專利名稱：生產(chǎn)微孔片材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)微孔片材的方法。
背景技術(shù)：
近年來已經(jīng)開發(fā)出合成紙用于印刷和標(biāo)簽工業(yè)中。合成紙?zhí)峁﹦龠^天然木漿紙的 顯著優(yōu)勢，包括例如改善的印刷質(zhì)量、耐水性、耐撕裂性和拉伸強(qiáng)度。這些材料典型地由聚 合物材料如聚烯烴或聚酯構(gòu)成。在某些微孔聚烯烴片材的制造中，典型地將聚烯烴聚合物與細(xì)碎的水不溶性填料 和有機(jī)增塑劑共混。物料的共混物通過擠片模頭(sheeting die)擠出以形成由具有遍及 該基質(zhì)分布的細(xì)碎的水不溶性填料的聚烯烴聚合物基質(zhì)構(gòu)成的連續(xù)片材?；ミB孔的網(wǎng)絡(luò)遍 及該微孔片材連通。通過使所述片材與提取流體(extraction fiuid)組合物接觸，從片 材中提取促進(jìn)擠出過程的有機(jī)增塑劑。常規(guī)的提取流體組合物包括例如鹵代烴類，如1，1， 2-三氯乙烯、全氯乙烯、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷和二氯甲烷；或 者鏈烷烴如己烷、庚烷，以及甲苯。對于許多最終應(yīng)用而言，從微孔片材中除去一些或相當(dāng)大部分的有機(jī)增塑劑是重 要的。例如，在將微孔片材用作可印刷片材的情況下，殘余增塑劑會負(fù)面地影響印刷質(zhì)量。 另外，在將微孔片材用作多層層疊材料結(jié)構(gòu)中的層、例如用作身份卡的情況下，高的殘余增 塑劑含量會負(fù)面地影響層疊剝離強(qiáng)度。當(dāng)然，對于一些最終應(yīng)用而言，較高的殘余增塑劑含 量可能是有利的。同樣，期望在微孔片材中存在最低限度的殘余提取流體組合物。例如，在將微孔 片材最終用作食品或藥品用的標(biāo)簽或包裝材料的情況下，應(yīng)當(dāng)將殘余的提取流體從微孔片 材中最大限度地減少或者完全除去。在一些制造工藝中，已經(jīng)避免了使用上述的常規(guī)提取 流體組合物如鏈烷烴，因?yàn)檫@些物質(zhì)是可燃的，從而需要特殊的處理和設(shè)備。另外，一些常 規(guī)的鹵代烴類已經(jīng)在人類健康和環(huán)境法規(guī)、例如歐盟近來采取的化學(xué)品注冊、評估和許可 (“REACH”)體系中被視為高度關(guān)注的物質(zhì)。例如，2級致癌物質(zhì)三氯乙烯可能在REACH體 系中被列為“致癌性、致突變性或生殖毒性”(“CMR”)物質(zhì)?？紤]到前述內(nèi)容，將期望使用可容易地從最終微孔片材中除去、不可燃的并且不 是人類健康和環(huán)境法規(guī)中的關(guān)注物質(zhì)的提取流體組合物，制造微孔片材。發(fā)明概述本發(fā)明涉及生產(chǎn)微孔片材的方法，該片材包含包括聚烯烴的聚合物基質(zhì)、遍及基 質(zhì)分布的細(xì)碎的基本上水不溶性的填料、和遍及微孔材料連通的互連孔的網(wǎng)絡(luò)。所述方法 包括(a)形成包含聚烯烴、無機(jī)填料和加工增塑劑組分的混合物；(b)擠出該混合物以形 成連續(xù)片材；和(c)使該連續(xù)片材與不可燃的提取流體組合物接觸以從連續(xù)片材中提取出 加工增塑劑組分。所述提取流體組合物具有75 °C或更低的沸點(diǎn)，并且基本上不含三氯乙烯。 如此形成的微孔片材具有例如等于或大于SOOkPa的拉伸強(qiáng)度的性能特性。另外提供了由 所述方法生產(chǎn)的微孔片材。發(fā)明詳述
注意用于本說明書和所附權(quán)利要求書中的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)/ 一種”和“所述 /該”包括復(fù)數(shù)對象，除非特意和明確地限于一個(gè)對象。就本說明書而言，除非另有指示，在說明書和權(quán)利要求書中使用的表達(dá)成分量、反 應(yīng)條件和其他參數(shù)的所有數(shù)值應(yīng)當(dāng)理解為在所有情況下由術(shù)語“約”修飾。因此，除非有相 反指示，否則在下面的說明書和所附權(quán)利要求書中給出的數(shù)值參數(shù)是近似值，其可以根據(jù) 有待通過本發(fā)明得到的期望性能而變化。最起碼，以及并非作為限制等同原則對權(quán)利要求 書范圍的應(yīng)用的企圖，各數(shù)值參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少按照所報(bào)道的有效數(shù)字的數(shù)目并采用一般的舍 入技術(shù)來解釋。本文中的所有數(shù)值范圍包括該列出的數(shù)值范圍內(nèi)的所有數(shù)值和所有數(shù)值范圍。盡 管描述本發(fā)明的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體實(shí)施例中給出的數(shù)值被盡 可能精確地報(bào)道。然而，任何數(shù)值固有地包含由它們相應(yīng)的試驗(yàn)測量中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差必 然引起的一定誤差。本文提供的本發(fā)明的多種實(shí)施方案和實(shí)施例各自應(yīng)理解為就本發(fā)明的范圍而言 是非限制性的。如前所述，本發(fā)明涉及生產(chǎn)微孔片材的方法，該片材包含包括聚烯烴的聚合物基 質(zhì)、遍及基質(zhì)分布的細(xì)碎的基本上水不溶性的無機(jī)填料、和遍及微孔材料連通的互連孔的 網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的方法包括(a)形成包含聚烯烴、填料和加工增塑劑組分的混合物；(b)擠出該混合物以形成連續(xù)片材；和(c)使該連續(xù)片材與不可燃的提取流體組合物接觸以從連續(xù)片材中提取出加工增 塑劑組分，從而形成微孔片材。所述提取流體組合物具有75 °C或更低的沸點(diǎn)，并且基本上不含三氯乙烯。所述微 孔片材具有等于或大于SOOkPa的拉伸強(qiáng)度。本文使用的“微孔材料”或“微孔片材”是指具有互連孔的網(wǎng)絡(luò)的材料，其中， 在不含涂層、不含印刷墨、不含浸漬劑并且預(yù)粘結(jié)(pre-bonding)的基礎(chǔ)上，所述孔具有 0. 001-0. 5微米的體積平均直徑，并且構(gòu)成所述材料的至少5體積％，如本文下面所述的。聚烯烴本發(fā)明的微孔材料包含聚烯烴(例如聚乙烯和/或聚丙烯)基質(zhì)、例如高密度和 /或超高分子量聚烯烴基質(zhì)。超高分子量(UHMW)聚烯烴的非限制性實(shí)例可以包括基本上線型的UHMW聚乙烯或 聚丙烯。由于UHMW聚烯烴不是具有無限分子量的熱固性聚合物，它們在技術(shù)上被分類為熱 塑性材料。超高分子量聚丙烯可以包括基本上線型的超高分子量等規(guī)聚丙烯。所述聚合物的 等規(guī)度往往是至少95 %，例如至少98 %。雖然對于UHMW聚乙烯的特性粘度的上限沒有特別限制，但是在一個(gè)非限制性的 實(shí)例中，所述特性粘度可以是18-39分升/克，例如18-32分升/克。雖然對于UHMW聚丙 烯的特性粘度的上限沒有特別限制，但是在一個(gè)非限制性的實(shí)例中，所述特性粘度可以是 6-18分升/克，例如7-16分升/克。
權(quán)利要求
生產(chǎn)微孔片材的方法，所述微孔片材包含包括聚烯烴的聚合物基質(zhì)，遍及該基質(zhì)分布的細(xì)碎的基本上水不溶性的填料，和遍及該微孔片材連通的互連孔的網(wǎng)絡(luò)，所述方法包括(a)形成包含聚烯烴、無機(jī)填料和加工增塑劑組分的混合物；(b)擠出該混合物以形成連續(xù)片材；和(c)使所述連續(xù)片材與不可燃的提取流體組合物接觸以從連續(xù)片材中提取出加工增塑劑組分，從而形成微孔片材；其中所述提取流體組合物具有75℃或更低的沸點(diǎn)，并且基本上不含三氯乙烯；和其中所述微孔片材具有等于或大于800kPa的拉伸強(qiáng)度。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述微孔片材含有70wt%或更少的加工增塑劑組分。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述微孔片材含有30wt%或更少的加工增塑劑組分。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述微孔片材含有20wt%或更少的加工增塑劑組分。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述微孔片材含有20ppm或更少的提取流體組合物。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述微孔片材含有IOppm或更少的提取流體組合物。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述提取流體組合物具有45°C或更低的沸點(diǎn)。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述提取流體組合物具有20°C_45°C的沸點(diǎn)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述提取流體組合物具有4-9(J/cm3)1/2的計(jì)算的溶解度參 數(shù)庫侖項(xiàng)(δ clb)。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述提取流體組合物具有4-6(J/cm3)1/2的計(jì)算的溶解度 參數(shù)庫侖項(xiàng)(δ clb)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述加工增塑劑組分包括選自石蠟油、環(huán)烷油、和/或芳族 油的加工油。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述提取流體組合物包括計(jì)算的溶解度參數(shù)庫侖項(xiàng) (δ clb)為4-9 (J/cm3)1/2的鹵代烴類的共沸物。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述提取流體組合物包括選自反式-1，2-二氯乙烯、1，1， 1，2，2，3，4，5，5，5-十氟戊烷和/或1，1，1，3，3-五氟丁烷的鹵代烴類的共沸物。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述烯烴包括超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、高 密度聚乙烯和/或高密度聚丙烯。
15.權(quán)利要求1的方法，其中所述填料包括無機(jī)填料，該無機(jī)填料包括硅質(zhì)填料。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述硅質(zhì)填料包括二氧化硅。
17.權(quán)利要求1的方法，其中所述填料在所述微孔片材中的存在量為50-90wt%。
18.權(quán)利要求1的方法，其中所述互連孔構(gòu)成所述微孔片材的35-70體積％。
19.由權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的微孔片材。
全文摘要
生產(chǎn)微孔片材的方法，該片材包含聚烯烴的聚合物基質(zhì)、遍及基質(zhì)分布的細(xì)碎的基本上水不溶性的填料和遍及微孔材料連通的互連孔的網(wǎng)絡(luò)。所述方法包括(a)形成包含聚烯烴、填料和加工增塑劑組分的混合物；(b)擠出該混合物以形成連續(xù)片材；和(c)使該連續(xù)片材與不可燃的提取流體組合物接觸以從連續(xù)片材中提取出加工增塑劑組分。所述提取流體具有75℃或更低的沸點(diǎn)，并且基本上不含三氯乙烯。所述微孔片材具有等于或大于800KPa的拉伸強(qiáng)度。另外提供了微孔片材。
文檔編號C08J9/00GK101981101SQ200980111344
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者J·L·博伊爾, L·M·帕里尼洛, Y·J·瓦布爾頓, 鄧軍 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司