專利名稱：交聯(lián)層壓包裝薄膜和用于該薄膜的分配盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于食品包裝或物品包裝的薄膜，尤其是用于食品的包裝薄膜。更明確地，本發(fā)明涉及一種交聯(lián)層壓聚乙烯包裝薄膜，其具有優(yōu)異的粘附特性、從分配盒中易于拉出的性能和耐熱性，散發(fā)氣味極少，適于包裝食品，并具有優(yōu)良的生產(chǎn)效率。
為了防止薄膜(其中包裝了食品或含有食品的容器)自身脫落引起包裝內(nèi)食品或容器內(nèi)食品與灰塵或其它物品(食品)接觸，上述的粘附特性是必須的。另外，為了使用戶容易使用，拉出力必須足夠的小。作為包裝薄膜，缺乏它們中的任何一種性能都將會降低其功能，因此必須同時滿足這兩種性能。
為了使包裝材料保持令人滿意的外觀，必須抑制如日本專利286087/1999中所公開的膜泡。膜泡是氣泡的一種表現(xiàn)，其是由于在微波爐中加熱過程中包含在已包裝的物品中的水沸騰引起的，甚至在加熱后停留在包裝薄膜的表面。膜泡使得包裝物品的外觀受到損壞。更明確地，在加熱過程中，包含在由薄膜包裝的物品中的水蒸發(fā)，粘結(jié)在薄膜上并成為露滴。該露滴沸騰成為氣泡。加入到薄膜中的表面活性劑增加了這些氣泡的表面張力，以至于甚至在加熱之后該氣泡仍然存在。
為了滿足上述性能，用已知的方式已經(jīng)對聚乙烯薄膜進(jìn)行了各種各樣的改進(jìn)。例如通過將乙烯·醋酸乙烯酯共聚物或增粘劑加入到薄膜的表面層樹脂，使用粘性的并且包含許多低分子量組分的極低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯以賦予包裝薄膜必要的粘附特性。已知的幾種方法是加入潤滑劑(如多元醇脂肪酸酯)來降低拉出力，加入高密度聚乙烯產(chǎn)生具有低撓性和硬度的薄膜，進(jìn)行交聯(lián)處理產(chǎn)生具有耐熱性的薄膜。此外，通過組合使用這些技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展了較高水平的技術(shù)滿足了上述包裝薄膜必需性能之間的平衡。例如，作為不同于包裝薄膜的薄膜，日本專利公開號21930/1993公開了一種乙烯基交聯(lián)薄膜，其薄膜層具有不同含量的多元醇脂肪酸酯，因此組成薄膜的層之間彼此交聯(lián)度不同。在此，多元醇脂肪酸酯是作為交聯(lián)控制劑使用的。作為包裝薄膜，日本專利申請25355/1998公開了一種基于金屬茂的乙烯共聚物包裝薄膜，日本申請286087/1999公開了一種交聯(lián)層壓薄膜。它是通過將丙三醇三脂肪酸酯加入到包含有線性低密度聚乙烯的每個表面層和包含有高密度聚乙烯的中間層中獲得的。美國專利5019315和5248547公開了拉伸包裝薄膜及其制備方法，所述的各薄膜將線性低密度聚乙烯作為表面層，高壓加工的低密度聚乙烯作為中間層。
然而，這些技術(shù)包括下述的缺陷。如日本專利公開21930/1993所公開的薄膜伴隨著如下缺陷，該薄膜包含著大量也具有表面活性劑功能的多元醇脂肪酸酯，所以當(dāng)將其在微波爐中加熱時，氣泡保持在薄膜上。日本專利25355/1998公開的層壓薄膜，包含金屬茂基的聚合物，所以它具有很高的抗撕強(qiáng)度和較差的切斷性能。美國專利申請5019315和5248547所公開的薄膜具有較差的耐熱性，并且由于高壓加工的低密度聚乙烯在整個薄膜中含量很高，使得模量降低(強(qiáng)度和低彈性)。日本專利申請286087/1999公開了一種為了改進(jìn)其粘結(jié)性、拉出性、切斷性和耐熱性而加入了丙三醇三脂肪酸酯的包裝薄膜。通過雙膜泡方法交聯(lián)共擠塑型坯和拉伸最終型坯，由丙三醇三脂肪酸酯產(chǎn)生的污染物正好產(chǎn)生于二次膜泡下游的夾輥上，并且沉積在薄膜上，因此損壞了產(chǎn)品(其在后面稱為薄膜污染物)。為了防止發(fā)生以上現(xiàn)象，需要將生產(chǎn)中斷并且從夾輥上移走污染物，這使得生產(chǎn)效率降低并且導(dǎo)致費用增加。
如上所述，加入多元醇脂肪酸酯或丙三醇三脂肪酸酯制備具有優(yōu)良質(zhì)量的薄膜產(chǎn)生了料想不到的問題，例如包裝物品外觀的損壞或薄膜污染物的產(chǎn)生。
另一個存在的問題是薄膜性能的平衡。當(dāng)粘附特性增加時，拉出力就變大。另一方面，當(dāng)拉出力減小時，粘附特性就降低。彈性模量的增加不可避免的使拉伸性能變差，其中彈性模量是硬度或低撓性的指數(shù)。因此，保持這些性能之間的平衡是非常困難的。
至于切斷性能，幾乎不能達(dá)到薄膜材料或構(gòu)成和切刀組合之間的最優(yōu)化。
本發(fā)明的一個目的是克服上述的難題，并提供一種交聯(lián)層壓聚乙烯包裝薄膜，其具有優(yōu)異的粘附特性和耐熱性，能從分配盒中輕松地拉出，容易切斷，薄膜散發(fā)氣味少，觸感好，制備薄膜時薄膜污染物少，在微波爐中加熱之后不留下氣泡和適于包裝食品。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種適合將包裝薄膜安置在其中的分配盒。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供至少具有兩個表面層和一個中間層的交聯(lián)層壓包裝薄膜達(dá)到上述本發(fā)明的目的，其中該兩個表面層各包含20～90wt％的線性低密度聚乙烯和80～10wt％的高壓加工低密度聚乙烯，其中中間層至少一層包含50～95wt％的高密度聚乙烯和50～5wt％的高壓加工低密度聚乙烯，其中表面層和中間層各含有0.050～0.800重量份的丙三醇單脂肪酸酯，以組成各層的兩種聚乙烯總重量為100重量份。
本發(fā)明在以下幾點不同于傳統(tǒng)技術(shù)根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，將多種乙烯(共)聚合物用于包裝薄膜，并且有時加入大量的多元醇脂肪酸酯，然而本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜，兩個表面層各自包含20～90wt％的線性低密度聚乙烯和80～10wt％的高壓加工低密度聚乙烯；中間層包含50～95％重量的高密度聚乙烯和50～5wt％的高壓加工低密度聚乙烯；和這三層各自含有0.050～0.800重量份的丙三醇單脂肪酸酯，以組成各層的兩種聚乙烯總重量為100重量份。
本發(fā)明不同于傳統(tǒng)技術(shù)的組分賦予交聯(lián)層壓聚乙烯包裝薄膜優(yōu)異的粘附特性，容易從分配盒中拉出，容易切斷，摸起來感覺中等硬度，具有優(yōu)異的耐熱性和氣味散發(fā)低的性能。另外，還表現(xiàn)出低撓性，沒有氣泡，用該薄膜包裝的物品具有優(yōu)良的外觀和在薄膜形成時有極少的薄膜污染物。
在這些圖中引用的參考標(biāo)記如下1. 前板2. 底板3. 后板4. 頂板5. 覆蓋板6. 頂板和覆蓋板之間的棱線8. 側(cè)板11. 側(cè)蓋板13. 薄膜盒K. 切刀部分L. 前板和底板之間的棱線R. 薄膜卷F. 薄膜A，D切刀的最末端部分B，C從切刀的中心部分到末端的屈折點本發(fā)明的線性低密度聚乙烯為乙烯·α-烯烴共聚物，其中的乙烯單元作為主要組份并且其不帶有長支鏈。它的密度優(yōu)選為0.900～0.929g/cm3，更優(yōu)選0.905～0.920g/cm3。由于粘附特性過強(qiáng)，密度小于0.900g/cm3可能破壞薄膜的拉出性能，當(dāng)密度超過0.929g/cm3時可能破壞薄膜的粘附特性。
可以使用已知的常用方法制備用于本發(fā)明的線性低密度聚乙烯，例如，氣相流化床法，氣相攪拌床法，液相淤漿法，液相溶液法或高壓反應(yīng)釜法。更明確地，示例為例如在低溫低壓下，在過渡金屬催化劑存在下，在氣相或液相中共聚乙烯和α-烯烴。催化劑的例子包括齊格勒催化劑，菲利浦斯催化劑和金屬茂催化劑。在這些催化劑中，由于聚合物中存在大量的低分子量組分，優(yōu)選允許粘附特性適度增長的齊格勒催化劑。至于α-烯烴，可以使用選自C3-18烯烴中的至少一種，例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯，其中更優(yōu)選1-丁烯、1-己烯、1-辛烯?？梢越M合使用具有不同組成成分的上述催化劑或線性低密度聚乙烯。
本發(fā)明的高壓加工低密度聚乙烯是帶有長支鏈的乙烯(共)聚合物。其密度優(yōu)選為0.910～0.939g/cm3，更優(yōu)選0.920～0.929g/cm3。密度小于0.910g/cm3可以有損薄膜的模量(低撓性和硬度)，然而當(dāng)密度超過0.939g/cm3時，盡管不需要很大的拉出力，但粘附特性可能不充分。
用于本發(fā)明的高壓加工低密度聚乙烯可以用已知的方法制備。通常的制備是在100～300℃和100～350MPA壓力以及自由基產(chǎn)生劑(如過氧化物)存在下，在高壓釜或管式反應(yīng)器中聚合乙烯。
本發(fā)明的高密度聚乙烯為乙烯均聚物或乙烯和α-烯烴的共聚物。它可以通過已知的方法制備，例如菲利浦斯方法，標(biāo)準(zhǔn)方法或齊格勒方法。其密度優(yōu)選為0.940～0.975g/cm3，更優(yōu)選0.945～0.965g/cm3。密度小于0.940g/cm3可能損壞薄膜的模量(低撓性和硬度)，當(dāng)密度超過0.975g/cm3時，對產(chǎn)品的拉伸幾乎沒有影響。
本發(fā)明的線性低密度聚乙烯、高壓加工低密度聚乙烯和高密度聚乙烯密度的測定均是根據(jù)JIS K6760(1995版)測定的。
至于構(gòu)成本發(fā)明的兩個表面層的線性低密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯的混合比，線性低密度聚乙烯的用量為20～90wt％，高壓加工低密度聚乙烯的用量為80～10wt％。優(yōu)選線性低密度聚乙烯的用量為30～80wt％，高壓加工低密度聚乙烯的用量為70～20wt％。更優(yōu)選線性低密度聚乙烯的用量為30～70wt％，高壓加工低密度聚乙烯的用量為70～30wt％。當(dāng)線性低密度聚乙烯的用量小于20wt％時，聚合物中低分子量物質(zhì)含量降低，雖然拉出力減少，但導(dǎo)致粘附特性的不足。另一方面，當(dāng)線性低密度聚乙烯的用量超過90wt％時，粘附特性變得過大，拉出薄膜需要很大的力，使得拉出薄膜很困難。這兩個表面層的混和比可以不同，但考慮到兩個表面層粘附特性的平衡，優(yōu)選混合比相同。
至于構(gòu)成本發(fā)明中間層的高密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯的混合比，為了賦予薄膜適度高的模量(硬度和低撓性)和生產(chǎn)中容易拉伸，高密度聚乙烯的用量為50～95wt％，高壓加工低密度聚乙烯的量為50～5wt％。更優(yōu)選，高密度聚乙烯的用量為65～85wt％，高壓加工低密度聚乙烯的用量為35～15wt％。其理由如下高密度聚乙烯的量小于50wt％會降低薄膜的模量，因此損壞了觸感，然而超過95wt％會使模量增加過多，使得生產(chǎn)中的拉伸過程變得困難或破壞了觸感。
本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜包括至少三層，其中包含兩個表面層和至少一個中間層。中間層介于兩個表面層之間。中間層的數(shù)目優(yōu)選1～3，更優(yōu)選1。這是因為當(dāng)數(shù)目超過3時，由于層的數(shù)量過多，所以每層都應(yīng)當(dāng)做的很薄，使得薄膜的厚度很難控制。
加入本發(fā)明的丙三醇單脂肪酸酯使得在薄膜生產(chǎn)過程中的拉伸步驟容易進(jìn)行，這將在下文描述。必要的是同時抑制在微波爐中加熱之后產(chǎn)生氣泡和生產(chǎn)過程中的薄膜污染。該丙三醇單脂肪酸酯包括丙三醇和C2-22脂肪酸單酯。脂肪酸酯的例子包括飽和脂肪酸酯如醋酸酯、己酸酯、辛酸酯、癸酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕櫚酸酯、硬脂酸酯；和不飽和脂肪酸酯如癸烯酸酯、月桂烯酸酯、肉豆蔻腦酸酯、棕櫚烯酸酯、油酸酯、芥酸酯。其中優(yōu)選C6-20脂肪酸衍生的脂肪酸酯，其中優(yōu)選C18硬脂酸酯和油酸酯，更優(yōu)選油酸酯。碳原子數(shù)小于6的脂肪酸酯可能散發(fā)令人不舒服的氣味，然而碳原子數(shù)超過20的脂肪酸酯將對于粘附特性和拉出性能之間的平衡產(chǎn)生不利的影響。硬脂酸酯的使用減少了散發(fā)的氣味，然而當(dāng)使用油酸酯時，在降低了散發(fā)的氣味的同時，與聚乙烯還產(chǎn)生了極好的相容性。
為了抑制起泡，本發(fā)明的丙三醇單脂肪酸酯的含量必須較小。整個薄膜層和每層的丙三醇單脂肪酸酯的含量為0.050～0.800重量份，優(yōu)選0.050～0.500重量份，更優(yōu)選0.100～0.300重量份，以構(gòu)成各層的兩種聚乙烯的總量為100重量份。當(dāng)其重量份小于0.050時，薄膜于拉伸步驟中在排氣機(jī)上破裂，這樣的問題降低了生產(chǎn)效率。另一方面，當(dāng)其重量份超過0.800時，在微波爐中加熱之后仍然殘留氣泡。在薄膜的生產(chǎn)過程中，考慮到丙三醇單脂肪酸酯可以在生產(chǎn)過程中改性或可以轉(zhuǎn)移到薄膜的表面，其加入到樹脂中的量可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)置以使在最終產(chǎn)品中具有如本發(fā)明所述的含量。由于丙三醇單脂肪酸酯在層間傳遞，為了防止物理性能的改變，優(yōu)選在兩個表面層和中間層之中的任意兩層之間的丙三醇單脂肪酸酯的含量之差為0～0.300重量份，更優(yōu)選0～0.100重量份，進(jìn)一步優(yōu)選0～0.010重量份。最優(yōu)選其含量相同。
本發(fā)明的丙三醇單脂肪酸酯的H.L.B.(親水/親酯平衡)是涉及膜泡的重要因素之一，將在后面描述這種平衡如何依靠其含量的平衡。丙三醇單脂肪酸酯的H.L.B.通常為1～8，優(yōu)選3～6，更優(yōu)選4～5。當(dāng)H.L.B.小于1時，可對粘附特性產(chǎn)生不利的影響。另一方面，當(dāng)H.L.B.超過8時，則改進(jìn)了親水性，但可能導(dǎo)致時常出現(xiàn)膜泡。
H.L.B.是表示親水性與親脂性比值的指標(biāo)。它是由化合物的分子結(jié)構(gòu)計算出的，并且H.L.B.越大表示親水性越好。在各種各樣的計算方法中，本發(fā)明的H.L.B.是通過由以下的等式(1)表示的阿特拉斯方法計算的，該方法用于酯類非離子型表面活性劑的H.L.B.計算。
H.L.B＝20(1-S/A)(1)其中S表示多元醇的皂化值，A代表原料脂肪酸的中和值。
H.L.B.依賴于酯的含量，是影響膜泡的一個重要因素。已知的是使用低H.L.B.值的丙三醇三脂肪酸酯作為抑制起泡的對策之一。然而如上所述，使用丙三醇三脂肪酸導(dǎo)致薄膜生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)薄膜污染物，所以必要的是用丙三醇單脂肪酸酯代替它，將免除出現(xiàn)薄膜污染。如果在薄膜中混合大量的這種丙三醇單脂肪酸酯，由于H.L.B.值變高會使得氣泡重復(fù)出現(xiàn)，所以必要的是抑制其含量不超過0.800重量份。
可以用已知的方法對在本發(fā)明的整個包裝薄膜層和每層中丙三醇單脂肪酸酯進(jìn)行定性分析和定量分析(或含量的測定)。實施定性分析是通過用熱甲醇萃取薄膜，用柱色譜法分級分離該萃取液，用凝膠滲透色譜法進(jìn)一步分級，用核磁共振識別分級樣品的丙三醇脂肪酸酯，皂化并且甲酯化該酯和用氣相色譜法識別樣品。另一方面，實施定量分析是用熱甲醇萃取該薄膜，將萃取物三甲基甲硅烷基化(轉(zhuǎn)化為四甲基硅烷)，接著用氣相色譜法測定?？梢越Y(jié)合使用紅外顯微測譜術(shù)用于每層的丙三醇單脂肪酸酯的定性分析和定量分析(或含量的測定)。
本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜的粘附能是評估薄膜之間粘附特性的指標(biāo)，或用包裝薄膜包裝食品或容器時薄膜與容器之間粘附特性的指標(biāo)。如上所述，粘附特性是與包裝薄膜的拉出性能性能一樣重要的性能。粘附能是用于剝離兩層粘結(jié)的薄膜的工作量，在以后描述如何進(jìn)行測定。當(dāng)粘附能小于0.50mJ，由于粘附特性低，薄膜可能自己脫落，當(dāng)粘附能超過3.50mJ時，粘附特性變得過大，難以處理。粘附能優(yōu)選在0.50～3.50mJ范圍之間，更優(yōu)選0.80～3.00mJ，進(jìn)一步優(yōu)選1.00～2.00mJ。
可以調(diào)整粘附能到所要求的值，例如，通過調(diào)整表面層中線性低密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯的混合比。有時可以通過調(diào)整線性低密度聚乙烯的密度進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明交聯(lián)層壓包裝薄膜的拉出力是與包裝薄膜的粘附特性同樣重要的性能。拉出力是用于評估在分配盒中薄膜F從薄膜卷R上拉出的容易程度。拉出力通過后面敘述的方法進(jìn)行測定。如果拉出力小于50mN，可能因為過低的拉出力使薄膜不容易處理，當(dāng)拉出力超過1000mN時，由于拉出薄膜困難可能使薄膜不容易處理。拉出力優(yōu)選在50～1000mN的范圍之內(nèi)，優(yōu)選50～700mN，進(jìn)一步優(yōu)選50～500mN。
可以調(diào)整拉出力到所需要的值，例如，通過調(diào)整表面層中線性低密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯的混合比。有時，通過調(diào)整線性低密度聚乙烯的密度，可對薄膜的彈性模量或整個薄膜的厚度進(jìn)行調(diào)整。
如上所述，為使包裝薄膜可以良好和舒適的處理，粘附能和拉出力兩者都是不可缺少的因素。
必須對本發(fā)明的層壓包裝薄膜進(jìn)行交聯(lián)，因為其應(yīng)該具有耐熱性以便能在微波爐的高溫條件下使用。交聯(lián)可以用已知的方式進(jìn)行。其交聯(lián)方法的例子包括加入交聯(lián)劑，將混合物加熱到其分解溫度以便進(jìn)行交聯(lián)；和將該物質(zhì)暴露于能量束的方法。也可以將它們組合使用。用于能量束輻射方法的能量束的例子包括紫外線、電子束、X射線、α射線、β射線、γ射線和中子輻射。優(yōu)選電子束輻射?？梢赃M(jìn)行電子束輻射，例如，通過能量電壓為100kV到1MV時使型坯或全部的薄膜受到電子束輻射。
用本發(fā)明交聯(lián)層壓包裝薄膜的凝膠含量作為薄膜交聯(lián)度的指標(biāo)，其用后面所述的方法進(jìn)行測定。型坯或全部薄膜的凝膠含量優(yōu)選為20～70wt％，更優(yōu)選20～50wt％。當(dāng)凝膠含量小于20wt％時，薄膜耐熱性不好，當(dāng)凝膠含量超過70wt％時，將使得薄膜生產(chǎn)過程中的拉伸加工很困難。根據(jù)ASTM-D2765測定凝膠含量，是指在沸騰的對二甲苯中浸漬12個小時后的不溶物的重量分?jǐn)?shù)。
可以用已知的方法生產(chǎn)本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜。該產(chǎn)品生產(chǎn)過程包括，例如層壓步驟、拉伸(成膜)步驟和卷繞步驟。如果有必要，可以進(jìn)一步加入如能量束輻射或加熱處理。更明確地，例如可以通過干式層壓、擠出層壓或共擠塑進(jìn)行層壓。由于設(shè)備簡單，優(yōu)選進(jìn)行共擠塑。例如，可按照如下步驟進(jìn)行拉伸，通過鑄塑方法，其中用冷卻輥帶走熔融的樹脂；雙膜泡過程，其中通過冷卻使熔融的樹脂管凝固，接著在加熱條件下拉伸；直接吹脹過程，其中將空氣直接吹入熔融的樹脂管中進(jìn)行拉伸；順序拉幅機(jī)雙軸向拉伸過程，其中通過軋輥聯(lián)接拉幅機(jī)進(jìn)行拉伸。其中優(yōu)選雙軸向拉伸過程，因為它賦予得到的薄膜以優(yōu)良的切斷性能，更優(yōu)選順序拉幅機(jī)雙軸向拉伸過程和雙膜泡過程，和進(jìn)一步優(yōu)選雙膜泡過程。卷繞步驟為卷繞所拉伸薄膜和形成薄膜原形的步驟。如果需要，型坯或經(jīng)拉伸薄膜可以用能量束輻射，經(jīng)拉伸薄膜可以進(jìn)行加熱處理。
可以使用二次膜泡法實現(xiàn)交聯(lián)層壓包裝薄膜的生產(chǎn)，舉例如下。通過用每層一個擠出機(jī)將構(gòu)成包裝薄膜各層的樹脂熔化，接著用多層圓口模具進(jìn)行共擠塑(例如，用圓口三層模具)。得到的共擠出熔融樹脂在從模具擠出即刻后形成第一次膜泡，接著通過液態(tài)介質(zhì)或類似物進(jìn)行冷卻和凝固，形成型坯。該型坯通過能量束比如電子束的照射形成交聯(lián)。然后，令交聯(lián)的型坯穿過加熱爐，對其進(jìn)行加熱，該加熱爐具有恒定氣溫，至少為構(gòu)成表面層和中間層的樹脂的熔點。將空氣吹入型坯形成第二次膜泡，接著進(jìn)行雙軸拉伸。通過夾輥將膜泡壓平，同時用排氣機(jī)除去空氣，然后如果必要的話在熱定型之后進(jìn)行卷繞。為了方便拉伸，優(yōu)選加熱爐中的氣溫為130～190℃。為了使第二次膜泡排氣機(jī)中的拉伸膜泡順利通過，本發(fā)明的丙三醇單脂肪酸酯是必要的。上述的輥污染物出現(xiàn)在排氣機(jī)下游的夾輥上。
根據(jù)ASTM E-252對本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜的薄膜總厚度進(jìn)行測定，其優(yōu)選為5-25μm，為了包裝薄膜具有良好的觸感和容易處理更優(yōu)選為5～15μm。當(dāng)厚度小于5μm時，由于厚度薄，薄膜容易斷裂，而當(dāng)厚度超過25μm時，可能損壞薄膜的切斷性能。
為了賦予薄膜足夠的彈性模量，優(yōu)選表面層的總厚度相對于整個薄膜厚度的比值為70～10％，中間層的厚度比為30～90％，所使用的測定方法將在后面描述。中間層的厚度比小于30％將損壞薄膜彈性模量，因此損壞其觸感。另一方面，該值超過90％，由于兩個表面層的厚度不易控制，使得制備薄膜變得困難。為了防止薄膜起皺，優(yōu)選兩個表面層具有相同的厚度。
根據(jù)每層的厚度能夠計算出每層的厚度比。當(dāng)測量型坯時，該測量方法包括用光學(xué)顯微鏡觀察型坯的截面的方法。另一方面，當(dāng)測量薄膜時，測量方法包括通過在溫度為140℃時收縮薄膜，然后用切片機(jī)將其切成片，接著用光學(xué)顯微鏡觀察其截面的方法測定厚度。
可以通過改變生產(chǎn)各層的擠出機(jī)的排出量、它們的比值、線速度或拉伸比，將整個薄膜的厚度或每層的厚度調(diào)整至所需要的值。
本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜的拉伸比以面積比形式優(yōu)選為5～70倍，為了賦予薄膜良好的切斷性能更優(yōu)選為20～60倍。拉伸比小于5可能損壞其切斷性能，當(dāng)拉伸比超過70可能增加產(chǎn)品的尺寸變化。
拉伸模量是薄膜的低撓性或硬度的指數(shù)，對于本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜，為了滿足所包裝物品具有優(yōu)良的觸感和外觀，充分的拉伸模量是必要的。當(dāng)拉伸模量小于300MPa時，得到的薄膜不具備充足的低撓性或硬度。另一方面，當(dāng)拉伸模量超過700MPa時，得到的薄膜變得粗燥并且觸感不正常。因此拉伸模量優(yōu)選為300～700Mpa，更優(yōu)選為400～600Mpa。根據(jù)ASTM D-882，在拉伸速率為5mm/min的條件下，對100mm長(卡盤間的距離)和10mm寬的初始樣品進(jìn)行測定。在2％伸長率的應(yīng)力下計算拉伸模量。
可以將拉伸模量調(diào)整至所需要的值，例如，通過調(diào)整在表面層中線性低密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯的混合比，或者調(diào)整中間層中高密度聚乙烯和高壓加工的低密度聚乙烯的混合比。有時，可以通過調(diào)整每種樹脂的密度或拉伸比來調(diào)整拉伸模量。
因為薄膜在微波爐中高溫條件下顯著收縮，為了防止包裝物質(zhì)的變形，所以本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜的熱收縮比必須低。由于在高溫下使用的薄膜的熱收縮率超過30％可損壞包裝物質(zhì)，薄膜的熱收縮率在100℃的熱處理中優(yōu)選為0～30％，更優(yōu)選為0～10％。根據(jù)ASTMD-1204(1984年版)，測量是在100℃條件下熱處理1分鐘后進(jìn)行的。
通過調(diào)整每種樹脂的密度、拉伸比或拉伸溫度，可將熱收縮比調(diào)整至所需要的值。
本發(fā)明的切刀為一種用于切斷薄膜的工具，可以使用各種形狀或材料的切刀。切刀有足夠小的尺寸以連接到分配盒上，并且在切斷部分K具有易于輕松切斷的連續(xù)鋸齒狀刀片。切刀形狀的例子包括線形(

圖1)、V形(圖2)、倒V形(圖3)和弧形(圖4)。在這些形狀中，由于弧形切刀能夠很輕松地切斷薄膜，所以優(yōu)選弧形切刀。切刀材料的例子包括聚合物材料，例如脂肪酸酯聚合物如乳酸聚合物、酯聚合物如芳族酸酯、乙烯聚合物、丙稀聚合物、苯乙烯聚合物和酰胺聚合物，還進(jìn)一步包括硬化紙板、樹脂浸漬硬性紙、磨料、磨料粘合紙和金屬。在這些材料中，乳酸聚合物可以循環(huán)利用，因此對環(huán)境是有利的，金屬所需的切斷力小，因而它們是優(yōu)選的。
弧形切刀如日本實用新型公開138130/1990或日本專利公開6961/2000中所述的切刀。弧形切刀的中心部分在縱向上是線形的，切刀逐漸地傾斜到對著切刀兩個末端的盒子底線方向，并且兩個最末端部分朝著盒子底線方向相對于中心部分突出2～15mm。明確地描述，其中中心部分的切刀(連接刀片邊緣的虛線，如果切刀是鋸齒形的(后面將其稱為“虛線”))是線形的。切刀是復(fù)合曲線或直線(虛線)的組合，它們(虛線)接近朝著從拐點B和C(是中心線部分的縱向方向上的兩個終點)的切斷部分K的兩個終點時，其在底線方向顯示了緩和的傾角。另外，在A和D最末端的部分，切刀從刀片邊的中心部分向著底線方向突出2～15mm。
本發(fā)明的其中安置了交聯(lián)層壓薄膜的分配盒，例如，如圖5所示的分配盒，其由前板1，底板2，后板3和側(cè)板8的壁表面所限定的矩形薄膜盒13構(gòu)成并在盒子頂部開孔；為了能夠從后板3的上邊緣將薄膜盒13蓋上，將頂板4設(shè)置成與后板3的上面邊緣相連接，并且從頂板4的前邊緣延伸出來的覆蓋板5其方向可以蓋上前板1和安置在覆蓋板5兩個末端的側(cè)蓋板11。只要切刀能容易地切斷薄膜，切刀的安裝位置沒有特殊的限制。優(yōu)選覆蓋板5安裝在覆蓋板的前端。分配盒優(yōu)選的設(shè)計是當(dāng)將薄膜F從安置在分配盒中的卷R上拉出時，薄膜卷R不會突然跳起即可。優(yōu)選分配盒的高度是44～54mm，深度為44～54mm和長度為153～313mm，其尺寸方便用一只手抓。
用于分配盒的材料包括如塑料、瓦楞卡紙板或紙板。優(yōu)選紙板，由于其易于處理使用。紙板的厚度大約為0.35～1.50mm，并且通過使用較厚的紙板可得到較硬和堅固的盒子。然而，太厚的紙板在彎曲時有困難，因此優(yōu)選厚度為0.35～0.80mm。
從兩方面評估本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜的切斷性能，也就是當(dāng)將薄膜用切刀切斷時，薄膜的抗撕強(qiáng)度和最大切斷力。用切刀將從分配盒中拉出的薄膜切成所需要的大小，用來覆蓋容器和食品。此時，抗撕強(qiáng)度表示薄膜自身的抗撕強(qiáng)度和撕裂蔓延，然而最大切斷力顯示用切刀切斷薄膜所需的(最初)力。
在此處使用的詞“抗撕強(qiáng)度”指的是根據(jù)ASTM D-1922進(jìn)行測定的包裝薄膜的橫向抗撕強(qiáng)度?？顾簭?qiáng)度優(yōu)選為0.1～140.0mN，更優(yōu)選0.5～100mN。當(dāng)抗撕強(qiáng)度小于0.1mN時，薄膜可能突然斷裂，當(dāng)抗撕強(qiáng)度超過140.0mN時，不能容易地將薄膜切斷，并且切斷需要很大的力。通過改變薄膜生產(chǎn)中的拉伸比、構(gòu)成各層的樹脂的混合比、各種樹脂的密度、熔融指數(shù)、整個薄膜的厚度或每層的厚度，可將抗撕強(qiáng)度調(diào)整至所需要的值。
在此處使用的詞“最大切斷力”指的是當(dāng)將薄膜從裝配有切刀的分配盒中拉出切斷時的最大載荷。該力用后面所述的方法進(jìn)行測定。優(yōu)選最大切斷力為0.2～10.0N，更優(yōu)選1.0～4.0N。當(dāng)最大切斷力小于0.2N時，薄膜可能被突然切斷，當(dāng)最大切斷力超過10.0N時，由于切斷力較高可能使薄膜無法切斷。通過上述調(diào)整抗撕強(qiáng)度的方法或換切刀，可將最大切斷力調(diào)整至所需的值。
本發(fā)明的線性低密度聚乙烯、高壓加工低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的MI(熔融指數(shù))均優(yōu)選為0.1～10.0g/10min，為了有效的制備薄膜更優(yōu)選0.1～3.9g/10min。當(dāng)MI小于0.1g/10min時，由于分子鏈纏結(jié)的增強(qiáng)或外來物質(zhì)(如在樹脂的擠出步驟中經(jīng)常出現(xiàn)的分解產(chǎn)物)，有時切斷需要較大的力。另一方面，當(dāng)MI超過10.0g/10min時，由于分子鏈中纏結(jié)的減少防礙了平滑取向，或在薄膜的拉伸步驟中加熱過分軟化了樹脂，薄膜容易斷裂(突然斷裂)，使其難以拉伸。根據(jù)JIS K6760(1995年版)測定MI。
在不影響本發(fā)明帶來的優(yōu)點的情況下，可將常用的添加劑如抗氧化劑加入到本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜中。
在本發(fā)明中，可用已知的方法混合各種樹脂和丙三醇單脂肪酸酯，如干混、班伯里混煉機(jī)或在擠出機(jī)內(nèi)攪拌。
在實施例和對比例中使用的樹脂和添加劑，以及薄膜制備和評估方法如下所述(A) 樹脂在實施例和對比例中使用的樹脂如下所述。根據(jù)JIS K6760(1995版)測量樹脂的密度和MI(熔融指數(shù))。密度的單位是g/cm3，MI的單位是g/10min。在表中使用類似的縮寫。(A-1)線性低密度聚乙烯(LLDPE)縮寫 商品名 生產(chǎn)商密度 MILL1 Attane 4201Dow Chemical Japan 0.9121.0LL2 SumikatheneSumitomo Chemical 0.9132.0Hi-αFW201-OLL3 Moretec 0238CN Idemitsu Petrochemical 0.9162.1LL4 Umerit 1520F Ube Industries 0.9132.2(A-2)高壓加工低密度聚乙烯(LDPE)縮寫 商品名 生產(chǎn)商密度 MILD1 Petrothene 186RTOSOH 0.9243.0LD2 Petrothene 6K02A TOSOH 0.9250.3LD3 Suntec LD M2004Asahi Kasei 0.9200.4(A-3)高密度聚乙烯(HPDE)縮寫 商品名 生產(chǎn)商密度 MIHD1Suntec HD S360 Asahi Kasei 0.9541.1HD2Moretec 0408G Idemitsu Petrochemical0.9623.8HD3Nipolon Hard 2500 TOSOH 0.9618.0HD4Nipolon Hard 2000 TOSOH 0.95915(B)添加劑在實施例和對比例中使用的添加劑如下所述。每種添加劑都是Riken Vitamin Co.，Ltd.的產(chǎn)品。在表中使用類似的縮寫。在實施例和對比例使用的添加劑的用量是以構(gòu)成每一層表面和中間層的兩種聚乙烯的總量為100重量份。(B-1)丙三醇一脂肪酸酯(Rikemal OL-100E)H.L.B.值＝4.3縮寫丙三醇一脂肪酸酯含量丙三醇一油酸酯的含量(占總量) (占總量)GMO 98wt％ 73.5wt％(B-2)丙三醇三脂肪酸酯(Actor LO-1)縮寫丙三醇三脂肪酸酯含量丙三醇三油酸酯的含量(占總量) (占總量)GTO 100wt％ 95wt％(C)薄膜生產(chǎn)過程使用下列方式制備每個實施例和對比例中的交聯(lián)層壓包裝薄膜。
將包含既定量的線性低密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯的混合物送入擠出機(jī)生產(chǎn)表面層(兩個表面層)，將包含既定量的高密度聚乙烯和高壓加工低密度聚乙烯送入擠出機(jī)生產(chǎn)中間層，其中混合物是在熔融狀態(tài)下混合的，通過注射泵將既定量的添加劑注入擠出機(jī)。將得到的樹脂混合物送入圓狀三層模具，然后在平均樹脂溫度為240℃的條件下層壓并共擠出。流出圓狀三層模具的熔融樹脂立刻使用15℃的冷卻水淬火形成第一次膜泡。然后使用夾輥對樹脂進(jìn)行擠壓得到平面型坯。將型坯調(diào)節(jié)至具有所需的表面層/中間層/表面層厚度比。測得型坯的厚度為400±50μm。使用具有加速電壓為750kV的電子束照射器對平面型坯進(jìn)行交聯(lián)。此時調(diào)節(jié)交聯(lián)度使得各層總共的凝膠含量為35±15％.。將交聯(lián)的型坯在加熱爐中加熱，維持氣溫為170℃。然后將空氣吹入型坯以形成第二次膜泡，它以拉伸率為6×6進(jìn)行雙軸拉伸。此后拉伸的薄膜可以通過拉幅機(jī)，使用夾輥壓平(對薄膜污染進(jìn)行評估的位置)，使用卷繞裝置將薄膜卷起。至此，制備出了薄膜原件，然后將薄膜原件在兩端切開并剝成兩個薄膜。然后將每個薄膜進(jìn)一步切成30cm寬并使用卷取滾筒卷取。薄膜在每1cm寬50mN的張力下卷起，在卷取滾筒上形成長度為308mm和外徑為41mm的圓柱形紙管，從而形成了薄膜卷R。在空氣中28℃下儲存7至14天后測得薄膜總厚度為10.5±0.5μm。(D)評估方法在實施例和對比例中使用的評估方法如下所述。將制備后在28℃下儲存7至14天后的薄膜作為樣品(那些用于評估薄膜沾污、每層厚度和拉伸比的除外)。(1)粘附能(粘附特性)用下列方式測量和評估了當(dāng)容器(例如碟子或罐子)使用包裝膜覆蓋后的薄膜之間的粘附特性。
制備底面積為25cm2重400g的圓柱。在每個底表面粘結(jié)具有相同面積的濾紙。在每個粘結(jié)濾紙的底表面用張力固定著包裝膜以避免薄膜出現(xiàn)皺紋。在把這兩個圓柱緊密固定在一起將其薄膜表面向內(nèi)并粘附之后，施加500g重力，然后接觸粘合1分鐘。在預(yù)定時間后，去掉重物。之后立刻使用拉力測試機(jī)將重疊的薄膜在垂直于表面的方向以5mm/min的速率分離，此時產(chǎn)生的能量(mJ)定義為粘附能。測量在空氣中23℃下進(jìn)行。重復(fù)10次測試取其平均值。粘附能以4分制評估。評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 注釋A 大于等于1.00mJ，小于 粘附能是最佳值。非常優(yōu)異等于2.00mJ 的粘附特性B 大于等于0.80mJ，小于 薄膜自身不剝落。
1.00mJ 沒有過分的粘附特性大于2.00mJ，小于等于 優(yōu)異的粘附特性3.00mJC 大于等于0.50mJ，小于 幾乎不發(fā)生自剝落。
0.80mJ 幾乎沒有過分的粘結(jié)性能。
大于3.00mJ，小于等于 在實際使用中粘附特性沒有3.50mJ 問題D 小于0.50mJ或大于3.50 發(fā)生自剝落。
mJ 過分的粘附特性。在實際使用中粘附特性有問題(2)拉出力(拉出特性)使用下列方式評估薄膜卷R上的薄膜F是否容易拉出。
首先將纏繞在圓柱形紙管上的薄膜卷R固定在一個拉力測試機(jī)的下部，使用夾具單獨夾住。該夾具具有可以夾住并固定住薄膜卷R的紙管兩端的結(jié)構(gòu)，并且在小負(fù)荷下可以旋轉(zhuǎn)紙管的固定部分。薄膜的端部粘結(jié)并固定在330mm寬的上部固定件上，測量在23℃環(huán)境中將薄膜以1000mm/min的速率放開的力。
此時的最大載荷定義為拉出力。重復(fù)10次測試取其平均值，拉出力用4分制評價。評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 注釋A 大于等于50mN小于 具有最佳拉出力，非常優(yōu)異的500mN 拉出性能，優(yōu)異的可操作性B 大于500mN小于等于 薄膜拉出沒有問題，優(yōu)異的拉700mN 出性能，容易操作C 大于700mN小于等于 出薄膜時需要一些外力，在實1000mN際使用中拉出性能沒有問題D 小于50mN或大于 薄膜在沒有抵抗下被拉出，引起1000mN手感不適。需要大力拉出，在實際使用中拉出性能或可操作性有時出現(xiàn)問題(3)切斷性能使用下述抗撕強(qiáng)度和最大切斷力來評估切斷性能(a)抗撕強(qiáng)度在這里根據(jù)ASTM D-1922標(biāo)準(zhǔn)評估了從薄膜開口部分撕裂的蔓延，并測量了包裝薄膜橫向的抗撕強(qiáng)度?？顾簭?qiáng)度以3分制評估。評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 注釋B 大于等于1.0mN小于 最佳的抗撕裂蔓延強(qiáng)度。
等于50.0mN 不影響切斷性能C 大于等于0.5mN小于 足夠的抗撕裂蔓延強(qiáng)度。
等于1.0mN 幾乎不影響切斷性能大于50.0mN小于等于100.0mNCD大于等于0.1mN小于 較小的抗撕裂蔓延強(qiáng)度。
等于0.5mN 有時對切斷性有較小影響大于100.0mN小于等于140.0mND 小于0.1mN或大于 抗撕裂蔓延強(qiáng)度不足。
140.0mN 有時影響切斷性能使用下列方式通過聯(lián)合使用薄膜和切刀評估切斷性能來測量最大切斷力。將足夠數(shù)量的薄膜F拉出并使之通過覆蓋板5和前板1，其中薄膜夾于切刀和前板1之中。薄膜卷R為300mm寬20m長，用紙管纏繞，置于圖5所示的分配盒中。分配盒固定在連接負(fù)荷測量裝置(計力器)的盒狀平臺上，并將除了前板1的所有側(cè)面固定。位于預(yù)定位置的切刀的角度(下面將描述)在水平面內(nèi)相對于薄膜拉出方向為15°，并且在薄膜拉出方向的反方向相對于水平面為30°，其中切斷部分K翻轉(zhuǎn)向下。在這種情況下，薄膜F的邊緣部分以加速度為2.2m/s2拉伸直至薄膜F完全切斷。此時使用測力器測得的最大負(fù)荷定義為最大切斷力。重復(fù)10次測量取平均值。
這里使用的切刀由錫板制作(粗磨，硬度DR-8，厚度0.17mm)(JIS G3303)，切刀的徑向長度方向為304mm。鋸齒型刀鋒為等腰三角形，高0.50mm，頂角為60°。在任何兩個相鄰的鋸齒之間有一個平的部分，其長度為0.5mm。切刀安裝在覆蓋板的前部邊緣。位于切斷部分K中間部分鋸齒頂部的虛線與前板1和底板2之間的邊緣線L之間的距離為18.0mm。對于切刀，使用線性(圖1)和弧形(圖4)的切刀在鋸齒形狀上沒有區(qū)別。在弧形切刀中，中間部分的虛線長度為150mm，刀片邊緣A與D距離中間部分虛線向下15.0mm。
至于分配盒，使用了圖5中所示的矩形盒，由薄膜盒13構(gòu)成，高46mm，寬46mm，長311mm，有前板1，底板2，后板3和側(cè)板8限定的壁表面構(gòu)成，在盒頂部有孔。盒蓋為可以開關(guān)的連接后板3上部邊緣的頂板4，用于覆蓋薄膜盒13。覆蓋板5延伸從前邊緣覆蓋了前板1、頂板4和側(cè)覆蓋板11。分配盒由紙板制成，其厚度為0.55mm。
最大切斷力用3分制評估。評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn)注釋B大于等于1.0N小于等 最佳最大切斷力。薄膜容易于4.0N 切斷，切斷性能優(yōu)異C大于等于0.2小于1.0N 足夠的最大切斷力。
大于4.0小于等于10.0 薄膜切斷沒有問題D小于0.2N或大于 切斷性能不足。
10.0N 薄膜切斷有時不順利(4)拉伸模量根據(jù)ASTM D-882進(jìn)行試驗。測量條件如下拉伸速率5mm/min原始樣品長度(夾具之間的距離)為100mm，寬度為10mm。計算伸長2％時的應(yīng)力。拉伸模量以3分制評估。評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn)注釋B大于等于400MPa小 最佳拉伸模量。張力、韌性于等于600MPa 和觸感優(yōu)異C大于等于300MPa小 足夠的拉伸模量。
于等于700MPa 在實際使用中張力、韌性和大于600MPa小于等 觸感沒有問題于700MpaD小于300MPa或大于 拉伸模量不足張力。
700MPa韌性和觸感較差(5)熱收縮比率根據(jù)ASTM D-1204(1984版)測量熱收縮比率。首先在120mm×120mm的薄膜上沿加工方向5cm處標(biāo)記三個點，然后沿橫向距離前三個點每一個5cm處作兩個點。將得到的薄膜在100℃的烘盒內(nèi)熱處理1分鐘。此后從烘盒中取出薄膜，測量任意兩點間的距離。根據(jù)測量結(jié)果計算熱收縮比率。以3分制進(jìn)行評估。評估結(jié)果標(biāo)準(zhǔn) 注釋B不大于10％ 熱收縮比率很低。在高溫下使用不影響包裝的物品C 大于10％小于等于30％ 熱收縮比率低。高溫下使用幾乎不影響包裝物品D大于30％熱收縮比率高。在高溫下使用有時影響包裝物品(6)耐熱性根據(jù)基于Tokyo Consumer Life Ordinance，Article 11的WrapQuality Labeling Standards(Tominhyo No.29)使用下述方法評估耐熱性。
將包裝薄膜剪成3cm寬×14cm長的小條，并在薄膜兩邊的頂端和底端使用雙面膠帶粘結(jié)3cm寬×2.5cm長的Itamegami條(一種多層粘合構(gòu)成的紙)使得薄膜不超出紙。將其作為樣品。使用夾子在樣品底部懸掛10g的重物。其上部固定在保持預(yù)定溫度的烘盒內(nèi)的夾具上。1小時以后檢查薄膜是否已斷。如果薄膜已斷，將烘盒溫度下降5℃再次測量。相反地，如果薄膜沒斷，將烘盒溫度升高5℃再次測量。樣品不斷裂的最高溫度定義為耐熱溫度。耐熱性用3分制評估。評估結(jié)果標(biāo)準(zhǔn) 注釋B大于等于140℃ 具有優(yōu)異的耐熱性能。
完全可以在微波爐中使用C 大于等于110℃小于140℃ 耐熱性能沒有問題。可以在微波爐中使用D 小于110℃ 耐熱性能較差。難以在微波爐中使用(7)薄膜氣味使用下述方法評估薄膜氣味。請10位專家聞薄膜的氣味。以3分制取其平均分。
分?jǐn)?shù) 標(biāo)準(zhǔn)1薄膜不散發(fā)氣味2薄膜幾乎不散發(fā)氣味3薄膜散發(fā)輕微氣味4薄膜具有一些氣味5薄膜散發(fā)氣味基于平均值，薄膜的氣味以3分制進(jìn)行評估。
評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn)注釋B小于2.5 薄膜氣味非常小C大于等于2.5小于3.5 薄膜有時散發(fā)氣味D大于等于3.5 薄膜散發(fā)氣味(8)薄膜污染評估薄膜污染用以下方法進(jìn)行視覺觀察在薄膜生產(chǎn)中輥上或經(jīng)過輥的薄膜上是否存在附著的外來物質(zhì)。
評估中使用的輥是置于在薄膜生產(chǎn)步驟中雙軸拉伸之后排氣機(jī)緊下游的夾輥。在開始制備12小時后評估存在的外來物質(zhì)和薄膜經(jīng)過輥后緊密附著在薄膜上的污染物。薄膜污染物以3分制評估。評估結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)注釋B沒有薄膜污染物和輥污染物對生產(chǎn)沒有影響C有薄膜污染物但沒有輥污染物 對生產(chǎn)幾乎沒有影響
D 有薄膜污染物和輥污染物 有時對生產(chǎn)有影響，有時降低生產(chǎn)效率(9)膜泡當(dāng)將包裝了薄膜的物體置于微波爐內(nèi)加熱時評估薄膜表面是否發(fā)生起泡。
在一個內(nèi)徑為5.5cm深度為7.5cm的茶杯中加入100cc飲用水，然后用微波爐(″SANYO EMO-SR1(S)500W，Sanyo Electric生產(chǎn))加熱1分鐘。薄膜包裝的茶杯加熱10秒后將茶杯從微波爐中取出。如果在薄膜表面存在直徑為1至10mm的氣泡(類似肥皂泡)，則認(rèn)定薄膜起泡。評估結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 注釋B 在加熱中和加熱后沒有包裝物品的外觀在加熱前和起泡 加熱后沒有問題C 在加熱中起泡，加熱后加熱時對包裝物品的外觀有不起泡 影響，但在加熱后無影響D 在加熱中和加熱后起泡在加熱中和加熱后對包裝物品的外觀有影響(10)薄膜總厚度根據(jù)ASTM E-252使用＂TECLOCK US-26＂(TECLOCKCORPORATION生產(chǎn))測量薄膜總厚度。每個實施例和對比例的薄膜總厚度為10.5±0.5μm。(11)各層厚度比根據(jù)使用光學(xué)顯微鏡測量薄膜制作時所制備型坯的截面得到的每層厚度來計算各層厚度比。(12)拉伸比橫向拉伸比為(拉伸后的薄膜寬度/拉伸前的型坯寬度)之比，而加工方向拉伸比為(拉伸后的線速度)/(拉伸前的線速度)之比。(13)凝膠含量根據(jù)ASTM-D2765在沸騰的對二甲苯中處理12小時后測量不溶物的重量百分比，并將其定義為凝膠含量。至于樣品，使用的是在140℃時使拉伸薄膜熱收縮還原成型坯形式的薄膜。(14)綜合評價基于測量粘附能、拉出力、抗撕強(qiáng)度、最大切斷力、拉伸模量、熱收縮比率、耐熱性、薄膜氣味、薄膜污染和膜泡的結(jié)果，對每個薄膜進(jìn)行如下的綜合評估。評估結(jié)果標(biāo)準(zhǔn) 注釋A 評估結(jié)果包含A， 作為包裝薄膜具有非常優(yōu)異的性能但不含C和DB A和B的總個數(shù)至作為包裝薄膜具有優(yōu)異的性能少為6，不含DD 評估結(jié)果包含至少6 薄膜不能滿足包裝薄膜必需的性個C或至少一個D能，因而不適于用作包裝薄膜實施例1-3，對比例1，對比例6使用上述制備過程制備具有表面層/中間層/表面層比率為15/70/15的三層層壓薄膜。該制備過程中表面層使用50wt％的“Attaine4201”(商品名；線性低密度聚乙烯)、50wt％的“Petrothene 186R”(高壓加工低密度聚乙烯)和0.800重量份的＂Rikemal OL-100E”(商品名；丙三醇一脂肪酸酯)，中間層使用75wt％的＂Suntec HD S360＂(商品名；高密度聚乙烯)、25wt％的＂Suntec LD M2004＂高壓加工低密度聚乙烯和0.800重量份的＂Rikemal OL-100E”(商品名；丙三醇一脂肪酸酯)(實施例1)。為了確定添加劑的影響，將表面層和中間層中的丙三醇一脂肪酸酯用量改為0.500重量份(實施例2)、0.300重量份(實施例3)和1.300重量份(對比例1)。將表面層和中間層的添加劑改為0.500重量份的＂Actor LO-1”(商品名丙三醇三脂肪酸酯)(對比例6)。包含樹脂組合物的這些薄膜的數(shù)據(jù)列于表1和5。這些包裝薄膜的評估結(jié)果表明，因為在加熱后沒有氣泡并且其他特性同樣良好，所以實施例1的包裝薄膜優(yōu)異；實施例2和3的包裝薄膜更加優(yōu)異；因為在加熱后殘留氣泡，對比例1的薄膜不適合用作包裝薄膜；因為薄膜污染，對比例6的薄膜也不適合作包裝薄膜。結(jié)果列于表3和6。實施例4和5，對比例2和3以類似實施例2的方式制備包裝薄膜，除了中間層的樹脂混合比率改為90wt％高密度聚乙烯和10wt％的高壓加工低密度聚乙烯(實施例4)。將中間層高密度聚乙烯/高壓加工低密度聚乙烯的比率改為50/50(實施例5)、100/0(對比例2)和40/60(對比例3)。將包含樹脂組合物的所得薄膜數(shù)據(jù)列于表1和表5。結(jié)果發(fā)現(xiàn)實施例4和5的包裝薄膜滿足多種性能需要，因此是優(yōu)異的包裝薄膜，然而對比例2和3的拉伸模量不足。結(jié)果列于表3和6。實施例6至9，對比例4和5以類似實施例2的方式制備包裝薄膜，除了表面層的樹脂混合比率改為85wt％線性低密度聚乙烯和15wt％的高壓加工低密度聚乙烯(實施例6)。將表面層線性低密度聚乙烯/高壓加工低密度聚乙烯的比率改為75/25(實施例7)、60/40(實施例8)、40/60(實施例9)、100/0(對比例4)和15/85(對比例5)。將包含樹脂組合物的所得薄膜數(shù)據(jù)列于表1和表5。結(jié)果發(fā)現(xiàn)實施例6的包裝薄膜是優(yōu)異的包裝薄膜，實施例7至9的薄膜滿足包裝薄膜多種必需的性能，因此是優(yōu)異的包裝薄膜，然而對比例4和5的粘附能和拉出力(這兩個性能對于包裝薄膜是重要的)不足。結(jié)果列于表3和6。實施例10至12，對比例7和8以類似實施例1的方式制備薄膜，除了表面層的組分改為70wt％線性低密度聚乙烯(商品名＂Sumikathene Hi-α FW201-O＂)、30wt％高壓加工低密度聚乙烯(商品名＂Petrothene 6K02A＂)和0.800重量份丙三醇一脂肪酸酯(商品名＂Rikemal OL-1OOE＂)(實施例10)。為了確認(rèn)添加劑的影響，將表面層和中間層的丙三醇一脂肪酸酯的用量改為0.500重量份(實施例11)、0.300重量份(實施例12)和1.300重量份(對比例7)，分別制備薄膜。將表面層和中間層的添加劑改為0.500重量份丙三醇三脂肪酸酯(商品名＂Actor LO-1”)制備薄膜(對比例8)。將包含樹脂組合物的所得薄膜數(shù)據(jù)列于表2和表5。評估結(jié)果發(fā)現(xiàn)實施例10的包裝薄膜優(yōu)異，實施例11和12的包裝薄膜優(yōu)于實施例10；對比例7的薄膜即使在加熱后仍殘留氣泡，不適于作為包裝薄膜。實施例8的薄膜有污染，所以不適于用作包裝薄膜。結(jié)果列于表4和6。
根據(jù)實施例和對比例，可以理解本發(fā)明的交聯(lián)層壓薄膜在粘附特性和拉出性能之間具有很好的平衡，可以使用較小的力切斷，觸摸起來感覺硬度適當(dāng)，散發(fā)氣味小，具有優(yōu)異的耐熱性，甚至在微波爐中加熱后也不留下氣泡，撓性低，用于包裝時外觀好，并且可以高效生產(chǎn)。同時發(fā)現(xiàn)本發(fā)明薄膜在使用弧形切刀時顯示出良好的切斷性能。
表1

注1表1中“丙三醇一脂肪酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Rikemal DL-100E”一欄中的數(shù)字乘以其含量0.98所得的乘積。注2表1中“丙三醇一油酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Rikemal DL-100E”一欄中的數(shù)字乘以其含量0.735所得的乘積。
表2

注1表2中“丙三醇一脂肪酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Rikemal DL-100E”一欄中的數(shù)字乘以其含量0.98所得的乘積。注2表2中“丙三醇一油酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Rikemal DL-100E”一欄中的數(shù)字乘以其含量0.735所得的乘積。
表3

表4

表5

注1表5中“丙三醇一脂肪酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Rikemal DL-100E”一欄中的數(shù)字乘以其含量0.98所得的乘積。注2表5中“丙三醇一油酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Rikemal DL-100E”一欄中的數(shù)字乘以其含量0.735所得的乘積。注3表5中“丙三醇三脂肪酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Actor LO-1”一欄中的數(shù)字乘以其含量1.00所得的乘積。注3表5中“丙三醇三油酸酯”一欄中的各數(shù)字為“Actor LO-11”一欄中的數(shù)字乘以其含量1.00所得的乘積。
表6

表7

雖然結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以作出多種變化和修改。
本申請基于2001年3月14日提交的日本專利申請?zhí)?001-071639而提出，在此將其內(nèi)容引入作為參考。
工業(yè)實用性本發(fā)明的交聯(lián)層壓包裝薄膜具有優(yōu)異的粘附特性、從分配盒的拉出特性和耐熱性，氣味散發(fā)小并且觸感好，薄膜生產(chǎn)中對薄膜的污染少，適于包裝食品。
權(quán)利要求
1.一種交聯(lián)層壓包裝薄膜，其至少具有兩個表面層和一個中間層，其中兩個表面層各自包含20至90wt％線性低密度聚乙烯和80至10wt％高壓加工低密度聚乙烯，其中中間層至少有一層包含50至95wt％高密度聚乙烯和50至5wt％高壓加工低密度聚乙烯，和其中表面層和中間層各自具有0.050至0.800重量份丙三醇單脂肪酸酯，以構(gòu)成每層兩種聚乙烯的總重量為100重量份。
2.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中表面層各自包含30至80wt％線性低密度聚乙烯和70至20wt％高壓加工低密度聚乙烯。
3.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中表面層各自包含30至70wt％線性低密度聚乙烯和70至30wt％高壓加工低密度聚乙烯。
4.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中線性低密度聚乙烯密度為0.900至0.929g/cm3。
5.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中高壓加工低密度聚乙烯密度為0.910至0.939g/cm3。
6.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中高密度聚乙烯密度為0.940至0.975g/cm3。
7.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中高密度聚乙烯的熔融指數(shù)為0.1至10.0g/10分鐘。
8.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中高密度聚乙烯的熔融指數(shù)為0.1至3.9g/10分鐘。
9.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其凝膠含量為20至70wt％。
10.權(quán)利要求4的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其已進(jìn)行了雙軸拉伸。
11.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中相對于交聯(lián)層壓包裝薄膜的薄膜總厚度，表面層總厚度比例為70至10％，中間層總厚度比例為30至90％。
12.權(quán)利要求10的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其薄膜總厚度為5至25μm。
13.權(quán)利要求12的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中每層中丙三醇單脂肪酸酯的含量為0.050至0.500重量份，以構(gòu)成各層的樹脂總量為100重量份。
14.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中所說的每層中丙三醇單脂肪酸酯的含量為0.100～0.300重量份，以構(gòu)成各層的樹脂總量為100重量份。
15.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中丙三醇單脂肪酸酯的脂肪酸酯部分具有6～20個碳原子。
16.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中丙三醇單脂肪酸酯的脂肪酸酯部分為至少一種選自硬脂酸酯和油酸酯的酯。
17.權(quán)利要求13的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中丙三醇單脂肪酸酯的脂肪酸酯部分是油酸酯。
18.權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其中在兩個表面層和中間層之間的丙三醇單脂肪酸酯含量之差為0～0.300重量份，以構(gòu)成各層的樹脂總量為100重量份。
19.權(quán)利要求1-18中任何一項的交聯(lián)層壓包裝薄膜，其粘附能為0.50～3.50mJ，拉出力為50～1000mN。
20.一種在縱向方向安裝了切刀并在其中安置了權(quán)利要求1的交聯(lián)層壓包裝薄膜的分配盒，其中切刀在縱向上的中心部分是線形的，切刀逐漸向盒的底線方向傾斜一直到切刀的兩末端，并且兩個最末端部分相對于中心部分朝著盒的底線方向突出2～15mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包裝薄膜，尤其是用于食品的包裝薄膜。更明確地，本發(fā)明涉及一種交聯(lián)層壓聚乙烯包裝薄膜，其具有優(yōu)異的粘附特性和耐熱性，容易從分配盒中拉出，散發(fā)極少的氣味，適于包裝食品，并具有優(yōu)良的生產(chǎn)效率。尤其是，本發(fā)明提供了一種交聯(lián)層壓包裝薄膜，其至少具有兩個表面層和一個中間層，其中該兩個表面層各包含20～90wt％的線性低密度聚乙烯和80～10wt％的高壓加工低密度聚乙烯，其中該中間層的至少一層包含50～95wt％的高密度聚乙烯和50～5wt％的高壓加工低密度聚乙烯，其中該表面層和中間層各含有0.050～0.800重量份的丙三醇單脂肪酸酯，以構(gòu)成各層的兩種聚乙烯總重量為100重量份。
文檔編號B65H35/00GK1458880SQ02800668
公開日2003年11月26日 申請日期2002年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者小林久晃, 中尾卓, 吉本雅秀 申請人:旭化成株式會社