TWI841662B

TWI841662B - 多層結構、用於製造多層結構之方法及相關製品

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Publication number: TWI841662B
Application number: TW109101458A
Authority: TW
Inventors: 潘健平; 路易斯杜克; 卡爾海茵茲奧斯曼; 巴里艾倫莫里斯; 湯馬士加拉帝克
Original assignee: 美商陶氏全球科技有限責任公司
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2024-05-11
Also published as: TW202030086A; WO2020159740A1; AR117860A1; CN113646365A; EP3917997A1; US20220080709A1

Abstract

一種多層結構包含定向聚乙烯膜及安置在所述定向聚乙烯膜之至少一個表面上的阻擋層。所述定向聚乙烯膜包括至少一個層，所述至少一個層具有至少一種乙烯基聚合物與至少一種乙烯酸共聚物之聚合物摻合物。所述乙烯基聚合物具有0.910至0.960 g/cm³ 的密度及0.3至10 g/10 min之熔融指數（I₂ ）。所述乙烯酸共聚物為乙烯單體、選自由單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯組成的群組之單體以及視情況選用之丙烯酸烷酯單體之聚合反應產物。0至90莫耳%之總酸單元的所述乙烯酸共聚物可用中和鹽溶液中和。

Description

多層結構、用於製造多層結構之方法及相關製品

本揭示內容係關於多層結構，係關於包括此類多層結構之製品，且係關於製造多層結構之方法。

諸如食物包裝之一些包裝經設計以保護內含物免受外部環境的影響且有利於更長時間的存放。此類包裝常常使用具有低氧氣穿透率（oxygen transmission rate；OTR）及水蒸氣穿透率（water vapor transmission rate；WVTR）之阻擋膜構建。然而，在平衡阻擋特性時，亦考慮包裝完整性以例如避免滲漏。

為製得阻擋膜，典型方法為經由真空金屬化方法將金屬層沈積在聚合基板膜上。可以使用金屬（常常為鋁)之薄塗層向聚合膜提供阻擋特性，所述聚合膜自身可能缺乏對蒸氣及/或氣體滲透之抵抗性。為了製得此類基板膜且獲得高品質金屬化產品，基板應具有高硬度、張力下之尺寸穩定性及用於穩定生產之光滑表面以及有光澤外觀。典型金屬化基板包含聚丙烯（polypropylene；PP）、雙軸定向聚丙烯（biaxially oriented polypropylene；BOPP）及聚對苯二甲酸伸乙酯（polyethylene terephthalate；PET）。聚乙烯膜由於其尤其在高速真空金屬化方法中張力下之較差尺寸穩定性而並未廣泛用作用於金屬化之基板。另外，一些聚合基板膜對阻擋層缺乏良好黏著力，此又降低膜之阻擋功能。

由於聚乙烯膜在現存再循環物料流中之可循環性，仍需要具有經改良的金屬黏結特性之聚乙烯膜。

本文中所描述之各種實施例可在聚乙烯基板與諸如金屬化阻擋層的阻擋層之間提供良好黏著力。

根據本文中所描述的各種實施例，多層結構包含定向聚乙烯膜及安置在定向聚乙烯膜之至少一個表面上的阻擋層。定向聚乙烯膜包括至少一個層，所述至少一個層具有至少一種乙烯基聚合物與至少一種乙烯酸共聚物之聚合物摻合物。乙烯基聚合物包括乙烯α-烯烴共聚物、乙烯均聚物或其組合，其中乙烯基聚合物具有0.910至0.960 g/cm³ 之密度及0.3至10 g/10 min的熔融指數（I₂ ）。以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量%計，乙烯酸共聚物為至少50重量%乙烯單體、1至30重量%之選自由單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯組成的群組之單體以及0至10重量%丙烯酸烷酯單體的聚合反應產物。在各種實施例中，0至90莫耳%之總酸單元的乙烯酸共聚物用中和鹽溶液中和。

在另一態樣中，各種實施例係關於一種製品，諸如小袋，所述製品包括本文中所揭示的多層結構中之任一者。

在另一態樣中，各種實施例係關於一種層合物，所述層合物包括黏著至第二膜之本文中所揭示的多層結構中之任一者。第二膜包括聚乙烯、聚醯胺、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚丙烯或其組合。

此等及其他實施例更詳細地描述於實施方式中。

除非相反陳述、由上下文暗示或在本領域中慣用，否則所有份數及百分比以重量計，所有溫度以℃為單位，且所有測試方法為截至本揭示內容之申請日的現行方法。

如本文中所使用之術語「組合物」係指包括所述組合物之材料以及由所述組合物之材料形成的反應產物及分解產物的混合物。

「聚合物」意謂藉由聚合相同或不同類型之單體製備的聚合化合物。通用術語聚合物由此涵蓋術語均聚物（用於指代僅由一種類型之單體製備的聚合物，應理解痕量雜質可併入至聚合物結構中），及如下文所定義之術語互聚物。痕量雜質（例如催化劑殘餘物）可併入至聚合物中及/或內。聚合物可為單一聚合物、聚合物摻合物或聚合物混合物。

如本文中所使用之術語「互聚物」係指藉由聚合至少兩種不同類型之單體製備的聚合物。通用術語互聚物由此包含共聚物（用於指代由兩種不同類型之單體製備的聚合物）及由大於兩種不同類型之單體製備之聚合物。

如本文中所使用，術語「烯烴基聚合物」或「聚烯烴」係指以聚合形式包括大部分量之烯烴單體（例如，乙烯或丙烯）（按聚合物之重量計）且視情況可包括一或多種共聚單體的聚合物。

「聚丙烯」或「丙烯基聚合物」意謂具有大於50莫耳%的由衍生自丙烯單體之單元之聚合物。術語「聚丙烯」包含丙烯之均聚物（諸如等規聚丙烯）、丙烯及一或多種C₂ _、 _4-8 α-烯烴之無規共聚物（其中丙烯包括至少50莫耳百分比）以及聚丙烯之抗衝擊共聚物。

術語「黏著接觸」及類似術語意謂一個層之一個面部表面與另一層之一個面部表面彼此觸碰且黏合接觸，使得在不損壞兩個層的層間表面（亦即，接觸面部表面）之情況下一個層無法自另一層移除。

術語「包括」、「包含」、「具有」以及其衍生詞不意欲排除任何附加組分、步驟或程序之存在，不論其是否特定地揭示。為了避免任何疑問，除非相反陳述，否則經由使用術語「包括」所主張之所有組合物均可包含任何附加添加劑、佐劑或化合物，無論以聚合方式或以其他方式。相比之下，術語「基本上由……組成」自任何隨後引述範疇中排除除了對操作不重要之組分、步驟或程序之外的任何其他組分、步驟或程序。術語「由……組成」排除未特定敍述或列舉之任何組分、步驟或程序。

「聚乙烯」或「乙烯基聚合物」應意謂包括大於50莫耳%之已衍生自乙烯單體之單元的聚合物。此包含聚乙烯均聚物或共聚物（意謂衍生自兩種或更多種共聚單體之單元）。如本文中所使用，術語「乙烯/α-烯烴共聚物」係指以聚合形式包括至少50莫耳%乙烯單體及α烯烴作為僅有的兩種單體類型之共聚物。本領域中已知的聚乙烯之常見形式包含低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene；LDPE）；線性低密度聚乙烯（Linear Low Density Polyethylene；LLDPE）；超低密度聚乙烯（Ultra Low Density Polyethylene；ULDPE）；極低密度聚乙烯（Very Low Density Polyethylene；VLDPE）；單點催化線性低密度聚乙烯，包含線性及基本上線性之低密度樹脂（m-LLDPE）兩者；中密度聚乙烯（Medium Density Polyethylene；MDPE）；及高密度聚乙烯（High Density Polyethylene；HDPE）。此等聚乙烯材料一般在本領域中已知；然而，以下描述可有助於理解此等不同聚乙烯樹脂中之一些之間的差異。術語「乙烯酸共聚物」係指以聚合形式包括至少50莫耳%乙烯單體及諸如甲基丙烯酸或丙烯酸之酸共聚物的共聚物。

術語「LLDPE」包含使用傳統齊格勒-納塔催化劑（Ziegler-Natta catalyst）系統以及單點催化劑（包含但不限於雙茂金屬催化劑（有時稱為「m-LLDPE」）及受限幾何結構催化劑）製得的樹脂，且包含線性、大體上線性或異質聚乙烯共聚物或均聚物。LLDPE含有比LDPE更少的長鏈分支，且包含基本上線性乙烯聚合物，其進一步定義於美國專利5,272,236、美國專利5,278,272、美國專利5,582,923及美國專利5,733,155中；均質分支線性乙烯聚合物組合物，諸如美國專利第3,645,992號中之彼等者；異質分支乙烯聚合物，諸如根據揭示於美國專利第4,076,698號中的方法製備之彼等者；及/或其摻合物（諸如揭示於US 3,914,342或US 5,854,045中之彼等者）。LLDPE可使用本領域中已知之任何類型之反應器或反應器組態經由氣相、溶液相或漿液聚合或其任何組合製得。

術語「HDPE」係指密度大於約0.935 g/cm³ 之聚乙烯，其一般用齊格勒-納塔催化劑、鉻催化劑或單點催化劑（包含但不限於雙茂金屬催化劑及受限幾何結構催化劑）製備。

術語「離聚物」係指包含已經藉由含金屬中和劑至少部分地中和之至少一種酸基單體的共聚物。

在各種實施例中，多層結構包括（a）定向聚乙烯膜，包括至少一個層，所述至少一個層具有至少一種乙烯基聚合物與至少一種乙烯酸共聚物的聚合物摻合物；及（b）阻擋層，安置在定向聚乙烯膜之至少一個表面上。乙烯基聚合物包括乙烯α-烯烴共聚物、乙烯均聚物或其組合，且具有0.910至0.960 g/cm³ 的密度及0.3至10 g/10 min之熔融指數（I₂ ）。以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量%計，乙烯酸共聚物為至少50重量%乙烯單體、1至30重量%之選自由單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯組成的群組之單體以及0至10重量%丙烯酸烷酯單體的聚合反應產物。在各種實施例中，0至90莫耳%之總酸單元的乙烯酸共聚物用中和鹽溶液中和，且定向聚乙烯膜具有小於1之乙烯酸共聚物比乙烯基聚合物之黏度比。

在一些實施例中，阻擋層為包括金屬基材料之氣體及水分阻擋層，其中金屬基材料包括Al、Si、Zn、Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Ge、Se、Ti、Sn、其氧化物及其組合。

在一些實施例中，金屬藉由真空金屬化沈積於定向聚乙烯膜上。

在一些實施例中，阻擋層包括Al金屬、Al之氧化物或兩者。

在一些實施例中，乙烯酸共聚物為具有藉由中和鹽溶液中和之5至90莫耳百分比或5至70莫耳百分比之總酸單元的離聚物，且中和鹽溶液包括Zn陽離子、Na陽離子或其組合。

在一些實施例中，單體係選自由以下組成之群組：單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯。在包含單羧酸單體之一些實施例中，單羧酸單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸或其組合，且丙烯酸烷酯單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸異丁酯或其組合。其他適合的單體包含但不限於順丁烯二酸（maleic acid）、順丁烯二酸酐（maleic anhydride）、順丁烯二酸之C₁ -C₄ 烷基半酯、反丁烯二酸（fumaric acid）、伊康酸（itaconic acid）及伊康酸酐（itaconic anhydride）。

在一些實施例中，以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量%計，乙烯酸共聚物包括1至8重量%丙烯酸烷酯單體。

在一些實施例中，乙烯基聚合物包括線性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）或其組合。

在一些實施例中，乙烯基聚合物之熔融指數（I₂ ）為0.5至4 g/10 min或0.3至1.1 g/10 min。

在一些實施例中，阻擋層具有1至50 nm之厚度，且定向聚乙烯膜具有10至80 µm的厚度。

在一些實施例中，定向聚乙烯膜包括至少99重量%之乙烯酸共聚物及乙烯α-烯烴共聚物或至少70重量%之乙烯酸共聚物及乙烯α-烯烴共聚物。

在一些實施例中，聚合物摻合物包括3至40重量%乙烯酸共聚物及60至97重量%乙烯α-烯烴共聚物。

在一些實施例中，定向聚乙烯膜為多層膜或單層膜。在一些實施例中，定向聚乙烯膜為雙軸定向膜。雙軸定向聚乙烯膜可以2:1至6:1之拉伸比沿縱向定向且以2:1至10:1之拉伸比沿橫向定向。

在一些實施例中，定向聚乙烯膜為沿縱向定向的單向（uniaxially）或單軸（monoaxially）定向聚乙烯膜。

本揭示內容之多層結構可包括如本文中所描述的兩個或更多個實施例之組合。

實施例亦係關於諸如包裝或小袋之製品。在一些實施例中，製品可包含本文中所揭示之多層結構中之任一者。製品可包括如本文中所描述的兩個或更多個實施例之組合。

實施例亦係關於層合物。在一些實施例中，層合物可包含黏著至第二膜之本文中所揭示的多層結構中之任一者。第二膜可包括聚乙烯、聚醯胺、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚丙烯或其組合。

定向聚乙烯膜

各種實施例之多層結構包括定向聚乙烯膜。在一些實施例中，定向聚乙烯膜與阻擋層（下文論述）之組合在定向聚乙烯膜與阻擋層之間有利地提供經改良的黏著力。

定向聚乙烯膜包括至少一個層，所述至少一個層包含至少一種乙烯基聚合物與至少一種乙烯酸共聚物的聚合物摻合物。乙烯基聚合物包含乙烯α-烯烴共聚物、乙烯均聚物或其組合。乙烯基聚合物具有0.910至0.960 g/cm³ 的密度及0.3至10 g/10 min之熔融指數（I₂ ）。在一些實施例中，乙烯基聚合物為線性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）或其組合。

用於乙烯基聚合物之LLDPE可包含齊格勒-納塔催化線性低密度聚乙烯、單點催化（包含茂金屬）線性低密度聚乙烯及高密度聚乙烯（HDPE）（只要HDPE具有不大於0.960 g/cm³ 的密度即可），以及前述中之兩者或更多者的組合。大於或等於0.960 g/cm³ 之所有個別值及子範圍均包含於本文中且揭示於本文中；例如，乙烯基聚合物的密度之下限可為0.910、0.915、0.920、0.925、0.928、0.931或0.934 g/cm³ 。在一些態樣中，乙烯基聚合物具有小於或等於0.960 g/cm³ 之密度。小於0.960 g/cm³ 之所有個別值及子範圍均包含於本文中且揭示於本文中；例如，第一線性低密度聚乙烯可具有0.955、0.950、0.940或0.930 g/cm³ 之上限的密度。在一些實施例中，乙烯基聚合物具有0.910至0.960 g/cm³ 的密度。

乙烯基聚合物具有小於或等於10 g/10分鐘之熔融指數（I₂ ）。自10 g/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言，第一線性低密度聚乙烯可具有10、9、8、7、6、5、4、3.5、3、3.5、2、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2或1.1 g/10分鐘之上限的I₂ 。在特定態樣中，第一線性低密度聚乙烯具有下限為0.3 g/10分鐘之I₂ 。自0.3 g/10分鐘開始之所有個別值及子範圍包含於本文中且揭示於本文中。舉例而言，第一線性低密度聚乙烯可具有大於或等於0.3、0.4、0.45或0.5 g/10分鐘之I₂ 。用於至少一個層中之乙烯基聚合物可表徵為具有0.3至10 g/10 min、0.5至4 g/10 min或甚至0.3至1.1 g/10 min之熔融指數（I₂ ）。

在一些實施例中，形成定向聚乙烯膜之至少一個層的聚合物摻合物包括大量乙烯基聚合物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少60重量%乙烯基聚合物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少70重量%乙烯基聚合物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少80重量%乙烯基聚合物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少85重量%乙烯基聚合物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至多97重量%乙烯基聚合物。

在乙烯基聚合物為乙烯α-烯烴共聚物之實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物可包括至少60重量%乙烯α-烯烴共聚物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少70重量%乙烯α-烯烴共聚物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少80重量%乙烯α-烯烴共聚物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至少85重量%乙烯α-烯烴共聚物。在一些實施例中，以聚合物摻合物之重量計，聚合物摻合物包括至多97重量%乙烯α-烯烴共聚物。

如上文所描述，在各種實施例中，聚合物摻合物進一步包括乙烯酸共聚物。乙烯酸共聚物為乙烯單體、選自由單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯組成的群組之單體以及視情況選用之丙烯酸烷酯單體的聚合反應產物。在各種實施例中，以乙烯酸共聚物中存在之單體的總重量計，以至少50重量%之量包含乙烯單體。舉例而言，以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量計，可以50重量%、60重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%或甚至98重量%之量包含乙烯單體。舉例而言，可以50重量%至98重量%、50重量%至90重量%、50重量%至80重量%或50重量%至75重量%之量包含乙烯單體。

在各種實施例中，單體係選自由以下組成之群組：單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯。舉例而言，單羧酸單體可為丙烯酸、甲基丙烯酸或其組合。以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量計，以1至30重量%之量包含單體。舉例而言，以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量計，聚合反應物可包含2重量%、5重量%、10重量%、15重量%、20重量%、25重量%或甚至30重量%之單體。以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量計，聚合反應物可包含1至30重量%、5重量%至25重量%或10重量%至20重量%之單體。

在乙烯酸共聚物為包含丙烯酸烷酯單體之混合物的反應產物之實施例中，丙烯酸烷酯單體可為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸異丁酯或其組合。以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量計，可以0至10重量%、大於0至10重量%或1至8重量%之丙烯酸烷酯單體之量包含丙烯酸烷酯單體。舉例而言，以存在於乙烯酸共聚物中之單體的總重量計，可以1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%或8重量%之量包含丙烯酸烷酯單體。舉例而言，丙烯酸烷酯可為可以1至8重量%、2至7重量%或3至6重量%之量包含的單體。

在各種實施例中，聚合物摻合物包含3至40重量%乙烯酸共聚物。舉例而言，以聚合物摻合物之總重量計，聚合物摻合物可包含3重量%、5重量%、10重量%、20重量%、25重量%、30重量%或甚至40重量%乙烯酸共聚物。舉例而言，聚合物摻合物可包含3至40重量%乙烯酸共聚物、5至30重量%乙烯酸共聚物或10至25重量%乙烯酸共聚物。

在一些實施例中，乙烯酸共聚物可用中和鹽溶液中和。舉例而言，可中和0至90莫耳百分比、0至70莫耳百分比、5至90莫耳百分比或5至70莫耳百分比之總酸單元的乙烯酸共聚物。在一些實施例中，乙烯酸共聚物為具有5莫耳%、10莫耳%、20莫耳%、30莫耳%、40莫耳%、50莫耳%、60莫耳%、70莫耳%、80莫耳%或甚至90莫耳%之藉由中和鹽溶液中和之總酸單元的離聚物。舉例而言，中和鹽溶液可包含Zn陽離子、Na陽離子或其組合。

在一些實施例中，定向聚乙烯膜之層可含有如本領域中一般已知的一或多種添加劑。此類添加劑包含諸如IRGANOX 1010及IRGAFOS 168（可購自BASF）之抗氧化劑、紫外光吸收劑、抗靜電劑、顏料、染料、成核劑、填充劑、助滑劑、阻燃劑、塑化劑、加工助劑、潤滑劑、穩定劑、煙霧抑制劑、黏度控制劑、表面改性劑及抗結塊劑。舉例而言，以外部層之重量計，層組合物在一些實施例中可有利地包括小於30組合重量百分比之一或多種添加劑，且在其他實施例中小於10重量百分比、小於5重量百分比或甚至小於1重量百分比。換言之，所述層可包含至少70重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物、至少90重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物、至少95重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物或甚至99重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物。

在一個實施例中，聚乙烯膜具有小於1之乙烯酸共聚物比乙烯基聚合物的熔融黏度比。舉例而言，熔融黏度比可為0.05至1。此外，在一些實施例中，聚乙烯膜具有大於1之熔融指數比（I₁₀ /I₂ ）。舉例而言，熔融指數比可為1至50。

在一些實施例中，定向聚乙烯膜為單層膜，使得至少一個層為僅有的層。

在一些實施例中，定向聚乙烯膜為多層膜。舉例而言，多層膜可進一步包括其他層，所述其他層通常取決於應用包含在多層膜中，包含例如密封層、阻擋層、黏結層、其他聚乙烯層等。在一些實施例中，定向聚乙烯膜可包含至少70重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物、至少90重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物、至少95重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物或甚至99重量%乙烯酸共聚物及乙烯基聚合物。

作為一個實例，在一些實施例中，多層膜可包括具有頂部面部表面及底部面部表面之另一層（層B，其中層A為先前論述之層），其中層B之頂部面部表面與層A之底部面部表面黏著接觸。

在一些此類實施例中，層B可為由適用於密封層之如本領域中熟習此項技術者已知之一或多種乙烯基聚合物形成的密封層。

然而，如上文所提及，層B可包括任何數目的其他聚合物或聚合物摻合物。舉例而言，若多層膜包含阻擋層，則層B可為在外部層與阻擋層之間黏著接觸之黏結層，且另一黏結層可位於阻擋層與密封層之間。

在一些實施例中，取決於附加層及多層膜之組成，附加層可與膜中之其他層共擠壓。

應理解，前述層中之任一者可進一步包括如本領域中熟習此項技術者已知的一或多種添加劑，諸如，例如抗氧化劑、紫外光穩定劑、熱穩定劑、助滑劑、防結塊劑、顏料或著色劑、加工助劑、交聯催化劑、阻燃劑、填充劑及起泡劑。

在定向之前，此類聚乙烯膜（無論單層或多層）例如取決於層數、膜之預期用途及其他因素可具有各種厚度。在一些實施例中，此類聚乙烯膜在定向之前具有320至3200微米（通常640-1920微米）之厚度。

在定向之前，聚乙烯膜可基於本文中之教示內容使用本領域中熟習此項技術者已知之技術形成。舉例而言，膜可製備為吹製膜（例如水淬滅吹製膜）或鑄造膜。舉例而言，在多層聚乙烯膜之情況下，針對可共擠壓之彼等層，可基於本文中之教示內容使用本領域中熟習此項技術者已知之技術將此類層共擠壓為吹製膜或鑄造膜。

在一些實施例中，聚乙烯膜使用拉幅機依序雙軸定向方法來定向。此類技術一般為本領域中熟習此項技術者已知。在其他實施例中，聚乙烯膜可基於本文中之教示內容使用本領域中熟習此項技術者已知之其他技術定向，所述其他技術諸如雙鼓泡定向方法、參鼓泡定向方法、同時雙軸定向方法或甚至單軸定向方法。一般而言，在拉幅機依序雙軸定向方法之情況下，拉幅機作為多層共擠壓線之一部分併入。在自平口模擠壓之後，使膜在冷卻捲筒上冷卻，且浸入至填充有室溫水之水浴中。鑄造膜隨後傳遞至具有不同旋轉速度之一系列捲筒上以實現縱向拉伸。在製造生產線之MD拉伸區段中存在若干對捲筒，且均經油加熱。成對捲筒依序作為經預加熱捲筒、拉伸捲筒及用於鬆弛及退火之捲筒工作。各對捲筒之溫度單獨受控。在沿縱向拉伸之後，將膜網狀物傳遞至具有加熱區之拉幅機熱空氣烘箱中以進行橫向拉伸。前幾個區用於預加熱，接著各區用於拉伸，且隨後最後幾個區用於退火。

不希望受任何特定理論限制，咸信本文中指定之聚乙烯膜之雙軸定向提供（在一些實施例中以高速度沈積）促進金屬層沈積的提高之模量及高極限強度且提供改善之有光澤外觀。然而，亦涵蓋單向定向或單軸定向之聚乙烯膜。舉例而言，可沿縱向定向此類膜。

在一些實施例中，聚乙烯膜可以2:1至6:1之拉伸比或在替代方案中以3:1至5:1之拉伸比沿縱向定向。在一些實施例中，聚乙烯膜可以2:1至10:1之拉伸比或在替代方案中以3:1至8:1之拉伸比沿橫向定向。在一些實施例中，聚乙烯膜以2:1至6:1之拉伸比沿縱向定向且以2:1至10:1之拉伸比沿橫向定向。在一些實施例中，聚乙烯膜以3:1至5:1之拉伸比沿縱向定向且以3:1至8:1之拉伸比沿橫向定向。

在一些實施例中，沿縱向之拉伸比與沿橫向之拉伸比的比率為1:1至1:2.5。在一些實施例中，沿縱向之拉伸比與沿橫向之拉伸比的比率為1:1.5至1:2.0。

在一些實施例中，雙軸定向聚乙烯膜具有8至54的總拉伸比（沿縱向之拉伸比×沿橫向之拉伸比）。在一些實施例中，雙軸定向聚乙烯膜具有9至40的總拉伸比（沿縱向之拉伸比×沿橫向之拉伸比）。

在定向之後，定向膜在一些實施例中具有10至80微米之厚度。在一些實施例中，定向膜具有20至50微米之厚度。

在一些實施例中，例如取決於最終用途應用，可使用本領域中熟習此項技術者已知之技術對定向聚乙烯膜進行電暈處理、電漿處理或印刷。

在定向之後，隨後定向聚乙烯膜在包括上文所描述的聚合物摻合物之層上設置有阻擋層。阻擋層

在各種實施例中，阻擋層為包含金屬基材料之氣體及水分阻擋層。因此，在本文中所描述的一些實施例中，阻擋層可稱為「金屬層」。

使用真空金屬化將金屬層塗覆至定向聚乙烯膜。真空金屬化為用於沈積金屬之熟知技術，其中金屬源在真空環境中蒸發，且金屬蒸氣在膜穿過真空腔室時冷凝於膜之表面上以形成薄層。在各種實施例中，阻擋層具有1 nm至50 nm的厚度。舉例而言，阻擋層可具有1 nm、5 nm、10 nm、20 nm、25 nm、30 nm、40 nm或甚至50 nm之厚度。

可沈積於定向聚乙烯膜上之金屬包含Al、Si、Zn、Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Ge、Se、Ti、Sn、其氧化物或其組合。在一些實施例中，金屬層由鋁或氧化鋁（Al₂ O₃ ）形成。多層結構

在一些實施例中，本揭示內容之多層結構包括定向聚乙烯膜及沈積於其上之金屬層（如上文所描述）。定向聚乙烯膜與沈積於指定外部表面上之金屬層之組合可提供機械特性及阻擋特性兩者的協同組合。在一些實施例中，多層結構亦可具有可接受之硬度、良好光學特性、打孔/落鏢阻力、撕裂抗性及低溫密封效能。製品

本文中所描述之各種實施例的多層結構可用於形成諸如包裝或層合物之製品。此類製品可由本文中所描述的多層結構中之任一者形成。

可由各種實施例之多層結構形成之包裝的實例可包含可撓性包裝、小袋、直立式小袋及預製包裝或小袋。在一些實施例中，本揭示內容之多層膜可用於食品包裝。可包含此類包裝中之食品之實例包含肉類、乾酪、穀類、堅果、果汁、醬油及其他。基於本文中之教示內容且基於用於包裝之特定用途（例如，食品的類型、食品之量等），此類包裝可使用本領域中熟習此項技術者已知之技術來形成。

層合物可包含黏著至一或多種附加膜之各種實施例的多層結構。舉例而言，上文所描述之一或多個實施例的多層結構可黏著至第二膜。舉例而言，第二膜可包含聚乙烯、聚醯胺、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚丙烯或其組合。多層結構可經由黏著層黏著至第二膜，如可為本領域中所已知。

應進一步注意，如「一般（generally）」、「通常（commonly）」及「通常（typically）」之術語在本文中並不用於限制申請專利範圍之範疇或暗示某些特徵對於各種實施例的功能之結構為關鍵、必需或甚至至關重要的。相反，此等術語僅意欲強調可或可不用於本揭示內容之特定實施例中的替代或附加特徵。

顯然，修改及變化在不脫離隨附申請專利範圍中所定義之本揭示內容之範疇的情況下為可能的。更特定言之，儘管本揭示內容之一些態樣在本文中鑑別為較佳或尤其有利的，但預期本揭示內容未必限於此等態樣。

無

Claims

一種多層結構，包括：雙軸定向聚乙烯膜，包括至少一個層，所述至少一個層具有60至97重量%乙烯α-烯烴共聚物與3至40重量%乙烯酸共聚物之至少99重量%聚合物摻合物，其中：所述乙烯α-烯烴共聚物具有0.910至0.960g/cm³之密度及0.5至4g/10min的熔融指數(I₂)；所述乙烯酸共聚物為以下之聚合反應產物：以存在於所述乙烯酸共聚物中的單體之總重量計，至少50重量%乙烯單體；以存在於所述乙烯酸共聚物中的所述單體之總重量計，1至30重量%之選自由單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯組成之群組的單體；及以存在於所述乙烯酸共聚物中之所述單體的總重量計，0至10重量%之丙烯酸烷酯單體；且0至90莫耳百分比之總酸單元的所述乙烯酸共聚物用中和鹽溶液中和；及阻擋層，安置在所述雙軸定向聚乙烯膜之至少一個表面上。
如請求項1所述的多層結構，其中所述雙軸定向聚乙烯膜以2：1至6：1之拉伸比沿縱向定向且以2：1至10：1之拉伸比沿橫向定向。
如請求項1所述的多層結構，其中所述阻擋層為包括金屬基材料之氣體及水分阻擋層，其中所述金屬基材料包括Al、Si、Zn、Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Ge、Se、Ti、Sn、其氧化物及其組合。
如請求項3所述的多層結構，其中所述金屬基材料包括Al金屬、Al之氧化物或兩者。
如請求項3所述的多層結構，其中所述金屬基材料藉由真空金屬化沈積於所述雙軸定向聚乙烯膜上。
如請求項4所述的多層結構，其中所述金屬基材料藉由真空金屬化沈積於所述雙軸定向聚乙烯膜上。
如請求項1至6中任一項所述的多層結構，其中所述乙烯酸共聚物為離聚物，所述離聚物具有藉由所述中和鹽溶液中和之5至70莫耳百分比的總酸單元，且其中所述中和鹽溶液包括Zn陽離子、Na陽離子或其組合。
如請求項1至6中任一項所述的多層結構，其中選自由單羧酸、二羧酸、酸酐及其單酯組成的群組之所述單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸或其組合，且其中所述丙烯酸烷酯單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸異丁酯或其組合。
如請求項1至6中任一項所述的多層結構，其中以存在於所述乙烯酸共聚物中的所述單體之總重量%計，所述乙烯酸共聚物包括1至8重量%丙烯酸烷酯單體。
如請求項1至6中任一項所述的多層結構，其中所述乙烯α-烯烴共聚物包括線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或其組合。
如請求項1至6中任一項所述的多層結構，其中所述阻擋層具有1至50nm之厚度，且所述雙軸定向聚乙烯膜具有10至80μm的厚度。
如請求項1至6中任一項所述的多層結構，其中所述雙軸定向聚乙烯膜為多層膜或單層膜，且其中所述雙軸定向聚乙烯膜以2：1至6：1之拉伸比沿所述縱向定向且以2：1至10：1的拉伸比沿所述橫向定向。
一種包括多層結構之製品，所述多層結構係如請求項1至12中任一項所述者，其中所述製品為小袋。
一種層合物，包括黏著至第二膜之如請求項1至12中任一項所述的多層結構，其中所述第二膜包括聚乙烯、聚醯胺、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚丙烯或其組合。