可手撕片材及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种主膜，所述主膜包含第一聚合物组分，其中所述主膜具有：(1)第一主面和第二主面；(2)平台部分，其中所述主膜能够热致自发形成；和(3)一个或多个改性区，每个改性区包括中心部分以及围绕所述中心部分的边沿部分并且被平台部分围绕，其中每个边沿部分的平均厚度大于围绕所述改性区的所述平台部分的平均厚度，每个中心部分的平均厚度小于围绕所述改性区的所述平台部分的平均厚度并且大于零。本发明专利技术还提供了制备此类膜以及包括此类膜的制品的方法。

Hand tear sheet and process for producing the same

The invention provides a main film, the main film includes a first polymer component, wherein the main film has: (1) the first main surface and a second main surface; (2) the platform part, wherein the main film can heat induced spontaneous formation; and (3) one or more change of the area, each modified area includes part of the edge of the center part and around the central part of the platform and is part of the surrounding, the average thickness of each edge is higher than that of the platform around the modified area average thickness, the average thickness of each part of the center is less than the average thickness of the part around the platform modified area and greater than zero. The present invention also provides methods for making such films and products comprising such membranes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可手撕片材及其它制品(例如，简单的聚合物片材、胶带等)以及制备此类制品的方法。
技术介绍
聚合物片材和膜以各种各样的构造用于各种目的，包括例如保护性覆盖物和包裹物、罩布、胶带中的背衬构件等。尤其对于用于喷漆遮蔽中的片材和胶带，需要便于用手撕下片材或胶带以提供所需程度的手工适用性和实用性。常见的遮蔽胶带采用纸背衬，其尽管已浸渍有饱和剂和粘结剂以提供抗水性和拉伸性，但是仍然表现出过度的湿气敏感性，并且难以用水基涂料处理。此类胶带背衬还在某些操作诸如湿式砂磨中表现出湿气不稳定性，诸如起皱、翘曲和撕碎。其它常见的胶带背衬基于聚合物膜，虽然提供了良好的强度、拉伸性和抗水性，但是通常难以轻易用手撕下。特别地，基于取向聚合物并且尤其是取向聚烯烃的膜是为人们所熟知的胶带背衬，但是通常需要用切削刀片或刀具以便进行使用。这对许多应用来说不可取或使用起来不够简便。先前已经发现(例如，美国专利No.7,037,100(Strobel等人))，使用快速加热包裹在加工过的冷却辊上的取向聚合物膜的工艺可在膜中产生穿孔，允许其容易地用手撕下。此类膜被认为由于膜的加热的差异或局部性质而穿孔；相比于与冷却的工具辊接触的膜的相对表面，面向热源的主膜表面暴露于非常高的热通量。在加工过的辊中，形成所需撕裂图案的凹陷用作热绝缘体，以允许对凹陷上方的膜的相应区域进行局部特定加热，这导致膜开口而产生穿孔。热源最有利地通过使用产生高热通量的明火燃烧器来提供。可以使用其它热源。已知使用能够热致弹性恢复的取向膜前体可制备具有包括围绕中心开口的边沿部分的改性区的膜，该改性区被平台部分围绕，其中边沿部分的厚度大于平台部分的厚度。如国际公布No.2015/100319(Strobel等人)中所报告，此类膜在用作胶带的背衬构件时，可在不使用额外的剥离剂和衬件的情况下提供良好的退绕和剥离性能，良好的手撕性、适形能力等。因此，此类膜以及将它们结合为背衬构件所得的胶带具有许多有利的用途。然而，由于各个改性区内的中心开口完全穿过膜，此类膜具有固有的可透过性。需要不可透过的膜以及结合此类膜的制品(例如，胶带)，此类膜表现出良好的剥离特性(从而为由此类膜制成的胶带赋予良好的退绕性能)、良好的适形能力和手撕性及其它所需的机械性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一系列具有极好的手撕性、良好的可加工性、抗水性、液体不可渗透性和适形能力的膜。此类膜尤其可用作例如胶带和片材的保护膜以及背衬膜。本专利技术提供了此类膜、由此类膜制成的制品以及制备此类膜的方法。简而言之，本专利技术的制品包括主膜，其中主膜：(a)包含第一成膜性聚合物组分，该第一成膜性聚合物组分包含一种或多种聚合物(例如，聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯和聚酰胺)；并且(b)具有：(1)第一主面和第二主面；(2)平台部分，其中主膜能够热致自发形成；以及(3)一个或多个改性区。每个改性区包括中心部分以及围绕中心部分的边沿部分，并且改性区被平台部分围绕，其中每个边沿部分的平均厚度大于围绕改性区的平台部分的平均厚度，每个中心部分的平均厚度小于围绕改性区的平台部分的平均厚度并且大于零(即，改性区为不可透过的)。由具有这一创新构造的膜提供的独特的特性组，使它们非常适合许多应用，在这些应用中它们可提供许多令人惊奇的优势。在一些实施方案中，本专利技术的制品用作胶带或片材的背衬。在一些实施方案中，主膜的一个或多个片段具有小于约100gf/密耳厚度的抗撕强度。简言之，本专利技术的方法包括：(a)提供前体构件，该前体构件能够热致弹性恢复并且具有第一主面和第二主面；(b)将前体构件的至少一个目标区差温加热至其弛豫温度(Tr)以上，同时将前体构件的围绕改性区的部分的温度保持在低于其Tr的温度，以促使改性区内的前体构件发生尺寸变化，使得膜材料的在目标区中的一部分经受热致弹性恢复，并且形成包括由边沿部分围绕的中心部分的改性区，其中边沿部分的最大厚度变得相对更大并且中心部分的相对厚度减小，而不会完全从第一面开口到第二面(即，贯穿膜)；以及(c)将改性区冷却至Tr以下，从而形成主膜，该主膜具有：(1)第一主面和第二主面；(2)平台部分，其中主膜能够热致弹性恢复；和(3)一个或多个改性区，所述改性区包括中心部分以及围绕中心部分的边沿部分，并且改性区被平台部分围绕，其中每个边沿部分的平均厚度大于围绕改性区的平台部分的平均厚度，每个中心部分的平均厚度小于围绕改性区的平台部分的平均厚度并且大于零。附图说明结合附图进一步说明本专利技术，其中：图1为本专利技术的片材的示例性实施方案的第一主面的平面图；图2为图1所示的片材的一部分的剖视图；图3A为示例性改性区的一部分的示意性剖视图，其示出根据本专利技术的方法在差温加热期间热致弹性恢复的影响；图3B为根据本专利技术的方法在差温加热期间本专利技术相应的膜前体内的温度特征图的图示；图4为现有技术的火焰穿孔膜的一部分的横截面的照片；图5为现有技术的火焰穿孔膜的一部分的扫描电镜照片；图6为本专利技术的膜的改性区的横截面的照片；图7为本专利技术的膜的改性区的扫描电镜照片；图8为示出所选膜中受约束的弹性恢复应力的图；图9为本专利技术的一卷胶带的示例性实施方案的透视图；图10为图9中所示的胶带的一部分的剖视图；并且图11A和图11B为本专利技术的片材的其它示例性实施方案的平面图。这些图未按比例绘制，并且旨在仅为示例性而并非限制性的。类似的参考标号用于指示类似的构件和特征结构。具体实施方式关键词和术语表对于以下给出定义的术语，以这些定义为准，除非在权利要求中或在本说明书其它地方给出了不同的定义。术语“差温加热”和“局部加热”意指加热主膜，由此使得主膜的所选部分的温度(即，在整个膜的x-y视角上)升高至高于主膜的相邻部分的温度的水平。此类加热可通过诸如火焰冲击(例如，美国专利No.7,037,100中所述)、选择性定向红外辐射等方式来进行。术语“可取向的”意指聚合物材料如果被加热至高于某一温度(To或取向温度)并拉制，其中的聚合物片段将发生移位和取向，然后如果冷却至低于To，在随后释放时将保留一些所赋予的取向。特定聚合物膜可以取向的温度将部分地取决于膜内聚合物材料片段的分布以及膜中组分级分的相应熔点。术语“聚合物”用于指聚合物、低聚物、共聚物(例如，用两种或更多种不同的单体形成的聚合物)和它们的组合，以及可通过例如共挤出或者反应(包括酯交换反应)形成为可混溶共混物的聚合物、低聚物或共聚物。除非另外指明，否则嵌段共聚物和无规共聚物都包括在内。术语“热致弹性恢复”是指在未施加外部机械变形力(例如，重力、压印、模制等)的情况下或未经受材料去除作用(例如，机械蚀刻、诸如通过激光的烧蚀、燃烧、蒸发等)的情况下，在加热到阈值温度(本文称为Tr或弛豫温度)时的材料构件或主体自发地改变其形状或构造的动作或响应。术语“火焰冲击”是指加热主膜的工艺，其中呈火焰形式的热通量被引导至膜的第一主表面。示例性示例在美国专利No.7,037,100(Strobel等人)中有所公开。火焰特性通常和氧化剂与燃料的摩尔比相关。完全燃烧所需的氧化剂与燃料的确切比率被称为化学计量比。当量比被定义为氧化剂:燃料的化学计量比除以氧化剂:燃料的实际比。对于“贫燃”或氧化火焰，存在多于化学计量的量的氧化剂，因此火焰当量比小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，包括主膜，其中：(a)所述主膜包含第一聚合物组分，所述第一聚合物组分包含一种或多种聚合物；并且(b)所述主膜具有：(1)第一主面和第二主面；(2)平台部分，其中所述主膜能够热致自发形成；和(3)一个或多个改性区，每个改性区包括中心部分以及围绕所述中心部分的边沿部分并且被平台部分围绕，其中每个边沿部分的平均厚度大于围绕所述改性区的所述平台部分的平均厚度，每个中心部分的平均厚度小于围绕所述改性区的所述平台部分的平均厚度并且大于零，并且其中所述主膜的一个或多个片段具有约100gf/密耳厚或更小的抗撕强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 62/096,2591.一种制品，包括主膜，其中：(a)所述主膜包含第一聚合物组分，所述第一聚合物组分包含一种或多种聚合物；并且(b)所述主膜具有：(1)第一主面和第二主面；(2)平台部分，其中所述主膜能够热致自发形成；和(3)一个或多个改性区，每个改性区包括中心部分以及围绕所述中心部分的边沿部分并且被平台部分围绕，其中每个边沿部分的平均厚度大于围绕所述改性区的所述平台部分的平均厚度，每个中心部分的平均厚度小于围绕所述改性区的所述平台部分的平均厚度并且大于零，并且其中所述主膜的一个或多个片段具有约100gf/密耳厚或更小的抗撕强度。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜的所述平台部分的平均厚度为约0.5密耳至约3密耳(13微米至75微米)。3.根据权利要求1所述的制品，其中当根据ASTMD2732评估时，所述主膜的所述平台部分表现出不超过1％的收缩响应。4.根据权利要求1所述的制品，其中当根据ASTMD2732评估时，所述主膜的所述平台部分表现出约0.3％或更小的收缩响应。5.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜的一个或多个片段具有约70gf/密耳厚或更小的抗撕强度。6.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜的一个或多个片段具有约55gf/密耳厚或更小的抗撕强度。7.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一聚合物组分包含一种或多种聚烯烃聚合物。8.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一聚合物组分选自由聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺或它们的组合组成的组。9.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜的所述平台部分呈双轴取向。10.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜的所述平台部分呈单轴取向。11.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜为单层的。12.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜为多层的。13.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜在所述边沿部分中的取向度低于在所述围绕性平台部分中的取向度。14.根据权利要求1所述的制品，其中所述改性区被以有序阵列布置。15.根据权利要求1所述的制品，其中所述改性区被以随机方式布置。16.根据权利要求1所述的制品，其中所述改性区具有基本上类似的单独构造。17.根据权利要求1所述的制品，其中所述改性区具有变化的单独构造。18.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜具有第一片段和第二片段，所述第一片段具有多个改性区的第一阵列，所述第二片段具有多个改性区的第二阵列，其中所述第一阵列在一种或多种特性上不同于所述第二阵列。19.根据权利要求18所述的制品，其中所述特性选自由以下特性组成的组：(1)相邻改性区之间的平均距离，(2)改性区的形状，(3)改性区的尺寸和(4)边沿部分的平均厚度。20.根据权利要求1所述的制品，其中所述主膜具有第一片段和第二片段，所述第一片段具有多个改性区的阵列，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·汉格，马克·A·斯特罗贝尔，乔尔·A·盖茨切尔，王蜀珺，亚当·O·莫顿，尼拉卡旦·钱德拉塞克兰，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US