[发明专利]包括超高分子量聚烯烃层的多层层合制品及其生产方法和装置

说明书

[技术领域]

本发明涉及包括一取向的超高分子量聚烯烃层和一热塑性树脂层的多层层合制品。更具体地说，本发明涉及一种基本上由至少一层的取向的超高分子量聚烯烃层与一层热塑性树脂层构成的多层层合制品，它显示出优良的耐磨性、拉伸强度、抗震性、热封合性、薄膜厚度的均匀性，并且能被有效地生产。

本发明还涉及以良好的生产率生产该多层层合制品的方法与装置。

[背景技术]

超高分子量聚烯烃显示出优良的抗震性、耐磨性、耐化学品性、拉伸强度以及可与通用型聚烯烃的性质相比的其他性质，并发现超高分子量聚烯烃作为工程树脂正在获得广泛的使用。然而，通过使用超高分子量聚烯烃制得的、具有减少厚度的产品显示出不良的二次机械加工性，例如，比通用型聚烯烃的热封合性差。

为了改进超高分子量聚烯烃的上述问题，现已努力设法层合一层具有良好的热封合性的热塑性树脂。

例如，日本专利出版物№108138/1983公开了一种为了获得高分子量聚烯烃的层合制品而通过使用常用的挤出机生产吹胀薄膜的方法。根据该出版物，薄膜是通过使用一种重均分子量为800000～1500000和熔体流动指数(MFR)为0.03～0.1的材料形成的。然而，依靠此方法是难于将具有MFR小于0.03和特性粘度[η]不小于5dl/g的超高分子量聚烯烃层压到其他聚合物上的。

本发明人先前曾建议一种通过使用管模具生产吹胀薄膜的方法，其中模芯是与挤出机的螺杆一起旋转的，以便从超高分子量聚烯烃本身获得其中分子量的减少被抑制到尽可能低的成型制品(参见日本专利出版物№55433/1994)。

然而，根据此方法挤压的管状膜又面临另外的问题：管状膜的上部变薄，而其下部变厚，从而在上下部之间出现薄膜厚度差。另外，为了增加生产率，在提高螺杆转速的同时必须增加模芯的转速，从而发生了这样的问题，即，使树脂由于磨擦而恶化。另外的问题是模芯必须延长以消除在树脂上的螺纹痕迹。

为了生产超高分子量聚烯烃的层合制品，现已尝试通过使用由切削超高分子量聚烯烃的模制件所得到的切削膜去层压其他材料上(参见日本公开特许出版物№173505/1996)。然而，在通过使用刮刀获得切膜的步骤中，由刮刀梢形成的垂直条纹使表面高低不平。因此，当被用于各种应用时，切削膜与其他树脂的层合制品将得不到令人满意的结果。另外，对所得到的层合制品的宽度与长度具有一定的限制，从生产率的观点考虑这是不利的。

所述的高分子聚烯烃的切削膜与其他树脂的层合制品被公开在上述日本公开特许出版物№173505/1996中，构成层合制品的超高分子量聚烯烃层没有被取向。这是因为被切削以获得切削膜的圆柱形模制件是通过热熔化超高分子量聚烯烃而得到的。

还能被举出的一种生产各层是取向的多层层合制品的方法，它是通过在一对已被加热到预定温度的辊之间施加一定的压力，将超高分子量聚烯烃的单一的取向薄膜与一取向的热塑性树脂薄膜层压一起而得到的。然而，在根据此方法所获得的多层层合制品中，构成各层的树脂一次熔化，然后在各层要粘合在一起的界面处粘合，并因此成为无定形的。因此，根据此方法所获得的多层层合制品是与本发明的多层层合制品是不同的。

另外，当试图将超高分子量聚烯烃层压到另一种材料上时，使用切削膜对宽度是有限制的。因此，覆盖的宽度与长度被限制。尽管试图连续地生产出与另外材料的层合制品，但是受到切削膜长度的限制，并且在每卷切削膜用完后必须调换辊，因此从生产观点考虑是不方便的。

在试图通过将这样的层合制品粘附到聚烯烃管或金属管的表面上来提高管表面的耐磨性时，如果管状层合制品能被粘到聚烯烃管或金属管的话，在由超高分子量聚烯烃多层层压薄膜形成的管表面上不会形成缝，从覆盖与生产率考虑这是非常有效的。然而，迄今还没有得到其中超高分子量聚烯烃层具有分子量大于预定值和整个层合制品显示出优良机械强度的超高分子量聚烯烃多层层合管。

因此，想望提供一种多层层合制品，它包括受到较少限制的超高分子量聚烯烃层，并显示出卓越的机械性质例如拉伸强度、薄膜抗震性等等。

进一步考虑的是，被粘在金属板表面上的超高分子量聚烯烃能被用于要求强度与表面耐磨性的埸合，例如工业的输送带。然而，当被用于这样的场合时，层合制品的粘合不良，实际上不合用，除非它能在低温下被粘附到金属板或金属薄膜上而仍保持大的强度。此外，当试图在高温下粘合层合制品时，超高分子量聚烯烃与金属板的层合制品是卷曲的。此外，当被用作工业输送带时，带的表面在短时期内被破坏，并且其耐用性不能持久，除非粘附到金属极上的多层层合制品具有足够的强度。