各向异性泡沫-薄膜复合结构的制作方法
【专利说明】各向异性泡沬-薄膜复合结构
[0001] 本申请是申请号为200780032984. X，申请日为2007年7月12日，发明名称为"各 向异性泡沫-薄膜复合结构"的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及多层结构。一方面，本发明涉及泡沫-薄膜多层结构，另一方面，本发 明涉及其中泡沫层包含各向异性泡孔（anisotropic cell)的泡沫-薄膜多层结构。再一 方面，本发明涉及制备该结构的方法，以及还在另一方面，本发明涉及该结构的用途。
【背景技术】
[0003] 多层泡沫-薄膜复合结构是公知的，例如美国专利3, 557, 265和5, 215, 691中所 述的结构。可以通过各种方法制备这些结构，包括层压和共挤出，在各种应用中的使用，包 括信封、装货袋、立式袋、标签、热成型包装和显窃启包装（tamper-evident packaging)。然 而，这些结构的各种性能还有改进的空间，尤其是韧性、抗撕裂性和抗刺穿性。
[0004] 日本专利公布No. 10 000748公开通过在盘形聚丙烯基树脂泡沫的两侧上层压 Eyrthetic Vein膜以致该板具有900至3, 500千克/平方厘米的弯曲模量制造适合用于 简单包装盒，例如可回收的容器等的泡沫层压材料板。在该盘形聚丙烯基树脂泡沫中，存在 于泡沫中的每个气泡的形状（其超过泡沫两个表面间的整个厚度的25% )符合下列式子： 0· 40 刍 A/B 刍 1. 0,0· 40 刍 A/C 刍 I. 0 和 0· 2 刍（A+B+0/3 刍 1. 5,其中 A、B 和 C 分别代 表厚度方向、挤出方向和宽度方向中的平均气泡直径。取向聚丙烯基树脂薄膜适合的合成 树脂薄膜在10千克/平方毫米或更大的拉伸强度和5至60微米的厚度的条件下使用。
[0005] WO 90/14945公开一种塑料容器封闭件，例如瓶盖衬垫或安全标签密封件（taper evident seal)，其由共挤出的多层发泡的薄膜形成。该共挤出的多层发泡的薄膜具有至少 一个第一聚烯烃掺合物的固体薄膜层和至少一个第二聚烯烃掺合物的发泡的层，所述第一 聚烯烃掺合物含有线性低密度聚乙烯，低密度聚乙烯和任选的高密度聚乙烯，所述第二聚 烯烃掺合物含有线性低密度聚乙烯，低密度聚乙烯和任选的乙烯乙酸乙烯基酯。使用吹膜 或流延膜挤出法在定义的条件下可以共挤出多层发泡的薄膜。可以将共挤出的多层发泡的 薄膜层压至其它材料，例如聚酯薄膜，热塑性粘合薄膜或金属薄膜，且其可以用作塑料容器 封闭件，或可以用作塑料盖的衬垫。
[0006] 美国专利No. 3, 645, 837公开一种具有多个层的塑料薄膜或板，其通过使具有不 同热塑性材料层的流动料流变形而形成，以提供具有层压材料结构的板或薄膜。得到交替 发泡和未发泡层。
[0007] 欧洲专利公布No. EP 0 553 522 Al公开复合泡沫制品，所述复合泡沫制品通过共 挤出至少两个彼此邻接的交错层而制备，其中复合制品的至少一个层是膨胀的热塑性树脂 材料。至少将一种发泡剂在足以维持发泡剂静止（quiescent)的压力下加入到至少一个层 中，且结合各个熔体流，让各个熔体流交错进入复合分层料流。将复合分层的料流榨出，同 时控制各个熔体料流的操作压力和温度以提供具有稳定泡沫结构的共挤出产品。
[0008] 美国专利No. 4, 206, 165公开一种制造塑料夹层单元的方法，其中在预定的温度 下将用于发泡的蜂窝（celllular)塑料制造的主要成分装料第一挤出机。在预定温度以下 至少25 T将用于固体塑料制造的主要成分装料第二挤出机。加热发泡的塑料层产生部分 熔融，将形成的夹层通过挤出模具挤出形成完整的塑料夹层。
[0009] 欧洲专利公布No. EP 0 344 726公开一种适合使用相同材料热成型和双侧真空 成型方法的发泡层压板。发泡的层压板包括发泡夹层，所述发泡的夹层包括聚烯烃树脂作 为主要树脂组分，且包括0. 5至35重量份的无机填料/100重量份的聚烯烃树脂，发泡夹层 的密度为0. 18至0. 98克/立方厘米，且聚烯烃薄膜层压在发泡夹层的两侧。发泡的层压板 表现出优异的成型性，且由其得到的形成物具有优异的耐热性、耐油性、隔热性能，和强度， 在微波炉或经高压杀菌食物容器中具有突出的用途。
[0010]日本专利公布No. 08072628公开一种聚碳酸酯树脂挤出的发泡板，其具有 (1)0. 06至0. 24克/立方厘米的密度，（ii)气泡最大直径的平均值为0. 1至0. 7毫米，和 (iii) 2 - 8毫米的厚度用作核心材料。聚碳酸酯树脂薄膜堆在发泡板的两个表面上，或纤 维织造布或非织造布堆在发泡板的至少一个表面上。用于发泡板的聚碳酸酯树脂的粘均分 子量为20, 000或更大，且用于薄膜的聚碳酸酯树脂的粘均分子量小于20, 000。
【发明内容】
[0011] 在本发明的一个具体实施方案中，与除了至少一个泡沫层的泡孔具有各向异性取 向外，在所有方面均相同的泡沫-薄膜复合结构相比较，其中至少一个泡沫层的泡孔具有 各向异性取向的多层泡沫-薄膜复合结构显示了至少一种提高的韧性、抗撕裂性和抗刺穿 性。在本发明的另一个具体实施方案中，以单、双或多向方式使至少一个泡沫层具有各向异 性泡孔取向，例如分别通过拉伸、拉幅机或吹泡、或热成型。还在本发明的另一个具体实施 方案中，在包装应用中使用多层泡沫-薄膜复合结构。
[0012] 优诜具体实施方案的描沐
[0013] "各向异性"、"各向异性取向"、"各向异性泡孔取向"及类似术语是指多层泡沫-薄 膜复合结构的泡沫层中的典型泡孔具有不对称的形状，典型地是指在一个维上比在其它维 上较大的形状。在泡孔取向之后，泡孔各向异性比（长/厚或x/z)典型地为2:1至0:1， 优选为3:1至5:1。
[0014] 本发明的多层泡沫-薄膜复合结构典型地包含至少两层的A/B结构，优选为5至 300层，更优选为15至75层。结构的外层包含泡沫或者薄膜，或者一层是薄膜，另一层是泡 沫。每层相互邻接，并与最接近的层结合在一起，优选薄膜层和泡沫层交替。薄膜层包含固 态的、非膨胀的热塑性树脂材料，所述树脂材料典型地具有〇. 10微米（μ m)至100微米，优 选为0. 5微米至50微米，更优选为1微米至30微米的厚度。泡沫层包含膨胀的蜂窝状热 塑性树脂泡沫材料，所述树脂泡沫材料典型地具有10微米至1，〇〇〇微米，优选为50微米至 500微米，更优选为75微米至300微米的厚度。层彼此之间通常平行相互交叉，即相互交 织。本发明的多层泡沫-薄膜复合结构的横截面厚度取决于层数和挤出设备的厚度容量， 但是典型地厚度范围为1〇微米至25毫米（mm)，优选为10微米至5毫米，更优选为100微 米至2毫米。泡沫的泡孔可以是开放或封闭的。
[0015] 可以通过多种方法制备本发明的多层泡沫-薄膜复合结构，例如美国专利 3, 557, 265 和 5, 202, 074 披露的分配（feedblock)和层倍增（layer multiplication) 技术，如 Dooley, J.和 Tung, Η· , Co-extrusion, Encyclopedia of Polymer Science and Technology, John Wiley&Sons, Inc. ,New York(2002)披露的顺序层加法（sequential layering)，或如美国专利3, 884, 606披露的直接分配法。在一个优选的具体实施方案中， 共挤出至少两个相同或不类似的热塑性材料的料流来制备所述结构。本领域熟知两种或两 种以上合成树脂材料的共挤出或同时挤出，且它们已经被用于制备包含许多层（例如50、 100或几百层）的板或薄膜。在美国专利3, 565, 985、3, 557, 265和3, 884, 606中阐述了该 方法。
[0016] 共挤出被广泛地描述为制备相互交叉的不同合成树脂材料的复合流（composite stream)的方法，在该方法中，至少一种材料包含热塑性树脂组合物，该热塑性树脂组合物 含有至少一种发泡剂或膨胀剂，该方法包括至少提供热塑化的（heat-plastified)合成树 脂材料的第一料流（first stream)和热塑化的热塑性材料的第二料流（second stream)， 两者都不包含发泡剂或膨胀剂，在足以基本上抑制发泡剂活性的压力下，将至少一种发泡 剂添加到至少热塑化的料流中，分别将每个料流分成多个第一分料流（fi