聚合物薄膜的制作方法

专利名称：聚合物薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物薄膜，而且，特别涉及复合聚合物薄膜。
已知，聚合物薄膜通常具有差的加工性能，该性能导致将薄膜缠绕成高质量的膜卷时是困难的，而且其整个加工过程中，例如纵切装置，其行程效率低。
聚酯薄膜复合物包括一层均聚聚酯和一层共聚聚酯，这已公开于英国专利GB1465973中了。共聚聚酯可以用来作为热密封层。欧洲专利35835公开了一种相似的聚酯薄膜复合物，它包括一种在共聚聚酯层中的填料，该填料具有大于该层厚度的平均颗粒尺寸。该填料颗粒通过共聚聚酯层而突起，产生一种具有良好的加工性能的薄膜。不过，上述薄膜，由于含有具有颗粒尺寸大于热密封层的厚度的填料颗粒，而具有降低其热密封性的缺点。此外，上述的加工性能只是在某种热密封层厚度/填料颗粒尺寸的比例下才能达到。这样，在热密封层厚度的任意所需要的变化(例如，在不同的工业上的使用)，就必须在填料的颗粒尺寸上进行改变，这种情况导致对于不同应用中所需要的不同的填料范围。为了得到所要求的加工性能，在共聚聚酯层中需要相当高浓度的填料，这样就造成了不能允许的光学清晰度的降低和增加了薄膜的雾度。
目前，我们已经研制出一种减少或者基本上消除至少一种或者多种上述问题的复合薄膜。
按照本发明，提供了一种包括聚合物材料基质物层的复合薄膜，该聚合物材料具有至少在其一面上带有某种颗粒填加剂的热密封层。该热密封层的露出的表面含有由该颗粒填加剂所产生的每mm2为大于100的表面突起。该表面突起具有由热密封层表面平均水平所测量的由5至400nm范围内的平均峰高。
本发明还提供了一种制备组合物薄膜的方法，包括生成至少在其一面具有热密封层的聚合物材料的基质物层，将颗粒添加剂施加于该热密封层的露出的表面上，该颗粒添加剂结合到和/或陷入到热密封层中，该露出的表面包括了由颗粒添加剂所生成的每mm2为大于100的表面突起，该表面突起具有由热密封层表面的平均水平所测量的由5至400nm范围内的平均峰高。
该聚合物薄膜组合物的基质物，按照本发明可以由任意合成的、形成薄膜的聚合物材料来生成，适宜的热塑性材料包括1-烯烃的均聚物或共聚物例如，乙烯、丙烯和丁烯-1，聚酰胺，聚碳酸酯，特别是合成的线性聚酯，它由一种或多种二元羧酸或其低级的(最多6个碳原子)双酯类(例如对苯二酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2，5-，2，6-或2，7-萘二羧酸、琥珀酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、4，4′-二苯基二元酸、六氢化邻苯二甲酸、或1，2-双-p-羧基苯氧基乙烯(优选的是带有一元羧酸的，例如新戊酸)与一种或多种二元醇、特别是脂肪族二醇(例如，乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、及1，4-环己烷二甲醇)进行缩合反应得到的，特别优选的是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，特别是在温度为70至125℃的范围在二个相互垂直的方向，通过顺序拉伸而被双轴向取向的一种薄膜，并且优选是热固化的(一般在150至250℃范围的温度)。例如，在英国专利838708中所说明的。
该基质物也可以包括一种聚芳基醚或其硫代同系物，特别是聚芳基醚酮、聚芳基醚砜、聚芳基醚醚酮、聚芳基醚醚砜、或它们的共聚物或硫代同系物，这些聚合物的实例被公开于EP-A-1879，EP-A-184458和美国专利US-A-4008203，特别适用的材料是注册商标为STABAR的、由ICI PLC所出售的那一类。该基质物也可以包括一种聚(亚芳基硫化物)，特别是聚-P-亚苯基硫化物或其共聚物，也可以使用这些聚合物的掺混物。
适用的热固性树脂基质物材料包括加成聚合反应树脂类(如丙烯酸类、乙烯基类、双-马来酰亚胺类及不饱和聚酯类)，甲醛缩合树脂类(如与尿素、三聚氰胺或苯酚类的缩合物类)，氰酸酯树脂类、官能化的聚酯类、聚酰胺类或者聚酰亚胺类。
按照本发明，用于制备复合薄膜的聚合物薄膜基质物可以是非取向的、或非轴向取向的，但优选的是双轴向取向的即通过在薄膜的平面在二个相互垂直的方向进行拉伸的，以达到满意的机械和物理性质的结合，同时，双轴向取向法可以通过挤出热塑性聚合物管而进行，该管接着被骤冷、预热、然后利用其内部气体压力而膨胀以产生横向取向，在一定速率下取出，该速率将产生纵向取向，在展幅机方法中，挤出热塑性基质物材料成为平的挤出物，接着进行连续拉伸，它是顺序的先在一个方向拉伸，然后在另一相互垂直的方向拉伸。一般，优选的是，首先在纵向方向拉伸，(即沿薄膜拉伸机械的向前方向)，然后在横向方向拉伸。一种被拉伸的薄膜，可以是，和最好是，在温度高于其玻璃化转变温度下，在限定的尺寸下，利用热固化而达到尺寸的稳定。
本发明的聚合物薄膜基质物具有所需要的光学清晰度、对于12μm厚的薄膜，按照标准ASTM D1003-61进行测量，具有的宽角雾度，优选为＜3.5%，较优选为＜1.5%，特别优选为＜0.5%。
通过加热软化热密封层的聚合物材料及不软化或不熔化基质物层的聚合物材料并施加压力，该热密封层应能够生成自身的、或者与基质物的、或者优选的为二者兼有的热密封粘合。
适宜的热密封层包括某种聚酯树脂，特别是由一种或多种二元芳香羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、及六氢化对苯二甲酸)与一种或多种二醇类(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇)所得到的某种共聚聚酯树脂。一般，能提供热密封性质的共聚聚酯是对苯二甲酸乙二醇酯和间苯二甲酸乙二醇酯的共聚聚酯。特别是摩尔比为由50至90摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯与相应的由50至10摩尔%的间苯二甲酸乙二醇酯的共聚聚酯。优选的共聚聚酯包括由65至85摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯和由35至15摩尔%的间苯二甲酸乙二醇酯，及特别是大约82摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯和大约18摩尔%的间苯二甲酸乙二醇酯的共聚聚酯。
在基质物层上，热密封层的形成，可以用一般的方法来进行一例如，利用将聚合物浇注在预先形成的基质物层上。然而，一般，复合片材(基质物和热密封层)是利用共挤塑来进行的，即或者是通过多孔机头上的各个孔同时共挤出各薄膜形成层，随后再将仍然熔融的层相结合，或者是利用单流道共挤塑，其中，各聚合物的熔融流在导向至集料管的料道内先结合在一起，然后，在流线流动而不混合的条件下，由模孔一齐挤出，从而产生一种复合片材。
共挤塑的片材被拉伸以进行基质物的分子取向，并最好是热固化。一般，用于拉伸基质物层所实行的条件将产生热密封聚合物的部分结晶化作用。因此，最好是在某一温度下，在限定的尺寸下进行热固化以生成所需要的热密封层的形态。因此，通过在温度低于热密封聚合物的结晶熔化温度进行热固化，和容许或造成复合物冷却。该热密封聚合物将基本上保持结晶态。而通过在温度高于热密封聚合物的结晶熔化温度进行热固化，后者将基本上形成无定形态。包括聚酯基质物和共聚聚酯热密封层的复合片材的热固化，一般在由175至200℃的温度范围内进行，以产生基本上结晶的热密封层。或者在温度范围为由200至250℃以产生基本上无定形的热密封层，优选的是基本上无定形的热密封层。
热密封层可以配置于基质物层的一面或二面。该薄膜复合物可以具有范围在10至500μm之内的总厚度，热密封层或者每一热密封层最好占总的复合层厚度的1%至30%。优选热密封层具有高至50μm的厚度，而较优选为高至10μm，特别优选为由0.5至5μm。
当热密封层，其每mm2，含有大于100，优选为小于5000的表面突起的峰，较优选为每mm2为由400至2000，特别优选的为由600至1500，及特别是为700至900的突起峰时，则可以达到所要求的加工性能。由热密封层表面平均水平所测量的突起峰的平均高度在5至400nm的范围，较优选的为由10至200nm，特别优选的为由15至100nm，特殊的是由20至60nm。优选大于50%、特别优选大于70%。更为特别优选大于90%的突起峰具有在上述优选的平均高度范围内的高度。突起峰的形状在所得到的薄膜的加工性能上起重要的作用。该优选的平均突起波峰具有形状〔指突起波峰的高度(上述所定义的)除以在热密封层的平面水平面所测量的的峰的基本宽度〕为大于0.8×10-3，较优选的是在由1.0×10-3至100×10-3的范围，特别优选的是在由1.5×10-3至20×10-3的范围，及特殊优选的是在由2.0×10-3至4.0×10-3的范围。
该突起峰的数量、大小和形状可以用任意的相关表面分析方法来测量。非接触方法，例如优选的是干涉测量法，例如使用TOPO-3DProfiler(由WYKO公司所制备)，此处所说试验方法说明如下。
在热密封层中包括的颗粒添加剂相对于热密封层的聚合物材料、及所制备的材料或任意的在热密封层中的其它的添加剂来说，应该是化学惰性的，并且优选的为包括无机颗粒，该无机颗粒具有一种或混合的天然的或合成的氧化硅、玻璃球、硼酸钙、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硅酸钙、磷酸钙、三水合铝、硅酸铝(包括其水合的或煅烧型的)及二氧化钛、其它适用的颗粒添加剂包括聚合物的聚合颗粒，后者在高于制备复合薄膜时所使用的最高温度的温度下熔化和/或与热密封聚合物是不混溶的，优选的颗粒添加剂包括了二氧化硅的颗粒，特别是包括了一类商业上已知的煅制的或热解法的二氧化硅。煅制氧化硅可以利用将四氯化硅在氧焰中进行反应以生成单一的、球形的二氧化硅颗粒。上述颗粒通过碰撞和凝结而增大以生成较大的颗粒，即初级颗粒，当颗粒冷却并开始冷冻时，它们继续碰撞，粘结而不凝聚，形成固体的聚集体，它们顺序的继续进行碰撞以形成连粒或成团。
按照本发明，适用于复合薄膜热密封层的颗粒填料，优选的是不考虑精选观点的圆形样品。按照需要，每种填料颗粒显示的长径比d1∶d2(其中，d1，与d2，分别是颗粒的最大和最小尺寸)是在由1∶1到1∶0.5的范围，而优选的是由1∶1至1∶0.8的范围。
该颗粒填料的平均颗粒大小(是指数均颗粒直径)，特别是与热密封层相配合的二氧化硅颗粒，适宜的是在0.01至0.09μm的范围，优选的是在0.02至0.08μm而特别优选的是在0.03至0.06μm的范围。
颗粒大小可以电子显微镜、犁刀计数器或沉降分析法来测量，及其平均颗粒大小可以通过绘制相应于小于所选择的颗粒大小的颗粒百分数的累积分布曲线来测量。
在球形颗粒添加剂的情况下，其平均颗粒大小是作为颗粒的直径来加以测量。此外，许多颗粒添加剂，特别是无机颗粒，在形状上是非球形的，在本说明书所说的场合下，其平均大小是以其最大的颗粒尺寸来测量的。
在本发明的优选的实施中，为了形成连粒或成团，该初级的或每种添加剂颗粒聚集体包括了许多初级颗粒。该初级填料颗粒的聚集过程可以是在实际的合成填料时和/或在制备薄膜的过程中进行。此处，试图使其平均颗粒数值包括了适用的非聚集的初级颗粒的大小。优选的填料聚集体的平均颗粒大小，例如初级二氧化硅颗粒的聚集体，在最终的复合薄膜产品的热密封层中是在由0.05至0.45μm的范围，优选的是在0.08至0.4μm，特别是在0.1至0.35μm的范围。
该颗粒添加剂可以在挤出之前加入到热密封聚合物中，在此情况下，该颗粒添加剂被均匀地分布于整个层中。在层中的优选的含量为占热密封聚合物材料重量的高达10%的量，特别优选的是高达5%的重量。一般，适宜的可加工性能的薄膜可以由占聚合物材料重量的高达3%重量的颗粒添加剂及优选的在0.5至2.0%范围内的重量的颗粒添加剂来提供。
完全分布于热密封层中所含有的颗粒添加剂对复合薄膜的透明性有不良的影响。并且，在本发明的优选的实施中，该颗粒添加剂适于在热密封层的露出的表面上。优选的是在液体介质中，例如分散在有机溶剂中，更优选的是作为含水分散体。该液体介质可选地包括一种用于热密封层的增塑剂。可以适用于聚酯热密封层的增塑剂组分的实例包括苯甲醛、苄醇、水杨酸甲酯、0-二氯代苯、邻苯二甲酸二甲酯、草酸二乙酯、二乙基琥珀酸酯四氯乙烷、0-苯基苯酚、1-苯基乙醇、及二氯代甲烷、另外，该颗粒添加剂，利用电子沉积方法，在干燥状态作为气态云状物而适用于热密封层，或者，利用静电作用形成一种流体床。当在干燥状态下使用时，如果需要，该颗粒添加剂可以被涂布在热密封层上，以提供在整个表面上的相当均匀的分布。
如果需要，可以对涂布于层上的颗粒添加剂施以轻压，以使颗粒进入到热密封层中，未粘合或非陷入于热密封层中的多余的颗粒添加剂可以由其表面上除去，如利用翻转复合薄膜，利用喷气法消除颗粒，或刷去或洗去颗粒。该复合薄膜可以让其在空气中冷却或者将其骤冷以便完全将颗粒粘合到热密封层中，冷却或骤冷的操作，或者是在将多余的颗粒由薄膜的表面上除去之前或其后进行。
该颗粒添加剂可以施加于已经取向的薄膜上，此外，优选的是在拉伸操作之前或在拉伸操作时使用该颗粒添加剂。
另外，优选的是，该颗粒添加剂介质应该在双轴向拉伸操作的两级(纵向和横向)之间被施加于薄膜基质物上，这种顺序的拉伸和涂敷对于制备粘合剂线性聚酯薄膜基质物上的涂敷的共聚聚酯热密封层来说特别好。例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯基质物，它最好是首先在一系列旋转辊的纵向方向被拉伸，涂敷，然后在展幅机烘箱中被横向拉伸。优选的是接着进行热固化。在热固化方法中，优选的是，该薄膜被加热到高于热密封层的软化点的温度，以便使颗粒添加剂深入到聚酯层中。最好，该颗粒添加剂恰好在聚合物表面层的下面，以便完全陷入到层内并被限制在热密封层的表面区域。优选的是，大于90%的、最好是大于95%的颗粒在上部1μm之内，优选的是在热密封层的上部0.5μm的厚度部分。其结果是，大多数的颗粒在所制备的表面突起的层中，优选的是具有大于5nm的平均峰高。
该颗粒添加剂组合物可以作为含水分散体或作为在有机溶剂中的溶液，利用任意通用的涂敷方法例如浸涂、含玻璃珠涂敷、逆向辊涂敷或狭缝涂敷等而被涂敷到热密封层上，优选的是，该颗粒添加剂是作为一种分散体，最好是在含水介质中，在浓度为2至15%范围之内，较好的是由4至8%的范围内，而被涂敷于热密封层中。
按照本发明的优选的实施方案中，复合薄膜显示出高的光学清晰性和低的雾度，优选的是按照标准的ASTM D1003-61所测量的、其具有的宽角雾度为＜8%，较优选的为＜6%，特殊的为＜5%，及特别是对于15μm厚的薄膜为＜3%。上述的光学特征通过具有在基质物中含有少量的或者不含有颗粒添加剂来适宜的做到。例如，由于在薄膜制造方法中，一般的作法是使用回收的旧薄膜，因此该基质物可以含有相当少量的填料材料。该复合薄膜的光学性质，利用在薄膜形成之前，在热密封层聚合物中，不包括任何附加的颗粒添加剂，而能够进一步的提高。即，基本上所有的颗粒添加剂存在于热密封层上，而造成将颗粒添加剂涂敷在热密封层的表面。
此外，在本发明的另外一个实施方案中，复合薄膜是不透明的，它被定义作表示透射光密度(Sakura密度仪，型号PDA 65;透射型)/薄膜厚度(in mm)的薄膜，其比率为由7.5至17.5，特别是由12.0至15.0。复合薄膜的不透明度最好是利用具有一种不透明的基质层来达到。该基质物层通常是利用将有效量的遮光剂掺入到合成聚合物中来使其不透明的。此外，在本发明的优选的实施方案中，该不透明的基质物层是有空洞的，即包括含有至少一定比例的离散的、闭孔的微孔结构。因此，优选的是，将某种有效量的试剂掺入到基质物聚合物中，试剂是能够产生某种不透明、空洞的基质物层结构的组分。适宜的产生空洞的试剂(它也能给予不透明度)包括某种不相容的树脂填料，某种颗粒无机填料或者二种或多种这类填料的混合物。
用“不相容树脂”术语是指，该树脂，在挤出时和加工成层时的最高的温度条件下，既不熔化也基本上与基质物聚合物不相混熔。对于掺合到聚酯薄膜，或者，对于掺合到聚烯烃薄膜中的上述所说的这类聚酯来说，这种树脂包括了聚酰胺和烯烃聚合物，特别是在其分子中含有高达6个碳原子的某种单-α-烯烃的均聚-或共聚聚合物。
适合于产生不透明的、空洞的基质物层的无机填料颗粒包括了通常的无机颜料和填料及特别是金属或金属氧化物。例如氧化铝、二氧化硅及二氧化钛、及碱金属盐，例如钙和钡的碳酸盐和硫酸盐，硫酸钡是也具有空洞剂作用的特别优选的填料。
非-空洞无机填料颗粒也可以加入到成膜的聚合物基质物层中。
适宜的空洞的和/或非空洞作用的填料可以是同类的和基本上由单一的填料材料或化合物所组成，例如二氧化钛或单独的硫酸钡。另外，至少一定比例的填料可以是非均质的，该初级的填料材料与某种附加的改性组分有关。例如，初级填料颗粒可以用一种表面改进剂进行处理，例如某种颜料、皂、表面活性剂偶联剂或其它的改进剂。以促进或改变填料与基质物聚合物相容性的程度。
制备具有适宜程度的不透明度，空洞和白度的基质物层，所需要的填料应该是精细分配的，并且希望其平均颗粒大小为0.1至10μm，以占99.9%颗粒数目的实际的颗粒大小不超过30μm作为条件。优选的是，该填料具有的平均颗粒大小为由0.1至10μm，特别优选的为由0.2至0.75μm。降低颗粒大小会改进基质物的光滑性。
优选的是，掺入到基质物层中的填料颗粒所具有的实际颗粒大小应该不超过30μm，超过这一尺寸的颗粒，可以用本技术领域中已知的筛分方法来除去，在去掉所有的大于所选择的尺寸的颗粒方法中，该筛分方法并不总是完全成功的，因此，在实施中，99.9%数量的颗粒应该不超过30μm，比较优选的是99.9%数量的颗粒大小应不超过20μm。
将不透明作用/空洞作用的试剂掺入到基质物层聚合物中可以利用常用的方法来进行，例如，与单体活性剂(通过它，可得到聚合物)相混合，或在生成薄膜之前，干燥以粒状或料屑形式与聚合物所形成的掺混物。
掺入到基质物层聚合物中所需要的填料，特别的硫酸钡的用量应既不小于聚合物重量的5%重量也不超过聚合物重量的50%重量。当填料的浓度占基质物层聚合物重量的8至30%及特别是占15至20%重量时，则可以达到特别适宜的不透明和光滑的程度。其它的添加剂(一般，其用量相当少)也可以任意的掺入到基质物层中，例如，可以掺入用量高达25%的中国粘土以促进其空洞性，及每百万其用量为高达1500份的光学上光剂以改进其白度，每百万，其用量为高达10份的染料以改进其色度，规定以基质物的重量为基准，用重量表示其浓度。
在薄膜组合物中(一般具有厚度在2至4μm范围内的热密封层)8%重量的二氧化硅颗粒的含水分散体(它具有初级平均颗粒大小在30至50μm的范围)被涂敷到热密封层中，以产生在每mm2在700至900范围内的从第二表面所凸起的突起峰的表面浓度，并具有在20至60nm范围内的平均峰高。这种表面提供了优异的加工性能和热密封性质，其中在薄膜组合物中包括了双轴向取向的和热固化的聚对苯二甲酸乙二醇酯基质物层和70至85摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯/30-15摩尔%间苯二甲酸乙二醇酯共聚聚酯的热密封层。该热密封层用热密封层的静态摩擦系数来表示(相对于热密封层本身在0.5至0.65范围内所进行的试验)，并且，热密封层的强度是利用该热密封层自身在200至1500Nm-1范围内的密封作用来测量的。
按照本发明的薄膜组合物适用于对其自身进行热密封，或适用于对其它的薄膜表面，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯进行热密封，该热密封是利用通常的热密封设备和条件，从而通过将薄膜组合物加热到某一温度，在该温度下，基本上无定形的热密封层被软化并粘合到接受粘合的表面上，而完成密封。包括70至85摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯/30至15摩尔%的间苯二甲酸乙二醇酯的共聚聚酯的热密封层特别适于进行热密封。按照本发明的复合薄膜的热密封强度(该强度利用自身的热密封层的密封作用来测量)优选的为＞200，较优选的为＞300，特别优选的为＞400Nm-1。
按照本发明的薄膜组合物还具有可以接受的加工性能，表现出的静态摩擦系数优选的为＜1.0，较为优选的为＜0.8，特别优选的为＜0.65。
对基质物和/或热密封层的表面的改进，例如，火焰处理、离子冲击、电子束处理、紫外光处理、或优选的用电晕放电，可以改进任意的处理之后的进行涂敷的层(如金属化的层)的粘合作用，不过，用对保证令人满意的粘合作用或许不是必须的。
优选的电晕放电处理，可以用通常的设备，在空气中，在大气压下进行，该设备利用某种高频高压发生器，优选的是在1至100kv电压下其输出功率为1至20kv。一般放电是利用将薄膜在放电区，在绝缘支撑辊上，以每分钟为1.0至500m的线速度通过来完成的。该放电电极距离移动薄膜表面被定位至0.1至10.0mm处。
按照本发明的复合薄膜层，一般可以包括任意的在制备聚合物薄膜中所使用的一般的添加剂。因此，试剂类，例如染料、颜料、空洞剂、润滑剂、抗氧化剂、抗粘连剂、表面活性剂、滑爽剂、光泽改进剂、降解助剂、紫外光稳定剂、粘度改进剂、及分散稳定剂等都可以适当的结合于基质物和/或热密封层中。
下列说明的实验方法，已经被用于测定薄膜组合物的某种性质突起峰的特性使用TOPO-3D Profiler(由wyko公司制造)测定。为了得到高峰或突起峰的数目，统计学上的高峰(即突起峰)分析是进行具有5nm的自断高和＞5nm的阀值的分析，突起峰的平均高度(高度是由热密封层表面的平均水平面来测定的)由所得到的概率统计图表(该图表用毫微米数值)来计算，其中，占全部峰的50%的高度低于其平均高度。其形状，即突起峰的高度/宽度，是通过测量突起峰的高度(如上述所定义的)并除以峰的基本宽度(该宽度在热密封层的平均水平面上来测量)，由10个典型的突起峰来计算其平均的高度/宽度值。
热密封强度是用下列方法来测量，即将热密封层在103kpa(15psi)压力下，在140℃进行自身的热密封，时间为1秒。冷却至室温，并测量在线性拉伸下，对于每单元宽度的密封，在4.23mm/秒的恒定速度下，剥落密封薄膜所需要的力。
热密封层的静态摩擦系数，使用IPST型设备(Specialist Engineering Welwyn·UK)，以ASTM试验D4518-87为基础，通过倾斜平面方法测量热密封层自身的静态摩擦系数。
宽角雾度是测量透射光的百分率，该透射光是在通过薄膜时，相对于薄膜平面偏离正常大于2.5°角的平均数量，测量基本上按照ASTM试验D1003-61的方法，使用Hazegard XL211雾度计(Byk Gardner，U S)。
本发明将参照附图加以说明，其中

图1 是其有直接粘合到基质物的第一表面上的热密封层的聚合物薄膜的垂直剖面图(没有标度)。
图2 是具有粘合到基质物的第二表面上的附加热密封层的聚合物薄膜的相类似的垂直的图。
参照图1，该薄膜包括具有粘合在其表面(3)上的热密封层(2)的聚合物基质物层(1)，与颗粒材料(4)，该颗粒材料直接在热密封层表面的下边。
图2 的薄膜另外还包括粘接在基质物(1)的第二表面(5)上的某种附加的热密封层(6)。该附加的热密封层(6)也包括直接在该层表面下的颗粒材料(7)。
本发明参照下列实施例作进一步的说明。
实施例1薄膜组合物包括了作为基质物的聚对苯二甲酸乙二醇酯和热密封层，该热密封层包括一种共聚聚酯，它由82摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯/18摩尔%的间苯二甲酸乙二醇酯而制备。
上述聚酯用通常的方法来制备，该方法包括乙二醇与酸的直接酯化反应(即，在聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下是用对苯二甲酸，在共聚聚酯的情况下，是用82摩尔%的对苯二甲酸与18摩尔%的间苯二甲酸的混合物。然后进行缩聚反应，缩聚反应终止之后，将该聚合物切成适于挤出的小的粒料。
用上述聚酯，用单通道共挤出方法来制备薄膜组合物，其中，由各个挤出机所提供的聚对苯二甲酸乙二醇和共聚聚酯流被合并在一个管中，该管导向挤出模头的集料管，在流线流动和不相互混合的条件下，同时通过模头被挤出。由挤出模头排出的薄膜组合物立即在具有光滑表面的水冷的旋转金属转鼓上被骤冷，并在大约90℃温度下，在挤出方向拉伸到3.6倍于原有的尺寸，经过拉伸的薄膜，再被涂敷，即用8%重量的、平均颗粒大小为40nm(Aerosil k330，Degussa)的二氧化硅的含水分散体涂敷在热密封层表面。然后，将该纵向拉伸的薄膜，在温度大约100℃，在展幅机烘箱中，横向拉伸至4.2倍于原有的尺寸。该薄膜组合物在温度为大约225℃，在展幅机烘箱中，在限制尺寸的条件下，最终被加热固化。
所得到的薄膜组合物由双轴向取向和热固化的聚对苯二甲酸乙二醇酯基质物和无定形共聚聚酯层所组成。最终的薄膜厚度为15μm，共聚聚酯层是3μm厚。将该薄膜用上述所说的方法进行试验，并显示出下列特征1)在热密封表面上的突起峰数量＝每mm2为700
平均高度＝25nm平均高度/宽度＝2.2×10-32)雾度＝2.7%3)热密封层的静态摩擦系数＝0.634)热密封层的热密封强度＝275Nm-1。
实施例2除了聚对苯二甲酸乙二醇酯基质物层含有1550ppm的，平均颗粒大小为0.8μm的中国粘土，及共聚聚酯热密封层另外含有平均颗粒大小为0.8μm的1250ppm的中国粘土以外，均重复实施例1的方法。所得到的薄膜用上述方法进行实验，并显示下列特征1)在热密封层表面上的突起峰数量＝每mm2为739平均高度＝63nm2)雾度＝6.7%3)热密封层的静态摩擦系数＝0.564)热密封层的热密封强度＝250Nm-1实施例3除了聚对苯二甲酸乙二醇酯基质物层含有占聚合物重量18%重量的、具有平均颗粒大小为0.4μm的精细的硫酸钡颗粒填料之外，均重复实施例1的方法，最终的薄膜厚度是250μm，该共聚聚酯层是40μm厚，所得的薄膜进行上述方法的实验，并显示下列特征1)在热密封层表面的突起峰数量＝每mm2为710平均高度＝26nm2)雾度-不适用，一种不透明薄膜3)热密封层的静态摩擦系数＝0.584)热密封层的热密封强度＝1400Nm-1实施例4该实施例是不按照上述实施例的比较实施例，除了省略氧化硅的涂敷步骤和聚对苯二甲酸乙二醇酯基质物层不含有中国粘土填料之外，均重复实施例2的方法，最终的薄膜厚度是75μm，共聚聚酯层是12μm厚度。所得到的薄膜用上述方法进行实验，并显示下列特征1)在热密封层表面上的突起峰数量＝每mm2为26平均高度＝26nm平均高度/宽度＝0.6×10-32)雾度＝0.3%3)热密封层的静态摩擦系数＝＞1.24)热密封层的热密封强度＝590Nm-1上述实施例说明了按照本发明的薄膜组合物的改进性质。
权利要求
1.一种复合薄膜，它包括一聚合物材料的基质物层，该层具有在其至少一面上的热密封层，该热密封层含有一种颗粒添加剂，该热密封层的露出的表面包括由颗粒添加剂形成的每mm2为大于100的表面突起，该表面突起具有由热密封层表面的平均水平所测量的，其范围在由5至400nm的平均峰高。
2.一种按照权利要求1所说的薄膜，其中，热密封层的露出的表面，包括每mm2为400至2000的表面突起。
3.一种按照权利要求1和2之一的薄膜，其中，表面突起的平均峰高在由15至100nm的范围。
4.一种按照前述的任一权利要求的薄膜，其中，突起峰的平均高度/宽度为大于0.8×10-3。
5.一种按照前述的任一权利要求的薄膜，其中，由自身所测量的热密封层，具有的静态摩擦系数小于1.0。
6.一种按照前述任一权利要求的薄膜，其中，由自身所测量的热密封层，其所具有的热密封强度大于200Nm-1。
7.一种按照前述任一权利要求的薄膜，其中，该热密封层包括一种线性共聚聚酯。
8.一种按照权利要求7的薄膜，其中，共聚聚酯包括了对苯二甲酸乙二醇酯和间苯二甲酸乙二醇酯的共聚聚酯。
9.一种制备复合薄膜的方法，包括形成至少在一面具有热密封层的聚合物材料的基质物层，将颗粒添加剂涂敷于热密封层的露出的表面，该颗粒添加剂粘合到和/或陷入到热密封层中，该热密封层的露出的表面包括由颗粒添加剂所形成的每mm2为大于100的表面突起，该表面突起具有由热密封层表面的平均水平所测量的平均峰高在由5至400nm的范围。
10.一种按照权利要求9的方法，其中，基质物层和热密封层由共挤出形成。
全文摘要
一种复合薄膜，特别是一种聚酯薄膜，包括一种基质物层和含有颗粒添加剂的热密封层，显示了改进的加工和热密封性质的结合。该热密封层的露出的表面具有由颗粒添加剂所生成的每mm
文档编号B32B27/08GK1069277SQ92105020
公开日1993年2月24日 申请日期1992年5月21日 优先权日1991年5月21日
发明者M·R·贝里, D·沃尔 申请人:帝国化学工业公司