專利名稱：一面有黏性的聚烯烴薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有黏性或者防滑表面的薄膜。具體地，本發(fā)明涉及具有基膜或者第一非黏性表面和第二黏性表面的薄膜，所述基膜或者第一非黏性表面包含聚烯烴聚合物，所述第二黏性表面包含金屬茂催化的烯烴聚合物、乙烯共聚物和/或者苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
背景技術(shù)：
當(dāng)醫(yī)療裝置、個人用品(personal product)、甚至工業(yè)裝置的制造商不斷努力保護(hù)資源和減少浪費(fèi)時，他們正尋求可以滿足應(yīng)用需求的新材料，同時提供減小體積和重量的機(jī)會。具體地，這些制造商正尋求一面有黏性或者防滑的薄膜，以用于各種應(yīng)用包括但不僅限制于防滑的罩單(drop cloths)、可換護(hù)墊的防滑尿布以及希望有黏性表面的其它應(yīng)用領(lǐng)域。在沒有犧牲薄膜的結(jié)構(gòu)完整或功能的條件下，制造者也正尋求減小包裝材料或者其它薄膜的厚度、重量或者體積的各種方法。
發(fā)明公開本發(fā)明的多層薄膜包括包含至少一種聚烯烴聚合物的第一層。還提供了第二層，其包含金屬茂催化的聚烯烴聚合物、乙烯共聚物樹脂及其混合物。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式本發(fā)明的多層薄膜具有包括包含至少一種聚烯烴聚合物的至少一個第一層的結(jié)構(gòu)。至少一個第二層也包括選自以下的至少一種化合物金屬茂催化的聚烯烴聚合物、乙烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物及其混合物。
薄膜的總厚度可以變化，并依賴于薄膜所計(jì)劃的應(yīng)用領(lǐng)域。優(yōu)選的薄膜具有最高達(dá)到約15密耳(mil)的總厚度，更優(yōu)選為約0.5～15密耳。每個單獨(dú)內(nèi)層的厚度優(yōu)選為約0.1～7.0密耳，更優(yōu)選為約0.2～3.0密耳，最優(yōu)選為約2.0～3.0密耳。優(yōu)選的第一層厚度構(gòu)成整個薄膜結(jié)構(gòu)的約40～98重量％，更優(yōu)選為約70～95重量％，最優(yōu)選為約80重量％。相反地，優(yōu)選的第二層厚度為整個薄膜結(jié)構(gòu)的約2～40重量％，最優(yōu)選為約20重量％。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以接受的是，除了每個單獨(dú)層具有相似或不同的組分以外，每個單獨(dú)層的厚度可以相似或不同。因此，每層的厚度是獨(dú)立的，并且可以在由薄膜總厚度所設(shè)置的參數(shù)內(nèi)變化。優(yōu)選的多層還具有通過ASTM D 1894檢測的0.5或者更高的對金屬、薄膜和/或者樹脂玻璃的摩擦系數(shù)(CoF)。
本發(fā)明的多層薄膜可以通過在生產(chǎn)多層薄膜中所使用的常見方法包括共擠出法和擠塑層合技術(shù)來生產(chǎn)。在最優(yōu)選方法中，通過共擠出法形成薄膜。熔化和塑煉的各層材料流被送進(jìn)至共擠出模頭。當(dāng)在模頭中時，各層并置并且組合，然后，從模頭中形成聚合物材料的單一多層膜。合適的共擠出技術(shù)更充分地描述于美國專利5,139,878和4,677,017，此處在法律所允許的程度上引入作為參考，除了本發(fā)明的共擠出法可以在大約400～大約510的溫度下實(shí)施。共擠出技術(shù)包括使用帶標(biāo)準(zhǔn)模頭的、多支管模頭如圓形模頭的以及如在形成平鑄膜和鑄板中所使用的多支管模頭的套管(feed block)。本發(fā)明的多層膜還可以優(yōu)選通過吹脹薄膜擠塑法制備，使用包括多支管的、具有同心圓孔的圓形模頭的吹脹薄膜裝置來形成薄膜。多層膜通過以下方式形成，即共擠壓熔化層經(jīng)過圓形模頭，以及共擠壓在其它層或者第一層的對邊上的熔化層經(jīng)過與第一圓形模頭同心的另外圓形模頭。然后，氣體典型地為空氣通過與圓形模頭同心的噴氣機(jī)吹出，從而形成使各層膨脹的氣泡。氣泡然后自身崩潰形成一對在兩個對邊粘附的粘附多層膜。通常，該對粘附多層薄膜然后在一邊或者多邊切開，分成然后可以卷起的一雙多層薄膜。
在所優(yōu)選薄膜中，優(yōu)選的至少一個第一層包含約20～100重量％的至少一種聚烯烴聚合物，更優(yōu)選為約95重量％。優(yōu)選的聚烯烴聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異戊二烯、它們的共聚物、它們的三元共聚物、α-烯烴丙烯共聚物及其混合物。合適的聚乙烯具體包括低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)以及超低密度聚乙烯(ULDPE)。優(yōu)選的丙烯聚合物通常包含約90～100重量％的丙烯單元；優(yōu)選的丙烯聚合物通常有130℃或者以上的熔點(diǎn)。優(yōu)選的丙烯聚合物通常在230℃和21.6牛頓的力下具有0.5g/10分鐘～10g/10分鐘的熔體流動指數(shù)。具有約1～15重量％的正-庚烷可溶物含量的全同丙烯均聚物、具有10重量％或者更小的乙烯含量的乙烯與丙烯共聚物、具有10重量％或者更小的α-烯烴含量的聚丙烯與C4～C8α-烯烴的共聚物、具有10重量％或者更小的乙烯含量以及15重量％或者更小的丁烯含量的丙烯、乙烯與丁烯三元共聚物是優(yōu)選的丙烯聚合物。同樣適合的是丙烯均聚物、共聚物、三元共聚物及其它聚烯烴。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以接受的是，為了改善特定層的某些特征，添加劑可以加入到本發(fā)明薄膜的第一層或者一個或者多個其它層?？梢约尤爰s0-80重量％優(yōu)選的第一層或者其它各層的一種或者多種添加劑，更優(yōu)選為約5重量％。優(yōu)選的添加劑包括色母料(color concentrate)、中和劑、操作助劑(process aid)、潤滑劑、穩(wěn)定劑、烴類樹脂、抗靜電劑以及防結(jié)塊劑。色母料加入層中，以生產(chǎn)出有色層、不透明層或者半透明層。優(yōu)選的色母料包括顏色配方，其包括黑色、白色以及適合于吹塑薄膜的其它顏色如由AmpacetCorporation(塔利頓，紐約)所生產(chǎn)的。優(yōu)選的色母料包括Ampacet白色PE母煉膠，其載體樹脂為具有20g/10分鐘的熔體流動指數(shù)和0.92毫克/毫升密度的LLDPE；其濃縮物具有2.06的額定比重、3～23g/10分鐘的熔體流動指數(shù)、額定含有75％的灰分。另一優(yōu)選的色母料包括Ampacet白色HDPE母煉膠，其載體樹脂為具有10g/10分鐘的額定熔體流動指數(shù)、0.96毫克/毫升的密度的HD/LLDP，該濃縮物具有1.54的額定比重、熔體流動指數(shù)9～15g/10分鐘以及包含50％TiO2的顏料。
合適的中和劑包括碳酸鈣和硬脂酸鈣。優(yōu)選的中和劑具有小于10μm的絕對顆粒尺寸和至少40m2/g的比表面積。聚合操作助劑也可以用于層中。含氟聚合物、含氟聚合物的混合物以及氟橡膠是特別優(yōu)選的，但是用于聚合物薄膜本領(lǐng)域已知的任何操作助劑都是合適的。特別優(yōu)選的操作助劑是Ampacet操作助劑PE母煉膠，其LLDPE載體樹脂具有2g/10分鐘的額定熔體流動指數(shù)和0.918毫克/毫升的密度。其濃縮物具有0.91的額定比重、1-3g/10分鐘的額定熔體流動指數(shù)，并包含3％的灰分。
依據(jù)本發(fā)明可以使用的潤滑劑包括高級脂肪酸酯、高級脂肪酸酰胺、金屬皂、聚二甲基硅氧烷和石蠟。用于乙烯、丙烯及其它α-烯烴聚合物的常見穩(wěn)定化處理化合物優(yōu)選用于本發(fā)明。具體地，堿金屬碳酸鹽、堿土金屬碳酸鹽、石碳酸穩(wěn)定劑、堿金屬硬脂酸鹽和堿土金屬硬脂酸鹽優(yōu)選用作本發(fā)明組合物的穩(wěn)定劑。
為了改善薄膜的物理性能，發(fā)現(xiàn)烴類樹脂特別是苯乙烯樹脂、萜烯樹脂、石油樹脂和環(huán)戊二烯樹脂適合用作添加劑。這些性能可以包括水蒸氣滲透性、收縮率、薄膜硬度和光學(xué)性能。特別地，優(yōu)選黏性樹脂。特別優(yōu)選的黏性樹脂是在Bynel商標(biāo)下由杜邦集團(tuán)公司(DuPont Corporation)銷售的，其主要包含用馬來酸酐改性的聚烯烴(有殘余的馬來酸酐)，還可以包含少量的穩(wěn)定劑、添加劑和顏料。
優(yōu)選的抗靜電劑包括基本上直鏈的飽和脂肪族叔胺及其烷基有10-20個碳原子的N，N-二(2-羥基乙基)烷基胺，所述脂肪族叔胺含有10-20個碳原子的烴基，所述烴基可以被ω-羥基-(C1-C4)-烷基取代。其它合適的抗靜電劑包括乙氧基化(ethyoxylated)或者丙氧基化(propoxylated)的聚二有機(jī)硅氧烷(polydiorganosiloxane)如聚二烷基硅氧烷、聚烷基苯基硅氧烷和堿金屬鏈烷磺酸鹽。
優(yōu)選的抗結(jié)塊劑包括有機(jī)聚合物如聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯。其它優(yōu)選的抗結(jié)塊劑包括碳酸鈣、硅酸鋁、硅酸鎂、磷酸鈣、二氧化硅和硅藻土(diatomaceous earth)。
優(yōu)選的至少一個第二層優(yōu)選包含約90-100重量％的該層的金屬茂催化聚烯烴聚合物、乙烯共聚合物樹脂、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物或者其混合物，更優(yōu)選為約95重量％。優(yōu)選的金屬茂是單活性中心催化劑，包括二茂合金屬(dicylopentadienyl-metals)和鹵化二茂合金屬(dicylopentadienyl-metals halides)。優(yōu)選的聚烯烴聚合物是乙烯基聚合物如用金屬茂單活性中心催化劑生產(chǎn)的己烯共聚物。最優(yōu)選的是金屬茂線性低密度聚乙烯(mLLDPE)和金屬茂低密度聚乙烯(mLDPE)。優(yōu)選的mLLDPE和mLDPE具有大約0.9g/cm3或者更小的密度。優(yōu)選的乙烯共聚物樹脂包括乙烯醋酸乙烯共聚物樹脂(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物樹脂(EMA)及其混合物。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第二層還可以包含約0-10重量％的該層的增粘劑，更優(yōu)選為約5重量％。優(yōu)選的增粘劑包括橡膠基增粘劑、丙烯酸增粘劑、乙烯醚基增粘劑、硅樹脂基增粘劑、具有延時增粘性能的熱敏感增粘劑等。這些增粘劑的混合物也適合用于本發(fā)明薄膜的第二層。
在上述的本發(fā)明薄膜的優(yōu)選實(shí)施方式中，薄膜結(jié)構(gòu)為兩層結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以接受的是，附加層可以加入到薄膜中，以形成最高達(dá)十層的薄膜。除了一個或者多個上述的第一和第二層，可以提供至少一個附加層，該附加層包含聚合物型的非編制紡織品包括聚酯、聚丙烯、聚乙烯或者薄紙，其中，第一層層壓在無紡布或者薄紙上。通常，為了這樣層壓，還可以在紡織品層或者紙層與第一層之間提供至少一種粘合層(adhesive tie layer)，其目的是提供使聚烯烴聚合物層粘結(jié)到紡織品層或者紙層的足夠黏結(jié)性。
本發(fā)明進(jìn)一步由以下實(shí)施例來說明，所述實(shí)施例并不以任何方式構(gòu)成對其保護(hù)范圍強(qiáng)加限制。相反地，應(yīng)該清楚地了解到，可以進(jìn)行各種其它的實(shí)施方式、修改及其對等物，但在閱讀此處描述以后，可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有偏離本發(fā)明的精神和/或者所附權(quán)利要求的范圍的條件下想到這些。
實(shí)施例實(shí)施例1具有1.0密耳厚度的兩層薄膜用表1所述的配方來生產(chǎn)。
表1.配方1-兩層薄膜配方

實(shí)施例2具有0.75密耳的總薄膜厚度的另一兩層薄膜也是被用如表1所述配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例3具有1.0密耳的總薄膜厚度的兩層薄膜被用如表2所述配方來生產(chǎn)。
表2.配方2-兩層薄膜配方

*mPOP＝金屬茂催化的聚烯烴塑料實(shí)施例4具有0.75密耳的總薄膜厚度的兩層薄膜被用表2所述的配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例5具有1.0密耳的總薄膜厚度的兩層薄膜被用如表3所述的配方來生產(chǎn)。
表3.配方3-兩層薄膜配方

實(shí)施例6具有0.75密耳的總薄膜厚度的兩層薄膜用如表3所述的配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例7用以上實(shí)施例5所述的配方3生產(chǎn)薄膜，測試該薄膜的各種特性，其測試結(jié)果如表4所示。
表4.薄膜測試結(jié)果

接下頁表4，接上頁

實(shí)施例8具有1.0密耳的總厚度的兩層薄膜被用表5所示的配方來生產(chǎn)。
表5.配方4-兩層薄膜配方

實(shí)施例9具有0.75密耳的總厚度的兩層薄膜被用表5所述的配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例10測定如在以上實(shí)施例8和9中所生產(chǎn)的配方4的物理性能，其結(jié)果如表6所示。
表6物理性能測試結(jié)果

實(shí)施例11
具有1.0密耳的總厚度的兩層的薄膜被用表7所示的配方來生產(chǎn)。
表7配方5-兩層薄膜配方

實(shí)施例12具有0.75密耳的總厚度的兩層的薄膜被用表7所示的配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例13具有1.0密耳的總厚度的兩層薄膜被用表8所示的配方來生產(chǎn)。
表8.配方5-兩層薄膜配方

實(shí)施例14具有0.8密耳的總厚度的兩層薄膜被用表8所示的配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例15具有0.8密耳的總厚度的兩層薄膜被用表8所示的配方來生產(chǎn)。
實(shí)施例16在實(shí)施例13、14和15中所生產(chǎn)的薄膜層壓在52#DRC薄紙(72GSM)(2.12)上。測試每個薄膜的COF值，其結(jié)果如表9所示。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，目的是為了說明和描述本發(fā)明。以上描述并非為詳盡性地描述或者將本發(fā)明限制在所公開的精確形式。挑選該描述最佳地解釋本發(fā)明原則和這些原則的實(shí)際應(yīng)用，使本技術(shù)領(lǐng)域的其它技術(shù)人員在各種不同的實(shí)施方式和改進(jìn)中能夠充分地利用本發(fā)明，正如適合所打算的特定使用領(lǐng)域。本發(fā)明的范圍并不打算由說明書限定，但是由以下所述的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種多層薄膜，其包括至少一個第一層，其包含至少一種聚烯烴聚合物；以及至少一個第二層，其包含選自由以下所組成的組的至少一種化合物金屬茂催化的聚烯烴聚合物、乙烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物及其混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述第一層包含約20～100重量％的所述至少一種聚烯烴聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述第一層包含約90～99重量％的所述至少一種聚烯烴聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述聚烯烴聚合物是選自由以下所組成的組聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異戊二烯、它們的共聚物、它們的三元共聚物、α-烯烴丙烯共聚物及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜，其中，所述聚烯烴聚合物是選自由以下所組成的組線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯及其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜，其中，所述第一層還包括約0～80重量％的至少一種添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜，其中，所述添加劑是選自由以下所組成的組色母料、增粘劑、中和劑、操作助劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑、烴類樹脂、抗靜電劑以及防結(jié)塊劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述第一層包括約40～98重量％的所述薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述第二層包括約10～100重量％的所述化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述金屬茂催化的聚烯烴聚合物是選自由以下所組成的組金屬茂線性低密度聚乙烯、金屬茂低密度聚乙烯及其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述金屬茂催化劑的聚烯烴聚合物具有約0.9g/cm3或者更小的密度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述乙烯共聚物樹脂是選自由以下所組成的組乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、乙烯-醋酸甲酯共聚物樹脂及其混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜，其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂包含約5重量％的乙烯-醋酸乙烯酯。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜，其中，所述乙烯丙烯酸甲酯共聚物樹脂包含約5重量％的乙烯丙烯酸甲酯。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜，其中，所述第二層還包括約0-10重量％的增粘劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的薄膜，其中，所述增粘劑是選自由以下所組成的組橡膠基增粘劑、丙烯酸增粘劑、乙烯醚基增粘劑、硅樹脂基增粘劑、具有延時增黏性能的熱敏感型增粘劑及其混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述第二層包括約2～40重量％的所述薄膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述薄膜具有最高達(dá)到約15密耳的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的薄膜，其中，所述薄膜具有約5～10密耳的厚度。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述薄膜還包括至少一個附加層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的薄膜，其中，所述至少一個附加層包括聚合物型的非編織紡織品。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的薄膜，其中，所述至少一個附加層包括薄紙。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的薄膜，其中，所述薄膜還包括布置在所述附加層與所述第一層之間的粘合層。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的薄膜，其中，所述薄膜還包括布置在所述附加層與所述第一層之間的粘合層。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的薄膜，其中，所述薄膜包括最高達(dá)到十層。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其中，所述薄膜具有約0.5或者更大的摩擦系數(shù)。
全文摘要
具有黏性或者防滑表面的多層薄膜包括至少一個防滑的、包含至少一種聚烯烴聚合物的第一層。還提供至少一個第二粘層，它包含金屬茂催化的聚烯烴聚合物、乙烯共聚物樹脂、苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物或者其混合物。
文檔編號B32B27/32GK101039803SQ200480043703
公開日2007年9月19日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者馬丁·F.·赫尼希曼 申請人:普萊恩特有限公司