复合片材料及其形成方法_3

文档序号:9220897阅读:来源:国知局
如耐火性、UV抑制 等)不限于热塑性组成部分26,而是也可以作为复合片材料10 (热塑性组成部分26是所述 复合片材料10的一部分)的一部分被描述组成部分。
[0040] 热塑性组成部分26可以作为盖覆物被施加到支持组成部分24。热塑性组成部分 26盖覆物最初存在于支持组成部分24的面表面上,和/或可以在复合片材料10的形成过 程(例如,热压层压)之前至少部分地浸透基底12。可以使用挤压方法或者任何其他可操 作来将热塑性组成部分26作为盖覆物施加的已知方法,将盖覆物施加到支持组成部分24。 在挤压方法的一个实施例中,热塑性组成部分26和支持组成部分两者可以在单程挤压过 程中被一起形成。可替换地,热塑性组成部分26可以最初采取被设置在支持组成部分24的 一侧上的片形式。热塑性组成部分26的一个或更多个片可以被接合(例如,层压)到支持 组成部分24以形成基体,并且随后基体14可以被附接到基底12。可替换地,支持组成部分 24和热塑性组成部分26的一个或更多个片可以与基底12堆叠在一起,并且同时全部被接 合在一起(例如在升高的温度和压力过程中)。在图2中可以看出,基体或复合片形成后, 充足量的热塑性组成部分26存在于基体14的外部表面28上,以形成由热塑性组成部分26 组成的基本上不间断的表面,并且一些量的热塑性组成部分26与基底12的第一面表面20 接触。
[0041] 无论其形式(盖覆物、片等),热塑性组成部分26可以采取单个层,或者可以包括 多个独立的层(例如,见图3,其中热塑性组成部分层被指定为26a-26d)。在其中热塑性 组成部分26包括多个不同的层的那些实施方案中(例如,多层挤压结构或多层片等),具 体的层的材料及其在多个层的堆叠中的位置可以被选择来增强本复合片材料10的一种或 更多种特性,例如,热、光、屏障、表面外观以及成本特性。例如,多层热塑性组成部分26可 以被选择来增强基体14的表面特性,并且因此增强复合片材料10的表面特性。热塑性组 成部分26层可以被加工来为基体14 (并且因此为复合片材料10)提供平整的或有纹理的 (textured)外部表面28 (例如亚光(matte)或洼坑状(dimpled)表面,和/或包括三维图 案的表面,和/或装饰有图形图案的表面等)。类似地,热塑性组成部分26的一种或多种材 料可以给予,或者被完成以给予基体14平整的无光泽(non-gloss)外观,或者高光泽外观, 或者介于两者之间任何情况。热塑性组成部分26还可以被配置来便利在基体14上沉积文 字或设计(例如热塑性组成部分26的外层的特性可以被选择来便利印花),或者在基体14 之内沉积文字或设计(例如,在基体14的下表面层上印花,所述印花在表面上是可见的)。 表面特性可以被选择来适应复合片材料10的预期的应用。在一些实施方案中,可操作来确 保独立的层之间的结合附着的一种或更多种结合材料也可以被包括在层之间。结合层还可 以被用来提高到支持组成部分24以及到另一侧(如果覆盖片16被使用)的结合。
[0042] 在本复合材料片10的基体14中包括热塑性材料提供符合期望的性质,所述性质 使本复合片材料10成为用于许多不同的应用的一种令人满意的组成部分。例如,本基体的 热塑性组成部分和支持组成部分提供具有极佳的耐久性、可成形性、抗冲击性、记忆性、可 清洁性、外观改善和韧性的复合片材料,所述复合片材料在其中复合片材料10经受冲击、 弯曲负荷以及环境限制(例如,阳光、水分、温度变化等)的外部应用中是符合期望的。
[0043] 在一些实施方案中,基体14可以包括如同上面描述的作为基底12的一部分的遮 掩层40 (参见图1B)。在其他实施方案中,基体的支持组成部分24可以具有如本文描述的 遮掩层40配置。在其中支持组成部分24具有遮掩层40配置的实施方案中,被包括在遮掩 层40之内的主要材料(或者多种材料的组合)具有高于在基体之内的热塑性组成部分26 的熔点的熔点。
[0044] 中间结合剂可以被用来便利基体14结合到下面的基底12上。例如,马来酸酐可 以作为添加剂被用于基体的一种或更多种组分,来充当结合剂。
[0045] 参考图6,在一些实施方案中,基体14可以包括第二热塑性组成部分27。所述第 二热塑性组成部分27包括一个或更多个热塑性材料的片或层,所述热塑性材料具有等于 或小于支持组成部分24的熔点。如同热塑性组成部分26,在本复合材料片10的基体14中 的第二热塑性组成部分27提供符合期望的性质,所述性质使本复合片材料10成为用于许 多不同的应用的一种令人满意的组成部分,例如,提供符合期望的耐久性、可成形性、抗冲 击性、记忆性和韧性。
[0046] 在一些实施方案中,本复合片材料10包括被附接到基体14的覆盖片16。参见图 4,覆盖片16可以以使所述覆盖片16能够容易被去除(例如,被最终用户剥掉)的方式被附 接。在其中覆盖片16可容易被去除的那些实施方案中,当覆盖片16被附接时,将被接触的 两个表面中的一个或两个(即,基体14的暴露的表面28或者覆盖片16的相对的表面30) 是非作用的(non-active),由此允许用手或机器从基体14材料去除覆盖片16;即,非作用 的表面防止两个表面之间显著的结合(或相反地允许有限量的结合)。用比如Quilon?z络 络合物的材料处理的纸片产品(商业上可从DuPont获得)是覆盖片16的实施例,其可以被 轻轻附着并且被用作可去除覆盖片16。其他创建非作用的覆盖片表面的可接受的处理包括 被施加到覆盖片16的表面的一种或更多种蜡型材料,或者脂肪酸酯释放表面、硅酮等。然 而,本发明不限于任何用于创建非作用的覆盖片的特定的处理。出于几个理由,纸材料覆盖 片相对于许多材料是有利的,所述理由包括:1)在复合片材料10形成期间其将不会明显地 收缩;2)其可以被预加工(例如,通过砑光)以具有特定的密度和/或表面光洁度;以及3) 纸是相对便宜的。当经受层压过程时,一些塑料材料可能收缩或以另外的方式扭曲。然而, 覆盖片16还可以由聚合材料形成为将不会明显地收缩或根本不收缩的形式,例如,流延膜 (cast films)、防缩膜(pre-shrunk films)(例如,防缩双轴取向PET)等。可接受的覆盖片 16的其他实施例包括那些由以下材料中的一种或更多种形成的那些:纸(纤维素的、非纤 维素的或其他)、聚酰胺(PA)、聚苯砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、 低密度聚乙烯(LDPE)、聚酰胺(PA)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、离聚物(例如,DuPont销售的商 品名为Surlyn? by DuPont)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PBT、含氟聚合 物(聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、氟化乙丙烯(FEP),所述全部以Teflon? by DuPont的商品名被DuPont销售)。如上面所述,由这些材料中的任何制成的覆盖片16 可以被处理来便利其从基体14的去除。然而,覆盖片16不限于这些材料。
[0047] 在一些实施方案中,覆盖片16可以包括可收缩材料(即,在尺寸上减小到尺寸稳 定的状态的材料)。在这样的实施方案中,在形成复合片材料10的过程期间,覆盖片16可 以通过施加热量和/或压力来减小尺寸以达到稳定状态中的期望的尺寸。可接受被用作可 收缩覆盖片材料的非限制性实施例是双轴取向PET(例如,Mylar? )。可收缩覆盖片可以 被用在其中覆盖片16容易被去除,或者如下面描述的永久地被附接的那些实施方案中。
[0048] 可去除覆盖片16可以提供一个或多个符合期望的功能。例如,如在下面将被描述 的,复合片材料10可以使用连续或间歇(batch)热压制造过程被形成,其中所述复合片材 料10经受升高的表面压力和温度,以促进所述复合片材料10的组成部分之间的层压。在 层压过程(例如,基体14形成过程和/或复合材料片10形成过程)中,可去除的覆盖片16 的表面特性可以赋予复合片材料10的基体14部分的外部表面以表面特性,例如,具有平整 表面的可去除覆盖片16可以将平整表面赋予到基体14上,或者亚光涂饰(finish),或者 卵石纹(pebbled)涂饰等。因此,在层压过程期间,基体14的表面特性(例如,视觉改进) 可以被可去除覆盖片16影响或决定而不是被复合片材料10施加压力的装置(例如,压板 (platen)或辊)的特性影响或决定。例如,在本复合片材料形成过程中,当使用双轴取向的 PET材料的2密耳(即0. 002英寸)覆盖片时,意想不到的改进被发现。一经去除覆盖片 16,由于使用上述覆盖片16,高品质,高光泽光洁度(类似于"A级"表面光洁度)被发现。 可去除覆盖片16还可以被用作将材料转移到基体14的媒介。例如,可去除覆盖片可以提 供用于将转印(transfer print)施加到基体14的外部表面28的有效机制。经由可去除 覆盖片16施加转印的优点之一是将转移材料施加到覆盖片(例如,经由印花)比施加到已 形成的基体14或已形成的复合材料片10更容易。覆盖片16还可以被用作保护性覆盖物。
[0049] 在其他实施方案中,覆盖片16可以以不可去除的方式被永久地附接到基体14,以 及从而永久地附接到复合片材料10。所述被附接到基体14,并且由此被并入到复合片材 料10的覆盖片可以被用来提供符合期望的表面特性(例如,平整的、有纹理的或装饰的表 面),印刷的或以其他方式产生的文字、设计或图形,或者着色(pigmentation),和/或符 合期望的表面光洁度(例如,平整的无光泽外观、高光泽外观或者介于两者之间的任何情 况)。可以使用结合剂来便利覆盖片16结合到下面的基体14。所述结合剂可以被施加到 将要彼此接触的覆盖片和基体的表面中的一个或两个(或者如上面所述作为添加剂被包 括)。不可去除覆盖片16可以由上面列出的覆盖片材料中的任何制成。覆盖片16还可以 包括一种或更多种添加剂,包括起到紫外线(UV)抑制剂和热稳定剂的作用的那些,使覆盖 片16耐火的那些,以及其他添加剂,比如颜料、提高耐污染性和可清洁性的PTFE和其他含 氟聚合物、润湿剂、抗菌剂、抗气褪色剂(例如,耐化学品试剂)、亲水剂和疏水剂。覆盖片16 还可以包括一种或更多种添加剂,包括起到紫外线(UV)抑制剂和热稳定剂的作用的那些, 使复合片材料10耐火的那些,以及其他各种添加剂,比如颜料、硅酮、提高耐污染性和可清 洁性的添加剂(例如,PTFE和其他含氟聚合物)、润湿剂、抗菌剂、抗气褪色剂(例如,耐化 学品试剂)、亲水剂、疏水剂。在其中覆盖片16是被挤出的那些实施方案中,覆盖片16还可 以包括提高挤出表面均匀性的加工助剂。覆盖片16还可以包括以下添加剂中的一种或更 多种:可生物降解添加剂、耐油脂添加剂、抗氧化添加剂、滑爽剂、最小化或消除静电的添加 剂以及导电和/或半导电颗粒或纤维。作为覆盖片16之内的潜在成分上面描述的各种添 加剂和组分的特性(例如耐火性、UV抑制等)不限于覆盖片16,而是也可以作为复合片材 料10 (覆盖片16是所述复合片材料10的一部分)的一部分被描述。
[0050] 在一些实施方案中,一个或更多个热塑性材料的层34可以被施加(例如,通过挤 压)到覆盖片16的表面30,以形成覆盖片层压结构36。热塑性材料的层34可以包括针
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