称为“I2” (以在10分钟测试期间流动的聚乙烯的克数或“克/10分钟”表示)。如本领域技术人员应认识的，熔体指数I2通常与分子量成反比。因此，与共混组分b)相比，本发明的共混组分a)具有相对高的熔体指数(或可替代地说，相对低的分子量)。
共混组分a)的I2的绝对值优选大于5克/10分钟。然而，共混组分a)的I2的“相对值”很关键，其必须为共混组分b)的I2值[共混组分b)的I2值在本文中称为I2’]的至少10倍。因此，就说明的目的而言：如果共混组分b)的I2’值为1克/10分钟，则共混组分a)的I2值必须为至少10克/10分钟。
共混组分a)的特征还在于：
i) 密度——其密度必须为0.950至0.975g/cc；和
ii) 占总聚乙烯组合物的重量%——其必须以总hdpe组合物(其中共混组分b)形成总聚乙烯的余量)的5至60重量%的量存在，优选以10至40重量%、尤其是20至40重量%的量存在。可允许使用超过一种高密度聚乙烯来形成共混组分a)。
组分a)的分子量分布[其由重均分子量(Mw)除以数均分子量(Mn)来确定，其中Mw和Mn通过凝胶渗透色谱法根据ASTM D 6474-99测定]优选为2至20，尤其是2至4。虽然不希望受理论的束缚，但据信组分a)的低Mw/Mn值(2至4)可改善根据本发明的方法制备的吹塑膜的成核率和总体屏障性能。
共混组分b)
共混组分b)也是高密度聚乙烯，其密度为0.950至0.970g/cc (优选0.955至0.965g/cc)。
共混组分b)的熔体指数也通过ASTM D 1238在190℃下使用2.16kg载荷测定。共混组分b)的熔体指数值(在本文中称为I2’)低于共混组分a)的，表明共混组分b)具有相对高的分子量。I2’的绝对值优选为0.1至2克/10分钟。
组分b)的分子量分布(Mw/Mn)对于本发明的成功不是关键性的，但对于组分b)来说优选2至4的Mw/Mn。
如上所述，组分b)的熔体指数除以组分a)的熔体指数的比率必须大于10/1。
共混组分b)也可含有超过一种hdpe树脂。例如，共混组分b)可含有少量(基于总HDPE组合物计小于5重量%、尤其是小于3重量%)的分子量Mw为250,000至2,000,000的HDPE。
总HDPE组合物
通过将共混组分a)与共混组分b)共混在一起来形成本发明中使用的总高密度共混物组合物。该总hdpe组合物的熔体指数(ASTM D 1238，在190℃和2.16kg载荷下测量)必须为0.5至10克/10分钟(优选0.8至8克/10分钟)。
共混物可通过任何共混方法制得，如：1) 颗粒状树脂的物理共混；2) 将不同的hdpe树脂共进料到共用的挤出机中；3) 熔体混合(在任何常规的聚合物混合装置中)；4)溶液共混；或5) 采用2个或更多个反应器的聚合方法。
一种优选的hdpe共混物组合物通过在挤出机中熔体共混以下两种共混组分来制备：
10至30重量%的组分a)：其中组分a)为熔体指数I2为15-30克/10分钟且密度为0.950至0.960g/cc的常规hdpe树脂，与
90至70重量%的组分b)：其中组分b)为熔体指数I2为0.8至2克/10分钟且密度为0.955至0.965g/cc的常规hdpe树脂。
适合于组分a)的可购得hdpe树脂的一个实例以商标SCLAIR® 79F出售，其为通过利用常规齐格勒纳塔催化剂的乙烯均聚制备的hdpe树脂。其典型的熔体指数为18克/10分钟，典型的密度为0.963g/cc，并且典型的分子量分布为约2.7。
适合于共混组分b)的可购得hdpe树脂的实例包括(括号中示出了典型的熔体指数和密度值)：
SCLAIR® 19G (熔体指数 = 1.2克/10分钟, 密度 = 0.962 g/cc)；
MARFLEX® 9659 (可得自Chevron Phillips, 熔体指数 = 1克/10分钟, 密度 =0.962g/cc)；和
ALATHON® L 5885 (可得自Equistar, 熔体指数 = 0.9克/10分钟, 密度 =0.958g/cc)。
一种高度优选的HDPE共混物组合物通过溶液聚合方法使用在不同聚合条件下运行的两个反应器制备。这将提供hdpe共混组分的均匀、原位共混物。在公开的美国专利申请20060047078 (Swabey等人)中描述了该方法的一个实例，此专利申请的公开内容通过引用并入本文。总HDPE共混物组合物优选具有3至20、尤其是6至12的MWD (Mw/Mn)和10,000至40,000的Mw。
甘油锌
甘油锌(CAS登录号16754-68-0)可以商标IRGASTAB® NA-287自BASF购得。在一个实施方案中，其以基于HDPE共混物组合物的总重量计100至3000ppm、尤其是200至2000ppm的量使用。
分散助剂/增效剂
本发明的HDPE共混物组合物必须含两种共混组分，两种共混组分具有非常不同的分子量(如由共混组分之一的熔体指数I2高达另一共混组分的熔体指数的至少10倍的要求所证明)。
我们已观察到难以将甘油锌均匀地分散到该HDPE共混物组合物中。
我们还已观察到，硬脂酸钙或硬脂酸锌的使用将改善由本发明的HDPE共混物组合物和甘油锌制得的膜的WVTR (与用甘油锌制得但既没有硬脂酸钙也没有硬脂酸锌的“对照膜”相比)。就我们从未观察到硬脂酸钙或硬脂酸锌(它们本身)改善HDPE膜的WVTR而言，这是一种协同效应。不希望受理论的束缚，我们认为硬脂酸钙和/或硬脂酸锌将改善甘油锌的分散。在一个实施方案中，与在无增效剂(但具有相同的HDPE共混物组合物和甘油锌)的情况下制成的对照膜相比，增效剂将把膜的WVTR改善/降低15至40%。
硬脂酸钙和硬脂酸锌的组成
“硬脂酸锌”和“硬脂酸钙”是常用术语，其可能暗示这些产品是“纯的”或单一分子。然而，如本领域技术人员将认识到的，用于(商业上)制备这些产品的脂肪酸通常源自动物和/或植物材料，所述动物和/或植物材料通常含有各种脂肪酸的混合物，其中大多数通常含有16至18个碳原子。
因此，为了更高的确定性起见，如本文所用，术语“硬脂酸锌”和“硬脂酸钙”不旨在局限于单一/纯的分子。相反，这些术语还旨在描述可购得的硬脂酸锌和硬脂酸钙产品，它们为脂肪酸的混合物的锌盐(或钙盐)。
使用硬脂酸锌和硬脂酸钙的组合作为增效剂也在本发明的范围内。
增效剂的量
我们的实验表明存在增效剂的最佳水平，即，观察到太多或太少都将提供本发明的HDPE共混物的欠佳成核。虽然不希望受理论的束缚，但我们认为这提供了协同作用的进一步证据(就“太多”硬脂酸盐会产生次佳成核而言)。因此，在一个实施方案中，增效剂的量为甘油锌的重量的20至90重量%、尤其是30至70重量%。因此，例如，按重量计百万分之1000(1000ppm)的甘油锌(基于HDPE组合物的总重量计)的使用可伴随着200至900 (尤其是300至700) ppm的金属硬脂酸盐。
母料
在一个实施方案中，“母料”通过将HDPE组合物、甘油锌和增效剂熔体混合成如下的母料来制备，所述母料包含：2至30重量%的甘油锌，(硬脂酸盐)增效剂，基于(硬脂酸盐)增效剂的重量计，重量比为1/3至1/1，且余量包含HDPE组合物。该母料提供了部分混合、但仍相对“浓缩”形式的甘油锌和增效剂。然后将母料与更多的量的HDPE组合物熔体混合(通常在挤出机中)以产生含100至2000ppm的甘油锌的成品HDPE屏障组合物。
这种类型的母料技术的使用通常是本领域技术人员已知的，并有时被用来改善添加剂在聚合物组合物中的分散/混合。例如，美国专利号7,491,762 (Wolters等人) 教导了使用含聚烯烃、六氢邻苯二甲酸的金属盐(成核剂)、亲水性二氧化硅、水滑石和硬脂酸锌的母料，将成核剂分散在聚乙烯中。
其他添加剂
hdpe还可含有其他常规添加剂，尤其是(1)主要的抗氧化剂(如受阻酚，包括维生素E)；(2)次要的抗氧化剂(尤其是亚磷酸酯和亚膦酸酯)；和(3)加工助剂(尤其是含氟弹性体和/或聚乙二醇键合的加工助剂)。
膜挤出方法
吹塑膜方法
挤出吹塑膜方法是制备塑料膜的熟知方法。该方法采用挤出机，所述挤出机加热、熔融和运送熔融的塑料并迫使其通过环形模头。典型的挤出温度为330至500℉，尤其是350至460℉。
聚乙烯膜由模头牵拉，形成为管形，并最终通过一对牵拉辊或夹辊。然后从心轴引入内部压缩空气，使管直径增大，从而形成期望尺寸的“气泡”。因此，吹塑膜在两个方向上拉伸，即在气泡的轴向上(通过使用使该气泡的直径膨胀的强制空气)和纵向上(通过将气泡拉过机器的卷绕元件的作用)。也在气泡圆周周围引入外部空气来在熔体离开模头时冷却熔体。通过向气泡中引入或多或少的内部空气从而增大或减小气泡尺寸来改变膜宽度。膜厚度主要通过增大或减小牵拉辊或夹辊的速度来控制垂伸速率(draw-down rate)而得到控制。
然后气泡在通过牵拉辊或夹辊后立即坍塌成膜的两个双层。冷却的膜然后可通过切割或密封进一步加工以产生各种消费品。虽然不希望受理论的束缚，但制造吹塑膜的领域中的技术人员公认的是，成品膜的物理性质受聚乙烯的分子结构和加工条件两者的影响。例如，认为加工条件会影响分子取向程度(在纵向和轴向或横向二者上)。
对于与本发明相关的关键性质(例如，落镖冲击强度、纵向和横向撕裂性质)，通常认为“纵向”(“MD”)与“横向”(“TD”，其垂直于MD)分子取向的平衡是最合乎需要的。
因此认识到，对“气泡”的这些拉伸力可影响成品膜的物理性质。特别地，已知“吹胀比” (即，吹塑气泡的直径与环形模头的直径之比)可对成品膜的落镖冲击强度和撕裂强度具有显著影响。
上面的描述涉及的是单层膜的制备。多层膜可通过以下方法制备：1) “共挤出”方法，该方法允许向环形模头引入不止一个熔融聚合物流，从而产生多层薄膜膜；或2) 层合方法，其中将膜层层合在一起。本发明的膜优选使用上述吹塑膜方法制备。
一种替代的方法是所谓的流延膜方法，其中将聚乙烯在挤出机中熔融，然后强制通过线性狭缝模头，从而“流延”薄的平膜。流延膜的挤出温度通常比吹塑膜方法(通常操作温度为450至550℉)中使用的温度高一些。通常，流延膜比吹塑膜更快地冷却(淬火)。
以下实施例中提供了更多细节。
实施例
根据所公开的美国专利申请20060047078 (Swabey等人)的公开内容，以双反应器溶液聚合方法制备在这些实施例中使用的HDPE共混物组合物。HDPE共混物组合物的熔体指数I2为1.2克/10分钟，密度为0.967g/cc，分子量分布Mw/Mn为8.9。HDPE共混物组合物具有两个不同的部分，这些部分随分子量而异。低分子量部分(或组分a))占总组合物的约55重量%并且熔体指数I2估计高于5000克/10分钟。高分子量部分占总组合物的约45重量%并且熔体指数估计低于0.1克/10分钟。
如上所述，熔体指数(I2)通常与聚乙烯树脂的分子量成反比。对于具有窄分子量分布(小于3)的均聚物hdpe树脂，这通过制备log(I2)对log(重均分子量Mw)的绘图而得到确认。为了制备该绘图，测量了超过15种不同的均聚物hdpe树脂的熔体指数(I2)和重均分子量Mw)。这些均聚物hdpe树脂具有窄的分子量分布(小于3)但具有不同的Mw——从约30,000到150,000不等。(如本领域技术人员应理解的，对于分子量在该范围之外的聚乙烯树脂，将难以获得可再现的I2值)。
使用这些I2和Mw值的log/log绘图来计算这样的均聚物hdpe树脂的I2与Mw之间的以下关系：
I2 = (1.774 x 10-19) x (Mw -3.86)。
使用外推法(基于上述关系)来估计HDPE树脂的组分a)和组分b)的I2值。即，测量组分a)和组分b)的分子量，并使用Mw值来估计I2值。本领域技术人员应理解，可能难以物理共混这些hdpe共混组分(由于这些hdpe共混组分的粘度非常不同)。因此，溶液共混或原位共混(即，通过聚合方法制备)是制备这样的HDPE共混物组合物的优选方法。
水蒸气透过率(“WVTR”)，以在指定的膜厚度(密耳)下每100平方英寸膜每天透过的水蒸气的克数、或g/100 in2/天)表示，根据ASTM F1249-90用Modern Controls Inc.开发的MOCON PERMATRON®在100℉ (37.8℃)和100%相对湿度的条件下测量。
实施例1 - 筛选研究
虽然不希望受理论的束缚，但据信一些成核剂会通过改变膜中HDPE的晶体结构来改善由HDPE树脂制成的膜的WVTR。因此，进行了筛选研究来研究添加各种水平的硬脂酸锌对也含甘油锌的HDPE共混物组合物的峰值熔点(Tm)的影响。峰值熔点被认为是HDPE树脂组合物的结晶部分的成核类型/水平的指示。结果示于表1中。
第一个对比实验(1-C)显示，HDPE共混物组合物的Tm为132.7℃，并且1000-1500ppm的甘油锌的添加实际上略微降低Tm至132.5℃ (参见对比实验2-C和3-C)。实验4至7中示出了本发明的组合物。硬脂酸锌与甘油锌的组合显示出将Tm提高到132.9至133.1℃之间。当使用1500ppm的甘油锌和500ppm的硬脂酸锌时，观察到了表1中示出的最佳结果(实验6，Tm = 133.1)。有趣的是，当硬脂酸锌水平增至1000ppm (同时将甘油锌水平保持在1500ppm)时，Tm实际上有所降低——Tm降至132.9℃ (但这仍然比在对比实验3-C中单独使用1500ppm的甘油锌所观察到的Tm要好)。使用常规的差示扫描量热(DSC)仪器进行Tm测量。
使用特定的DSC仪器或特定的测试方法来测量Tm并不是特别重要的(前提条件是对所有样品使用相同的仪器和测试方法)。这是因为我们相信测得的Tm值的相对差异有助于在此筛选测试中对组合物排名。
在表1和其余的表中，“ZnSt”指的是硬脂酸锌而“Zn Gly”指的是甘油锌。
表1
实施例2
吹塑膜研究
在Macro Engineering制造的常规吹塑膜生产线上将表2中示出的配方转化为吹塑膜。挤出机配备有具有35密耳模头间隙的环形模头。该生产线使用以下条件(示出了“目标点”)运行：
1) 质量流率 = 40磅/小时(18.2千克/小时)；
2) 吹胀比 (BUR) = 2/1；
3) 膜厚度 = 1.5密耳；
4) 霜冻线高度(FLH) = 7英寸(15.4厘米)。
膜的WVTR根据ASTM F1249-90测量。
使用相同的HDPE共混物组合物但在既不含甘油锌也不含硬脂酸锌的情况下在该吹塑膜生产线上制备对照膜(表2中未示出)，在1.5密耳的膜厚度下观察到的WVTR为约0.16g/100平方英寸/天。
如表2中所示，1600ppm甘油锌的添加(在不存在硬脂酸锌的情况下)提供了一些改善，测得膜的WVTR为0.118g/100平方英寸/天(实验2.1-C)。
本发明的膜2.2i的WVTR为0.0821g/100平方英寸/天，与在无增效剂的情况下制得的对照膜(2.2 c)相比进一步改善了0.035g，或换言之，改善/降低了30.4%。
表2
实施例3
吹塑膜研究
在Gloucester Engineering制造的更高容量吹塑膜生产线上进行第二吹塑膜研究。该生产线上的挤出机也配备有具有35密耳环形间隙的模头。该生产线使用以下条件(示出了“目标点”)运行：
1) 质量流率 = 100磅/小时(45.5千克/小时)；
2) 吹胀比 (BUR) = 2/1；
3) 膜厚度 = 1.5密耳；
4) 霜冻线高度(FLH) = 14英寸(35.6厘米)。
本研究中制备了两种本发明的膜，一种具有硬脂酸锌，另一种具有硬脂酸钙。膜的实际膜厚度高于目标点(并高于第一个实施例中膜的厚度)并且WVTR值也更好——参见表3。
表3
工业实用性
通过使用分散增效剂作为成核剂，可增强由成核的高密度聚乙烯制成的膜的屏障性能。屏障膜适合于制备干食品如谷物或薄脆饼干的包装。
Claims (16)
1.一种屏障膜，所述屏障膜包含至少一个挤出的聚乙烯层，其中所述至少一个挤出的聚乙烯层包含：
I) 甘油锌；
II) 高密度聚乙烯共混物组合物，所述高密度聚乙烯共混物组合物包含：
II-i) 5至60重量%具有高熔体指数I2的至少一种高密度聚乙烯共混组分a)；和
II-ii) 95至40重量%具有低熔体指数I2’的至少一种高密度聚乙烯共混组分b)，其中：
a) 所述甘油锌以基于所述高密度聚乙烯共混物组合物的重量计100至3000ppm的量存在；
b) 所述共混组分a)和共混组分b)各自的密度为0.950至0.975g/cc；
c) 所述高密度聚乙烯共混物组合物的熔体指数I2为0.5至10克/10分钟；和
d) 由所述共混组分a)的I2值除以所述共混组分b)的I2’值所得到的I2比率大于10/1；和
III) 增效剂，其中所述增效剂包含至少一种金属脂肪酸盐，所述金属选自钙和锌。
2.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述高密度聚乙烯共混物组合物包含10至40重量%的所述组分a)和90至60重量%的所述组分b)。
3.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述高密度聚乙烯共混物组合物包含20至40重量%的所述组分a)和80至60重量%的所述组分b)。
4.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述共混组分a)的特征还在于分子量分布Mw/Mn为2至4。
5.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述高密度聚乙烯共混物组合物的密度为0.955至0.965g/cc。
6.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述高密度聚乙烯共混物组合物的熔体指数I2为0.8至8克/10分钟。
7.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述增效剂以所述甘油锌的重量的20至90重量%的量存在。
8.根据权利要求7所述的屏障膜，其中所述甘油锌以基于所述高密度共混物组合物的重量计200至2000ppm的量存在。
9.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述高密度共混物组合物的分子量分布Mw/Mn为6至12。
10.根据权利要求1所述的屏障膜，其中所述增效剂包含硬脂酸锌。
11.一种制备用于食品包装的屏障膜的方法，所述方法包括组合物的膜挤出，所述组合物包含：
I) 甘油锌；
II) 高密度聚乙烯共混物组合物，所述高密度聚乙烯共混物组合物包含：
II-i) 5至60重量%具有高熔体指数I2的至少一种高密度聚乙烯共混组分a)；和
II-ii) 95至40重量%具有低熔体指数I2’的至少一种高密度聚乙烯共混组分b)，其中：
a) 所述甘油锌以基于所述高密度聚乙烯共混物组合物的重量计100至3000ppm的量添加；
b) 所述共混组分a)和共混组分b)各自的密度为0.950至0.975g/cc；
c) 所述高密度聚乙烯共混物组合物的熔体指数I2为0.5至10克/10分钟；和
d) 由所述共混组分a)的I2值除以所述共混组分b)的I2’值所得到的I2比率大于10/1；和
III) 增效剂，其中所述增效剂包含至少一种金属脂肪酸盐，所述金属选自钙和锌。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述高密度聚乙烯共混物组合物包含10至40重量%的所述组分a)和90至60重量%的所述组分b)。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述共混组分a)的特征还在于分子量分布Mw/Mn为2至4。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述分散助剂包含至少一种金属脂肪酸盐，所述金属选自钙和锌。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在1.5/1至4/1的吹胀比下进行。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述屏障膜的水蒸气透过率比在不存在所述增效剂的情况下制得的对照膜的水蒸气透过率低15至40%。
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