CN113613903A - 具有增强撕裂强度的多层拉伸罩膜 - Google Patents

具有增强撕裂强度的多层拉伸罩膜 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种多层膜。多层膜包括第一外层和第二外层，其中第一外层和第二外层中的至少一个包含第一聚乙烯；第一外层与第二外层之间的芯层，其中芯层的厚度为多层膜总厚度的8‑30％。芯层由芯聚合物形成，该芯聚合物包含20至0wt.％的第二聚乙烯和密度为0.855g/cm3至0.877g/cm3的80至100wt.％的丙烯类弹性体，wt.％基于芯层总重量。基于多层膜的总wt.％，多层膜包含8至30wt.％的丙烯类弹性体。多层膜还包括第一和第二内层，其中第一和第二内层中的至少一个包含80至100wt.％的密度为0.870g/cm3至0.912g/cm3的LLDPE和20至0wt.％的LDPE，其中芯层位于第一和第二内层之间。

Description

具有增强撕裂强度的多层拉伸罩膜
技术领域
本公开一般地涉及多层膜，并且更具体地涉及具有增强抗撕裂性的多层拉伸罩膜。
背景技术
拉伸罩是在一端密封的薄膜管，其在托盘上负载上拉伸以将内容物固定在托盘上。将膜切成合适的长度，在顶端热封，并用四个‘手指’将其聚集。这些手指在水平(横向)方向拉伸薄膜，直到薄膜尺寸略大于负载尺寸，然后将拉伸的薄膜向下拉到托盘上，在移动时将其展开。通过改变展开速率，可以获得一定程度的垂直(纵向)方向拉伸，以更好地将负载保持在托盘上。在托盘底部，手指松开通常包裹在托盘底部下方的薄膜。
拉伸罩是要求高的应用，需要薄膜具有良好的抗撕裂性和/或抗穿刺性以及保持力和弹性的平衡。然而，已知拉伸罩膜在拉伸罩过程中(例如，当拉伸罩在托盘上负载上展开时)和一旦施加到负载上，尤其在纵向方向上遭受撕裂。当拉伸罩膜施加到负载时，它们在横向上拉伸，然后放置在托盘上的负载上。拉伸罩膜处于张力下，同时将负载固定到托盘上。一旦处于张力下，拉伸罩膜面临更大的纵向撕裂风险，一旦开始撕裂，就会迅速垂直“拉开”薄膜，因此无法固定负载。当被固定的负载通过叉车移动时，这种撕裂经常发生。较厚的拉伸罩膜还有助于防止拉伸罩膜中的刺破和意外撕裂。因此，提高用于拉伸罩的薄膜对纵向撕裂的抵抗力是非常有意义的。
发明内容
本公开提供了有助于提高拉伸罩膜的抗撕裂性的多层膜。此外，本公开的多层膜有助于在降低厚度的同时实现纵向撕裂故障的改善的减少，这有助于减少原材料使用同时改善托盘负载控制。除了通过减小本公开的多层膜的厚度在减少纵向撕裂故障和减少原材料使用方面的改进之外，还改进了负载稳定性，这再次有助于托盘负载控制。
对于各种实施方案，本公开的多层膜包括第一外层、第二外层、第一外层和第二外层之间的芯层、第一内层和第二内层，其中第一内层和第二内层位于第一外层和第二外层之间。第一外层和第二外层中的至少一个包含第一聚乙烯。芯层的厚度为多层膜总厚度的百分之8至百分之30(％)。此外，芯层由包含20至0重量百分比(wt.％)的第二聚乙烯和密度为0.855g/cm3至0.877g/cm3的80至100wt.％的丙烯类弹性体的芯聚合物形成，wt.％基于芯层总重量。基于多层膜的总wt.％，多层膜包含8至30wt.％的丙烯类弹性体。第一内层和第二内层中的至少一个包含密度为0.870g/cm3至0.912g/cm3的80至100wt.％的线性低密度聚乙烯(LLDPE)和20至0wt.％的低密度聚乙烯(LDPE)。
对于各种实施方案，芯层可以位于第一内层和第二内层之间。对于各种实施方案，芯层可以形成为芯聚合物的单层。对于各种实施方案，基于丙烯类弹性体的总重量，丙烯类弹性体可包含9至20wt.％的乙烯。对于本实施方案，芯层还可以具有多层膜总厚度的8％至10％的厚度。
在另外的实施方案中，第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯可包含密度为0.898至0.918g/cm3的80至95wt.％的LLDPE和密度为0.917至0.925g/cm3的20至5wt.％的LDPE，其中wt.％基于第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯的总重量。多层膜可具有60μm至120μm范围内的厚度。如本文所讨论的，本公开的多层膜可用于形成拉伸罩。
附图说明
图1是说明可用于制造根据本公开的拉伸罩膜的多层膜的横截面的示意图。
具体实施方式
本公开提供有助于抵抗拉伸罩膜中的纵向撕裂的多层膜。此外，本公开的多层膜有助于在降低厚度的同时实现纵向撕裂故障的改善的减少，这有助于减少原材料使用同时改善托盘负载控制。除了通过减小本公开的多层膜的厚度在减少纵向撕裂故障和减少原材料使用方面的改进之外，还改进了负载稳定性，这再次有助于托盘负载控制。
图1提供了本公开的多层膜100的实施方案。如图所示，多层膜100包括五(5)个层。具体地，多层膜100包括第一外层102-1、第二外层102-2、第一外层102-1和第二外层102-2之间的芯层104、第一内层106-1和第二内层106-2。
在图1中，芯层104被示为位于第一内层106-1和第二内层106-2之间。在替代实施方案中，芯层104可以位于第一内层106-1和第一外层102-1之间。或者，芯层104可位于第二内层106-2和第二外层102-2之间。在另外的实施方案中，本公开的多层膜可具有多于五个层。例如，本公开的多层膜可具有六(6)个层、七(7)个层或更多个层。即使采用这种多层结构，多层膜的厚度也为60μm到120μm。如本文所讨论的，本公开的多层膜可用于形成拉伸罩。
除非相反地陈述、由上下文暗示或在本领域中惯用，否则本文所有份数和百分比都基于讨论的材料(例如，如本文讨论的芯聚合物)的总重量，所有温度都以摄氏度(℃)为单位，并且截至本公开的提交日期，所有测试方法都是现行方法。
如本文所用，术语“组合物”是指包括组合物的材料，以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物的混合物。
“聚合物”意指通过使不论相同类型或不同类型的单体聚合而制备的聚合化合物。通用术语聚合物因此涵盖如下文定义的术语均聚物(用于指由仅一种类型的单体制备的聚合物，应理解痕量的杂质可并入到聚合物结构中)、术语共聚物和术语互聚物。痕量杂质(例如，催化剂残余物)可以并入到聚合物中和/或聚合物内。聚合物可为单一聚合物、聚合物掺合物或聚合物混合物。
如本文所用，术语“互聚物”是指通过使至少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物。通用术语互聚物因此包含共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)和由多于两种不同类型的单体制备的聚合物。
如本文所使用的，术语“聚烯烃”是指以聚合形式包括大量烯烃单体(例如乙烯或丙烯)(基于聚合物的重量)并且任选地可以包括一种或多种共聚单体的聚合物。
术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”和其衍生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在，无论是否具体地公开了所述组分、步骤或程序。避免任何疑问，除非相反陈述，否则通过使用术语“包括”所要求保护的所有组合物均可以包含任何另外的添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合的还是其它形式的。相反，术语“基本上由......组成(consisting essentially of)”从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、步骤或程序，除对可操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由......组成”排除没有具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。
“聚乙烯”将意谓包括超过50wt.％单元源自乙烯单体的聚合物。这包含聚乙烯均聚物或共聚物(意指衍生自两种或更多种共聚单体的单元)。本领域中已知的聚乙烯的常见形式包含低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene，LDPE)；线性低密度聚乙烯(LinearLow Density Polyethylene，LLDPE)。这些聚乙烯材料通常是本领域已知的，然而，以下描述可能有助于理解这些不同聚乙烯树脂中的一些之间的差异。
术语“LDPE”也可称为“高压乙烯聚合物”或“高度分支聚乙烯”且定义为意指聚合物在高压釜或管状反应器中在高于14,500psi(100MPa)的压力下通过使用自由基引发剂(如过氧化物)部分或完全均聚或共聚合(参见例如US 4,599,392，其以引用的方式并入本文中)。
术语“LLDPE”包含使用传统齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Natta catalyst)***以及单点催化剂(包含(但不限于)双茂金属催化剂(有时称为“m-LLDPE”)和受限几何结构催化剂)制得的树脂，且包含线性、基本上线性或异质聚乙烯共聚物或均聚物。与LDPE相比，LLDPE含有较少的长链支化并且包含基本上线性的乙烯聚合物，其在美国专利5,272,236、美国专利5,278,272、美国专利5,582,923和美国专利5,733,155中进一步定义；均质支化的线性乙烯聚合物组合物，如美国专利第3,645,992号中的那些；多相支化的乙烯聚合物，如根据美国专利第4,076,698号中公开的工艺制备的那些；和/或其共混物(如US 3,914,342或US 5,854,045中公开的那些)。LLDPE可以使用本领域已知的任何类型的反应器或反应器配置通过气相、液相或浆料聚合或其任何组合制备。
术语“多层膜”是指具有由本文提供的聚合物组合物形成的五(5)个层或更多层的膜。除了多层膜之外，本公开可允许但不限于多层片材、层压膜、多层刚性容器、多层管和多层涂覆基材。
除非本文另有指示，否则以下分析方法用于本公开的描述方面：
根据ASTM D792测定“密度”。
“熔体指数”：熔体指数I2(或I2)根据ASTM D-1238在190℃和2.16kg负载下测量。数值以g/10min报告。“熔体流动速率”根据ASTM D1238(230℃，2.16kg)测定。
本文进一步描述了额外特性和测试方法。
芯层
对于各种实施方案，多层膜的芯层的厚度为多层膜总厚度的百分之8至百分之30(％)。对于本实施方案，芯层还可以具有多层膜总厚度的8％至10％的厚度。例如，芯层可以具有从多层膜总厚度的16％、15％、13％、12％、10％、9.6％或8％的下限到多层膜总厚度的20％、23％、25％、26％、27％、29％或30％的上限。芯层的总厚度的实例包括多层膜总厚度的8％至30％，包括其间的所有单独值。例如，芯层的总厚度可以为多层膜总厚度的16至20％、15至23％、13至25％、12至26％、10至27％、9.6至29％、8至20％或16至29％。
对于各种实施方案，芯层由芯聚合物形成。芯聚合物包含20至0wt.％的第二聚乙烯和80至100wt.％的密度为0.850至0.902g/cm3的丙烯类弹性体，其中wt.％基于芯层总重量。第二聚乙烯具有0.870至0.912g/cm3的密度和0.5至1.1g/10min的熔体指数。优选地，丙烯类弹性体的密度为0.855至0.892g/cm3，更优选为0.855至0.877g/cm3。
在各种实施方案中，基于多层膜的总wt.％，多层膜包含8至30wt.％的丙烯类弹性体，包括其间的所有单独值。对于本实施方案，多层膜还可包括多层膜的8至10wt.％。例如，多层膜可包含多层膜的16wt.％、15wt.％、13wt.％、12wt.％、10wt.％、9.6wt.％或8wt.％的下限至多层膜的20wt.％、23wt.％、25wt.％、26wt.％、27wt.％、29wt.％或30wt.％的上限。例如，多层膜可包含多层膜的16至20wt.％、15至23wt.％、13至25wt.％、12至26wt.％、10至27wt.％、9.6至29wt.％、8至20wt.％或16至29wt.％。
丙烯类弹性体由衍生自丙烯的单元和衍生自α-烯烃的聚合单元组成。用于形成丙烯类弹性体的优选α-烯烃包括C2和C4至C10α-烯烃，优选C2、C4、C6和C8α-烯烃，最优选C2(乙烯)。
丙烯类弹性体优选包含10至33摩尔％的衍生自α-烯烃的单元，更优选包含13至27摩尔％的衍生自α-烯烃的单元。当乙烯为α-烯烃时，基于丙烯类弹性体的总重量，丙烯类弹性体包含80至91wt.％的衍生自丙烯的单元和9至20wt.％的衍生自乙烯的单元。优选地，基于丙烯类弹性体的总重量，丙烯类弹性体包含85至90wt.％的衍生自丙烯的单元和10至15wt.％的衍生自乙烯的单元。更优选地，基于丙烯类弹性体的总重量，丙烯类弹性体包含86至89wt.％的衍生自丙烯的单元和11至14wt.％的衍生自乙烯的单元。最优选地，基于丙烯类弹性体的总重量，丙烯类弹性体包含87至89wt.％的衍生自丙烯的单元和11至13wt.％的衍生自乙烯的单元。
对于各种实施方案，丙烯类弹性体可具有以下的结晶度：1wt.％(至少2焦耳/克的熔化热)至30wt.％(小于50焦耳/克的熔化热)，更优选地1至24wt.％(小于40焦耳/克的熔化热)，进一步更优选地1至15wt.％(小于24.8焦耳/克的熔化热)，并且其中处理没有问题(即可以使用粘性聚合物)，优选地1至7wt.％(小于11焦耳/克的熔化热)，甚至更优选地1至5wt.％(小于8.3焦耳/克的熔化热)，全部根据WO 2007/044544 A2中提供的DSC方法测定，将该文献通过引用整体并入本文。丙烯类弹性体的结晶度优选为2.5wt.％(至少4焦耳/克的熔化热)至30wt.％，更优选地3wt.％(至少5焦耳/克的熔化热)至30wt.％。
丙烯类弹性体的熔体流动速率优选地从0.1g/10min和更优选0.2g/10min的下限值至10g/10min、优选地8g/10min、更优选地4g/10min和最优选地2g/10min的上限值以获得良好的加工性能。丙烯类弹性体还具有1.0至3.5，更优选1.0至3.0，最优选1.8至3.0的定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn)的分子量分布(MWD)。用于测量重均分子量和数均分子量的技术包括但不限于使用聚苯乙烯标准品的静态光散射或凝胶渗透色谱法(GPC)，如本领域中已知的和WO 2007/044544 A2所述的，将该文献通过引用整体并入本文。
对于各种实施方式，可以根据WO 2007/044544 A2中描述的方法形成芯聚合物的丙烯类弹性体，将该文献通过引用整体并入本文。简言之，如2002年5月5日提交的美国专利申请序列号10/139,786(WO 03/040201)中所述，使用非茂金属、金属中心的杂芳基配体催化剂形成芯聚合物的丙烯类弹性体，其关于此类催化剂的教导通过引用整体并入本文。
对于各种实施方案，芯层可形成为如本文提供的芯聚合物的单个连续层。因此，例如，芯层可以包括如图1所示的五层膜的单个连续层或作为七层膜中的芯层，其中芯层位于外层和内层之间，如本文所提供。如本文所讨论的，无论多层膜中存在的层数如何，芯层都可以位于多层膜的第一内层和第二内层之间。在一些实施方案中，芯层直接位于第一内层和第二内层之间并与之接触。在另外的实施方案中，芯层直接位于第一外层和第一内层之间并与其接触，或者芯层直接位于第二外层和第二内层之间并与其接触。
对于各种实施方案，芯层由芯聚合物的单个连续(例如，离散)层形成并且不使用芯聚合物的两个或更多个连续层(例如，两个或更多个单独层)形成。
芯聚合物的商业实例可包括以商品名VERSIFYTM提供的那些，其可从陶氏化学公司(TDCC)获得，其中优选实例是来自TDCC的VERSIFYTM 2300丙烯弹性体。芯聚合物的其他商业实例可包括以商品名“VISTAMAXX”提供的那些，可从埃克森关孚化工获得。
第一外层和第二外层
多层膜还包括各自包含第一聚乙烯的第一外层和第二外层。如本文所提供的，第一聚乙烯可以是LLDPE、LDPE或LLDPE和LDPE的共混物。第一外层和第二外层各自具有多层膜总厚度的10％至30％的厚度。优选地，第一外层和第二外层中的每一个具有多层膜总厚度的20％至30％的厚度。更优选地，第一外层和第二外层中的每一个具有多层膜总厚度的20至25％的厚度。最优选地，第一外层和第二外层中的每一个具有多层膜总厚度的22至25％的厚度。此外，基于多层膜的总重量，第一外层和第二外层中的每一个可以构成第一聚乙烯的15至30wt.％，优选地多层膜的总重量的15至20wt.％。
在另外的实施方案中，第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯可包含80至95wt.％的密度为0.898至0.918g/cm3的LLDPE，其中wt.％基于第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯的总重量。优选地，第一聚乙烯包含80至90wt.％并且更优选地80至85wt.％的LLDPE。此外，第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯可包含20至5wt.％的密度为0.917至0.925g/cm3的LDPE，其中wt.％基于第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯的总重量。优选地，第一聚乙烯包含20至10wt.％并且更优选地20至15wt.％的LDPE。优选地，第一外层和第二外层均第一聚乙烯形成，如本文提供的。
第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯的LLDPE具有2至8，更优选2至6，最优选2至4的MWD。MWD如本文所述计算。本领域技术人员知道MWD小于3的聚合物可方便地使用茂金属或受限几何催化剂(特别是在乙烯聚合物的情况下)或使用电子给体化合物与齐格勒纳塔催化剂制备。
本文使用的LLDPE是衍生自至少60wt.％乙烯和至多40wt.％α-烯烃共聚单体的单元的共聚物。优选的α-烯烃共聚单体是C4-C10α-烯烃，更优选C4-C8α-烯烃，甚至更优选C4、C5、C6和C8α-烯烃，最优选1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。由于其优异的薄膜强度特性(例如抗撕裂性、落镖冲击强度和保持力)，优选至少部分用齐格勒-纳塔催化剂体系制成的聚乙烯共聚物。
LLDPE可以使用气相、溶液或淤浆聚合物制造方法制造。由于它们优异的纵向撕裂强度、抗落镖冲击性和其他性能平衡，在溶液聚合过程中制备的乙烯/1-辛烯和乙烯/1-己烯共聚物是最优选的。本公开中使用的LLDPE具有0.900至0.923g/cm3，优选0.902至0.922g/cm3并且更优选0.904至0.920g/cm3的密度。
合适的LLDPE的例子包括可从陶氏化学公司以商品名“DOWLEX TM”获得的乙烯/1-辛烯和乙烯/1-己烯线性共聚物，可从陶氏化学公司以商品名“ATTANETM”获得的乙烯/1-辛烯线性共聚物，可从陶氏化学公司以商品名“ELITETM”获得的乙烯/1-辛烯增强聚乙烯，可从陶氏化学公司以商品名“Dowlex GM”获得的乙烯/α-烯烃共聚物，可从Polimeri Europa以商品名“CLEARFLEX”和“FLEXIRENE”获得的乙烯类共聚物，可从ExxonMobil Chemical以商品名“Exact”和“Exceed”获得的乙烯/α-烯烃共聚物，可从Innovex以商品名“INNOVEX”获得的乙烯/α-烯烃共聚物，可从Basell以商品名“LUFLEXEN”和“LUPOLEX”获得的乙烯/α-烯烃共聚物，可从Dex Plastomers以商品名“STAMYLEX”获得的乙烯/α-烯烃共聚物，以及可从Sabic以商品名“LADENE”获得的乙烯/α-烯烃共聚物。
第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯的LDPE的熔体指数(MI)为0.1至9g/10min，更优选0.2至6g/10min，甚至更优选0.2至4g/10min，最优选0.25至2g/10min。熔体指数与聚合物的分子量成反比。因此，尽管关系并非线性的，但分子量越高，熔融流动速率越低。
LDPE可以具有0.917至0.925g/cm3的密度。优选地，LDPE具有0.917至0.922g/em3的密度。
本公开中使用的LDPE是使用本领域普通技术人员已知的高压自由基制造方法制成的。LDPE通常是均聚物，但可含有少量共聚单体(按重量计少于百分之一(1％)的源自共聚单体的单元)。
LDPE的商业实例可以从不同的制造商处购买。例如，LDPE可以作为
Figure BDA0003273254280000101
LDPE150E、303E、320E、310E、450和许多其他等级从陶氏化学公司购买，以及以商品名“LUPOLEN”和“PETROTHENE”从LyondellBasell Industries购买。
第一内层和第二内层
多层膜还包括第一内层和第二内层。第一内层和第二内层各自具有多层膜总厚度的10％至31％的厚度。优选地，第一内层和第二内层各自具有多层膜总厚度的15至30％的厚度。更优选地，第一内层和第二内层中的每一个具有多层膜总厚度的20％至27％的厚度。最优选地，第一内层和第二内层各自具有多层膜总厚度的22至25％的厚度。
对于各种实施方案，第一内层和第二内层中的至少一个包含80至100wt.％的LLDPE，如本文所述，其具有0.870至0.912g/em3的密度，和20至0wt.％的LDPE，如本文所述。优选地，第一内层和第二内层包含85至100wt.％的LLDPE和15至0wt.％的LDPE，更优选地90至100wt.％的LLDPE和10至0wt.％的LDPE。在一些实施方案中，第一内层和第二内层各自具有0.902至0.907g/cm3的总密度和0.7至1.1g/10min的熔体指数。
在各种实施方案中，第一内层和第二内层位于第一外层和第二外层之间。在一些实施方案中，第一内层直接位于第一外层和芯层之间并与其接触，而第二内层直接位于第二外层和芯层之间并与其接触。在替代实施方案中，芯层直接位于第一外层和第一内层之间并与其接触，而第二内层直接位于第二外层和第一内层之间并与其接触。在另一个实施方案中，芯层直接位于第二外层和第二内层之间并与其接触，并且第一内层直接位于第一外层和第二内层之间并与其接触。
形成多层膜
基于本文的教导，通常可以使用本领域技术人员已知的技术来生产多层膜。例如，多层膜可以通过共挤出生产。多层膜挤出技术在塑料薄膜的生产中是众所周知的。例如在The Encyclopedia of Chemical Technology，Kirk-Othmer，第三版，John Wiley&Sons，纽约，1981，第16卷第416-417页和第18卷第191-192页中描述了合适的多层膜方法。
共挤出多层膜的形成是本领域已知的并且适用于本公开。术语“共挤出”是指通过具有两个或更多个孔口的单个模具挤出两种或更多种材料的过程，所述孔口布置成使得挤出物合并成层状结构，优选在激冷或淬火之前。用于制造多层膜的共挤出***采用至少两个挤出机，为共同的模具组件供料。挤出机的数量取决于构成共挤出膜的不同材料的数量。对于每种不同的材料，使用不同的挤出机。因此，五层共挤出可需要多达五个挤出机，但如果两层或更多层由相同材料制成，则可以使用更少的挤出机。
在多层膜中，每层有利地赋予所需特性，例如耐候性、热封、粘合、耐化学性、阻隔层(例如对水或氧气)、弹性、收缩、耐久性、手感、噪音或降噪、质地、压花、装饰元素、不渗透性、刚度等。多层膜的相邻层可选地彼此直接粘合，或者它们之间可以具有粘合层、连接层或其他层，特别是为了在它们之间实现粘合的目的。选择层的成分以实现所需的目的。
多层膜可用于多种原因，例如本领域已知的收缩包裹膜、拉伸罩膜等。例如，本公开的多层膜优选用于形成拉伸罩膜。
拉伸罩膜
为了用作拉伸罩，本公开的多层膜优选为60至120μm厚且以3.0至4.0的吹胀比制成。这种多层膜有助于避免在生产过程中的刺穿和撕裂，并在拉伸罩应用中使用，并表现出负载控制。除了早先关于多层膜结构讨论的其他物理特性之外，在拉伸罩最终用途应用中，多层膜结构通常表现出至少1900克并且通常更高的纵向撕裂。例如，根据ASTM D1922-09的程序测量，本公开的多层膜的纵向撕裂范围为1900至3450g。
添加剂
第一外层和第二外层还可包含一种或多种添加剂。添加剂任选地包括在第一内层、第二内层和/或芯层中。添加剂在本领域技术范围内。此类添加剂包括，例如，稳定剂，包括自由基抑制剂和紫外线波(UV)稳定剂、中和剂、成核剂、滑爽剂、抗粘连剂、颜料、抗静电剂、澄清剂、蜡、树脂、填料如二氧化硅和炭黑和本领域技术范围内的其他添加剂，它们组合或单独使用。有效量是本领域已知的并且取决于组合物中聚合物的参数和它们暴露的条件。
如本领域技术人员已知的，抗粘连添加剂是当添加到聚合物膜中时使膜在制造、运输和储存期间粘附到另一膜或自身的趋势最小化的添加剂。用作防粘连剂的典型材料包括二氧化硅、滑石、粘土颗粒和本领域普通技术人员已知的其他物质。
如本领域技术人员已知的，滑爽添加剂是当添加到聚合物膜中时降低膜摩擦系数的添加剂。用作滑爽剂的典型材料包括芥酸酰胺、油酰胺和本领域普通技术人员已知的其他物质。
实施例
在实施例中，使用材料的各种术语和名称，所述术语和名称包括例如以下：
表1材料清单和性质
Figure BDA0003273254280000131
*熔体指数是在230°、2.16kg下测量的
用表1中描述的材料生产多层膜。以在两层LLDPE共聚物之间具有丙烯类弹性体芯层生产了表5中看到的多层膜的实施例(EX)。表5中所见的多层膜的比较例(CE)包括与LLDPE共聚物共混的丙烯类弹性体、两层丙烯类弹性体之间的丙烯类弹性体、或丙烯类弹性体层和LLDPE共聚物层之间的丙烯类弹性体。LLDPE Copolymer共聚物是用下面描述的程序制备的。
通过在将其引入到反应环境中之前用分子筛纯化所有原料(单体和共聚单体)和工艺溶剂(窄沸程高纯度异链烷烃溶剂，Isopar-E)制备LLDPE共聚物。氢气加压供应，由高纯度等级制成，未经进一步纯化。用机械压缩机将反应器单体进料流加压至表2中的反应器压力。此外，用泵将溶剂和共聚单体进料加压至表2中的反应器压力。每个单独的催化剂组分用纯化的溶剂手动分批稀释到表2中的反应器压力。所有反应进料流均用质量流量计测量并用计算机自动化阀门控制***独立控制。
两个反应器***以串联配置使用。每个连续溶液聚合反应器包括模拟具有除热的连续搅拌釜反应器(CSTR)的充满液体的非绝热等温循环环管反应器。可以独立地控制所有新鲜溶剂、单体、共聚单体、氢气和催化剂组分进料。通过使进料流通过热交换器，对到每个反应器的总新鲜进料流(溶剂、单体、共聚单体和氢气)进行温控以维持单一溶液相。将到每个聚合反应器的总新鲜进料在两个位置(例如第一反应器和第二反应器)处注入反应器中，其中在每个注入位置之间具有大致相等的反应器体积。通过每个注入器接收总新鲜进料质量流量的一半来控制新鲜进料。将催化剂组分注入聚合反应器。计算机控制主催化剂组分进料以将每种反应器单体转化率维持在指定目标下。助催化剂组分基于所计算的与主催化剂组分的指定摩尔比进料。紧接着每个反应器进料注射位置，用静态混合元件将进料料流与循环聚合反应器内容物混合。使每个反应器的内容物连续循环通过热交换器，该热交换器负责去除大部分反应热，并且其中冷却剂侧的温度负责将等温反应环境维持在指定温度。通过泵提供围绕每个反应器回路的循环。
在双串联反应器配置中，来自第一聚合反应器的流出物(含有溶剂、单体、共聚单体、氢、催化剂组分和聚合物)离开第一反应器环路，并被添加到第二反应器环路中。
第二反应器流出物进入一个区域，在其中通过添加合适的试剂(例如水)并与其反应而使其失活。在该相同的反应器出口位置，添加其他添加剂以稳定聚合物(适用于挤出和薄膜制造过程中稳定的典型抗氧化剂，如3，5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸十八烷酯、四(亚甲基(3，5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯))甲烷和三(2，4-二-叔丁基-苯基)亚磷酸酯)。
在催化剂失活且添加添加剂之后，反应器流出物进入脱挥发分***，其中从非聚合物料流去除聚合物。将分离的聚合物熔体制粒并收集。
表2
Figure BDA0003273254280000151
表3
Figure BDA0003273254280000161
表5的多层膜是通过在Collin共挤出吹膜生产线上挤出多层膜生产的，吹胀比(BUR)为3.5，总厚度为100μm。Collin共挤吹塑膜生产线由Collin Lab&Pilot SolutionsGmbH生产。Collin共挤吹塑膜生产线配置如下表4所示，以制备表5中的多层膜：
表4
Figure BDA0003273254280000162
表5中多层膜的比较例包括组合芯层。例如，表5中的多层膜的第一内层、芯层和第二内层可以组合(比较例B、C、D、E和F)或表5中的多层膜的第一内层和芯层可以组合(比较例A)。
表5
Figure BDA0003273254280000171
表7的多层膜是在五层
Figure BDA0003273254280000182
&Holscher OPTIMEX吹塑膜生产线中以300kg/hr的输出速率以300kg/hr的输出速率和3.8的BUR生产的。表7中的多层膜以100μm生产，减薄厚度为80μm，以最大限度地减少原材料使用。表7中提供的所有百分比(％)值都是基于每层总重量的重量百分比。
Figure BDA0003273254280000183
&Holscher OPTIMEX吹膜生产线由
Figure BDA0003273254280000185
&Holscher生产。
Figure BDA0003273254280000184
&Holscher OPTIMEX吹膜生产线配置如下表6所示，以制备表7中的多层膜：
表6
Figure BDA0003273254280000181
表7中的多层膜的实施例包括混合芯层。例如，实施例3和4的芯层包括Versify2300和Schulman UVK90的混合物。
表7 OPTIMEX吹塑膜生产线挤出的多层结构
Figure BDA0003273254280000191
测试方法
抗撕裂性
多层膜在纵向(MD)和横向(CD)的抗撕裂性是评估任何用于托盘组合的膜的有价值数据。根据ASTM D1922-09对多层膜进行抗撕裂试验。ASTM D1922-09标准确定了撕裂开始后通过指定长度的塑料薄膜在纵向和横向上传播撕裂的平均力。
稳定性测试
负载稳定性测试确定在运输过程中用薄膜固定的托盘上负载的完整性和安全性。根据EUMOS 40509对多层膜进行负载稳定性测试。EUMOS 40509是适用于水平加速度为0到2g的负载单元(例如，卡车内运输的负载)的国际标准。EUMOS 40509描述了一种测试方法，用于量化负载单元在指定方向上受到惯性力时在该方向上的刚度。托盘上试验负载在水平方向的永久位移不应大于高度的5％。所用托盘的高度为180cm。因此，永久位移应小于9cm。根据EN 12195Norm，使用倾斜测试检查负载稳定性。但是，评估永久位移的标准基于EUMOS40509。
结果
表8中呈现的数据表明，与比较例A-F相比，实施例(EX)1-3在纵向和横向上具有增加的抗撕裂性。实施例4具有类似于具有100μm厚度的比较例的纵向抗撕裂性，然而实施例4以80μm的厚度生产(例如，比比较例少20％的材料)。具有离散versify 2300芯层(EX 1-4)的多层膜在纵向和横向上产生更高的抗撕裂性。使用离散versify 2300芯层可在不降低膜其他性能的情况下提高抗撕裂性。例如，本公开的实施例能够在增加抗撕裂性的同时保持或改善负载稳定性。即，表8中所示的实施例展示了优异的纵向和横向抗撕裂性并且超过了拉伸罩应用的可接受水平(例如，可接受水平被认为是大约750-1000g)。
表8
MD撕裂(g) CD撕裂(g)
EX 1 2808 2709
EX 2 2638 2810
EX 3 3442 4120
EX 4 1107 3165
CE A 1932 2140
CE B 1710 1812
CE C 1650 1662
CE D 1586 1610
CE E 1321 1309
CE F 752 1375
表9中呈现的数据表明实施例3和4的永久位移完全符合设定的标准。实施例3和4的永久位移低于基于托盘高度的最大允许9cm。即，本公开的实施例3和4在运输过程中确保和保持负载稳定性方面表现出高完整性，并且能够在增加抗撕裂性的同时保持或改善负载稳定性。
表9
托盘长边位移(cm) 托盘短边位移(cm)
EX 3 0.7 0.7
EX 4 1.0 3.4
结论
具有占多层膜总厚度的8％至30％的丙烯类弹性体离散层的多层膜产生了高质量的多层拉伸罩膜，其有助于显著降低厚度。
与比较例膜相比，在Collin共挤出吹塑膜生产线上生产的实施例(实施例1和2)表现出增强的性能。
在五层
Figure BDA0003273254280000221
&Holscher OPTIMEX吹塑膜生产线上生产的实施例(实施例3和4)在测试过程中表现非常出色。五层
Figure BDA0003273254280000222
&Holscher OPTIMEX吹塑膜生产线上生产的多层拉伸罩膜显示了高加工性与良好的回弹质量且无老虎剥离现象。实施例多层拉伸罩膜在纵向和横向上表现出增加的抗撕裂性以及增加的负载稳定性。本公开的多层拉伸罩膜的抗撕裂性足够高以促进显著的减薄(例如，与没有丙烯类弹性体层或更厚的丙烯类弹性体层的膜相比，至少20％)并且仍然生产具有提高负载稳定性的高性能拉伸罩膜。

Claims (10)

1.一种多层膜，其包含：
第一外层和第二外层，其中第一外层和第二外层中的至少一个包含第一聚乙烯；
在第一外层和第二外层之间的芯层，其中所述芯层的厚度为所述多层膜的总厚度的8至30％，其中所述芯层由包含20至0重量百分比(wt.％)的第二聚乙烯和80至100wt.％的密度为0.855g/cm3至0.877g/cm3的丙烯类弹性体的芯聚合物形成，wt.％基于所述芯层的总重量，其中基于所述多层膜的总wt.％，所述多层膜包含8至30wt.％的所述丙烯类弹性体；和
位于第一外层和第二外层之间的第一内层和第二内层，其中第一内层和第二内层中的至少一个包含80至100wt.％的密度为0.870g/cm3至0.912g/cm3的线性低密度聚乙烯(LLDPE)和20至0wt.％的低密度聚乙烯(LDPE)。
2.根据权利要求1所述的多层膜，其中所述芯层位于所述第一内层和所述第二内层之间。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的多层膜，其中所述芯层形成为所述芯聚合物的单层。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多层膜，其中第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯包含密度为0.898至0.918g/cm3的80至95wt.％的LLDPE和密度为0.917至0.925g/cm3的20至5wt.％的LDPE，其中wt.％基于第一外层和第二外层中的至少一个的第一聚乙烯的总重量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多层膜，其中所述芯层的厚度为所述多层膜的总厚度的8-10％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的多层膜，其中基于所述多层膜的总wt.％，所述多层膜包含9.6至20wt.％的所述丙烯类弹性体。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的多层膜，其中基于所述丙烯类弹性体的总重量，所述丙烯类弹性体包含9-20wt.％的乙烯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的多层膜，其中所述芯聚合物包含10至0wt.％的所述第二聚乙烯和90至100wt.％的密度为0.855g/cm3至0.877g/cm3的所述丙烯类弹性体，wt.％基于所述芯层的总重量。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的多层膜，其中所述多层膜的厚度为60至120μm。
10.一种由权利要求1-9中任一项所述的多层膜形成的拉伸罩。
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