Экструзионное покрытие из полиэтилена низкой плотности и изготовленное из него термосваркой изделие

Экструзионное покрытие из полиэтилена низкой плотности и изготовленное из него термосваркой изделие

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к полученному термосваркой изделию, содержащему полимерный слой, нанесенный экструзией на основу, где полимерный слой содержит композицию, содержащую полиэтилен низкой плотности, при этом композиция не содержит каких-либо добавок; к способу получения такого изделия и применению полимерного слоя, содержащего такую композицию, в качестве слоя в термосваренных структурах.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) имеет множество применений, например, в экструзионном покрытии. Общеизвестно, что из-за высоких температур технологической обработки, используемых в процессе экструзионного нанесения, происходит деградация полиэтилена низкой плотности (LDPE). Основной реакцией деградации является укрупнение молекул, то есть при таких повышенных температурах происходит перекрестное сшивание полимера. Одним из недостатков такого перекрестного сшивания является то, что скорость течения расплава полиэтилена низкой плотности (LDPE) резко снижается. Эти изменения легко определяются при измерение нормальной скорости течения расплава. Однако такие низкие скорости течения расплава (MFR) нежелательны, поскольку это значительно ограничивает снижение скорости и проникновение полимера в основу в процессе экструзионного нанесения покрытия. Дополнительно, такое перекрестное сшивание также негативно влияет на характеристики сварного соединения. Для того чтобы избежать перекрестного сшивания, в WO 2013/124221 описывается применение антиоксидантов. Однако антиоксиданты, как правило, предотвращают окисление расплава полимера, выходящего из матрицы, что в свою очередь оказывает негативное воздействие на адгезионные характеристики покрытия. Сниженная адгезия между покрытием и основой не приемлема в процессе нанесения экструзией покрытия, поскольку она является одним из самых важных факторов в этой технологии. В WO 2013/124221 описывается попытка разрешения этого конфликта целей при использовании специфического антиоксиданта.

В процессе нанесения экструзией покрытия полимер наносят на основание. Как правило, основа представляет волокнистую основу, такую как бумага, картон или крафтбумага; металлическая фольга, такая как алюминиевая фольга; или пластиковая пленка, такая как двуосноориентированная полипропиленовая пленка, полиэтилентерефталатная пленка (PET), полиамидная пленка (PA) или целлофановая пленка. Полимер экструдируют на движущуюся основу через щелевую матрицу. Расплав полимера, как правило, выходит из матрицы при высокой температуре, как правило, от 275 до 330°C.

Когда расплав выходит из матрицы, расплавленная пленка вытягивается в захват, образованный двумя валами, прижимным валом и охлаждающим валом, расположенными ниже матрицы. Основа, движется со скоростью выше, чем таковая у расплавленной пленки, вытягивая пленку до заданной толщины. Давление между двумя валами выталкивает пленку на основу. Далее пленка охлаждается и отверждается за счет низкой температуры охлаждающего вала. Степень вытяжки, которая является одним из характерных параметров процесса нанесения покрытия экструзией, представляет соотношение щели матрицы к толщине полимерной пленки на основе.

При типичном процессе экструзии покрытия основа движется на более высокой скорости, как правило, более чем 100 м/минуту или более чем 300 м/минуту, и в подавляющем большинстве коммерческие устройства работают при более чем 400 м/минуту или более чем 500 м/минуту. Современные устройства выполнены с возможностью работать с линейной скоростью технологической линии вплоть до 1000 м/минуту. Используемые в описании настоящей патентной заявки термин «линейная скорость технологической линии» и «скорость вытяжки» являются синонимами, означающими скорость основы на линии нанесения покрытия.

Описание процесса нанесения экструзией покрытия приведено, например, в Crystalline Olefin Polymers, Part II, by R.A.V. Raff and K.W. Doak (Interscience Publishers, 1964), страницы 478-484, или Plastics Processing Data Handbook, by Dominick V. Rosato (Chapman & Hall, 1997), страницы 273-277.

Такие основы с нанесенным экструзией покрытием могут быть использованы в упаковке и других применениях, где термическую сварку используют для соединения термопластичной поверхности с основой. Это достигается приложением тепла к соединяемым поверхностям для размягчения или расплавления, прилагая некоторое давление к местам, которые необходимо соединить. В большинстве случаев нагревание проводят контактированием поверхностей, противоположных таковым, соединяемым с горячим объектом, таким как горячей пластиной или нагреванием поверхностей горячим воздухом, инфракрасным излучением, ультразвуком или индукционным нагреванием. Скорость, с которой соединяемые поверхности могут быть нагреты до соответствующей температуры для соединения, часто определяет скорость, с которой поверхности подвергаются термосварке. Высокоскоростная термосварка важна, поскольку множество таких операций представляют большой объем непрерывных операции, при этом термосварка с медленной скоростью значительно повышает расходы. Во многих случаях сварной шов, который образуется между свариваемыми поверхностями, подвергается нагрузке, когда он еще теплый. Это означает, что свойства горячего шва полиэтилена являются очень важными для обеспечения крепкого сварного шва, который образуется еще до охлаждения.

Но не только прочность горячего шва должна быть достаточно высокой, а также температура начала термосварки должна быть достаточно низкой. Технологическая обработка при более низкой температуре является преимуществом, поскольку свариваемое изделие не подвергается воздействию высокой температуры. Это также является экономическим преимуществом, поскольку более низкие температуры естественно дешевле генерировать и поддерживать.

Следовательно, продолжает существовать потребность в полиэтилене низкой плотности, который может быть экструдирован без добавок, сохраняя при этом оригинальный MFR полимера во время процесса нанесения экструзией покрытия, и который имеет высокую прочность горячего шва в комбинации с низкой температурой начала сваривания (SIT) на последующей стадии термосварки.

Соответственно, объект настоящего изобретения относится к полиэтилену низкой плотности (LDPE), который может быть использован в процессе нанесения экструзией покрытия без оказания воздействия на адгезионные свойства при высокой скорости процесса, и который может быть экструдирован без добавок, сохраняя при этом скорость течения расплава, и который имеет высокую прочность горячего шва и низкую температуру начала сваривания (SIT) на последующей стадии термосварки.

Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает в первом варианте осуществления применение по меньшей мере части полимерного слоя, содержащего композицию (Со), где композиция, содержит полиэтилен низкой плотности (LDPE), предпочтительно гомополимер пропилена низкой плотности (LDPE гомополимер), полученный в трубчатом реакторе, где композиция, свободная от добавок, служит в качестве термопластичной поверхности структуры, наносимой экструзией, содержащей полимерный слой и первую основу, для получения изделия, полученного термосваркой указанной термопластичной поверхности со второй основой.

Настоящее изобретение обеспечивает во втором варианте осуществления применение по меньшей мере части полимерного слоя, содержащего композицию (Co), где композиция содержит полиэтилен низкой плотности (LDPE), предпочтительно гомополимер пропилена низкой плотности (указанный в описании настоящей патентной заявки как LDPE гомополимер):

со скоростью течения расплава (MFR) по ISO 1133 (190°C, 2,16 кг) более чем 3,0 г/10 минут;

с молекулярным распределением Mw/Mn, составляющим более чем 10; и

с содержанием винилдиена, составляющим по меньшей мере 15/100 кС;

где композиция, свободная от добавок, служит в качестве термопластичной поверхности структуры, наносимой экструзией, содержащей полимерный слой и первую основу, для получения изделия, полученного термосваркой указанной термопластичной поверхности со второй основой.

Предпочтительно в настоящей патентной заявке полиэтилен низкой плотности (LDPE) представляет гомополимер пропилена низкой плотности (LDPE гомополимер).

Предпочтительно в первом варианте осуществления настоящего изобретения полиэтилен низкой плотности (LDPE), полученный в трубчатом реакторе:

со скоростью течения расплава (MFR) по ISO 1133 (190°C, 2,16 кг) более чем 3,0 г/10 минут;

с молекулярным распределением Mw/Mn, составляющим более чем 10; и

с содержанием винилдиена, составляющим по меньшей мере 15/100 kC.

Предпочтительно во втором варианте осуществления настоящего изобретения полиэтилен низкой плотности (LDPE) был получен в трубчатом реакторе.

Если ясно не указано иное, то далее описываются следующие предпочтительные признаки обоих указанных выше вариантов воплощения настоящего изобретения.

В основе с нанесенным экструзией покрытием полимерный слой представляет нанесенное на основу экструзией покрытие.

Предпочтительно полимерный слой свободен от добавок.

Дополнительно, настоящее изобретение относится к способу, включающему следующие стадии в указанном порядке:

a) получение полиэтилена низкой плотности (LDPE) по любому из вариантов осуществления настоящего изобретения;

b) получение композиции (Co), содержащей полиэтилен низкой плотности (LDPE), полученный на стадии a); и

c) нанесение экструзией покрытия из полимерного слоя, содержащего композицию (Co), полученную на стадии b), на первую основу;

при этом

в композиции отсутствуют добавки или в композицию не добавлены какие-либо из таких ингредиентов перед или во время стадий a)-b)

d) термосварка первой термопластичной поверхности, составляющей по меньшей мере часть полимерного слоя, полученного на стадии c), со второй основой.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE), предпочтительно имеющий:

скорость течения расплава (MFR) по ISO 1133 (190°C, 2,16 кг) более чем 3,0 г/10 минут;

молекулярное распределение Mw/Mn, составляющее более чем 10; и

содержание винилдиена, составляющее по меньшей мере 15/100 кС

и/или, предпочтительно и

предпочтительно получен в трубчатом реакторе.

Предпочтительно в композиции отсутствуют добавки или в композицию не добавлены какие-либо из таких ингредиентов перед или во время стадий a)-c).

Дополнительно, настоящее изобретение относится к изделию, где термопластичная поверхность была подвергнута термосварке со второй основой, где указанная термопластичная поверхность представляет по меньшей мере часть полимерного слоя, содержащего композицию (Co), содержащую полиэтилен низкой плотности (LDPE) по любому из вариантов осуществления настоящего изобретения,

где

композиция (Co) не содержит каких-либо добавок,

при этом полимерный слой представляет один из слоев структуры, нанесенный покрытием, дополнительно содержащей первую основу, при этом полимерный слой представляет покрытие, нанесенное перед термосваркой экструзией на первую основу. Полиэтилен низкой плотности (LDPE), предпочтительно имеющий: скорость течения расплава (MFR) по ISO 1133 (190°C, 2,16 кг) более чем 3,0 г/10 минут;

молекулярное распределение Mw/Mn, составляющее более чем 10; и

содержание винилдиена, составляющее по меньшей мере 15/100 kC

и/или, предпочтительно и

предпочтительно получен в трубчатом реакторе.

Далее будут приведены варианты осуществления настоящего изобретения или технические детали настоящего изобретения, следует понимать, что эти варианты осуществления настоящего изобретения или технические детали настоящего изобретения также относятся к способам наряду с изделиями по настоящему изобретению, если ясно не указано иное.

Покрываемая покрытием основа, то есть первая основа, может представлять любую основу, известную из предшествующего уровня техники. Предпочтительно основу выбирают из группы, состоящей из волокнистой основы, такой как бумага, картон или крафтбумага; металлической фольги, такой как алюминиевая фольга; или пластиковой пленки, такой как двуосноориентированная полипропиленовая пленка, полиэтилентерефталатная пленка (PET), полиамидная пленка (PA) или целлофановая пленка.

Вторая основа также может представлять любую основу, известную из предшествующего уровня техники, включая полимерный слой по настоящему изобретению, или основу, покрытую полимерным слоем по настоящему изобретению. Она может быть идентична или может отличаться от первой основы. Предпочтительно вторую основу выбирают из группы, состоящей из полимерного слоя по настоящему изобретению, волокнистой основы, такой как бумага, картон или крафтбумага; металлической фольги, такой как алюминиевая фольга; или пластиковой пленки, такой как двуосноориентированная полипропиленовая пленка, полиэтилентерефталатная пленка (PET), полиамидная пленка (PA) или целлофановая пленка, или одна из указанных выше основ за исключением полимерного слоя по настоящему изобретению, покрытого покрытием из полимерного слоя по настоящему изобретению.

Следовательно, из двух поверхностей, подвергаемых термосварке, только одна поверхность может быть термопластичной поверхностью, являющейся по меньшей мере частью полимерного слоя, содержащего композицию (Co) по настоящему изобретению. Другими словами, покрытая покрытием основа может быть непосредственно термосварена со второй основой по любой из указанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения.

Вторая основа может быть и предпочтительно получена из материала, идентичного первой основе.

Вторая основа и первая основа также могут быть идентичными, такими как различные области одной и той же основы.

Это может быть достигнуто образованием складки покрывающей структуры, содержащей полимерный слой, таким образом, что полимерный слой вступает в контакт с отличающейся областью идентичного полимерного слоя. Таким образом, в описании настоящей патентной заявки используют термин «по меньшей мере часть».

В качестве альтернативы вторая основа может быть идентична первой основе, и основа только частично покрыта покрытием из полимерного слоя по настоящему изобретению. Следовательно, полимерный слой по настоящему изобретению может быть сварен с непокрытой областью той же основы.

Основа может содержать шов. Такой шов является по существу преимущественным в случае когда основа должна быть сложена, например, как в случае указанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения.

Предпочтительно первая основа содержит полимерный слой по настоящему изобретению и вторая основа представляет полимерный слой по настоящему изобретению или основа покрыта покрытием из полимерного слоя по настоящему изобретению, предпочтительно основа покрыта покрытием из полимерного слоя.

Вторая основа и первая основа также могут быть идентичными, такими как различные области одной и той же основы.

Это может быть достигнуто образованием складки покрывающей структуры, содержащей полимерный слой, таким образом, что полимерный слой вступает в контакт с отличающейся областью идентичного полимерного слоя. Таким образом, в описании настоящей патентной заявки используют термин «по меньшей мере часть».

Предпочтительно из двух подвергнутых термосварке термопластичных поверхностей, каждая представляет по меньшей мере часть одного или двух полимерных слоя(ев) по настоящему изобретению, более предпочтительно каждый полимерный слой представляет слой покрывающей структуры, содержащий полимерный слой и основу, при этом полимерный слой нанесен экструзией на соответствующую основу перед термосваркой.

Предпочтительно при использовании способа и/или изделия по настоящему изобретению полимерный слой и/или композиция (Co) имеет скорость течения расплава MFR.₂ (190°C, 2,16 кг, ISO 1133) по меньшей мере 2,0 г/10 минут,

И при этом дополнительно скорость течения расплава MFR₂ (190°C, 2,16 кг, ISO 1133) композиции (Co) перед и после экструзии по существу идентичны, то есть

при этом

MFR (после) - скорость течения расплава MFR₂ (190°C, 2,16 кг, ISO 1133) композиции (Со) после нанесения экструзией покрытия;

MFR (перед) - скорость течения расплава MF_R2 (190°C, 2,16 кг, ISO 1133) композиции (Со) перед нанесением экструзией покрытия.

Как указано выше, используемый в описании настоящей патентной заявки термин «по меньшей мере часть» указывает на то, что различные области поверхности одного и того же полимерного слоя могут быть термосварены, и что не весь слой подвергается термосварке. Различные области одного и того же полимерного слоя имеют идентичные физические свойства.

При использовании такого LDPE неожиданно было обнаружено, что не наблюдается вообще или наблюдается незначительное снижение скорости течения расплава, хотя при этом отсутствуют какие-либо добавки. Дополнительно, адгезивные свойства, прочность горячего шва и температура начала сваривания дополнительно улучшены по сравнению с подвергшимися автоклавированию полимерами с аналогичной точкой плавления.

Следовательно, перед термосваркой полимерный слой представляет один из внешних слоев покрывающей структуры. В описании настоящей патентной заявки внешний слой определяется, как не имеющий дополнительного слоя между внешним слоем и окружающей средой. Оба внешних слоя также могут представлять полимерный слой по настоящему изобретению.

Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «добавки» включает в объем понятия все органические и неорганические соединения, отличающиеся от полимерного материала, за исключением инициаторов радикалоцепной полимеризации, используемых для получения полиэтилена низкой плотности (LDPE) в реакторе, предпочтительно, трубчатом реакторе. В частности, используемый в описании настоящей патентной заявки термин «добавки» включает в объем понятия соединения, которые оказывают воздействие на цикл окисления полимера и включающий соединения, которые, как правило, указываются как антиоксиданты и акцепторы радикалов. Антиоксиданты представляют соединения, предотвращающие полимер от окисления, и включают стерически затрудненные фенолы, антиоксиданты, содержащие серу, ароматические амины и затрудненные амины. Акцепторы радикалов представляют соединения, которые могут реагировать с радикалами в полимере. Примерами являются фосфиты и фосфониты, и гидроксиламины, и оксиды аминов.

Предпочтительно полимерный слой не содержит каких-либо добавок. В случае когда присутствует более чем один полимерный слой по настоящему изобретению, предпочтительно все полимерные слои не содержат каких-либо добавок.

Используемые в описании настоящей патентной заявки термины «полимерный слой» и «слой нанесенного экструзией покрытия» определяют один и тот же субъект, а именно полимерный слой, которой нанесен экструзией в качестве покрытия на основу и, следовательно, они взаимозаменяемы.

Как указано выше, основу покрывают нанесением экструзией покрытия, следовательно, по меньшей мере одну поверхность основы покрывают. Однако в объем настоящего изобретения входит вариант осуществления, когда обе стороны основы, то есть внешняя и внутренняя поверхность (сторона) основы покрыта покрытием, нанесенным экструзией. Соответственно, полимерный слой по настоящему изобретению находится в прямом контакте с основой. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «прямой контакт» также включает варианты осуществления настоящего изобретения, в которых полимерный слой подвергся обработке озоном, и основа обработана коронным разрядом или обработана пламенем, соответственно, для улучшения адгезии между полимерным слоем и основой.

Изделие по настоящему изобретению должно по меньшей мере содержать покрытую покрытием основу и может состоять из одного или более, как правило, не более чем трех покрытых покрытием оснований в зависимости от конечного применения. Как правило, изделия представляют картонные коробки для сока, картонные коробки для молока и аналогичное им. Однако изделия по настоящему изобретению также могут представлять гибкую упаковку и промышленную упаковку для изделий, наряду с одноразовыми стаканами, тарелками и аналогичным им. Соответственно, в своем широком значении приведенное в качестве примера изделие представляет изделие, где две термопластичные поверхности термосварены как таковые.

Полимерный слой, нанесенный в качестве покрытия экструзией на основу, предпочтительно имеет толщину в пределах от 2 до 1,000 μм, более предпочтительно в пределах от 5 до 100 μм. Конкретная толщина может быть выбрана исходя из природы основы, предполагаемой последующей транспортной обработки и, наиболее важно, последующего применения конечного продукта. В частности, при использовании LDPE по настоящему изобретению можно получить более тонкие покрытия. Например, как правило, невозможно достичь 2 μм толщины при использовании автоклавируемых LDPE, в то время как LDPE по настоящему изобретению позволяет получить без проблем 2 μм покрытие. Толщину a основы, как правило, может быть свободно выбрана и не оказывает влияния на процесс нанесения покрытия. Она, как правило, может составлять от 1 до 1,000 μм, например от 5 до 300 μм.

Процесс нанесения экструзией покрытия предпочтительно проводят при использовании традиционных технологий нанесения экструзией покрытия. Следовательно, композицию полимера (Co) подают в экструдирующее устройство. Из экструдера расплав полимера проходит через щелевую матрицу на покрываемую им основу. За счет расстояния между щекой матрицы и захватом расплавленный пластик окисляется на воздухе в течение короткого периода времени, как правило, приводя к улучшенной адгезии между нанесенным экструзией слоем и основой. Покрытая покрытием основа охлаждается на охлаждающем валу, после чего проходит устройство для обрезки края и наматывается.

Ширина матрицы, как правило, зависит от размера используемого экструдера. Следовательно, при ширине экструдеров 90 мм подходящая ширина может составлять в пределах от 600 до 1,200 мм, при ширине экструдеров 115 мм ширина будет составлять от 900 до 2,500 мм, при ширине экструдеров 150 мм ширина будет составлять от 1,000 до 4,000 мм и при ширине экструдеров 200 мм ширина будет составлять от 3,000 до 5,000 мм.

Предпочтительно линейная скорость (скорость вытягивания) составляет 75 м/минуту или более, более предпочтительно более чем 100 м/минуту, более предпочтительно более чем 300 м/минуту, и в подавляющем большинстве коммерческие устройства работают при более чем 400 м/минуту или более чем 500 м/минуту. Современные устройства выполнены с возможностью работать с линейной скоростью технологической линии вплоть до 1000 м/минуту. Соответственно, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения линейная скорость (скорость вытягивания) составляет вплоть до 1,500 м/минуту и предпочтительно вплоть до 1,200 м/минуту, и, следовательно, линейная скорость (скорость вытягивания) предпочтительно составляет в пределах от равного или более чем 300 до 1,500 м/минуту, более предпочтительно в пределах от 300 до 1,400 м/минуту или в пределах от 500 до 1,400 м/минуту, такую как в пределах от 300 до 800 м/минуту или в пределах от 500 до 1,200 м/минуту.

Температура расплава полимера, то есть расплава композиции (Co), как правило, составляет от 270 до 330°C, такую как в пределах от 275 до 330°C.

Также возможно использование линии нанесения покрытия по меньшей мере с двумя экструдерами для возможности получения многослойных покрытий различными полимерами. Также возможно иметь приспособления для обработки расплава полимера, выходящего из матрицы, для улучшения адгезии, например, обработка озоном, и/или обработка основы коронным разрядом или обработка пламенем. Для обработки коронным разрядом, например, основу пропускают между двумя проводящими элементами, служащими электродами, с таким высоким напряжением, как правило, переменным напряжением (около 10000 Вольт и 10000 Гц), прилагаемым между электродами, где происходит кистевой или коронный разряд. Из-за кистевого или коронного разряда воздух выше поверхности основы ионизируется и реагирует с молекулами поверхности основы. Обзор различных технологий приведен, например, в David A Markgraf of Enercon Industries Corporation in http://www.enerconind.com/files/7f/7fb3c045-dee6-461c-b508-259b816d0bf4.pdf (смотрите, страницы 2-8 для обработки пламенем, 9-20 для обработки коронным разрядом и 20-21 для обработки озоном).

Полимерный слой по настоящему изобретению должен содержать композицию (Co). Предпочтительно композиция (Co) является основной частью полимерного слоя. Соответственно, полимерный слой предпочтительно содержит по меньшей мере 50 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 70 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 85 масс. %, еще более предпочтительно 95 масс. % или более и еще более предпочтительно состоит из композиции (Со). Соответственно, следует понимать, что полимерный слой содержит от 70 до 100 масс. %, такое как от 70 до 90 масс. %, более предпочтительно от 85 до 100 масс. %, такое как от 85 до 90 масс. %, еще более предпочтительно от 95 до 100 масс. %, такое как от 95 до 99 масс. % композиции (Co).

Предпочтительно полимерный слой имеет скорость течения расплава MFR₂ (190°C) по меньшей мере 2,0 г/10 минут, более предпочтительно имеет скорость течения расплава MFR₂ (190°C) в пределах от 2,0 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно имеет скорость течения расплава MFR₂ (190°C) в пределах от 2,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 3,5 до 10,0 г/10 минут, и еще более предпочтительно в пределах от 4,5 до 9,0 г/10 минут. Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, легко понятно, что скорость течения расплава полимерного слоя относится к слою после экструзии. Те же показатели и пределы применимы к скорости течения расплава MFR₂ (190°C) композиции (Co), являющейся частью полимерного слоя после нанесения экструзии покрытия.

С другой стороны, скорость течения расплава MFR₂ (190°C) композиции полимера (Co) перед нанесением экструзией покрытия может быть выше. Соответственно скорость течения расплава MFR₂ (190°C) композиции полимера (Co) перед нанесением экструзией покрытия составляет по меньшей мере 2,5 г/10 минут, более предпочтительно имеет скорость течения расплава MFR₂ (190°C) в пределах от 3,5 до 20,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 5,0 до 15,0 г/10 минут.

Одним из преимуществ настоящего изобретения является то, что на скорость течения расплава MFR₂ (190°C) полиэтилена низкой плотности (LDPE) и, следовательно, композиции полимера (Co) только незначительно, если вообще влияет нанесение экструзией покрытия. Предпочтительно, скорость течения расплава MFR₂ (190°C) композиции (Co) перед и после экструзии представляет по существу одну и тоже, то есть

более предпочтительно

,

еще более предпочтительно

где

MFR (после) - скорость течения расплава MFR₂ (190°C) композиции (Co) после нанесения экструзией покрытия;

MFR (перед) - скорость течения расплава MFR₂ (190°C) композиции (Co) перед нанесения экструзией покрытия.

Композиция полимера (Co) по настоящему изобретению должна содержать полиэтилен низкой плотности (LDPE). Соответственно, композиция полимера (Co) может содержать дополнительные полимеры, не указанные в описании настоящей патентной заявки. Следовательно, композиция полимера содержит по меньшей мере 50 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 70 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 масс. %, такое как от 80 до 100 масс. % или от 80 до 90 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, такое как от 90 до 99 масс. % или от 90 до 100 масс. % полиэтилена низкой плотности (LDPE), где процент по массе приведен от общей массы композиции полимера. В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения полиэтилен низкой плотности (LDPE) представляет только полимер в композиции (Co).

В по существу предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения полимерный слой состоит из полиэтилена низкой плотности (LDPE).

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) предпочтительно представляет гомополимер пропилена низкой плотности (указанный в описании настоящей патентной заявки, как LDPE гомополимер).

Как правило, полимеризацию полиэтилена низкой плотности (LDPE) проводят реагированием мономеров под воздействием одного или более инициатора радикалоцепной полимеризации, такого как перекись, кислород, азосоединения или их комбинации, при температуре от около 150 до 350°C и давлении от около 100 до 400 мПа, как правило, и предпочтительно в трубчатом реакторе. В норме давление, прилагаемое к мономерам, снижают в несколько стадий вплоть до заданного давления перед введением в реактор. Используемый LDPE по настоящему изобретению предпочтительно получен в трубчатом реакторе. Трубчатый реактор, как правило, состоит из нескольких сотен метров труб - рубашек высокого давления, расположенных в виде серий прямых секций, соединенных под углом 180°. Трубчатые реакторы представляют однопоточные или многопоточные реакторы, включая подачу с разделением. В однопоточном трубчатом реакторе (также указанном в описании настоящей патентной заявки, как реактор с фронтальной подачей), весь поток мономеров подают во впускной патрубок первой реакционной зоны. В многопоточном трубчатом реакторе мономеры подают в реактор в нескольких местах реактора. В реакторе с подачей с разделением мономерную смесь под давлением разделяют на несколько потоков и подают в реактор в различных местах. Реакцию начинают инжектированием инициаторов радикалоцепной полимеризации. Реакционную смесь охлаждают после первого реакционного пика и добавляют дополнительный инициатор радикалоцепной полимеризации во вторую реакционную зону. Число точек инжекции инициаторов радикалоцепной полимеризации определяет число реакционных зон. Трубчатый реактор для получения этиленовых полимеров радикальной полимеризацией под высоким давлением, как правило, включает в общем от двух до пяти реакционных зон. По окончанию реакции температуру и давление снижают, как правило, в две стадии при использовании сепаратора высокого давления и сепаратора низкого давления. Полученный в результате полимер извлекают, не прореагировавший мономер либо извлекают, либо возвращают обратно в реактор. В качестве инициаторов радикалоцепной полимеризации могут быть использованы инициаторы радикалоцепной полимеризации, общеизвестные в области техники, к которой относится настоящая патентная заявка. Дополнительные детали получения этиленовых полимеров радикальной полимеризацией под высоким давлением могут быть найдены, например, в the Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 6 (1986), pp 383-410.

Подходящие трубчатые технологии/процессы хорошо известны из предшествующего уровня техники. Примерами являются LyondellBasell Lupotech(R) Т, SABTEC CTR(R) tubular LDPE technology, ExxonMobil Chemical's high pressure tubular process or DSM's 'Clean Tubular Reactor Technology'.

Смысловое содержание полиэтилена низкой плотности (LDPE) хорошо известно. Хотя используемый в описании настоящей патентной заявки термин LDPE является сокращением для полиэтилена низкой плотности, используемый в описании настоящей патентной заявки термин не следует понимать, как ограничение по плотности, в объем понятия также входит LDPE-подобные HP полиэтилены, которые получают при использовании свободнорадикальной полимеризации высокого давления, с низкой, средней и высокой плотностью. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин LDPE описывает и различает только природу HP полиэтилена с типичными признаками, такими как отличающаяся архитектура разветвления по сравнению с полиэтиленом, полученным в присутствии катализатора полимеризации олефинов. Дополнительно, указанный полиэтилен низкой плотности (LDPE), предпочтительно полиэтилен низкой плотности (LDPE) гомополимер, может быть ненасыщенным.

В случае когда полиэтилен низкой плотности (LDPE) представляет сополимер, он содержит типичные сомономеры, такие как акрилаты, метакрилаты, несопряженные диены, винилсиланы и ацетаты.

Как указано выше, полиэтилен низкой плотности по настоящему изобретению предпочтительно получен в трубчатом реакторе при использовании инициированной радикалоцепной полимеризации, где полимеризацию проводят реагированием этиленовых мономеров под воздействием одного или более инициатора радикалоцепной полимеризации, такого как перекиси, кислород или их комбинаций.

Полиэтилены по настоящему изобретению предпочтительно получены способами, описанными в WO-A-2013/083285 и WO-A-2103178242. При использовании указанных выше способов авторы настоящего изобретения неожиданно смогли получить полиэтилен низкой плотности, демонстрирующий подходящие свойства. Следовательно, например, динамический модуль упругости G' при модуле механических потерь G''=5 кПа, как правило выше у полиэтилена низкой плотности по настоящему изобретению по сравнению со стандартными материалами, полученными в трубчатом реакторе (полиэтилены низкой плотности) при использовании традиционных технологий. Новый полиэтилен низкой плотности по настоящему изобретению демонстрирует преимущественные технологические характеристики, например, улучшенные свойства нанесения экструзией в качестве покрытия по сравнению с обычными пустотелыми материалами, полученными в трубчатом реакторе.

Полиэтилен низкой плотности, полученный в трубчатом реакторе, будет иметь молекулярное распределение без ярко выраженной высокой молекулярной массы остатка присутствующего в автоклаве материала. Эта разница, проявляемая в распределении молекулярной массы, ожидается и определяется специалистом в области техники, к которой относится настоящее изобретение.

Полиэтилен низкой плотности по настоящему изобретению представляет полиэтилен, предпочтительно имеющий плотность в интервале от 910 до 940 кг/м³, более предпочтительно в интервале от 910 до 935 кг/м³.

Дополнительно, полиэтилен низкой плотности по настоящему изобретению предпочтительно имеет молекулярное распределение Mw/Mn, составляющее более чем 11 и наиболее предпочтительно более чем 12. Как правило, Mw/Mn будет составлять менее чем 28, предпочтительно менее чем 26.

Мп - среднечисловая молекулярная масса, и Mw - среднемассовая молекулярная масса. Mw и Mn определяют при использовании способов, известных из предшествующего уровня техники, таких как гельпроникающая хроматография (GPC). Для разветвленных материалов среднемассовую молекулярную массу определяют при использовании светорассеяния, поскольку разветвленные структуры не элюируются по молекулярной массе, как линейные материалы. Молекулярно-массовое распределение Mw/Mn, которое также указывается, как MWD или PDI (индекс полидисперности), является ключевым параметром для свойств нанесения покрытия экструзией.

Дополнительно, полиэтилен низкой плотности по настоящему изобретению предпочтительно имеет динамический модуль упругости G' (5 кПа), измеренный при модуле механических потерь G'', 5 кПа, который составляет выше 3000 Па и более предпочтительно выше 3250 Па. Как правило, указанный выше динамический модуль упругости будет составлять менее чем 3900 Па.

Вязкость при нулевом сдвиге η0, как правило, составляет от 3000 до 6000 Па⋅с, предпочтительно от 4000 до 6000 Па⋅с, более предпочтительно от 4500 до 6000 Па⋅с.

Дополнительно, полиэтилен низкой плотности по настоящему изобретению предпочтительно имеет содержание винилдиена, составляющее по меньшей мере 20/100 kC, еще более предпочтительно по меньшей мере 25/100 kC и наиболее предпочтительно по меньшей мере 28/100 kC.

Дополнительно, подходящий верхний предел содержания винилдиена в интервалах содержания винилдиена может составлять 38, 36 или в качестве альтернативы 34, и каждый из этих верхних пределов содержания винилдиена может быть использован в любом интервале содержания винилдиена, открытом или закрытом, как указано в описании настоящей патентной заявки, то есть использован в комбинации с приведенными нижними пределами содержания винилдиена любого интервала содержания винилдиена, как приведено в описании настоящей патентной заявки.

Винилдиен получают бета-расщеплением третичны