CN1693064A - 双轴取向多层聚丙烯薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双轴取向多层聚丙烯薄膜,它具有包括含97至99.97重量%的丙烯聚合物(A)和0.03至3重量%的表面活性剂(B)的聚丙烯树脂组合物的基底层,以及还具有在该层的至少一侧上的包括含30至80重量%熔点为150至170℃的丙烯聚合物(C)和20至70重量%的熔点为120至149℃并且包含1至14摩尔%的乙烯和/或α-烯烃的聚丙烯基无规共聚物(D)的聚丙烯树脂组合物的层。
Description
技术领域
本发明涉及双轴取向多层聚丙烯薄膜。更具体而言,本发明涉及具有非常轻微的拉伸不均匀性和具有优异的透明性、透视感、热滑动性、刚性、耐热性、抗静电性质的持久性和可印刷性。
背景技术
双轴取向聚丙烯薄膜具有广泛的各种用途如食物包装应用和织物包装应用,这是因为它们具有优异的光学特性如透明性、透视感和光泽;机械特性如拉伸强度和刚性以及防潮性的缘故。然而,双轴取向聚丙烯薄膜可能具有静电,并且会受到灰尘粘附到其表面上或者在印刷时油墨有投降的固定在其表面上的问题。作为具有改善抗静电性的双轴取向聚丙烯薄膜,已知的有如下面所示的薄膜。
日本专利申请公开(JP-A)5-104688公开了一种双轴取向复合聚丙烯薄膜,该薄膜包含含抗静电剂的密度为0.9070g/cm3的聚丙烯底层以及层压在底层的一侧或两侧上的聚丙烯层。具体地,所公开的是通过利用聚丙烯均聚物形成底层和表面层这两层并且在166℃的拉伸温度下以拉伸比为10横向拉伸中间层压材料而制备的双轴取向复合薄膜。
JP-A 5-112682(也作为USP 5331054发布)公开了一种双轴取向多层聚丙烯薄膜,它具有由聚丙烯组合物形成的表面层,该组合物包括在包含茂金属化合物和铝噁烷(alumoxane)的催化剂存在下获得的分子量分布为3或更小的丙烯聚合物,以及在齐勒型催化剂存在下获得的分子量分布为3.5至10的丙烯基无规共聚物。具体地,所公开的是一种具有由一种组合物形成的表面层的双轴取向多层聚丙烯薄膜,所述的组合物含有作为在包含茂金属化合物和铝噁烷的催化剂存在下获得的丙烯聚合物:(i)DSC图在141.0℃和135.7℃具有双峰的丙烯聚合物,(ii)DSC图在134.2℃和127.0℃具有双峰的丙烯聚合物,或者(iii)熔点为135.2℃的丙烯聚合物,薄膜通过在168℃横向拉伸中间体薄片而获得。
JP-A 10-16153公开了一种层压薄膜,它包含:双轴取向聚烯烃薄膜以及表面层,所述聚烯烃薄膜包含聚丙烯共聚物和/或具有全同立构五单元分数(pentad fraction)为0.83至0.93的丙烯-α-烯烃共聚物以及结合在其中的表面活性剂,而所述表面层包含丙烯均聚物和/或除丙烯外的α-烯烃含量为8摩尔%或更少的丙烯-α-烯烃共聚物以及含有4个或更多个碳原子的α-烯烃含量为15摩尔%或更多的聚烯烃,所述的表面层层压在聚烯烃薄膜的至少一个表面上。
JP-A 2002-248719公开了一种双轴取向多层聚丙烯薄膜,它包含在其至少一个表面上层压有表面层的基底层。该基底层包含抗静电剂和聚丙烯,而该聚丙烯具有不小于1.5重量%含量的冷二甲苯可溶部分,且具有的熔体流动速率为0.5至20g/10min,而且其中基于DSC图确定的熔点(Tm,℃)与冷二甲苯可溶部分含量(CXS,重量%)满足下式(I):
2(CXS)+152≤Tm≤2(CXS)+159 (I)。
表面层由聚丙烯形成,该聚丙烯具有不小于2重量%的冷二甲苯可溶部分含量,且具有的熔体流动速率为0.5至20g/10min,而且其中基于DSC图确定的熔点(Tm,℃)与冷二甲苯可溶部分含量(CXS,重量%)满足下式(II):
2(CXS)+148≤Tm≤2(CXS)+155 (II)
具体地,所公开的是通过使用乙烯含量为0.6重量%和熔点为158.0℃的丙烯-乙烯无规共聚物作为表面层并且在162℃的拉伸温度下横向拉伸中间体薄膜而获得的多层双轴取向聚丙烯薄膜。
发明内容
发明概述
在这样的情况下,本发明目的是提供双轴取向多层聚丙烯薄膜,它具有非常轻微的拉伸不均匀性,而且有优异的透明性、透视感、热滑动性、刚性、耐热性、抗静电性质的持久性和可印刷性。
在本发明的一个方面,提供的是一种双轴取向多层聚丙烯薄膜,它包含:包含下面所定义的聚丙烯树脂组合物(1)的基底层和包含下面所定义的聚丙烯树脂组合物(II)的层,所述包含聚丙烯树脂组合物(II)的层层压在基底层的至少一个表面上:
聚丙烯树脂组合物(I):一种包含97至99.97重量%的丙烯聚合物(A)和0.03至3重量%的表面活性剂(B)的聚丙烯树脂组合物,其中每个由重量%表示的量都是以组分(A)和(B)的总重量为基础的;
聚丙烯树脂组合物(II):一种包含30至80重量%的满足下面所定义的要求(a)的丙烯聚合物(C)和20至70重量%的满足下面所定义的要求(b)和(c)的无规共聚物(D)的聚丙烯树脂组合物,所述无规共聚物(D)选自丙烯和乙烯的无规共聚物、丙烯和α-烯烃的无规共聚物以及丙烯、乙烯和α-烯烃的无规共聚物构成的组,其中每个由重量%表示的量都是以组分(C)和(D)的总重量为基础的;
要求(a):具有的熔点为150至170℃,
要求(b):具有的熔点为120至149℃,
要求(c):具有的乙烯含量、α-烯烃含量或乙烯与α-烯烃的总含量为1至14摩尔%。
本发明成功提供了可以获得的双轴取向多层聚丙烯薄膜,该薄膜具有非常轻微的拉伸不均匀性(换句话说,几乎没有厚度不均匀性),并且有优异的透明性、透视感、热滑动性、刚性、耐热性、抗静电性质的持久性和可印刷性。
优选实施方案详述
在本发明中,聚丙烯聚合物(A)由选自聚丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物中的至少一种聚合物组成。
用作聚丙烯聚合物(A)的丙烯基无规共聚物的实例包括:由丙烯和选自乙烯和含含有4至20个碳原子的α-烯烃中的至少一种可共聚合单体构成的无规共聚物;所述无规共聚物包括由丙烯和乙烯构成的无规共聚物、由丙烯和至少一种含有4至20个碳原子的α-烯烃构成的无规共聚物以及由丙烯、乙烯和至少一种含有4至20个碳原子的α-烯烃构成的无规共聚物。
在下文中,由丙烯和乙烯构成的无规共聚物称作“丙烯-乙烯无规共聚物”。由丙烯和至少一种α-烯烃构成的无规共聚物称作“丙烯-α-烯烃无规共聚物”。由丙烯、乙烯和至少一种α-烯烃构成的无规共聚物称作“丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物”。
含有4至20个碳原子的α-烯烃的实例包括:1-丁烯、2-甲基-1-丙烯、1-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2,3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、甲基-1-己烯、二甲基-1-戊烯、乙基-1-戊烯、三甲基-1-丁烯、甲基乙基-1-丁烯、1-辛烯、甲基-1-戊烯、乙基-1-己烯、二甲基-1-己烯、丙基-1-庚烯、甲基乙基-1-庚烯、三甲基-1-戊烯、丙基-1-戊烯、二乙基-1-丁烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯和1-十二碳烯。优选1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。特别地,从取向薄膜的拉伸不均匀性的减小和取向薄膜的耐热性考虑更优选1-丁烯和1-己烯。
用作丙烯聚合物(A)的丙烯基无规共聚物的实例包括:丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物以及丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物。丙烯-α-烯烃无规共聚物的实例包括:丙烯-1-丁烯无规共聚物、丙烯-1-己烯无规共聚物和丙烯-1-辛烯无规共聚物。丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物的实例包括:丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物、丙烯-乙烯-1-己烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-辛烯无规共聚物。丙烯基无规共聚物优选包括:丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物、丙烯-1-己烯无规共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-己烯无规共聚物。从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑,还更优选丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物。从取向薄膜的耐热性考虑,特别优选丙烯-1-丁烯无规共聚物。
从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑或从取向薄膜的刚性考虑,用作丙烯聚合物(A)的丙烯-乙烯无规共聚物的乙烯含量理想为0.1至3摩尔%,更理想为0.2至2摩尔%,还更理想为0.6至1.2摩尔%。
从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑或从取向薄膜的刚性考虑,用作丙烯聚合物(A)的丙烯-α-烯烃无规共聚物的α-烯烃含量理想为0.1至10摩尔%,更理想为0.2至8摩尔%,还更理想为1至4摩尔%。
从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑或从取向薄膜的刚性考虑,用作丙烯聚合物(A)的丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物的乙烯和α-烯烃的总含量理想为0.1至10摩尔%,更理想为0.2至8摩尔%,还更理想为0.4至2摩尔%。
当丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物用作丙烯聚合物(A)时,从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑或从取向薄膜的刚性考虑,丙烯均聚物的含量优选为2至80重量%,更优选为6至70重量%,还更优选为5至19重量%。换句话说,丙烯基无规共聚物的含量优选为20至98重量%,更优选为30至94重量%,还更优选为81至95重量%。注意上述每个以重量%表示的量都是以丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的总重量为基础的。
当丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物用作丙烯聚合物(A)时,从取向薄膜的刚性考虑或从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑,以TmA2表示的丙烯基无规共聚物的熔点与以TmA1表示的丙烯均聚物的熔点的比值,即TmA2/TmA1的比值理想为小于1,更理想为高达0.99,还更理想为高达0.98。应该指出,在本发明中,聚合材料的熔点由Tm(℃)表示,这表示在材料的示差扫描量热法(DSC)测定中出现在最高吸热峰时的温度。该定义不仅应用于丙烯聚合物(A),而且用于每种在下面描述的聚丙烯树脂组合物(I),丙烯聚合物(C)、无规共聚物(D)和聚丙烯树脂组合物(II)中。
当丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物用作丙烯聚合物(A)时,从取向薄膜的刚性考虑或从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑,以[η]A2表示的丙烯基无规共聚物特性粘数与以[η]A1表示的丙烯均聚物特性粘数的比值,即[η]A2/[η]A1的比值理想为大于1但小于10,更理想为1.2至9,还更理想为1.4至8。
从取向薄膜的耐热性考虑,丙烯聚合物(A)理想为丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物。而且,从减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑或从取向薄膜的耐热性考虑,更理想为丙烯均聚物和丙烯-1-丁烯无规共聚物的混合物。
可以使用传统聚合催化剂和传统聚合物技术来制备丙烯聚合物(A)。
传统聚合催化剂的实例包括:包含含镁、钛和卤素的固体催化剂组分、有机铝化合物以及如果需要的第三组分如供电子化合物的催化剂体系;包含具有环戊二烯基环的IV族过渡金属化合物和烷基铝噁烷(aluminoxane)的催化剂体系;以及包含具有环戊二烯基环的IV族过渡金属化合物、能够与IV族过渡金属化合物反应形成离子配合物的化合物和有机铝化合物的催化剂体系。优选的是:包含含镁、钛和卤素的固体催化剂化合物、有机铝化合物和供电子化合物的催化剂体系,例如在JP-A 61-218606、61-287904、1-319508和7-216017中公开的催化剂体系。
传统聚合技术的实例包括:在惰性烃溶剂的存在下进行的淤浆聚合和溶剂聚合,在没有溶剂的存在下进行的液相聚合,以及气相聚合。优选气相聚合。而且,上述聚合技术的组合以及它们的连续组合如液相-气相聚合是可以的。
作为表面活性剂(B),可以使用传统的表面活性剂如阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
阳离子表面活性剂的实例包括伯胺盐、叔胺、季铵化合物和烷基吡啶鎓盐。
阴离子表面活性剂的实例包括磺化油、磺化酰胺油、磺化酯油、脂肪醇硫酸酯盐、烷基硫酸酯盐、脂肪酸乙基磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐和磷酸酯盐。
非离子表面活性剂的实例包括多元醇的部分脂肪酸酯、脂肪醇的环氧乙烷加合物、脂肪胺或脂肪酰胺的环氧乙烷加合物、烷基苯酚的环氧乙烷加合物、烷基萘酚的环氧乙烷加合物、烷基醇、聚乙二醇、烷基二乙醇胺及它们的脂肪酸酯、烷基二乙醇酰胺、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基苯酚酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯烷基胺及它们的脂肪酸酯。
两性表面活性剂的实例包括酸酸衍生物和咪唑啉衍生物。
其它实例包括饱和脂肪酰胺如硬脂酰胺和山嵛酰胺、不饱和脂肪酸酰胺如油酰胺和芥酸酰胺、双脂肪酸酰胺如亚乙基二硬脂酰胺、硬脂酸和硬脂酸丁酯。
这些表面活性剂可以单独使用或者其中两种或更多种结合使用。
表面活性剂(B)的优选实例包括非离子表面活性剂如烷基醇、多元醇的部分脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯、烷基二乙醇胺及它们的脂肪酸酯、烷基二乙醇酰胺、聚氧乙烯烷基胺及它们的脂肪酸酯。特别优选甘油单脂肪酸酯、烷基二乙醇胺、烷基二乙醇胺脂肪酸酯以及它们的混合物。
从取向薄膜的抗静电性质的持久性考虑或从取向薄膜制备过程中的辊冒烟和玷污考虑,聚丙烯树脂组合物(I)包含97至99.97重量%的丙烯聚合物(A)和0.03至3重量%的表面活性剂(B),优选98至99.9重量%的丙烯聚合物(A)和0.1至2重量%的表面活性剂(B),更优选98.5至99.5重量%的丙烯聚合物(A)和0.5至1.5重量%的表面活性剂(B)。注意每个以重量%表示的量都是以组分(A)和(B)的总重量为基础的。
如果表面活性剂(B)的含量小于0.03重量%,则抗静电性质的持久性就会不充分。如果它大于3重量%,则在取向薄膜的制备过程中会出现辊冒烟或玷污。
作为用于混合丙烯聚合物(A)和表面活性剂(B)的方法,任何一种能够将表面活性剂(B)均匀分散到丙烯聚合物(A)中的方法都可以使用。该方法的一个实例是包括在混合装置如螺带式掺混面、汉歇尔混合机和转鼓式混合机中将丙烯聚合物(A)和表面活性剂(B)混合并且在挤塑机中熔体捏合的方法。另一个实例是包括制备含有100重量份的丙烯聚合物(A)和1至100重量份的表面活性剂(B)的母料,并且将该母料与合适量的丙烯聚合物(A)混合,以便将表面活性剂(B)的浓度调节到预定值的方法。
从在挤出加工时同时获得良好的流动性并减小取向薄膜的拉伸不均匀性考虑,聚丙烯树脂组合物(I)的熔体流动速度(下面称作MFR)理想为0.1至20g/10min,更理想为1至10g/10min,还更理想为2至4g/10min。该MFR是根据JIS K 7210中提供的条件14在230℃和21.18N的负荷下进行测量的。
从同时获得良好的耐热性和减小取向薄膜的拉伸不均匀性考虑,聚丙烯树脂组合物(I)的熔点优选150至164℃,更优选155至163℃,还更特别157至160℃。
可以通过如下方式将聚丙烯树脂组合物(I)的熔点调整在上述范围内:(i)通过改性在聚丙烯聚合物(A)制备过程中使用的聚合催化剂而调节聚丙烯聚合物(A)的立体有规性,(ii)当丙烯聚合物(A)为丙烯基无规共聚物时,调节共聚合单体的比例,或(iii)当丙烯聚合物(A)为丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物时,调节所混合的这些聚合物的比例。
从同时获得良好的耐热性和抗静电性质的良好持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(I)中冷二甲苯可溶部分含量理想为0.1至7重量%,更理想为0.2至6重量%,还更理想为0.3至5重量%。
在本发明中,包括均聚物、共聚物以及它们的混合物的聚合材料的冷二甲苯可溶部分含量表示以重量%表示的可溶于在20℃的二甲苯中的一种或多种聚合材料组分的含量。下面,在冷二甲苯可溶部分的含量可以简称作CXS。该CXS以下列方式测定。首先,10克的样品(聚合材料)溶解在1000ml的沸腾二甲苯中,然后该溶液缓慢冷却到50℃。随后,溶液在冰水中搅拌下冷却到20℃,然后保持在20℃过夜。析出的聚合物过滤除去,然后滤液通过蒸馏除去二甲苯。蒸馏残余物在60℃减压下下干燥,然后回收。测定回收重量W(g)。公式(W/10)×100的值作为冷二甲苯可溶部分的含量(CXS)。CXS的定义和测定方法不仅应用于聚丙烯树脂组合物(I),而且还应用于下面描述的丙烯聚合物(C)和聚丙烯树脂组合物(II)。
可以通过如下方式将聚丙烯树脂组合物(I)的CXS调整在上述范围内:(i)通过改性在聚丙烯聚合物(A)制备过程中使用的聚合催化剂而调节聚丙烯聚合物(A)的立体有规性,(ii)当丙烯聚合物(A)为丙烯基无规共聚物时,调节共聚合单体的比例,或(iii)当丙烯聚合物(A)为丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物时,调节所混合的这些聚合物的比例。
在本发明中,丙烯聚合物(C)由选自丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物中的至少一种聚合物组成。
用作丙烯聚合物(C)的丙烯基无规共聚物的实例包括:由丙烯和选自乙烯和含有4至20个碳原子的α-烯烃中的至少一种可共聚单体构成的无规共聚物;该无规共聚物包括由丙烯和乙烯构成的无规共聚物、由丙烯和至少一种含有4至20个碳原子的α-烯烃构成的无规共聚物,以及由丙烯、乙烯和至少一种含有4至20个碳原子的α-烯烃构成的无规共聚物。
含有4至20个碳原子的α-烯烃的实例与作为丙烯聚合物(A)用于丙烯无规共聚物中的含有4至20个碳原子的α-烯烃的那些相同。从取向薄膜的透明性考虑,理想为1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯,更理想为1-丁烯和1-己烯。
用作丙烯聚合物(C)的丙烯基无规共聚物的实例包括:丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物和丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物。丙烯-α-烯烃无规共聚物和丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物的实例与用作丙烯组分(A)的丙烯-α-烯烃无规共聚物和丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物的那些相同。优选丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物、丙烯-1-己烯无规共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-己烯无规共聚物。从取向薄膜的透明性考虑,还更优选的那些包括丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物。
从取向薄膜的透明性和抗静电性质的持久性考虑,用作丙烯聚合物(C)的丙烯-乙烯无规共聚物的乙烯含量理想为0.1至3摩尔%,更理想为0.2至2摩尔%,还更理想为0.6至1.2摩尔%。
从取向薄膜的透明性和抗静电性质的持久性考虑,用作丙烯聚合物(C)的丙烯-α-烯烃无规共聚物的α-烯烃含量理想为0.1至10摩尔%,更理想为0.2至8摩尔%,还更理想为1至4摩尔%。
从取向薄膜的透明性和抗静电性质的持久性考虑,在用作丙烯聚合物(C)的丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物中的乙烯和α-烯烃总含量理想为0.1至10摩尔%,更理想为0.2至8摩尔%,还更理想为0.4至2摩尔%。
从取向薄膜的透明性和抗静电性质的持久性考虑,优选丙烯均聚物。
从取向薄膜的透明性和抗静电性质的持久性考虑,丙烯聚合物(C)的熔点,其是指如前面所述的在DSC测定中出现最高吸热峰时的温度,为150至170℃(要求(a)),理想为155至166℃,更理想为157至165℃。如果丙烯聚合物(C)的熔点低于150℃,则取向薄膜的透明性会不够,反之如果它高于170℃,则取向薄膜的抗静电性质的持久性会不够。可以通过如下方式使丙烯聚合物(C)的熔点调整在上述范围内:(i)通过改性在丙烯聚合物(C)制备过程中使用的聚合催化剂而调节丙烯聚合物(C)的立体有规性,(ii)当丙烯聚合物(C)为丙烯基无规共聚物时,调节共聚合单体的比例,或(iii)当丙烯聚合物(C)为丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物时,调节所混合这些聚合物的比例。
从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,丙烯聚合物(C)的CXS优选为1至10重量%,而更优选为1至4重量%。
可以通过如下方式使丙烯聚合物(C)的CXS调整在上述范围内:(i)通过改性在丙烯聚合物(C)制备过程中使用的聚合催化剂而调节丙烯聚合物(C)的立体有规性,(ii)当丙烯聚合物(C)为丙烯基无规共聚物时,调节共聚合单体的比例,或(iii)当丙烯聚合物(C)为丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物的混合物时,调节所混合的这些聚合物的比例。
从减小取向薄膜的拉伸不均匀性和从取向薄膜的透明性考虑,丙烯聚合物(C)的分子量分布(Mw/Mn)理想为3至10,更理想为3.5至8。注意Mw表示丙烯聚合物(C)的重均分子量,而Mn表示丙烯聚合物(C)的数均分子量,这两种分子量都通过使用聚苯乙烯作为校准标准物由GPC测量方法测定。
可以通过如下方式使丙烯聚合物(C)的分子量分布调整在上述范围内:(i)通过改性在丙烯聚合物(C)制备过程中使用的聚合催化剂而调节丙烯聚合物(C)的立体有规性,或(ii)使用选自丙烯均聚物和丙烯基无规共聚物中的至少两种丙烯聚合物的混合物并使该丙烯聚合物的分子量彼此不同。
在本发明中使用的无规共聚物(D)由选自丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物和丙烯-α-烯烃无规共聚物中的至少一种共聚物构成。
当无规共聚物(D)为丙烯-α-烯烃无规共聚物或丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物时,例如,α-烯烃可以为任何含有4至20个碳原子的α-烯烃。
用于无规共聚物(D)中含有4至20个碳原子的α-烯烃的实例与用于丙烯无规共聚物作为丙烯聚合物(A)或丙烯共聚物(C)的含有4至20个碳原子的α-烯烃实例相同。理想为1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。从减小取向薄膜的拉伸不均匀性和从取向薄膜的耐热性考虑,更理想为1-丁烯和1-己烯。
用作无规共聚物(D)的丙烯-α-烯烃无规共聚物或丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物的实例与用作丙烯聚合物(A)或丙烯聚合物(C)的丙烯-α-烯烃无规共聚物或丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物的实例相同。
无规共聚物(D)的优选实例优选包括丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物、丙烯-1-己烯无规共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-己烯无规共聚物。从减小取向薄膜的拉伸不均匀性考虑或从取向薄膜的耐热性考虑,还更优选丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物。鉴于取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性,特别理想为丙烯-乙烯无规共聚物。
从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,用作无规共聚物(D)的丙烯-乙烯无规共聚物具有的乙烯含量为1至14摩尔%(要求(c))。乙烯含量理想为2至10摩尔%,更理想为5至9摩尔%。如果乙烯含量小于1摩尔%,则取向薄膜的抗静电性质的持久性会不够,而如果大于14摩尔%,则取向薄膜的可印刷性会不够。
从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,用作无规共聚物(D)的丙烯-α-烯烃无规共聚物具有的α-烯烃含量为1至14摩尔%(要求(c))。α-烯烃含量理想为3至10摩尔%,更理想为4至8摩尔%。如果α-烯烃含量小于1摩尔%,则取向薄膜的抗静电性质的持久性会不够,而如果大于14摩尔%,则取向薄膜的可印刷性会不够。
从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,用作无规共聚物(D)的丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物具有1至14摩尔%的乙烯和α-烯烃总含量(要求(c))。该总含量理想为3至11摩尔%,更理想为4至10摩尔%。如果乙烯和α-烯烃总含量小于1摩尔%,则取向薄膜的抗静电性质的持久性会不够,而如果大于14摩尔%,则取向薄膜的可印刷性会不够。
从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,无规共聚物(D)熔点,其是指如前面所述在DSC测定中出现最高吸热峰时的温度,为120至149℃(要求(b)),理想为125至145℃,更理想为128至135℃。如果无规共聚物(D)的熔点低于120℃,则取向薄膜的可印刷性会不够,而且如果高于149℃,则取向薄膜的抗静电性质的持久性会不够。
可以通过如下方式使无规共聚物(D)的熔点调整在上述范围内:(i)通过改性在无规共聚物(D)制备过程中使用的聚合催化剂而调节无规共聚物(D)的立体有规性,或(ii)调节共聚合单体的比例。
从取向薄膜的透明性和抗静电性质的持久性考虑,在本发明中所使用的聚丙烯树脂组合物(II)是一种包含30至80重量%的丙烯聚合物(C)和20至70重量%的无规共聚物(D)的聚丙烯树脂,所述无规共聚物(D)选自丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物和丙烯-乙烯α-烯烃无规共聚物组成的组,其中每一个以重量%表示的量都是以组分(C)和(D)的总重量为基础的。
丙烯聚合物(C)的含量优选40至70重量%,更优选40至60重量%。相反,无规共聚物(D)的含量优选为30至60重量%,更优选40至60重量%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯均聚物或丙烯-乙烯无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.0至8.0摩尔%,还更优选为2.0至6.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯均聚物或丙烯-α-烯烃无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为2.0至9.5摩尔%,还更优选为3.0至9.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯均聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-乙烯无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-乙烯无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-α-烯烃无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-α-烯烃无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-乙烯无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
当丙烯聚合物(C)是丙烯-乙烯-(α-烯烃无规共聚物,而无规共聚物(D)为丙烯-α-烯烃无规共聚物时,从取向薄膜的可印刷性和抗静电性质的持久性考虑,在聚丙烯树脂组合物(II)中的乙烯和α-烯烃总含量优选0.2至9.8摩尔%,更优选为1.5至9.0摩尔%,还更优选为2.5至8.0摩尔%。
从在挤出加工过程中同时获得良好的流动性和减少取向薄膜的拉伸不均匀性考虑,聚丙烯树脂组合物(II)的熔体流动速率(MFR)理想为0.1至20g/10min,更理想为3至10g/10min,还更理想为4至8g/10min。该MFR是根据JIS K 7210中提供的条件14在230℃和21.18N的负荷下进行测量的。
从取向薄膜同时获得良好的耐热性并减少拉伸不均匀性考虑,聚丙烯树脂组合物(II)的熔点,其是指如前面所述在DSC测定中出现最高吸热峰时的温度,优选为140至170℃,更优选为150至166℃,还更优选为152至165℃。丙烯聚合物(C)的熔点可以通过调节被混合的丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)各自的熔点和/或含量而在上述范围内调整。
从同时获得良好的抗静电性质的持久性和良好的耐热性考虑,聚丙烯树脂组合物(II)的CXS理想为0.1至30重量%,更理想为1至20重量%,还更优选为2至15重量%。聚丙烯树脂组合物(II)的CXS可以通过调节被混合的丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)各自的CXS和/或含量而在上述范围内调整。
聚丙烯树脂组合物(I)和聚丙烯树脂组合物(II)可以包括添加剂和其它树脂。该添加剂的实例包括抗氧剂、中和剂、UV吸收剂、成核剂、压敏粘合剂、防粘连剂和无机或有机填料。聚丙烯树脂组合物(II)也可以包含表面活性剂。
在示差扫描量热法(DSC)测定中,使用0.5mm厚的片材,该片材是通过使聚合材料(丙烯聚合物(A)、丙烯聚合物(C)、无规共聚物(D)、聚丙烯树脂组合物(I)或聚丙烯树脂组合物(II))进行包括下面操作(1)至(4)的热压成型获得的。
(1)在没有施加负荷的情况下在230℃预热5分钟。
(2)在3分钟内使压力升高到50Kgf/cm2。
(3)在50Kgf/cm2压力下保持2分钟。
(4)在30Kgf/cm2的压力下,5分钟内将压制片材冷却到30℃。
备选地,可以使用取自双轴取向多层薄膜的层。
DSC测量通过使用示差扫描量热仪(Model DSC-7,PerkinElmer Inc.制造)在下面描述的方法具体进行。
取自热压制片材的约10mg重量的样品在氮气气氛中经受下面所述包括(i)至(vi)步骤的热滞后现象。在步骤(vi)中,形成熔化曲线。在所得熔化曲线中,测定在出现最高吸热峰时的温度(℃)。该温度作为熔点(Tm)。
(i)在220℃保持样品5分钟。
(ii)以300℃/min的速度使样品从220℃冷却到150℃。
(iii)在150℃保持样品1分钟。
(iv)以5℃/min的速度使样品从150℃冷却到50℃。
(v)在50℃保持样品1分钟。
(vi)以5℃/min的速度使样品从50℃加热到50℃。
用于制备聚丙烯树脂组合物(II)的方法可以是:包括分别通过聚合制备丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D),然后将所得聚合物(C)和无规共聚物(D)混合在一起的方法[1],或者是包括通过含有两步或更多步骤的多步聚合制备丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)的方法[2]。
方法[1]
为了通过聚合而分别制备丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D),可以使用传统的聚合技术,例如,在惰性溶剂的存在下进行的溶剂聚合,在液体单体存在下进行的本体聚合,以及在基本上没有液体介质存在下进行下的气相聚合。优选气相聚合。此外,也可以使用由两种或更多种上述聚合技术的组合组成的聚合物方法或具有两个或更多个聚合步骤的方法。
用于混合单独制备的丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)的方法可以能够使丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)均匀分散的任何方法。该方法的实例包括下列方法(1)至(4)。
(1)包括在混合装置如螺带式掺混面、汉歇尔混合机和转鼓式混合机中使丙烯聚合物(C)和无规聚合物(D)混合,并且在挤塑机等中熔体捏合所得混合物的方法。
(2)包括单独熔体捏合丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)以单独形成它们的颗粒,随后在混合装置中将粒状丙烯聚合物(C)和粒状无规共聚物(D)一起混合,在挤塑机等中以类似于上述方法(1)的方式熔体捏合混合物的方法。(3)包括单独熔体捏合丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)以单独形成它们的颗粒,随后将粒状丙烯聚合物(C)和粒状无规共聚物(D)一起干混,以及在薄膜形成仪器中直接混合所得的共混料的方法。
(4)包括单独熔体捏合丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)以单独形成它们的颗粒,随后将粒状丙烯聚合物(C)和粒状无规共聚物(D)分别加入到薄膜形成仪器的挤塑机中,以将颗粒混合在一起的方法。
另一种可能方法包括制备包含100重量份的无规共聚物(D)和1至99重量份的聚合物(C)的母料,以及将该母料与合适量的聚合物(C)或无规共聚物(D)混合,以使这两种组分的浓度成为预定值。
方法[2]
在通过包含两个或更多步骤的多步聚合制备丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)的方法中,可以将传统聚合技术用于制备丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)。一个可能实例是这样的方法:在该方法中,提供有两个或更多个聚合步骤,而且每个步骤都通过溶剂聚合、本体聚合和气相聚合中的任一种方式进行,并且丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)各自在任一步骤通过聚合制备。
通过多步聚合获得的丙烯树脂组合物可以进一步混合,例如,通过在挤塑机等中熔体捏合组合物。在捏合同时,可以加入一些添加剂如抗氧化剂、中和剂、防粘连性,无机或有机填料。
作为用于生产丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)的聚合中使用的催化剂,用于丙烯立构有规聚合的催化剂在分别生产的情况和在通过多步聚合生产的情况下都可以使用。
用于丙烯立构有规聚合的催化剂的实例包括三氯化钛催化剂、茂金属催化剂以及通过结合有机铝化合物与如果需要时的第三组分如供电子化合物与固体催化剂组分如由钛、镁、卤素和电子供体构成的Ti-Mg催化剂而获得的催化剂体系。
优选通过结合由钛、镁、卤素和电子供体构成的固体催化剂化合物、有机铝化合物和供电子化合物而制备的催化剂体系,例如在JP-61 218606、6-287904和7-216017中公开的催化剂体系。
根据本发明的双轴取向多层聚丙烯薄膜具有包括含有上述聚丙烯树脂组合物(I)的基底层和包含上述聚丙烯树脂组合物(II)的层的结构,所述包含上述聚丙烯树脂组合物(II)的层层压在所述基底层的至少一个表面上。
在基底层中,聚丙烯树脂组合物(I)的含量理想为50重量%或更多,更理想为90重量%或更多。
在含有聚丙烯树脂组合物(II)的层中,聚丙烯树脂组合物(II)的含量理想为50重量%或更多,更理想为90重量%或更多。
可用于制备本发明的双轴取向多层聚丙烯薄膜的薄膜形成和拉伸的方法包括:横向单轴拉伸方法、顺序双轴拉伸方法、同时双轴拉伸方法和管状双轴拉伸方法。这些拉伸方法将在下面解释。
横向单轴拉伸方法
使用挤塑机,聚丙烯树脂组合物(I)和(II)穿过T模头以多层挤出并结合在一起。然后,挤出物在冷却辊上冷却并固化以形成片材。所得片材用安置在沿运行方向的两条平行线上的夹盘固定其两个侧面。在包括预热区域、拉伸区域和热处理区域的烘箱中,该片材通过增大在平行安置的夹盘之间的距离而进行横向拉伸,然后如果需要,则进行电晕处理等。随后,将所得薄膜卷成卷。
顺序双轴拉伸方法
使用挤塑机,聚丙烯树脂组合物(I)和(II)穿过T模头以多层挤出。然后,挤出物在冷却辊上冷却并固化以形成片材。然后,所得片材纵向拉伸,并且在系列加热辊上进行预热。将纵向拉伸的片材用安置在沿运行方向的两条平行线上的夹盘固定其两个侧面。在包括预热区域、拉伸区域和热处理区域的烘箱中,该片材通过增大在平行安置的夹盘之间的距离而进行横向拉伸,然后如果需要,则进行电晕处理等。随后,将所得薄膜卷成卷。
在顺序双轴拉伸处理中聚丙烯树脂组合物(I)和(II)的熔融温度通常为230至290℃。纵向拉伸温度通常为130至150℃,而纵向拉伸比通常为4至6倍。横向拉伸比通常为8至10倍。
同时双轴拉伸方法
使用挤塑机,聚丙烯树脂组合物(I)和(II)穿过T模头以多层挤出。然后,挤出物在冷却辊上冷却并固化以形成片材。所得片材用安置在沿运行方向的两条平行线上的夹盘固定其两个侧面。在包括预热区域、拉伸区域和热处理区域的烘箱中,该片材通过增大在平行安置的夹盘之间的距离以及同时增大在每条线上的夹盘之间的距离而在纵向和横向方向上进行同时拉伸,然后如果需要,则拉伸薄膜进行电晕处理等。随后,将所得薄膜卷成卷。
管状双轴拉伸方法
使用挤塑机,聚丙烯树脂组合物(I)和(II)穿过圆形模头以多层挤出。然后,挤出物在水浴中冷却并固化以形成管。随后,所得管在烘箱中或在系列热轧辊上预热,然后通过穿过低速夹辊并使用高速夹辊卷起从而在运行方向拉伸。在操作过程中,该管也通过被包裹在低速夹辊和高速夹辊之间的空气内压的作用膨大而进行横向拉伸。穿过高速夹辊的拉伸薄膜在烘箱中或在系列热轧辊上热处理。然后如果需要,则拉伸薄膜进行电晕处理等。随后,将所得薄膜卷成卷。
如果需要,本发明的双轴拉伸多层聚丙烯薄膜可以进行表面处理如电晕放电处理、火焰处理和等离子体处理。从获得高水平的抗静电性质的持久性的观点考虑,理想的是进行电晕放电处理,以便处理过的薄膜表面具有35达因/cm或更大的湿张力。表面处理可以应用于薄膜的一侧或两侧上。从同时获得高标准的可印刷性和高标准的抗静电性质的持久性考虑,理想的是将在薄膜的两个表面上应用表面处理。
本发明的双轴拉伸多层聚丙烯薄膜通常的厚度为10至100μm,理想为12至30μm。
在本发明双轴拉伸多层聚丙烯薄膜中,包含聚丙烯树脂组合物(II)的层厚度通常为0.1至10μm,理想为0.3至3μm。
在本发明双轴拉伸多层聚丙烯薄膜中,包括聚丙烯树脂组合物(I)的基底层厚度通常为9.9至90μm,理想为11至27μm。
本发明的双轴拉伸多层聚丙烯薄膜可以用于包装各种物品如食品(糖果、蛋糕、液体食品等)、服装和其它杂物。
具体实施方式
实施例
下面,将通过参考实施例和比较例解释本发明,但这决不是要限定本
发明的范围。
[测量物理性质的方法]
[1]熔体流动速率(MFR:单位:g/10min)
熔体流动速率根据JIS K 7210中提供的条件14在230℃和21.18N的负荷下进行测量。
[2]熔点:Tm(℃)
对于每个测试材料,通过包括下列操作(1)至(4)的热压成型制备0.5mm厚的片材。
(1)在没有施加负荷的情况下在230℃预热5分钟。
(2)在3分钟内使压力升高到50Kgf/cm2。
(3)50kgf/cm2压力下保持2分钟。
(4)在30Kgf/cm2的压力下,5分钟内将压制片材冷却到30℃。
在测量中,使用示差扫描量热仪(PerkinElmer Inc制造的ModelDSC-7)。取自热压制片材的约10mg重量的样品在氮气气氛中经受下面所述的包括(i)至(vi)步骤的热滞后现象。在步骤(vi)中,形成熔化曲线。在所得熔化曲线中,确定在出现最高吸热峰时的温度(℃)。该温度作为熔点(Tm)。
(i)在220℃保持样品5分钟。
(ii)以300℃/min的速度使样品从220℃冷却到150℃。
(iii)在150℃保持样品1分钟。
(iv)以5℃/min的速度使样品从150℃冷却到50℃。
(v)在50℃保持样品1分钟。
(vi)以5℃/min的速度使样品从50℃加热到50℃。
[3]冷二甲苯可溶部分含量(CXS;单位:重量%)
首先,将10克样品溶解在1000ml沸腾二甲苯中,然后该溶液缓慢冷却到50℃。随后,溶液在冰水中搅拌下冷却到20℃,然后保持在20℃过夜。析出的聚合物过滤除去,然后滤液通过蒸馏除去二甲苯。蒸馏残余物在60℃减压下干燥,然后回收。测定回收重量W(g)。公式(W/10)×100的值作为冷二甲苯可溶部分的含量。
[4]共聚单体含量(单位:摩尔%)
共聚单体含量通过使用IR光谱的定量测量进行确定,该测量方法公开于:1995年由Kinokuniya Co.出版的大分子手册,616-619页中。
[5]拉伸不均匀性
薄膜进行肉眼观察。在薄膜中的不均匀性拉伸状况根据下面的标准进行评价:符号“○”(优异)表示几乎没有发现不均匀拉伸的状况;符号“△”(良好)表示发现稍微的不均匀拉伸的状况;以及“×”(差)表示整个薄膜上都发现不均匀拉伸的状况。
[6]透明性
作为透明性的测量,根据ASTM D 1130确定薄膜的雾度(%)。雾度值越小,薄膜的透明性越好。
[7]透视感
使用Toyo Seiki Seisaku-sho Co.,Ltd.制造的光散射强度测试仪(LIS测试仪),测量由薄膜在±0.4°至±1.2°范围内散射的光的强度,即LSI。该LSI用作薄膜透视感的评价。LSI值越小,薄膜的透视感越好。
[8]印刷品剥离面积比(可印刷性;单位:%)
将2ml油墨(Sakata Inx corp.生产的聚酰胺/硝基纤维素基油墨;商品名:用于G-cellophane的DA Cyan 800)滴加在薄膜上,并用粗糙度为0.1mm的Meyer棒扩散成30mm×150mm宽。该薄膜在60℃加热1小时。随后,将赛珞玢胶带粘附到薄膜的印刷部分,随后剥离。印刷品被胶带除去的面积比,被称作“印刷品剥离面积比”,从下面的等式(1)计算。印刷品剥离面积比越小,薄膜的可印刷性越好。
印刷品剥离面积比=(印刷被剥离部分的面积)/(赛珞玢胶带粘附的整个部分的面积) (1)
[9]60℃动摩擦系数(热滑动性能)
在相对湿度为65%RH的恒温室中,根据ASTM D1894-63,测量薄膜在40℃薄膜温度时的动摩擦系数。该动摩擦系数用作薄膜的热滑动性的评价。动摩擦系数越小,薄膜的热滑动性越好。
[10]杨氏模量(刚性,单位:kg/cm2)
从薄膜中取出宽20mm、长160mm的样品,以使样品长度与薄膜的纵向(MD)相匹配。同样,从薄膜中取出宽20mm、长120mm的样品,使样品长度与薄膜的横向(TD)相匹配。对于每个样品,使用拉伸试验仪在60mm的夹盘螺距(chuck spun)和5mm/min的拉伸速度下形成S-S曲线。因此,确定初始模量(杨氏模量)。杨氏模量越大,薄膜的刚性越好。
[11]热收缩率(耐热性;单位:%)
从薄膜中取出MD为30mm和TD为20mm的样品。在样品上,牵拉出相隔10cm的两对平行直线,一对沿MD延伸,另一对沿TD延伸。样品在120℃的烘箱中保持5分钟,然后在室温冷却30分钟。随后,对于每一对平行线,测量该平行线之间的距离。热收缩率使用下面的等式(2)计算。热收缩率越小,薄膜的耐热性越好。
热收缩率=100×{(10-加热后平行线之间的距离(cm))/10}(2)
[12]抗静电性质的持久性
在温度/湿度控制室(温度:23℃,湿度:50%)内,用10kV的施加电压使40mm×40mm的样品带电1分钟,然后使用Shishido Electrostatic Co.,Ltd制造的Static Honestmeter测量静电压减少一半所需要的时间(半衰期)(单位:秒)。该值越小,表面导电性和抗静电性越好。
薄膜表面使用流动水洗涤1分钟,然后在40℃和80%湿度的恒温恒湿器中保持24小时。对一张薄膜的半衰期测量重复3次,所得测量结果取平均值。该值越小,则薄膜的抗静电性质的持久性越好。
[丙烯聚合物(A)、丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)的制备]
在实施例和比较例中使用的丙烯聚合物(A)、丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)通过在JP-A 7-216017中描述的催化剂体系的存在下利用丙烯聚合而获得。
所得丙烯聚合物(A)、丙烯聚合物(C)和无规共聚物(D)的物理性质在表1中示出。
[实施例1]
[用于基底的聚丙烯树脂组合物(I-1)的制备]
丙烯聚合物A1粉末(100重量份);中和剂(商品名:DHT-4C,KyowaChemical Industry Co.,Ltd.生产)(0.01重量份);稳定剂(商品名:Irganox1010,Ciba Specialty Chemicals生产)(0.15重量份)和另一种稳定剂(商品名:Irganox 168,Ciba Specialty Chemicals生产)(0.15重量份);作为表面活性剂的硬脂酰二乙醇胺、烷基二乙醇胺单酯和硬脂酰二乙醇胺二酯的混合物(1.0重量份)以及高级脂肪酸酯单甘油酯(0.2重量份)加在一起,在汉歇尔混合机中混合,然后在220℃通过65mm的挤塑机造粒。这样就形成了聚丙烯树脂组合物(I-1)颗粒。测量该聚丙烯树脂组合物(I-1)的物理性质,结果在表2中示出。
[用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-1)的制备]
丙烯聚合物(C-1)粉末(50重量份);丙烯和乙烯的无规共聚物(D-1)粉末(50重量份);中和剂(商品名:DHT-4C,Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)(0.01重量份);稳定剂(商品名:Irganox 1010,Ciba Specialty Chemicals生产)(0.15重量份)和另一种稳定剂(商品名:Irganox 168,Ciba SpecialtyChemicals生产)(0.15重量份);作为表面活性剂的硬脂酰二乙醇胺、烷基二乙醇胺单酯和硬脂酰二乙醇胺二酯的混合物(1.0重量份);高级脂肪酸酯单甘油酯(0.2重量份)和防粘连剂(商品名:MB134-2,Sumitomo Chemical Co.,Ltd生产)加在一起,在汉歇尔混合机中混合,然后在220℃通过65mm的挤塑机造粒。这样就形成了聚丙烯树脂组合物(II-1)颗粒。测定该聚丙烯树脂组合物(II-1)的物理性质,结果在表2中示出。
[取向薄膜的制备]
用于形成基底的聚丙烯树脂组合物(I-1)和用于形成表面层的聚丙烯树脂组合物(II-1)分别在260℃和230℃的树脂温度下,在单独的挤塑机中熔体捏合,然后加入到一个共挤出T模头中。树脂组合物穿过T模头挤出形成两类三层结构:表面层/基底层/表面层。挤出物在30℃的冷却辊上迅速冷却以固化。这样获得1mm厚的铸塑片材。
以上述方式获得的铸塑片材在115℃预热,然后使用辊间的圆周速度差,在120℃的拉伸温度上以5倍的拉伸比纵向拉伸。随后,该拉伸片材在预热烘箱内在166℃预热,然后在烘箱内,在152℃的拉伸温度下,以8倍的拉伸比横向拉伸。随后,所得薄膜在165℃进行热处理,然后对两个表面进行电晕处理,以使处理过的表面的湿张力为40达因/cm。这样制备出具有1μm/23μm/1μm层厚度的双轴取向多层薄膜,然后薄膜通过卷绕器卷起。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[实施例2]
除使用70重量份的丙烯聚合物(C-1)粉末和30重量份的丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-1)的物理性质在表2中示出。
使用用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-2),以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[实施例3]
除使用30重量份的丙烯聚合物(C-1)粉末和70重量份的丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-3)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-3),以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[实施例4]
除使用丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物(D-2)粉末代替丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-4)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-4),以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[实施例5]
除使用70重量份的丙烯聚合物(C-1)粉末和30重量份的丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物(D-2)粉末外,重复实施例4的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-5)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-5),以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[实施例6]
除使用丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物(D-3)粉末代替丙烯-乙烯共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-6)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-6),以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[比较例1]
除使用100重量份的丙烯聚合物(C-1)粉末代替50重量份的丙烯聚合物(C-1)粉末和50重量份的丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-7)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的所得聚丙烯树脂组合物(II-7),并且除在152°拉伸温度横向拉伸挤出物外,以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[比较例2]
除使用100重量份的丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末代替50重量份的丙烯聚合物(C-1)粉末和50重量份的丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-8)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的所得聚丙烯树脂组合物(II-8),以与比较例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
[比较例3]
除使用丙烯-1-丁烯无规共聚物(D-4)粉末代替丙烯-乙烯无规共聚物(D-1)粉末外,重复实施例1的操作。用于表面层的聚丙烯树脂组合物(II-9)的物理性质在表2中示出。使用用于表面层的所得聚丙烯树脂组合物(II-9),以与实施例1的相同方式制备和评价薄膜。所得薄膜的物理性质评价结果在表3和表4中示出。
表1
编号 | 乙烯含量(摩尔%) | 1-丁烯含量(摩尔%) |
A-1 | 1.1 | 0 |
C-1 | 1.0 | 0 |
D-1 | 8.0 | 0 |
D-2 | 6.0 | 3.3 |
D-3 | 3.3 | 5.4 |
D-4 | 0 | 17.4 |
表2
编号 | 组分和含量比 | MFR(g/10min) | Tm(℃) | CXS(重量%) | |
I-1 | A-1(100) | - | 2.7 | 156.1 | 3.7 |
II-1 | C-1(50) | D-1(50) | 4.1 | 159.3 | 4.5 |
II-2 | C-1(70) | D-1(30) | 4.0 | 154.4 | 4.0 |
II-3 | C-1(30) | D-1(70) | 4.5 | 156.9 | 5.4 |
II-4 | C-1(50) | D-2(50) | 5.4 | 159.2 | 4.2 |
II-5 | C-1(70) | D-2(30) | 4.6 | 154.1 | 3.7 |
II-6 | C-1(50) | D-3(50) | 4.5 | 159.5 | 3.1 |
II-7 | C-1(100) | - | 4.3 | 157.5 | 3.1 |
II-8 | D-1(100) | - | 6.0 | 132.1 | 7.4 |
II-9 | C-1(50) | D-4(50) | 4.2 | 159.5 | 6.8 |
表3
基底 | 表面层 | 横向拉伸温度(℃) | 拉伸不均匀性 | 雾度(%) | LSI(%) | 印刷品剥离面积比 | |
实施例1 | I-1 | II-1 | 152 | ○ | 1.9 | 1.4 | 40 |
实施例2 | I-1 | II-2 | 152 | ○ | 1.6 | 1.5 | 0 |
实施例3 | I-1 | II-3 | 152 | ○ | 2.6 | 1.8 | 30 |
实施例4 | I-1 | II-4 | 152 | ○ | 1.4 | 1.4 | 40 |
实施例5 | I-1 | II-5 | 152 | ○ | 1.6 | 1.6 | 10 |
实施例6 | I-1 | II-6 | 152 | ○ | 1.4 | 1.4 | 5 |
比较例1 | I-1 | II-7 | 157 | ○ | 1.7 | 2.0 | 0 |
比较例2 | I-1 | II-8 | 157 | ○ | 3.6 | 6.8 | 5 |
比较例3 | I-1 | II-9 | 152 | ○ | 2.0 | 1.4 | 80 |
表4
60℃动摩擦系数 | 杨氏模量MD/TD(MPa/MPa) | 热收缩率MD/TD(%/%) | 漂洗后的半衰期(秒) | |
实施例1 | 0.58 | 1790/3620 | 3.8/3.4 | 6 |
实施例2 | 0.92 | 1790/3460 | 4.0/3.0 | 2 |
实施例3 | 0.37 | 1740/3500 | 3.9/3.9 | 4 |
实施例4 | 0.45 | 1740/3600 | 3.9/3.5 | 16 |
实施例5 | 0.71 | 1780/3680 | 3.8/3.6 | 65 |
实施例6 | 0.46 | 1760/3610 | 2.6/3.5 | 105 |
比较例1 | 0.48 | 1940/3610 | 3.3/1.3 | 269 |
比较例2 | 5.5或更大 | 1710/3280 | 3.2/1.7 | 4 |
比较例3 | 0.61 | 1770/3440 | 3.9/2.8 | 5 |
实施例1至6的每一种取向薄膜都是可以得到的双轴取向多层聚丙烯薄膜,该薄膜中没有发现拉伸不均匀性,而且具有优异的透明性、透视感、热滑动性、刚性、耐热性、抗静电性质的持久性和可印刷性。
可以看出,不含无规共聚物(D)的比较例1的薄膜没有表现出足够的抗静电性质的持久性。不含丙烯聚合物(C)的比较例2的薄膜有足够的透明性、透视感和热滑动性。含有太多无规共聚物(D)的比较例3的薄膜没有足够的可印刷性。
Claims (1)
1.一种双轴取向多层聚丙烯薄膜,它包含:包含下面所定义的聚丙烯树脂组合物(I)的基底层和包含下面所定义的聚丙烯树脂组合物(II)的层,所述包含聚丙烯树脂组合物(II)的层层压在基底层的至少一个表面上:
聚丙烯树脂组合物(I):一种包含97至99.97重量%的丙烯聚合物(A)和0.03至3重量%的表面活性剂(B)的聚丙烯树脂组合物,其中每个由重量%表示的量都是以组分(A)和(B)的总重量为基础的;
聚丙烯树脂组合物(II):一种包含30至80重量%的满足下面所定义的要求(a)的丙烯聚合物(C)和20至70重量%的满足下面所定义的要求(b)和(c)的无规共聚物(D)的聚丙烯树脂组合物,所述无规共聚物(D)选自丙烯和乙烯的无规共聚物、丙烯和α-烯烃的无规共聚物以及丙烯、乙烯和α-烯烃的无规共聚物构成的组,其中每个由重量%表示的量都是以组分(C)和(D)的总重量为基础的;
要求(a):具有的熔点为150至170℃,
要求(b):具有的熔点为120至149℃,
要求(c):具有的乙烯含量、α-烯烃含量或乙烯与α-烯烃的总含量为1至14摩尔%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |