CN114302807A - 多层膜和包含多层膜的制品 - Google Patents

多层膜和包含多层膜的制品 Download PDF

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Abstract

本发明的实施方案涉及多层膜、袋和制品。在一个方面，多层膜包括总密度小于或等于0.912g/cm3的第一表层；总密度小于或等于0.912g/cm3的第二表层；以及位于这些表层之间的芯，其中该芯的总密度比该第一表层的该总密度大至少0.01g/cm3，其中该多层膜的该总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当该膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，该膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中该膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中该膜包含基于该膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。

Description

多层膜和包含多层膜的制品
技术领域
本公开涉及多层膜和包含多层膜的制品。
介绍
所有规格的盒中袋柔性液体包装(“BIB包装”)(例如，中型散装容器(IBC)、柔性罐)用于容纳各种液体。这些袋通常可以容纳0.5加仑至6,000加仑的液体，诸如食品(例如果汁和其他饮料、酱汁、调味品等)和工业液体。随着对BIB包装的兴趣增加，人们将更加关注此类包装在各种条件(从填充到处理、运输和储存)下的性能。BIB包装的膜结构通常从单层到多层膜，它们由聚乙烯和其他材料(例如，聚酰胺、乙烯乙烯基醇、金属化聚对苯二甲酸乙二醇酯)组成，具体取决于待包装的产品和/或所需的性能。
对于大规格的袋(例如，250加仑或更大)，袋的缺损通常会在运输过程中发生。例如，针孔通常起于高应力区域(例如，靠近水线或液线)，在该高应力区域可以看到最强烈的膜折曲。通过这些针孔的泄漏通常会导致材料损失、货物拒收和/或昂贵的清理费用。有几种方法可以降低由针孔引起的风险。这些方法包括对单个袋使用多个层，甚至使用垫衬***，这会增加材料和劳动力方面的大量成本。
许多应用需要一定水平的抗挠曲开裂性能，通常使用Gelbo抗挠曲开裂性能来测量。对于一些最苛刻的应用，需要在20,000次循环中具有两个或更少针孔的Gelbo抗挠曲开裂性。为了达到这样的性能，一直在研究使用由多组分材料组成的复杂薄膜结构的一些膜转换器。一般来说，多组分结构的原材料成本高于所有聚乙烯结构。除了成本之外，并非所有膜转换器都配备了运行非聚乙烯材料的设备，因为一些材料需要特殊的挤出设备，可能有特殊的维护需求。此外，由于生产线在从一种膜结构过渡到另一种膜结构时会进行清洗，因此可能会因膜结构不符合规格而导致产品损失。
仍然需要可以提供改进的抗挠曲开裂性能的新膜结构。
发明内容
本发明提供了在一些实施方案中可用于包装液体的多层膜。此类多层膜有利地基本上由聚乙烯(例如，至少95重量％的聚乙烯)形成。根据一些实施方案，本发明的多层膜在结合到袋中时可以提供所需的抗挠曲开裂性能，同时基本上由聚乙烯形成。此类实施方案有利地提供高水平的抗挠曲开裂性同时高度可回收，这代表了也是可持续的高性能解决方案。
在一个方面，本发明提供了一种多层膜，该多层膜包括总密度小于或等于0.912g/cm3的第一表层；总密度小于或等于0.912g/cm3的第二表层；以及位于表层之间的芯，其中芯的总密度比第一表层的总密度大至少0.01g/cm3，其中多层膜的总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中膜包含基于膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。
如下文所论述，本发明还提供由本文公开的任何本发明多层膜形成的袋和其他制品。
在具体实施方式中更详细地描述了这些和其它实施方案。
具体实施方式
除非相反地陈述、由上下文暗示或在本领域中惯用，否则所有份数和百分比都按重量计，所有温度都以℃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。
如本文所使用的术语“组合物”是指包括组合物的材料的混合物以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
“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)和如下文定义的术语“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。聚合物可以是单一聚合物、聚合物共混物或聚合物混合物，包括在聚合期间原位形成的聚合物的混合物。
如本文所使用的，术语“互聚物”是指通过聚合至少两种不同类型的单体而制备的聚合物。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“烯烃类聚合物”或“聚烯烃”是指包括呈聚合形式的大部分量的烯烃单体，例如乙烯或丙烯(按聚合物的重量计)并且任选地可以包括一种或多种共聚单体的聚合物。
如本文所使用的，术语“乙烯/α-烯烃互聚物”是指包括呈聚合形式的大部分量(＞50mol％)的衍生自乙烯单体的单元和衍生自一种或多种α-烯烃的其余单元的互聚物。用于形成乙烯/α-烯烃互聚物的典型的α-烯烃是C3-C10烯烃。
如本文所使用的，术语“乙烯/α-烯烃共聚物”是指包括呈聚合形式的大部分量(＞50mol％)的乙烯单体和α-烯烃作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所使用的，术语“α-烯烃”是指在伯位或α(alpha)位处具有双键的烯烃。
“聚乙烯”或“乙烯类聚合物”应意指包括大部分量(＞50mol％)的衍生自乙烯单体的单元的聚合物。这包括聚乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃互聚物和乙烯/α-烯烃共聚物。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(Linear Low Density Polyethylene，LLDPE)；超低密度聚乙烯(Ultra LowDensity Polyethylene，ULDPE)；极低密度聚乙烯(Very Low Density Polyethylene，VLDPE)；中密度聚乙烯(Medium Density Polyethylene，MDPE)；高密度聚乙烯(HighDensity Polyethylene，HDPE)；增强型聚乙烯；聚乙烯弹性体；以及聚乙烯塑性体。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”也可以被称为“高压乙烯聚合物”或“高度支化的聚乙烯”，并且其被定义成意指所述聚合物在使用自由基引发剂(如过氧化物)的情况下在高于14,500psi(100MPa)的压力下的高压釜或管式反应器中部分地或全部地均聚或共聚(参见例如US 4,599,392，所述文献特此通过引用掺入本文)。LDPE树脂的密度通常在0.916到0.935g/cm3的范围内。
术语“LLDPE”包括使用传统的齐格勒-纳塔催化剂***(Ziegler-Natta catalystsystem)和铬基催化剂***以及单一位点催化剂(包括但不限于双茂金属催化剂(有时被称为“m-LLDPE”)、限定几何构型的催化剂(CGC)和分子催化剂)制得的两种树脂。树脂包含线性、基本上线性或非均相聚乙烯类共聚物或均聚物。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“MDPE”是指密度为0.926到0.935g/cm3的聚乙烯。“MDPE”通常使用铬或齐格勒-纳塔催化剂或使用单一位点催化剂(包括但不限于双茂金属催化剂、限定几何构型的催化剂和分子催化剂)制备，且其分子量分布(“MWD”)通常大于2.5。
术语“HDPE”是指密度大于约0.935g/cm3且至多约0.970g/cm3的聚乙烯，其一般用齐格勒-纳塔催化剂、铬催化剂或单一位点催化剂(包括但不限于双茂金属催化剂和限制几何构型的催化剂)制备。
术语“ULDPE”是指密度为0.880到0.912g/cm3的聚乙烯，其一般用齐格勒-纳塔催化剂、铬催化剂或单一位点催化剂(包括但不限于双茂金属催化剂和限制几何构型的催化剂)制备。
“聚乙烯塑性体/弹性体”是包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体，或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体，或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元的含有均相短链支化分布的基本上线性或线性乙烯/α-烯烃共聚物。聚乙烯塑性体/弹性体的密度为0.870g/cm3、或0.880g/cm3、或0.890g/cm3至0.900g/cm3、或0.902g/cm3、或0.904g/cm3、或0.909g/cm3、或0.910g/cm3、或0.917g/cm3。聚乙烯塑性体/弹性体的非限制性实例包含AFFINITYTM塑性体和弹性体(可购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company))、EXACT塑性体(可购自埃克森美孚化学(ExxonMobil Chemical))、Tafmer(可购自三井(Mitsui))、NexleneTM(可购自鲜京化学公司(SK Chemicals Co.))和Lucene(可购自乐金化学有限公司(LG Chem Ltd.))。
“共混物”、“聚合物共混物”和类似术语意指两种或更多种聚合物的组合物。此类共混物可以是或可以不是可混溶的。此类共混物可以是或可以不是相分离的。如由透射电子光谱法、光散射、x-射线散射以及本领域中已知的任何其他方法所确定的，此类共混物可以含有或可以不含有一种或多种域配置。共混物不是层压物，但层压物的一个或多个层可以含有共混物。此类共混物可以制备为干共混物、原位形成(例如，在反应器中)、熔融共混物或使用本领域的技术人员已知的其它技术。
术语“粘附接触”和类似术语意指一个层的一个表面与另一层的一个表面彼此碰触并粘合接触，使得一个层不能从另一层去除同时不损坏两层的层间表面(即，接触表面)。
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。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包括”所要求保护的所有组合物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”排除未具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。
在一个方面，本发明提供了一种多层膜，该多层膜包括
总密度小于或等于0.912g/cm3的第一表层；总密度小于或等于0.912g/cm3的第二表层；以及位于表层之间的芯，其中芯的总密度比第一表层的总密度大至少0.01g/cm3，其中多层膜的总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中膜包含基于膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。在一些实施方案中，第二表层具有与第一表层相同的组成。
在一些实施方案中，第一表层包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体。在一些实施方案中，第二表层包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体。
在一些实施方案中，至少一个表层还包含基于表层的总重量0.5重量％至5.0重量％的聚二甲基硅氧烷。在一些实施方案中，至少一个表层包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体和基于表层的总重量0.5重量％至5.0重量％的聚二甲基硅氧烷。
在一些实施方案中，至少一个表层还包含共混物，该共混物包含(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷和(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷，其中表层包含基于表层的总重量0.01重量％至2.5重量％的第一聚二甲基硅氧烷和基于表层的总重量0.05重量％至4.95重量％的第二聚二甲基硅氧烷。在一些实施方案中，至少一个表层包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体和共混物，该共混物包含(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷和(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷，其中表层包含基于表层的总重量0.01重量％至2.5重量％的第一聚二甲基硅氧烷和基于表层的总重量0.05重量％至4.95重量％的第二聚二甲基硅氧烷。
在一些实施方案中，芯的厚度占多层膜的厚度的至多80％。在一些实施方案中，芯的厚度占多层膜的厚度的至少40％且至多80％。在一些实施方案中，膜的总厚度为1密耳(25.4微米)至10密耳(254微米)。
在一些实施方案中，多层膜是三层膜(即，芯是单个层)。在一些实施方案中，芯包括两个或更多个层。
在一些实施方案中，多层膜包含在层中的至少一个层中的烯烃嵌段共聚物。
本发明的多层膜可包含如本文所述的实施方案的两个或更多个的组合。
本发明的一些实施方案涉及制品。根据本发明的实施方案所述的制品包含根据本文公开的本发明实施方案中的任一项所述的多层膜。本发明的制品可包含如本文所述的两个或更多个实施方案的组合。
本发明的一些实施方案涉及袋。根据本发明的实施方案所述的袋包含根据本文公开的本发明实施方案中的任一项所述的多层膜。本发明的袋可包含如本文所述的两个或更多个实施方案的组合。
根据本发明的多层膜包括第一表层、第二表层和芯。第一表层和第二表层的总密度均小于或等于0.912g/cm3。芯位于表层之间并且其总密度比第一表层的总密度大至少0.01g/cm3。
本发明的多层膜有利地几乎完全由聚乙烯组成。例如，在一些实施方案中，除添加剂外，多层膜完全由聚乙烯组成。以多层膜的总重量计，在一些实施方案中，多层膜可包括95重量％聚乙烯，或在一些实施方案中，97重量％聚乙烯，或在一些实施方案中，99重量％聚乙烯，或在一些实施方案中，99.9重量％聚乙烯，或在一些实施方案中，100重量％聚乙烯。
表层
关于表层，第一表层和第二表层的总密度均小于或等于0.912g/cm3。本文包括并公开了小于或等于0.912g/cm3的所有单个值和子范围。例如，每个表层的总密度可以等于或小于0.912g/cm3，或替代地，等于或小于0.910g/cm3，或替代地，等于或小于0.905g/cm3，或替代地，等于或小于0.900g/cm3。在一些实施方案中，每个表层的总密度为0.875g/cm3或更大。本文包括并公开了0.875g/cm3的所有单个值和子范围；例如，每个表层的总密度可以等于或大于0.875g/cm3，或替代地，等于或大于0.880g/cm3，或替代地，等于或大于0.890g/cm3，或替代地，等于或大于0.895g/cm3。
在一些实施方案中，表层由一种聚乙烯形成。在一些实施方案中，表层由提供指定总密度的聚乙烯的共混物形成。由聚乙烯的共混物形成的层的总密度是构成该层的各个树脂的密度的加权和。
在一些实施方案中，表层中使用的一种或多种聚乙烯的熔体指数(I2)为8g/10分钟或更小。本文包括并且本文公开了至多8g/10分钟的所有单个值和子范围。例如，一种或多种聚乙烯可以具有下限为0.1、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.75、0.8、0.9、1、1.5或2g/10分钟至上限为1、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7或8g/10分钟的熔体指数。在一些实施方案中，表层中使用的一种或多种聚乙烯的熔体指数(I2)为5g/10分钟或更小或2g/10分钟或更小。
特别适用于本发明一些实施方案的表层的聚乙烯包括但不限于低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯塑性体/弹性体、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、密度为0.865g/cm3至0.970g/cm3的其他乙烯基聚合物(例如增强型聚乙烯)、烯烃嵌段共聚物以及它们的组合。鉴于表层的总密度需要为0.912g/cm3或更小，表层将主要包含密度较低的乙烯基聚合物，诸如聚乙烯塑性体/弹性体、低密度聚乙烯和直链低密度聚乙烯。
在本发明的一些实施方案中，各种可商购的聚乙烯被考虑用作聚烯烃。可以在本发明的实施方案中使用的可商购的聚乙烯塑性体/弹性体的实例包括可以名称AFFINITYTM和ENGAGETM诸如AFFINITYTM PL 1880G从陶氏化学公司(Dow Chemical Company)获得的那些。可以在本发明的实施方式中使用的可商购的LDPE的实例包括可以名称DOW LDPETM和AGILITYTM从陶氏化学公司(Dow Chemical Company)获得的那些。可以在本发明的实施方案中使用的可商购的LLDPE的实例包括可从陶氏化学公司商购的DOWLEXTM线性低密度聚乙烯。可以在本发明的实施方案中使用的可商购的烯烃嵌段共聚物的实例包括可以名称INFUSETM从陶氏化学公司商购获得的那些。可以在一些实施方案中使用的密度为0.865至0.970g/cm3的其他可商购的乙烯基聚合物的实例包括可以名称ELITETM、ELITETM AT和INNATETM从陶氏化学公司获得的那些。
本领域普通技术人员将认识到可以选择多种聚乙烯树脂和此类树脂的组合，以提供密度为0.912g/cm3或更小的表层。
在一些实施方案中，少量的丙烯基树脂可以包括在表层中，诸如丙烯-乙烯共聚物。包括的此类丙烯-乙烯共聚物的量可以取决于例如表层的目标密度和/或膜的目标总聚乙烯含量。可以在本发明的实施方案中使用的可商购的丙烯-乙烯共聚物的实例包括可以名称VERSIFYTM从陶氏化学公司商购获得的那些。
在一个实施方案中，表层包括聚乙烯塑性体/弹性体。聚乙烯塑性体/弹性体是由衍生自以下的单元组成的乙烯/α-烯烃共聚物：乙烯和C3-C10α-烯烃共聚单体、或C4-C8α-烯烃共聚单体、或C6-C8α-烯烃共聚单体和任选的添加剂。在一个实施方案中，聚乙烯塑性体/弹性体是乙烯/C4-C8α-烯烃共聚物，具有以下性质中的一个、一些或全部：
(a)密度为0.870g/cm3、或0.880g/cm3、或0.890g/cm3至0.900g/cm3、或0.902g/cm3、或0.904g/cm3、或0.909g/cm3、或0.910g/cm3、或0.917g/cm3；和/或
(b)熔融指数为0.1g/10min、或1g/10min至1.5g/10min、或2.0g/10min、或3.0g/10min、或5.0g/10min、或6.0g/10min、或8.0g/10min、或10g/10min、或15g/10min、或20g/10min、或30g/10min、或40g/10min、或50g/10min、或100g/10min、或150g/10min、或200g/10min、或250g/10min、或300g/10min；和/或
(c)熔点(Tm)为40℃、或45℃、或50℃、或55℃、或60℃、或65℃、或70℃、或75℃至80℃、或85℃、或90℃、或95℃、或100℃、或105℃、或110℃、或115℃、或120℃。
在一个实施方案中，聚乙烯塑性体/弹性体是密度为0.902g/cm3、熔体指数为1.0g/10min、熔点为99℃的乙烯/α-烯烃共聚物(例如，AFFINITYTM PL 1880G，可从陶氏化学公司获得)。
在表层包含聚乙烯塑性体/弹性体的一些实施方案中，表层可含有多于一种乙烯基聚合物。在一个实施方案中，表层包含至少两种乙烯基聚合物，其中每种乙烯基聚合物在组成、结构和/或物理上彼此不同。在一个实施方案中，表层含有聚乙烯塑性体/弹性体和LDPE。在另一个实施方案中，表层含有聚乙烯塑性体/弹性体和LLDPE。
滑爽剂共混物
在一些实施方案中，一个或两个表层包含滑爽剂共混物。在此类实施方案中，滑爽剂共混物含有基于滑爽剂共混物的总重量(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷；以及(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷。
“聚二甲基硅氧烷”(“PDMS”)是一种具有以下通用结构(I)的聚合有机硅化合物：
Figure BDA0003520681020000101
其中n是重复单体[SiO(CH3)2]单元的数量，并且n大于或等于2，或2至20,000。PDMS可以是未取代的或取代的。“取代的PDMS”是其中结构(I)的至少一个甲基基团被取代基取代的PDMS。取代基的非限制性实例包括卤素原子(诸如氯、氟、溴和碘)；含卤素原子的基团(诸如氯甲基基团、全氟丁基基团、三氟乙基基团和九氟己基基团)；含氧原子的基团(诸如羟基基团、烷氧基基团(诸如甲氧基基团和乙氧基基团)、(甲基)丙烯酸环氧基基团和羧基基团)；含氮原子的基团(诸如氨基官能团、酰胺基官能团和氰基官能团)；含硫原子的基团(诸如巯基基团)；氢；C2-C10烷基基团(诸如乙基基团)；C2-C10炔基基团；烯基基团(诸如乙烯基基团和己烯基基团)；芳基基团(诸如苯基基团和取代的苯基基团)；环烷基基团(诸如环己烷基团)；以及它们的组合。取代的甲基基团可以是末端甲基基团或非末端甲基基团。合适的取代的PDMS的非限制性实例包括三烷基甲硅烷基封端的PDMS，其中至少一个烷基是C2-C10烷基；二烷基羟基甲硅烷基封端的PDMS；二烷基氢甲硅烷基封端的PDMS；二烷基烯基甲硅烷基封端的PDMS；以及二烷基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS。在一个实施方案中，取代的PDMS是二甲基羟基甲硅烷基封端的PDMS。在另一个实施方案中，取代的PDMS是二甲基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS。
在一个实施方案中，取代的PDMS不包括含氮原子的基团。在另一个实施方案中，取代的PDMS不包括环氧取代基基团。
在一个实施方案中，PDMS是未取代的。“未取代的PDMS”是结构(I)的PDMS，其中结构(I)中的甲基基团没有被取代基取代。在一个实施方案中，未取代的PDMS是三甲基甲硅烷基封端的PDMS。
(i)第一聚二甲基硅氧烷
滑爽剂共混物含有数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷(“低Mn”PDMS)。
在一个实施方案中，第一PDMS(即，低Mn PDMS)的数均分子量(Mn)为30,000g/mol、或40,000g/mol、或45,000g/mol、或48,000g/mol至49,000g/mol、或50,000g/mol、或55,000g/mol、或60,000g/mol、或65,000g/mol、或70,000g/mol、或75,000g/mol、或80,000g/mol、或90,000g/mol、或100,000g/mol、或150,000g/mol、或200,000g/mol、或250,000g/mol、或290,000g/mol、或小于300,000g/mol。在一个实施方案中，低Mn PDMS的数均分子量(Mn)为30,000g/mol、或35,000g/mol、或40,000g/mol、或45,000g/mol、或48,000g/mol至49,000g/mol、或小于50,000g/mol。
在一个实施方案中，低Mn PDMS的重均分子量(Mw)为30,000g/mol、或40,000g/mol、或45,000g/mol、或50,000g/mol、或55,000g/mol、或60,000g/mol、或65,000g/mol、或70,000g/mol、或75,000g/mol、或80,000g/mol、或90,000g/mol、或100,000g/mol、或120,000g/mol至130,000g/mol、或140,000g/mol、或150,000g/mol、或200,000g/mol、或250,000g/mol、或290,000g/mol、或小于300,000g/mol。
在一个实施方案中，低Mn PDMS的分子量分布(Mw/Mn)为1.0、或1.5、或2.0、或2.1、或2.2、或2.3、或2.4至2.5、或2.6、或2.7、或2.8、或2.9、或3.0、或3.5。
在一个实施方案中，低Mn PDMS具有结构(I)并且n为2、或5、或10、或50、或100、或150、或200、或250、或300、或350、或400、或450、或500、或550、或600、或650至700、或750、或800、或850、或900、或950、或1000、或1100、或1200、或1300、或1400、或1500、或1600、或1700、或1800、或1900、或2000、或2500、或3000、或3500、或4000、或4054。
在一个实施方案中，低Mn PDMS是二甲基羟基甲硅烷基封端的PDMS。
在一个实施方案中，低Mn PDMS(诸如二甲基羟基甲硅烷基封端的PDMS)的数均分子量(Mn)为30,000g/mol、或35,000g/mol、或40,000g/mol、或45,000g/mol、或48,000g/mol至49,000g/mol、或50,000g/mol；并且低Mn PDMS具有以下性质中的一个、一些或全部：
(a)重均分子量(Mw)为50,000g/mol、或55,000g/mol、或60,000g/mol、或65,000g/mol、或70,000g/mol、或75,000g/mol、或80,000g/mol、或90,000g/mol、或100,000g/mol、或120,000g/mol至130,000g/mol、或150,000g/mol；和/或
(b)分子量分布(Mw/Mn)为2.2、或2.3、或2.4至2.5、或2.6；和/或
(c)低Mn PDMS具有结构(I)并且n为2、或5、或10、或50、或100、或150、或200、或250、或300、或350、或400、或450、或500、或550、或600、或650至700、或750、或800、或850、或900、或950、或1000、或1100、或1200、或1300、或1400、或1500、或1600、或1700、或1800、或1900、或2000、或2500、或3000、或3500、或4000、或4054。
滑爽剂共混物可含有多于一种低Mn PDMS。
第一PDMS(即，低Mn PDMS)可以包括本文讨论的两个或更多个实施方案。
(ii)第二聚二甲基硅氧烷
滑爽剂共混物含有数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷(“高Mn”PDMS)。
在一个实施方案中，第二PDMS(即，高Mn PDMS)的数均分子量(Mn)为300,000g/mol、或310,000g/mol、或320,000g/mol、或330,000g/mol、或340,000g/mol、或350,000g/mol至360,000g/mol、或370,000g/mol、或380,000g/mol、或390,000g/mol、或400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或550,000g/mol、或600,000g/mol、或750,000g/mol、或1,000,000g/mol、或1,500,000g/mol、或2,000,000g/mol。在一个实施方案中，高MnPDMS的数均分子量(Mn)为300,000g/mol、或310,000g/mol、或320,000g/mol、或330,000g/mol、或340,000g/mol、或350,000g/mol至360,000g/mol、或370,000g/mol、或380,000g/mol、或390,000g/mol、或400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或550,000g/mol。
在一个实施方案中，高Mn PDMS的重均分子量(Mw)为350,000g/mol、或360,000g/mol、或370,000g/mol、或380,000g/mol、或390,000g/mol、或400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或600,000g/mol、或640,000g/mol至650,000g/mol、或700,000g/mol、或750,000g/mol、或800,000g/mol、或900,000g/mol、或1,000,000g/mol、或1，500,000g/mol、或2,000,000g/mol。
在一个实施方案中，高Mn PDMS的分子量分布(Mw/Mn)为1.0、或1.5、或1.8至1.9、或2.0、或2.1、或2.2、或2.3、或2.4、或2.5、或2.6、或2.7、或2.8、或2.9、或3.0。
在一个实施方案中，高Mn PDMS具有结构(I)并且n大于4054、或4054、或4500至5000、或5500、或6000、或6500、或7000、或7500、或8000、或8500、或9000、或9500、或10000、或11000、或12000、或13000、或14000、或15000、或16000、或17000、或18000、或19000、或20000、或21000、或22000、或23000、或24000、或25000、或26000、或27000、或27027。
在一个实施方案中，高Mn PDMS是二甲基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS。
在一个实施方案中，高Mn PDMS(诸如二甲基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS)的数均分子量(Mn)为300,000g/mol、或310,000g/mol、或320,000g/mol、或330,000g/mol、或340,000g/mol、或350,000g/mol至360,000g/mol、或370,000g/mol、或380,000g/mol、或390,000g/mol、或400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或550,000g/mol；并且高MnPDMS具有以下性质中的一个、一些或全部：
(a)重均分子量(Mw)为400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或600,000g/mol、或640,000g/mol至650,000g/mol、或700,000g/mol、或750,000g/mol、或800,000g/mol、或900,000g/mol、或1,000,000g/mol；和/或
(b)分子量分布(Mw/Mn)为1.5、或1.8至1.9、或2.0、或2.1；和/或
(c)高Mn PDMS具有结构(I)并且n大于4054、或4054、或4500至5000、或5500、或6000、或6500、或7000、或7500、或8000、或8500、或9000、或9500、或10000、或11000、或12000、或13000、或14000、或15000、或16000、或17000、或18000、或19000、或20000、或21000、或22000、或23000、或24000、或25000、或26000、或27000、或27027。
滑爽剂共混物可含有多于一种高Mn PDMS。
第二PDMS(即，高Mn PDMS)可以包括本文讨论的两个或更多个实施方案。
在一些实施方案中，一个或两个表层含有基于表层的总重量0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或1.0重量％、或1.5重量％、或1.8重量％至2.0重量％、或2.3重量％、或2.5重量％、或2.8重量％、或3.0重量％、或3.5重量％、或4.0重量％、或4.5重量％、或5.O重量％的滑爽剂共混物。在另一个实施方案中，一个或两个表层含有基于表层的总重量0.5重量％、或1.0重量％至1.5重量％、或2.0重量％、或2.5重量％的滑爽剂共混物。在另一个实施方案中，表层含有基于表层的总重量0.5重量％、或0.8重量％至1.0重量％、1.5重量％、或2.0重量％、或2.5重量％的滑爽剂共混物。第一PDMS(即，低Mn PDMS)和第二PDMS(即，高Mn PDMS)可以作为母料的一部分包含在表层中，其中PDMS组分中的一者或两者分散在聚合物基质(诸如LDPE基质)中。然而，表层中包含的滑爽剂共混物的量仅是指表层中包含的第一PDMS(即低Mn PDMS)和第二PDMS(即高Mn PDMS)的量，并且不包括任何PDMS母料的聚合物基质的重量。换句话说，滑爽剂共混物的量是指表层中包含的第一PDMS和第二PDMS的合计量。
在一个实施方案中，滑爽剂共混物含有基于滑爽剂共混物的总重量(即，基于第一PDMS和第二PDMS的合计量)1重量％至99重量％的第一PDMS(即，低Mn PDMS)和互补量、或1重量％至99重量％的第二PDMS(即，高Mn PDMS)。在另一个实施方案中，滑爽剂共混物含有基于滑爽剂共混物的总重量1重量％至小于50重量％的第一PDMS和大于50重量％至99重量％的第二PDMS。在一个实施方案中，滑爽剂共混物含有基于滑爽剂共混物的总重量1重量％、或2重量％、或5重量％、或10重量％、或15重量％、或20重量％至25重量％、或30重量％、或35重量％、或40重量％、或45重量％、或49重量％、或小于50重量％的第一PDMS和互补量的第二PDMS、或大于50重量％、或51重量％、或55重量％、或60重量％、或65重量％、或70重量％、或75重量％至80重量％、或85重量％、或90重量％、或95重量％、或98重量％、或99重量％的第二PDMS。第一PDMS和第二PDMS的合计量产生100重量％的滑爽剂共混物。
在一个实施方案中，表层含有基于表层的总重量0.01重量％、或0.05重量％、或0.10重量％、或0.20重量％、或0.30重量％、或0.40重量％、或0.50重量％至0.60重量％、或0.70重量％、或0.80重量％、或0.90重量％、或1.00重量％、或1.50重量％、或2.00重量％、或2.30重量％、或2.40重量％、或小于2.50重量％的第一PDMS(即低Mn PDMS)。
在一个实施方案中，表层含有基于表层的总重量大于0.05重量％、或0.08重量％、或0.10重量％、或0.20重量％、或0.30重量％、或0.40重量％、或0.50重量％、或0.80重量％、或1.00重量％、或1.10重量％、或1.20重量％、或1.30重量％、或1.40重量％、或1.50重量％至1.60重量％、或1.70重量％、或1.80重量％、或1.90重量％、或2.00重量％、或2.50重量％、或3.00重量％、或3.50重量％、或4.00重量％、或4.50重量％、或4.95重量％的第二PDMS(即高Mn PDMS)。
在一个实施方案中，第二PDMS(即高Mn PDMS)与第一PDMS(即低Mn PDMS)的重量比为1.1∶1、或1.5∶1、或2.0∶1、或3.0∶1至4.0∶1、或5.0∶1、或10∶1、或15∶1、或20∶1、或25∶1、或30∶1、或40∶1、或50∶1、或60∶1、或70∶1、或80∶1、或90∶1、或99∶1。在一个实施方案中，第二PDMS与第一PDMS的重量比为3∶1。
滑爽剂共混物可包含本文所讨论的两个或更多个实施方案。
任选的添加剂
在一个实施方案中，一个或两个表层包含一种或多种任选的添加剂。合适的添加剂的非限制性实例包括防结块剂、抗氧化剂、抗静电剂、稳定剂、成核剂、着色剂、颜料、紫外(UV)吸收剂或安定剂、阻燃剂、相容剂、塑化剂、填料、加工助剂、防雾添加剂、交联剂(例如过氧化物)和其组合。
在一个实施方案中，表层包含防结块剂。“防结块剂”是通过产生对膜层表面的减小相邻层之间的可用接触面积的微观粗糙化而最小化或防止在膜的两个相邻层之间结块(即，粘附)的化合物。防结块剂可以是有机的或无机的。合适的防结块剂的非限制性实例包含二氧化硅、滑石、碳酸钙和其组合。在一个实施方案中，防结块剂是二氧化硅(SiO2)。二氧化硅可以是有机二氧化硅或合成二氧化硅。在另一个实施方案中，防结块剂是滑石。
在一个实施方案中，一个或两个表层含有基于表层的总重量0重量％、或0.01重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％至0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或1.0重量％、或2.0重量％、或3.0重量％、或4.0重量％、或5.0重量％添加剂。
在一些实施方案中，一个或两个表层包含以下物质、基本上由其组成或由其组成：
(A)基于表层的总重量70重量％、或75重量％、或80重量％、或85重量％、或90重量％至93重量％、或94重量％、或95重量％、或96重量％、或97重量％、或98重量％、或99重量％、或99.9重量％的乙烯基聚合物(诸如聚乙烯塑性体/弹性体、LDPE、LLDPE或它们的组合)；
(B)基于表层的总重量0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或1.0重量％、或1.5重量％、或1.8重量％至2.0重量％、或2.3重量％、或2.5重量％、或2.8重量％、或3.0重量％、或3.5重量％、或4.0重量％、或4.5重量％、或5.0重量％的滑爽剂共混物；以及
(C)基于表层的总重量任选地0重量％、或0.01重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％至0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或1.0重量％、或2.0重量％、或3.0重量％、或4.0重量％、或5.0重量％添加剂；并且
滑爽剂共混物含有：
(i)基于滑爽剂共混物的总重量1重量％、5重量％、或10重量％、或15重量％、或20重量％至25重量％、或30重量％、或35重量％、或40重量％、或45重量％、或49重量％、或小于50重量％的Mn为30,000g/mol、或40,000g/mol、或45,000g/mol、或48,000g/mol至49,000g/mol、或50,000g/mol、或55,000g/mol、或60,000g/mol、或65,000g/mol、或70,000g/mol、或75,000g/mol、或80,000g/mol、或90,000g/mol、或100,000g/mol、或150,000g/mol、或200,000g/mol、或250,000g/mol的第一PDMS(诸如二甲基羟基甲硅烷基封端的PDMS)；以及
(ii)基于滑爽剂共混物的总重量大于50重量％、或51重量％、或55重量％、或60重量％、或65重量％、或70重量％、或75重量％至80重量％、或85重量％、或90重量％、或95重量％、或99重量％的Mn为300,000g/mol、或310,000g/mol、或320,000g/mol、或330,000g/mol、或340,000g/mol、或350,000g/mol至360,000g/mol、或370,000g/mol、或380,000g/mol、或390,000g/mol、或400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或550,000g/mol、或600,000g/mol、或750,000g/mol、或1,000,000g/mol的第二PDMS(诸如二甲基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS)。
在一些实施方案中，一个或两个表层包含以下物质、基本上由其组成或由其组成：
(1)基于表层的总重量70重量％、或75重量％、或80重量％、或85重量％、或90重量％至93重量％、或94重量％、或95重量％、或96重量％、或97重量％、或98重量％、或99重量％、或99.9重量％的乙烯基聚合物(诸如聚乙烯塑性体/弹性体、LDPE、LLDPE或它们的组合)；
(2)基于表层的总重量0.01重量％、或0.05重量％、或0.10重量％、或0.20重量％、或0.30重量％、或0.40重量％、或0.50重量％至0.60重量％、或0.70重量％、或0.80重量％、或0.90重量％、或1.00重量％、或1.50重量％、或2.00重量％、或2.30重量％、或2.40重量％、或小于2.50重量％的Mn为30,000g/mol、或40,000g/mol、或45,000g/mol、或48,000g/mol至49,000g/mol、或50,000g/mol、或55,000g/mol、或60,000g/mol、或65,000g/mol、或70,000g/mol、或75,000g/mol、或80,000g/mol、或90,000g/mol、或100,000g/mol、或150,000g/mol、或200,000g/mol、或250,000g/mol的第一PDMS(诸如二甲基羟基甲硅烷基封端的PDMS)；
(3)基于表层的总重量大于0.05重量％、或0.08重量％、或0.10重量％、或0.20重量％、或0.30重量％、或0.40重量％、或0.50重量％、或0.80重量％、或1.00重量％、或1.10重量％、或1.20重量％、或1.30重量％、或1.40重量％、或1.50重量％至1.60重量％、或1.70重量％、或1.80重量％、或1.90重量％、或2.00重量％、或2.50重量％、或3.00重量％、或3.50重量％、或4.00重量％、或4.50重量％、或小于4.95重量％的Mn为300,000g/mol、或310,000g/mol、或320,000g/mol、或330,000g/mol、或340,000g/mol、或350,000g/mol至360,000g/mol、或370,000g/mol、或380,000g/mol、或390,000g/mol、或400,000g/mol、或450,000g/mol、或500,000g/mol、或550,000g/mol、或600,000g/mol、或750,000g/mol、或1,000,000g/mol的第二PDMS(诸如二甲基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS)；以及
(4)基于表层的总重量任选地0重量％、或0.01重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％至0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或1.0重量％、或2.0重量％、或3.0重量％、或4.0重量％、或5.0重量％添加剂；并且
第一PDMS与第二PDMS的重量比为1.5∶1、或2.0∶1、或3.0∶1至4.0∶1、或5.0∶1、或10∶1、或15∶1、或20∶1、或25∶1、或30∶1、或40∶1、或50∶1、或60∶1、或70∶1、或80∶1、或90∶1、或99∶1。
在一些实施方案中，一个表层包含上述滑爽剂共混物，而另一个表层不包含上述滑爽剂共混物。
在一些实施方案中，每个表层的厚度为5μm、或7μm、或10μm至15μm、或20μm、或25μm、或30μm、或35μm、或40μm、或45μm、或50μm。
每个表层可包含本文所论述的两个或更多个实施方案。
芯
现在转向芯，该芯位于表层之间并且其总密度比第一表层的总密度大至少0.01g/cm3。不希望受任何特定理论的束缚，据信第一表层与芯的密度之间的这种关系可增强膜的柔韧性。
芯可以是单个层或者可以包括多个层。当芯是单个芯层(即膜是三层膜)时，芯层与第一表层和第二表层粘附接触。在一些实施方案中，芯包括两个或更多个层。在一些实施方案中，芯包括多达11个层。在一些实施方案中，芯包括2至11个层、或3至10个层、或3至7个层、或其他数量的层。
芯的总密度比第一表层大至少0.01g/cm3。在一些实施方案中，芯的总密度比第一表层大至少0.02g/cm3。在一些实施方案中，芯的总密度比第一表层大至少0.03g/cm3。
在一些实施方案中，芯的总密度小于或等于0.950g/cm3。本文包括并公开了小于或等于0.950g/cm3的所有单个值和子范围。例如，芯的总密度可以等于或小于0.950g/cm3，或替代地，等于或小于0.945g/cm3，或替代地，等于或小于0.930g/cm3，或替代地，等于或小于0.925g/cm3，或替代地，等于或小于0.920g/cm3。在一些实施方案中，芯的总密度为0.912g/cm3或更大。本文包括并公开了0.912g/cm3的所有单个值和子范围；例如，芯的总密度可以等于或大于0.912g/cm3，或替代地，等于或大于0.914g/cm3，或替代地，等于或大于0.915g/cm3。
在一些实施方案中，芯由一种聚乙烯形成。在一些实施方案中，芯由提供指定总密度的聚乙烯的共混物(例如，由聚乙烯的共混物形成的单个层、具有至少两个由不同聚乙烯形成的层的多个层、具有由聚乙烯的共混物形成的每个层的多个层、具有由单种聚乙烯形成的一个或多个层和由聚乙烯的共混物形成的一个或多个层的多个层，等等)形成。芯的总密度是构成芯的各种树脂的密度的加权和。
在一些实施方案中，芯中使用的一种或多种聚乙烯的熔体指数(I2)为8g/10分钟或更小。本文包括并且本文公开了至多8g/10分钟的所有单个值和子范围。例如，一种或多种聚乙烯可以具有下限为0.1、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.75、0.8、0.9、1、1.5或2g/10分钟至上限为1、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7或8g/10分钟的熔体指数。在一些实施方案中，芯中使用的一种或多种聚乙烯的熔体指数(I2)为5g/10分钟或更小或2g/10分钟或更小。
特别适用于本发明一些实施方案的芯的聚乙烯包括但不限于低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯塑性体/弹性体、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、密度为0.865g/cm3至0.970g/cm3的其他乙烯基聚合物(例如增强型聚乙烯)、烯烃嵌段共聚物以及它们的组合。
可以在本发明的实施方式中使用的可商购的HDPE的实例包括可以名称DOWTM HDPE树脂从陶氏化学公司获得的那些。在一些实施方案中，用于芯的聚乙烯还可以包括增强型聚乙烯。可商购的增强型聚乙烯树脂的实例包括ELITETM和ELITETM AT增强型聚乙烯，诸如可从陶氏化学公司商购的ELITETM5960G1、ELITETM 5400和ELITETM AT 6410。可以在本发明的一些实施方案中使用的其他聚乙烯的实例是可从陶氏化学公司获得的INNATETM聚乙烯树脂，诸如INNATETM ST50、INNATETM ST70和INNATETM TH60。基于本文的教导，本领域技术人员可以选择其他合适的可商购的聚乙烯用于聚合物共混物中。可以在本发明的实施方案中使用的可商购的烯烃嵌段共聚物的实例包括可以名称INFUSETM例如INFUSETM 9000、INFUSETM9007、INFUSETM 9500和INFUSETM 9530从陶氏化学公司商购获得的那些。
在本发明的一些实施方案中，各种可商购的聚烯烃弹性体和聚烯烃塑性体也可用于芯中。可以在本发明的实施方案中使用的可商购的聚烯烃弹性体和聚烯烃塑性体的实例包括可以名称AFFINITYTM和ENGAGETM从陶氏化学公司获得的那些。
在一些实施方案中，芯占多层膜的总厚度的至多80％。在一些实施方案中，芯占多层膜的总厚度的40％或更多。在一些实施方案中，芯占多层膜的总厚度的40％至80％、或50％至70％、或60％至80％。
在一些实施方案中，芯(单个芯层，或当芯包括多个层时芯内的任何层)包含一种或多种任选的添加剂。合适的添加剂的非限制性实例包括防结块剂、抗氧化剂、抗静电剂、稳定剂、成核剂、着色剂、颜料、紫外(UV)吸收剂或安定剂、阻燃剂、相容剂、塑化剂、填料、加工助剂、防雾添加剂、交联剂(例如过氧化物)和其组合。
多层膜
如本文所讨论的，在各种实施方案中，本发明的多层膜包括两个表层和一个芯，该芯包括一个或多个层。
在一些实施方案中，本发明的多层膜可包含至多13层。在各个实施方案中，多层膜包括3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13层。
在一些实施方案中，多层膜为三层膜。在一个这样的实施方案中，第一表层包含聚乙烯塑性体或弹性体，第一表层的总密度小于或等于0.912g/cm3，第二表层的总密度小于或等于至0.912g/cm3，并且芯层的总密度比第一表层的总密度大至少0.01g/cm3，其中多层膜的总密度为0.905至0.930g/cm3。在一些实施方案中，第二表层包含聚乙烯塑性体或弹性体。在一些实施方案中，第一表层和/或第二表层还包含共混物，该共混物包含(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷和(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷，其中表层包含基于表层的总重量0.01重量％至2.5重量％的第一聚二甲基硅氧烷和基于表层的总重量0.05重量％至4.95重量％的第二聚二甲基硅氧烷。在一些实施方案中，芯层的总密度为0.920g/cm3或更小。
在其中多层膜为三层膜的另一个实施方案中，第一表层包含聚乙烯塑性体或弹性体，第一表层的总密度小于或等于0.912g/cm3，第二表层包含聚乙烯塑性体或弹性体，第二表层的总密度小于或等于0.912g/cm3，并且芯层的总密度为0.913g/cm3至0.920g/cm3，其中第一表层和第二表层均包含共混物，该共混物包含(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷和(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷，其中每个表层包含基于表层的总重量0.01重量％至2.5重量％的第一聚二甲基硅氧烷和基于表层的总重量0.05重量％至4.95重量％的第二聚二甲基硅氧烷。
在其中多层膜为三层膜的另一个实施方案中，第一表层包含聚乙烯塑性体或弹性体，第一表层的总密度小于或等于0.912g/cm3，第二表层包含聚乙烯塑性体或弹性体，第二表层的总密度小于或等于0.912g/cm3，并且芯层的总密度为0.913g/cm3至0.920g/cm3，其中多层膜的总密度为0.905至0.930g/cm3。
在一些实施方案中，多层膜的总密度为0.905至0.930g/cm3。多层膜的总密度由各个层的密度的加权和计算。每个层的密度由构成该层的各种树脂的加权和计算。在一些实施方案中，多层膜的总密度为0.910至0.925g/cm3。
在一些实施方案中，多层膜的总厚度为1密耳(25.4微米)至10密耳(254微米)。
本发明的多层膜表现出一或多种期望特性。例如，在一些实施方案中，多层膜可以表现出期望的弯曲刚度、期望的Gelbo抗挠曲开裂性能和/或其他性质。此类性质在高度可回收(例如，大于95重量％的聚乙烯)的膜中特别有利。
在一些实施方案中，当根据本文测试方法部分中描述的方法测量时，当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，本发明的多层膜表现出1.35mN·mm或更小的弯曲刚度。在一些实施方案中，当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，本发明的多层膜表现出1.25mN·mm或更小的弯曲刚度。在一些实施方案中，当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，本发明的多层膜表现出1.15mN·mm或更小的弯曲刚度。
在一些实施方案中，本发明的多层膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能。在一些实施方案中，当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，本发明的多层膜表现出1.25mN·mm或更小的弯曲刚度和在20,000次循环中2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能。在一些实施方案中，当膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，本发明的多层膜表现出1.15mN·mm或更小的弯曲刚度和在20,000次循环中2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能。
本发明的多层膜的各个实施方案可表现出前述特性中的一种或多种。
例如，在一些实施方案中，多层膜包括总密度小于或等于0.912g/cm3的第一表层；总密度小于或等于0.912g/cm3的第二表层；以及位于这些表层之间的芯，其中该芯的总密度比该第一表层的该总密度大至少0.01g/cm3，其中该多层膜的该总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当该膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，该膜具有1.25mN·mm或更小的弯曲刚度，其中该膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中该膜包含基于该膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。
又如，在一些实施方案中，多层膜包括包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体的第一表层，该第一表层的总密度小于或等于0.912g/cm3；总密度小于或等于0.912g/cm3的第二表层；以及位于这些表层之间的芯，其中该芯的总密度比该第一表层的该总密度大至少0.01g/cm3，其中该多层膜的该总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当该膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，该膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中该膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中该膜包含基于该膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。
又如，在一些实施方案中，多层膜包括包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体的第一表层，该第一表层的总密度小于或等于0.912g/cm3；包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体的第二表层，其中该第二表层的总密度小于或等于0.912g/cm3；以及位于这些表层之间的芯，其中该芯的总密度比该第一表层的该总密度大至少0.01g/cm3，其中该多层膜的该总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当该膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，该膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中该膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中该膜包含基于该膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。
又如，在一些实施方案中，多层膜包括包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体的第一表层，该第一表层的总密度小于或等于0.912g/cm3；包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体的第二表层，其中该第二表层的总密度小于或等于0.912g/cm3；以及位于这些表层之间的芯，其中该芯的总密度比该第一表层的该总密度大至少0.01g/cm3，其中该多层膜的该总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当该膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，该膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中该膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，其中该膜包含基于该膜的总重量至少95重量％的聚乙烯，并且其中第一表层和第二表层均包含共混物，该共混物包含(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷和(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷，其中每个表层包含基于表层的总重量0.01重量％至2.5重量％的第一聚二甲基硅氧烷和基于表层的总重量0.05重量％至4.95重量％的第二聚二甲基硅氧烷。
多层膜可基于本文中的教导内容使用所属领域的技术人员已知的技术共挤出为吹塑膜或流延膜。具体地，基于本文公开的不同膜层的组合物，吹塑膜生产线或流延膜生产线可以被配置成基于本文的教导内容使用本领域的技术人员已知的技术在单个挤出步骤中共挤出本发明的多层膜。在一些实施方案中，多层膜是共挤出吹塑膜。
制品
本发明的实施方案还包含由本发明的多层膜形成或并入的制品，诸如包装。此类包装可以由本文所描述的多层结构中的任何本发明多层膜形成。
此类制品的实例可以包括柔性包装、袋、直立袋和预制的包装或袋。在一些实施方案中，本发明的多层膜或叠层可以用于食品包装。可以包含在此类包装中的食品的实例包含肉类、奶酪、谷物、坚果、果汁、调味汁等。基于本文的教导并且基于包装的特定用途(例如，食品的类型、食品的量等)，可以使用本领域技术人员已知的技术来形成此类包装。
可由本文所述的任何本发明多层膜形成的制品的一个实例是大袋。在一些实施方案中，此类袋的体积为至少250加仑。在一些实施方案中，此类袋的体积高达约6,000加仑。在一些实施方案中，此类袋可用于盒中袋柔性液体包装(“BIB包装”)。此类袋可用于各种液体。
测试方法
除非本文另有指示，否则以下分析方法用于描述本发明的各个方面：
熔融指数
熔融指数I2(或I2)和I10(或I10)根据ASTM D-1238(方法B)在190℃下和分别在2.16kg和10kg载荷下测量的。其值以克/10分钟为单位报告。
密度
根据ASTM D4703制备用于密度测量的样品。根据ASTM D792，方法B在按压样品的一小时内进行测量。
差示扫描量热法(DSC)
差示扫描量热法(DSC)可用于在宽范围的温度下测量聚合物的熔融、结晶和玻璃化转变行为。例如，使用配备有冷藏冷却***(RCS)和自动取样器的TA仪器(TAInstruments)Q1000 DSC来执行此分析。在测试期间，使用50毫升/分钟的氮气吹扫气体流速。在190℃下，将每个样品熔融压制成薄膜；接着将熔融的样品空气冷却到室温(25℃)。从冷却的聚合物中提取3-10mg、6mm直径的样本，称重，放置在轻质铝盘(50mg)中，并进行压接。接着执行分析以确定其热特性。
通过使样品温度斜升和斜降以产生热流对温度的曲线来确定样品的热行为。首先，将样品快速加热到180℃并且保持等温3分钟以便去除其热历程。接下来，以10摄氏度/分钟冷却速率使样品冷却到-80℃，并且在-80℃下保持等温3分钟。接着，以10℃/分钟加热速率将样品加热到180℃(这是“第二加热”斜变)。记录冷却和第二加热曲线。测定的值为熔融Tm的外推起始点和结晶Tc的外推起始点。聚乙烯样品的熔融热(Hf)(以焦耳每克为单位)、计算结晶度％使用以下公式进行：结晶度％＝((Hf)/292J/g)x100；并且聚乙烯样品的计算结晶度％使用以下公式进行：结晶度％＝((Hf)/292J/g)x100。由第二加热曲线报告熔化热(Hf)和峰值熔融温度。从冷却曲线确定峰值结晶温度。
通过首先在熔融转变的开始与结束之间绘制基线，从DSC加热曲线确定熔点Tm。接着对熔融峰的低温侧上的数据绘制切线。此切线与基线相交的地方为熔融(Tm)的外推起始点。这如在Bernhard Wunderlich，《聚合材料的热表征中的热分析基础(The Basis ofThermal Analysis，in Thermal Characterization of Polymeric Materials)》92，277-278(Edith A.Turi编辑，第2版，1997)中所描述。
GPC-三重检测器(PDMS Mw和Mn测量)
通过使用三重检测能力的GPC(ViscotekTM GPC Max)测量聚二甲基硅氧烷的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。ViscotekTM TDA305单元配备有差动式折射计、在线差压粘度计和低角度光散射(LALS：7°和90°检测角)。流动相为甲苯HPLC级。柱是来自瓦里安公司(Varian)的两个PL Gel Mixed C(7.5*300mm，5μm粒度)和来自瓦里安公司的PL Gel Guard柱(7.5*300mm)，流动为1毫升/分钟并且运行时间为37分钟的5馏分进样体积。柱和检测器温度为40℃。使用的软件是Omnisec 4.6.1(ViscotekTM)。
通过注入已知浓度的窄聚苯乙烯标准品(Mw 68，100g/mol)来校准检测器。通过使用窄分子量分布的聚苯乙烯标准品(PS71K)检查正确的运行参数。分子量平均必须在统计过程控制(SPC)图表内，以验证检测器校准。典型GPC3精度和准确度(取决于折射率增量)为2-3％左右。
弯曲刚度
多层膜的弯曲刚度根据Barry A.Morris和John D.Vansant在“The Influence ofSealant Modulus on the Bending Stiffness of Multilayer Films'’中描述的原理来计算，该论文发表于1997年8月24日至28日在加拿大安大略省多伦多举行的1997 TAPPI聚合物、层压物和涂料会议，并发表在会议论文集的第165-172页；该论文后来也发表于1998年5月的塑料工程师协会ANTEC会议，并发表在会议论文集的第35-40页；并且该论文另外发表在期刊《包装技术与工程》(Barry A.Morris和John D.Vansant，“Sealant Modulus inMultilayer Films Can Skew Bending Stiffness”，包装技术与工程，第7卷，第5期，第46-51页(1998年5月))。
多层膜在外力F下偏转D的弯曲刚度或刚度系数可以描述为：
Figure BDA0003520681020000291
其中Ei＝层I的模量，Ii＝对层I的总惯性矩的贡献，n＝层数，并且G′＝描述了如何施加力。∑EiIi表示描述梁、膜、片材等的复合刚度的弯曲刚度。∑EiIi(弯曲刚度)的计算方法是先定位中性轴，然后根据层到中性轴的距离计算每个层的贡献。
Gelbo抗挠曲开裂性能
Gelbo抗挠曲开裂性能根据ASTM F392使用设置用于测试的Gelbo弯曲测试仪进行测量。
现在将在以下实施方案中详细地描述本发明的一些实施方案。
实施例
以下实施例说明本发明，但不旨在限制本发明的范围。
在表1中示出的原材料用于制备下文所讨论的本发明膜和比较膜。除非另外指出，否则树脂中的每一种可商购自陶氏化学公司。
表1
Figure BDA0003520681020000301
*可从Dow Corning商购
**可从Multibase S.A.商购
***基于3个样品的平均值
本发明膜1-2和比较膜A-E
本发明膜1-2和比较膜A-E为如下制备的三层(A/B/A)共挤膜。层的厚度(A/B/A)为20％/60％/20％，不同的是比较膜D为30％/40％/30％，并且比较膜E为40％/20％/40％。本发明膜1-2和比较膜A-E具有以下结构：
表2
Figure BDA0003520681020000311
不是100％树脂的层的总密度提供在层标签旁边的括号中(例如，“A(0.903g/cm3)”)。
使用LabTech共挤吹塑膜生产线产生膜。生产线包含五台配备有平滑进料区的30∶1 L/D单螺杆挤出机。两个外层挤出机的螺杆直径为25mm，并且三个芯层挤出机的螺杆直径为20mm。模具为74.9mm，并且模具间隙为2mm。熔融温度为430°F。吹胀比为2.5∶1。输出率为20磅/小时/英寸。每层膜的标称厚度为2密耳。
计算总膜密度。使用上述测试方法测量弯曲刚度和Gelbo抗挠曲开裂性能(Gelbo抗挠曲开裂性能报告为“缺损”)。结果在表3中示出。
表3
Figure BDA0003520681020000321
本发明膜1和2的总膜密度均≥0.910g/cm3，这是机械加工性的指标，同时还具有优异的Gelbo抗挠曲开裂性能(≤2)。比较膜A具有良好的Gelbo抗挠曲开裂性能，但总膜密度低得多。比较膜C具有相当的总膜密度，但缺损数量较多。相对于比较膜B，本发明膜2显示包含PDMS提高了Gelbo抗挠曲开裂性能。比较膜D和E相对于本发明膜1和2具有较低的总膜密度，但与它们的性能不匹配，这进一步说明了本发明的令人惊讶的结果。

Claims (13)

1.一种多层膜，其包括：
总密度小于或等于0.912g/cm3的第一表层；
总密度小于或等于0.912g/cm3的第二表层；以及
位于所述表层之间的芯，其中所述芯的总密度比所述第一表层的所述总密度大至少0.01g/cm3，
其中所述多层膜的所述总密度为0.905至0.930g/cm3，其中当所述膜具有2密耳(50.8微米)的厚度时，所述膜具有1.35mN·mm或更小的弯曲刚度，其中所述膜在20,000次循环中表现出2个针孔或更小的Gelbo抗挠曲开裂性能，并且其中所述膜包含基于所述膜的总重量至少95重量％的聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的多层膜，其中所述第二表层具有与所述第一表层相同的组成。
3.根据权利要求1或2所述的多层膜，其中所述第一表层包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体。
4.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，其中所述第二表层包含聚乙烯塑性体或聚乙烯弹性体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，其中至少一个表层还包含基于所述表层的总重量0.5重量％至5.0重量％的聚二甲基硅氧烷。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的多层膜，其中至少一个表层还包含共混物，所述共混物包含(i)数均分子量(Mn)为30,000g/mol至小于300,000g/mol的第一聚二甲基硅氧烷和(ii)数均分子量(Mn)为300,000g/mol至2,000,000g/mol的第二聚二甲基硅氧烷，其中所述表层包含基于所述表层的总重量0.01重量％至2.5重量％的所述第一聚二甲基硅氧烷和基于所述表层的总重量0.05重量％至4.95重量％的所述第二聚二甲基硅氧烷。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，其中所述芯的厚度占所述多层膜的厚度的至多80％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，其中所述多层膜为三层膜。
9.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，其中所述芯包括两个或更多个层。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，还包含在所述层中的至少一个层中的烯烃嵌段共聚物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多层膜，其中所述膜的总厚度为1密耳(25.4微米)至10密耳(254微米)。
12.一种制品，所述制品包括根据前述权利要求中任一项所述的多层膜。
13.一种容积为至少250加仑的袋，所述袋包括根据权利要求1-11中任一项所述的多层膜。
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