多層薄膜的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年5月1日提交的美國臨時申請號61/818, 025的優先權，其通 過引用W其全部并入本文。
技術領域
[0003] 本公開內容一般地設及至少部分由生物質生產的聚締控薄膜。
【背景技術】
[0004] 如在美國專利公開2012/0074027中討論的，其通過引用并入本文，消費性產品W 及其包裝的環境影響已經受到越來越多的環境關注。由石油基來源生產的產品包裝，例如 聚乙締，可W經受降解或燃燒，產生二氧化碳作為產物。二氧化碳是溫室氣體，并且促進全 球變暖。溫室氣體從太陽吸收紅外福射，從而在地球大氣中捕獲熱量。大氣中溫室氣體量 的增加被認為已經增加了在地球表面上保留的熱量，促進全球變暖。
[0005] 由生物質基來源，例如植物來源生產的產品包裝，也經受降解或燃燒，產生二氧化 碳作為產物。然而，C〇2被植物再循環W在光合作用期間依照碳循環制造有機分子。在光合 作用期間植物將C〇2代謝成更復雜的分子。植物和其他生命形式然后代謝運些復雜的分子 產生0)2,其被釋放回大氣。由植物來源生產的包裝不促進全球變暖，因為排放到生物圈的 碳量沒有凈增加。而是，由植物基包裝產生的任何C〇2僅僅恢復之前被植物原料去除的C〇2。 相比之下，石油基包裝將之前儲存在地下的碳釋放到大氣，最終促進全球變暖。
[0006] 地球生物圈中大約百分之九十九（99% )的碳是碳-12嚴0,其是碳的穩定同位 素。地球生物圈中剩余的百分之一（1%)的碳基本上由碳-13(1?)組成，其也是碳的穩定 同位素，W及存在痕量的放射性碳-14 (Μ〇。植物和其他生命形式代謝"C，其變成所有生命 的部分和其生物產物。相比之下，石油基碳不包括特征量的"C。因此，石油基材料和生物 質基材料可W基于它們的1?含量區分。
[0007] 基于它們的1?含量區分石油基材料和生物質基材料的測試方法包括同位素比質 譜分析。具體地，美國材料和試驗協會（ASTMInternational)已經建立了用于評估材料的 生物基含量的標準方法，其已經被命名為ASTM-D6866。ASTM-D6866被建立在與放射性碳定 年相同的概念上，但是不使用年齡方程。分析包括獲得未知樣品中的放射性碳C4C)的量與 現代參考樣品中的放射性碳（"C)的量的比率。該比率被報導為具有"pMC"(現代碳百分 比（percentmoderncarbon))單位的百分比。例如，如果被分析的材料是現今"C和化石 碳的混合物，那么所獲得的pMC值直接與樣品中存在的生物質材料的量相關聯。
[0008] 放射性碳定年中使用的現代參考樣品是美國國家標準技術研究所（化tional InstituteofStandardsandTechnology) ( "NIST")的標準參考材料（"SRM")，其具有 大約相當于1950年的已知的放射性碳含量，1950年是在引入顯著量的額外放射性碳到大 氣中的核武器測試之前的時間。1950年參考表示l(K)pMC。由于核武器測試，現代生物碳來 源具有比標準參考材料更大的pMC。例如，2010年獲得的木材或另外的生物質源的碳來源 的的pMC值是大約107. 5pMC。
[0009] 將化石碳與放射性碳組合到單一材料中導致pMC含量的稀釋。例如，如果材料包 括百分之五十（50% )具有化MC值的化石碳和百分之五十（50% )具有107. 5pMC的放射 性碳，那么所得的材料將具有接近54pMC的放射性碳特征。生物質含量可W通過W下方法 推導出：指定百分之百（100%)等于107. 5pMC值并且百分之零等于化MC值，W便測量為 99pMC的樣品提供大約百分之九十Ξ(93%)的等價生物基含量。
【發明內容】
[0010] 呈現了各種示例性實施方式的簡要總結。在W下的總結中可W進行一些簡化和省 略，其意欲強調和介紹各種示例性實施方式的一些方面，但不限制本發明的范圍。優選示例 性實施方式的詳細描述足W允許本領域普通技術人員制造和使用本發明概念，其將在后面 的部分描述。
[0011] 本文公開的各種示例性實施方式設及多層聚締控薄膜，并且一個運種實施方式包 括具有忍層的薄膜，其含有：
[001引a)按重量計20%至100%的聚乙締均聚物、乙締/α-締控共聚物、聚丙締或其混 合物的忍層；聚乙締均聚物具有大約0. 94和大約0. 97之間的密度；乙締/α-締控共聚物 具有大約0. 94和大約0. 97之間的密度；和
[0013] b)按重量計0%至80%的線性低密度聚乙締、低密度聚乙締、乙締和醋酸乙締醋 的共聚物、或其混合物的忍層；和層壓至所述忍層的至少一個表層。
[0014] 表層包括線性低密度聚乙締、低密度聚乙締、乙締和醋酸乙締醋的共聚物、或其混 合物的層。忍層和表層的至少一個包括至少20%的現代碳。在一些實施方式中，忍層和表 層二者包括至少20 %的現代碳。忍層和表層可W包括至少20 %的現代碳、至少30 %的現代 碳、至少40%的現代碳、至少50%的現代碳、至少60%的現代碳或至少80%的現代碳。忍 層和表層可W各自包括在30%和107. 5%之間的現代碳。
[0015] 在各種實施方式中，忍層包括按重量計40 %至100 %的具有大約0. 94和大約0. 97 之間的密度的聚乙締均聚物或具有大約0. 94和大約0. 97之間的密度的乙締/α-締控共 聚物。在一些實施方式中，表層包括線性低密度聚乙締層。
[0016] 在各種實施方式中，多層聚締控薄膜包括層壓至忍層的相對面的兩個表層。
[0017] 在各種實施方式中，忍層包括聚乙締均聚物或乙締/α-締控共聚物，其具有在大 約0. 94和大約0. 97之間的密度。通過聚合源于生物質的乙締或通過共聚合源于生物質的 乙締和α-締控生產運些聚合物。至少部分乙締可W通過W下方法生產：由丙酸丙酸桿菌 (Propionibacteriumacidipropionici)發酵甘薦汁W生產丙酸，然后對其進行陽極電脫 簇W生產乙締。
[0018] 在一些實施方式中，忍包括聚丙締聚合物，其通過聚合源于生物質的丙締生產。源 于生物質的丙締可W通過W下方法生產：由下基梭菌發酵甘薦汁W生產下酸，對其進行陽 極電脫簇反應W生產丙締。
[0019] 表層可W包括線性低密度聚乙締層，其通過共聚合乙締和α-締控生產，其中乙 締是由生物質生產的。至少部分乙締可W通過W下方法生產：由丙酸丙酸桿菌發酵甘薦汁 W生產丙酸，然后對其進行陽極電脫簇W生產乙締。
[0020] 根據本公開內容的層壓材料含有生物上得到的締控單體的聚合物，并且促進緩和 來自大氣的二氧化碳。生物上得到的締控單體的聚合物，例如聚乙締和聚丙締，W及從運種 聚合物制成的產品，焚燒時產生非化石來源的二氧化碳。
[0021] 由本申請中描述的薄膜制造的包裝可W用在許多最終用途應用中，包括例如服裝 和成衣W及其他產品，例如電子產品、食品等。
【具體實施方式】
[0022] 本公開內容設及乙締基或丙締基復合材料薄膜，其由生物基乙締的聚合物制造。 在W下的公開內容中，密度應當被理解為Wg/cm3測量。
[0023] 本公開內容設及復合材料薄膜結構，其由乙締基或丙締基復合材料薄膜結構提 供，該復合材料薄膜結構包括高密度聚乙締、聚丙締或其混合物的忍層（A);和層壓至層 (A)的表面的至少一個表層度）。如在忍層（A)中使用的，高密度聚乙締被限定為具有在大 約0. 94和大約0. 97之間的密度的聚乙締均聚物，或具有在大約0. 94和大約0. 97之間的 密度的乙締/α-締控共聚物。
[0024] 在本發明預期的一個實施方式中，皿ΡΕ含有痕量的1-下締。具有在大約0. 94和大 約0. 97之間的密度的乙締/α-締控共聚物可W含有按重量計至多2%的至少一種α-締 控共聚單體、按重量計至多1%的至少一種α -締控共聚單體、或按重量計至多0. 5%的至 少一種α-締控共聚單體。合適的α-締控共聚單體包括具有3至18個碳原子、4至10 個碳原子、或5至8個碳原子的線性或支化α-締控。合適的α-締控共聚單體包括丙締、 1-下締、1-戊締、1-己締和4-甲基-1-戊締。
[00巧]在各種實施方式中，忍層（Α)中使用的高密度聚乙締通過聚合源于生物基來源的 乙締，任選地源于石油基來源的乙締和任選地α-締控制備。使用本領域已知的方法使用 齊格勒-納塔催化劑實施聚合。生物基乙締可W通過由丙酸丙酸桿菌發酵甘薦汁W生產丙 酸，然后對其進行陽極電脫簇W生產乙締來生產，如W0 2011/066634中所公開，其通過引 用W其全部并入本文。在生產高密度聚乙締的聚合中使用的源于生物基來源的乙締的量足 W生產高密度聚乙締，其包括至少20%的現代碳、至少30%的現代碳、至少40%的現代碳、 至少50 %的現代碳、至少60 %的現代碳或至少80 %的現代碳。高密度聚乙締可W包括30 % 和107. 5%之間的現代碳。
[0026] 在各種實施方式中，忍層（Α)中使用的聚丙締通過聚合源于生物基來源的丙締和 任選地源于石油基來源的丙締制備。使用本領域已知的方法使用齊格勒-納塔催化劑實 施聚合。生物基丙締通過由下基梭菌發酵甘薦汁W生產下酸，對其進行陽極電脫簇反應W 生產丙締來生產，如在W02011/066634中所公開。在生產聚丙締的聚合中使用的源于生物 基來源的丙締的量足W生產聚丙締，其包括至少20%的現代碳、至少30%的現代碳、至少 40 %的現代碳、至少50 %的現代碳、至少60 %的現代碳或至少80 %的現代碳。聚丙締可W 包括在30%和107. 5%之間的現代碳。
[0027] 表層做包括線性低密度聚乙締、低密度聚乙締、乙締和醋酸乙締醋巧VA)的共聚 物、或其混合物的層。在某些實施方式中，忍層（Α)包括按重量計20%至100%的高密度聚 乙締、聚丙締或其混合物；和按重量計0%至80%的線性低密度聚乙締、低密度聚乙締、EVA 或其混合物。
[0028] 在層（A)和/或做中使用的線性低密度聚乙締可W是乙締和至少一個 Cg-Ci。α-締控共聚單體--例如，丙締、1-下締、1-戊締、1-己締或4-甲基-1-戊締--的 無規共聚物，其具有大約0. 90g/cm3和0. 94g/cm3之間的密度。線性低密度聚乙締可W是密 度在0. 925和0. 94之間，含有至多2%的共聚單體的聚合物；密度在0. 915和0. 925之間， 含有2. 5 %至3. 5 %的共聚單體的聚合物；或者密度小于0. 915,含有>4%的共聚單體的聚 合物。在各種實施方式中，線性低密度聚乙締可W是使用單中屯、催化劑制備的聚合物，其具 有小于0. 912的密度并且含有>25%的共聚單體。在各種實施方式中，共聚單體