包装材料的制作方法

包装材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及包装材料。适合用于例如电子产品和日常消费品包装的非充电性或弱充电性层结构，及其制备方法。根据本发明，该层结构包括第一非导电聚合物层，位于与第一聚合物层相距一定距离的第二非导电聚合物层，及位于第一和第二层之间的至少部分导电的第三层。根据本发明，第三层含有离子导电聚合物，其中，根据标准IEC61340-5-1测得该层结构的电荷衰变时间小于10s并且该层结构与表层材料的表面电阻率相同或基本相同。
【专利说明】包装材料
[0001]本申请是申请号为200580043725.8 (国际申请日为2005年10月20日)、发明名称为“包装材料”的进入国家阶段的PCT申请的分案申请。
[0002]本发明涉及包装材料。本发明尤其涉及非充电性(non-chargeabIe)或弱充电性(weakly chargeable)层结构,该层结构适合用于包装,例如，电子产品和日常消费品。
[0003]这类的多层结构通常包括第一非导电聚合物层，与第一非导电聚合物层间隔一定距离放置的第二非导电聚合物层，和在这些层之间的至少部分导电或具有抗静电性能的第三聚合物层。
[0004]本发明也涉及一种方法，该方法用于制备三层或多层的非充电性或弱充电性层结构，例如薄膜材料。
[0005]当两个表面彼此分离时，两个表面之间毫无例外会发生电子迁移，使得在表面上产生剩余电荷。这种现象被称为摩擦电。如果表面由导电材料构成，电荷将很快被释放，但如果表面由绝缘材料构成，电荷将在表面中存在很长时间。在许多应用中，聚合物薄膜中电荷累积会导致问题。例如，由于摩擦将会在塑料袋中累积好几万伏静电荷，或者由于包装薄膜中静电荷的累积使得包装机包装产品的速度减慢。已知在医院中的电子元件和麻醉气体对静电荷的释放是敏感的，其会导致元件损毁或气体着火。
[0006]已经尝试多种不同的做法解决该问题。通常，在薄膜的表面随后加入不同的抗静电化合物或在熔体加工中其作为添加剂加入聚合物熔体中。可是，这些解决方案的问题是这些抗静电化合物迁移或消磨，并且最终抗静电性从薄膜中消失。在薄膜的熔体加工中，塑性熔体中混入的抗静电化合物趋于消失，并且因此不可能由此方法制备产品，例如薄的抗静电拉伸薄膜。需要注意的是当相对空气湿度低时，静电问题通常发生，且通常的抗静电化合物不起作用。
[0007]另一种解决此问题的传统方法是后来在薄膜上加上导电涂层。最通常使用的方法是在薄膜表面蒸镀上一层薄的铝层。聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、石墨、碳黑、硫化铜、导电金属氧化物和其它导体或半导体材料，其通常由粘合剂固定于薄膜表面，通常被用于涂层中。该方法的问题尤其是表面改性降低了透明度，改变了薄膜颜色，被磨损并且通常是昂贵的单独的工序。
[0008]第三种生产消耗性(即，放电)薄膜的传统方法是在薄膜的内结构中结合导电粒子。通常，共挤出薄膜的表面全部或部分由混有导电粒子的聚合物构成。已知，例如，细碎的石墨曾被用作这种粒子。该方法的问题尤其是，薄膜的不透光性和颜色，及降低了的机械性能。在吹膜过程中导电粒子趋于彼此分歧(diverge)，其破坏导电性。另一方面，由于需要高浓度的导电粒子，通常5-30质量％，生产是困难的。
[0009]在专利说明书US6，656，981中公开了一种方法，根据其防止了在聚烯烃薄膜中灰尘的堆积。根据该方法，在三或五层的薄膜的至少一个外表面中加入聚醚酯酰胺。
[0010]专利说明书US4，554，210公开了一种具有夹层结构的薄膜，其最外层由表面电阻率至少10E16ohm/sq的聚乙烯构成，并且其间具有导电性的，表面电阻率为10E3ohm/cm或更少的渗出材料(perspiring material)。[0011]专利说明书US6，730，401公开了一种多层薄膜结构，该结构具有至少一层通过向绝缘聚合物中引入内消耗性聚合物或导电粒子而静电消耗性的外层。此结构包括具有在纯消耗性表面水平下表面电阻率降低的导电内层。
[0012]在低湿度下这样已知的薄膜结构均不放电。
[0013]本发明的目的是克服前述现有技术的缺点并且建立一种全新类型的产生非充电性或弱充电性层结构的方案及其生产方法。
[0014]本发明基于，制备具有基础聚合物薄膜的所有性质，但其并不摩擦充电或以别的方式充电，的多层聚合物薄膜或类似层结构的想法。关于本发明，已经令人惊奇地发现，多层薄膜，如三或四层LD-PE薄膜，例如通过共挤出技术制备的，当该薄膜中在两层非导电薄膜中间具有含离子导电聚合物或由离子导电聚合物构成的薄膜时，并不静电充电。该薄膜形成该薄膜结构内层的一部分。含离子导电聚合物的层或多层不在该薄膜的最外层中。这样的内层能够以基本上薄于表层的厚度来生产，不管绝缘表层是否获得消耗性性质，即，其不静电充电或其仅弱充电。作为厚度大约I微米的层，离子导电聚合物已经起作用。
[0015]最适合地，本发明的结构是包括至少三个相邻层/叠加层的共挤出薄膜结构，其中形成薄膜内层或中间层的至少一个含有离子导电聚合物或聚合物混合物。然而，该层结构也可以通过层压由吹膜或平膜制备或甚至通过深拉由平膜制备。该薄膜可以在熔融状态施加到纸或纸板衬底上，例如，通过幕涂。该产品的实质是各层直接彼此接触并相互固定。
[0016]由此，按照本发明，该层结构包括第一非导电聚合物层和位于与第一聚合物层相隔一定距离的第二非导电聚合物层。所述距离至少I微米。在第一和第二层之间是第三聚合物层，其至少部分导电并且包括离子导电聚合物。
[0017]更准确地说，根据本发明的层结构的主要特征为包括:
[0018]-第一非导电聚合物层，
[0019]-位于与第一聚合物层相隔一定距离的第二非导电聚合物层，和
[0020]-位于第一和第二层之间的至少部分导电的第三聚合物层，
[0021]其中第三层含有离子导电聚合物。
[0022]根据本发明的方法的特征为:
[0023]-形成第一非导电聚合物层，
[0024]-将第二非导电聚合物层放置在与第一聚合物层相隔一定距离的位置，并且
[0025]-在第一和第二层之间设置至少部分导电或具有抗静电性能的第三聚合物层，
[0026]其中至少一个非导电聚合物层构成该层结构的表层，
[0027]其中第三层由被设置成与该薄膜的表层直接接触使得固定于其上的离子导电聚合物构成。
[0028]本发明具有相当多的优点。因而，可以生产出不会降低薄膜机械性能的完全抗静电聚合物薄膜，因为可以制出相当薄的导电中间层，其中其不会影响薄膜的强度。另一方面，通过使用例如离聚物型导电聚合物，薄膜的强度甚至能够通过本发明而增强。
[0029]通常，中间层的厚度是薄膜总厚度的大约10%或更少。这减少了离子导电聚合物的损耗并且，相应地，降低了产品价格。通常薄膜的厚度为2-10微米。
[0030]离子导电聚合物的形式可以是无色的或甚至是半透明/透明的薄膜，从而，根据本发明可以生产适合用于不同包装领域的光亮薄膜或半光亮薄膜。该材料是可焊接的。根据本发明的多层薄膜很少或者甚至根本不充电，例如摩擦充电。其电荷衰变时间特别短，通常少于2s (根据标准IEC61340-5-1测定)，尽管表面电阻率与表面材料的相同或基本相同(在I个数量级的公差内)，例如，聚乙烯1014ohm/Sq。
[0031]我们也观察到在宽的空气湿度范围内电学性质保持恒定，并且在相对湿度例如为12%时，电荷衰变时间通常少于20s，甚至少于0.1s。已知方案不能达到这点。在这方面，该结构明显不同于，例如，市售的抗静电薄膜，其当相对湿度的浓度值低时抗静电性能显著降低。
[0032]此外，所述层结构的拉伸并不影响多层薄膜电荷的累积。
[0033]根据本发明的层结构能够以高效的成本生产并且其可以由传统薄膜成型的方法制备。也可以生产深度拉伸薄片，其可能转化为，例如，用于电子工业需要的运输容器。
[0034]本发明借助于下列的详述和若干典型实施例阐述。
[0035]根据本发明的层结构包括第一和第二非导电聚合物层，和位于第一、二层之间的至少部分导电的第三层。通常，第一和第二层形成该层结构的表层并且由一般的热塑性薄膜材料构成。第一和第二层可以为种类相同或不同的。它们可以通过第三层而彼此联结，其中它们之间的距离正好相应于导电层的厚度(通常大约ι-?ο微米，如下所述)。可是，在第一和第二层之间可以有其他层。
[0036]第三层包括具有表面电阻率为IO4 Ω /sq-ΙΟ12 Ω /sq,优选至多约5 X IO9 Ω /sq的离子导电聚合物。结果是由于与表面材料的表面电阻率相同或基本相同(例如，在I个数量级的公差内)，例如聚乙烯1014ohm/Sq，根据本发明获得了 “非充电性或弱充电性”层结构，例如多层薄膜，不过其具有短的电荷衰变时间。作为本发明主题的该结构的电荷衰变时间通常至多为15s，例如，至多10s，特别是至多3s，优选至多2s。导电层形成层结构的内层，并且其双面均具有至少一层非导电层。
[0037]根据本发明的“非充电性或弱充电性”层结构为具有电荷衰变时间(由下文所述方法测定)至多120s,最合适为至多15s,优选至多3s的结构。
[0038]第一和第二层由热塑性聚合物构成，在热塑性聚合物中可以提及如下这些:聚酰胺，聚酯，聚酯酰胺，乙烯类聚合物(包括聚氯乙烯)，聚烯烃，丙烯酸类聚合物和聚氨酯，和其混合物。为了形成例如平膜，还可以用到聚碳酸酯，聚甲醒(polyoximethylene),聚苯硫醚，聚苯醚和聚苯乙烯化合物，及所述聚合物的混合物。
[0039]在多层薄膜中，所述热塑性塑料是主要成分，即其在层结构中所占比例通常超过50质量％。通常，层结构中热塑性塑料的比例(特别是第一层和第二层)为至少55质量％，最适合为至少60质量％，优选至少70质量％并且特别优选至少80质量％。第三层的质量比例相应地小于50%，通常至多45%，最适合至多40%，优选至多30%并且特别优选至多20质量％。
[0040]聚烯烃是非常适合的可共挤出的和可吹塑的薄膜聚合物。聚烯烃的例子特别是聚丙烯(PP)，聚异丁烯，聚丁-1-烯，聚-4-甲基戊-1-烯，聚异戊二烯，聚丁二烯，聚环戊烯，降冰片烯，及聚乙烯(PE)，高密度聚乙烯(HDPE)，高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)，高密度和超高分子量聚乙烯(HDPE-UHMW)，中密度聚乙烯(MDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)，(VLDPE)和(ULDPE)。
[0041]聚酯也易于熔融加工，从而，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯和它们的混合物是尤其合适的。
[0042]也可以使用液晶塑性聚酯和聚酯酰胺。
[0043]下述物质可以作为尤其适合的聚合物的例子:单烯烃和二烯烃共聚物和它们的单体及由其它乙烯基单体形成的共聚物，例如乙烯/丙烯共聚物，线性低密度聚乙烯(LLDPE)和其与低密度聚乙烯(LDPE)的混合物，丙烯/ 丁-1-烯共聚物，丙烯/异丁烯共聚物，乙烯/ 丁 -1-烯共聚物，乙烯/己烯共聚物，乙烯/甲基戊烯共聚物，乙烯/庚烯共聚物，乙烯/辛烯共聚物，丙烯/ 丁二烯共聚物，异丁烯/异戊二烯共聚物，乙烯/丙烯酸烷基酯共聚物，乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物及它们与一氧化碳的共聚物或乙烯/丙烯酸共聚物及其盐(离聚物)，和乙烯和丙烯与其它不饱和单体(例如与二烯)形成的三元共聚物。可以提及的三元共聚物的二烯基共聚单体的例子为己二烯，二聚环戊二烯和亚乙基-降冰片烯和这些共聚物的相互混合物和与上述聚合物的混合物，例如混合物:聚丙烯/乙烯-丙烯共聚物、LDPE/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、LDPE/乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、LLDPE/EVA、LLDPE/EAA、以及各种或无规-聚亚烷基/ 一氧化碳共聚物，和由包括其它聚合物如聚酰胺(PA6或6，6或11或12或6/6，6-共聚物，包括0ΡΑ)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，包括0ΡΕΤ)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、乙烯乙烯醇(EvOH)、聚丙烯(包括0ΡΡ)、乙烯丙烯酸共聚物和其盐、乙烯甲基丙烯酸共聚物和其盐、及聚偏二氯乙烯(PVDC)的混合物形成的混合物。
[0044]在层结构中可以有若干上述的层，如下所述。
[0045]除了合成聚合物外，至少一种非导电层可以从生物聚合物，例如纤维素和/或木质纤维素纤维得到。因此，根据优选的技术方案，生产了纸或纸板(board)层压制品，该层压制品包括与上述第三层相应的中间层，并且在其上(在相对于纸或纸板层的对面上)具有由上述热塑性材料构成的薄膜层。
[0046]第三层含有一种或多种能够传输电荷的离子导电聚合物，或其由传输电荷的聚合物或不传输电荷的聚合物的混合物形成。离子导电层的表面电阻率通常为大约ιο4ω/sq-1012 Ω /sq,优选大约IO5 Ω /sq-109 Ω /sq,表面电阻率特别优选至多大约5 X IO9 Ω /sq。因此，根据本发明，“导电”的概念涵盖了所有上述电导率范围。
[0047]优选将离子溶解到作为电荷载体的消耗性聚合物中。该离子可以为阴离子，阳离子或其混合物。通常，导电性已经增加0.1毫摩离子/克聚合物混合物的浓度，从而，薄膜中电荷的累积因此降低。当离子导电聚合物足够稳定时，可以使用一些甚至超过15mmol/g的尚子。
[0048]本发明中使用的消耗性聚合物可以具有其结构，例如，聚醚酰胺，聚醚酯或聚醚氨基甲酸酯或其混合物。包括聚醚嵌段的聚合物是尤其优选的。聚醚嵌段最合适地是无定型的(非晶的)。聚醚嵌段的摩尔质量(Mw)优选大约300-3000。聚醚嵌段例如可以为聚环氧乙烷或聚环氧丙烷(通常为聚环氧烷“polyalkyleneoxide”)或它们的共聚物。“亚烷基(alkylene) ”最合适地包含2_6个碳原子。通常聚合物的比例为大约30_85质量％，典型地为大约40-80质量％。
[0049]因此，特别优选的聚合物为聚醚嵌段共聚多酯，聚醚酯酰胺，聚醚嵌段共聚酰胺和多嵌段聚醚氨基甲酸酯。聚酰胺成分可以为例如PA-12或PA-6，并且聚酯成分通常为聚对
苯二甲酸乙二醇酯。[0050]适合于本发明的聚合物公开在例如下列专利说明书中:
[0051]US2, 623,031，US3, 651，014，US3, 763，109，US3, 896，078，US4, 115，475，US4, 195，O15，US4, 230，838，US4, 331，786，US4, 332，920，US4, 361，680，US4, 719，263，US4, 839，441，US4，864，014，US4, 931，506，US5, 101，139，US5, 159，053，US5, 298，558，US5, 237，009，US5, 342，859，US5, 574，104，US5, 604，284，US5, 886，098，EP0613919A1
[0052]以及在已公开的PCT申请W003/000789中，其内容在此全文引入本申请中作为参考。
[0053]市售并且含有聚醚的适合于本发明的聚合物包括Atochem的Pebax、Ciba的Irgastat、Du Pont 的 Hytrel、Nippon Zeon 的 Hydrin> Noveon 的 Stat-rite、SanyoChemical 的 Pelestat 和 1nPhasE Oy 的 IPE。
[0054]基于我们的实验，我们能够声明根据本发明的层结构成为非导电性的或至多弱导电性的，如果第三层(即导电层)包含层重的至少大约6质量％，优选至少10质量％聚醚嵌段。最适合的是，离子导电聚合物层包含层总质量的6-25质量％的聚醚。离子导电层最适合地包含层总质量的0.1-10质量％的羧酸或羧基酶。
[0055]这类材料也可以含有离聚物，如下所述。这些可有助于熔融加工和改善薄膜的机械性能。
[0056]根据本发明，可溶性阳离子为单价碱金属离子，碱土金属离子，过渡金属离子，单、双和三取代的咪唑，取代的吡啶鎗离子，取代的吡咯烷鎗离子，四烷基鱗。根据本发明的阴离子为烷基硫酸盐和烷基磺酸盐，甲苯磺酸根离子，三氟甲磺酸根离子，[CF3CO2]-,酰胺和酰亚胺离子，双(三氟磺酸)酰亚胺，双(甲苯磺酸)酰亚胺，高氯酸根离子。
[0057]下列所述的可以作为适合的盐的例子:
[0058]LiCIO4, LiCF3SO3, NaClO4, LiBF4, NaBFq, KBF4, NaCF3SO3, KClO4, KPF6, KCF3SO3, KC4F9SO3，Ca (ClO4) 2) Ca (PF6) 2，Mg (GlO4) 2，Mg (CF3SO3) 2，Zn (ClO4) 2，Zn (PF6) 2 和 Ca (CF3SO3) 2。
[0059]单价碱金属离子是特别优选的。使用锂，钠，钾，铷和铯本身或与例如碱土金属离子结合使用。
[0060]离子的数目在相对宽的范围内变化。通常，导电聚合物含有至少0.lmmol/g溶解的阴离子或一价阳离子。
[0061]特别优选地，一价金属阳离子为至少0.2mmol,尤其是至少lmmol，优选1.5-25mm0l/g溶解的聚合物(然而，见下文)。其它的一价阳离子的数目可以根据离子的尺寸和物理性质(例如，扩散率/运动)通常在0.l-20mmol/g聚合物的范围内变化。
[0062]考虑到生产条件，根据本发明，所要添加的离子是根据由薄膜所要生产的最终产品的需要而选择。例如，在食品工业中含有锂的薄膜不能用于包装材料，尽管根据本发明含有离子的层将会在两面都受到保护。相应地，在电子工业的应用中K离子是不希望的。
[0063]可以通过其中包括能够溶解离子的有机微分子化合物来改善离子导电聚合物的导电性，由此其改善了离子的运动以及阻止了聚醚嵌段的结晶。通常，这些类型的有机溶剂的浓度为离子导电聚合物或其混合物的至少0.1质量％，优选该浓度为大约0.2-5质量％。已发现I质量％的添加可使电阻率下降I个数量级。合适的化合物的例子为碳酸乙二酯、碳酸丙二酯和碳酸二乙酯。
[0064]作为适合的离子导电聚合物成分的特定例子是包含由至少两种聚合物形成的混合物的离子导电聚合物混合物，其中混合物的第一聚合物成分包括离聚物并且混合物的第二聚合物成分为嵌段聚醚聚合物。最适合地，离聚物由烯烃如乙烯和/或丙烯与不饱和羧酸和/或羧酸酐构成的共聚物组成，该共聚物为离子交联的。该嵌段聚醚聚合物特别是由聚醚嵌段和聚酰胺，聚酯或聚氨酯嵌段构成。离聚物的酸基至少部分地被阳离子电离。同样地，嵌段聚合物的聚醚嵌段至少部分以盐的形式存在。阳离子导致离聚物的交联和嵌段聚合物的配位，借此在离子键形成的同时，聚合物混合物的强度显著地增加，并且由于碱性阳离子与醚配位，混合物的导电性显著地增加。根据本发明的离子键也是热可逆的。在聚合物混合物中，离聚物的酸基团或酸酐基团的数目通常为离聚物的大约0.1-15摩尔％。
[0065]阳离子优选衍生自碱金属，优选的碱金属包括锂、钠、钾、铷和铯，和它们的混合物。碱金属存在的量为大约0.05-50.0毫摩/克，优选大约0.1-20毫摩/克的聚合物混合物。借助该聚合物，同时获得了高导电性和优良的机械性能。
[0066]所述混合物可以通过混合90-10重量份由烯烃和不饱和羧酸和/或羧酸酐构成的共聚物，10-90重量份嵌段聚醚及碱金属化合物制备而成，碱金属化合物的量相当于
0.05-50毫摩的碱金属离子/Ig的聚合物混合物。混合是在高温，优选在熔融状态中实施的，并且连续进行直到碱金属化合物充分完全地与混合物的聚合物成分反应，然后得到的聚合物混合物可以被加工成薄膜，其厚度为1-100微米，优选1-10微米。
[0067]前述的材料和它的生产在EP专利申请1406968和1439953中有更严密的描述，在此将其全文引入作为参考。由此，在由这些优选材料制备的层结构中，内层包括离子导电聚合物，其由两种聚合物的混合物形成，其中该混合物的第一聚合物成分为离聚物并且另一聚合物成分为嵌段聚醚聚合物，其中在内层中聚醚嵌段的含量可以尤其是至少6质量％。表层最优选由非导电聚合物形成，然而其中，根据标准IEC61340-5-1测定该层结构的电荷衰变时间小于10s，并且表面电阻率与表层材料的表面电阻率相同或基本相同。
[0068]所述材料的一个特别的优势是，除了上述的那些，其能够以非常薄的层(甚至小于5微米的层)的形式使用。还应该注意到的是基于离聚物型应用的材料制成的多层薄膜可以被制造成完全透明的。
[0069]除了离子导电聚合物，第三层可以含有混合物成分，例如适用于第一和第二层中的上述热塑性聚合物中的一种。通过使用与相邻的第一和/或第二层中相同的聚合物，第三层可以与该层连接，而不使用另外的粘合聚合物(粘结层)。通常，在第三层的混合物中热塑性塑料的量为至少10质量％，特别是至少25质量％，并且特别优选大约40-60质量％。
[0070]为了连接第三层与相邻层，也可以使用粘合聚合物，例如烯烃塑料或由乙烯、丙烯酸酯和马来酸制成的三元共聚物(Lotader)或马来酸酐接枝的共聚聚乙烯。
[0071]在根据本发明的薄膜中，具有3层或更多层。通常，至多20层，最适合为3-7层，特别优选3、4、5、6或7层。这些层中，除了一层以外，都可以由非导电层构成。可是，如果需要，可以制备具有多层离子导电层的层结构。根据本发明，该结构的表层为非导电的是必要的。
[0072]在具有A、B、C结构的薄膜中，在B层中使用根据本发明的离子导电塑料混合物。该薄膜的厚度通常为1-1500微米，特别是大约2-500微米，尤其优选大约5-150微米。
[0073]多层聚烯烃薄膜的厚度通常大约为5-300微米，特别是大约10-250微米，优选大约10-150微米。[0074]在层的总厚度上，含离子导电聚合物的层形成至多大约10%，通常大约1-20微米，特别是大约1-10微米。
[0075]基于上述内容，根据本发明的优选技术方案得到了多层热塑性多层薄膜，该薄膜包括热塑性表层和位于这些层之间的含有导电聚合物层的内层，其中该内层包括至少一种离子导电的聚合物材料，并且其中该内层的表面电阻率为5X109ohm/Sq或更少并且该层结构的电荷衰变时间小于15s，特别是小于10s。
[0076]根据本发明的优选技术方案制备的薄膜，其主要成分(形成薄膜的至少50质量％，优选至少75质量％)含有聚酰胺、聚酯或聚烯烃或其混合物。含有聚烯烃，特别是聚乙烯或聚丙烯或聚酯或相应的热塑性塑料的薄膜因此作为拉伸薄膜或收缩薄膜。
[0077]按照根据本发明的用于生产具有三层或多层的非充电性或弱充电性层结构的方法
[0078]-形成第一非导电聚合物层，
[0079]-与第一聚合物层相隔一定距离放置第二非导电聚合物层，和
[0080]-在第一和第二层之间设置至少部分导电或具有抗静电性能的第三聚合物层，
[0081]其中至少一层非导电聚合物层形成该层结构的表层。如上述提到的，第三层由离子导电聚合物制成，其被设置为直接与该薄膜的表层接触，使得固定于其上。
[0082]该结构最适合由共挤出或层压吹膜或平膜而制成。
[0083]根据本发明的薄膜可用于例如ESD包装，例如电子工业的包装，化学工业的包装，食品工业和日常消费品的包装，其中产品快速充电。该薄膜具有良好的强度性能并且通过合适地结合例如LDPE和HDPE，在包装材料中结合得到质量刚性和阻隔性能。PO包装薄膜是基本透明的，这使得可以透过薄膜辨认产品代码，例如条形码。
[0084]进一步尤其优选的应用是基于聚烯烃材料的不同的拉伸或收缩薄膜。根据传统的方法，不可能生产出这类的材料。
[0085]作为特殊的应用，可以提及的是用于卫生产品的塑料包装(plastic wrap)和塑料包装(plastic packages),其中在塑料包装中累积的静电通常显著地降低包装机的工作速度。通过本发明，包装速度可以增加大约10-30%。
[0086]其它的应用为气泡包装(air-bubble package)和深拉包装,例如元件的传输带(芯片载体带)。后者通常由三层组成，其中最厚的一层包括形成支撑基本结构的聚酯或聚氨酯，并且该表面结构由聚乙烯制成，其中这些之间的是例如聚烯烃和离子导电聚合物的混合物。各层的相对厚度为例如200-400:5-10:30-100，其中，总厚度为大约200-1500微米。
实施例
[0087]离子导电聚合物混合物A通过双螺杆挤出机制得。该混合物含有50质量％乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸三元共聚物(BA24质量％，MAA8质量％)，和50质量％的聚环氧乙烷和聚酰胺嵌段共聚物(PA50质量％，PE050质量％)。作为离子，使用了甲苯磺酸钾(K + )和甲苯磺酸锂Li，两者重0.3质量％。
[0088]离子导电聚合物混合物B通过双螺杆挤出机制得。该混合物含有50质量％乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸三元共聚物(BA24质量％，MAA8质量％)，和50质量％聚环氧乙烷和聚氨酯嵌段共聚物(PUR30质量％，PE070质量％)。作为离子，使用了甲苯磺酸钾(K + )和甲苯磺酸锂Li，两者重0.3质量％。
[0089]用中试级别的三层共挤出设备生产实施例薄膜。
[0090]1、吹制厚度为61微米的三层结构，其5微米厚的中间层由用作表面材料的LDPE (50质量％)和离子导电聚合物A (50质量％)的混合物构成。两LDPE表面的厚度均为28微米。
[0091]对比例1.Polypink-薄膜新。
[0092]对比例2.Polypink-薄膜旧。
[0093]实施例薄膜和两个对比例薄膜的电荷衰变时间由感应和摩擦法在直到20kV下测量。所得结果在表1中列出。在暴露后以最大观测值来确定电荷的最大累积量。在观测最大值后，在IOs后测量剩余电荷。
[0094]根据prEN1149-3FINALDRAFT[40]实施感应充电。向该薄片施加1.2kV的电压。通过信号发生器控制电压源。
[0095]通过拥有自动铝棒的摩擦充电设备实施摩擦充电。当改变样品时用异丙醇清洁该棒。该棒的速率为250mm/s，并且样品尺寸为IOOmmX 300mm。使用Kleinwdchter EFM231
电场强度测量器测量。
[0096]表1感应和摩擦电荷的衰变时间
[0097]
【权利要求】
1.非充电性或弱充电性层结构，其包括: -第一非导电聚合物层， -位于与第一聚合物层相隔一定距离的第二非导电聚合物层，和 -位于第一和第二层之间的至少部分导电的第三聚合物层， 其特征在于， -第三层含有离子导电聚合物。
2.根据权利要求1所述的层结构，其特征在于含有离子导电聚合物的层形成薄膜的内层并且其直接与薄膜的表层接触并固定于其上。
3.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于含有离子导电聚合物的层厚度为至少I微米，但为薄膜总厚度的至多20%。
4.根据权利要求3所述的层结构，其特征在于含有离子导电聚合物的层厚度为薄膜总厚度的至多10%。
5.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于第一和第二层相互独立地由聚酰胺、聚酯、聚酯酰胺、乙烯类聚合物、聚烯烃、丙烯酸类聚合物或聚氨酯或它们的混合物制成。
6.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于第一和第二层中的至少一层包括由天然纤维制成的层。
7.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于离子导电聚合物包括含聚醚嵌段的聚合物，其中在第三层中聚醚嵌段的浓度为至少6质量％。
8.根据权利要求7所述的层结构，其特征在于在第三层中聚醚嵌段的浓度为10-25质量％。
9.根据权利要求7所述的层结构，其特征在于离子导电聚合物层以该层总质量0.1-10质量％的量含有羧酸或羧基酶。
10.根据权利要求7所述的层结构，其特征在于导电聚合物含有摩尔质量为300-3000的聚醚嵌段。
11.根据权利要求7所述的层结构，其特征在于导电聚合物含有聚环氧乙烷或聚环氧丙烷或其共聚物的聚醚嵌段。
12.根据权利要求7所述的层结构，其特征在于离子导电聚合物包括含聚醚嵌段的聚醚酯酰胺、聚醚嵌段共聚物或多嵌段聚醚氨基甲酸酯。
13.根据权利要求7所述的层结构，其特征在于导电聚合物含有至少0.lmol/kg溶解离子。
14.根据权利要求13所述的层结构，其特征在于导电聚合物含有0.5-15mol/kg离子。
15.根据权利要求13或14所述的层结构，其特征在于溶解离子为阳离子或阴离子，其中阳离子为单价碱金属离子、碱土金属离子、过渡金属离子、单、双和三取代的咪唑、取代的吡啶鎗离子、取代的吡咯烷鎗离子、四烷基鱗离子，并且阴离子为烷基硫酸根或烷基磺酸根离子、甲苯磺酸根离子、三氟甲磺酸根离子、[CF3CO2]+、酰胺离子和酰亚胺离子、双(三氟磺酸)酰亚胺离子、双(甲苯磺酸)酰亚胺离子或高氯酸根离子。
16.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于该层结构的表层由非导电聚合物组成，其中根据标准IEC61340-5-1测定该层结构的电荷衰变时间小于10s，并且该层结构的表面电阻率与该表层材料的表面电阻率相同或基本相同。
17.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于该薄膜的厚度为1-1500微米。
18.根据权利要求17所述的层结构，其特征在于该薄膜的厚度为10-150微米。
19.根据权利要求1或2所述的层结构，其特征在于， -内层包括由两种聚合物的混合物组成的离子导电聚合物，其中该混合物的第一聚合物成分为离聚物并且另一聚合物成分为嵌段聚醚聚合物，其中在内层中聚醚嵌段的含量为至少6质量％，并且 -表层由非导电聚合物形成， 其中根据标准IEC61340-5-1测定，该层结构的电荷衰变时间小于10s，并且表面电阻率与该表层材料的表面电阻率相同或基本相同。
20.根据权利要求19所述的层结构，其特征在于根据标准IEC61340-5-1测定，该层结构的电荷衰变时间小于3s。
21.包含热塑性表层和位于其间的含有导电聚合物层的内层的热塑性多层薄膜，其特征在于内层含有至少一种离子导电的聚合物材料，其中， -内层的表面电阻率为5X109ohm/sq或更少，并且 -该层结构的电荷衰变时间小于10s。
22.根据权利要求21所述的多层薄膜，其特征在于离子导电聚合物材料包括含聚醚嵌段的聚醚酯酰胺、聚醚嵌段共聚物或多嵌段聚醚氨基甲酸酯作为导电聚合物成分。
23.根据权利要求21或22所述的多层薄膜，其特征在于该薄膜的主要成分为聚酰胺、聚酯、乙烯类聚合物、聚烯烃、丙烯酸类聚合物、聚氨酯或其混合物。
24.根据权利要求21或22所述的多层薄膜，其特征在于该薄膜的主要成分为聚乙烯或聚丙烯并且该多层薄膜构成拉伸或收缩薄膜。
25.用于生产三层或多层非充电性或弱充电性层结构的方法，根据该方法: -形成第一非导电聚合物层， -将第二非导电聚合物层放置在与第一聚合物层相隔一定距离的位置，并且 -在第一和第二层之间设置至少部分导电或具有抗静电性能的第三聚合物层， 其中至少一个非导电聚合物层构成该层结构的表层， 其特征在于， -第三层由被设置成与该薄膜的表层直接接触使得固定于其上的离子导电聚合物构成。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于该结构由共挤出或层压吹膜或平膜而制备。
【文档编号】B65D65/40GK103950252SQ201410105412
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2005年10月20日 优先权日:2004年10月20日
【发明者】J.尼米南 申请人:艾恩费斯公司