多层膜的制作方法

文档序号:18620687发布日期:2019-09-06 22:27阅读:200来源:国知局

用于保护膜应用的膜可以用于包装,特别是保护制品。

用于保护膜应用的膜例如可由us8685523已知,其中描述了具有聚丙烯基质层和粘接层的膜。

尽管在该领域中以前有研究,但对于具有良好光学和/或良好的抗剪切强度和/或良好韧性和/或剥离过程中低延展特性的膜总是有持续需求。

保护膜通常用于为物体表面提供临时保护,比如在被送至终端用户之前在物品的运输和储存过程中。终端用户通常需要能够从物品上移除保护膜,以接触已经在其上施用保护膜的物品的表面。在运输和储运过程中施用这种保护膜的表面的通常已知的例子为电子设备比如智能手机和平板的显示器表面,特别是触屏显示器表面。施用保护膜以避免在物品的生产和终端用户激活应用之间的任何点处发生显示器表面的任何污染、划痕、腐蚀或其它损坏。终端用户需要能够在不进行膜撕裂、过度拉伸或留下表面的任何剩余材料的情况下很容易地从受保护表面上除去所述膜。还希望所述保护膜足够透明和清澈,从而允许即使在施用膜的情况下仍可以很好地观察受保护表面。还希望所述膜本身具有一定的抗划和抗戳性,从而确保下面的表面的足够保护。

因此,本发明的目的是提供具有良好光学和/或良好的抗剪切强度和/或良好韧性和/或剥离过程中低延展特性的多层膜。具体地,本发明的目的是提供已证实了这些特性(即良好的光学、抗剪切强度、韧性和剥离过程中低延展性)平衡的多层膜。

这一目的通过包括至少三层的多层膜来实现,所述三层中具有两个外层和一个芯层,其中两个外层以所述层聚合物总重量计包含>50wt%至85wt%的密度为0.915-0.935g/cm3的低密度聚乙烯和15wt%至<50wt%的密度为0.890-0.920g/cm3的聚丙烯,其中所述芯层包含含1-辛烯和密度为0.910g/cm3-0.925g/cm3的的乙烯共聚物。

外层指位于所述膜外侧的层。因此优选所述外层仅在它们的一侧与本发明多层膜的另一层相邻。与本发明的多层膜的其它层相比,所述外层具有明显更大的层部分朝向外侧。芯层指位于至少两个外层之间的层,优选在本发明多层膜的多层排布中间,特别是当所述多层膜为具有至少三层或正好三层的膜时。

正如这里所应用,相邻层指和描述为与之相邻的层直接接触的层。因此,直接接触可以指在直接接触的两个层间没有排布其它层。因此,外层的每个相邻层将与外层直接接触。因此,至少一个外层的相邻层例如可以为芯层。

本发明的多层膜的三层可以优选彼此相邻。这可以指芯层与两个外层直接接触。

乙烯共聚物可以为乙烯与至少一种α-烯烃(优选为1-辛烯)的共聚物。

在本发明的上下文中,包含在芯层中的乙烯共聚物也可以称作线性低密度聚乙烯或lldpe。

在本发明的多层膜中,所述芯层以所述层聚合物总重量计可能包含例如55-100wt%、优选>60wt%至100wt%、进一步优选>70wt%至100wt%、进一步优选>80wt%至100wt%、还优选的是>90wt%至100wt%、进一步优选>95wt%至100wt%、还优选的是>99wt%至100wt%的包含1-辛烯的乙烯共聚物。这也可能对良好的光学和/或良好的抗剪切强度和/或良好韧性和/或剥离过程中低延展特性有利。

在本发明的多层膜中,所述外层以所述层聚合物总重量计可以包含例如>60wt%至80wt%、优选>65wt%至<80wt%、进一步优选65-75wt%的低密度聚乙烯和20wt%至<40wt%、优选>20wt%至<35wt%、进一步优选25-35wt%和聚丙烯。这也可能对良好的光学和/或良好的抗剪切强度和/或良好韧性和/或剥离过程中低延展特性有利。

在本发明的多层膜中,本发明的多层膜和/或三层中的每一层均可以只包含聚烯烃作为聚合物,和/或所述多层膜可以优选不包含聚丁烯-1,和/或所述多层膜可以优选不包含聚丙烯和/或所述多层膜可以优选不包含乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物和/或不包含乙烯和乙烯醇的共聚物和/或乙烯和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物,特别是例如丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物,和/或所述多层膜优选为用于保护膜应用的多层膜。

在本发明的多层膜中,外层的低密度聚乙烯的密度可以为>0.915至<0.932g/cm3,优选为>0.920至<0.930g/cm3,和/或外层的低聚度聚乙烯的熔体流动速率可以为0.2-3g/10min,优选为1-2.5g/10min。

在本发明的多层膜中,外层的聚丙烯的密度可以为>0.895至<0.915g/cm3,优选为>0.900至<0.910g/cm3,和/或外层的聚丙烯的熔体流动速率可以为0.2-15g/10min,优选为5-12g/10min。

在本发明的多层膜中,芯层的乙烯共聚物的密度可以为0.910-0.922g/cm3,优选为>0.910至<0.920g/cm3,和/或芯层的乙烯共聚物的熔体流动速率可以为0.2-6g/10min,优选为0.5-4g/10min。

在本发明的多层膜中,第一外层和/或芯层的低密度聚乙烯的熔体流动速率可以低于第二外层的低密度聚乙烯的熔体流动速率。

为了本发明的目的,所述密度可以应用iso1873(a)或astm-d1505或astmd792来确定。例如聚乙烯的密度可以按astmd792确定。例如低密度聚乙烯的密度可以按astmd1505确定。例如,包含1-辛烯的乙烯共聚物的密度可以按astmd1505确定。

为了本发明的目的,熔体流动速率在这里可以应用iso1133:2011(190℃/2.16kg)或astmd1238(190℃/2.16kg)来确定。

在本发明的上下文中,熔体流动速率应理解为熔体质量流动速率。优选地,聚乙烯材料的熔体质量流动速率按iso1133-1(2011)在190℃的温度和2.16kg的载荷下确定。优选地,聚乙烯材料的熔体质量流动速率按iso1133-1(2011)在230℃的温度和5kg的载荷下确定。

在本发明的多层膜中,芯层和/或外层例如可以包含聚乙烯、特别是例如线性低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯和/或低密度聚乙烯和/或乙烯共聚物和/或聚丙烯和/或它们中两种或更多种的掺混物。

除了聚合物外,每一层也可以包含其它化合物。例如,每一层可以特别地进一步包含作为其它化合物的添加剂,特别是例如这里所描述的添加剂。

本发明的多层膜可以包含至少一个、优选正好一个芯层。

在一个特定的实施方案中,本发明涉及包含正好三层的多层膜,其中所述膜包含两个外层和一个芯层,所述芯层包含顶表面和底表面,其中所述外层中一个位于所述芯层的顶表面上,和所述外层中另一个位于所述芯层的底表面上。优选地,所述外层位于所述芯层的两个表面上的方式使所述外层粘附于所述芯层上,从而形成所有的三层均相互粘接的三层膜。

优选的是所述外层中一个的组成与所述外层中另一个的组成相同。

在本发明的一个优选的实施方案中,所述外层的组成包含>50wt%至85wt%的按astmd1505-10确定其密度为0.915-0.930g/cm3的低密度聚乙烯。

本发明的多层膜可以包含正好五层。本发明的多层膜可以包含正好三层。

ldpe、hdpe和lldpe的生产方法在andrewpeacock的handbookofpolyethylene(2000;dekker;isbn0824795466)的43-66页进行了总结。催化剂可以分为三个不同的子类,包括zieglernatta催化剂、phillips催化剂和单点位催化剂。后一类是一大类不同类化合物,茂金属催化剂是其中之一。正如在所述手册的第53-54页所述,ziegler-natta催化的聚合物通过第i-iii族金属的有机金属化合物或氢化物与第iv-viii族过渡金属的衍生物相互作用获得。(改性的)ziegler-natta催化剂的一个例子是基于四氯化钛和有机金属化合物三乙基铝的催化剂。茂金属催化剂与zieglernatta催化剂间的区别是活性位点的分布。zieglernatta催化剂是非均相的,和可以具有许多活性位点。因此,用这些不同催化剂产生的聚合物例如在分子量分布和共聚单体分布间存在有区别。

在本发明的膜中采用的低密度聚乙烯(ldpe)可以通过自由基聚合方法和/或不用任何催化剂的方法和/或应用高压釜方法或管式反应器方法来生产。优选地,ldpe在管式反应器方法中在高压下通过自由基聚合生产,例如压力为150-350mpa。对本领域熟练技术人员来说,已知ldpe不同于线性低密度聚乙烯(lldpe),后者通常在催化聚合反应中例如<10mpa的压力下生产。lldpe的典型工业生产可以应用ziegler-natta类催化剂、或应用单位点类催化剂如茂金属类催化剂来生产。这些方法中的每一个均给出非常有特性和独特的聚合物,这在现有技术中是公知和公认的。lldpe和ldpe材料的实例和它们的生产方法例如在polyethylene,ullmann’sencyclopediaofindustrialchemistry,doi:10.1002/14356007.a21_487.pub3中进行了描述。

因此,本发明的乙烯共聚物可以特别地为线性低密度聚乙烯(lldpe)和/或聚烯烃塑性体和/或聚烯烃弹性体。

正如这里所应用,线性低密度聚乙烯(lldpe)指包含乙烯和c3-c10α-烯烃共聚单体的乙烯-α烯烃共聚物的低密度聚乙烯共聚物。合适的α-烯烃共聚单体包括1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。

以乙烯-α烯烃共聚物的重量计,α-烯烃共聚单体的存在量优选为例如约1-25wt%,优选为5至约20wt%,优选为5至约20wt%,更优选为约7-15wt%。正如这里所应用,lldpe可以应用茂金属和/或ziegler-natta催化剂生产。例如,lldpe可以应用茂金属催化剂生产。

适合于lldpe生产的技术包括但不限于气相流化床聚合、溶液聚合和浆液聚合。

按照本发明的优选的实施方案,lldpe在ziegler-natta催化剂的存在下通过气相聚合获得。按照另一个优选的实施方案,lldpe可以在茂金属催化剂的存在下通过气相或浆液聚合获得。在另一个实施方案中,lldpe可以在茂金属催化剂的存在下通过溶液聚合方法获得。

本发明每一层的组分例如可以优选加和至每一层的100wt%,或至每一层聚合物含量的100wt%。

本发明的多层膜的厚度例如可以为5-600μm,例如50-500pm,特别是例如>75至400pm。在本发明的多层膜中,并不要求所有层均具有相同的厚度。例如,多层膜中的一层或多层的厚度可以比其它层更厚,特别是例如由此增加生产方法的稳定性。

在本发明的多层膜中,每个外层的厚度可以为总膜厚度的15-35%,优选为总膜厚度的>20%至<30%,进一步优选为总膜厚度的25%,和/或芯层的厚度可以为总膜厚度30-70%,优选为总膜厚度的>40%至<60%,进一步优选为总膜厚度的50%。

再者,以所述层的总重量计,本发明多层膜的每一层的添加剂含量可以为0-25wt%,特别是例如1-10wt%、0-8wt%或0.001-1wt%。因此每层的剩余部分可以由聚合物组成。

因此,所述添加剂可以特别地例如为uv稳定剂、抗静电剂、滑动剂/抗阻剂、填料、抗氧化剂、颜料、用作为聚合物处理助剂的氟弹性体和/或它们中两种或更多种的混合物。特别地,例如芥酸酰胺和/或油酸酰胺和/或二氧化硅和/或滑石。

本发明的多层膜可以包括至少三层或正好三层,即两个外层和一个芯层。其中所述两个外层以所述层聚合物总重量计包含>60wt%至80wt%的密度>0.920g/cm3至<0.930g/cm3的低密度聚乙烯和20wt%至<40wt%的密度>0.895至<0.915g/cm3的聚丙烯,其中所述芯层包含100wt%密度>0.915g/cm3至0.925g/cm3的含1-辛烯的乙烯共聚物,其中所述多层膜和/或所述三层膜中的每一层只包含聚烯烃作为聚合物和/或其中所述三层彼此相邻。

在一个特定的实施方案中,本发明涉及包括至少三层、优选正好三层(即两个外层和一个芯层)的多层膜,其中所述两个外层以所述层聚合物总重量计包含>50wt%至85wt%密度为0.915-0.935g/cm3的低密度聚乙烯和15wt%%至<50wt%密度为0.890-0.920g/cm3的聚丙烯,其中所述芯层包括密度为0.910-0.925g/cm3的含1-辛烯的乙烯共聚物,其中:

·所述低密度聚乙烯为低密度聚乙烯均聚物,其按astmd1505确定的密度为0.915-0.930g/cm3,优选为0.920-0.930g/cm3,和按iso1133-1(2011)在温度190℃和载荷2.16kg下确定的熔体流动速率为1-2.5g/10min,优选为1.0-2.5g/10min,更优选为1.5-2.0g/10min;

·所述聚丙烯为聚丙烯共聚物,其按astmd792确定的密度为0.890-0.920g/cm3,优选为0.900-0.910g/cm3,和其按iso1133-1(2011)在温度230℃和载荷5kg下确定的熔体流动速率为0.2-10g/15min,优选为5.0-10.0g/10min;和

·所述含1-辛烯的乙烯共聚物为线性低密度聚乙烯,其按astmd1505确定的密度为0.910-0.925g/cm3,更优选为0.915-0.920g/cm3,和按iso1133-1(2011)在温度190℃和载荷2.16kg下确定的熔体流动速率为0.2-6g/10min,更优选为1.0-4.0g/10min。

在另一个特定的实施方案中,本发明涉及包括至少三层、优选正好三层(即两个外层和一个芯层)的多层膜,其中所述两个外层以所述层聚合物总重量计包含>50wt%至85wt%密度为0.915-0.935g/cm3的低密度聚乙烯和15wt%%至<50wt%密度为0.890-0.920g/cm3的聚丙烯,其中所述芯层包括密度为0.910-0.925g/cm3的含1-辛烯的乙烯共聚物,其中:

·所述低密度聚乙烯为低密度聚乙烯均聚物,其按astmd1505确定的密度为0.915-0.930g/cm3,优选为0.920-0.930g/cm3,和按iso1133-1(2011)在温度190℃和载荷2.16kg下确定的熔体流动速率为1-2.5g/10min,优选为1.0-2.5g/10min,更优选为1.5-2.0g/10min;

·所述聚丙烯为丙烯共聚物,其按astmd792确定的密度为0.890-0.920g/cm3,优选为0.900-0.910g/cm3,和其按iso1133-1(2011)在温度230℃和载荷5kg下确定的熔体流动速率为0.2-10g/15min,优选为5.0-10.0g/10min;和

·所述含1-辛烯的乙烯共聚物为线性低密度聚乙烯,其按astmd1505确定的密度为0.910-0.925g/cm3,更优选为0.915-0.920g/cm3,和按iso1133-1(2011)在温度190℃和载荷2.16kg下确定的熔体流动速率为0.2-6g/10min,更优选为1.0-4.0g/10min。

其中所述膜的厚度为50-500μm,优选为75-400μm,和其中所述芯层的厚度优选为总膜厚度的40-60%。

本发明的多层膜可以通过本领域已知的任何方法制备。例如所述多层结构可以通过吹制膜共挤出方法制备,例如在"filmextrusionmanual",(tappipress,2005,isbn1-59510-075-x,editorbutler,pages413-435)中公开的方法。

例如,在共挤出方法中,可以将各种树脂首先在单独的挤出机中熔融,然后在进料模块中一起混合。所述进料模块是一系列流动通道,其使得各层一起形成均匀物流。离开进料模块,然后这种多层物料流过适配器并流出模头。吹制膜模头可以为环状模头。模头的直径可以为几厘米至大于三米宽。通过高于模头(例如从4米至大于20米)的一对压料辊将熔融的塑料从模头向上拉。改变这些压料辊的速度将会改变膜的尺寸(壁厚)。围绕模头,可以提供空气环。流出空气环的空气使向上行进的膜冷却。在模头的中心处,可以存在空气出口,可以由此压缩空气迫使其进入挤出的环状形状的中心,产生气泡。这使得挤出的环状横截面区按一定比率(模头直径的倍数)膨胀。该比率称作"吹制比",可以为例如初始直径的百分之几至大于300%。压料辊将气泡压扁为双层膜,其宽度(称为"压平")等于气泡周长的1/2。然后将这种膜缠绕或印刷、切割为一定形状和热封入袋子或其它物件中。

本发明还涉及包括本发明多层膜的制品。

在一个实施方案中,本发明还涉及包括本发明多层膜的制品,其中以一定方式将所述多层膜粘附于表面上,从而使所述膜可以从所述表面脱除而不在所述表面上遗留膜材料剩余部分。

这种制品例如可以为包含窗玻璃、优选为透明窗玻璃例如玻璃窗的设备,放置所述设备从而所述窗玻璃的至少一个表面设置得面向所述设备外侧,例如显示屏,其中将所述多层膜粘附于所述窗玻璃上从而覆盖所述窗玻璃面向所述设备外侧的表面。所述窗玻璃可以为平的,或替代地所述窗玻璃可以是曲的。

这种制品例如可以为玻璃片、电子显示屏、电视、平板电脑、笔记本电脑、智能手机或汽车仪表信息屏。

替代地,这种制品也可以为汽车车身板件。

另外,本发明也涉及本发明多层膜用于保护膜的用途,特别是用于高温粘附涂覆方法中的保护膜,特别地例如应用>75℃、优选>90℃、进一步优选≥100℃的温度实施的方法。

在某个实施方案中,本发明涉及通过如下步骤向表面施用多层膜的方法:

a)提供所述膜;

b)提供包括待向其施用施用所述膜的表面的制品;

c)使所述膜达到>75℃的温度,优选>90℃,进一步优选>100℃;

d)使受热膜的一个表面与待向其施用所述膜的表面接触,优选通过向所述膜施用压力获得与所述膜接触的表面;和

e)将所述膜冷却至<50℃的温度,以获得包括已向其施用所述膜的表面的制品。

具体地,本发明涉及通过如下步骤向表面施用多层膜的方法:

a)提供所述膜;

b)提供包括待向其施用施用所述膜的表面的制品;

c)使所述膜达到>75℃的温度,优选>90℃,进一步优选>100℃;

d)使受热膜的一个表面与待向其施用所述膜的表面接触,优选通过向所述膜施用压力获得与所述膜接触的表面;和

e)将所述膜冷却至<50℃的温度,以获得包括已向其施用所述膜的表面的制品;

其中所述多层膜包括至少三层,优选正好三层,即两个外层和一个芯层,其中两个外层以所述层聚合物总重量计包含>50wt%至85wt%密度为0.915-0.935g/cm3的低密度聚乙烯和15wt%至<50wt%密度为0.890-0.920g/cm3的聚丙烯,其中所述芯层包括密度为0.910-0.925g/cm3的含1-辛烯的乙烯共聚物。

更优选地,本发明涉及通过如下步骤向表面施用多层膜的方法:

a)提供所述膜;

b)提供包括待向其施用施用所述膜的表面的制品;

c)使所述膜达到>75℃的温度,优选>90℃,进一步优选>100℃;

d)使受热膜的一个表面与待向其施用所述膜的表面接触,优选通过向所述膜施用压力获得与所述膜接触的表面;和

e)将所述膜冷却至<50℃的温度,以获得包括已向其施用所述膜的表面的制品;

其中所述多层膜包括正好三层,即两个外层和一个芯层,其中两个外层以所述层聚合物总重量计包含>50wt%至85wt%密度为0.915-0.935g/cm3的低密度聚乙烯和15wt%至<50wt%密度为0.890-0.920g/cm3的聚丙烯,其中所述芯层包括密度为0.910-0.925g/cm3的含1-辛烯的乙烯共聚物。

还应注意本发明涉及这里描述的特征的所有可能组合,特别优选的是权利要求中所描述的特征的那些组合。

还应注意术语‘包含’不排除其它元素的存在。但也应理解对包含某些组分的产品的描述也公开了由这些组分组成的产品。类似地,也应理解对包括某些步骤的方法的描述也公开了由这些步骤组成的方法。

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