单轴取向的多层流延膜制造技术

一种多层流延膜，所述多层流延膜在纵向上取向并且包括至少一个外层、一个芯层和一个密封层，以及多层流延膜在蒸煮直立式袋中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单轴取向的多层流延膜
本专利技术涉及一种多层流延膜，其在纵向上取向并且包括至少一个外层、一个芯层和一个密封层，以及涉及该多层流延膜在蒸煮直立式袋中的用途。
技术介绍
直立式袋是当前食品包装中替代锡罐和玻璃瓶最快的开发应用之一，因为与传统包装类型相比，袋通过轻量化、节能和物流优化而提供了极大的价值。蒸煮袋被限定为填充通常会在室温下腐烂的食品的袋，该食品随后蒸煮(用热灭菌)以形成耐储存的包装产品。能够填充产品并且随后被蒸煮的未填充袋也称为蒸煮袋。袋设计人员在蒸煮袋市场中面临着许多要求。设计人员通过构造具有三种或四种结构材料的蒸煮袋以提供隔氧、防潮、韧性、密封性和许多其他性能来满足这些要求。当前三层结构是最受欢迎的，其通过以下结构例证：取向的聚酯膜(OPET)/铝箔或取向的聚酰胺膜(OPA)/聚丙烯密封剂膜。聚丙烯密封剂膜的关键要求是密封性、灭菌性、加工性和机械强度(刚性/韧性)。这种三层可蒸煮直立式袋所用的聚丙烯密封剂膜包括当前作为主要组分的PP嵌段共聚物。然而，已经证明标准PP嵌段共聚物在蒸汽灭菌后显著改变其性能。典型地，光学性能(例如雾度)以及机械性能(例如刚度和密封强度)不利地受到损害。如果这种标准聚丙烯密封膜是单轴取向的，则出现另外的问题。由于膜分子结构的形态变化，取向膜在原理上提供了大量的有利性能，例如，优异的机械性能、不透湿气性、对油脂的高耐受性和耐刮性。这些膜通常具有低雾度和高光泽度，并且可以容易地在其上印刷。然而，纵向取向(MDO)的膜非常难以通过热密封而被密封。将高取向的膜暴露于热导致膜的严重收缩和相当低的密封强度。通过设计复杂的多层膜结构和在多层膜的密封层中使用特定的材料，该行业通常解决了这个问题。例如，已知均聚物的特征在于比共聚物更高的熔点使它们难以热密封，以及特征在于非常窄的密封窗口，因此避免了它们在密封层中的使用。另外，均聚物在灭菌后太脆，以及在纵向取向后不能再被密封。因此，在取向膜中通常使用包括三元共聚物、丙烯无规共聚物或丙烯嵌段共聚物的多层膜结构。但是，现有技术的包括这种丙烯共聚物的多层结构如果被取向，则在被密封时容易分层。使用包括这种丙烯共聚物的取向单层膜也是不可取的，因为它们在蒸煮后显示出过高的收缩率和过低的刚性。制造一致的高强度密封是制袋工艺的主要目的之一，高强度密封对于蒸煮袋是非常重要的。此外，密封强度必须非常高，以经受蒸煮工艺。密封在更复杂的膜操作(如成型、充填和密封技术)中也是严重问题。在典型的成型、充填和密封膜的密封操作中，制造商必须密封膜的不同区域。这些区域可以包括2、3或4个膜层，尤其是在存在角撑的情况下。热密封2至4个膜厚度共存的区域是困难的，因为施加的热通常如此大使得膜可以被损坏。如果不施加足够的热，不会形成密封，且包装完整性有风险或密封强度较差。因此，对于取向聚烯烃膜，存在需要克服的热密封问题。
技术实现思路
考虑到所有上文概述的缺点，本专利技术的目的是提供一种新的基于丙烯的密封剂膜结构，其具有优异的机械性能(例如拉伸模量)和光学性能以及在蒸汽灭菌之前和之后同时具有高密封强度和低收缩率，因此适用于蒸煮直立式袋。因此，本专利技术基于以下发现：所有上文概述的缺点可以通过在纵向上取向并且包括至少一个外层、一个芯层和一个密封层的特别的多层流延膜而解决。因此，本专利技术涉及一种纵向取向的多层流延膜，该多层流延膜包括至少三个层A、B和C，其中a)层A是包括多相丙烯共聚物的外层，b)层B是包括高等规度聚丙烯均聚物的芯层，和c)层C是密封层，该密封层包括基于丙烯的无规共聚物或三元共聚物、任选地与多相丙烯共聚物组合，其中该纵向取向的多层流延膜具有(i)在50μm的膜上根据ISO527-3所测量的在纵向上为至少2600MPa以及在横向上为至少1200MPa的拉伸模量，(ii)在50μm的膜上根据ASTMD1003所测量的至多5.5％的雾度值，(iii)在50μm的膜上根据实验部分所述的方法在100℃下10min之后所测量的在纵向上至多-3.0％的收缩率。如果以上限定的多层膜在进行蒸汽灭菌之前和之后层叠到铝箔或取向聚酰胺膜(OPA)上，则以上限定的多层膜的特征在于高的密封强度，因此适用于可蒸煮的直立式袋。因此，本专利技术的另一方面是上述限定的多层膜作为在可蒸煮的直立式袋中、优选在三层结构中的密封膜的用途，该三层结构通过以下结构例证：取向聚酯膜(OPET)/铝箔/聚丙烯密封膜或取向聚酯膜(OPET)/取向聚酰胺膜(OPA)/聚丙烯密封膜。现在更详细地描述纵向取向的多层流延膜，该多层流延膜包括至少三个层A、B和C。层A：本专利技术的多层膜的层A包括多相丙烯共聚物，优选由多相丙烯共聚物组成。合适的多相丙烯共聚物(HECO)包括a)75至95重量％的具有0.5至30.0g/10min的MFR2(ISO1133，230℃，2.16kg)的聚丙烯基体(PP-M)，所述聚丙烯基体(PP-M)是均聚物或共聚物，所述聚丙烯基体(PP-M)的共聚单体含量小于10.0重量％，b)5至25重量％的具有至少50重量％的丙烯且特性粘度(IV)为0.8至2.5dl/g的丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)；和c)0.0001至1重量％的α-成核剂(NA)。优选地，在多相丙烯共聚物中，基于基体(PP-M)，聚丙烯基体(PP-M)具有小于10重量％，更优选小于5重量％的共聚单体含量，甚至更优选小于2重量％的共聚单体含量，最优选丙烯基体(PP-M)是丙烯均聚物。优选地，用于制备聚丙烯基体(PP-M)的共聚单体(如果存在)可以选自但不限于乙烯和/或C4至C20-α-烯烃。然而，优选乙烯和/或C4至C20-α-烯烃，甚至更优选的是乙烯和/或C4至C15-α-烯烃，甚至更优选的是乙烯和/或C4至C10-α-烯烃，最优选的是乙烯和/或C4至C6-α-烯烃。优选地，聚丙烯基体(PP-M)具有根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的至少0.5g/10min、更优选至少1.0g/10min、最优选至少1.5g/10min的MFR2。优选地，聚丙烯基体(PP-M)具有根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的不超过30g/10min，更优选不超过20g/10min，最优选不超过10g/10min的MFR2。优选地，聚丙烯基体(PP-M)的特性粘度(IV)不大于4.5dl/g，更优选不大于4.0dl/g，最优选不大于3.5dl/g。此外，优选地，聚丙烯基体(PP-M)具有至少1.5dl/g、更优选至少1.8dl/g、最优选至少2.0dl/g的特性粘度(IV)。优选地，用于制备丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)的共聚单体可以选自但不限于乙烯和/或C4至C20-α-烯烃。然而，优选乙烯和/或C4至C20-α-烯烃，甚至更优选的是乙烯和/或C4至C15-α-烯烃，甚至更优选的是乙烯和/或C4至C10-α-烯烃，例如乙烯，1-丁烯，1-己烯，1-辛烯，并且最优选地α-烯烃是乙烯。优选地，基于丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)，丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)具有不超过50重量％、更优选不超过45重量％、最优选不大于40重量％的共聚单体含量。优选地，基于丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)，丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)具有至少15重量％、更优选至少20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纵向取向的多层流延膜，所述多层流延膜包括至少三个层A、B和C，其中a)层A是包括多相丙烯共聚物的外层，b)层B是包括高等规度聚丙烯均聚物的芯层，和c)层C是密封层，所述密封层包括基于丙烯的无规共聚物或三元共聚物、任选地与多相丙烯共聚物组合，其中所述纵向取向的多层流延膜具有(i)在50μm的膜上根据ISO 527‑3所测量的在纵向上为至少2600MPa以及在横向上为至少1200MPa的拉伸模量，(ii)在50μm的膜上根据ASTM D1003所测量的至多5.5％的雾度值，(iii)在50μm的膜上根据实验部分所述的方法在100℃下10分钟之后所测量的在纵向上至多‑3.0％的收缩率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.10 EP 15163093.61.一种纵向取向的多层流延膜，所述多层流延膜包括至少三个层A、B和C，其中a)层A是包括多相丙烯共聚物的外层，b)层B是包括高等规度聚丙烯均聚物的芯层，和c)层C是密封层，所述密封层包括基于丙烯的无规共聚物或三元共聚物、任选地与多相丙烯共聚物组合，其中所述纵向取向的多层流延膜具有(i)在50μm的膜上根据ISO527-3所测量的在纵向上为至少2600MPa以及在横向上为至少1200MPa的拉伸模量，(ii)在50μm的膜上根据ASTMD1003所测量的至多5.5％的雾度值，(iii)在50μm的膜上根据实验部分所述的方法在100℃下10分钟之后所测量的在纵向上至多-3.0％的收缩率。2.根据权利要求1所述的纵向取向的多层流延膜，其中A：层A的所述多相丙烯共聚物包括a)75至95重量％的具有0.5至30.0g/10min的MFR2(ISO1133，230℃，2.16kg)的聚丙烯基体(PP-M)，所述聚丙烯基体(PP-M)是均聚物或共聚物，所述聚丙烯基体(PP-M)的共聚单体含量小于10.0重量％，b)5至25重量％的具有至少50重量％的丙烯且特性粘度(IV)为0.8至2.5dl/g的丙烯/α-烯烃橡胶(EPR)；和c)0.0001至1重量％的α-成核剂(NA)，B：层B的所述高等规度聚丙烯均聚物的特征在于(i)通过13C-NMR测量的以mmmm五单元组表示的等规度为至少96摩尔％，(ii)根据实验部分中所述的方法测量的十氢化萘可溶物含量等于或低于2.0重量％，和(iii)多分散指数(PI)至少为5.5，和C：层C的所述基于丙烯的无规共聚物或三元共聚物包含(i)80.0至98.0重量％的丙烯(ii)0.0至5.0重量％的乙烯，和(iii)1.5至20.0重量％的具有4至20个碳原子的α-烯烃，其中(i)、(ii)和(iii)的总和为100重量％，且如果存在乙烯(ii)，则乙烯(ii)的量低于α-烯烃(iii)的量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·尼得苏斯，约翰·迪福尔，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT