[发明专利]具有潜在收缩性的聚酯膜及其制备方法

说明书

相关申请

本申请基于2008年3月14日提交的美国临时专利申请61/036,746、2008年3月10日提交的美国临时专利申请61/035,159和2007年11月21日提交的美国临时专利申请60/989,644并要求其优先权。

背景技术

设计为受热时收缩的聚合物膜可用于许多不同的应用。这种膜可例如用作包装材料、粘结材料、覆盖材料、密封材料或标签材料。

例如当用作标签时，可将膜形成为管，然后绕容器设置。在绕容器设置后，可使膜受热，以使所述管收缩而在容器周围紧密贴合。

在一个替代实施方案中，可将可收缩膜涂布粘合剂并应用于容器。在使用容器后，使容器受热，以使膜收缩而与容器分开。分开后，然后可根据需要来清洁、再次填充和再次使用该容器。

过去已提出多种不同类型的膜用于收缩应用。基于聚酯的收缩膜用在聚酯容器上特别有利，这是因为其允许聚酯容器与其聚酯标签一起回收而不向回收流中引入不相容的树脂从而有助于循环过程。因此，在过去，聚酯聚合物已被改性以提高其收缩性。这种聚酯膜例如公开于美国专利5,407,752、美国专利6,630,230、美国专利6,765,070、美国专利7,008,698和美国专利7,195,822中，通过引用将其全部并入本文。

如上所述，虽然上述专利已在本领域取得很大进展，但为获得所需收缩性，聚酯聚合物被化学改性或与其他材料共聚。

也已提出多种其他聚合物用于可收缩膜的制备。例如，美国专利6,680,097(也通过引用将其并入本文)中公开了一种含经拉伸的膜层的自粘膜标签，所述经拉伸的膜层在经受高温时收缩。在该‘097专利中，教导了聚氯乙烯作为用来形成可收缩膜的优选材料。该‘097专利还讨论了使用可收缩的聚酯膜。然而，与PVC膜相比，所述聚酯膜在经受80℃的温度时表现的收缩低于10％且通常表现出明显较弱的纵向收缩。

然而，在试图使用聚氯乙烯作为可收缩膜时可存在各种不利情况。例如，聚氯乙烯树脂具有耐热性、耐候性、耐化学性等问题。例如，当进行印刷时聚氯乙烯膜易于频繁出现“鱼眼”。此外还有适当处置聚氯乙烯膜的问题，尤其是当试图焚化所述膜时。

鉴于上述情况，目前需要改进的可收缩膜。特别地，目前需要由聚酯聚合物制得的可收缩膜，所述聚酯聚合物不必经改性或与其他聚合物组合即可获得所需收缩性。

发明内容

通常，本公开涉及可收缩膜制品。所述膜制品含例如至少一个在暴露于足够量的适宜能量如热时发生收缩的膜层。特别有利的是，在一个实施方案中，所述可收缩的膜层可主要由未改性的聚酯聚合物形成。本文中用到的“未改性的”聚酯聚合物指的是：其中形成聚合物的单体之一未至少部分用其他单体所替代的聚酯聚合物和/或不包括已与其他聚合物共聚的聚酯聚合物。例如，在一个实施方案中，所述聚酯聚合物可基本上由二醇和二羧酸通过缩聚反应而形成。例如，在一个特定的实施方案中，所述聚酯聚合物包括基本上由聚乙二醇和对苯二甲酸形成的聚对苯二甲酸乙二醇酯。

然而，应理解在其他实施方案中可使用改性聚酯。

可收缩膜根据本公开通过在较低温度如接近聚合物的玻璃化转变温度的温度下拉伸或牵伸膜制备。本文中用到的玻璃化转变温度用差示扫描量热法(DSC)测定。本发明人已发现，冷牵伸膜可显著提高聚合物的收缩性。

例如，在一个实施方案中，本公开涉及一种制备可收缩膜的方法。所述方法包括首先形成包含聚酯聚合物的膜层的步骤。所述聚酯聚合物可包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一个实施方案中，所述聚酯聚合物是未改性的。例如，所述聚酯聚合物可包括主要是单一的二醇如聚乙二醇和对苯二甲酸的缩聚反应产物。

所述膜层可通过首先加热聚酯聚合物以形成熔融聚合物并然后通过挤出机挤出所述熔融聚合物以形成膜而形成。

形成膜层后，将膜层冷却至接近聚酯聚合物的玻璃化转变温度的温度。根据本公开，然后在至少一个方向上拉伸膜层。例如，在一个实施方案中，可将膜层单轴拉伸。或者，可将膜层例如在纵向和横向二者上双轴拉伸。可将膜层在一个或两个方向上拉伸例如其初始长度的约1到约5倍、例如其初始长度的约3倍到约4倍。

在膜层形成后为了将其冷却，在一个实施方案中，膜层可在激冷辊表面上传送。激冷辊的表面温度可例如低于约30℃、例如低于约25℃。冷却后，可将膜层拉伸。例如，在一个实施方案中，可将膜层冷却至低于约120℃、例如低于约100℃、例如低于约90℃、例如约60℃到约120℃的温度。在一个实施方案中，在被拉伸后，膜层不经受任何热处理或退火。