專利名稱：制造取向塑料膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過擠出和/或共擠吹塑法由聚烯烴和/或聚烯烴與聚酰胺的組合來制造取向塑料膜的方法。
這類膜對現(xiàn)有技術(shù)來說是熟悉的，但是它們都具有如下缺點，它們或者相當(dāng)厚，或者對于相應(yīng)的應(yīng)用而言沒有最佳性能。
本發(fā)明的目的是提供一種制造方法，其一方面能用吹膜法來制造薄膜，另一方面允許所制膜的機械性質(zhì)和物理性質(zhì)在寬的范圍內(nèi)變化。
在本發(fā)明提出的解決這一問題的方案中，在吹塑法中進行初始雙軸取向操作，接著進行另一個取向操作。
這不僅減少了膜的厚度，而且提高了所制膜的性能。
在該方法的另一個非常有利的改進中，在初始取向操作后立即進行第二次取向操作。
然而，依照本發(fā)明，也可以獨立于初始取向操作來進行第二次取向操作。
如果同時在雙軸上進行至少初始取向操作，這也是非常有利的。
通過后續(xù)的第二次取向操作，可顯著改善膜的性能。通過雙軸取向可獲得進一步的改善。
依照本發(fā)明的另一個改進，如果根據(jù)用于制造的塑性材料，將用于取向的吹塑膜的溫度設(shè)置在90℃至180℃，這也是非常有利的。
由此達(dá)到熱彈性范圍。在吹塑操作結(jié)束時，主要通過冷卻風(fēng)扇進行冷卻。
還已證明，如果在第二次取向操作前用溫度調(diào)節(jié)輥來調(diào)節(jié)膜溫度，并將膜溫度設(shè)置在約100℃至180℃，這是非常有利的。
如果在第二次取向操作前，通過輻射加熱器將膜加熱到所需的約100℃至180℃的取向溫度，這也是非常有利的。
通過這兩種方法來保證對膜溫度的有效調(diào)節(jié)。
還已證明，依照本發(fā)明的另一個改進，如果在取向后將膜溫度調(diào)節(jié)到90℃至180℃，這是極其有利的。
由此設(shè)置了在取向過程中所達(dá)到的膜條件。
依照本發(fā)明的另一個改進，如果在卷繞膜之前將其冷卻，這是極其有利的。
這保證單獨的卷繞膜層不會無故粘著在一起。
還已證明，如果供入制成的內(nèi)層或外層，通過共擠吹塑法將其他層施用到所述內(nèi)層或外層上，這是極其有利的。
由此可制得多層復(fù)合材料，其中單獨的層或?qū)咏M具有不同的熔體流動指數(shù)。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，在膜的一側(cè)或兩側(cè)上都進行了硅化處理(siliconized)。
這也使得可以將制成的膜用作隔離膜。在制造過程中，膜的處理也得到了改善。
關(guān)于這點，已證明，如果將硅化劑與膜一起擠出是非常有利的。
然而，如果在以后通過擠出來施用硅化劑也是非常有利的。
根據(jù)所用的硅化劑，這兩種方法都是有利的。還可想到，可以使用具有低粘合性的不同物質(zhì)來代替硅化劑。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，所進行的取向比在3∶1至25∶1之間，優(yōu)選為7∶1。
這樣的取向比在膜的強度、剛度和透明度方面產(chǎn)生非常好的結(jié)果。
還已證明，依照本發(fā)明的另一個改進，如果在第二次取向操作前將吹塑膜泡破裂并粘合在其自身上和/或供入另一層膜，這是極其有利的。
這充分增加了基膜厚度，由此可以以更大的取向比對它進行取向。
還已證明，如果以如下方式處理膜層，使得它們在室溫下彼此之間可以滑動，這是非常有利的。
這意味著單獨膜層可以相互移動并準(zhǔn)確定位。
另外，如果膜泡粘著在一起，這是非常有利的。
這非常有效地將膜泡粘合到其自身上。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，單獨膜層具有在低溫下會熔化的層。
關(guān)于這點，已證明，如果用PE或類似的材料制備所述在低溫下會熔化的層，這是非常有利的。
已證明，依照本發(fā)明，如果利用在低溫下會熔化的層，通過取向而使膜層彼此粘合，這是極其有利的。
關(guān)于這點，如果通過取向操作而使膜層粘著在一起，這是非常有利的。
還已證明，如果通過取向操作而使膜層之間的粘合增加到以下程度，使得它們彼此之間充分粘著，這是極其有利的。
由于在取向操作中產(chǎn)生的能量，在低溫下會熔化的層能與另一層以如下方式接觸，使得所述層彼此牢固粘合。根據(jù)所用的材料，這可以使層通過在低溫下會熔化的層而牢固粘合，和/或?qū)е轮辽偃绱烁叩恼澈?，使得膜?fù)合材料保持在一起。
依照本發(fā)明的另一個改進，已證明，如果第二次取向操作以輥取向(roller orientation)的方式進行，這是極其有利的。
還已證明，如果第二次取向操作以夾具取向(gripper orientation)的方式進行，這是非常有利的。
根據(jù)所用的材料和可能的取向比、和/或根據(jù)取向類型，這兩種方法都是有利的。
還已證明，依照本發(fā)明，如果膜泡被構(gòu)建為多層共擠出物，這是極其有利的。
如果所制得的膜泡為多層共擠出物，就節(jié)省了由幾個單獨層組成的復(fù)合材料的制造操作。
還已證明，依照本發(fā)明的另一個改進，如果僅當(dāng)幾個膜層已經(jīng)結(jié)合形成多層復(fù)合材料時才進行第二次取向操作，這是非常有利的。
還已證明，依照本發(fā)明，如果至少一個膜層由聚酰胺制得，這是非常有利的。
還已證明，如果至少一個膜層由聚丙烯制得，這是非常有利的。
如果至少一個膜層由聚乙烯制得，這也是非常有利的。
如果至少一層膜層具有填充物，這也是極其有利的。
通過由不同材料制得的膜層來組合每種單獨材料的正性質(zhì)。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，用微膠囊填充膜層。
還已證明，如果使至少一個膜層起泡沫，這是非常有利的。
關(guān)于這點，已證明，如果通過微膠囊進行起泡過程，這是非常有利的。
借助被微膠囊填充的膜層或發(fā)泡膜層，復(fù)合材料在整體上可以具有特定性質(zhì)。例如，由此可想到，可以增加復(fù)合材料的絕緣性，改變表面粗糙度，或改變復(fù)合材料的不透明度。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，在至少一個膜層中具有無定形區(qū)。
關(guān)于這點，已證明，如果無定形區(qū)以如下方式構(gòu)建，使得它們在取向操作過程之中和之后仍然是無定形的，這是非常有利的。
膜的光學(xué)性質(zhì)和機械性質(zhì)都能受到膜層無定形區(qū)的影響。然而，還可想到，可用這種方式來制造可寫膜。
還已證明，如果將膜設(shè)計成硬膜，這是非常有利的。
通常，生產(chǎn)硬膜是很復(fù)雜的，它們非常厚。通過取向的多層結(jié)構(gòu)可以獲得相當(dāng)硬的性質(zhì)。
關(guān)于這點，已證明，如果膜具有良好的光學(xué)性質(zhì)，這是非常有利的。
如果使用常規(guī)硬膜，就很難得到良好的光學(xué)性質(zhì)。
關(guān)于這點，如果將膜設(shè)計成透明的，這是非常有利的。
直到現(xiàn)在，透明的硬膜是極其難以生產(chǎn)的，和/或是非常厚的。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，以如下方式來構(gòu)建和制造膜，使其顯示最小的收縮性。
一方面，通過后續(xù)的溫度調(diào)節(jié)進行取向或通過幾個由不同原材料制得的膜層的組合，可獲得最小的收縮性。
依照本發(fā)明，如果膜具有良好的撕裂性能，這也是非常有利的。
然而，還已證明，如果因單獨膜層的順序而使膜具有差的撕裂性能，這是非常有利的。
如果通過單獨膜層彼此之間的部分和/或完全粘合來確定撕裂性能，這也是非常有利的。
通過組合幾種材料，以及(可能)以不同的取向進行取向操作，可以非常有效地設(shè)定復(fù)合材料的撕裂性能。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，單獨膜層是相當(dāng)薄的。
在本發(fā)明的另一個非常有利的改進中，提供了多個膜層，其一起形成相當(dāng)厚的膜復(fù)合材料。
關(guān)于這點，已證明，如果取向了整個復(fù)合材料，且由此使復(fù)合材料的厚度明顯減少，這是極其有利的。
再次用這種方法制造薄膜，然而這種膜組合了單獨層的正性質(zhì)，并具有僅相當(dāng)厚的膜才具有的全部性質(zhì)。
以如下方式實施該過程，例如使得從環(huán)形噴嘴中擠出聚丙烯，可以從幾個壓出機供入到該環(huán)形噴嘴中。然而，也可以提供其他環(huán)形噴嘴，將其與第一個環(huán)形噴嘴同心設(shè)置?？梢酝ㄟ^幾個壓出機和/或環(huán)形噴嘴共擠出其他相同或不同的塑料層和連接層(tie layer)等。
也可以用PP和LLDPE的摻合物或PP與已知增容劑的摻合物來代替PP。也可以使用聚酰胺作為芯層。
另外，可以使用填充劑來達(dá)到調(diào)節(jié)強度的目的。也可以添加填充劑來增加膜透氣性，特別是與取向有關(guān)的膜透氣性。
例如，可以用微膠囊和/或發(fā)泡膜層來獲得良好的絕緣性或良好的膜透氣性。還可想到，可以通過特殊添加劑或無定形膜層來獲得膜復(fù)合材料的特別好的可寫性，例如在膜層中以微膠囊形式嵌入所述特殊添加劑。
可以使用合適的聚合物來達(dá)到硅氧烷層的有利錨定。
通過共擠出可以同時制造幾個層；在優(yōu)選實施方案中，可以同時共擠出七個層。
將擠出的膜泡冷卻到如下程度，以在吹塑過程中獲得相當(dāng)大的膜厚度。用這種方法可以制造約200μm厚的膜。
通過結(jié)合幾個互相粘合的膜層或通過將所制膜泡粘著或粘合到其自身上，可以獲得顯著更大的膜厚度。
通過后續(xù)的取向，可以明顯減少膜厚度，同時保持厚膜構(gòu)造的性能。
例如，可想到，可以通過結(jié)合多個不同的膜層來制造“硬”膜。通過后續(xù)的取向操作和相關(guān)的復(fù)合材料減薄，制造了一類過去未知的非常薄但仍很硬的膜。
其他措施是，通過定型(sizing)來確定膜泡尺寸。關(guān)于這點，非接觸定型和通過系統(tǒng)接觸膜泡進行的定型都是可行的。
在該方法的另一個改進中規(guī)定，供入制成的內(nèi)層和外層，通過共擠吹塑法將其他層施用到該層上。
當(dāng)其仍然是膜泡形式時，在適當(dāng)?shù)臏囟日{(diào)節(jié)后可以使膜取向，同時可以橫向地，即繞圓周、縱向地或同時在雙軸上進行取向操作。
此后，可以將膜破裂，在合適的溫度調(diào)節(jié)后進行其他取向過程。
例如，在最簡單的情況下，在這點上涉及的是通過輥隙進行的縱向取向。然而，橫向取向、橫向和縱向取向以及同時雙軸取向是可行的，其可以以輥或夾具取向操作的方式來進行。
在一側(cè)或兩側(cè)上的硅化處理也是可以串聯(lián)(inline)進行的，其中基于溶劑的、無溶劑的、UV電子束固化或硅氧烷乳劑體系是可行的選擇。然而，還可想到，可以將硅氧烷層與其他膜層一起共擠出。
因為用這種方法制造的膜具有非常優(yōu)異的性能，所以它適合作為隔離襯墊，例如用于標(biāo)簽和粘合帶等。
因為撕裂強度可以變化，所以可以使用膜作為隔離紙的優(yōu)良替代物。
然而，另一方面，也可想到，如果將撕裂強度性能設(shè)置得足夠低，可以以易于打開的方式使用膜。
權(quán)利要求
1.通過擠出和/或共擠吹塑法從聚烯烴和/或聚烯烴與聚酰胺的組合來制造取向塑料膜的方法，其中在吹塑法中進行初始雙軸取向，接著進行另一個取向操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二次取向操作在初始取向后立即進行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二次取向操作的進行獨立于初始取向。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中至少初始取向是同時在雙軸上進行的。
5.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中根據(jù)制造所用的塑性材料，將用于取向的吹塑膜溫度設(shè)置在90℃至180℃。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中在第二次取向操作前，使用溫度調(diào)節(jié)輥來調(diào)節(jié)膜溫度，并將膜溫度設(shè)置在約100℃至180℃。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中在第二次取向操作前，通過輻射加熱器將膜加熱到所需的約100℃至180℃的取向溫度。
8.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在取向后調(diào)節(jié)膜溫度，使膜內(nèi)溫度達(dá)到90℃至180℃。
9.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在卷繞膜之前將其冷卻。
10.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中供入制成的內(nèi)層或外層，通過共擠吹塑法將其他層施用到所述內(nèi)層或外層上。
11.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在膜的一側(cè)或兩側(cè)上進行硅化處理。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中硅化劑與膜一起被擠出。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中在以后通過擠出來施用硅化劑。
14.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所進行的取向比在3∶1至25∶1之間，優(yōu)選7∶1。
15.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中將吹塑膜泡破裂并粘合到其自身上，和/或在第二次取向操作前供入另一膜層。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中以如下方式處理膜層，使它們在室溫下彼此之間能滑動。
17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中膜泡粘著在一起。
18.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中單獨膜層具有在低溫下會熔化的層。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中在低溫下會熔化的膜層由PE或類似的材料制成。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，其中利用在低溫下會熔化的層通過取向使膜層彼此粘合。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中通過取向操作將膜層粘著在一起。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中通過取向操作將膜層之間的粘合增加到如下程度，使它們彼此充分粘著在一起。
23.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中第二次取向操作以輥取向的方式進行。
24.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中第二次取向操作以夾具取向的方式進行。
25.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中膜泡被構(gòu)建為多層共擠出物。
26.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中僅當(dāng)幾個膜層已結(jié)合形成多層復(fù)合材料時才進行第二次取向操作。
27.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中至少一個膜層由聚酰胺制得。
28.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中至少一個膜層由聚丙烯制得。
29.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中至少一個膜層由聚乙烯制得。
30.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中至少一個膜層具有填充物。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中用微膠囊填充膜層。
32.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中使至少一個膜層起泡沫。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中通過微膠囊進行泡沫法。
34.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在至少一個膜層中具有無定形區(qū)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中以如下方式構(gòu)建無定形區(qū)，使得它們在取向操作過程之中和之后仍然是無定形的。
36.通過權(quán)利要求1至35中任一項的方法制備的膜，其中將膜設(shè)計成硬膜。
37.如權(quán)利要求36所述的膜，其中膜具有良好的光學(xué)性質(zhì)。
38.如權(quán)利要求37所述的膜，其中膜被設(shè)計成是透明的。
39.如權(quán)利要求36、37或38所述的膜，其中以如下方式構(gòu)建和制造膜，使其顯示最小的收縮性。
40.如權(quán)利要求36至39中任一項所述的膜，其中膜具有良好的撕裂性能。
41.如權(quán)利要求36至39中任一項所述的膜，其中由于單獨膜層的順序而使膜具有差的撕裂性能。
42.如權(quán)利要求36至41中任一項所述的膜，其中通過單獨膜層彼此之間的部分和/或完全粘合來確定撕裂性能。
43.如權(quán)利要求36至42中任一項所述的膜，其中單獨膜層是相當(dāng)薄的。
44.如權(quán)利要求36至43中任一項所述的膜，其中提供了多個膜層，它們一起形成相當(dāng)厚的膜復(fù)合材料。
45.如權(quán)利要求44所述的膜，其中取向整個復(fù)合材料，由此使復(fù)合材料的厚度明顯減少。
全文摘要
本發(fā)明公開了通過擠出和/或共擠吹塑法由聚烯烴和/或聚烯烴與聚酰胺的組合來制造取向塑料膜的方法，其中在吹塑法中進行初始雙軸取向，接著進行另一個取向操作。
文檔編號B29K77/00GK1836884SQ20061006806
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月27日
發(fā)明者韋爾特·岡特, 米夏埃爾·鮑爾, 西格弗里德·施米策 申請人:德國胡塔瑪基股份有限兩合公司胡塔瑪基福希海姆分公司