多层薄膜的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年5月1日提交的美国临时申请号61/818, 025的优先权，其通 过引用W其全部并入本文。
技术领域
[0003] 本公开内容一般地设及至少部分由生物质生产的聚締控薄膜。
【背景技术】
[0004] 如在美国专利公开2012/0074027中讨论的，其通过引用并入本文，消费性产品W 及其包装的环境影响已经受到越来越多的环境关注。由石油基来源生产的产品包装，例如 聚乙締，可W经受降解或燃烧，产生二氧化碳作为产物。二氧化碳是溫室气体，并且促进全 球变暖。溫室气体从太阳吸收红外福射，从而在地球大气中捕获热量。大气中溫室气体量 的增加被认为已经增加了在地球表面上保留的热量，促进全球变暖。
[0005] 由生物质基来源，例如植物来源生产的产品包装，也经受降解或燃烧，产生二氧化 碳作为产物。然而，C〇2被植物再循环W在光合作用期间依照碳循环制造有机分子。在光合 作用期间植物将C〇2代谢成更复杂的分子。植物和其他生命形式然后代谢运些复杂的分子 产生0)2,其被释放回大气。由植物来源生产的包装不促进全球变暖，因为排放到生物圈的 碳量没有净增加。而是，由植物基包装产生的任何C〇2仅仅恢复之前被植物原料去除的C〇2。 相比之下，石油基包装将之前储存在地下的碳释放到大气，最终促进全球变暖。
[0006] 地球生物圈中大约百分之九十九（99% )的碳是碳-12严0,其是碳的稳定同位 素。地球生物圈中剩余的百分之一（1%)的碳基本上由碳-13(1?)组成，其也是碳的稳定 同位素，W及存在痕量的放射性碳-14 (Μ〇。植物和其他生命形式代谢"C，其变成所有生命 的部分和其生物产物。相比之下，石油基碳不包括特征量的"C。因此，石油基材料和生物 质基材料可W基于它们的1?含量区分。
[0007] 基于它们的1?含量区分石油基材料和生物质基材料的测试方法包括同位素比质 谱分析。具体地，美国材料和试验协会（ASTMInternational)已经建立了用于评估材料的 生物基含量的标准方法，其已经被命名为ASTM-D6866。ASTM-D6866被建立在与放射性碳定 年相同的概念上，但是不使用年龄方程。分析包括获得未知样品中的放射性碳C4C)的量与 现代参考样品中的放射性碳（"C)的量的比率。该比率被报导为具有"pMC"(现代碳百分 比（percentmoderncarbon))单位的百分比。例如，如果被分析的材料是现今"C和化石 碳的混合物，那么所获得的pMC值直接与样品中存在的生物质材料的量相关联。
[0008] 放射性碳定年中使用的现代参考样品是美国国家标准技术研究所（化tional InstituteofStandardsandTechnology) ( "NIST")的标准参考材料（"SRM")，其具有 大约相当于1950年的已知的放射性碳含量，1950年是在引入显著量的额外放射性碳到大 气中的核武器测试之前的时间。1950年参考表示l(K)pMC。由于核武器测试，现代生物碳来 源具有比标准参考材料更大的pMC。例如，2010年获得的木材或另外的生物质源的碳来源 的的pMC值是大约107. 5pMC。
[0009] 将化石碳与放射性碳组合到单一材料中导致pMC含量的稀释。例如，如果材料包 括百分之五十（50% )具有化MC值的化石碳和百分之五十（50% )具有107. 5pMC的放射 性碳，那么所得的材料将具有接近54pMC的放射性碳特征。生物质含量可W通过W下方法 推导出：指定百分之百（100%)等于107. 5pMC值并且百分之零等于化MC值，W便测量为 99pMC的样品提供大约百分之九十Ξ(93%)的等价生物基含量。
【发明内容】
[0010] 呈现了各种示例性实施方式的简要总结。在W下的总结中可W进行一些简化和省 略，其意欲强调和介绍各种示例性实施方式的一些方面，但不限制本发明的范围。优选示例 性实施方式的详细描述足W允许本领域普通技术人员制造和使用本发明概念，其将在后面 的部分描述。
[0011] 本文公开的各种示例性实施方式设及多层聚締控薄膜，并且一个运种实施方式包 括具有忍层的薄膜，其含有：
[001引a)按重量计20%至100%的聚乙締均聚物、乙締/α-締控共聚物、聚丙締或其混 合物的忍层；聚乙締均聚物具有大约0. 94和大约0. 97之间的密度；乙締/α-締控共聚物 具有大约0. 94和大约0. 97之间的密度；和
[0013] b)按重量计0%至80%的线性低密度聚乙締、低密度聚乙締、乙締和醋酸乙締醋 的共聚物、或其混合物的忍层；和层压至所述忍层的至少一个表层。
[0014] 表层包括线性低密度聚乙締、低密度聚乙締、乙締和醋酸乙締醋的共聚物、或其混 合物的层。忍层和表层的至少一个包括至少20%的现代碳。在一些实施方式中，忍层和表 层二者包括至少20 %的现代碳。忍层和表层可W包括至少20 %的现代碳、至少30 %的现代 碳、至少40%的现代碳、至少50%的现代碳、至少60%的现代碳或至少80%的现代碳。忍 层和表层可W各自包括在30%和107. 5%之间的现代碳。
[0015] 在各种实施方式中，忍层包括按重量计40 %至100 %的具有大约0. 94和大约0. 97 之间的密度的聚乙締均聚物或具有大约0. 94和大约0. 97之间的密度的乙締/α-締控共 聚物。在一些实施方式中，表层包括线性低密度聚乙締层。
[0016] 在各种实施方式中，多层聚締控薄膜包括层压至忍层的相对面的两个表层。
[0017] 在各种实施方式中，忍层包括聚乙締均聚物或乙締/α-締控共聚物，其具有在大 约0. 94和大约0. 97之间的密度。通过聚合源于生物质的乙締或通过共聚合源于生物质的 乙締和α-締控生产运些聚合物。至少部分乙締可W通过W下方法生产：由丙酸丙酸杆菌 (Propionibacteriumacidipropionici)发酵甘薦汁W生产丙酸，然后对其进行阳极电脱 簇W生产乙締。
[0018] 在一些实施方式中，忍包括聚丙締聚合物，其通过聚合源于生物质的丙締生产。源 于生物质的丙締可W通过W下方法生产：由下基梭菌发酵甘薦汁W生产下酸，对其进行阳 极电脱簇反应W生产丙締。
[0019] 表层可W包括线性低密度聚乙締层，其通过共聚合乙締和α-締控生产，其中乙 締是由生物质生产的。至少部分乙締可W通过W下方法生产：由丙酸丙酸杆菌发酵甘薦汁 W生产丙酸，然后对其进行阳极电脱簇W生产乙締。
[0020] 根据本公开内容的层压材料含有生物上得到的締控单体的聚合物，并且促进缓和 来自大气的二氧化碳。生物上得到的締控单体的聚合物，例如聚乙締和聚丙締，W及从运种 聚合物制成的产品，焚烧时产生非化石来源的二氧化碳。
[0021] 由本申请中描述的薄膜制造的包装可W用在许多最终用途应用中，包括例如服装 和成衣W及其他产品，例如电子产品、食品等。
【具体实施方式】
[0022] 本公开内容设及乙締基或丙締基复合材料薄膜，其由生物基乙締的聚合物制造。 在W下的公开内容中，密度应当被理解为Wg/cm3测量。
[0023] 本公开内容设及复合材料薄膜结构，其由乙締基或丙締基复合材料薄膜结构提 供，该复合材料薄膜结构包括高密度聚乙締、聚丙締或其混合物的忍层（A);和层压至层 (A)的表面的至少一个表层度）。如在忍层（A)中使用的，高密度聚乙締被限定为具有在大 约0. 94和大约0. 97之间的密度的聚乙締均聚物，或具有在大约0. 94和大约0. 97之间的 密度的乙締/α-締控共聚物。
[0024] 在本发明预期的一个实施方式中，皿ΡΕ含有痕量的1-下締。具有在大约0. 94和大 约0. 97之间的密度的乙締/α-締控共聚物可W含有按重量计至多2%的至少一种α-締 控共聚单体、按重量计至多1%的至少一种α -締控共聚单体、或按重量计至多0. 5%的至 少一种α-締控共聚单体。合适的α-締控共聚单体包括具有3至18个碳原子、4至10 个碳原子、或5至8个碳原子的线性或支化α-締控。合适的α-締控共聚单体包括丙締、 1-下締、1-戊締、1-己締和4-甲基-1-戊締。
[00巧]在各种实施方式中，忍层（Α)中使用的高密度聚乙締通过聚合源于生物基来源的 乙締，任选地源于石油基来源的乙締和任选地α-締控制备。使用本领域已知的方法使用 齐格勒-纳塔催化剂实施聚合。生物基乙締可W通过由丙酸丙酸杆菌发酵甘薦汁W生产丙 酸，然后对其进行阳极电脱簇W生产乙締来生产，如W0 2011/066634中所公开，其通过引 用W其全部并入本文。在生产高密度聚乙締的聚合中使用的源于生物基来源的乙締的量足 W生产高密度聚乙締，其包括至少20%的现代碳、至少30%的现代碳、至少40%的现代碳、 至少50 %的现代碳、至少60 %的现代碳或至少80 %的现代碳。高密度聚乙締可W包括30 % 和107. 5%之间的现代碳。
[0026] 在各种实施方式中，忍层（Α)中使用的聚丙締通过聚合源于生物基来源的丙締和 任选地源于石油基来源的丙締制备。使用本领域已知的方法使用齐格勒-纳塔催化剂实 施聚合。生物基丙締通过由下基梭菌发酵甘薦汁W生产下酸，对其进行阳极电脱簇反应W 生产丙締来生产，如在W02011/066634中所公开。在生产聚丙締的聚合中使用的源于生物 基来源的丙締的量足W生产聚丙締，其包括至少20%的现代碳、至少30%的现代碳、至少 40 %的现代碳、至少50 %的现代碳、至少60 %的现代碳或至少80 %的现代碳。聚丙締可W 包括在30%和107. 5%之间的现代碳。
[0027] 表层做包括线性低密度聚乙締、低密度聚乙締、乙締和醋酸乙締醋巧VA)的共聚 物、或其混合物的层。在某些实施方式中，忍层（Α)包括按重量计20%至100%的高密度聚 乙締、聚丙締或其混合物；和按重量计0%至80%的线性低密度聚乙締、低密度聚乙締、EVA 或其混合物。
[0028] 在层（A)和/或做中使用的线性低密度聚乙締可W是乙締和至少一个 Cg-Ci。α-締控共聚单体--例如，丙締、1-下締、1-戊締、1-己締或4-甲基-1-戊締--的 无规共聚物，其具有大约0. 90g/cm3和0. 94g/cm3之间的密度。线性低密度聚乙締可W是密 度在0. 925和0. 94之间，含有至多2%的共聚单体的聚合物；密度在0. 915和0. 925之间， 含有2. 5 %至3. 5 %的共聚单体的聚合物；或者密度小于0. 915,含有>4%的共聚单体的聚 合物。在各种实施方式中，线性低密度聚乙締可W是使用单中屯、催化剂制备的聚合物，其具 有小于0. 912的密度并且含有>25%的共聚单体。在各种实施方式中，共聚单体