CN101203372B - 由定向膜构成的交错层压板及其生产方法和装置 - Google Patents

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Abstract

交错层压板是由两个定向的的热塑性聚合物材料板层形成的，这两个板层布置成它们的定向方向相互相交，这两个板层被热封到一起。每一个板层都是半原纤化的，即其是由双轴定向材料构成的线性薄区域和该较薄区域之间的较厚线性浮凸构成的。幅主要是通过在浮凸(较厚区域)的交叉点形成的结合来密封的。浮凸的阵列具有少于2mm的间隔。该层压板具有改进的美学和强度性能。用于形成该交错层压板的方法包括分段拉伸该材料来形成较薄区域，并且描述了包括相互啮合的凹槽拉伸辊的装置，这些辊具有尖锐边缘的齿顶。

Description

由定向膜构成的交错层压板及其生产方法和装置
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。
本发明的一个关键特征是在权利要求1所规定的条件下，交错层压的通常为单轴定向的板层是以双轴定向的较薄材料的紧密间距“线条”的图案提供的。这些“线条”在下文中被称为“较薄幅”，并且每一块板层的剩余部分被称为“浮凸”。其间具有较薄幅的浮凸图案是通过在该板层主定向方向的横向方向分段拉伸，优选在凹槽辊之间拉伸所形成的，如权利要求中所限定的。优选使该浮雕图案尽可能地精细，并且为了该目的，已经发明了用于凹槽辊拉伸的改进方法和改进装置。向交错层压板中的一个或两个板层提供较薄幅图案并不是新的，而是在不同的条件下完成的，即，如在WO02/102592和WO04/054793中所公开的槽纹(波形)交错层压板的生产中完成的，这在下文中将讨论。
现在发现，当较薄幅没有结合或仅仅微弱结合到相邻板层的时候，该较薄幅提供了令人惊讶的抗撕裂扩展性改进。这可以通过这些双轴定向的窄“线条”在撕裂力下对板层中定向改变能力的影响来解释。这样的定向改变用来制止撕裂，并且这些窄“线条”作为重新定向的引发物。因此，提供尽可能精细的图案也是很重要的。
如上所提及的，本发明的第二个目的是提高美学效果，并且这是通过交错层压的浮雕板层的织物状外观达到的。人们可以说每一块板层都是“半原纤化的”，并且当表面观察该交错层压板的时候，交错层压板看起来象是板层真的被原纤化过一样，特别是当通过加入颜料来增强视觉效果的时候。也是为了视觉效果起见，使浮凸和幅图案尽可能精细是很重要的。
上面所述的本发明的第三个目的，即帮助层压板可能实现显著的后收缩，也是通过精细的薄幅图案达到的，这是因为他们“吸收”了压缩力，否则的话，该压缩力将产生皱褶或产生卷曲趋势。这是非常显著的改进。
作为理解本发明的背景，简略回顾一下现有的交错层压技术是有益的。这主要涉及本发明人较早的公开物。
用于交错层压板的聚合物材料在过去和现在主要都是通过共混改性的不同种类的聚乙烯和聚丙烯，过去的和现在的工业生产工艺均包括以下步骤：挤出一管，通过牵伸使该管主要在其纵向方向定向；螺旋地将该管切割成幅，其主定向方向在斜线上；并且将两个或更多个这样的幅连续地层压在一起，使它们的主定向方向相互交叉。在该层压板中还可以包括主要在其纵向方向定向的膜。
在第一种基于这些原理的产业化工艺中，在执行螺旋切割之前，在挤出的管状膜的纵向方向上进一步对其执行冷拉伸，其中，该管状膜主要是在该纵向方向上融熔定向。在如US-A-4,039,364中所公开的后一产业化工艺中，共挤出每一个管状膜，其具有主要用来为层压板提供拉伸强度的层和至少一个用来帮助膜结合的表面层，膜的结合至少部分地是通过压力和加热来完成的。
此外，还在膜上共挤出其它特殊的层，这些层成为层压板的外部。这些特殊的层用来改进层压板的表面性能，特别是用来改进层压板的热封性能。在该后一种工艺中，在共挤之后直接就执行螺旋切割，并不在两步骤之间执行冷拉伸操作，而是在一条单独的生产线上执行该冷拉伸操作。当膜以夹层布置合并到一起、被结合或尚未结合以形成层压板的时候，进行了其它的拉伸操作。这些膜是在相对低的温度下进行的双轴拉伸。该双轴拉伸的横向分量发生在凹槽辊之间。在US-A-5,028,289和US-A-5,626,944中，凹槽辊之间的该拉伸被进一步发展。
在US-A-5,248,366中公开了执行螺旋切割的实际方式。该专利还提到了一种替代的切割技术，即，当管状膜从共挤模中拉出的时候，可使其具有螺旋地延伸的熔融定向，可通过在模出口和拉伸装置之间的相对旋转来实现这样的定向，并且接下来，可沿平行于主定向方向轴线方向或者与主定向方向成一定角度的方向进行切割。甚至可以对该工艺进行调整来生产幅，在该幅中熔融定向的主方向将与该幅的纵向方向垂直。
为了获得完整的理解，还应当提到的是，在非常早期的专利中，还提到了这样的可能性，即，可以使纵向定向的聚合物膜材料在压力机中非连续地交错层压并且结合。
在一种完全不同于上述方法的制造工艺中，制出了一种刚性非常大的交错层压板，该层压板被用于特别高级的产品中。这种层压板是由这样的聚合物构成，该聚合物在熔融或部分熔融状态下是液晶，并且通过彼此反向旋转的模具部件已在挤出模内定向并交错层压。然而，这种工艺和产品不是本发明的技术主题。
再回过来讨论其它类型的交错层压板，这些层压板多数是日用物品或技术产品，当选择合适的较低熔点聚合物用于该层压板的表面层的时候，在剪切型密封中该热封强度是足够的，然而如果在剥离型热封中要求好的冲击热封强度，则必须采取特殊的防范措施，对于具有这种热封的工业包装袋就通常需要采取这种防范措施。这些防范措施公开于US-A-5,205,650和WO-A-98/23434中。
关于交错层压板的最近发明包括本发明人的五个公开物WO02/102592，WO04/54793，WO03/033241，WO04/094129和WO05/102669。前两者使两层交错层压板中的一个或两个板层具有如瓦楞纸板中波状的波形结构，但是通常其波长短于瓦楞纸板的常规波长，该波形通常沿各个板层的分子定向方向延伸。
这两篇公开物都公开并且要求保护形成较薄的双轴幅图案。在WO02/102592中，其涉及仅仅其中一个板层，并且描述于从第8页向前的整个说明书和权利要求书中，而在WO04/054793中，其涉及一个或两个板层，并且描述于从第12页第19行开始的整个说明书和权利要求书中。在这两种情况下，都涉及主要用于各个槽的结合基底的一组薄的线性双轴定向幅；和另一组较窄的薄的线性双轴定向幅，该组幅中的每一个幅用来形成槽顶。
注意到这些波形交错层压板的抗撕裂扩展性非常高，并且对于这样的层压板并不需要在这方面的改进，然而存在很多槽纹层压板不能应用的使用领域，例如需要精细印刷或者需要特殊浮雕图案的用途。
WO03/033241和WO04/094129特别涉及与挤出相联系的特殊减薄和定向的工艺，通过这些工艺能够提高高温强度、热封性能、屈服张力和/或阻隔性能。
人们很自然的相信，生产交错层压板的最佳方式将是通过拉幅机生产横向定向板层，并且将该板层与纵向定向板层层压到一起，然而现有拉幅机的功能仅限于在非常高的温度例如80℃或更高的温度下拉伸，这至少在HDPE或PP的情况下不能向板层提供交错层压板所必需的性能。这详细地解释于WO05/102669中，然而该专利要求保护一种适合在低得多的温度下拉伸的改进类型的拉幅机。该已知技术对于本发明的一些实施例具有直接的重要性，并且将结合这些实施例对其进行描述。
根据本发明的产品出现于权利要求1中，并且生产它的方法出现于相应的权利要求18中。当所述的板层A与板层B之间结合的条件被满足的时候，较薄的双轴定向的幅或“线条”对抗撕裂扩展性具有惊人的影响。在这种情况下，这些“线条”的足够部分具有充分的“自由”来充当抑制撕裂重新定向过程的引发物，这在前面曾经提过，并且它们在局部分层之后在撕裂扩展区域提供的柔韧性也能具有抑制撕裂的效果。参见例子2和3中的对比试验。
如上所提及的那样，两公开物WO02/102592和WO04/054793都涉及像瓦楞纸板一样带有槽纹的交错层压板，并且还公开了较薄的双轴定向的幅或“线条”的形成，但是在这些公开物中，幅的大多数区域被以浮凸与浮凸结合的方式较强地结合到相邻的板层上。实际上，这些浮凸大多数是未被结合的。在这些产品中薄幅的目的是促进槽纹的形成并且提高槽纹的刚度。这些已知的波状交错层压板也显示出非常好的抗撕裂扩展性，但是这是由于波形形式而不是由于薄幅在本发明中所发挥的效果。
在上述波状交错层压板中的槽纹的“松弛”效应有助于最小化撕裂扩展区域的力集中(缺口效应)。
在本发明中，一些“松弛效应”也是优选的，只要其不妨碍特别是对浮雕图案可印刷性或可接受性的需要。关于这一点，实际的限制陈述于权利要求7中。
如在权利要求1和18中所述的那样，板层A和B是通过一个或多个层压层热封到一起的。这可以通过挤出层压或者通过共挤出的层压层来实现。术语“热封的”包括这些板层是用超声波密封到一起的可能性，这是因为这样的密封实际上是由于由超声波所引起的局部加热。
对权利要求1中所述的微弱结合的测试，即用手反复弯折和摩擦，是一种实际测试，其可能被所有从事膜层压板的人知道，主要是作为拒绝不充分结合的快速实验。“没有结合”和“消除结合”可以通过在显微镜下研究横截面而确切地检测。通常将出现浮凸与幅交错的图案，即使当对比不同的切片试样的时候，这些试样是在选定的浮凸组之后，垂直于浮凸切割的。浮凸与较薄幅的图案通常是由结合图案重叠的，例如，该结合图案是通过联系图3所解释的层压辊上的波纹确定的，但是通过检验足够数量的层压板切片条，就可以检测出薄幅总面积的多高百分比没有结合或者微弱的结合(如所定义的那样)。
如果存在任何疑义，可以通过剥离例如用切片机切下的足够窄的样条，来确定比最弱的结合更强的结合的剥离强度。
每一个所述较薄幅的平均厚度都优选不大于相邻浮凸最大厚度的80％，更优选地基本上为相邻浮凸最大厚度的25-50％。此外，优选浮凸的宽度通常不大于约1mm，更优选通常不超过约0.5mm，但是最优选通常在约0.05-0.2mm的范围内。最后，每个较薄幅的宽度优选为两相邻浮凸的最大厚度的至少约50％，并且更优选不少于两相邻浮凸平均宽度的25％。
上面提及了较薄的双轴定向的幅或“线条”的一个重要功能是在撕裂扩展的过程中作为这些板层重新定向的引发位置。因此，浮凸中的单轴定向程度和建立单轴定向的温度优选局限于这样的程度，即在缓慢撕裂扩展过程中，每个板层A和B各自重新定向，而不是在撕裂扩展的区域原纤化。然而，即使由于浮凸的拉伸比太高或者拉伸温度太高而发生了原纤化而不是重新定向，双轴定向的幅使得撕裂扩展区域更加柔韧的效果仍然有助于增加抗撕裂扩展性。
从上文中可以理解，全部微弱结合对于相对较厚的交错层压板或者对于一般的袋子是足够的，然而在大多数情况下，结合与不结合相交替的图案或者相对强的结合与微弱结合相交替的图案是优选的。虽然权利要求1和权利要求18表示“微弱”是指通过反复弯折和摩擦来消除结合的可能性，但是不可能以剥离力的数值形式来表示，因为这是随着规格、拉伸比、原料和应用而改变。
然而，如已经提及的那样，这样的结合图案的一般性原理是现有技术，此外对于结合力的选择是在各种情况下常规实验的问题。
在权利要求1和权利要求18的特征部分所定义的结合可以如权利要求2-6中所规定的那样以大体上不同的图案来建立。根据权利要求5的结构由图2所图解并且结合该附图进行了解释，而根据这些权利要求的结合体系的其它方面是结合图3解释的。
应该注意到，较薄幅没有结合的结合体系通常表现出较高的抗撕裂扩展性，这是与除了较薄幅是微弱结合而其它所有方面都与上述体系相同的体系相比而言的。然而，在没有结合的体系中存在一个缺点，即，空气可以通过由薄幅所形成的沟道从内部进入这些板层，从而该层压板更容易遭受UV降解，如果层压板是在长时间受到强烈日光影响的情况下使用的话。
主要的产品和方法权利要求(权利要求1和18)并没有陈述在哪个生产步骤中通过分段拉伸(通常是凹槽辊拉伸)向每个板层A和B施以浮雕从而形成浮凸和较薄幅的图案。然而，如在权利要求19和20中所述的那样，该分段拉伸优选是在完全拉伸板层之前或之后，或者在完全地拉伸板层的两个步骤之间进行的。这两个权利要求涉及生产交错层压板的不同路线，在由工艺图图5所描述的一个路线中，起始膜是平铺管状膜，定向的主方向是管的纵向方向，并且分段拉伸是横向进行的，即，通常通过具有环形凹槽或者螺旋凹槽的凹槽辊进行，这些凹槽的间距与这些辊的半径相比非常小。接下来，将这两个板层沿着斜线切割并且将它们连续地交错层压起来。
用于进行该横向拉伸的装置相信应是新的，并且形成了本发明的另一方面，并且在权利要求43中要求得到保护。优选的实施例定义于权利要求44-51中，在下面将对这些实施例进一步进行讨论。包括横向拉伸设备的层压装置可以包括用来进行权利要求18和/或该权利要求的从属权利要求的方法的其它步骤的装置。
在由工艺图图6所描述的另一条路线中，一个板层的定向主方向横向于机器方向，并且分段拉伸平行或基本上平行于机器方向，即，如果按照通常优选的那样通过凹槽辊进行的话，后者必须具有轴向或者螺旋延伸的凹槽，在后一种情况下基本上平行于轴向方向。第二个板层的拉伸类似于在第一个提及的路线中所进行的拉伸。
第二条路线表现的优点是，所有的工艺步骤都可以如工艺图所示的那样在线发生，但是由于需要拉幅机，该机器设备比第一条路线所用的机器设备昂贵的多。该拉幅机优选是WO05/102669中所描述的种类，在该拉幅机中使板层产生打褶状态，其中这些褶皱是横向延伸的，从而在横向拉伸的过程中允许纵向收缩。该拉幅机工艺的特征在于：在通道各个位置的定向过程基本上都局限于一个或两个窄的颈部区域，每一个颈部区域都由长且窄的加热装置控制，在该设备的横向看，每一个加热装置都作用在窄的空间上，并且在该空间膜以无摩擦或低摩擦接合的方式通过，并且每个加热装置的纵向方向与膜行进方向成角度布置，以至于在每一个膜横截面中，所述窄的颈部区域逐渐发展到该膜的宽度上，直到将要定向的基本上整个宽度都通过了这样的区域。
在这两个工艺图中，分段拉伸(凹槽辊拉伸)被表示为发生于其它的一个或多个拉伸步骤之后。然而，其还可以发生于生产过程的较早阶段。在完成其它的拉伸之后或者在该其它拉伸的最后阶段进行分段拉伸能够给予幅定向最好的双轴特征并且达到最有效的抑制撕裂效果，而在较早阶段特别是在任何其它固态拉伸之前进行分段拉伸能够导致浮雕图案较细的间距以及由此所产生的改进的美学性能。
这是以使板层垂直于拉伸方向可以基本自由收缩为条件。对于拉幅机拉伸，这可以通过上面所述的打褶实现，对于纵向拉伸，这还可以通过在拉伸前打褶实现，而拉伸发生在紧密相间的辊之间，如在发明人以前的专利US3,233,029中所公开的那样。此外，作为在以皱褶状态拉伸之后的定向工艺早期步骤的分段拉伸，促进了使较薄幅呈现松弛形式的趋势。这将在后面进行解释。
在通常使用凹槽辊进行分段拉伸中，所形成的拉伸段的间距应该优选尽可能细小，为了该目的，已经发明了改进的拉伸方法和装置。该方法大体上涉及在一个或多个步骤中在熔点范围之下通常以单轴方式纵向拉伸由热塑性聚合物材料构成的膜，并且在拉伸之前或之后或者在两个上述的步骤之间，在具有环形沟槽或螺旋沟槽的啮合凹槽辊之间横向地并且分段地拉伸该膜，该沟槽的间距与辊的半径相比较小。该方法的特征在于：这些辊的带槽表面上的每一个齿顶都具有两个边缘，其中每一个边缘都足够尖锐，以在板层中形成所述的较薄线性幅。为了尽可能好地实现这一点，所述的两个边缘优选凸出来，以将板层与凹槽辊之间的接触限制到齿顶的边缘部分。换句话来说，凹槽辊上的齿顶应该优选具有图8所示的凹形形状。
就此而论，进一步优选将凹槽辊加热到例如约60-80℃，而将幅在较低的温度例如约20-45℃引入到辊中，以在凹槽辊齿顶的边缘部分选择性地加热该板层。加热有助于控制幅的厚度。结合图9对该实施例进一步进行了解释。
在任何情况下，凹槽辊的间距应该优选在约0.8-1.2mm之间，并且从所述的齿顶上的两个边缘的一个边缘到另一个边缘的距离应该优选为0.3-0.5mm。
为了使膜上的浮雕图案的间距达到最大的精细度，可以相互对准地进行多个分段拉伸过程，特别是(如图10中所图解的那样)当该分段拉伸是环形凹槽辊(被称为第一凹槽辊)之间的横向拉伸时。拉伸方法的这个实施例的特征在于：在第一凹槽辊之间的分段拉伸之前或之后，对板层进行位于第二环形凹槽辊之间的第二分段拉伸，所述的第二凹槽辊
a)在每一个齿顶仅仅形成一个拉伸区，
b)在操作条件下具有与第一凹槽辊完全相同的间距，并且
c)与第一凹槽辊精确对准，以至于由第二凹槽辊形成的每一个拉伸区都落在形成在第一凹槽辊一个齿顶的边缘上的两个拉伸区之间或者与这两个拉伸区相连。
对于工业生产，辊的长度通常必须至少为约1m或者大于1m，并且还可能要求2-3m长。因此，对于辊表面的加工就要求严格的精确度，并且每一个辊都必须由安装在芯上的段构成。对辊附图的描述进一步详细地涉及获得该精确度，并且涉及在凹槽辊表面的齿顶边缘上的合适尖锐度。
重点强调的是，至少一部分段是在凹槽辊的平齿顶或者凹齿顶的边缘上生成的上述分段拉伸方法并不限于生产根据权利要求1的产品。这些方法还可有利地用于例如生产上述WO02/102592和WO04/054793中所涉及的槽纹状交错层压板，这是因为可以通过应用所描述的手段来使槽的间距更细。此外，通过这些方法生产的双轴定向膜在很多情况下都可以用作单板层而不需要任何层压过程，例如，作为用于包装或用于卫生目的的包装膜，特别是当这样的膜的平均规格为约0.05mm或更低的时候。
回到本发明的主要方面，两板层A和B可以具有直线延伸，正如前面所述的，或者一个板层或两个板层可以包括松弛部分，但是优选该松弛部分的总长度应该如权利要求7中所述的那样受到限制。通过显微照片图1和附图2图解了两种不同类型的松弛。这样的松弛完全不同于在上述WO02/102592和WO04/054793中所公开的槽纹。它们对于抗撕裂延展性具有正面影响，这是因为它们将撕裂作用力围绕着撕裂扩展的区域分布，从而降低了缺口效应。此外，它们有助于给予该交错层压板织物状外观和/或手感，并且如果希望的话，可以除去光泽。另外，可能存在使交错层压板不具有任何这样的松弛的需要，例如，为了印刷目的或者为了接下来的装饰或功能性浮雕。
松弛是在层压过程中或者在高温下后收缩过程中通过层压板的收缩形成的。当板层A收缩时，板层B中的浮凸将被更近地拉到一起，从而导致了在B的幅中形成松弛，除非这些幅能够在相同的方向中类似地收缩。当板层B收缩时，板层A中的幅发生类似的效果。如上所述，通过将分段拉伸作为定向过程的早期步骤，接下来在皱褶状态拉伸，促进了松弛的形成。解释是，由于该拉伸使板层可能整体沿着横向于发生拉伸方向的方向收缩，这减少了较薄幅中定向的双轴特征，这意味着幅被稳定，而不在相同方向进一步收缩。
用来使较薄幅稳定，从而在层压或者在后收缩过程中促进松弛形成的另一措施，是用热风选择性地热处理这些薄幅，同时通过使浮凸与冷却表面通常是辊表面接触来将浮凸保持在较低温度。选择性加热是可能的，这是因为在幅和冷却表面之间将存在一些气隙。甚至可以进行该热处理来达到较薄幅被部分熔融的程度。
如所述的那样，存在不希望松弛的情况。如果松弛是在层压过程中或者在后收缩过程中偶然形成的，则可以通过用热风加热松弛，同时使浮凸与冷却表面通常是冷却辊表面接触，来将松弛首先从层压板的一个面上除去，接下来从该层压板的另一面上除去。必须仔细调整加热条件，这是因为在这种情况下浮凸的某些部分将与冷却表面热隔离。
由于强度性能、刚度和相对低的价格非常适合作为交错层压板主成分的材料是具有高或中高分子量的HDPE或结晶PP。
为了在撕裂过程中重新定向的可能性起见，至少当该聚合物材料是基于PP或HDPE的时侯，在约50℃或50℃以下的温度，在定向的主方向进行拉伸是有利的。为了避免在生产过程的不适当阶段收缩，接下来的热处理，例如在约80-90℃的热处理是需要的。
板层定向优选进行到这样的程度，即，交错层压板的最终拉伸强度，至少在一个方向但通常在所有方向，为不少于约25MPa，更优选不少于约40MPa。在确定表示为每横截面积上的力的该强度的时侯，必须将厚度理解为压紧状态的平均厚度，在实际操作中，当膜成分的密度已知的时侯，这是通过平方米重量计算的。
优选选择由熔点范围显著不同的两种或多种相容聚合物构成的混合物作为结合层，以至于所述混合聚合物中较低熔点的聚合物开始熔融的温度是在各个板层主要部分中紊乱最少或产生定向的温度。混合比和层压温度应选择为使抗分层和抗撕裂扩展性之间达到希望的平衡。例如，在基于HDPE的交错层压板的情况下，一层或多层层压层可以有利地由LLDPE和茂金属LLDPE或者LLDPE和EVA的混合物构成。
为了例如美学效果起见，板层A和/或B优选是微孔隙的。如所公知的那样，这可以通过混合合适的粉末(例如滑石粉)和/或通过选择拉伸步骤的条件来达到。也是如人们所已知的那样，如果定向是在50℃左右或50℃以下的温度下进行的话，则HDPE和PP形成微孔隙而不需要任何粉末掺混物。如上所述的那样，还发现，大部分定向在这样相对低的温度下进行，对于基于HDPE或PP的交错层压板的强度性能是有利的。然而比美学效果更重要的是，通过调整拉伸步骤的条件和/或选择混合粉末，以至于较薄幅中的孔隙在整个幅中是连续的，从而有可能制造可透气的交错层压板。通常将微孔薄透气膜与织物层压来给予它们足够的强度，但是在本发明的这一方面，增强物，即单轴定向的浮凸，是构成微孔薄膜材料整体的组成部分。根据本发明的这样的透气交错层压板可以是较大规格的，例如，平均规格约0.05-0.15mm，用于“家用包装膜”、房顶衬底、透气袋和雨衣，以及较小规格的，例如，约0.01-0.03mm，用于各种医药和卫生目的。
作为选择，根据本发明的层压板可以被穿微孔。
附图说明
本发明其它的细节呈现于所附的附图和下面对这些附图的描述中。
图1是经过润饰的但是真实的显微照片，其显示了与在例子1中解释的那样所生产的“半原纤化的”交错层压板的一个主方向平行的截面。
图2以类似于图1的截面显示了“半原纤化的”(即，分段拉伸的)交错层压板，该层压板包括两类浮凸，即被结合的较厚浮凸X和未被结合的较薄的浮凸Y。
图3是表示有利结合/没有结合、或强结合/微弱结合、或强结合/微弱结合/没有结合图案的示意图。
图4显示了一组辊，适合于层压非常薄的板层，同时将浮凸与浮凸结合到一起，但较薄幅没有被结合。
图5和6是代表生产“半原纤化的”交错层压板的两种不同路线的工艺图。
图7和8各自显示了两个啮合凹槽辊在分段拉伸膜材料过程中的细节，在带槽表面的各个齿顶上形成两个薄幅；该沟槽可以是环形的或者螺旋状的，但基本上都是环形的；所示的测量范围基本如下所示。
图9显示了由图8所描绘的凹槽辊当被加热时的优选的布置和操作。
图10显示了由图7和8所表示的凹槽辊的另一优选的布置和操作，即与一组凹槽辊“对准”，该组辊在凹槽表面的每一个齿顶上形成一个薄幅。
图11和12显示了两条用来在实验室规模上层压和收缩的辊的生产线。这些是联系例子描述的。
具体实施方式
在图1中，浮凸(1)形成于两个“半原纤化的”板层中的第一个板层中。浮凸2形成于第二个“半原纤化的”板层中，并且虚线(3)表示两个板层之间的界面。应该理解，当在垂直于浮凸(1)的截面中观察的时候，第一板层看起来基本上与在该显微照片中第二板层看起来一样。所有的浮凸在它们的纵向方向都相对强地定向。如由该例子所呈现的那样，各个板层都是共挤的三层膜，该膜由HDPE中间层、LLDPE表面层以及茂金属LLDPE和常规LLDPE的混合物形成的结合层构成，该LLDPE表面层还形成该层压板的表面。然而，该显微照片并没有显示这两个膜是3层的，也没有显示由虚线(3)表示的结合相。在显微照片中所示的四个区域(4)的三个区域中形成了松弛或活套，并且如上所描述和要求的那样，该特征对于交错层压板的抗撕裂扩展性具有非常重要的正面影响。然而，如果希望的话，可以通过选择性加热较薄幅来消除该松弛效应。
在图2中，将未结合空间加宽了。这可以通过过度拉伸较薄幅来方便地实现。这种加宽是通过比幅(4)厚但是比浮凸X薄的浮凸Y建立的。每一个幅(4)都与一个浮凸X和一个浮凸Y相邻。不同厚度的线性图案可以根据图10所解释的那样确立，并且板层A中的基本上所有浮凸X与板层B中的浮凸X结合同时保持层压板的其余区域本质上没有结合，这可以通过适当的选择层压辊表面的硬度和合适的辊压来达到。幅(4)和浮凸Y是以松弛状态显示的，但是可以通过热处理来挺直。
在图3中有利的结合体系示意图中，竖直线表示板层A中浮凸/较薄幅之间的界限，而水平线表示板层B中相似的界限。这些线不需要沿着交错层压板的机器方向/横向方向，而是可以例如与这些方向成45°角。此外，板层A中的幅和浮凸并不需要如在这里所显示的那样垂直于板层B中的幅和浮凸延伸。相反，当浮凸图案的两个方向以及因此A和B中的定向主方向相互之间形成约55-65°角的时侯，通常在所有方向上发现最佳的抗撕裂扩展性。为了简化的目的，在这里选择图案中两个阵列垂直排列。浮凸与浮凸的交叉包括实心正方形(101)和用圆点标记的正方形(102)。其余的正方形或者表示下面所描述的幅与幅交叉或者表示幅与浮凸交叉的排列。
结合体系1：
通过调整层压辊的表面硬度和辊压，达到了在正方形(101)和(102)中有结合，而在其它正方形中没有结合。在例子1(参见图1)和例子2中建立了该体系。
结合体系2：
通过调整层压辊的表面硬度和辊压，达到了在正方形(101)和(102)中有结合，在其它正方形中有结合但是是较弱的结合。在例子4中建立了该体系。
结合体系3：
或者通过在一个或两个层压辊上的合适的浮雕图案，从而在热和压力作用下使板层A和B中形成浮凸，其中每个板都包括在这些浮凸之间的多个交叉点，或者通过如WO03/074264中所描述的那样以紧密相间的窄带阵列的形式在板层A和板层B上共挤出该层压层，通过上述方式达到了例子3中那样的在正方形(101)中有结合，而在其它正方形中没有结合。
结合体系4：
在正方形(101)中相对较强的结合，在正方形(102)中较弱的结合，并且在其它正方形上相似的结合或没有结合。这优选是通过上述公开于WO03/074264中的共挤出方法达到的，但是在这种情况下，共挤出膜必须包括(如在所述的公开物中所公开的那样)两个层压层，其中较强结合的一个是窄带的形式，较弱结合的另一个是在窄带和共挤出膜主层之间的连续层压层。
结合体系5：
如例子5中那样，仅仅在正方形(101)和直接与这些正方形相邻的正方形中存在结合。这是以与结合体系3相似的方式达到的，但是还调整层压辊的表面硬度和/或辊压使其适合于结合与正方形(101)相邻的薄幅。
在该主要的草图中，仅仅显示了在每个结合组或强结合组中的其中9个交叉点(101)。然而，由于板层A和B上各个浮凸的宽度都最优选为约0.05-0.2mm，并且这些组中的每一个组的线性尺寸优选粗略表示为约1-5mm，因此很清楚在每一组中交叉点(10)的数量高于所显示的数量。在每一个组中这样的交叉点可以有例如约500或更多个。
如上文所呈现的那样，在很多情况下对于层压辊表面硬度和辊之间压力的选择将是很关键的，特别是如果板层的厚度非常低，例如，约0.01mm，并且如果同时所有的较薄幅都应没有结合。在这些情况下，甚至有必要用钢表面的两个辊来层压。在这种情况和其它情况下，将均匀的辊压施加到层压板的整个宽度上，该宽度通常大于1m，也是必须解决的问题。图4显示了解决该问题的实用解决方案。使用了一个中心辊(104)，并且在该中心辊的相对两侧设置两个辊(105)，这两个辊是由通过轴(107)连接的段节构成。在每一个轴上都有轴承(108)，该轴承通过例如气动或液压装置向中心辊(104)偏压，在这里由箭头(109)表示。还可以设有用于循环热水或油的装置(没有显示)。
在概述中已经解释了根据工艺图图5和6的过程。参见图7，执行分段横向拉伸的相互啮合的凹槽辊(112)和(113)在它们的具有相对尖锐边缘(115)的圆弧齿(横截面看为平的)上具有平坦齿顶(114)。分段拉伸起始于这些边缘并且发展到薄的连续幅(116)。啮合是有限的，以至于在环形齿的平坦齿顶(114)上保持较厚的材料，即浮凸。
对于辊表面制造精度的要求是很高的，并且强烈建议用短的段节制造辊的外部部分。“尖锐边缘”上的曲率半径很重要。其取决于共挤出膜的性能，但是通常应该在约20-50微米的范围内。相对精确调整该曲率的合适的工业方法是首先使这些边缘确实很尖锐，然后通过电解抛光将它们弄圆，最后进行电解镀Cr。这些电解过程当然必须在精确确立的条件下进行。
在图7中，所示较薄幅的宽度约等于浮凸的宽度。通常，但不总是，优选最终产品中的较薄幅应该比这些浮凸窄，从而给予该产品优良的稳定性。然而，在图7中显示了平铺的管状膜被拉紧时的横截面，当其离开凹槽辊的时侯薄区域的宽度将被减少。
在凹槽辊的环形齿上形成相对尖锐边缘的目的是使得浮雕图案特别精细。通过图8所显示的齿型增强了该浮雕的精确度。在这里，齿顶在横截面上看不是平的，而是具有凹形形状，以至于这些边缘径向突出超出这些边缘之间的齿顶部分。
在图9中，应该理解，与图9中两个辊相似的两个凹槽辊(112)和(113)被加热，以便于促进在突出边缘(115)上较薄幅的形成并且可以更好地控制它们的厚度。在这里加入了具有光滑的环形齿顶(111)的第三凹槽辊(110)。这三个凹槽辊是以紧凑形式显示的，即每个辊的仅仅两个径向相对的段节，并显示了它们的中心线(112a)，(113a)和(110a)。
当辊(112)和(113)被加热到例如70-90℃时，将辊(110)保持在更低温度，例如约20℃。在操作条件下，这三个凹槽辊必须具有完全相同的间距，即，在室温下，辊(112)和(113)将具有比辊(110)的间距小的间距。该辊装置是如下操作的：
板层跟随辊(112)一定距离，该距离足以将与热的突出边缘(115)接触的板层部分加热到为分段拉伸所选择的温度。这是当辊(112)的凹槽表面与辊(113)的凹槽表面啮合的时侯发生的。在此时，与辊(113)的突出齿冠边缘接触的板层部分因为它们还没有被加热所以将不被拉伸，或者将仅仅很低程度地被拉伸。当这些板层部分跟随辊(113)的时侯它们被加热，并且当辊(113)的齿顶与辊(110)上的冷的光滑齿顶啮合的时侯它们被拉伸。应当调整辊(112)与(113)以及辊(113)与(110)之间的啮合来使所有幅的宽度尽可能地相等。
在图10中，两组“对准的”凹槽辊是与图9中的三个辊是相类似的紧凑图显示的。辊(112)和(113)相似于图8中的两个辊，而辊(119)在各个环形齿的齿顶上，即在齿中部(120)上，仅具有一个相对尖锐的边缘。辊(118)和(119)上的齿是相互啮合的，每一个都形成一个拉伸区(薄幅)，并且两对凹槽辊是“对准的”，以至于辊(119)上各齿的中部几乎接触辊(112)上的齿的中部。在图8b中，对准是以虚线(121)表示的。制造凹槽辊时用来确保凹槽辊之间精确对准的装置可以从WO-A-02-102592中了解。该对准横向拉伸的结果是，该膜将形成两个相应于辊(112)和(113)各个齿顶的浮凸(122)，从而形成更加精细的浮雕图案。
辊(112)和(113)可以被安装于辊(118)和(119)的下游，或者反之，即将前者安装于后者的上游。根据所挤出的熔融定向膜的特性来选择上述两种选择方案之一。
然而，如果辊(118)和(119)的齿顶的尖部(120)被光滑地弄圆，则该凹槽辊装置可以用来制造图2中所示的结构。相对薄的浮凸Y形成在弄圆的尖部(120)上。
例子1
挤出一60微米厚的3层管膜，该膜的组成如下：
中间层，占总体的80％：熔体流动指数(m.f.i)＝0.2并且密度为0.944g/ml的HDPE
外表面层-层压层，占总体的10％∶50％亲合力8770(熔体流动指数＝1.0的茂金属烯烃)
内表面层，占总体的10％∶熔体流动指数＝1的LLDPE
吹胀比：1∶1∶1
纵向牵伸比：30∶1。
该管状的单轴熔融定向的膜在40℃(环境温度)下在如图7所示的凹槽辊之间被半原纤化的，凹槽辊的间距为1.2mm，并且从齿顶上的尖锐边缘到尖锐边缘的距离为0.3mm。下游的凹槽辊比上游的凹槽辊运动快5％。通常发现，这样小的速度差异有助于使浮雕(分段拉伸)均匀。紧接着这些凹槽辊，将管状膜通过一对具有环形齿顶的间距为15mm的啮合的从动凹槽辊，以适合于将精细的褶皱转变成更粗糙的褶皱，而不需进行任何其它的分段拉伸。当分段拉伸发生于纵向拉伸之前的时侯，通常发现这也有助于使产品均匀。如在概述中所提及的那样，纵向拉伸优选是在皱褶状态开始的，然而发现在到拉伸辊的途中非常细小的皱褶倾向于变化并且形成更不规则且粗糙的皱褶。
粗糙但是均匀打褶的管膜继续前进到一系列从动的光滑辊，这些辊被保持在所提及的温度40℃，并且适合于以2∶4∶1的比率拉伸该膜。从这个单元开始，该膜前进到一系列稳定辊，在这些稳定辊中将该膜在90℃稳定化而不进行任何进一步的拉伸，在水冷辊上将该膜冷却到约20℃，并且最后将膜卷绕起来。
在一单独的生产线中，以45°的角度螺旋切割具有浮凸和薄幅的管状定向膜，并且在第三条单独的生产线中在压力和约100℃的温度下将两片这样螺旋切割的膜交错层压。在辊缝上游避免了收缩，并且当层压板离开辊缝时允许收缩。将层压压力调整到较低的值，以获得最大的抗撕裂扩展性而不破坏该结构。因此，该层压板全部以浮凸与浮凸结合的形式被相对牢固地结合。
一部分主要是纵向定向的膜也被用来制备这种类型的交错层压板，在这种类型的层压板中，板层A在机器方向定向，板层B在横向方向定向。为了实验室目的以简单方式制备这样的板层B，将主要是纵向定向的膜切割成相对短的段，并且将多个这样的段热封到一起，以使定向为横向的。将板层A和板层B层压到一起，然后使它们在与上述提到的45°切割膜试样相同的装置和相同的工艺条件下收缩。所产生的结构显示于显微照片图1中。
层压和收缩是用图11所示的实验室装置进行的，并且现在将对其进行进一步详细地描述。
在空转辊(10)上将板层A和B集合到一起，使其在空转的传递辊(11)上通过，这样做的作用是避免在通往层压辊(12)和(13)的途中起皱。辊(12)是钢辊，而辊(13)涂覆有硬度为约70ShoreA的橡胶。将这两个辊都加热，以使A和B的“夹层结构”达到希望的层压温度，在该例子中该温度为所提及的约100℃。对A和B在层压压力下进入辊(12)和(13)之间的辊缝之前跟随辊(12)的距离进行调整，以获得弱结合，同时在辊缝之前的收缩最小。在层压之后，A和B仍然跟随热辊(12)经过相对长的距离，以被进一步加热并且在两个方向上进一步收缩。该层压板经过空转的传递辊(14)，并且被卷在卷轴(15)上。将卷绕张力保持的尽可能低，在给定的加热条件下允许尽可能高的收缩。
该结合体系是图3所描述的被称作结合体系1的体系。
例子2
挤出一约0.15mm厚的2层管膜，该膜的组成如下：
主层，占总体的约80％：
熔体流动指数＝0.2并且密度＝约0.95g m-1的HDPE。
外表面层＝层压层，占总体的约20％：
在约95℃开始熔融的乙烯共聚物。
吹胀比：约1∶2∶1。
在约30℃以约3∶1的比例纵向拉伸该铺开的管状膜，所述比例是在松弛和加热稳定之后测得的。如本领域所知道的那样，该拉伸是在非常紧密间隔的拉伸辊之间以多个步骤进行的。在拉伸之后，测得该膜的规格为约0.040mm。该冷拉伸的管状膜被用于在该例子和例子3中所生产的所有交错层压的试样。
如下进行对比试验：
a)铺平的纵向定向管膜被“半原纤化”，以45°角螺旋切割，然后被交错层压，
b)与a)相似的程序，除了该膜不被“半原纤化”以外，
c)相似于程序a)，但是切割角为63°，这是本发明人通常优选的，
d)与c)相似的程序，除了该膜不被“半原纤化的”以外。
“半原纤化”(凹槽辊之间的分段拉伸)是如例子1中所描述的那样进行的，但是应该注意，在例子1中该半原纤化是在纵向冷拉伸之前进行的，而在该例子(和接下来的例子)中是在纵向冷拉伸之后进行的。层压加上收缩是如例子1中所解释的那样进行的，除了在层压过程中膜温度稍微较高，即105℃。该结合体系是在说明书中被称为结合体系1的结合体系。
工艺条件和测试结果的细节显示于例子5后面的表中。在这里，“半原纤化的”和“没有半原纤化的”试样之间的比较是基于通过改进的切口撕裂测试测量的抗撕裂扩展性。与ASTM方法相比，改进在于较高的撕裂速度(参见表)以及不同的样品尺寸，即：试样尺寸100mm×100mm并且切口深度30mm。这些表中所呈现的撕裂测试的结果显示了由“半原纤化”生产的较薄幅的显著的正面效果。除此之外，没有“半原纤化的”试样显示了非常强的弯曲趋势，而“半原纤化的”试样几乎不显示这样的趋势。最后，由于浮凸和较薄幅中微孔隙的不同外观，“半原纤化的”试样显示了雅致的织物状图案。该织物状外观的效果相对较弱，其可以是优选的，但是如果希望得到占支配地位的织物状外观的话，可以通过在挤出工艺中加入颜料来达到。
在显微镜中对横截面的检查显示了薄幅的厚度平均为相邻浮凸厚度的30％，而薄幅的宽度平均为相邻浮凸宽度的30％，从而薄幅的体积是浮凸体积的约9％。
例子3
除了现在层压过程是通过图3所说明的被称为“结合体系3”的点结合方式进行的以外，该例子是像例子2那样进行的。仅仅对以63°角切割的膜进行层压。如在例子2中那样，对比了具有“半原纤化的”板层的交错层压板和具有“没有半原纤化的”板层的交错层压板。
层压/收缩过程和装置与例子1中所描述的参考图11的过程和装置的不同之处在于，其中辊(12)和(13)适合于产生点结合。层压辊(12)是具有间距为1.5mm的环形凹槽的凹槽辊，其具有0.5mm厚的平坦齿顶。涂布了橡胶的层压辊(13)也是凹槽辊，但是其具有轴向延伸的凹槽，间距为约1.5mm，并且具有约0.7mm厚的平坦齿顶。这些齿的硬度为约70shoreA。
在层压的过程中，板层的温度被调整到1050℃。层压压力和将层压膜从辊(13)牵引的张力保持得很低。
如下选择对比试验：
e)铺平的纵向定向管状膜被“半原纤化”，以63°角螺旋切割，然后被交错层压，
f)除了该膜不被“半原纤化”以外，进行与e)相似的程序。
在例子5后面的表中呈现了该工艺和快速撕裂的抗撕裂扩展性形式的对比测试结果的其它细节。也是在该例子中，“半原纤化的”试样在这方面比“没有半原纤化的”试样明显更强。当在显微镜下研究的时候，发现薄幅和浮凸的尺寸等于在例子2中所发现的尺寸。
例子4
该例子描述了根据本发明的非常薄的交错层压板的生产，结合体系是图3中所描述的被称为“结合体系2”的结合体系。
所挤出的管状膜的厚度仅仅为0.015mm。
组成：
主层，占总体的60％：
d＝0.95并且m.f.i.＝02的HDPE。
内表面层(热封层)，占总体的20％：m.f.i.＝1.0的LLDPE
外表面层(层压层)，85％LLDPE(m.f.i＝1.0)+15％茂金属LLDPE(m.f.i.＝1.0)。
该茂金属LLDPE具有约50-60℃的熔融范围。在挤出过程中的吹胀比为约2∶1并且拉伸比为约40∶1。该铺平管是在生产线中纵向拉伸的，其中首先使其具有微小的皱褶。这样的“打褶拉伸”已经在概述中提及了。该拉伸发生于直径仅为约30mm的涂布有橡胶的辊之间，这些辊由更大的辊支撑。
在该拉伸之后，完全如在例子2和3中那样将该管状膜“半原纤化”，然后以63°的角度对其螺旋切割。
没有收缩的层压是通过图12所示的装置并作为单独的第一层压过程进行的，并且后层压加收缩过程是通过图11中所示的装置进行的。
图12的装置不同于图11的装置，区别在于：第一层压对置辊(16)，它涂布了橡胶并且没有被加热，其用来消除空气滞留并且使板层与热辊(12)良好的接触。通过气动装置(17)，辊(16)轻轻地压向辊(12)。
层压板的最终规格为：19μm，
在该例子中，在层压过程中膜温度仅仅为70℃，以避免不规则收缩。用图11的装置进行后层压(即，较强结合)，其中将层压板加热到约90℃。该过程的其它细节呈现于表中。所生产的交错层压板具有19μm的平均规格。
在显微镜下对横截面进行的检验显示薄幅的厚度平均为相邻浮凸厚度的25％，并且薄幅的宽度平均为相邻浮凸宽度的20％，从而薄幅的体积为浮凸体积的约5％。
例子5
该例子描述了根据本发明相似薄的交错层压板的生产，但是结合体系是图3中所描述的被称为“结合体系5”的体系。
关于膜的组成、挤出条件和“半原纤化”，该例子类似于例子4，但是层压是用图11的装置在70℃进行的，几乎没有收缩。
没有实施后层压和后收缩。为了获得合适的、不太高也不太低的结合强度，共挤出层压层中茂金属LLDPE的含量在例子4中为15％，而在该例子中被增加到30％。
层压板的最终规格：19μm。
当在显微镜下研究的时候，薄幅和浮凸的尺寸等于在例子4中所发现的尺寸。
撕裂结果表
m.d.＝机器方向t.d.＝横向方向d.d.＝对角方向
a)切割角45°，没有“被半原纤化”，光滑层压辊，最终规格0.08mm
b)切割角45°，“被半原纤化”，光滑层压辊，最终规格0.06mm
c)切割角63°，没有“被半原纤化”，光滑层压辊，最终规格0.08mm
d)切割角63°，“被半原纤化”，光滑层压辊，最终规格0.06mm
e)切割角63°，没有“被半原纤化”，波纹层压辊，最终规格0.08mm
f)切割角63°，“被半原纤化”，波纹层压辊，最终规格0.06mm
撕裂速度：每秒15cm。
在“改进(％)”的计算中，考虑到了通过“半原纤化”完成的规格25％的减小量。
  c)   m.d.   9.2   5.6   6.5   7.1
  d)   m.d.   10.5   8.0   20.0   12.8   140
  c)   t.d.   5.0   2.8   6.5   4.8
  d)   t.d.   22   35   11.5   22.8   535
  c)   d.d.   6.5   4.0   8.0   6.2
  d)   d.d.   14.2   11.0   10.5   11.9   155
  e)   m.d.   26.0   24.3   25.2
  f)   m.d.   27.0   52.0   45.0   41.3   120
  e)   t.d.   20.0   21.2   27.0   13.0   20.3
  f)   t.d.   ＞40   15.0   27.0   ＞47   ＞32.3   115
  e)   d.d.   39   37   8.0   28
  f)   d.d.   15.5   79   46   74   53.6   150
拉伸和收缩的测量表
该百分数涉及在所述的工艺步骤之前所挤出膜的尺寸。
收缩和拉伸的测量表
Figure G2006800158235D00231
Figure G2006800158235D00232

Claims (49)

1.一种包括至少两个定向板层A和B的交错层压板，板层A和B各自由热塑性聚合物材料构成，各板层都是具有一个主方向的双轴定向，并且通过一个或多个层压层将A热封到B，从而建立了或者全部是微弱结合，或者是结合与没有结合交替的图案，或者是相对强结合与相对弱结合交替的图案，从而板层A和B均包括一个间距不大于2mm且通过较薄线性幅(4)，(9)整体连接的分布于膜表面的线性浮凸阵列，各个较薄线性幅的体积少于两相邻浮凸平均体积的50％，浮凸与相邻薄区域之间的边界被理解为板层厚度为所述浮凸的最厚部分与所述幅的最薄部分之间的平均厚度的区域，从而各个浮凸的主横截面部分是单轴定向的以足以达到A的主定向方向，而较薄的幅是双轴定向的，其特征在于：在该层压板整个面积上均匀的分布中，A和B中较薄线性幅的至少50％的面积没有被结合或者被微弱结合，以至于通过用手重复弯曲和摩擦可以消除该结合，并且通过在室温下剥离所确定的那样，大多数的每个浮凸与浮凸的结合至少与直接相邻的薄幅与薄幅结合中最强的一个结合一样强。
2.根据权利要求1所述的交错层压板，其特征在于，或者结合被仅仅限制在浮凸上，或者浮凸与浮凸的结合比相邻较薄幅之间的结合强。
3.根据权利要求2所述的交错层压板，其特征在于，所述的结合体系被限制在各自均包括多个浮凸和较薄幅的区域上，而该层压板的其它区域是没有结合的。
4.根据权利要求2所述的交错层压板，其特征在于，较薄幅全部没有被结合，并且浮凸全部被结合，但是在各自包括多个浮凸和多个较薄幅的区域内，浮凸与浮凸的结合比在这些区域以外浮凸与浮凸的结合强度强。
5.根据权利要求2或3所述的交错层压板，其特征在于，存在两系列浮凸X和Y，其中浮凸X比浮凸Y厚，从而每一个较薄幅(4)都与一个浮凸X和一个浮凸Y相邻，并且或者结合仅仅限于浮凸X，或者浮凸X与浮凸X的结合强于浮凸Y与浮凸Y的结合。
6.根据权利要求1所述的交错层压板，其特征在于，在均匀地分布于层压板区域上的并且各自均包括多个浮凸和多个较薄幅的区域内，这些板层是强结合的以至于在重复弯曲和摩擦后被结合部分不能被剥离开，而层压板A和B的其它地方没有被结合或者是微弱结合的以至于通过这样的处理可以被消除。
7.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，该层压板包括形成松弛的未结合区域，该松弛的程度是有限的，以至于在垂直于浮凸和幅的延伸部分的截面中观察，沿着实际膜表面测量的松弛的宽度比松弛的边界之间的直接距离大最高0.5mm。
8.根据权利要求7所述的交错层压板，其特征在于，沿着实际膜表面测量的松弛的宽度比松弛的边界之间的直接距离大最高0.3mm。
9.根据权利要求8所述的交错层压板，其特征在于，沿着实际膜表面测量的松弛的宽度比松弛的边界之间的直接距离大最高0.2mm。
10.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，各个所述的较薄幅的平均厚度不大于相邻浮凸最大厚度的80％。
11.根据权利要求10所述的交错层压板，其特征在于，各个所述的较薄幅的平均厚度通常为相邻浮凸最大厚度的25-50％。
12.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，浮凸的宽度通常不大于1mm。
13.根据权利要求12所述的交错层压板，其特征在于，浮凸的宽度通常不大于0.5mm。
14.根据权利要求13所述的交错层压板，其特征在于，浮凸的宽度通常在0.05-0.2mm的范围内。
15.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，各个较薄区域的宽度至少为两个相邻浮凸最大宽度的50％。
16.根据权利要求15所述的交错层压板，其特征在于，各个较薄区域的宽度不少于两相邻浮凸平均宽度的25％。
17.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，浮凸的单轴定向程度和建立该单轴定向的温度受到限制，以至于在缓慢撕裂扩展的过程中，板层A和B各自重新定向而不是在撕裂扩展的位置原纤化。
18.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，其平均厚度不大于0.05mm。
19.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，该层压层是在A和/或B上的共挤出层。
20.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，该层压层是通过挤出层压施加的。
21.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，A和/或B主要由高分子量或中高分子量HDPE或高分子量或中高分子量结晶PP构成。
22.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，A和B具有微孔隙，在较薄幅中微孔隙可以贯穿这些板层来使交错层压板可透气。
23.根据权利要求1或2所述的交错层压板，其特征在于，该交错层压板具有微穿孔。
24.根据权利要求23所述的交错层压板，其特征在于，仅限于该交错层压板的较薄幅具有微穿孔。
25.一种生产包括至少两个各自由热塑性聚合物材料构成的定向板层A和B的交错层压板的方法，在该方法中，各个板层都在多个步骤中进行了其中一个方向为主方向的双轴定向，并且其中通过层压层将A热封到B，从而形成了或者是全部微弱结合，或者结合与没有结合交替的图案，或者相对强结合与相对弱结合交替的图案，从而对A和B均分段拉伸来形成间距不大于2mm且通过较薄线性幅整体连接的分布于膜表面的线性浮凸阵列，各个较薄线性幅的体积少于两相邻浮凸平均体积的50％，并且在结束拉伸操作后各个较薄线性幅获得了双轴定向，浮凸与相邻薄区域之间的边界被理解为板层厚度为所述浮凸的最厚部分与所述幅的最薄部分的平均厚度的区域，并且在该方法中，各个浮凸的主横截面部分是单轴定向的足以达到A的主定向方向，其特征在于：均匀地分布在该层压板整个面积上的A和B中较薄线性幅的至少50％的区域中结合可以通过用手重复弯曲和摩擦消除，并且如在室温下通过剥离所确定的那样，大多数的每个浮凸与浮凸的结合至少如直接相邻的薄幅与薄幅结合中最强的一个结合一样强。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，在层压之前，以基本上单轴的方式完全地纵向拉伸板层A，同时以基本上单轴的方式完全地横向拉伸板层B，并且以分段的方式横向拉伸板层A，同时以分段的方式纵向拉伸板层B，所述的A与B的分段拉伸是在所述完全拉伸板层之前或之后，或者在所述完全拉伸板层的两个步骤之间进行的，并且可以选择在层压之前对板层A和/或板层B进行热稳定。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，以分段的方式横向拉伸板层A是在与辊的半径相比具有低间距的环形凹槽或螺旋凹槽的啮合凹槽辊之间进行的，同时以分段的方式纵向拉伸板层B是在具有轴向或轻微螺旋延伸的凹槽的啮合凹槽辊之间进行的。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，在层压之前，在板层A和B处于管状形式或者铺平的管状形式的时候，以基本上单轴的方式完全地纵向拉伸各个板层A和B，并且以分段的方式横向拉伸处于铺平的管状形式的板层，所述的分段拉伸是在所述完全拉伸板层之前或之后，或者在所述完全拉伸板层的两个步骤之间进行的，并且可以选择在结束拉伸步骤之后对板层A和/或板层B进行热稳定，接下来螺旋切割各个板层A和B来形成幅主定向方向与幅纵向方向成一定角度的幅，最后连续地进行A和B的层压，其中A和B的主定向方向相互成角度。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，以分段的方式横向拉伸处于铺平的管状形式的板层是在与辊的半径相比具有低间距的环形凹槽或螺旋凹槽的啮合凹槽辊之间进行的。
30.如权利要求25-29任一项所述的方法，其中，较薄幅是通过进行基本上纵向或基本上横向分段拉伸板层的啮合凹槽辊生产的，其特征在于，辊的凹槽表面上的各个齿顶都具有两个边缘，每一个边缘都足够尖锐以在板层中形成所述较薄的线性幅。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述的两个边缘是突出的，以将板层与凹槽辊的接触限制于齿顶的边缘部分。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，把凹槽辊加热到一定温度，而在比该加热到的温度较低的温度下将幅供送到辊上以选择性地在凹槽辊齿顶的边缘部分上加热板层。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，把凹槽辊加热到60-80℃，而在20-45℃的温度下将幅供送到辊上以选择性地在凹槽辊齿顶的边缘部分上加热板层。
34.如权利要求30所述的方法，其特征在于，凹槽辊的间距小于5mm，并且齿顶上的所述两个边缘中一个到另一个的距离为0.3-0.5mm，并且尖锐边缘的曲率半径在20-50μm的范围内。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，凹槽辊的间距为0.8-1.2mm。
36.如权利要求30所述的方法，其中，分段拉伸是在第一环形凹槽辊之间的横向拉伸，其特征在于，在该分段拉伸之前或之后，在第二环形凹槽辊之间对该板层进行第二分段拉伸，所述的第二凹槽辊
a)在每一个齿顶上仅仅形成一个拉伸区，
b)在操作条件下具有与第一凹槽辊完全相同的间距，并且
c)与第一凹槽辊精确对准，以至于由第二凹槽辊形成的每一个拉伸区都落在形成于第一凹槽辊的一个齿顶的边缘上的两个拉伸区之间或者与这两个拉伸区相连。
37.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，使层压装置、压力和温度适应于在点或线性区域形成结合，以至于在每一个点或线性区域内，A和B或者均匀地全部相互结合，或者相应于浮凸/较薄幅的图案以结合/没有结合或者强结合/微弱结合的图案相互结合，而层压板的其余区域保持没有结合或与所述点或线性区域内的平均结合相比保持较微弱结合，参照在20℃的剥离试验。
38.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，所述的一个或多个结合层是在A和/或B上共挤出的。
39.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，所述的结合层已在挤出-层压过程中被施加。
40.如权利要求38所述的方法，其特征在于，点或线性区域中的结合图案是通过在板层A和板层B上以紧密间隔的窄条带阵列形式共挤出层压层而形成的，可以选择地在所述条带和板层的剩余部分之间共挤出第二连续层压层，从而在最终的层压板中，A中的条带与B中的条带形成一个角度，同时使层压装置适合用来在基本上完全均匀的温度下层压这些板层，并且使所述一个或多个层压层以及温度和压力适合于在各个点或线性区域中A和B或者均匀地完全相互结合，或者相应于浮凸/较薄幅的图案以结合/没有结合或者强结合/微弱结合的图案相互结合，而层压板的其余区域保持没有结合或与所述点或线性区域内的平均结合相比保持较微弱结合，参照在20℃的剥离试验。
41.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，浮凸中的单轴定向程度以及进行单轴定向的温度受到限制，以至于在最后的交错层压板中缓慢撕裂扩展的过程中每个板层A和B均重新定向而不是在撕裂扩展的位置原纤化。
42.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，在通过加热来层压的过程中或之后，允许或导致层压板沿着至少一个定向主方向收缩。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，在拉伸和层压步骤之间，通过用热风加热来对A和/或B中的较薄幅选择性地稳定，同时通过接触冷却表面使浮凸保持在较低温度，该稳定进行达到这样的程度，即在所述的收缩过程中引起了或促进了松弛的形成。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，在加热的过程中幅可以被部分熔融。
45.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，通过用热风加热来除去层压板中形成的松弛，同时通过使该层压板与冷却辊接触来使层压板的其余部分冷却。
46.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，通过混合合适的粉末和/或选择拉伸步骤的条件来使板层A和/或板层B具有内部微孔隙，该方法可进行到使孔隙穿透较薄幅从而使得交错层压板可透气的程度。
47.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，板层A和/或板层B主要由高或中高分子量的HDPE或PP构成，并且在所述一个板层或多个板层中的浮凸方向以固体状态的大多数定向都是在50℃或50℃以下进行的。
48.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，使该层压板具有微穿孔。
49.如权利要求25-29任一项所述的方法，其特征在于，选择熔融范围显著不同的两种或更多种相容聚合物的共混物作为结合层，所述较低熔点的共混聚合物在各个板层主要部分中形成的定向将不受到干扰的温度开始熔融，选择混合比和层压温度以达到在抗分层和抗撕裂延展性之间希望的平衡。
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