CN101548235B - 制备不透明微孔化自支撑膜的方法 - Google Patents
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Abstract
产生不透明微孔化自支撑膜的方法,其包括步骤:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,的单体单元以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和着色剂的至少一种成分;ii)以厚膜形成步骤i)中产生的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始宽度的至少两倍;根据上述方法产生的不透明微孔化自支撑膜作为合成纸的用途;根据上述方法产生的不透明微孔化自支撑膜在图像记录元件中的用途。
Description
发明领域
本发明涉及制备不透明微孔化自支撑膜的方法。
发明背景
US 3,755,499公开了用于书写用途的合成片材,其基本由选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯和对苯二甲酸乙二酯与间苯二甲酸乙二酯的共聚物的线型聚酯和玻璃化转变点高于所述线型聚酯的高聚物构成,该高聚物的混合比率为该聚合物混合物的7至35重量%,该高聚物选自聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈与苯乙烯的共聚物、丙烯腈、丁二烯与苯乙烯的共聚物,由于均匀分散在所述线型聚酯中以构成其不规则表面的核的所述高聚物,所述合成片材具有非常精细粗化的表面。这些混合聚合物材料的同时和相继拉伸都据公开通常在85至95℃下进行,拉伸比为原始长度的2至3.5倍,根据其最终用途调节片材的可写性和不透明性。US 3,755,499的发明目的据说是提供具有改进的表面条件、不透明性和其它必要性质的用于书写和类似的其它用途的合成片材。US3,755,499进一步公开,要混入的热塑性树脂可以具有或不具有与该线型聚酯的相容性,只要其可以在成型时与该线型聚酯基本均匀混合并分散在该线型聚酯中,形成的膜无论是否透明都可以在拉伸后产生均匀消光表面,且由此获得的膜可热收缩、具有可接受的书写性质并具有充足不透明度,且为了进一步改进高温下的膜尺寸稳定性,其可以在高于该线型聚酯的拉伸温度和低于混合热塑性树脂和线型聚酯的熔点的温度下热处理。实施例2例举了玻璃化转变温度为100至105℃的丙烯腈和苯乙烯的共聚物与浓度为7至35重量%的聚对苯二甲酸乙二酯的混合,并通过T-模头熔体挤出以形成150微米厚的膜样品。这些膜片随后用双轴拉伸机在85℃下在其纵向以及横向上以膜原始长度两倍大的拉伸比同时拉伸,并也在85℃下以纵向三倍和横向三倍同时双轴拉伸。所得膜据报道具有下列性质:
丙烯腈-苯乙烯共聚物(重量%) | 7 | 7 | 35 | 35 |
聚对苯二甲酸乙二酯(重量%) | 93 | 93 | 65 | 65 |
拉伸比(LxW)倍数 | 2x2 | 3x3 | 2x2 | 3X3 |
拉伸后的厚度(μm) | 48 | 26 | 45 | 25 |
断裂强度(kg/cm) | 880 | 1210 | 650 | 730 |
致断伸长(%) | 110 | 45 | 55 | 23 |
透光系数(%) | 80.8 | 84.2 | 72.3 | 77.6 |
浊度值(%) | 92.5 | 90.6 | 94.3 | 96.6 |
可写性[铅笔硬度] | ≤4H | ≤3H | ≤4H | ≤3H |
US 3,755,499没有公开无机不透明化颜料(opacifying pigment)的添加或依图像加热对其中公开的不透明微孔膜的影响。
EP-A 0 606 663公开制备用于包括无机惰性颜料的反射性照相材料的不透明的聚酯共聚物载体的方法,所述聚酯包括对苯二甲酸乙二酯单元作为主要的重复单元,所述方法包括按照所给顺序的如下步骤:或者供应对苯二甲酸和乙二醇至双(β-羟基-乙基)对苯二甲酸酯或它的低聚物以便执行酯化步骤,或供应对苯二甲酸二甲基酯和乙二醇以便执行酯交换,在逐渐地减少的真空的条件下缩聚,或者粒化所获得的聚合物,随后干燥颗粒并进料它们至挤出机,或直接以熔体形式进料所获得的共聚物到挤出机,以片材形式挤出聚合物,在骤冷构件上骤冷并固化所得的片材,双轴拉伸该片材,退火双轴拉伸膜,其特征在于对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲基酯分别地被另一种芳族二羧酸或另一种芳族二羧酸的二甲基酯替代,和/或乙二醇被另一种二醇替代,分别关于乙二醇和对苯二甲酸或者对苯二甲酸二甲酯的所述替代总计最大20摩尔%。EP-A 0606 663作为优选的实施方案公开聚酯共聚物是乙二醇和对苯二甲酸(间苯二甲酸替代量为至多20mol%的最大值)或对苯二甲酸二甲酯(间苯二甲酸二甲酯替代量为至多20mol%的最大值)的缩聚反应产物。
EP-A 0 654 503公开了由50至97重量%线型聚酯和3至50重量%含苯乙烯的聚合物的共混聚合物制成的成型制品,其中该百分比是相对于该聚酯和含苯乙烯的聚合物的总和。EP-A 0 654 503还公开,该聚酯含有至少80重量%聚对苯二甲酸乙二酯且可以含有至多20重量%的聚间苯二甲酸乙二酯,在实施例7中举例说明了85重量%聚酯和15重量%ABS 2的混合物,该聚酯由94重量%聚对苯二甲酸乙二酯和6重量%聚间苯二甲酸乙二酯的混合物组成。
EP-A 1 291 155公开可压花,涂布的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜,包括:单轴取向的PET基底膜;和施加于PET基底膜的涂层,其中涂层和PET基底膜作为复合体被横向拉伸,所述涂层树脂在所述横向拉伸时浸渍PET基底膜的表面部分,由此致使膜的表面部分对压花敏感。EP-A 1 291 155此外公开了PET基底膜被共挤出,且形成至少两层且共挤出的共聚酯层如实施例4和5所述,由间苯二甲酸共聚对苯二甲酸无规共聚酯共聚物组成,摩尔比为约18%间苯二甲酸和82%对苯二甲酸。
现有技术的不透明微孔化轴向拉伸膜受制于不充分的不透明性连同缺乏尺寸稳定性或充分的尺寸稳定性和不充分的不透明性。此外,对于特别的应用,不透明微孔化轴向拉伸膜的白度不充分。
现有技术:
迄今,以下现有技术文件为申请人所知:
US 3,755,499,公开于1973年8月28日,
EP-A 0 606 663,公开于1994年7月20日,
EP-A 0 654 503,公开于1995年5月24日
EP-A 1 291 155,公开于2003年3月12日
WO 94/04961A,公开于1994年3月3日
US 5,156,709,公开于1992年10月20日,
发明方面
因此本发明的一个方面是提供改进的不透明微孔化轴向拉伸膜。
因此本发明的另一方面是提供制造改进的不透明微孔化轴向拉伸膜的方法。
因此本发明的一个方面还包括提供在不透明微孔化轴向拉伸膜中获得透明图案的方法。
本发明的其它方面和优点从下文的描述中变得显而易见。
发明概述
已经发现,可以令人惊讶地产生具有更高光学密度,即更高程度的不透明性,的白色、微孔化、不透明、自支撑和双轴拉伸膜,其具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基的单体单元组成的连续相线型聚酯基质,且具有均匀分散于其中的至少一种无定形高聚物和/或至少一种结晶高聚物,无定形高聚物的玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高,结晶高聚物的熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高,这是通过使用线型聚酯基质中的间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02的线型聚合物基质并且在>4N/平方毫米的拉伸力纵向拉伸挤出物。
本发明的方面通过用于制备不透明微孔化自支撑膜的方法实现,包括步骤:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,的单体单元以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和着色剂的至少一种成分;ii)以厚膜形成步骤i)中产生的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始宽度的至少两倍。
本发明的方面也通过用于获得透明图案的方法实现,包括步骤:依图像施加热并且任选辅以施加压力至通过包括如下步骤的方法产生的不透明微孔化双轴拉伸自支撑膜:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,的单体单元以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和着色剂的至少一种成分;ii)以厚膜形成步骤i)中产生的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始宽度的至少两倍。
本发明的方面也通过以上所述的方法产生的不透明微孔化自支撑膜作为合成纸的用途来实现。
本发明的方面也通过以上所述的方法产生的不透明微孔化自支撑膜在图像记录元件中的用途来实现。
在发明详述中公开本发明的优选实施方案。
发明详述
定义
用于公开本发明的术语空隙或微孔是指例如由于与聚酯基质不混溶的粒子引发的空隙引发粒子,在拉伸过程中可以在取向聚合膜中形成的微孔隙、微小闭孔、空腔、气泡或孔隙或孔化(cellulation)。该空隙或微孔可以是未填充的或被空气或某类蒸气填充。即使一开始未填充,该空隙或微孔也可能随时间经过而被空气或某类蒸气填充。
术语“不透明的”是指根据ASTM D589-97或根据TAPPI,360Lexington Avenue,New York,USA出版的不透明度试验T425m-60测得的大于90%的对可见光的不透百分率。
用于公开本发明的术语膜是具有特定组成的挤出片材、或由通过具有相同或不同组成的液体的共挤制成的具有相同或不同组成的多个膜彼此接触构成的片材。术语膜和箔在本公开中可互换使用。
用于公开本发明的术语线型聚酯是指包含烃二亚甲基和二羧酸酯单体单元的聚酯。
用于公开本发明的术语泡沫是指通过将许多气泡截留在液体或固体中而形成的物质。
用于公开本发明的术语“线型聚酯中的二亚甲基脂族单体单元”是指衍生自二亚甲基脂族二醇或其醚的单体单元,其中该术语脂族包括脂环族。
用于公开本发明的术语密度是指100毫米×100毫米、具有一定厚度(用具有直径3毫米的球尖的感应探针接触测量)的膜片的重量除以其体积。该值假定膜片的表面是平的且彼此平行。该值对应于EP-A 0 496323和WO 2005/105903A中报道的表观密度值。
用于公开本申请的术语无机不透明化颜料是指能够不透明化(即导致更不透明)的颜料,其包括折光指数至少1.4的基本白色的无机颜料,和分散在聚合物中时能够在拉伸时由于微孔化而造成不透明性的颜料。
用于公开本发明的术语增白剂是指在环境紫外线的影响下表现出蓝光的白色/无色有机化合物。
用于公开本发明的术语“载体”是指“自支撑材料”以将其与可作为溶液或分散体涂布、蒸发或溅射在载体上但本身不自支撑的“层”相区分。其也包括任选的导电表面层和粘合所必需的任何处理或为了助粘而施加的层。
用于公开本发明的术语“链式-聚合的嵌段”不包括缩合聚合物且是指这样的链式-聚合的聚合物链:其可以在嵌段共聚物或者接枝共聚物中的嵌段或者可以仅仅是链式-聚合的聚合物链。
用于公开本发明的术语可套印是指能够通过常规击打式和/或非击打印刷法套印。
用于公开本发明的术语常规印刷法包括,但不限于,喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷、苯胺印刷、胶印、压印(stamp printing)、照相凹版印刷、染料转印、热升华印刷以及热和激光诱发法。
用于公开本发明的术语图案是指可以具有线、正方形、圆形或任何无规构造的任何形式的不连续层。
用于公开本发明的术语层是指覆盖被称作例如载体的实体的整个区域的(连续)涂层。
用于公开本发明的术语“不透明膜”是指能提供与透明图像的足够对比度以使该图像清晰可见的膜。不透明膜可以是“不透光(opaque)膜”,但不必完全不透光以致没有残留的半透明性,即没有光透过膜。用MacBeth TR924密度计透过可见光滤光器以透射方式测得的光密度可以提供膜不透明度的衡量。ISO 2471涉及纸背衬的不透明度并在涉及纸的该性质时适用,该性质控制一片材在视觉上遮蔽下方的类似纸片上的印刷品的程度,并将不透明度定义为是“以百分率表示的带有黑色背衬的单张纸的光反射系数与带有白色反射背衬的相同样品的本征光反射系数的比率。80克/平米复印纸例如是白色不透明的并具有根据ISO 5-2用MacBeth TR924密度计测得透过黄色滤光器的0.5的光学密度,金属化膜通常具有2.0至3.0的光学密度。
用于公开本发明的术语透明是指具有透射至少50%入射可见光而不使其漫反射,优选透射至少70%入射可见光而不使其漫反射的性质。
用于公开本发明的术语挠性是指能够在不破损的情况下依循曲面物体(如鼓)的曲率。
用于公开本发明的术语“着色剂”是指染料和颜料。
用于公开本发明的术语“染料”是指在其应用介质中和在相关环境温度下具有10毫克/升或更大的溶解度的着色剂。
术语“颜料”在经此引用并入本文的DIN 55943中定义为是在相关环境条件下几乎不溶于分散介质因此在其中具有小于10毫克/升溶解度的无机或有机、彩色或非彩色着色剂。
产生不透明微孔化膜的方法
本发明的方面通过产生不透明微孔化自支撑膜的方法实现,其包括步骤:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,的单体单元以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和着色剂的至少一种成分;ii)以厚膜形成步骤i)中产生的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始宽度的至少两倍。
根据本发明的方法的第一实施方案,聚合物膜中均匀分散的至少一种无定形高聚物和/或至少一种结晶高聚物浓度是5至35wt%,优选地9至25wt%。
根据本发明的方法的第二实施方案,线型聚酯与分散其中的至少一种无定形聚合物和/或至少一种结晶高聚物的重量比为1.85∶1至19.0∶1,优选2.7∶1至13∶1,特别优选3.0∶1至10∶1。
根据本发明的方法的第三实施方案,分散在该连续相中的无定形高聚物粒子或结晶高聚物粒子具有小于10微米的直径,优选粒子具有数均粒度0.5-5微米,特别优选粒子具有平均粒度1至2微米。粒度越小,不透明性越高。
根据本发明的方法的第四实施方案,该膜不包括聚醚比如聚氧化乙烯。这样的聚醚降低密度且可能分解产生另外的非均匀分布的空隙。
根据本发明的方法的第五实施方案,该膜具有字母数字,压花图案,任选地压花的全息图和连续的半色调或数字图像中的至少一种。
根据本发明的方法的第六实施方案,膜在至少一面上提供有透明的可套印层,即适合击打或非击打式印刷。该透明的可套印层可以提供在不透明微孔化轴向拉伸的自支撑膜表面上的字母数字,压花图案,任选地压花的全息图和连续的半色调或数字图像的至少一种之上。
根据本发明的方法的第七实施方案,膜在至少一面上提供有可透明化的多孔的可套印层,即适合击打或非击打式印刷例如喷墨印刷。通过施加具有适当折光指数的液体(其也可以依图像施加)而透明化的可透明化的多孔层如EP-A 1 362 710和EP-A 1 398 175中所公开。可以在带有透明图案的不透明微孔化轴向拉伸的自支撑膜表面上的字母数字,压花图案,任选地压花的全息图和连续的半色调或数字图像的至少一种上提供这种可透明化的可套印层。
一部分该可透明化的多孔接收层的透明化可独自产生图像,或不透明多孔接收层的未透明化区域可独自构成图像。透明图案可以例如是纸币、股票、票证、***、身份证件或行李和包装标签的一部分。
根据本发明的方法的第八实施方案,聚合膜具有厚度约10微米-约500微米,优选约50微米-约300微米。
根据本发明的方法的第九实施方案,聚合膜具有胶层。该胶层使其可以改善聚合膜的湿润性和粘结性能,优选包括聚酯树脂,聚氨酯树脂,聚(酯氨基甲酸乙酯)树脂或丙烯酸树脂。
骤冷的挤出厚膜具有厚度大约10至大约6000微米,优选厚度大约100微米至5000微米。
通过首先在一个方向(例如纵向=MD)上拉伸,然后在第二方向[例如垂直于纵向=TD(横向)]上拉伸,由此实现根据本发明的双轴拉伸聚合膜。这使聚合物链取向,由此提高密度和结晶度。可以借助以符合所需拉伸比的不同速度运行的两个辊,通过将旋转辊的表面速度设为V2而线性挤出速度为V1以使拉伸比为V2/V1,进行在挤出方向上的纵向取向。纵向拉伸比应足以制造空隙。
可以使用本领域已知用于制造轴向和双轴取向聚酯膜的纵向拉伸操作。例如,使合并的膜层从一对红外线加热器之间通过,其在发生拉伸的区域中将这些层加热至高于聚酯玻璃化转变温度(对于聚对苯二甲酸乙二酯为大约80℃且对于聚间苯二甲酸乙二酯大约60℃)的温度。上述温度应该接近连续相聚合物的玻璃化转变温度以改进不透明性。在聚对苯二甲酸乙二酯的情况下,通常在大约80至大约140℃下进行纵向拉伸。在纵向拉伸过程中,由于在纵向延伸的膜中由分散聚合物的各粒子产生的空隙,实现不透明性。
与纵向拉伸的方向基本成90°角进行横向拉伸,该角度通常为大约70°和90°之间。对于横向取向,通常使用适当的拉辐机,将膜的两个边缘都夹住然后通过例如穿过热空气加热器(其将膜加热至高于玻璃化转变温度)来加热其上带有底漆层的合并层,由此拉向两条边。在聚对苯二甲酸乙二酯及其共聚物的情况下,在大约80至大约170℃,优选大约85至大约150℃下进行横向拉伸。膜的横向拉伸导致空隙横向延伸。
根据本发明的双轴拉伸聚合膜的产生,通过以>4.0N/平方毫米的拉伸张力纵向拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍,在中间骤冷后,纵向拉伸继之以与该第一拉伸过程呈基本90°的角度横向拉伸至初始宽度的至少三倍,拉伸张力优选>4.0N/平方毫米,拉伸温度优选地在连续相的玻璃化转变温度之上最多30℃,和特别优选地在连续相的玻璃化转变温度之上最多20℃。
根据本发明的方法的第十实施方案,纵向拉伸力>5N/平方毫米,纵向拉伸力>6.0N/平方毫米是优选的,纵向拉伸力>7.0N/平方毫米是特别优选的。
根据本发明的方法的第十一实施方案,横向拉伸以>4.0N/平方毫米的力进行,横向拉伸力>5N/平方毫米是优选的,横向拉伸力>6.0N/平方毫米是特别优选的,横向拉伸力>7.0N/平方毫米是尤其优选的。
根据本发明的方法的第十二实施方案,纵向拉伸温度不超过线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上40℃,不超过线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上30℃的纵向拉伸温度是优选的,不超过线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上20℃的纵向拉伸温度是尤其优选的。
根据本发明的方法的第十三实施方案,横向拉伸温度不超过线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上40℃,优选不超过线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上30℃的横向拉伸温度,不超过线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上20℃的横向拉伸温度是尤其优选的。
纵向和横向拉伸可以同时地用例如Brückner生产的装置执行。
用于纵向拉伸的拉伸比优选在约2和约6之间,优选在约2.5和约5之间,特别优选3和4之间。拉伸比越高,不透明性越高。
根据本发明的方法的第十四实施方案,纵向拉伸比至少2.5,优选至少3.0。
横向拉伸比优选在约2-约6范围内,优选2.5-约5,和特别优选约3-约4。不透明性在更高的拉伸速率(以%/分钟计)以及在较低的横向拉伸温度增加。
根据本发明的方法的第十五实施方案,横向拉伸比至少2.5,优选至少3.0。
生产过程可以进一步包括,作为进一步的步骤,热固着步骤来对抗收缩。例如,该双轴拉伸膜穿过第二组热空气加热器,其将温度140至240℃的热空气吹到膜层上以热定形或热固着膜层。热定形温度必须足以获得聚酯的结晶,但必须小心不使该层过热,因为空隙会坍塌。另一方面,提高热定形温度改进了膜的尺寸稳定性。通过改变热定形温度,可以获得性能的适当混合。在聚对苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯的情况下,优选的热定形或热固着温度为大于等于140℃。
在纵向拉伸之前和之后,可以通过涂布装置,如气刀涂布***将第一胶层,所谓的底漆层涂施到未成孔聚酯层上。该第一胶层例如由作为含水分散体涂施的胶乳形式的(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯、磺化聚酯、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物或含氯化物的共聚物如偏二氯乙烯共聚物形成,其由于存在共聚的不饱和羧酸而具有一定的亲水官能性。
根据本发明的方法的第十六实施方案,聚合膜不含泡沫。
根据本发明的方法的第十七实施方案,聚合膜不含发泡剂和/或发泡剂分解产物。
归因于微孔的膜光学密度
通过随膜厚度测量无成孔成分的膜的光学密度以提供对比值,获得用可见光滤光器透射测得的归因于微孔的膜光学密度。随后如下获得用可见光滤光器透射测得的归因于空隙的膜光学密度:双轴拉伸已添加了空隙诱发成分的组合物,并从具有根据纵向和横向拉伸比预计出的膜厚度的无空隙诱发成分的膜组合物的用可见光滤光器透射测得的光学密度中减去该用可见光滤光器透射测得的光学密度。
线型聚酯
根据本发明的方法的第十八实施方案,间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.04,摩尔比为至少0.05是优选的,摩尔比为至少0.065是特别优选的,和摩尔比为至少0.075是尤其优选的。
根据本发明的方法的第十九实施方案,间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.11,摩尔比为至少0.13是优选的,和摩尔比为至少0.15是特别优选的。
根据本发明的方法的第二十实施方案,间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.17,摩尔比至少0.20是优选的,摩尔比至少0.25是特别优选的。
根据本发明的方法的第二十一实施方案,间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比是0.50或更少,摩尔比0.45或更少是优选的,和摩尔比0.30或更少是特别优选的。
根据本发明的方法的第二十二实施方案,线型聚酯的数均分子量是10,000至30,000。
合适的脂族二亚甲基的实例包括亚乙基、亚丙基、甲基亚丙基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、新亚戊基[-CH2C(CH3)2-CH2]、1,4-环己烷-二亚甲基、1,3-环己烷-二亚甲基、1,3-环戊烷-二亚甲基、降冰片烷-二亚甲基、-CH2CH2(OCH2CH2)n-(其中n是整数,1至5是优选的)及其混合物。
根据本发明的方法的第二十三实施方案,脂族二亚甲基单体单元选自亚乙基,四亚甲基,新亚戊基,降冰片烷-二亚甲基和1,4-环己烷-二亚甲基。
根据本发明的方法的第二十四实施方案,该脂族单体单元由亚乙基单元和新亚戊基和/或1,4-环己烷二亚甲基单元组成,且新亚戊基和/或1,4-环己烷二亚甲基单体单元与亚乙基单体单元的摩尔比至少0.02,优选摩尔比至少0.04,特别优选摩尔比0.065。
根据本发明的方法的第二十五实施方案,线型聚酯包括至少两种线型聚酯树脂。在加热时,例如在混入挤出机期间,存在的不同线型芳族聚酯树脂将经历复分解、缩合和解聚(decondensing)以在足够长的加热后演化成单一树脂。
这样的聚酯在本领域中是众所周知的且可以通过众所周知的技术制备,例如US 2,465,319和US 2,901,466中所述的那些。
根据本发明的聚合膜的第二十六实施方案,聚合膜进一步包含导电性增强添加剂,例如在熔体中电离产生增强的导电性的金属盐比如乙酸镁,锰盐和硫酸钴。合适的盐浓度为约3.5×10-4摩尔/摩尔聚酯。提高的聚酯熔体粘度能实现熔体在保持在5至25℃(优选15至30℃)以冷却挤出物的冷却辊上的增强的钉销式固定(pinning),由此能实现更高拉伸力并因此实现提高的空隙形成和更高的不透明化程度。
在本发明中利用的线型聚酯应该具有40℃-150℃的玻璃化转变温度,优选地50到120℃,且应该是可取向的。
根据本发明的方法的第二十七实施方案,该线型聚酯具有在60重量%苯酚和40重量%邻二氯苯的0.5g/dL溶液中在25℃测得的至少0.45dl/g的特性粘度,0.48至0.9dl/g的特性粘度是优选的,0.5至0.8dl/g的特性粘度尤其优选。
无定形高聚物
用于本发明的聚合膜的无定形高聚物具有的玻璃化转变温度高于其分散在其中的连续相例如线型聚酯的玻璃化转变温度。聚(对苯二甲酸乙二酯),例如,具有大约80℃的玻璃化转变温度。
各种无定形高聚物的玻璃化转变温度和折光指数在下表给出:
Tg[℃] | 在589.3nm的钠线折光指数[ASTM D642] | |
聚苯乙烯 | 100 | 1.57-1.60 |
聚-α-甲基-苯乙烯 | 168 | 1.610 |
聚-4-甲基-苯乙烯 | 93 | - |
聚-α-乙烯基-萘 | 159 | 1.6818 |
聚丙烯腈 | 85 | 1.514,1.5187 |
聚甲基丙烯腈 | 120 | 1.520 |
聚甲基丙烯酸甲酯 | 105 | 1.49,1.4893 |
聚丙烯酰胺 | 165 | - |
丙烯腈和苯乙烯的共聚物 | 112 | 1.56 -1.57,1.57 |
28.5wt%丙烯腈和71.5wt%苯乙烯的共聚物 | 108 | 1.56 -1.57,1.57 |
ABS | 110 | 1.53 -1.54 |
根据本发明的方法的第二十八实施方案,均匀分散的无定形高聚物是交联的或非交联的。
根据本发明的方法的第二十九实施方案,无定形高聚物包括至少一个链式-聚合的嵌段。
根据本发明的方法的第三十实施方案,无定形高聚物包括至少一个链式-聚合的嵌段且该至少一个链式-聚合的嵌段选自聚苯乙烯,苯乙烯共聚物,SAN-聚合物,聚丙烯酸酯,丙烯酸酯-共聚物,聚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯-共聚物。
根据本发明的方法的第三十一实施方案,无定形高聚物包括选自SAN-聚合物,ABS-聚合物和SBS-聚合物的至少一个链式-聚合的苯乙烯共聚物嵌段。
根据本发明的方法的第三十二实施方案,无定形高聚物包括至少一个链式-聚合的SAN-聚合物嵌段,其中SAN-聚合物中AN-单体单元的浓度是15至35wt%。
根据本发明的方法的第三十三实施方案,无定形高聚物不包括纤维素酯。
根据本发明的方法的第三十四实施方案,无定形高聚物为至少部分交联的例如至少部分交联的聚(甲基丙烯酸甲酯)或至少部分交联的丙烯腈和苯乙烯的共聚物。
根据本发明的方法的第三十五实施方案,膜具有线型聚酯作为连续相且其中分散具有交联度为至少10%的高聚物。
根据本发明的方法的第三十六实施方案,无定形高聚物是SAN聚合物,SAN聚合物浓度优选为膜重量的至少5%,特别优选膜重量的至少10%。
本组合物的SAN聚合物添加剂是基本由苯乙烯类单体组分(包括苯乙烯以及α-低碳烷基取代的苯乙烯或其混合物)和丙烯腈类单体组分(包括丙烯腈以及α-低碳烷基取代的丙烯腈或其混合物)的无规共聚物构成的已知类属的聚合物。低碳烷基是指具有1至4个碳原子的直链或支链烷基,例如甲基、乙基、异丙基和叔丁基。在易得的SAN聚合物中,苯乙烯组分通常是苯乙烯、α-直链烷基取代的苯乙烯,通常α-甲基-苯乙烯,或其混合物,其中苯乙烯是优选的。类似地,在易得的SAN聚合物中,丙烯腈组分通常是丙烯腈、α-甲基-丙烯腈或其混合物,其中丙烯腈是优选的。
在SAN聚合物中,苯乙烯组分以主要重量比例,即以苯乙烯组分和丙烯腈组分总重量的高于50%,通常大约65%至大约90%,尤其是大约70%至大约80%的重量比例存在。丙烯腈组分以次要比例,即以苯乙烯单体组分和丙烯腈单体组分总重量的小于50%,通常大约10%至大约35%,尤其大约20%至30%的重量比例存在。苯乙烯-丙烯腈共聚物是目前市售可得的,丙烯腈含量15至35wt%,优选18至32%重量和特别优选21至30%重量。
在下列文献中更特别地确认和描述了SAN聚合物类型:R.E.Gallagher,US专利No.3,988,393,1976年10月26日颁发(尤其是在第9栏,第14-16行和权利要求8中),″Whittington′s Dictionary of Plastics″,Technomic Publishing Co.,第一版,1968,第231页,标题为“苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)”的部分中,和R.B.Seymour,″Introduction to PolymerChemistry″,McGraw-Hill,Inc.,1971,第200页(最后两行)至第201页(第一行)。在″Encyclopedia of Polymer Science and Technology″,JohnWiley and Sons,Inc.,第1卷,1964,第425-435页中更特别描述通过苯乙烯和丙烯腈的共聚制备SAN聚合物。
根据本发明的方法的第三十七实施方案,无定形高聚物是非交联的SAN聚合物,其具有的数均分子量为30,000至100,000,40,000至80,000是优选的。典型的SAN-聚合物具有45,000至60,000的数均分子量和1.2至2.5的聚合物分散度(Mw/Mn)。
根据本发明的方法的第三十八实施方案,无定形高聚物是非交联的SAN聚合物,具有重均分子量50,000至200,000,优选地75,000至150,000。SAN聚合物分子量越高,分散的SAN聚合物粒子的尺寸越大。
结晶高聚物
用于根据本发明的聚合膜的结晶高聚物,具有的熔点高于其分散于其中的连续相聚合物例如线型聚酯的玻璃化转变温度。具有充分高熔点的结晶高聚物包括聚乙烯,聚丙烯和聚(4-甲基-1-戊烯)。
根据本发明的方法的第三十九实施方案,该膜具有线型聚酯作为连续相且分散其中的是具有数均粒度0.5至5微米,优选1至2微米的结晶高聚物粒子。
对于各种聚乙烯和聚丙烯的熔点和折光指数在下表给出:
Tm[℃] | 在589.3nm的钠线折光指数[ASTM D642] | |
聚乙烯 | 95 | 1.51-1.54 |
高密度聚乙烯 | 141 | 1.51-1.54 |
全同立构聚丙烯 | 165 | 1.49 |
间同立构聚丙烯 | 189 | 1.49 |
聚丙烯(无规立构的) | 1.4735 | |
聚(4-甲基-戊烯) | 235 | 1.4630 |
无机不透明化颜料
根据本发明的方法的第四十实施方案,该膜进一步包含选自二氧化硅、氧化锌、硫化锌、锌钡白、硫酸钡、碳酸钙、二氧化钛、磷酸铝和粘土的至少一种无机不透明化颜料。该二氧化钛可以具有锐钛矿或金红石形态并且可以用氧化铝和/或二氧化硅稳定化。磷酸铝可以是无定形中空颜料,例如来自BUNGE的BiphorTM颜料。
这些颜料的折光指数列在下表中。
无机不透明化颜料 | 在589.3纳米的钠线折光指数 |
高岭石 | 1.53-1.57 |
膨润土 | 1.557 |
陶土 | 1.56 |
二氧化硅-硅胶 | 1.55 |
二氧化硅-方石英 | 1.487,1.484 |
二氧化硅-石英 | 1.544,1.553 |
碳酸钙 | 1.59,1.6,1.58 |
碳酸钙-方解石 | 1.486,1.64-1.66 |
硫酸钡-重晶石 | 1.637,1.638,1.649,1.64 |
锌钡白30%(硫化锌/硫酸钡) | 1.84 |
氧化锌(超细) | 1.9 |
氧化锌(红锌矿) | 2.008,2.029 |
硫化锌 | 2.37 |
二氧化钛-锐钛矿 | 2.554,2.493,2.55 |
二氧化钛-金红石 | 2.616,2.903,2.76 |
根据该方法的第四十一实施方案,该膜包括≤5%重量的无机不透明化颜料,即存在的无机不透明化颜料的总量,无论其类型,是≤5%重量,优选≤3%重量的无机不透明化颜料。
根据本发明的方法的第四十二实施方案,该膜进一步包括具有数均粒度在0.1-10微米之间,优选0.2-2微米的无机不透明化颜料。
无机不透明化颜料的添加具有使聚酯的取向稳定化的优点,从而可以在基本不影响该不透明微孔化轴向拉伸自支撑膜的不透明度的情况下在175℃下使该不透明微孔化轴向拉伸自支撑膜稳定化。在不存在无机不透明化颜料,如BaSO4或TiO2的情况下,聚酯的热固着只有以不透明微孔化轴向拉伸自支撑膜的一些不透明度为代价才能实现。此外,折光指数低于2.0的颜料,由于该颜料与聚合物基质之间的小折光指数差,不能独自提供显著不透明度。
已经发现分散在聚合物膜中的二氧化钛粒子在拉伸膜时不会诱导微孔化。
增白剂
根据本发明的方法的第四十三实施方案,增白剂的浓度为≤0.5重量%,≤0.1重量%是优选的,≤0.05重量%特别优选,≤0.035重量%尤其优选。
根据本发明的方法的第四十四实施方案,该膜进一步包含选自双-苯并噁唑,例如双-苯并噁唑基-均二苯代乙烯和双-苯并噁唑基-噻吩;苯并***-苯基香豆素;萘并***-苯基香豆素;三嗪-苯基香豆素和双(苯乙烯基)联苯的增白剂。
合适的增白剂是:
阻燃剂
根据本发明的方法的第四十五实施方案,该膜进一步包含选自:溴化化合物;有机磷化合物;三聚氰胺;三聚氰胺-衍生物(例如与有机或无机酸,如硼酸、氰尿酸、磷酸或焦/多磷酸的三聚氰胺盐),和三聚氰胺同系物(如蜜白胺、蜜勒胺和melon);金属氢氧化物(例如氢氧化铵和氢氧化镁);多磷酸铵和硼酸锌(例如组成为xZnO.yB2O3.zH2O,如2ZnO.3B2O3.3.5H2O)的阻燃剂。
合适的阻燃剂包括:
抗氧化剂
根据本发明的方法的四十六实施方案,该膜进一步包含选自有机锡衍生物、位阻酚、位阻酚衍生物和亚磷酸酯的抗氧化剂。
合适的阻燃剂包括:
光稳定剂
根据本发明的方法的第四十七实施方案,该膜进一步包含受阻胺光稳定剂。
合适的光稳定剂包括:
紫外线吸收剂
根据本发明的方法的第四十八实施方案,该膜进一步包含选自苯并***衍生物和三嗪衍生物的紫外线吸收剂。
合适的紫外线吸收剂包括:
图像记录元件
也通过根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途实现本发明的方面。
根据本发明,根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途的第一实施方案,该膜在至少一面上带有透明可套印层,即用于击打式和非击打式印刷。
根据本发明,根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途的第二实施方案,该膜在至少一面上带有不透明可套印层,即适用于至少一种击打式和非击打式印刷技术。
根据本发明,根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途的第三实施方案,该膜在至少一面上带有不透明的可透明化可套印层,即适用于至少一种击打式和非击打式印刷技术。
根据本发明,根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途的第四实施方案,该膜在至少一面上带有喷墨接收层。典型的接收层在水性或溶剂油墨或糊料的情况下是多孔的以实现迅速的触摸干燥,或在相变油墨或可固化油墨,例如可辐射固化油墨的情况下是无孔的。多孔接收层通常包含至少一种颜料,如二氧化硅或氧化铝;至少一种粘合剂,如苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸三元共聚物的铵盐;表面活性剂,例如阴离子型表面活性剂,如脂族磺酸盐;任选均化剂,如聚二甲基硅氧烷,和任选媒染剂。
根据本发明,根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途的第五实施方案,该膜在至少一面上带有成像层,例如摄影层,例如卤化银乳剂层;光敏热成像元件和基本不感光的热成像元件;和染料热转印***的染料接收层。
根据本发明,根据本发明制备的不透明自支撑膜在图像记录元件中的用途的第六实施方案,该膜在至少一面上带有可写层,例如可用铅笔、圆珠笔和自来水笔书写。
获得透明图案的方法
本发明的方面通过用于获得透明图案的方法实现,包括步骤:依图像施加热并任选辅以施加压力至通过包括如下步骤的方法获得的不透明微孔化双轴拉伸自支撑膜:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,的单体单元以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和着色剂的至少一种成分;ii)以厚膜形成步骤i)中获得的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始长度的至少两倍。
根据本发明的获得透明图案的方法的第一实施方案,通过加热的或热的压模、热头、加热的或热的条或激光施加热。加热可以从该膜的一面或两面进行。可以在膜厚度没有显著改变的情况下容易地实现至少0.4或最多40%的光学密度变化。此外,通过本发明的获得透明图案的方法实现的透明化作用来自热源供应的热、热源与膜之间的压力和热源使用时间的组合。必须连续或断续施热至少1毫秒。可以用单次热脉冲进行用热头的加热,但多次短加热脉冲是优选的以避免加热元件的过热。当使用热头时,可以在加热过程中在热头与不透明微孔化双轴拉伸自支撑膜之间使用箔,例如可以在不透明微孔化膜与热头之间夹入6微米厚PET膜以防止热头的可能污染。可以使用热头印刷机,如AGFA-GEVAERT N.V.供应的DRYSTAR-印刷机制造本发明的透明图案,例如个性化水印。
通过浮雕图案实现这种透明化效应,该图案可以触知,即以触觉方式感知,和通过光泽度的变化感知。热源的温度越高,这种浮雕图案越明显,例如在SAN-聚合物作为分散相的情况下,这种压花效应随着在110℃至190℃之间的温度而提高。通过将热压模施加到不透明微孔化双轴拉伸自支撑膜上而获得的触知浮雕比使用热头获得的明显得多。
所实现的透明度取决于压模/热头印刷条件:时间、温度和压力。材料的热固着史也是重要的。不透明微孔化双轴拉伸自支撑膜的热诱导的透明化可以在任选施加喷墨接收层之类的层之前或之后和在透明化之前或之后进行。透明化区域的相对位置和载体中的透明度可以有价值地作为额外安全措施。
根据本发明的获得透明图案的方法的第二实施方案,断续施热。
根据本发明的获得透明图案的方法的第三实施方案,在依图像施热之前在该膜上提供透明可套印层。
根据本发明的获得透明图案的方法的第四实施方案,在依图像施热之后在该膜上提供透明可套印层。
工业应用
本发明的不透明微孔化轴向拉伸膜可用作用于印刷和其它用途的合成纸、用作LCD显示器和光电器件中的relector、用作成像材料(例如击打式和非击打式(例如电子照相术、电记录术和喷墨)接收材料、光敏热成像记录材料、基本不感光的热成像记录材料、染料升华印刷、热转印等)的载体,用在安全和防伪用途中,例如在票证、标签、签条、身份证、银行卡、法律文书、纸币和包装中,并且也可以整合到包装中。
下面通过对比例和实施例例证本发明。除非另行指明,这些实施例中给出的百分比和比率按重量计。
在载体的乳剂侧上的胶层Nr.01:
实施例中所用的成分:
聚酯:
PET-nr | MFI 270℃/1.20kg[cm3/10min] | 特性粘度**[η][dl/g] | Tg[℃] | ||
01 | T03* | 聚对苯二甲酸乙二酯 | 34.8 | 0.60 | 80.5 |
02 | T04* | 聚对苯二甲酸乙二酯 | 34.8 | 0.60 | 80.5 |
03 | WP75# | 98.5摩尔%对苯二甲酸酯、1.5摩尔%间苯二甲酸酯和100摩尔%乙烯单元的聚酯 | 0.77 | 80 |
PET-nr | MFI 270℃/1.20kg[cm3/10min] | 特性粘度**[η][dl/g] | Tg[℃] | ||
04 | DP9990# | 90摩尔%对苯二甲酸酯、10摩尔%间苯二甲酸酯和100摩尔%乙烯单元的聚酯 | 0.60 | ||
05 | DP9730# | 70摩尔%对苯二甲酸酯、30摩尔%间苯二甲酸酯和100摩尔%乙烯单元的聚酯 |
*AGFA-GEVAERT N.V.
#La Seda
**特性粘度在Ubbelohde粘度计中在60重量%苯酚和40重量%邻二氯苯的0.5g/dL溶液中在25℃下测定
苯乙烯-丙烯腈共聚物:
SAN-nr | Wt%丙烯腈 | Wt%苯乙烯 | MFI 270℃/1.20kg[mL/10min] | Mn | Mw | Tg[℃] | |
01 | TYRIL 905* | 20 | 80 | 7.1 | 105.2 | ||
02 | TYRIL 867E* | 25 | 75 | 5.8 | 106.5 | ||
03 | SAN 140* | 27.5 | 72.5 | 53.2 | 47,640 | 99,820 | 108.8 |
04 | LURAN368R# | 28 | 72 | 3.9 | 107.3 | ||
05 | TYRIL 790* | 29 | 71 | 12.1 | 106.3 | ||
06 | SAN 124* | 28.5 | 71.5 | 37.9 | 53,940 | 109,350 | 108.1 |
07 | LURAN388S# | 33 | 67 | 3.6 | 108.7 |
*DOW CHEMICAL
#BASF
MFI=熔体流动指数
二氧化钛:Renol-white/PTX 506,来自CLARIANT GmbH的母料,含有65重量%TiO2和35重量%聚酯
对比例1至3
用于产生对比例1至3的膜中所用的挤出物的PET型和SAN型在表3中给出。PET,SAN,TiO2和UVITEX OB-one以表1中给出的重量百分数混合,然后在真空条件下(<100毫巴)在150℃干燥4小时,混合物然后熔融于PET-挤出机且挤出穿过片材模头并冷却以生产对比例1至3的挤出物。
表1:
对比例nr | PET01[wt%] | PET02[wt%] | PET03[wt%] | SAN型 | TiO2[wt%] | OB-one[ppm] |
1 | 98 | - | - | - | 2 | 150 |
2 | 47 | - | 47 | - | 6 | - |
3 | 44 | - | 44 | - | 12 | - |
对比例1至3的挤出物然后用INSTRON装置纵向拉伸,其中挤出物在安装在该装置上的炉中以表2中给出的条件加热以分别产生对比例1/LS1,2/LS1和3/LS1的轴向拉伸膜。
表2:
对比例nr. | 拉伸比 | 拉伸力[N/mm2] | 厚度[微米] | OD TR924 |
1/LS1 | 3.3 | 6.0 | 319 | 0.81 |
2/LS1 | 3.3 | 5.0 | 340 | 1.26 |
3/LS1 | 3.3 | 5.0 | 335 | 1.59 |
然后对纵向拉伸膜以表3中给出的条件进行横向拉伸,拉伸时间30s,拉伸速度1000%/分钟。最后在175℃热固着膜1分钟,产生基本上不透明的对比例1/LS1,2/LS2和3/LS3的膜。
对比例1/LS1/BS1,2/LS1/BS1和3/LS1/BS1的膜的光学密度用具有可见光滤光器的MACBETH TR924密度计以透射模式测量,且结果在表3中给出。
表3:
对比例nr. | 拉伸比 | 拉伸温度[℃] | 厚度[微米] | 热固着后的OD(TR924) |
1/LS1/BS1 | 3.3 | 135 | 120 | 0.45 |
2/LS1/BS1 | 3.3 | 135 | 140 | 0.90 |
3/LS1/BS1 | 3.3 | 135 | 135 | 1.12 |
*拉伸张力越高,拉伸温度越低
将对比例的膜1/LS/BS,2/LS/BS和3/LS/BS各自安装在Instron 4411装置中并在120至190℃的各种温度下加热5秒,上方夹钳中的烙铁以0.5N/平方毫米的压力与该膜接触。用带有可见光滤光器的MacBethTR924密度计透射测量试验后膜的光学密度,还测量了膜厚度。结果分别地概述在下表4和5中。
表4:
表5:
在实验误差范围内没有观察到在加热对比例的膜1/LS/BS,2/LS/BS和3/LS/BS的透明化。由此可见缺乏分散的SAN-聚合物粒子时,包含二氧化钛的膜没有透明化,即没有微孔形成。
对比例4
如对对比例1至3所述制造组成为2重量%二氧化钛、100ppmUVITEX OB-one和98重量%PET02的对比例4的1083微米厚的挤出物并具有用带有可见光滤光器的MacBeth TR924密度计以透射模式测得的1.35的光学密度。挤出物在表6中给出的条件下在长度方向如对比例1至3所述拉伸。厚度值的测量是通过平均在16个不同的位置、使用具有1微米的分辨度、2微米的精度和直径为3mm的接触球的SONYU30A厚度计在0.8N测量力下接触上表面获得的测量值。
表6:
对比例nr | 拉伸比 | 拉伸力[N/平方毫米] | 厚度[微米] | OD(TR924) | OD[X-rite] |
4/LS1 | 3.3 | 6 | 323 | 0.805 | 0.55 |
4/LS2 | 3.3 | 4 | 328 | 0.84 | - |
然后在表7中给出的条件下在纵向拉伸的膜上进行横向拉伸,拉伸时间30s,拉伸速度1000%/分钟。用带有可见光滤光器的MacBeth TR924密度计以透射模式测量的厚度和测量的光学密度也在表7中给出。
表7:
对比例nr. | 拉伸比 | 拉伸温度[℃] | 厚度[微米] | ODTR924 | OD[X-rite] |
4/LS1/BS1 | 3.3 | 135 | 120 | 0.47 | 0.30 |
4/LS2/BS1 | 3.3 | 135 | 124 | 0.53 | 0.33 |
由于如从对比例1至3中可以看出的那样,对于对比例4的组合物,在双轴拉伸时不存在成孔对光学密度的贡献,可以利用光学密度对膜厚度的依赖性提供基线,对于在双轴拉伸时形成空隙的含2重量%相同二氧化钛颜料的基于芳族聚酯的那些组合物,用该基线评估成孔对光学密度的贡献。
Beer-Lambert关系不适用于含光散射颜料,如二氧化钛着色的膜。如果膜厚度小于散射光的平均自由行程长度,光会在散射后逸出,否则,光不会逸出并实际上干扰进一步散射光,从而提供光学密度对膜厚度的准指数依赖性。这种情况太复杂以致不能在理论上描述,因此唯一可能的途径是测量在特定膜厚度下观察到的实际光学密度。上述光学密度看似相当接近于线性依赖在层厚度范围1084至120微米内的膜厚度的对数,得出下列关系式:
OD=0.891log[厚度,微米计]-1.3727
该关系式提供作为膜厚度的函数的可归因于所用2重量%浓度二氧化钛颜料的光学密度。
对比例5和本发明的实施例1至17
如下制造都含2重量%二氧化钛和15重量% SAN 06的对比例5和本发明的实施例1至17的大约1100微米厚的挤出物:将表8中的成分以表8中给出的比例混合,然后将该混合物在150℃下在真空(<100毫巴)下干燥4小时,再在PET-挤出机中熔融,挤过片材模头并冷却以制造具有如表8中概括的大约1.3克/毫升的密度以及间苯二甲酸酯(IPA)∶对苯二甲酸酯(TPA)比率的对比例5和本发明的实施例1至17的挤出物。
表8:
对比例nr. | PET02[wt%] | PET04[wt%] | PET05[wt%] | IPA∶TPA比 | SAN型 | SAN[wt%] | UVITEXOB-one[ppm] | TiO2[wt%] | 密度[g/mL] |
5 | 83 | 0 | - | 0 | 06 | 15 | - | 2.0 | 1.294 |
本发明实施例nr. | |||||||||
1 | 58 | 25 | - | 0.0310 | 06 | 15 | - | 2.0 | 1.289 |
2 | 41.5 | 41.5 | - | 0.0526 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | 1.284 |
3 | 33.35 | 49.7 | - | 0.0636 | 06 | 15 | - | 1.95 |
对比例nr. | PET02[wt%] | PET04[wt%] | PET05[wt%] | IPA∶TPA比 | SAN型 | SAN[wt%] | UVITEXOB-one[ppm] | TiO2[wt%] | 密度[g/mL] |
4 | 33.3 | 49.7 | - | 0.0637 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | |
5 | 32.3 | 50.7 | - | 0.0650 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | |
6 | 32.3 | 50.7 | - | 0.0650 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | |
7 | 26.29 | 56.71 | - | 0.0733 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | |
8 | 25.25 | 57.75 | - | 0.0748 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | |
9 | 25 | 58 | - | 0.0751 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | 1.304 |
10 | 24.3 | 58.7 | - | 0.0761 | 06 | 15 | 100 | 2.0 | |
11 | 1.05 | 82.0 | - | 0.109 | 06 | 15 | - | 1.95 | |
12 | - | 83 | - | 0.111 | 06 | 15 | - | 2.0 | 1.299 |
13 | - | 83 | - | 0.111 | 06 | 15 | 100 | 20 | |
14 | 28.25 | 22.3 | 32.5 | 0.168 | 06 | 15 | 100 | 1.95 | |
15 | 14.85 | 22.3 | 45.9 | 0.239 | 06 | 15 | - | 1.95 | |
16 | 1.05 | 22.3 | 59.7 | 0.320 | 06 | 15 | - | 1.95 | |
17 | 1.05 | - | 82.0 | 0.421 | 06 | 15 | - | 1.95 |
在表11中给出的条件下如对比例1至3中所述对各挤出物进行纵向拉伸。预期厚度是基于挤出物厚度的厚度并且是纵向(如对未成孔膜观察到的那样)。
纵向拉伸伴随着由成孔引起的密度降低,这种密度降低明显随IPA∶TPA比率提高而提高,令人惊讶地表明,IPA∶TPA比率的提高有利于膜中提高的成孔。
表11:
表10给出测得厚度;预期厚度,即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度,纵向拉伸比和横向拉伸比;用带有可见光滤光器的MacBethTR924密度计以透射模式测得的光学密度;预期光学密度,即使用对比例4中公开的关系式使用理论层厚度值计算出的光学密度;和观察到的光学密度与归因于2重量%浓度的所用特定二氧化钛颜料的预期光学密度之差,ΔOD。
表10:
对比例nr | IPA∶TPA比 | 厚度[μm] | V1速度[m/min] | 预期厚度[μm] | ODTR924 | 预期OD | ΔOD | ΔOD/OD | OD[X-rite] |
5/LS1 | 0 | 320 | 4.0 | 286 | 1.00 | 0.81 | 0.19 | 0.19 | 0.76 |
本发明实施例nr. | |||||||||
1/LS1 | 0.0310 | 325 | 4.0 | 286 | 1.05 | 0.81 | 0.24 | 0.23 | 0.82 |
1/LS2 | 0.0310 | 323 | 4.0 | 301 | 1.00 | 0.83 | 0.17 | 0.17 | 0.78 |
2/LS1 | 0.0526 | 318 | 4.0 | 286 | 1.06 | 0.81 | 0.25 | 0.23 | 0.85 |
3/LS1 | 0.0636 | 380 | 4.0 | 333 | 1.17 | 0.87 | 0.30 | 0.26 | 0.96 |
3/LS2 | 0.0636 | 380 | 4.0 | 333 | 1.15 | 0.87 | 0.28 | 0.24 | 0.97 |
3/LS3 | 0.0636 | 375 | 8.0 | 333 | 1.12 | 0.87 | 0.25 | 0.22 | 0.92 |
4/LS1 | 0.0637 | 350 | 4.0 | 333 | 1.21 | 0.87 | 0.34 | 0.28 | 0.98 |
4/LS2 | 0.0637 | 330 | 4.0 | 333 | 1.02 | 0.87 | 0.15 | 0.15 | 0.80 |
5/LS1 | 0.0650 | 365 | 4.0 | 333 | 0.87 | ||||
6/LS1 | 0.0650 | 300 | 4.0 | 290 |
对比例nr | IPA∶TPA比 | 厚度[μm] | V1速度[m/min] | 预期厚度[μm] | ODTR924 | 预期OD | ΔOD | ΔOD/OD | OD[X-rite] |
6/LS2 | 0.0650 | 335 | 4.0 | 305 | |||||
6/LS3 | 0.0650 | 350 | 4.0 | 319 | |||||
7/LS1 | 0.0733 | 360 | 4.0 | 333 | 1.17 | 0.87 | 0.30 | 0.26 | 0.97 |
8/LS1 | 0.0748 | 330 | 4.0 | 333 | 1.08 | 0.87 | 0.21 | 0.19 | 0.90 |
9/LS1 | 0.0751 | 330 | 4.0 | 286 | 1.13 | 0.81 | 0.32 | 0.28 | 0.92 |
10/LS1 | 0.0761 | 350 | 4.0 | 333 | 1.18 | 0.87 | 0.31 | 0.26 | 1.00 |
10/LS2 | 0.0761 | 333 | 4.0 | 333 | 1.10 | 0.87 | 0.23 | 0.21 | 0.89 |
11/LS1 | 0.109 | 370 | 4.0 | 333 | 1.15 | 0.87 | 0.28 | 0.24 | 0.93 |
11/LS2 | 0.109 | 385 | 4.0 | 333 | 1.28 | 0.87 | 0.41 | 0.32 | 1.01 |
12/LS1 | 0.1111 | 345 | 4.0 | 286 | 1.20 | 0.81 | 0.39 | 0.32 | 1.02 |
12/LS2 | 0.1111 | 380 | 4.0 | 301 | 1.23 | 0.83 | 0.40 | 0.32 | 1.00 |
13/LS1 | 0.1111 | 320 | 4.0 | 286 | 1.24 | 0.81 | 0.43 | 0.35 | 1.00 |
13/LS2 | 0.1111 | 4.0 | 286 | 1.02 | 0.81 | 0.21 | 0.20 | 0.83 | |
13/LS3 | 0.1111 | 4.0 | 286 | 1.10 | 0.81 | 0.29 | 0.26 | 0.83 | |
14/LS1 | 0.168 | 393 | 4.0 | 333 | 1.15 | 0.87 | 0.28 | 0.24 | 0.97 |
15/LS1 | 0.239 | 390 | 4.0 | 333 | 1.12 | 0.87 | 0.25 | 0.22 | 0.91 |
16/LS1 | 0.320 | 392 | 4.0 | 327 | 1.37 | 0.87 | 0.50 | 0.36 | 1.10 |
16/LS2 | 0.320 | 400 | 4.0 | 327 | 1.10 | 0.87 | 0.23 | 0.21 | 0.89 |
17/LS1 | 0.421 | 375 | 4.0 | 333 | 1.13 | 0.87 | 0.26 | 0.23 | 0.76 |
17/LS2 | 0.421 | 380 | 4.0 | 333 | 0.97 | 0.87 | 0.10 | 0.10 | 0.89 |
由于成孔的光学密度增加为17-36%。此外,对于本发明实施例13/LS1,13/LS2和13/LS3的光学密度值清楚表明了纵向拉伸力的影响,对于具有最高纵向拉伸力8N/mm2的本发明实施例13/LS1的膜,获得了最高的光学密度值1.24,相比之下,分别具有纵向拉伸力5N/mm2和6N/mm2的本发明实施例13/LS2和13/LS3的膜,分别获得了1.02和1.10。
然后在纵向拉伸的膜上在表11中给出的条件下以30秒拉伸时间和1000%/分钟拉伸速度进行横向拉伸。密度、测得的厚度和预期厚度(即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度)、纵向拉伸比和横向拉伸比也列在表11中。
横向拉伸进一步降低膜密度,当PET04和PET05比例提高时,密度降低程度更大。这再次令人惊讶地表明,IPA∶TPA比的提高有利于膜中提高的成孔。
令人惊讶地,在0.0650的IPA∶TPA比率下,横向拉伸在高于113℃不可行,但在低至85℃的温度(其比线型聚酯基质的玻璃化转变温度高不到10℃)下可行。这能通过双轴拉伸实现高得多的光学密度。
表11:
表12给出测得厚度;预期厚度;用带有可见光滤光器的MacBethTR924密度计以透射模式测得的光学密度;预期光学密度,即使用对比例4中公开的关系式使用理论层厚度值计算出的光学密度;和观察到的光学密度与归因于2重量%浓度的所用特定二氧化钛颜料的预期光学密度之差,ΔOD。
表12:
对比例nr. | IPA∶TPA比 | V1(LS)速度[m/min] | 厚度[μm] | 预期厚度[μm] | ODTR924 | 预期OD | ΔOD | ΔOD/OD | OD[X-rite] |
5/LS1/BS1 | 0 | 4.0 | 101 | 87 | 1.00 | 0.35 | 0.65 | 0.65 | 0.78 |
本发明实施例nr | |||||||||
1/LS1/BS1 | 0.0310 | 4.0 | 95 | 87 | 1.01 | 0.35 | 0.66 | 0.65 | 0.78 |
1/LS2/BS1 | 0.0310 | 4.0 | 102 | 91 | 0.99 | 0.37 | 0.62 | 0.63 | 0.75 |
2/LS1/BS1 | 0.0526 | 4.0 | 100 | 87 | 1.04 | 0.35 | 0.69 | 0.66 | 0.80 |
2/LS 1/BS2 | 0.0526 | 4.0 | 97 | 87 | (1.04) | (0.35) | (0.69) | 0.66 | (0.80) |
3/LS1/BS1 | 0.0636 | 4.0 | 145 | 95 | 1.02 | 0.39 | 0.63 | 0.62 | 0.85 |
3/LS2/BS1 | 0.0636 | 4.0 | 150 | 95 | 1.11 | 0.39 | 0.72 | 0.65 | 0.90 |
3/LS3/BS1 | 0.0636 | 8.0 | 126 | 95 | 1.03 | 0.39 | 0.64 | 0.62 | 0.77 |
4/LS1/BS1 | 0.0637 | 4.0 | 140 | 95 | 1.20 | 0.39 | 0.81 | 0.67 | 0.97 |
4/LS1/BS2 | 0.0637 | 4.0 | 135 | 95 | 1.25 | 0.39 | 0.86 | 0.69 | 1.00 |
4/LS2/BS1 | 0.0637 | 4.0 | 116 | 95 | 1.10 | 0.39 | 0.71 | 0.64 | 0.86 |
5/LS1/BS1 | 0.0650 | 4.0 | 140 | 101 | 1.10 | 0.41 | 0.69 | 0.63 | 0.85 |
6/LS1/BS1 | 0.0650 | 4.0 | 110 | 88 | 1.06 | 0.36 | 0.70 | 0.66 | 0.84 |
6/LS2/BS1 | 0.0650 | 4.0 | 135 | 93 | 1.18 | 0.38 | 0.80 | 0.68 | 0.94 |
6/LS3/BS1 | 0.0650 | 4.0 | 150 | 97 | 1.11 | 0.40 | 0.71 | 0.64 | 0.88 |
7/LS1/BS1 | 0.0733 | 4.0 | 145 | 95 | 1.21 | 0.39 | 0.82 | 0.68 | 0.94 |
8/LS1/BS1 | 0.0748 | 4.0 | 138 | 95 | 1.20 | 0.39 | 0.81 | 0.67 | 0.97 |
9/LS1/BS1 | 0.0751 | 4.0 | 105 | 87 | 1.10 | 0.35 | 0.75 | 0.68 | 0.90 |
对比例nr. | IPA∶TPA比 | V1(LS)速度[m/min] | 厚度[μm] | 预期厚度[μm] | ODTR924 | 预期OD | ΔOD | ΔOD/OD | OD[X-rite] |
10/LS1/BS1 | 0.0761 | 4.0 | 147 | 95 | 1.20 | 0.39 | 0.81 | 0.67 | 0.97 |
10/LS2/BS1 | 0.0761 | 4.0 | 112 | 95 | 1.05 | 0.39 | 0.66 | 0.63 | 0.82 |
11/LS1/BS1 | 0.109 | 4.0 | 207 | 95 | 1.26 | 0.39 | 0.87 | 0.69 | 1.04 |
11/LS1/BS2 | 0.109 | 4.0 | 199 | 95 | 1.28 | 0.39 | 0.89 | 0.69 | 1.04 |
11/LS1/BS3 | 0.109 | 4.0 | 198 | 95 | 1.27 | 0.39 | 0.88 | 0.69 | 1.03 |
11/LS2/BS1 | 0.109 | 4.0 | 205 | 95 | 1.34 | 0.39 | 0.95 | 0.71 | 1.12 |
11/LS2/BS2 | 0.109 | 4.0 | 210 | 95 | 1.34 | 0.39 | 0.95 | 0.71 | 1.08 |
11/LS2/BS3 | 0.109 | 4.0 | 214 | 95 | 1.35 | 0.39 | 0.96 | 0.71 | 1.11 |
12/LS1/BS1 | 0.111 | 4.0 | 169 | 87 | 1.32 | 0.35 | 0.97 | 0.73 | 1.06 |
12/LS2/BS1 | 0.111 | 4.0 | 185156 | 91 | 1.26 | 0.37 | 0.89 | 0.71 | 1.00 |
12/LS1/BS1 | 0.111 | 4.0 | 130 | 86 | 1.24 | 0.35 | 0.89 | 0.72 | 1.00 |
13/LS2/BS1 | 0.111 | 4.0 | 125 | 86 | 0.95 | 0.35 | 0.60 | 0.63 | 0.74 |
13/LS3/BS1 | 0.111 | 4.0 | 120 | 86 | 0.98 | 0.35 | 0.63 | 0.64 | 0.74 |
14/LS1/BS1 | 0.168 | 4.0 | 198 | 95 | 1.30 | 0.39 | 0.91 | 0.70 | 1.05 |
14/LS1/BS2 | 0.168 | 4.0 | 201 | 95 | 1.28 | 0.39 | 0.89 | 0.69 | 1.04 |
14/LS1/BS3 | 0.168 | 4.0 | 204 | 95 | 1.30 | 0.39 | 0.91 | 0.70 | 1.08 |
15/LS1/BS1 | 0.239 | 4.0 | 191 | 95 | 1.20 | 0.39 | 0.81 | 0.67 | 0.99 |
15/LS1/BS2 | 0.239 | 4.0 | 186 | 95 | 1.19 | 0.39 | 0.80 | 0.67 | 0.97 |
16/LS1/BS1 | 0.320 | 4.0 | 211 | 95 | 1.26 | 0.39 | 0.87 | 0.69 | 1.00 |
16/LS1/BS2 | 0.320 | 4.0 | 210 | 95 | 1.30 | 0.39 | 0.91 | 0.70 | 1.08 |
16/LS2/BS1 | 0.320 | 4.0 | 190 | 95 | 1.19 | 0.39 | 0.80 | 0.67 | 0.95 |
16/LS2/BS2 | 0.320 | 4.0 | 200 | 95 | 1.21 | 0.39 | 0.82 | 0.68 | 0.98 |
17/LS1/BS1 | 0.421 | 4.0 | 190 | 95 | 1.14 | 0.39 | 0.75 | 0.66 | 0.91 |
17/LS1/BS2 | 0.421 | 4.0 | 170 | 95 | 1.14 | 0.39 | 0.75 | 0.66 | 0.90 |
17/LS1/BS3 | 0.421 | 4.0 | 170 | 95 | 1.16 | 0.39 | 0.77 | 0.66 | 0.91 |
17/LS2/BS1 | 0.421 | 4.0 | 150 | 95 | 1.03 | 0.39 | 0.64 | 0.62 | 0.81 |
17/LS2/BS2 | 0.421 | 4.0 | 150 | 95 | 1.07 | 0.39 | 0.68 | 0.63 | 0.83 |
对于本发明实施例13/LS1/BS1,13/LS2/BS1和13/LS3/BS1的光学密度值也清楚表明了纵向拉伸力的影响,对于具有最高纵向拉伸力8N/mm2的本发明实施例13/LS1/BS1的膜,获得了最高的光学密度值1.24,相比之下,分别具有纵向拉伸力5N/mm2和6N/mm2的本发明实施例13/LS2/BS1和13/LS3/BS1的膜,分别获得了0.95和0.98。
表12的结果表明,在大致相同的拉伸温度下,随着IPA∶TPA比率升至0.132,微孔化对双轴拉伸膜的光学密度的贡献提高至超过70%。在0.132的IPA∶TPA比率以上,其稳定降至在0.421的IPA∶TPA比率(相当于30摩尔%间苯二甲酸酯)下0.66的仍然显著的贡献份额。
通过将膜夹在Instron 4411装置中并在膜与烙铁在150℃下接触5秒后观察膜厚度和光学密度的变化,证实几个双轴拉伸膜存在成孔。这些实验的结果列在表13中。
表13:
实施例18
如对对比例1至3所述制造组成为2重量%二氧化钛、100ppmUVITEX OB-one[ppm]、15重量% SAN 06和83重量% PET04、产生0.0650的IPA∶TPA比的实施例18的1100微米厚的挤出物。如对比例1-3中所述在如表14中给出的四组不同条件下对挤出物进行长度方向的拉伸。预期厚度是基于挤出物厚度的厚度并且是纵向(如对未成孔膜观察到的那样)。
表14:
然后在纵向拉伸的膜上在表15中给出的条件下如对比例1-3中所述进行横向拉伸。密度、测得的厚度和预期厚度(即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度)且纵向拉伸比和横向拉伸比也列在表15中。
双轴拉伸降低膜密度,其中横向拉伸温度越低,密度降低得越多。但是,密度的降低小于简单根据测得的厚度(与基于挤出物厚度的预期厚度相比较)预计的程度、纵向拉伸比和横向拉伸比(如针对未成孔膜观察到的),这可以部分解释为两种效应的组合:一方面由成孔引起的密度降低在一定程度上由于另一方面由双轴拉伸引起的聚酯基质的结晶度的提高而获得补偿。
表15:
表16给出测得的厚度、预期厚度(即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度)和纵向拉伸和横向拉伸比、用带有可见光滤光器的MacBethTR924密度计以透射模式测得的光学密度、预期光学密度(即使用对比例4中公开的关系式使用理论层厚度值计算出的光学密度)和观察到的光学密度与归因于2重量%浓度的所用特定二氧化钛颜料的预期光学密度之差,ΔOD、以及进行横向拉伸时的温度。
表16:
实施例nr. | 拉伸温度[℃] | 厚度[μm] | 预期厚度[μm] | OD(TR924) | 预期OD | ΔOD | ΔOD/OD | OD(X-rite) |
18/LS3/BS1 | 86 | 199 | 101 | 1.35 | 0.41 | 0.95 | 0.70 | 1.10 |
18/LS3/BS2 | 91 | 185 | 101 | 1.32 | 0.41 | 0.91 | 0.69 | 1.07 |
18/LS3/BS3 | 98 | 180190 | 101 | 1.281.36 | 0.41 | 0.870.95 | 0.680.70 | 1.03 |
18/LS3/BS4 | 100 | 165 | 101 | 1.20 | 0.41 | 0.79 | 0.66 | 0.96 |
18/LS3/BS5 | 100 | 150 | 101 | 1.22 | 0.41 | 0.81 | 0.66 | 1.00 |
18/LS3/BS6 | 100* | 175 | 95 | 1.22 | 0.39 | 0.83 | 0.68 | 0.98 |
18/LS3/BS7 | 101 | 105 | 101 | 1.15 | 0.41 | 0.75 | 0.65 | 0.90 |
18/LS3/BS8 | 102 | 135 | 101 | 1.08 | 0.41 | 0.67 | 0.62 | 0.81 |
18/LS2/BS1 | 106 | 135 | 93 | 0.38 | 1.005 | |||
18/LS3/BS9 | 110 | 150 | 101 | 0.41 | 0.94 | |||
18/LS4/BS1 | 110 | 165 | 108 | 1.18 | 0.44 | 0.74 | 0.63 | 0.91 |
18/LS2/BS2 | 113 | 135 | 93 | 1.17 | 0.38 | 0.79 | 0.67 | 0.905 |
18/LS1/BS1 | 114 | 110 | 88 | 1.01 | 0.36 | 0.65 | 0.64 | 0.805 |
18/LS3/BS10 | 121 | 150 | 101 | 1.14 | 0.41 | 0.73 | 0.64 | 0.89 |
18/LS2/BS3 | 123 | 120 | 93 | 0.38 | 0.88 | |||
18/LS3/BS11 | 128 | 140 | 101 | 1.10 | 0.41 | 0.69 | 0.63 | 0.86 |
18/LS3/BS12 | 132 | 140 | 101 | 1.10 | 0.41 | 0.69 | 0.63 | 0.85 |
18/LS3/BS13 | 142 | 140 | 101 | 1.10 | 0.41 | 0.69 | 0.63 | 0.83 |
18/LS4/BS2 | 150 | 162 | 108 | 0.44 | 0.85 | |||
18/LS3/BS17 | 153 | 140 | 101 | 1.10 | 0.41 | 0.69 | 63 | 0.86 |
*拉伸比=3.5
从表16中的结果清楚看出,如不归因于所存在的2重量%二氧化钛的光学密度所示,成孔程度随横向拉伸温度的降低而提高到70%,无论横向拉伸过程中其它相关条件如何。
表17概括了对于在大约110℃拉伸温度下获得的不同膜,拉伸条件、厚度、基于挤出物厚度的预期厚度、纵向拉伸比和横向拉伸比、光学密度、预期光学密度和由成孔引起的非贡献性(non-attibutable)的光学密度提高。
表17:
*拉伸比=3.5
表17中的数据表明,拉伸时间从30秒降至10秒且拉伸速度从1000%/min提高至2000%/min也有助于成孔。
通过将膜夹在Instron 4411装置中并在膜与烙铁在各种温度下接触5秒后观察膜厚度和光学密度的变化,证实实施例18/LS1/BS1的双轴拉伸膜存在成孔。这些实验的结果列在表18和19中。
对于实施例18/LS1/BS1的膜,观察到在150℃的光学密度减少为0.42,对应于25%,伴有26%的层厚度减少。
表18:
表19:
对比例6和本发明实施例19-22
如对对比例1-3所述制备全部具有2%重量的二氧化钛和15%重量的SAN的大约1100微米厚的对比例6和本发明实施例19-22的挤出物,具有15%重量的SAN或15%重量的ABS(MAGNUM 8391)和不同的PET02与PET04重量比,如表20中所概括。
表20:
对比例nr. | IPA∶TPA比 | PET02[wt%] | PET04[wt%] | MAGNUM 8391[%重量] | SAN 06[wt%] | UVITEXOB-one[ppm] | TiO2[wt%] |
6 | 0 | 83 | 0 | 15 | - | - | 2.0 |
本发明实施例nr. | |||||||
19 | 0.0401 | 32 | 51 | - | 15 | 100 | 2.0 |
20 | 0.0530 | 41.2 | 41.8 | - | 15 | 100 | 2.0 |
21 | 0.0650 | 32.3 | 50.7 | - | 15 | 100 | 2.0 |
22 | 0.1111 | - | 83 | - | 15 | 100 | 2.0 |
如对比例1-3中所述在如表21中给出的条件下对各挤出物进行长度方向的拉伸。预期厚度是基于挤出物厚度的厚度并且是纵向(如对未成孔膜观察到的那样)。
表21:
*拉伸速度4.0m/min
然后在纵向拉伸的膜上在表22中给出的条件下以30秒拉伸时间和1000%/分钟拉伸速度进行横向拉伸。测得的厚度、预期厚度(即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度)、纵向拉伸比和横向拉伸比、用带有可见光滤光器的MacBeth TR924密度计以透射模式测得的光学密度、预期光学密度(即使用对比例4中公开的关系式使用理论层厚度值计算出的光学密度)和观察到的光学密度与归因于2重量%浓度的所用特定二氧化钛颜料的预期光学密度之差,ΔOD,也在表22中给出。
表22:
*拉伸速度2000%/min
归因于成孔的光学密度增加随着线型聚酯连续相中IPA∶TPA比而明显增加,对比例6/LS1/BS1中IPA∶TPA比为0、对光学密度的贡献为50%,本发明实施例22/LS1/BS1的IPA∶TPA比为0.111、对光学密度的贡献为71%。测量本发明实施例20/LS1/BS1,20/LS1/BS2和20/LS2/BS1的双轴拉伸的挤出物的弹性(Young’s)模量和屈服应力,结果概括在下表23:
表23:
通过将膜夹在Instron 4411装置中并在膜与烙铁在150℃下接触5秒后观察膜厚度和光学密度的变化,证实对比例6/LS1/BS1的双轴拉伸膜存在成孔。这些实验的结果列在表24中。
表24:
通过将膜夹在Instron 4411装置中并在膜与烙铁在各种温度下接触5秒后观察膜厚度和光学密度的变化,证实本发明实施例19/LS1/BS1和22/LS1/BS1的双轴拉伸膜存在成孔。这些实验的结果列在表25和26中。
对对比例6/LS1/BS1和本发明实施例19/LS1/BS1和22/LS1/BS1的膜分别观察到在150℃的0.19,0.42和0.60的光学密度减少,对应于26,38和50%,再次反映了IPA∶TPA比的影响分别为0,0.0401和0.111。
表25:
表26:
本发明实施例23-25
如对对比例1-3所述以表27中概括的SAN 06、TO4和PET04的不同浓度制造SAN06在芳族聚酯中的未着色分散体的本发明的实施例23-25的大约1100微米厚的挤出物。
表27:
本发明实施例nr | IPA∶TPA比 | PET02[wt%] | PET04[wt%] | SAN 06[wt%] | 乙酸镁[ppm] | UVITEX OB-one[ppm] |
23 | 0.0314 | 57.7 | 25.3 | 17 | - | 100 |
24 | 0.0747 | 25.3 | 57.7 | 17 | - | 100 |
25 | 0.111 | - | 85.0 | 15 | 33 | - |
如对比例1至3中所述在如表28中给出的条件下对各挤出物进行长度方向的拉伸。预期厚度是对未成孔膜观察到的厚度。
表28:
对于本发明实施例24/LS1,24/LS2和24/LS3的光学密度值清楚表明了纵向拉伸力的影响,对于具有最高纵向拉伸力8.65N/mm2的本发明实施例24/LS2的膜,获得了最高的光学密度值1.06,相比之下,分别具有纵向拉伸力8.44N/mm2和6.36N/mm2的本发明实施例24/LS1和24/LS3的膜,分别获得了0.97和0.78。
对于本发明实施例25/LS1和25/LS2的光学密度值也表明了纵向拉伸力的影响,对于具有更高纵向拉伸力9.5N/mm2的本发明实施例25/LS2的膜,获得了最高的光学密度值1.14,相比之下,具有纵向拉伸力8.0N/mm2的本发明实施例25/LS2的膜,获得了1.00。
然后在纵向拉伸的膜上在表29中给出的条件下以30秒拉伸时间和1000%/分钟拉伸速度进行横向拉伸。表29还给出了测得的厚度、预期厚度(即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度)、纵向拉伸比和横向拉伸比、用带有可见光滤光器的MacBeth TR924密度计以透射模式测得的光学密度、预期光学密度(即0.05,几乎完全通过膜两面上的折射效应测得的聚对苯二甲酸乙二酯的光学密度)和观察到的光学密度与归因于芳族聚酯的预期光学密度之差,ΔOD。
表29:
表29中的结果表明,与本发明的实施例23/LS2/BS1的膜(其中线型聚酯基质含0.0314的IPA∶TPA比)的归因于成孔的0.78的不透明化光学密度相比,本发明的实施例25/LS2/BS4和25/LS2/BS5的膜(其中线型聚酯基质含0.111的IPA∶TPA比)的归因于成孔的不透明化光学密度显著提高,为1.28和1.29。
通过将膜夹在Instron 4411装置中并在膜与烙铁在各种温度下接触5秒后观察膜厚度和光学密度的变化,证实本发明实施例23/LS2/BS1、24/LS1/BS1和24/LS2/BS1和本发明的实施例25系列的双轴拉伸膜存在成孔。这些实验的结果列在表30和31中。
表30:
表31:
对于本发明的实施例23/LS2/BS1的膜,观察到在190℃下0.67的光学密度降低,相当于81%(而对本发明实施例24/LS1/BS1和24/LS2/BS1的膜,观察到0.85和0.88的光学密度减少,分别相当于86%和85%)。在本发明实施例24系列中,在190℃下的光学密度降低在0.84和1.01之间变动,相当于64至84%。
这些光学密度降低伴随着本发明的实施例23/LS2/BS1的膜的层厚度的13%的降低,对于本发明的实施例24/LS1/BS1和24/LS2/BS1的膜,层厚度减少16%和19%,对于本发明的实施例25系列,观察到25至36%的厚度降低。这些结果表明,在使含15或17重量%SAN 06的聚酯层透明化时,光学密度极大降低,最多为1.01。
实施例26
如对实施例1至58所述制造含2重量%二氧化钛、15重量%TPXDX820,聚(4-甲基戊烯)、33.3重量%PET02和49.7重量%PET04的实施例26的大约1100微米厚的挤出物(IPA∶TPA摩尔比0.0636)。如实施例1至58中所述在如表32中给出的条件下对各挤出物进行长度方向的拉伸。预期厚度是基于对未成孔膜观察到的挤出物厚度。
表32:
然后在纵向拉伸的膜上在表33中给出的条件下以30秒拉伸时间和1000%/分钟拉伸速度进行横向拉伸。表33中也给出了测得的厚度、预期厚度(即基于挤出物厚度的如果未成孔的厚度)、纵向拉伸比和横向拉伸比、用带有可见光滤光器的MacBeth TR924密度计以透射模式测得的光学密度、预期光学密度和观察到的光学密度与归因于芳族聚酯的预期光学密度之差,ΔOD。
表33:
表33中的结果清楚表明,由于使用含有TPX作为粒度大约10微米的结晶分散相的PET04基质时的成孔,实现光学密度的64%的极大不透明化。但是,在1258N/mm2下的纵向弹性(Young’s)模量和在26.4N/mm2下的纵向屈服应力明显低于使用SAN作为不透明化产生试剂的材料,参见本发明的实施例20/LS1/BS1、20/LS1/BS2和20/LS2/BS1的结果。
本发明可以包括本文中明示或暗示公开的任何特征或特征的组合或其任何泛化。考虑到上述描述,本领域技术人员显而易见的是,可以在本发明的范围内作出各种修改。
Claims (21)
1.产生不透明微孔化自支撑膜的方法,其包括步骤:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成的单体单元,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地至少一种选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、和阻燃剂的成分;ii)以厚膜形式形成步骤i)中产生的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始宽度的至少两倍。
2.根据权利要求1的方法,其中所述纵向拉伸力>5N/平方米。
3.根据权利要求1或2的方法,其中所述横向拉伸通过>4N/平方米的力进行。
4.根据权利要求1-2任一项的方法,其中所述横向拉伸温度不超过该线型聚酯基质的玻璃化转变温度之上40℃。
5.根据权利要求1-2任一项的方法,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的所述摩尔比为至少0.065。
6.根据权利要求1-2任一项的方法,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的所述摩尔比为至少0.11。
7.根据权利要求1-2任一项的方法,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的所述摩尔比为0.50或更低。
8.根据权利要求1-2任一项的方法,其中所述均匀分散的无定形高聚物或所述结晶高聚物在所述膜中的浓度是5至35wt%。
9.根据权利要求1-2任一项的方法,其中所述均匀分散的无定形高聚物是交联的或非交联的。
10.根据权利要求1-2任一项的方法,其中所述无定形高聚物包括至少一个链式-聚合的嵌段。
11.根据权利要求10的方法,其中所述至少一个链式-聚合的嵌段选自聚苯乙烯,苯乙烯共聚物,SAN-聚合物,聚丙烯酸酯,丙烯酸酯-共聚物,聚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯-共聚物。
12.根据权利要求11的方法,其中所述苯乙烯共聚物选自SAN-聚合物和ABS-聚合物。
13.根据权利要求12的方法,其中AN-单体单元在所述SAN-聚合物中的浓度是15至35wt%。
14.根据权利要求12或13的方法,其中所述线型聚酯与所述SAN-聚合物的重量比在2.0∶1至9.0∶1的范围。
15.根据权利要求1至2中任一项的方法,其中所述无定形高聚物不含纤维素酯。
16.根据权利要求1至2中任一项的方法,其中所述至少一种无机不透明化颜料选自二氧化硅,氧化锌,硫化锌,锌钡白,硫酸钡,碳酸钙,二氧化钛,磷酸铝和粘土。
17.根据权利要求1至2中任一项的方法,其中所述膜包括≤5%重量的无机不透明化颜料。
18.根据权利要求1至2中任一项的方法,其中所述线型聚酯基质包括至少两种线型聚酯树脂。
19.用于获得透明图案的方法,包括步骤:依图像施加热并任选辅以施加压力至通过包括如下步骤的方法产生的不透明微孔化双轴拉伸自支撑膜:i)在捏和机或挤出机中混合至少一种线型聚酯,其合起来具有基本上由对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和脂族二亚甲基组成的单体单元,其中间苯二甲酸酯单体单元与对苯二甲酸酯单体单元的摩尔比为至少0.02,以提供线型聚酯基质;玻璃化转变温度比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种无定形高聚物和/或熔点比所述线型聚酯基质的玻璃化转变温度高的至少一种结晶高聚物;和任选地至少一种选自无机不透明化颜料、增白剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、和阻燃剂的成分;ii)以厚膜形式形成步骤i)中获得的混合物,随后骤冷;iii)以>4N/平方毫米的拉伸力纵向地拉伸该厚膜至初始长度的至少两倍;和iv)横向地拉伸来自步骤(iii)的纵向拉伸膜至初始宽度的至少两倍。
20.根据权利要求1至18中任一项产生的不透明微孔化自支撑膜作为合成纸的用途。
21.根据权利要求1至18中任一项产生的不透明微孔化自支撑膜在图像记录元件中的用途。
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