用于制造热塑性塑料薄膜的方法、薄膜及其应用的制作方法

专利名称：用于制造热塑性塑料薄膜的方法、薄膜及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造热塑性塑料薄膜的方法、薄膜及薄膜的应用。
背景技术：
EP 1 117 731 Bl描述了近乎光学均质的聚碳酸酯薄膜以及一种用 于其制造的冷却辊方法。在此，垂直向下由挤压喷嘴流出的熔化薄膜 在切向上，即与辊表面形成0。的角度，放置在一个冷却辊
(Chill-RoU-Walze)上。薄膜由线性的或分支的聚碳酸酯制成，其具 有平均的分子量Mw为10000或40000。该发明的薄膜具有1%/<1% 的收缩(190° /30min机器方向(MD ) /横向方向(TD ))。优选该 发明的薄膜的表面的任何区域对线性极化的光的偏转都不大于2角 分。路径差异例如可以为31nm，双折射An4x 10"。在拉伸试验中例 如根据ISO 527-3 MD/TD的断裂伸长率测量为39%或35%。为了避 免喷嘴线条或挤出条紋，建议使用一种挤出喷嘴，其在喷嘴唇区域内 的内表面具有0.025至0.002的根据DIN 4768的粗糙深度。这可以通 过铬处理和抛光实现。
EP 1 285 742 A2描述了用于光学应用的薄膜，在100 ja m以下的 厚度范围内具有较小的不大于10nm的相差以及一个+/-10角分的"光 学的轴偏差，，和较小的在每2cm宽度上最大为2.4ym的厚度波动。 薄膜借助于一个冷却辊方法制造。有利的材料特性特别是可以如此取 得，即在聚合物熔体由挤出喷嘴流出后直至与冷却辊接触的温度保持 在塑料的玻璃软化温度之上至少30°C。为此目的，从挤出喷嘴的出口 至与冷却辊的接触点之间的路径相对较短，例如在例如30至150 mm 的范围内选择。流出的熔体薄膜可以此外借助于一个包裹件被热屏蔽 或被附加地加热。这种方法适合于许多种塑料、特别是降冰片塑料(nornbomene plastics )。
US 5，476，134描述了一种镀有氮化铬的挤出机，用于制造由铝铁合金制成的部件。这特别是适合于在制造具有小于0.3%的铁含量的铝 合金时减小挤出机部件的腐蚀。
EP 351 886 (Bayer AG)描述了 一种铸造或挤出方法，用于制造光学单轴的双折射的聚碳酸酯薄膜，其借助于石英辐射加热器加热。因此实现将不期望的双折射减小至不再干扰的值。
JP 8336883描述了一种用于由热塑性塑料挤出薄膜的方法，其中应用这样的挤出喷嘴，其中排出孔的边缘具有30μm或更低的半径，其中不均匀度不大于+ /- 2 0 % 。所述的喷嘴几何形状特别是抑制不期望 的堆积的构成。
JP 6335949描述了一种用于挤出由热塑性塑料优选例如聚醚砜、聚苯醚、聚醚酮构成的薄膜，其中应用这样的挤出喷嘴，其中排出孔的边缘具有30)im或更低的半径，其中不均匀度不大于+/-20 %。挤 出喷嘴可以由钢或陶瓷制成。具有铬、镍、钛、铜、锌等的涂层可以抑制喷嘴材料与挤出的塑料材料的可能的相互作用。所述的喷嘴几何形状特别是抑制喷嘴线条的构成。
JP 2002-028941描述了一种用于制造由聚乙烯醇构成的薄膜的方法，其可以用作极化薄膜。当应用这样的挤出喷嘴，其中排出孔的边缘具有200μm或更低的半径，可以得到具有减小的厚度波动的薄膜。
JP 2003-267758描述了一种用于给光学纤维镀上塑料包封件的方法。在此应用这样的挤出喷嘴，其中排出孔的边缘具有10至30μm 的半径。所描述的喷嘴几何形状特别是抑制在喷嘴边缘的区域内的塑 料堆积的构成，从而这种方法在较长的制造时段内可以无干扰地运行。另外的一个优点在于，塑料涂层具有较小的厚度波动。
EP 0 547 562 Al描述了一种利用镀层溶液给环绕辊的、面状的带镀层的方法。在此，镀层溶液由一个宽槽喷嘴在径向上、即与辊表面成90°地涂覆到待镀层的带上。通过辊的传输运动形成一个多层的带。由于陡的涂覆角度，相对于涂覆的涂层溶液的量形成阻塞。当喷嘴与辊的间距或相应的位于喷嘴和辊之间的间隙非常偏离额定状态 时，可能导致多层带的表面质量的损害，例如导致线条或条紋的形成。 为了有利地影响这种方法的可重复性和精度，在镀层喷嘴的左右安装 一个具有调节回路的间距测量装置。如果镀层喷嘴的排出孔和辊之间 的间距偏离额定值，那么镀层喷嘴相对于辊的位置借助于调节装置相 应地校正。
EP 1 202 261 Al描述了 一种光学存储介质。此外将市场上通用的 挤出的、在冷却辊方法中制造的聚碳酸酯薄膜与市场上通用的铸造的 聚碳酸酯薄膜的垂直双折射进行比较。挤出的薄膜具有0.00029的垂 直双折射值，铸造薄膜的值为0.00066。

发明内容
塑料薄膜的一系列应用领域，特别是在光学的数据栽体的范围内， 除了需要较小的光学双折射外，还越来越需要在薄膜表面质量方面的 改善。特别是在较大的面积上、甚至在整个薄膜上需要更小的厚度公 差。
EP 1 117 731 Bl和EP 1 285 742 A2公开了值得注意的用于制造 具有极其小的、在几个毫微米范围的双折射特性的薄膜的方案，其能 够满足光学领域内的高要求。就表面质量而言，根据EP 1 117 731 B1 的教导可以制造这样的薄膜，其在薄膜的任何区域内对线性极化光的 偏转都不大于2角分。根据EP 1 285 742 A2可以在每2cm的宽度上 实现大约2.4|am范围内的厚度公差。
本发明的目的在于，提供一种由塑料制成的薄膜，其一方面具有 在EP 1 117 731 Bl和EP 1 285 742 A2范围内的非常好的双折射特 性，并且另外一方面实现更加改善的表面质量。薄膜此外应当在整个 薄膜区域上具有更小的厚度公差。改善的表面质量和厚度公差应当满 足光学数据栽体的特别高的要求并且因此涉及在直径为12cm的圆形 面内的规格。
上述目的通过一种用于制造由热塑性塑料构成的薄膜的方法实 现，其中热塑性塑料在一个挤出设备上熔化和输送并且以面状的熔体带的形式从挤出喷嘴的排出孔排出，将熔体带置于冷却辊上并且冷却， 所述挤出设备包含一挤出机、 一具有宽槽形状的排出孔的挤出喷嘴以
及一冷却辊(Chill-Roll-Walze )，所述冷却辊固定在辊支架上，其特 征在于，应用这样的挤出设备，其中在工作状态下在挤出喷嘴的排出 孔和冷却辊的表面之间的间距随时间的变化不大于+/- 50um。
根据本发明的方法可得到 一种由热塑性塑料制成的薄膜，该薄膜 具有10至150 u m的厚度和一面内画双折射以及一最高为0.0004的垂 直双折射，所述面内-双折射在垂直透射时导致最高为15nm的光学路 径差异，其特征在于，薄膜在表面的任何区域内在一个直径为12cm 的圆形面内对一个垂直入射的光束的偏转都不大于0.8角分并且该薄 膜在直径为12cm的圆形面上的厚度公差不大于+/-1%。


本发明借助于下面的附图详细阐述，但是不限于这些实施方式。 其中
图1本发明的挤出设备的倾斜的侧向示意图2本发明的挤出设备的侧向示意图(横向于挤出方向)；
图3本发明的挤出设备的前部示意图。
具体实施例方式
方法
对于本发明重要的是，使用冷却辊熔体铸造方法，这是长久以来 就已知的(例如参见EP 1 117 731 Bl或EP 1 285 742 A2 )。由挤出 喷嘴优选垂直向下流出的熔体薄膜被置于一个单个的冷却辊(冷却辊 或铸造辊)上并且纟皮冷却。
如在EP 1 117 731 Bl中，优选基本上在切向上、特别是优选在切 向上将熔体薄膜置于冷却辊的表面上。切向意味着，通常由挤出喷嘴 垂直向下排出的熔体薄膜在之前没有经历偏转的情况下，轻微地或仅 仅以一个理想的0°角接触在熔体薄膜側向上定位的辊的与其最接近 的表面并且可以紧接着将辊包围。这个角度在此通过熔体的主流动方 向和圆形的辊横截面在熔体的接触点处的切线的向量构成。
基本上切向特别是不是意味着径向，而是熔体薄膜从理想的切向
接触出发最多偏转较小的角度与接触辊接触，例如直至最高为20。的 角度。后者然而是不太优选的。将熔体薄膜沿切向置于冷却辊上具有 这样的优点，即避免了可能负面影响产品质量的伸长或变形或至少保 持较低。
在从挤出喷嘴的出口和与冷却辊的接触点之间熔体薄膜经历一段 间距或路径。越过挤出喷嘴以及冷却辊的宽度，这个间距(在静止状 态下)应当在整体上近乎恒定，从而在熔体带的宽度上没有伸长出现。 间距在挤出方向上应当整体上保持尽可能小。优选在静止状态下在熔 体由挤出喷嘴流出的出口和与冷却辊的接触点之间的间距在5至 500mm的范围内、优选在10至250mm的范围内、特别是在15至 150mm的范围内。在工作状态下这个间距由于振动在几个jum的范围 内变化，这在下面进一步阐述。
熔体薄膜在此特别优选在挤出方向上不被拉伸或仅仅被轻微地拉 伸，不大于因子5，并且在熔体薄膜接触到冷却辊或被放置在冷却辊 上之前不遭受主动的冷却。这具有这样的优点，即，几乎不会出现分 子定向并且形成的薄膜具有高度的光学各向同性。优选冷却辊方法特 别是与所谓的砑光机方法不同，在砑光机方法中熔体薄膜穿过一个由 两个对置的辊构成的辊间隙。
本发明涉及一种用于制造本发明的薄膜的方法。
热塑性的塑料在一个挤出设备上熔化、输送并且以面状的熔体带 形式由挤出喷嘴的排出孔排出，所述挤出设备包括挤出机、熔体泵和 一个具有宽槽形状的排出孔的挤出喷嘴。
优选在熔体泵和挤出喷嘴之间设置一个熔体过滤器，其抑制污物。 过滤器嵌件的篩孔大小可以例如是5至50pm，优选例如10至30ju m。
挤出喷嘴可以此外在喷嘴出口区域内以众所周知的方式配备一个 轮廓工具。所述轮廓工具用于精确调节排出的熔体轮廓，其中一个薄 壁形构成的出口区域在调节元件例如螺栓、旋转螺栓或压电转换器的
力作用下相应地变形。合适的是，例如喷嘴出口区域构造成柔性的唇
或构成为所谓的"超柔唇"(例如参见EP-A367 022)或构成为膜片 (参见Gross et al. K固tstoffe 84 (1994) 10， S. 1352國1358 )。
熔体带被放置在一个单个的冷却辊上并且被冷却。冷却辊在此例
如具有ioo至200。c的温度，例如ioo至13or;或iio至12ox:。
避免振动传递
与冷却辊方法在制造低定向的薄膜时的优点相反，重大的缺点在 于，可达到的厚度公差不仅在挤出方向上而且在横向于挤出方向上比 在砑光机方法时显著变差。在砑光机方法中，在过程中在辊间隙之前 构成一个较小的熔体余量。这个余量和辊间隙中的压力导致薄膜厚度 在所有方向上的均化。这个原理的后果就是，在冷却辊方法中通常可 达到的厚度公差显著变差。
本发明以这样的认识为基础，即由挤出机并且特别是熔体泵的区 域可能将振动传递至挤出喷嘴上。这个振动导致在工作状态下在挤出 喷嘴的排出孔和冷却辊之间变化的间距。这个变化的间距又导致熔体 带的压缩或伸长，这又导致厚度公差的增加。
本发明此外以这样的认识为基础，即冷却辊由于自身的不平衡有 助于挤出喷嘴的排出孔和冷却辊之间变化的间距。这个变化的间距又 导致熔体带的压缩或伸长，这又导致厚度公差的增加。
因此优选使用或应用这样的挤出设备，其中在挤出喷嘴的排出孔
50、特别优选不大于+/-25|11111、特别优选不大于+/-10|11111。
这例如可以这样实现，即应用这样的冷却辊(chill)，其具有+/-10 um或更低的同轴度精度。通过这个措施，振动可以减小至+/-25um 的范围内或更小。振动的减小以意想不到的方式导致减小的厚度公差 并且特别是导致所形成的薄膜的跳跃式改善的表面质量，激光偏转在 小于/等于0.8角分、优选小于等于0.5角分的范围内。
适合于本发明目的的、具有+/-10um或更低的、优选+/-5um或 更低的同轴度精度的冷却辊(chill)可以在这个精度下制造并且制造
用于挤出设备的各构件的制造商可以提供。给出的同轴度精度涉及安 装状态或工作状态。这个辊不仅必须精确地制造，而且必须以高的精 度定位和定心在挤出设备中。
在挤出喷嘴的排出孔和冷却辊表面上的一个点之间的间距(在工 作状态下)或最小的间距(在静止状态下)可以例如借助于光学的测 量传感器或通过激光位移测量装置近乎在任意选择的测量点之间确 定。优选在挤出喷嘴的排出孔附近选择测量点并且从那儿出发选择一 个位于辊表面上的测量点，其给出在静止状态下的最短的测量路径。 重要的因素在此不是间距本身，而是在工作状态下间距随时间的变化。 符合目的地，间距通过两个与温度不相关的间距传感器测量，其分别 定位在挤出喷嘴的排出孔附近的左边和右边，从而从那儿出发优选可 以测定与冷却辊表面的相应最短间距(在静止状态下)。而后在工作 状态下测定这个间距的变化。两个测量传感器的数值可以紧接着通过 计算机进行平均。如此获得的数值对应于在工作状态下挤出喷嘴的排 出孔和冷却辊之间的平均间距的变化。
可以通过不同的方式限定在工作状态下在挤出喷嘴的排出孔和冷 却辊之间的平均间距随时间的变化。
另外一个技术措施可以是，将保持冷却辊的辊支架在一个或多个 点例如经由例如由钢制成的支柱与挤出喷嘴例如通过螺钉或铆钉固定 连接。通过这个简单的措施业已显著减小对挤出喷嘴的排出孔和冷却 辊之间的平均间距产生负面影响的振动。
一个更进一步的技术措施可以是，将保持冷却辊的辊支架与挤出 喷嘴经由至少两个促动器连接，其中促动器经由一个调节回路控制， 使得它们有利地影响挤出喷嘴的排出孔和冷却辊之间的间距变化。通 过这个措施进一步减小对挤出喷嘴的排出孔和冷却辊之间的平均间距 产生负面影响的振动。促动器例如压电促动器例如安装在辊附近的左 右两侧并且在挤出喷嘴的排出孔的左、右侧的点上与挤出喷嘴连接。 必要时还可以在辊支架和挤出喷嘴之间安装附加的固定的支柱。
所述的各技术措施可以单个地或者优选地组合使用。
熔体泵
即使不处在上述的措施的范围内，亦可附加地取得一定的效果， 当挤出设备在挤出机和挤出喷嘴之间具有 一个熔体泵时。熔体泵使得 由挤出机进入挤出喷嘴的波动的熔体压力平稳并且同时有助于减小振 动传递。
优选使用一个挤出设备，其中熔体泵与挤出喷嘴脱离，以避免波 动传递。所述分离可以机械地实现，例如经由柔性的、耐高温的用于 熔体的导管。
减小或避免从熔体泵向挤出喷嘴的振动传递具有这样的优点，即 可以获得具有进一步减小的厚度公差和改善的表面质量的薄膜。
挤出喷嘴的排出孔的边缘半径
在一个优选的实施方式中另外一个特征可以有助于本发明的薄膜
的较小的厚度公差，即挤出喷嘴的排出孔的边缘半径最高是50iam， 优选最高或小于30|Lim，特别是最高或小于25jam。挤出喷嘴的排出 孔的边缘半径优选在排出孔的宽度上具有最高或小于+/-5%的不均匀 度。相对尖锐的且非常均匀的边缘可能导致特别好地释放熔体带，这 可以有助于获得具有较小的厚度公差的薄膜。排出孔的边缘或两个边 缘优选具有一个45。至100°的角度，通常为90° 。
喷嘴唇区域的内表面的粗糙度可以影响制造的薄膜的表面质量。 喷嘴唇区域的内表面是在分配通道和一个可能存在的保持岛
(Stauinsel)之后的区域。喷嘴唇区域的内表面，根据挤出喷嘴的特 性，从排出孔测量，伸出0.5至5cm进入挤出喷嘴的内部。喷嘴唇区 域的内表面优选具有从0.01 |im至0.002 |im或更低的粗糙深度Ra
(根据DIN 4768 )、从0.08 jum至0.015 |a m的Rz以及从0.10 ju m至 0.025 |a m的R隨。
减小摩擦的涂层
优选挤出喷嘴的喷嘴唇区域的内表面配备一个减小摩擦的涂层。 这具有这样的优点，即提高过程安全性，特别是在长时间工作中。在 挤出设备的长时间工作后，例如在20至60小时持续工作后，可能在构成喷嘴唇区域内构成不期望的堆积，其导致在薄膜表面上构成喷嘴 线条。在薄膜上的喷嘴线条可能在有些情况下肉眼可见。人们也称之 为挤出条紋。特别成问题的是非常细的、肉眼不可见的喷嘴线条。薄 膜最初看上去是无光学缺陷的。在使用这种薄膜制造光学的数据载体 载体时，然而由于缺陷位置导致读取数据时的错误。喷嘴线条可以被
显著减小甚至完全避免，当挤出喷嘴的喷嘴唇区域的内表面配备减小 摩擦的涂层时。为了不损害喷嘴唇区域的弹性，涂层应当不是非常厚。
有利的是，涂层具有在3至30nim、优选是5至20jLim的范围内的总 体厚度。
喷嘴唇区域优选划分成可拆散的各元件并且因此使得在加工内表 面时实现更好的可接近性。
实现。根据EP 1 117 731 B1,喷嘴唇区域的内表面例如镀铬，其可以 净皮附加地抛光。
涂层可以优选由Ni 、 CrN 、 TiCN 、 TiC 、 TiAIN 、 DLC (Diamond-Like-Carbon )或其它的类似金刚石的碳涂层制成。这些 涂层相对于如由EP 1 117 731 Bl已知的铬涂层具有更高的直至10倍 长度的使用寿命。相应的涂层和其在钢表面上的涂敷对于专业人员而 言在原理上例如由US 5，476，134或US 4,637,477已知。
如是"物理蒸镀，，方法(PVD方法，例如见US 5,476,134或US 4，637，477)。涂层可以构成为一层或优选多层。在多层的涂层中可以 在挤出喷嘴的相对软的钢或钢合金上优选首先涂敷一个硬的层，例如 10至20lim厚度的镍层，其而后涂敷一个更硬的层，例如2至5lim 厚度的TiN、 CrN或DLC层。喷嘴唇区域的内表面的多层的涂层， 其具有内部的镍层和一个涂敷在其上的TiN、 CrN或DLC层，特别 是对于挤出由聚碳酸酯制成的薄膜是有利的。
在选择聚对苯二甲酸乙二酯(PET)作为热塑性的塑料的情况下， 特别是钨碳化物涂层作为减小摩擦的涂层优选用于喷嘴唇区域的内表面，其可以通过等离子涂敷的方式加设。
挤出喷嘴在挤出喷嘴唇区域内的内表面可以通过冶金或化学的方 式改变或涂4未。
挤出喷嘴在挤出喷嘴唇区域内的内表面可以设有一个单层的或多 层的、由氟化合物制成的涂层。
加热流出的熔体薄膜
优选熔体带在从挤出喷嘴的出口和与冷却辊的接触点之间的路径 上被加热。这具有优点，即仅仅出现减小的内部的分子应力。有利的 是，如此加热熔体薄膜，使得它与冷却辊的接触点上或在此接触点之前不久具有一温度，该温度比挤出的塑料的玻璃软化温度至少高30 ° 、至少40° 、至少60°或至少80° 。
玻璃软化温度在此特别是理解成才艮据ISO 11357-2 3.3.3的中点温 度Tmg。测量在没有添加增塑剂、在游离单体含量小于100ppm、在 加热速率小于10'C/分钟的情况下并且在氮气气氛下实现。
包裹件/惰性气氛
优选使用这样的挤出设备，其中熔体带在从挤出喷嘴的出口和与 冷却辊的接触点之间被包裹件包围。这一方面可以实现熔体带的有效 的加热并且同时开启这样的可能性，即在从挤出喷嘴的出口和与冷却 辊的接触点之间的路径上利用惰性气体例如氮气包围熔体带。后者具 有这样的优点，即减小或避免塑料材料中的氧化过程，所述氧化过程 可能导致不期望的褪色或混浊度。
薄膜
本发明涉及一种薄膜、特别是挤出薄膜，其由热塑性的、优选透 明的热塑性塑料制成，其具有10至150jum、优选20至120|im、特 别是30至100|im的厚度。
面内-双折射(in-plane birefringence )
薄膜的面内-双折射从光学路径的差异计算。光学的路径差异基于 一个相对于薄膜表面垂直入射的光束的双折射可以例如根据偏振光显 微镜学(Polarimeter )的原理确定。用于确定面内-双折射的方法对于
专业人员来书是熟悉的(例如见ISO 11455)。
薄膜具有一个双折射(面内-双折射)，其在垂直的透射时导致最 高为25nm、特别是最高20nm、优选最高15nm、优选最高12 nm、 特别是最高10 nm或最高5nm的路径差异。面内-双折射例如可以是 2至10nm或2至5nm。具有这些数值的薄膜称为光学和机械各向同 性的或近乎各向同性的，并且适合于用于具有较高要求的光学应用。
垂直的双折射
本发明的挤出薄膜此外与铸造薄膜(例如参见EP 351 886 )的区 别在于一个显著较小的垂直的双折射(垂直的双折射，例如参见EP1 202 261 Al)。本发明的垂直双折射最高为0.0004、优选最高0.0003。 用于确定垂直的双折射的合适的测量方法例如详细地在EP 1 202 261 Al中描述，见第十一页第四十四行至第十二页第二十四行。这个原则 与面内-双折射不同，其基于一个45°的光线入射角。用于确定垂直 的双折射的方法对于专业人员来说是熟悉的。
当本发明的薄膜使用在光学的数据载体中时，在垂直的双折射中 的较低的值特别是有利的。用于扫描数据载体的激光光学装置的数值 口径越高，倾斜入射的激光束的份额越大。特别是在具有高的数据口 径的光学装置时，信/噪比随着垂直的双折射的增加而变差。
表面质量
令人意想不到地，薄膜在表面的任何区域内，就一个直径为12cm 的圆形面、优选对于一个11112的面积、特别是优选对于一个101112的 面积而言，对一个垂直入射的光束的偏转都不大于0.8角分，优选不 大于0.5角分。
特别是薄膜在表面的任何区域内，就一个直径为12cm的圆形面 而言，对一个垂直入射的光束的偏转都不大于0.6角分或大于0.5角分。
所述测量借助于记录偏转角实现，穿过薄膜的激光束经历所述偏 转角。为此应用所述的激光偏转方法。在整个挤出宽度上借助于一个 利用多相电动机驱动的推动台测量激光束在垂直透射薄膜时所经历的 角度偏转。为了验证本发明所需要的薄膜表面质量，可以测量具有直径为12cm的圆形面的冲裁件或薄膜带的11112或101112的部段或截段。
薄膜的表面质量的测量例如可以这样实现，其中在整个挤出宽度 上测量632.8 nm的光束在横向于挤出方向垂直透射薄膜时所经历的 角度偏转。可以借助于一个利用多相电动机驱动的推动台实现这个任 务。所应用的激光束的直径在此可以优选小于或最高大致等于待探测 的缺陷位置例如喷嘴线条或挤出条紋的尺寸。这对于在市场上常见的 激光设备特性几乎都是这种情况。发射的束而后穿过一个望远镜以增 大偏转角度并且入射到一个对位置及强度灵敏的数字光学传感器上。 这个传感器确定入射在其上的光点的强度和/或中心位置并且经由一 个串行接口在x和y坐标系中输出。为了评价喷嘴线条，仅仅y分量
是相关的。
厚度公差
薄膜特别是具有这样的厚度公差或薄膜厚度的差别，其在直径为 12cm的圆形面内不大于+/-1%、优选不大于0.5%。百分比差异在此 相对于在直径为12cm的圆形面内最大厚度值和最小厚度值的平均值 而言。这个规格确保了，薄膜例如适合于制造具有高的存储密度例如 25GB或更大的光学的数据存储器。就100jum厚度的薄膜而言，在直 径为12cm的圆形面内与平均值的厚度偏差不大于+/- ljam。
厚度公差的测定可以通过干涉测量法的层厚度测量确定，这对于 专业人员是已知的。
为了干涉测量法的层厚度测量，可以例如应用 一 个消色差的测量 头。层厚度测量涉及在薄膜的两个边界面上被反射的光的叠加。在材 料的折射率已知时，由反射光的光镨可以确定层厚度。
塑料
薄膜由一种热塑性的、优选由透明的热塑性的塑料制成。优选薄 膜具有一个用于日光(D65标准照明)T。65的透光度，例如见DIN 5033/5036，在至少60 %、优选从65至92 %的范围内。
薄膜可以例如由聚甲基丙烯酸甲酯塑料、沖击改性的聚曱基丙烯 酸甲酯、聚碳酸酯塑料、聚苯乙烯塑料、苯乙烯丙烯腈塑料、聚对苯二曱酸乙二醇酯塑料、甘醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料、聚氯乙烯塑料、聚烯烃塑料、环状烯烃共聚物(COC)、聚苯硫醚(PPS) 塑料、聚苯砜(PPSU)塑料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚(ABS)塑 料或各不同的热塑性塑料的混合物制成。
薄膜优选由线性的或分叉的聚碳酸酯制成，其平均分子量Mw(重 量平均值)从10000至45000、优选从12000至25000、特别优选从 15000至20000。
分子量Mw (重量平均值)的确定例如通过凝胶渗透色语法或光 散射法实现(例如见H. F. Mark et al" Encyclopedia of PolymerScience and Engineering, 2nd. Edition, Vol. 10， page 1 ff" J. Wiley， 1989)。
应用
本发明的薄膜例如可以用于在光学的数据载体中构造透明的层、 用作光学的数据载体的防擦伤的覆盖薄膜、用作光学的数据栽体的信 息层的载体材料，或者用作LCD屏幕的功能薄膜。
示例
示例1
本发明的薄膜通过冷却辊-挤出一种聚碳酸酯模塑化合物制造，其 平均分子量(重量平均值)大约为20000 (道尔顿)。
挤出设备由一种单螺杆挤出机、熔体泵和宽槽挤出喷嘴构成，所 述宽槽挤出喷嘴具有一个680mm x 0.4mm的排出孔。宽槽挤出喷嘴构 成为超柔性唇(见EP-A 367 022 )。
挤出喷嘴的内表面在唇区域内是被抛光的，从而达到0.002μm的 Ra、 0.015μm的Rz和0.025μm的Rmax。挤出喷嘴的内表面设有15μm的镍和5μm的CrN的双涂层。
喷嘴唇在出口区域内的半径在大约100μm至200μm之间并且 具有一个在宽度上+/- 50μm的半径均匀度。
与宽槽挤出喷嘴的排出孔相距25mm，中心定位一个冷却辊。冷 却辊具有400mm的直径并且具有700mm的宽度。辊表面具有才艮据DIN 4768的< 0.003 μm的粗糙度Ra以及小于0.25 μm的Rmax。辊 具有《3μm的同轴度精度。
挤出喷嘴在挤出喷嘴的排出孔的左右两侧的两点处经由具有5cm x 1 cm的横截面的钢型材支架与辊支架固定连接。
冷却辊的温度在100℃至130℃之间调节，优选110℃至120℃之间。
熔体流的温度大约为240。C。熔体薄膜近乎在切向上靠到辊表面 上并且以大约180。包围冷却辊。
在熔体由喷嘴的出口处和与冷却辊的接触点之间的路径被包裹， 内部的温度大约为120°C。包裹件可以被加热或填充保护气体气氛例 如净皮加热的且过滤的(IOO级洁净空间)氮气。
在包围其余的辊之后，薄膜带的厚度通过一个横向设置的无接触 的测量系统测定并且借助于电子处理的信息和热膨胀系统调节喷嘴的 熔体分布。
比较示例1
比较示例1与示例1的区别在于，在辊支架和挤出喷嘴之间不存 在固定连接。
示例2
示例2与示例1的区别在于，挤出喷嘴在挤出喷嘴的排出孔左右 两侧的两点处经由压电促动器与辊支架连接。压电促动器经由一个整 合入光学的间距测量装置中的调节回路控制并且抑制挤出喷嘴的排出 孔和冷却辊(冷却辊)之间的间距变化。
示例3
示例3与示例2的区别在于，喷嘴唇的半径在出口区域内大约为 25 μm并且具有在宽度上具有+/-1 μm的半径均勻度(尖锐的边缘)。
在比较例1和示例1至3中所包含的薄膜的相关的测量参数借助 于冲裁的、圆形的、具有12cm直径的表面件确定并且在下面的表格 中对照。对比示示例1示例2示例3
例1
喷嘴和铸造辊之间的固定连接—+
固定连接+促动器一一+
尖锐的边缘—一一+
薄膜厚度(平均值，Mm)90卯卯90
喷嘴和铸造辊之间的振动()im)602454
光学的路径差异(面内)(平均值，129810
nm )
激光偏转(角分)0.90.50.50.4
厚度公差d>12cm(%)20.90.50.3
垂直的双折射0.00030.00030.000290.00025
(-:无，+:有)
附图标记清单
10 挤出喷嘴
20 熔体薄膜/薄膜
30 冷却辊
40 间距测量传感器
50 辊支架
60 刚性连接
70 压电促动器
80 间距
90 调节装置
权利要求
1.用于制造由热塑性塑料构成的薄膜的方法，其中热塑性塑料在一个挤出设备上熔化和输送并且以面状的熔体带的形式从挤出喷嘴的排出孔排出，将熔体带置于冷却辊(Chill-Roll-Walze)上并且冷却，所述挤出设备包含一挤出机、一具有宽槽形状的排出孔的挤出喷嘴以及一冷却辊(Chill-Roll-Walze)，所述冷却辊固定在辊支架上，其特征在于，应用这样的挤出设备，其中在工作状态下在挤出喷嘴的排出孔和冷却辊的表面之间的间距随时间的变化不大于+/-50μm。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，冷却辊具有+/-10 ja m 或更低的同轴度精度。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冷却辊 (Chill-Roll-Walze )固定在一个与挤出喷嘴固定连接的辊支架上。
4. 如权利要求1至3之一项或多项所述的方法，其特征在于，冷 却辊(Chill-Roll-Walze)固定在一个经由至少两个促动器与挤出喷嘴 相连接的辊支架上，其中促动器经由一个调节回路控制，使得促动器 主动地抑制挤出喷嘴的排出孔与冷却辊之间的间距的变化。
5. 如权利要求1至4之一项或多项所述的方法，其特征在于，挤 出喷嘴的排出孔的边缘在不均匀度不大于+/-5%时具有最高为50 nm 的半径。
6. 如权利要求1至5之一项或多项所述的方法，其特征在于，挤 出设备在挤出机和挤出喷嘴之间具有一个熔体泵。
7. 如权利要求1至6之一项或多项所述的方法，其特征在于，挤出喷嘴的喷嘴唇区域的内表面配备一个减小摩擦的涂层。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述涂层由一个单层 的或多层的、必要时改性的由Ni、 CrN、 TiCN、 TiC、 TiAIN、 DLC 构成的涂层或其它的类似金刚石的碳涂层制成。
9. 如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，挤出喷嘴的内表 面在挤出喷嘴唇区域内通过冶金或化学的方式改变或涂抹。
10. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，挤出喷嘴的内表面 在挤出喷嘴唇区域内设有一个单层的或多层的、由氟化合物制成的涂 层。
11. 如权利要求1至IO之一项或多项所述的方法，其特征在于， 在从挤出喷嘴的出口和与冷却辊的接触点之间的路径上加热熔体带。
12. 如权利要求l至ll之一项或多项所述的方法，其特征在于， 使用一挤出设备，其中熔体带在从挤出喷嘴的出口和与冷却辊的接触 点之间被一包裹件包围。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，在从挤出喷嘴的出 口和与冷却辊的接触点之间的路径上利用惰性气体包围熔体带。
14. 如权利要求1至13之一项或多项所述的方法，其特征在于， 喷嘴唇区域的内表面具有根据DIN 4768的粗糙深度Ra从O.Ol M m至 0.002 jam或更低，Rz从0.08 jam至0.015 jam,以及R咖，从0.10 |u m 至0.025 |am。
15. 由热塑性塑料制成的薄膜，其具有10至150jum的厚度和一 面内-双折射，所述面内-双折射在垂直透射时导致最高为25nm的光学 路径差异，其特征在于，薄膜在表面的任何区域内在一个直径为12cm 的圆形面内对一垂直入射的光束的偏转都不大于0.8角分，并且薄膜 的垂直双折射最高为0.0004。
16. 如权利要求15所述的薄膜，其特征在于，该薄膜在直径为 12cm的圆形面上的厚度公差不大于%。
17. 如权利要求15或16所述的薄膜，其特征在于，该薄膜由透 明的热塑性塑料制成。
18. 如权利要求17所述的薄膜，其特征在于，薄膜由聚曱基丙烯 酸曱酯塑料、沖击改性的聚甲基丙烯酸曱酯、聚碳酸酯塑料、聚苯乙 烯塑料、苯乙烯丙烯腈塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料、甘醇改性 的聚对苯二曱酸乙二醇酯塑料、聚氯乙烯塑料、聚烯烃塑料、环状烯 烃共聚物、聚苯硫醚塑料、聚苯砜塑料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚 塑料或各不同的热塑性塑料的混合物(blends)制成。
19. 如权利要求15至18之一项或多项所述的薄膜，其特征在于， 该薄膜由线性的或分叉的聚碳酸酯制成，其平均分子量Mw从10000 至45000。
20. 根据权利要求15至19之一项或多项的薄膜的应用，用于构 造光学的数据载体中的透明的层，用作光学的数据载体的覆盖薄膜， 用作光学的数据载体的防擦伤的覆盖薄膜，用作光学的数据载体的信 息层的载体材料，或用作LCD屏幕中的功能薄膜。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造由热塑性塑料构成的薄膜的方法，其中热塑性塑料在一个挤出设备上熔化和输送并且以面状的熔体带的形式从挤出喷嘴的排出孔排出，将熔体带置于冷却辊上并且冷却，所述挤出设备包含一挤出机、一具有宽槽形状的排出孔的挤出喷嘴以及一冷却辊(Chill-Roll-Walze)，所述冷却辊固定在辊支架上，其特征在于，应用这样的挤出设备，其中在工作状态下在挤出喷嘴的排出孔和冷却辊的表面之间的间距随时间的变化不大于+/-50μm。本发明此外涉及所述薄膜及其应用。
文档编号B29C47/32GK101203366SQ200580049658
公开日2008年6月18日 申请日期2005年11月24日 优先权日2005年4月29日
发明者克劳德·居纳滕, 克里斯托夫·克罗默尔, 克里斯托夫·施泰因费尔斯, 克里斯托费尔·诺伊罗特, 德特勒夫·比尔特, 瓦尔特·梅翁, 米夏埃尔·迈尔-凯泽, 赫伯特·格罗特许斯, 赫尔穆特·黑林 申请人:赢创罗姆有限公司