聚合物薄膜制造技术

一种聚合物薄膜包括采用聚合物材料制成的基质物层，至少在基质物层的一侧表面上涂有某种涂层，该涂层包括了蛭石片晶，其中，５０至１００％数量的片晶颗粒大小（尺寸）在０．５至５．０μｍ的范围以内，该薄膜显示出阻挡氧气的特性，并且很适宜于用来作为包装薄膜。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物薄膜，并特别涉及显示出阻挡氧气性能的聚合物薄膜。对于聚合物薄膜在商业方面非常需要，特别是对包装用薄膜，要求能够提供对于气体，特别是对于氧气的阻挡性能。一般聚合物薄膜具有很低的阻挡氧气的性能。通过采用适当的聚合物，例如采用聚偏二氯乙烯进行涂敷虽然能够给予聚合物薄膜的阻挡氧气的性能。但是，还需要寻求能够代替聚偏二氯乙烯等的其它类似材料。美国专利USA-3499820公开了另一种材料即片晶的利用，当将其涂敷在聚合物薄膜上或者将其放置在聚合物薄膜的夹层中时，则可以提供阻挡气体的性能。美国专利USA-3499820提出了任意有效的物质。例如，石墨、金属、有机材料如N-苯甲酰乙酰胺，及无机材料如矿物等。这些以片晶形式存在的材料可以涂敷在聚合物薄膜上用以提供对于气体、特别是对于氧气的阻挡性能。上述材料可以是天然产生的、合成的矿物、或者是化学改性的矿物。包括在该具体实例中的适当的矿物是膨润土粘土。该片晶应有的长度为0.005至30μm。其轴向比是20至300∶1。没有审查的日本专利申请号63-233836公开了具有阻挡气体性能的聚合物薄膜，它包括具有溶胀性质的片状硅酸盐与聚偏二氯乙烯的混合物的涂层。其比值分别为2至1/100。该片状硅酸盐可以是天然物质，或者是优选的合成化合物，因为它有优异的平面和大的结晶颗粒。具有平均颗粒大小(尺寸)为0.6μm的十堇青石锂(Lithium teniolite)，是包括在该说明书中的片状硅酸盐的唯一的具体实例。目前，我们专利技术了一种包括一层特定颗粒大小范围的蛭石的聚合物薄膜，它能够显示出惊人的对于氧气的阻挡特性、而不必再借助于使用聚偏二氯乙烯聚合物。因此，本专利技术提供了包括聚合物材料基质层的聚合物薄膜，该基质层至少在其一个表面上具有包括蛭石片晶的涂层，其中，50至100%数量的片晶具有的颗粒大小(尺寸)在0.5至5.0μm的范围内。本专利技术还提供了利用制成聚合物材料的基质物层和至少在其一个表面上涂敷包括蛭石片晶的涂层以制备聚合物薄膜的方法。其中50至100%数量的片晶具有的颗粒大小(尺寸)在0.5至5.0μm的范围内。按照本专利技术，用于制备涂敷薄膜的适用的基质物材料包括了任意的能够制成自成基剂的不透明的、或者优选的为透明的薄膜或片材的聚合物材料。该“自成基剂的薄膜或片材是指，薄膜或片材在没有基剂的情况下能够独立的存在。按照本专利技术的涂敷薄膜的基质物可以选用任意的合成的、形成薄膜的、聚合物材料制成。适宜的热塑性、合成材料包括了1-烯烃、如乙烯、丙烯或丁烯-1的均聚物或共聚物。特别是聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、尤其是合成的线性聚酯，它可以由一种或多种二元羧酸或其低级的烃基(高达6个碳原子)二元酯(例如，对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2，5-，2，6-，2，7-萘二羧酸、丁二酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、4，4′-二苯基二元羧酸、六氢化-对苯二甲酸、或1，2-双-对位-羧基苯氧基乙烷(优选的是一元羧酸如新戊酸))与一种或者多种二元醇、特别是脂肪族二元醇(例如，乙二醇、1，3-丙二醇，1，4-丁二醇。新戊二醇和1，4-环已烷二甲醇)进行缩合反应来得到。特别优选的是聚对苯二甲酸乙二醇酯，尤其是通过二个相互垂直的方向进行连续拉伸的双轴向取向的一种薄膜，一般其温度范围为70至125℃的范围，和优选一般在温度范围150-250℃热固化的，例如在英国专利838，708中所说明的。该基质物还可以包括聚芳基醚或其硫代类似物，尤其是聚芳基醚酮、聚芳基醚砜、聚芳基醚醚酮、聚芳基醚醚砜、或者其共聚物、或者其硫代类似物。这些聚合物的实例已经公开了EP-A-1879，EP-A-184458及USA-4008203等资料中。特别适用的材料是由ICI PLC出售的、注册商标为STABAR的那类品种。该基质物可以包括聚(亚芳基硫醚)，尤其是聚-对-亚苯基硫醚或者其共聚物。也可以使用上述聚合物的掺混物。适宜的热固性树脂基质物材料包括加成聚合反应树脂-如丙烯酸、乙烯类化合物、双马来酰亚胺及不饱和的聚酯，甲醛缩合物树脂-如与尿素、三聚氰胺或苯酚的缩合物、氰酸酯树脂，官能化的聚酯，聚酰胺或聚酰亚胺等。按照本专利技术的用于制备涂敷薄膜的聚合物薄膜基质物可以是非定向或者是单轴向取向的，而优选的是在薄膜的平面上沿着两个相互垂直的方向进行拉伸的双轴向取向，以达到令人满意的机械和物理的综合性能。同时，双轴向取向可以通过下列方法进行，即挤出热塑性聚合物管，将它顺序地骤冷、重新加热，然后利用内部气体压力使其膨胀以发生横向取向，随后停止这项操作，再进行纵向取向，在采用展幅机展幅方法中，可以进行连续拉伸，它是通过平形挤出法来挤出热塑性的基质物材料，该方法是顺序进行拉伸的，即先沿一个方向，然后沿另一个相互垂直的方向进行。一般，最好是先沿纵向方向拉伸，即沿着薄膜拉伸机前进的方向拉伸，然后，在横向方向拉伸。被拉伸的基质物薄膜，其温度可以并且最好是在其玻璃化转变温度之上，利用热固化限制其尺寸而达到尺寸稳定性。该基质物的适宜的厚度为由6至300，特别适宜的是由6至100，而尤其适宜的是由6至25μm。蛭石是某种2∶1的页硅酸盐层状矿物。用于在组合物中形成和构成蛭石层矿物。可以参考下列文献来制备“粘土矿物它们的结构，性能及利用”皇家科学讨论会报告集。1983年11月9日及10日·伦敦、皇家学会、1984(尤其是232～234页)。在本说明书中所采用的术语“蛭石”是指所有的已知的矿物学上的材料和商业上作为蛭石的包括具有蛭石层部分的矿物，例如，氢化黑云母和亚氯酸盐等。在本说明书中所采用的术语“蛭石片晶”是指用下列方法所得到的细小的颗粒或片状的层状矿物蛭石，即采用化学制品处理蛭石，在水中溶胀被处理的蛭石，并对在水中溶胀了的蛭石颗粒进行剪切的分离成层状矿物并制成层状矿物的细小颗粒的含水悬浮体。该细小的颗粒或片晶相互粘合并形成薄膜。蛭石是含有多种状态混合物(如蛭石、黑云母、氢化黑云母等)和层间阳离子(如Mg2+、Ca2+、K+)混合物的天然产生的矿物，含水悬浮体或蛭石片晶浆料的制备取决于离子交换(一般是不完全的)以导致足够地溶胀阳离子(如正丁基铵，Li+)而产生适当的宏观的溶胀作用。发生溶胀的数量一般要取决于离子交换的程度。然后，可以将该溶胀的、部分交换的蛭石凝胶进行碾磨以使产生蛭石片晶的含水的形成薄膜的悬浮体。用一种或多种金属(尤其是碱金属)盐或者烷基铵盐的水溶液来处理蛭石颗粒，随后用在水中溶胀，随后再碾磨以便分离成层状蛭石，这一处理方法是已知的了，并且被公开于例如UK-A-1016385，UK-A-1119305，UK-A-1585104和UK-A-1593382及US-A-4130687中。所得到的蛭石片晶的物理性质特别是取决于矿物的地区产地以及所采用的进行溶胀阳离子的具体类型和用量以及在离子交换和研磨步骤中所采用方法条件的正确性。也取决于其后的任意的分离方法，例如离心分离方法或者为了得到特定的颗粒大小范围而进行的筛分方法。本专利技术并不受如上所述的制备严格颗粒大小范围的蛭石片晶的特定方法的限制。也可以采用对本技术熟练的人员来说是很了解的方法。如此处所说明的，有关制备蛭石片晶的其它方法。蛭石片晶的颗粒大小是指片晶的最大宽度的大小。按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括聚合物材料的基质物层的聚合物薄膜，至少在其一面具有包括蛭石片晶的涂敷层，其中，５０％至１００％数量的片晶具有的颗粒大小（尺寸）在０．５至５．０μｍ范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AG哈里森，WNE梅雷迪思，DE希金斯，
申请(专利权)人：美国杜邦泰津胶片合伙人有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]