專利名稱：一種防止線型低密度聚乙烯薄膜的粘連的方法
一般地說，本發(fā)明涉及防止塑料薄膜的粘連，更具體地說，本發(fā)明涉及防止用半結(jié)晶一半無定型線型低密度聚乙烯樹脂生產(chǎn)的塑料薄膜的粘連。
在各種薄膜加工中，尤其是準(zhǔn)備用于轉(zhuǎn)變成各種類型的塑料袋，例如軟飲料袋、米袋、糖袋、農(nóng)產(chǎn)品袋、冰袋、深凍袋、服裝袋、商品袋以及工業(yè)用襯里等的用半結(jié)晶一半無定型樹脂(如線型低密度聚乙烯(LLDPE))制成的吹脹薄膜，重要的是塑料熔體從模頭擠出后要冷卻得比較快(見

圖1)，以便生產(chǎn)出的薄膜具有要求的膜泡穩(wěn)定性、高產(chǎn)量、良好的透明度以及光澤。為此，人們進(jìn)行過各種各樣的努力來提高冷卻速率，包括提高冷卻空氣的流速和流量、采用多唇和/或多層的風(fēng)環(huán)以及采用冷空氣甚至冷凍水做為冷卻介質(zhì)。
但是，不論冷卻不充分(例如因產(chǎn)量過大)還是冷卻速率過快，都可能使薄膜間的粘連問題變得更加嚴(yán)重。在冷卻過快的情況下，在塑料熔體的本體凍結(jié)過程中塑料熔體的分子自身重排的時間比較短，導(dǎo)致較小晶體(或球晶)的生成。盡管這樣可能提高薄膜的透明度和光澤，但薄膜可能粘連，結(jié)果轉(zhuǎn)變成袋子之后，這種袋子可能難于揭開。塑料樹脂的機(jī)械強(qiáng)度的改進(jìn)會使塑料薄膜間的粘連問題更趨惡化，造成相應(yīng)用品的大大降等。
按先有技術(shù)，防止塑料薄膜粘連以及由此造成的袋子難以打開是靠加入防粘連添加劑和滑爽添加劑來實(shí)現(xiàn)的。使用最多的防粘連添加劑是硅類添加劑，例如Crossfielcl Chemicals供應(yīng)的Gasil 114和W.R.Grace&Co.供應(yīng)的Eiloblock 47。這些硅類添加劑包括中等粒度3～5微米的二氧化硅顆粒，而且在薄膜樹脂中的加入比例一般為每100份樹脂0.1～1.0份，具體量依特定硅類添加劑的效力、預(yù)計(jì)的冷卻速率以及生產(chǎn)的薄膜的厚度而定。從模頭擠出之后以及在望料熔體凍結(jié)過程當(dāng)中，此種硅類添加劑中的一部分將會突出于薄膜表面之外并夾藏空氣，防止空氣被從2層薄膜的間隙中擠出。于是，薄膜便不再粘連了。
最常用的滑爽添加劑為脂肪酰胺類添加劑，例如Croda Universal和Unichema供應(yīng)的油酰胺和芥酰胺。這種滑爽添加劑是一類與塑料不相容的化合物，在薄膜樹脂中的加入比例一般為每100份樹脂0.1～0.2份。薄膜擠出后，這種滑爽添加劑將會遷移到薄膜的表面并降低其摩擦系數(shù)。于是，2層薄膜會較容易分開，而袋子也較容易打開。
盡管上述硅類添加劑是望料薄膜的有效防粘連劑，然而它們有若干缺點(diǎn)。首先，其堆積密度只有約0.15g/cm3，故很容易被吹跑，這便為將其加入薄膜樹脂當(dāng)中的工作帶來麻煩。
第二，它們難以均勻分散在樹脂中，而不均勻的混合可能導(dǎo)致在薄膜中生成凝膠。故而在加入這種添加劑時通常需要特殊技術(shù)。例如，在加入到薄膜樹脂之前，可能得先制備一種每100份樹脂含5～10份硅類添加劑和滑爽添加劑的母料。
第三，硅類添加劑會增加塑料熔體的粘度并使擠塑變得更為困難，在擠塑機(jī)螺桿驅(qū)動中造成更大的剪應(yīng)力和浪費(fèi)更多的能量。較大的剪應(yīng)力還會導(dǎo)致熔體降解，從而降低了薄膜的機(jī)械強(qiáng)度并加重其黃度。
第四，由于硅類添加劑的表面非常硬(按莫氏標(biāo)準(zhǔn)，其硬度為7～7.5，而按同一標(biāo)準(zhǔn)滑石的硬度為1Moh，鉆石的硬度值是10Moh)，故擠塑過程使用的擠出機(jī)螺桿和機(jī)筒將很快磨損。
第五，由于硅類添加劑可能具有不同于塑料的折光指數(shù)，而且常常是不規(guī)則的帶有棱角和缺口的形狀，故可能損害薄膜的透明度和光澤。
鑒于硅類添加劑的上述種種缺陷，人們做了各種改用其他類型防粘連劑的嘗試。有時用以代替硅類防粘連劑的防粘連劑中的一類包括滑石類添加劑，例如Talcs le Luzinac供應(yīng)的Talc No.10M005。這類滑石類添加劑的粒度通常比硅類添加劑大，然而作為防粘連劑其效力又略為遜色。故在加入基礎(chǔ)樹脂中時其比例必須高些。盡管這種滑石類添加劑的表面要軟得多(硬度值為1Moh)，但是由于其粒子尺寸較大而且稀釋比較高，塑料熔體粘度增加和薄膜透明度與光澤受損害的問題往往更加突出了。
曾有人進(jìn)行過制造密度異常高、專門用于水驟冷吹脹薄膜的樹脂的嘗試。此種樹脂的一例是Nippon Unicar公司的LLDPE No.5523。但是應(yīng)該提出，這種防止LLDPE薄膜粘連的方法僅當(dāng)所制造的樹脂具有比較高的密度時才是有效的。所以，用這種方法的缺點(diǎn)在于薄膜的機(jī)械強(qiáng)度、透明度和光澤將大大受損。
另一方面，一篇題為“防粘連聚乙烯薄膜組合物”的日本專利JP 750004034B(轉(zhuǎn)讓給Nippon Petrochemical公司)卻表明，加入一定量的高密度聚乙烯(HDPE)、潤滑劑和抗氧化劑有助于防止用高壓法制成的低密度聚乙烯(LDPE)的粘連，不需使用附加的二氧化硅化合物。然而，雖然該專利要求保護(hù)的組合物可適用于用自由基聚合法生產(chǎn)的傳統(tǒng)高壓LDPE，但是當(dāng)用于由使用例如過渡金屬/烷基鋁(齊格勒型)催化劑的配位聚合生產(chǎn)的乙烯和一種高級α-烯烴的共聚物-LLDPE時則無效。這是因?yàn)長LDPE的許多性能使之成為與傳統(tǒng)高壓LDPE非常不同的材料。例如，它具有較高的結(jié)晶熔點(diǎn)，且表現(xiàn)出在增加的剪切速率下較高的剪切粘度，然而拉伸粘度卻較低，應(yīng)變變硬效應(yīng)也比較小。LLDPE薄膜在擠塑過程中需要較高的溫度以及其粘著特性都使之比傳統(tǒng)高壓LDPE薄膜更容易粘連在一起。LLDPE的較高擠塑溫度、較高剪應(yīng)力以及催化劑殘余物也往往使之更易于發(fā)生擠塑損傷和長期降解。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種不損害薄膜的透明度、光澤、顏色或外觀的防止LLDPE薄膜粘連的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種不使擠塑變得更困難或造成擠塑機(jī)的螺桿或機(jī)筒過度磨損的防止LLDPE薄膜粘連的方法。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種不對薄膜的機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響或甚至提高薄膜的某些機(jī)械強(qiáng)度的防止LLDPE薄膜粘連的方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種能以較快速率冷卻的防止LLDPE薄膜粘連的方法。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種能容易地應(yīng)用并且降低成本的防止LLDPE薄膜粘連的方法。
本發(fā)明的上述以及其他目的可以用一種按照本發(fā)明的防止LLDPE薄膜粘連的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括以適當(dāng)?shù)南♂尡仍贚LDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂中加入至少一種預(yù)選的HDPE樹脂和一種滑爽添加劑，該預(yù)選HDPE樹脂可在不導(dǎo)致薄膜透明度、光澤、顏色、外觀或機(jī)械強(qiáng)度惡化的情況下提供防粘連作用。
以適當(dāng)?shù)南♂尡仍诒∧せA(chǔ)樹脂中加入預(yù)選HDPE樹脂和滑爽添加劑的方法有幾種。例如，可以把預(yù)選HDPE樹脂、滑爽添加劑和薄膜基礎(chǔ)樹脂放在轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)或其他適合的容器中干摻混。接著可將經(jīng)過較充分?jǐn)嚮斓幕旌衔飻D塑并轉(zhuǎn)變?yōu)楸∧せ虼?。另一方面，預(yù)選HDPE樹脂、滑爽添加劑和薄膜基礎(chǔ)樹脂可以先熔融，然后放在強(qiáng)力混煉機(jī)內(nèi)混合在一起，隨后造粒。然后可將粒料擠塑并轉(zhuǎn)化成薄膜或袋子。不論采用何種加入方法，擠出后以及在熔體冷卻過程中，預(yù)選HDPE樹脂都將導(dǎo)致沿整個薄膜基本均勻分布的較大晶體的生成。這些較大晶體的一部分將突出到薄膜表面之外并夾藏空氣，防止空氣被從兩層膜的間隙中擠出。故而該種薄膜不粘連。
由于此種預(yù)選HDPE樹脂可以具有同薄膜基礎(chǔ)樹脂相近的折光指數(shù)，可以具有成核作用和/或可以干擾薄膜基礎(chǔ)樹脂的正常結(jié)晶，所以薄膜的透明度和光澤可以得到改進(jìn)。另外，該預(yù)選HDPE樹脂可以具有低于薄膜基礎(chǔ)樹脂的熔體粘度，可以具有較柔軟的表面，還可以在與薄膜基礎(chǔ)樹脂大致相同的時間熔化，所以擠塑將比較容易，螺桿或機(jī)筒不致過度磨損。再有，該預(yù)選HDPE樹脂還可以具有某些優(yōu)于薄膜基礎(chǔ)樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和/或可以因某種協(xié)同效應(yīng)改善薄膜基礎(chǔ)樹脂的至少某些機(jī)械強(qiáng)度。
盡管本發(fā)明的新穎特點(diǎn)已在所附的權(quán)利要求中清楚地闡明，但當(dāng)結(jié)合下面的圖、表時，本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將會更容易地從下面的披露中得到理解，在這些圖、表中圖1是一個典型的吹脹薄膜過程的示意圖。
圖2是表示能用于將預(yù)選HDPE樹脂、滑爽添加劑和LLDPE薄膜級基礎(chǔ)樹脂干摻混的優(yōu)選方法的方框圖。
圖3是表示能用于把預(yù)選HDPE樹脂、滑爽添加劑和LLDPE薄膜級基礎(chǔ)樹脂熔融、混合并隨后造粒的優(yōu)選方法的方框圖。
圖4是表示某些塑料樹脂的晶體生長速率和最大結(jié)晶度的表格。
圖5是表示高密度聚乙烯樹脂的較大晶體的照片。
圖6是表示該較大晶體如何起到防粘連作用的示意圖。
圖7是表示用來測定薄膜粘連力的方法的示意圖。
表1列出含有硅類添加劑的薄膜與含有預(yù)選HDPE樹脂的薄膜(采用干摻混(圖2))在擠塑條件、防粘連效力和透明度、光澤及某些機(jī)械強(qiáng)度方面的比較。
表2列出含相同硅類添加劑的薄膜與含有相同預(yù)選HDPE樹脂的薄膜(采用熔融、混合及隨后造粒(圖3))在擠塑條件、防粘連效力以及透明度、光澤和某些機(jī)械強(qiáng)度方面的比較。
圖1是典型的吹脹薄膜成形裝置的示意圖，該裝置由擠塑機(jī)10、連接擠塑機(jī)10和模頭21的連接套筒20，以及風(fēng)環(huán)22、筐形定徑套23、夾膜框24、一套夾輥25和收卷機(jī)26等組成。擠塑機(jī)10的主要部件包括料斗11、驅(qū)動電機(jī)12和螺桿及機(jī)筒(未示出)。擠塑機(jī)10的機(jī)筒通常包纏有幾個加熱器帶(未示出)。
在吹塑薄膜成形過程中，將薄膜樹脂加到料斗11中，物料靠重力經(jīng)過一機(jī)筒上的開孔(未示出)流入擠塑機(jī)10內(nèi)部的螺旋形通道。驅(qū)動電機(jī)12帶動螺桿旋轉(zhuǎn)以提供對樹脂的壓縮和剪切力。在機(jī)筒周圍加熱器帶產(chǎn)生的熱量和螺桿施加的剪力作用下，樹脂便熔融并被定量地壓過聯(lián)接套筒20和模頭21，模頭帶有環(huán)狀間隙，熔體可通過這個間隙流出。在夾于內(nèi)部的空氣壓力作用下，這樣形成的環(huán)狀熔體將被吹脹成膜泡30。來自風(fēng)環(huán)22的高速氣流將薄泡冷卻，至使塑料熔體凍結(jié)?？鹦味◤教?3保持膜泡30穩(wěn)定，夾膜框24使膜泡30變得扁平并將之疊成彼此緊密接觸的2層膜。然后，夾輥25和收卷機(jī)26將這2層薄膜拉離并卷在收卷機(jī)26上。
盡管圖1所例舉的薄膜吹脹過程中只用了單個風(fēng)環(huán)冷卻膜泡，但本發(fā)明同樣也適用于多風(fēng)環(huán)、采用冷空氣或甚至水急冷的膜泡內(nèi)部冷卻的情況。提高冷卻速率一般將使互相密接的2層膜更趨粘連，而當(dāng)由線型低密度聚乙烯(LLDPE)制成較薄的膜或者夾輥25或收卷機(jī)26施加的張力過大時尤其如此。
此外，盡管圖1中例舉的膜轉(zhuǎn)化技術(shù)是一種吹脹膜工藝，但本發(fā)明也同樣適用于其他的薄膜轉(zhuǎn)化方法，例如平擠膜工藝，用此工藝時塑料熔體被擠塑穿過一個“T”字型模頭，然后用冷卻輥冷卻(此種情況下，該薄膜在后來被轉(zhuǎn)變成袋子之后有可能發(fā)生粘連)。
圖2是一個方框圖，表示的是薄膜轉(zhuǎn)化之前可采用的把預(yù)選高密度聚乙烯(HDPE)樹脂和LLDPE薄膜級基礎(chǔ)樹脂干摻混的各步驟。如圖2中步驟100和110所示，將預(yù)選HDPE樹脂和薄膜級基礎(chǔ)樹脂按預(yù)定的比例分別稱重。一般而言，防止薄膜間粘連所需要的HDPE樹脂與基礎(chǔ)樹脂的重量比例不得超過每100份樹脂約10份，優(yōu)選的比例為每100份樹脂3～5份。在基礎(chǔ)樹脂內(nèi)加入如此低的HDPE樹脂量將把對薄膜機(jī)械強(qiáng)度的不利影響限制在最低的程度。加入這樣少量HDPE樹脂的另一個好處是擠塑過程中HDPE樹脂將更容易分散。這樣，薄膜將更為均一且沒有諸如流痕及凝膠之類的缺陷。
在步驟120和130中，HDPE樹脂及薄膜基礎(chǔ)樹脂(經(jīng)前面步驟稱重過的)被加入諸如轉(zhuǎn)鼓混合機(jī)之類的摻混機(jī)內(nèi)。在步驟140中，HDPE樹脂和薄膜基礎(chǔ)樹脂被較充分地?fù)胶显谝黄鹨员愦龠M(jìn)后面擠塑過程中HDPE樹脂的分散。繼而，在步驟190中，可以把已經(jīng)比較均勻摻混的混合物加到料斗11中，然后如前面結(jié)合圖1已經(jīng)說明過的那樣擠塑成膜。
雖然圖2所畫出的稱重、加入摻混機(jī)、摻混以及加到料斗中等步驟系按間歇操作說明的，但在具體實(shí)施中，這些步驟中某些可以是連續(xù)的、合并的、甚至取消。例如，可以使用稱重皮帶式加料機(jī)、容積式螺桿加料機(jī)或配料料斗以便將樹脂連續(xù)稱重并加到摻混機(jī)里。可以使用靜態(tài)混合器以便在樹脂借重力流過時將其連續(xù)地?fù)交煸谝黄?。另一方面，還可以根本不用這類混合設(shè)備，可以將樹脂連續(xù)稱重并加入擠塑機(jī)的料斗中，甚至可使用一臺衛(wèi)星擠塑機(jī)把HDPE樹脂直接加入薄膜轉(zhuǎn)化設(shè)備的主擠塑機(jī)中。
當(dāng)LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂已經(jīng)含有一定量的防粘連添加劑和滑爽添加劑但是希望有更大的防粘連效力時優(yōu)選使用圖2所示的加入方法。除加HDPE樹脂外，在步驟100和120中還可以把滑爽添加劑稱重并加入摻混機(jī)中。在這種情況下，為促進(jìn)HDPE樹脂在后面的擠塑中的分散，該滑爽添加劑應(yīng)該以滑爽母料形式加入(例如每100份樹脂可以含有5份滑爽添加劑)。
圖3是一個方框圖，表示按本發(fā)明另一優(yōu)選的加入方法用于把預(yù)選HDPE樹脂、滑爽添加劑和LLDPE薄膜級基礎(chǔ)樹脂在轉(zhuǎn)化為薄膜之前先行熔融、摻合以及隨后造粒的各步驟。圖3中表示的步驟100到140基本上與圖2中的步驟100到140相同。只有三處不同。首先，在圖3的步驟110、130和140中，只將部分(例如2～5％)薄膜基礎(chǔ)樹脂稱重、加入摻混機(jī)，并與HDPE樹脂干摻混，同時將其余(主要部分)薄膜基礎(chǔ)樹脂轉(zhuǎn)移到一臺強(qiáng)力混合機(jī)中(在步驟160中)。第二點(diǎn)，除HDPE樹脂之外，在步驟100和120中也將滑爽添加劑稱重并加入摻混機(jī)中。第三點(diǎn)，圖3中的步驟140使用的摻混機(jī)應(yīng)是一臺能力比較大的摻混機(jī)，例如螺帶式摻混機(jī)或漢歇爾混合機(jī)。
在圖3的步驟150和160中，將由步驟140得到的較均勻摻混的混合物和其余的薄膜基礎(chǔ)樹脂分別稱重并加入強(qiáng)力混合機(jī)中。這些步驟可以采用例如失重加料機(jī)來完成，這種加料機(jī)能準(zhǔn)確地控制稱量與加料速率。一般而言，步驟100和140實(shí)際上可以省去，而HDPE樹脂、滑爽添加劑和薄膜基礎(chǔ)樹脂可以分別地稱重并加入強(qiáng)力混合機(jī)中，如步驟150和160一樣。但是，由于滑爽添加劑的稀釋比通常非常小，所以步驟100～140將使其稱量和加入變得更為精確，同時也省去一臺失重加料機(jī)。
在步驟170中，將HDPE樹脂、滑爽添加劑和薄膜基礎(chǔ)樹脂例如借助一臺雙螺桿擠塑機(jī)熔融并捏合在一起。在步驟180中，將熔融并且相對均勻摻混的混合物例如利用一臺單螺桿擠出機(jī)擠出，并利用例如一臺水下切料機(jī)造粒。在步驟190的薄膜轉(zhuǎn)化之前造粒的優(yōu)點(diǎn)在于步驟190中的薄膜轉(zhuǎn)化器可以具有與步驟100～180的樹脂生產(chǎn)器分開的機(jī)構(gòu)。在這種情況下，該轉(zhuǎn)化器將能夠直接使用現(xiàn)成的切粒而不必自己完成加入HDPE樹脂和滑爽添加劑的步驟。因而能做到較為方便。
雖然至此結(jié)合圖3所描述的各步驟能很好地適用于比較高的生產(chǎn)能力，但是這些步驟中的某些可以加以修改、合并或甚至省略以簡化操作，對較小規(guī)模的生產(chǎn)尤為如此。例如，在步驟180中，可以使用一臺齒輪泵代替單螺桿擠出機(jī)。另一方面，步驟170中的雙螺桿擠塑機(jī)可以直接把熔體送至步驟180中的水下切粒機(jī)，或者步驟180中的單螺桿擠出機(jī)也可以完成步驟170中的雙螺桿擠塑機(jī)的功能。換一種辦法，可以用一臺斑布里混煉機(jī)代替步驟170中的雙螺桿擠塑機(jī)，步驟140～160可以省掉，而樹脂和滑爽添加劑可以間歇地稱重并加入該斑布里混煉機(jī)中。
再者，雖然圖3畫出的HDPE樹脂和薄膜基礎(chǔ)樹脂系來自不同的供應(yīng)源，在實(shí)際操作中，還可以采用單一的間歇反應(yīng)器或者2臺或更多臺串聯(lián)的連續(xù)反應(yīng)器按適當(dāng)?shù)谋壤齺砩a(chǎn)這些樹脂。(在這種情況下，這兩種樹脂都將通過步驟110和160，然而只有滑爽添加劑才會通過步驟100。)還可以把來自步驟140的相對均勻摻混的混合物作為現(xiàn)成的樹脂出售。(在這種情況下，步驟150～180便可以省去。)圖4是一個表格，列出了某些商品塑料樹脂的晶體生長速率和最大結(jié)晶度，以遞減順序排列。從圖4的這張表中可見，高密度聚乙烯(HDPE)的晶體生長速率和最大結(jié)晶度遠(yuǎn)比其他樹脂高。所以這種HDPE樹脂將能夠在熔體冷卻過程中生成大得多的晶體。
圖5是一幅表示一種可以用于按本發(fā)明提供防粘連效果的HDPE樹脂的晶體情況的照片。更具體地說，圖5展示一種HDPE對脂的晶體，當(dāng)在偏振光下透過顯微鏡觀察時呈馬耳他十字。由于其晶體生長速率快(按圖4為33微米/秒)，這種樹脂能生成比較大的晶體，其中值粒徑為約3～5微米。這樣的大晶體能理想地適合用來提供本發(fā)明的防粘連效果。說到這里還應(yīng)當(dāng)指出，提高LLDPE樹脂的密度能提高其晶體生產(chǎn)速率并從而提高其抗粘連性能。但是由于LLDPE的晶體生產(chǎn)速率遠(yuǎn)低于HDPE，故要達(dá)到任何明顯的抗粘連效果其密度必須比正常值提高許多。這樣，薄膜的機(jī)械強(qiáng)度、透明度和光澤將大大受到損害。
圖6是表示2層彼此密切接觸的薄膜的斷面的放大圖。從圖6可以清楚地看出，由HDPE生成的較大晶體是如何發(fā)揮提供防粘連效果的功能的。在HDPE樹脂和滑爽添加劑被加入LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂中后和在擠塑后，在薄膜冷卻的過程當(dāng)中，HDPE樹脂將會生成沿薄膜均勻分布的較大晶體(如圖6中黑點(diǎn)所示)。這些較大晶體中的一部分會突出到薄膜表面之外并夾藏空氣，防止空氣從2層薄膜的間隙處被擠出。這種被夾藏的空氣(圖6中2層薄膜之間的陰影部分)將會防止薄膜粘連。這些較大晶體被畫成球形不過是為了畫起來簡單，而實(shí)際上是多面體形。
圖7是一幅表示用來測定把2層薄膜分離所需要的力(即薄膜的粘連力)的方法的示意圖。這個試驗(yàn)?zāi)芴峁┰趯?shí)際使用條件下薄膜粘連傾向的度量。在該試驗(yàn)中，使2片各為100mm×200mm的薄膜試樣密切接觸，其內(nèi)表面彼此接觸，然后在60℃下沿80mm×80mm的面積施加1kg載荷72小時，將其壓縮接觸。此后，按圖7所示將它們的一端夾到一臺Instron張力儀(未畫出)的上部載荷傳感器上，同時讓一根Teflon(PTFE)涂覆的黃銅棒插在薄膜試樣的未壓縮部分之間。黃銅棒本身同一個金屬框相連，后者裝在Instron張力儀的下夾具上。當(dāng)Instron張力儀的下夾具下降時，黃銅棒將把薄膜試樣中間的80mm×80mm壓縮部分彼此分開。把黃銅棒向下拉所施平均力便是將2層薄膜分開所需的力或者薄膜的粘連力。所需分離力小于大約0.5牛頓的薄膜在實(shí)際使用條件下將不會粘連。
表1對比了硅類添加劑的效果與本發(fā)明優(yōu)選方法的效果。表中給出的數(shù)據(jù)包括當(dāng)(a)不使用防粘連或滑爽添加劑(試樣1)時，(b)使用硅類添加劑和滑爽添加劑(試樣2)時和(c)在薄膜轉(zhuǎn)化前將HDPE樹脂、滑爽母料和LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂加以干摻混(試樣3)時的擠塑條件、粘連力和薄膜的透明度(或霧度)、光澤及某些機(jī)械強(qiáng)度。用來制備試樣3的HDPE樹脂的密度為0.954g/cm3，熔體流動指數(shù)(MI)為0.8g/10分，并具有窄分子量分布(MWD)，薄膜基礎(chǔ)樹脂是密度為0.918g/cm3、MI為1.0g/10分的LLDPE樹脂。由于所選HDPE樹脂具有與薄膜基礎(chǔ)樹脂相近的MI，故二者的熔體粘度也比較接近，這便促進(jìn)了前者的分散。又由于所選用的HDPE具有窄分子量分布，所以薄膜的透明度將不會受到損害。
從表1的第五～七行可見，在擠塑過程中，當(dāng)使用硅類添加劑時熔體壓力、驅(qū)動螺桿需要的扭矩和功率都變大，而當(dāng)使用HDPE樹脂時這些數(shù)值都降低。從該表的第八行可見，硅類添加劑和晶體生長速率較快的上述樹脂都是有效的防粘連劑。試樣2和試樣3的粘連力都接近0.5牛頓。從第九和十行可以看出，當(dāng)使用硅類添加劑時薄膜的霧度增加，而當(dāng)使用HDPE樹脂時霧度減?。划?dāng)使用硅類添加劑時薄膜光澤度降低，而當(dāng)使用HDPE樹脂時則提高。從第十一～十四行可以看出，當(dāng)使用HDPE樹脂代替硅類添加劑時，薄膜的屈服拉伸強(qiáng)度、斷裂拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長、埃爾曼多夫抗撕裂力等都得到改善。
表2是一張類似于表1的表格，但是在這張表格里，將硅類添加劑的效果同另一本發(fā)明優(yōu)選方法的效果作了比較。更具體地說，制備表2中試樣3時使用的HDPE樹脂和LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂與表1中試樣3的制備中使用的相同，但在轉(zhuǎn)化成薄膜之前將這些樹脂和滑爽添加劑熔融、混合以及隨后造粒而不是干摻混。從表2可以看出，既使加入薄膜基礎(chǔ)樹脂中時采用的是這種方法，HDPE樹脂仍能產(chǎn)生類似于表1所描述的擠塑、防粘連、外觀以及機(jī)械性能方面的優(yōu)點(diǎn)。還應(yīng)當(dāng)指出，兩表中含少量HDPE樹脂的薄膜在外觀和機(jī)械性能上的改善還可能歸因子成核效應(yīng)或某種協(xié)同效應(yīng)。
從上述說明中可以看出，本發(fā)明的用于防止LLDPE薄膜間粘連的方法能在不損害薄膜的透明度和光澤的條件下提供防粘連效果。另外，擠塑將比較容易，而且薄膜的至少某些機(jī)械強(qiáng)度也能得到改善。
雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案對本發(fā)明做了說明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然可以作出上述以及許多其他的修改而仍不偏離如權(quán)利要求部分限定的本發(fā)明的精神和范圍。
表1試樣1 試樣2 試樣3主要成分LLDPE(％) 100.00 99.70 94.00硅類添加劑(％) - 0.15-HDPE(％) - - 5.00滑爽添加劑(％) - 0.15 1.00(1)擠塑條件熔體壓力(kg/cm2) 158173 154扭矩(kg-cm) 1,150 1,180 1,100所需功率(amp/kg/hr) 1.65 1.791.56粘連力(牛頓)(2)1.01 0.520.43外觀性能(2)測試方法霧度(％) ASTM D1003 8.8 10.3 7.8光澤 ASTM D2457 10379 110機(jī)械性能(2)測試方法屈服拉伸強(qiáng)度(kg/cm2) ASTM D63889 87 94斷裂拉伸強(qiáng)度(kg/cm2) ASTM D638 361305 315斷裂伸長(％) ASTM D638埃爾曼多夫撕裂(g) ASTM D1922214226 241注(1)含7.5％滑爽添加劑的滑爽母料。(2)對30微米薄膜而言。
表2試樣1 試樣2試樣3主要成分LLDPE(％) 100.00 99.7094.00硅類添加劑(％) -0.15-HDPE(％) - - 3.00滑爽添加劑(％) -0.15 0.15擠塑條件熔體壓力(kg/cm2) 168 172 164扭矩(kg-cm)1,140 1,1801,120所需功率(amp/kg/hr) 2.112.12 2.08粘連力(牛頓)(1)1.010.52 0.45外觀性能(1)測試方法霧度(％)ASTM D1003 -13.3 11.1光澤ASTM D245789 84 104機(jī)械性能(1)測試方法屈服拉伸強(qiáng)度(kg/cm2)ASTM D638 113 103 115斷裂拉伸強(qiáng)度(kg/cm2)ASTM D638 316 279 345斷裂伸長(％) ASTM D638 741 731 828落鏢沖擊強(qiáng)度(g) ASTM D1709 106 107 113注(1)對30微米薄膜而言。
權(quán)利要求
1.一種防止線型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜粘連的方法，所述方法包括在LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂中以適當(dāng)?shù)南♂尡燃尤胫辽僖环N預(yù)選的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂和一種滑爽添加劑，所述預(yù)選的HDPE樹脂提供防止粘連的作用。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中在所述薄膜基礎(chǔ)樹脂中以適當(dāng)?shù)南♂尡燃尤胨鲱A(yù)選HDPE樹脂和滑爽添加劑的方法包括將所述預(yù)選HDPE樹脂、所述滑爽添加劑和所述薄膜基礎(chǔ)樹脂在一摻混機(jī)或其他合適的容器中干摻混的步驟。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中在所述薄膜基礎(chǔ)樹脂中以適當(dāng)?shù)南♂尡燃尤胨鲱A(yù)選HDPE樹脂和所述滑爽添加劑的方法包括將所述預(yù)選HDPE樹脂、所述滑爽添加劑和所述薄膜基礎(chǔ)樹脂連續(xù)地計(jì)量并加入的步驟。
4.按照權(quán)利要求2或3的方法，其中所述滑爽添加劑包含在所述薄膜基礎(chǔ)樹脂中。
5.按照權(quán)利要求2或3的方法，其中所述滑爽添加劑是一種滑爽母料。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其中在所述薄膜基礎(chǔ)樹脂中加入所述預(yù)選HDPE樹脂和所述滑爽添加利的方法包括將所述預(yù)選HDPE樹脂、所述滑爽添加劑和所述薄膜基礎(chǔ)樹脂熔融、混合在一起并隨后造粒的步驟。
7.按照權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)的方法，其中所述預(yù)選HDPE樹脂的比重大于約0.940，熔體流動指數(shù)為約0.5至約2克/10分，并具有窄分子量分布(MWD)。
8.按照權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)的方法，其中所述預(yù)選HDPE樹脂的適當(dāng)?shù)南♂尡葹槊?00重量份所述薄膜基礎(chǔ)對脂約0.5至約10份。
9.按照權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)的方法，其中所說預(yù)選HDPE樹脂提供的防粘連作用是全部防粘連作用中的主要部分。
10.按照權(quán)利要求1～9中任何一項(xiàng)的方法，其中所述滑爽添加劑的適當(dāng)?shù)南♂尡葹槊?00重量份所述薄膜基礎(chǔ)樹脂約0.05至約0.2份。
11.按照權(quán)利要求1～10中任何一項(xiàng)的方法，其中所述方法還包括在所述薄膜基礎(chǔ)樹脂中以每100重量份所述薄膜基礎(chǔ)樹脂約0.03至約0.2份的稀釋比加入抗氧化劑。
12.一種生成不粘連塑料薄膜的組合物，該組合物在線型低密度聚乙烯(LLDPE)基礎(chǔ)樹脂中包含適當(dāng)稀釋比的至少一種預(yù)選的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂和滑爽添加劑，所述預(yù)選HDPE樹脂提供防粘連作用。
13.按照權(quán)利要求12的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述組合物包含所述預(yù)選HDPE樹脂、所述滑爽添加劑和所述LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂的干摻混混合物，所述滑爽添加劑任選地事先包含于所述LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂中或者其本身為一種滑爽母料。
14.按照權(quán)利要求12或13的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述組合物包括一種粒料，該粒料包含良好分散于所述LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂中的所述預(yù)選HDPE樹脂和所述滑爽添加劑。
15.按照權(quán)利要求12、13或14的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述預(yù)選HDPE樹脂的比重大于約0.940，熔體流動指數(shù)為約0.5至約2克/10分，并具有窄分子量分布(MWD)。
16.按照權(quán)利要求12～15中任何一項(xiàng)的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述預(yù)選HDPE樹脂的適當(dāng)稀釋比為每100重量份所述薄膜基礎(chǔ)樹脂約0.5至約10份。
17.按照權(quán)利要求12～16中任何一項(xiàng)的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述組合物還包括至少另外一種提供次要防粘連作用的防粘連添加劑。
18.按照權(quán)利要求12～17中任何一項(xiàng)的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述滑爽添加劑的適當(dāng)稀釋比為每100重量份所述薄膜基礎(chǔ)樹脂約0.05至約0.2份。
19.按照權(quán)利要求12～18中任何一項(xiàng)的生成不粘連塑料薄膜的組合物，其中所述組合物還包括稀釋比為每100重量份所述薄膜基礎(chǔ)樹脂約0.03至約0.2份的抗氧化劑。
20.一種不粘連塑料薄膜，該薄膜含有均勻分布于線型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜基礎(chǔ)樹脂中的預(yù)選高密度聚乙烯(HDPE)樹脂和滑爽添加劑，二者的添加量分別為每100重量份薄膜基礎(chǔ)樹脂至少約0.5至約10份預(yù)選HDPE樹脂和約0.05至約0.2份滑爽添加劑，所述預(yù)選HDPE樹脂提供防粘連作用。
21.按照權(quán)利要求20的不粘連塑料薄膜，其中所述預(yù)選HDPE樹脂的比重大于約0.940，熔體流動指數(shù)為約0.5至約2克/10分，并具有窄分子量分布(MWD)。
22.按照權(quán)利要求20或21的不粘連塑料薄膜，其中所述塑料薄膜還含有提供次要防粘連作用的至少一種其他防粘連添加劑或抗氧化劑。
23.一種基本上如上文結(jié)合附圖所述并如附圖所表示的防止線型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜粘連的方法。
24.一種基本上如上文所述的生成不粘連塑料薄膜的組合物。
25.一種基本如上文所述的不粘連塑料薄膜。
全文摘要
提供了一種防止線型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜粘連的方法，所說方法包括在LLDPE薄膜基礎(chǔ)樹脂中以適當(dāng)?shù)南♂尡燃尤胫辽僖环N預(yù)選的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂和滑爽添加劑?？梢杂萌舾煞椒ㄍ瓿稍谶@種薄膜基礎(chǔ)樹脂中加入預(yù)選的HDPE樹脂和滑爽添加劑。不管用何種方法加入，在擠出之后以及熔體冷卻過程中，預(yù)選的HDPE樹脂都會導(dǎo)致較大晶體的生成。這種較大晶體中的一部分將突出于薄膜表面之外并夾藏空氣，因而防止空氣被從兩層薄膜之間的間隙中擠出。因此達(dá)到了防粘連的效果而又不損害薄膜的透明度、光澤、顏色和外觀。另外，擠出會更容易而沒有螺桿或機(jī)筒的過度磨損，同時薄膜的某些機(jī)械強(qiáng)度還可以得到改善。
文檔編號C08L23/06GK1127007SQ9419274
公開日1996年7月17日 申請日期1994年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月28日
發(fā)明者查洛克·龐特拉庫爾 申請人:查洛克·龐特拉庫爾