[发明专利]含填料的双轴取向聚合物薄膜的制造方法

说明书

本发明涉及由一种可结晶的热塑性聚合物生产单层或多层双轴取向薄膜。此薄膜至少含有一层填料层，此发明还涉及实施此方法的设备，该设备在含填料聚合物熔体的生产和挤压方面与常用设备有所区别。

由一种可结晶的热塑性聚合物如聚丙烯制成单层或多层双轴取向的薄膜，并在该薄膜中或至少在薄膜的一层中含有填料如碳酸钙以及颜料如二氧化钛，此种薄膜已为生产技术人员以及从大量的已发表的产品说明书、杂志文章和行业保护法中可获知。

此种方法包括下列基本步骤：

首先制备至少一种由热塑性聚合物和一种或多种填料(包括颜料)以及有时还有常用添加剂组成的均相混合物的融体，其中热塑性聚合物与一种填料或几种填料的重量比例，是由含填料聚合物薄膜所拟定的应用或多层聚合物薄膜的层数所决定。

均相化的和已除气的含填料聚合物熔体通过宽缝喷嘴挤出成为一种单层的简单的薄膜，由宽缝喷嘴所挤出的熔体经冷却凝固成一种单层的预薄膜。就此，用一种适宜的设备(如空气刮板)将熔体表面压到冷滚筒上，并通过水浴拉伸，以便制成预薄膜。通过适当的加温作用使其紧接达到所需的结晶度，以及接下来的适合拉伸的温度。对多层薄膜即采用一个或多个宽缝喷嘴，可将它安装在设备的相邻或不同的位置上，例如施加覆盖层时，可在介于纵向和横向拉伸之间安置其它喷嘴，通过挤出不同的熔体使其形成含有填料或不含填料的其它薄膜层。

然后用已知方法将这种单层或多层预薄膜以纵向和横向拉伸成单层或多层双轴取向的聚合物薄膜。用常用方法分步进行拉伸，同时在纵向和横向拉伸之间将薄膜进行中间热定形。在横向拉伸后将已完成的拉伸膜再在宽拉伸炉中加温定型以及经常用的精整步骤后将其卷绕。精整步骤通常包括切除薄膜的未拉伸的由伸展框架的夹钳钳住的边缘、测定薄膜厚度、以及有时用放电处理或用火焰处理，使薄膜表面具有压缩性。当然这种拉伸过的单层或多层薄膜还可和其它薄膜粘合或者另外涂敷护膜。

关于已知技术的基础方法可由例如欧洲专利EP-0 004 633B2，EP-0 220 433 B1，FR-A-2 276 349和其它作为技术现状所引用的文献补充。

在本发明范围内从专业范围讲聚合物是已知的热塑性可结晶的，即通过双轴取向拉伸的聚合物，其中聚丙烯最好为等规均相聚丙烯或者是一种含直到15％(重量)乙烯或/和含4至8个碳原子的其它α-烯烃的丙烯共聚体。本发明“填料”的定义也包括颜料。填料可以是任何一种在专业领域已知的填料和/或颜料，通常是无机物。特别常用的填料/颜料是碳酸钙，二氧化钛，高岭土，滑石粉，硫酸钡，硫化锌及其混合物。特别优选的是碳酸钙和二氧化钛的混合物。

粉末状填料，包括颜料，应进行表面预处理。它们可用含聚合物熔体的粘性介质的浸渍作亲合性处理，或进行预处理以改善粉末状填料的流动性和/或其在聚合物熔体中的分布。

为了得到高质量的双轴向拉伸的含填料的聚合物薄膜，含填料的聚合物熔体必须是均质的和无气泡的。在EP-0 220 433 B1中已叙述目前熔体制备的常用方法，它是由无填料的聚合物粒料与带相当高填料含量的含填料的“主批”粒料混合并共同熔化。通过主批粒料中的聚合物对填料的预浸润而达到很好的混合，其相对粗的粒料可以使熔体很好的脱气。

在EP-0 220 433 B1中叙述，在所描述方法引入前，通常的方法是，为了得到含填料的预想层，在原料制备的特定步骤中，给聚合物单配入所要求重量的填料，然后在薄膜制备时加入达最终填料含量的均匀粒料。此方法的缺点是，从改进配方看很不灵活，因此在实际中这种方法已由沿用已久的、已知的主批粒料技术所取代。按主批粒料技术，具有高填料含量(填料含量高于30％(重量)，优选高于40％(重量))的主批粒料的制备，一般在双螺杆挤出机中将粉末直接加到聚合物中。在制备主批粒料时，不需要如制备薄膜时那样，使混合物均质化和脱气，因为可在由主批粒料和补加的纯聚合物制备熔体时，在制备薄膜前进行最终的熔体均质化和脱气。

所述现有技术有其缺点，即聚合物在随后的熔体制备和挤出前的特定的制备主批粒料时经受二次热负荷，并且主批粒料要经特殊制备和制造商必须预先制好。此外还须对最终的填料含量设置上限。

本发明的任务是要避免现有技术的缺点，提出一种从热塑性聚合物制备单层或多层双轴取向薄膜的方法，既可保护物料又具有灵活性，同时又能经济的和高效率的生产单层或多层的含填料的不透明薄膜。

本任务按权利要求1总概念中提出的一种方法来解决，该方法中，含填料的熔体是如此制成的：在挤压机中制备聚合物的无填料熔体，并在挤出机中当熔体输送时再将一种或多种粉末状填料加到熔体中。