[发明专利]由定向膜构成的交错层压板及其生产方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及交错层压板，即膜层压板，其中至少两层膜为单轴性地或非平衡双轴性定向，并且其中一膜定向的主方向与另一膜的主方向交叉。

背景技术

从1968年起，由合成聚合物材料制成的定向膜交错层压板就已经商业化生产了，主要描述于在1955年5月23日公开的GB-A-0792976(Rasmussen)中。据本发明人的了解，目前，全球范围内此类产品每年的总产量高达约30,000吨。交错层压板尤其被用作工业包装袋、保护板、防水帆布、蓄水池衬布，以及其他类似产品。

与一般的非定向膜相比，交错层压板在平方米重量方面表现出特别改进的强度性能，并且由于原材料价格是成本价格中最重要的部分，交错层压技术可以通过降低重量来降低成本。与双轴定向膜相比，由相似聚合物(在适当条件下)制得的交错层压板表现出显著提高的抗撕裂扩展性能。

然而，正如30,000吨年产量的数字表示，交错层压技术在市场上的成功是有限的。受限的重要原因是难以保持高的抗撕裂扩展性，以及难以在相对较薄的层压板中同时保持足够的结合强度，而特别的主要优点应该是降低重量的可能性。适当生产的交错层压板中的高抗撕裂扩展性是基于撕裂扩展区域周围的局部分层。由于各个膜中的非均衡定向和主定向方向的交叉，一膜将具有在一个方向扩展撕裂的趋势，并且另一膜将趋于在另一方向扩展撕裂。从而将存在在作用力的集中区域消除结合的趋势，并且如果该趋势足够显著，则撕裂将在局部分层下“分叉”，这样撕裂的“缺口效应”将基本上被消除。因此，一般而言，在努力抵挡分层的粘附力和在各个膜中努力避免沿不与主定向方向平行的任何方向破裂或流动的内聚力之间将存在“竞争”。当所有其它的参数不变的时候，所述的粘附力(一般而言)不依赖于膜的厚度，而所述的内聚力主要与膜的厚度成比例。作为这种“竞争”的结果，“薄”交错层压板将或者表现出相对差的抗撕裂扩展性，或者表现出相对高的分层趋势。对于由“厚”层构成的层压板这不是个问题。对于规格为每平方米高于约60-70克的工业包装袋，该“竞争”通常将不会引起严重的问题，这是由于装满的袋子通常不受到分层力，这意味着可以选择低的结合强度，但是该问题对于例如防水帆布、保护板和在使用的过程中经受反复弯曲例如在风中拍动的相似产品是非常重大的。根据实践经验，发明人的和他的受许可人发现，在由基于LLDPE和HMWHDPE型结合的两层交错层压板制得的防水帆布中，每一个膜必须具有至少45-50gm^-2的规格，否则的话，或者结合强度或者抗撕裂扩展性对使用者来说是不能接受的。这些经验涉及不会有很多在风中拍动的“静态”用途的防水帆布。对于“动态”用途例如覆盖卡车或货车时，其中防水帆布将受到强烈的、反复的拍打，那么所要求的规格高的多。在低规格膜(例如，对于最终的消费者指定规格在约15-50gm^-2)中，还需要与良好的结合性相结合的高抗撕裂扩展性，这是因为这样的撕裂强度是消费者能够容易评估的性能。此类膜的例子是用于包装消费物品的膜和不同种类的家用膜。

已经提出了几种方法来达到交错层压膜中结合强度与抗撕裂扩展性的充分结合。这些方法都描述于WO03/074264，并且都涉及在点或线处强或相对强的结合与在膜的其它区域的弱结合或没有结合的组合。在该已知领域中，只有在所述的WO03/074264中所要求的方法和结构具有工业重要性。

发明内容

本发明的主要目的是改进交错层压板的抗撕裂扩展性，这特别是但不仅仅是为了能够降低规格。

第二个目的是改进层压板的美学，由于塑料膜和塑料袋的普通消费者大多是将他们的判断基于非常基本的强度测试和美学印象，并且通常预先判断薄的膜为“劣质的塑料”，而不管其客观确认的强度。因此本发明的一个目的是通过给予由定向膜构成的交错层压板织物状的外观来提高美学性，值得注意的是，通过这种方式也具有技术功能。

关于改善塑料制品视觉效果方面的重要性，可参见2002年12月的《现代塑料》(Modern Plastics)第50页上的文章″Visual Effects means Business″，该文章中写到“制造商不是将外观仅看作是部件的遮盖，他们正将其作为营销手段来对产品进行区分以及实现个性化”。

本发明的第三个目的是通过在层压后加热来实现显著的收缩，从而不形成卷曲或不规则起皱(当收缩力发展的时候交错层压板通常趋于发生的)。这样的收缩进一步提高了抗撕裂扩展性并且还提高了刺穿强度，这是因为收缩的交错层压板具有一定的对在拉伸前定向状态的记忆。