CN104520366B - 挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材和用于玻璃板的夹层衬片 - Google Patents

挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材和用于玻璃板的夹层衬片 Download PDF

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Abstract

一种挤出的泡沫片材，具有由含有低密度聚乙烯作为其主要组分的基础树脂构成的泡沫层，其中所述泡沫片材具有45-450kg/m3的表观密度，0.03mm或以上且小于0.3mm的平均厚度和当在80℃下加热24小时时在挤出方向上-5%至0%的尺寸变化和其中所述泡沫层的泡孔壁具有6-70μm的平均厚度。所述泡沫片材可以用作用于玻璃板的夹层衬片。

Description

挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材和用于玻璃板的夹层衬片
发明领域
本发明涉及挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材及其作为用于玻璃板的夹层衬片（interleaf sheet）的用途。
发明背景
挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材通过利用其缓冲性能主要用作缓冲材料或包装材料。另外，该类泡沫片材近年来还用作插在相邻玻璃板(如用于显像装置如液晶显示器、等离子显示器和电致发光显示器的玻璃基体)之间的夹层衬片用于防止在运输过程中在所述表面上形成损伤。用作用于玻璃板的夹层衬片的泡沫片材公开在例如JP-A-2007-262409和JP-A-2012-20766中。
JP-A-2007-262409公开了挤出的聚烯烃基树脂泡沫片材，其具有0.3-1.5 mm的厚度和18-180 g/L的表观密度。描述了所述泡沫片材显示小的垂挂程度和允许通过真空抽吸容易地从玻璃板之间移走。另外还描述了可以抑制灰尘在玻璃板上的沉积，因为所述泡沫片材含有聚合物抗静电剂和具有优异的抗静电性能。
JP-A-2012-20766公开了挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材，其具有0.2-1.5 mm的厚度，20-60 g/L的表观密度和10-50 g/m2的基重。其描述了由于构成所述片材的树脂具有至少300MPa的弯曲模量，所以尽管具有低的表观密度和轻质重量，但是所述泡沫片材依然显示出小的垂挂程度和具有作为用于玻璃板的夹层衬片的优异的可用性。
发明概述
本发明要解决的问题
迄今为止用于显像装置的玻璃板，如液晶面板，通常具有大约0.5mm的厚度，和具有大约0.5mm厚度的泡沫片材已经用作用于该类玻璃板的夹层衬片。最近，已经制备了具有大约0.2mm厚度的薄玻璃板。当具有大约0.5mm的常规泡沫片材用作用于该类薄玻璃板的夹层衬片时，将导致负载效率降低。另外，已经发现，因为所述夹层衬片的厚度明显大于玻璃板的厚度，所以当向其局部施加载荷时玻璃板破裂。为了应对这一问题，可能产生使用具有比以前厚度更小的夹层衬片的想法。
然而，通常接受的常识是所述泡沫片材的缓冲性能随着其厚度降低而下降。事实上，已经发现，当通过增加其拿取速度制备的薄的泡沫片材时，其泡孔非常扁平使得其缓冲性能非常低和不能满足用于缓冲材料如夹层衬片的水平要求。
由此，本发明具有的目的是提供挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材，其甚至在其厚度为0.03mm或以上且小于0.3mm时也具有足够的压缩强度和缓冲性能和可充分用作用于玻璃板的夹层衬片。
解决问题的方法
根据本发明的第一方面，提供了挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材，其具有由含有低密度聚乙烯作为其主要组分的基础树脂构成的泡沫层，
其中所述泡沫层的泡孔壁具有6-70 μm的平均厚度，和
其中所述挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材具有45-450 kg/m3的表观密度，0.03 mm或以上且小于0.3 mm的平均厚度和当在80℃加热24小时时在挤出方向上-5%至0%的尺寸变化。
在第二方面，本发明提供了根据第一方面的泡沫片材，其中所述泡沫片材在所述挤出聚乙烯基树脂泡沫片材的厚度方向上具有10 kPa或以上的25%的压缩应力。
在第三方面，本发明提供了根据第一或第二方面的所述泡沫片材，其中所述基础树脂另外含有5-20重量%的线性低密度聚乙烯，基于所述低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的总重量计。
在第四方面，本发明提供了根据第一至第三方面任一项所述的泡沫片材，进一步包含层压在所述泡沫层至少一侧上的树脂层。
在第五方面，本发明提供了用于玻璃板的夹层衬片，由根据第一至第四方面任一项所述的泡沫片材形成。
发明效果
由于其平均泡孔壁厚在特定范围内和其特定的尺寸变化在特定范围内，所以尽管其具有非常小的厚度，根据本发明的挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材依然具有优异的缓冲性能。不仅非常薄而且具有足够的缓冲性能的泡沫片材可以有利地用作用于包装例如0.3mm或以下的薄玻璃板的夹层衬片。
本发明优选实施方案的描述
本发明的所述挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材下面将详细描述。
本发明的所述挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材(下文有时简单称作“泡沫片材”)具有非交联的泡沫层(下文有时简称为“泡沫层”)，其由含有低密度聚乙烯作为主要组分的基础树脂构成和通过挤出成型制备。所述低密度聚乙烯具有优异的柔性和由其得到的泡沫片材适合用作包装材料。
所述泡沫片材可以为单层泡沫片材，仅由所述泡沫层或具有层压在所述泡沫层的至少一侧上的树脂层的多层泡沫片材构成。
如本文所用，术语“含有低密度聚乙烯作为主要组分的基础树脂”旨在指的是含有如下量的低密度聚乙烯的基础树脂：至少50重量%，优选至少60重量%，更优选至少70重量%，更优选至少80重量%，特别优选至少90重量%，基于所述基础树脂的总重量计。所述低密度聚乙烯是这样的聚乙烯树脂：其具有长链支化结构和具有890kg/m3或以上且935kg/m3或以下的密度，优选900kg/m3或以上且930kg/m3或以下。所述基础树脂具有良好的发泡能力和得到具有优异缓冲性能的泡沫片材。
所述基础树脂可以另外含有基于所述基础树脂的总重量计不超过50重量%的除了低密度聚乙烯之外的聚乙烯树脂。
作为另外的聚乙烯树脂，可以提及的是具有至少50mol%的乙烯组分单元的树脂。所述另外的聚乙烯树脂的具体实例包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、非常低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物及其两种或更多种的混合物。尤其是，优选的线性低密度聚乙烯是乙烯和具有4-8个碳原子的α-烯烃的共聚物，从泡沫片材缓冲性能的优异性和防止泡沫片材中产生针孔的观点来说，其具有基本上为线性的分子链和具有910kg/m3或以上且940kg/m3或以下的密度，下面将进行描述。
至本发明的目的和作用不受损害的程度，所述基础树脂可以含有除聚乙烯基树脂之外的热塑性树脂，如聚丙烯基树脂和聚苯乙烯树脂，和弹性体如乙烯-丙烯橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。在该种情况下，所述热塑性树脂(除了聚乙烯基树脂之外)和弹性体在所述基础树脂中的量优选为10重量%或以下，更优选5重量%或以下，基于100重量%的基础树脂计。至本发明的目的和作用不受损害的程度，所述基础树脂也可与功能性添加剂一起加入，如成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、表面活性剂、泡孔控制剂、热稳定剂、防风化剂和UV吸收剂以及无机填料。
从挤出模塑能力的观点来说，所述低密度聚乙烯和其它聚乙烯基树脂优选具有0.2-10 g/10 min的熔体质量流动速率(MFR)。
术语“熔体质量流动速率”是根据JIS K7210-1999条件码D测定的值。
所述泡沫片材必须具有45-450 kg/m3表观密度。当表观密度非常低时，机械强度变得如此低使得所述泡沫片材不能用作包装材料如夹层衬片。另一方面，太大的表观密度导致不足的缓冲性能。从上述观点来说，所述表观密度优选为50-300 kg/m3，更优选60-200 kg/m3。所述泡沫片材的表观密度可以通过其每单位面积的重量(g/m2)除以其平均厚度测定，接着单位转化为[kg/m3]。
重要的是由于为了其优异的缓冲性能和能够用作夹层衬片，所述泡沫片材应当具有0.03 mm或以上且小于0.3 mm的平均厚度。由于相同的理由，平均厚度的下限优选为0.05 mm，更优选为0.07 mm，更优选为0.1 mm。另一方面，平均厚度的上限优选为0.2 mm，更优选为0.15 mm。
所述泡沫片材当用作用于玻璃板的夹层衬片时优选具有尽可能小的直径至少1mm的通孔数量。更特别地，在作为连续产物制备的泡沫片材中直径为至少1mm的通孔的数目优选不超过1(包括0)/100 m其长度。更优选所述泡沫片材没有通孔。偶然地，作为连续产物的泡沫片材以辊的形式卷绕和具有至少100m的长度，优选至少300m，但是长度随着所述泡沫片材的厚度和宽度变化。所述连续产物的长度上限为大约1,500 m，但是所述长度随着泡沫片材的厚度变化。从处理效率的观点来说，所述长度通常为1,000m或以下。所述泡沫片材的宽度通常为至少1m，其中上限为大约4m。
还优选本发明的泡沫片材具有厚度精确度，其由通过在其整个宽度上每1cm间隔测量泡沫片材厚度得到测量值计算和满足下面的要求(1)和(2):
厚度精确度(1): 基于上面描述的测量值计算的每10cm间隔的任何平均厚度(A)[mm]必须在(B)×0.8至(B)×1.2范围内，其中(B)是上面测量值的平均值[mm]，和
厚度精确度(2)：当总宽度分为5个相等部分和在5个部分的各部分中从相应部分中含有的测量值测量最大厚度时，5个最大厚度值中最大值与5个最大厚度值中最小值之间的差值为0.08 mm或以下。满足厚度精确度(1)和厚度精确度(2)的泡沫片材不含格外大的厚度部分和具有优异的表面状态并因此适合用作用于玻璃板的夹层衬片。
更特别地，所述泡沫片材的厚度可以通过使用例如离线厚度计TOF-4R(Yamabun Electronics Co., Ltd.制造)以如下方式测量。首先，具有宽度WT [cm]的泡沫片材在从一侧端部到其相反一侧端部各处以每1cm的间隔测量其厚度以得到n个测量值t1,t2,... tn [mm]，其中n是满足式(WT – 1) < n ≤ WT的整数。接着，基于这n个测量值t1, t2, .. tn，每10cm间隔的平均厚度(A)[mm]、每1cm间隔的上述n个测量值的平均值(B)[mm]和通过相等地除以泡沫片材的宽度得到的5个部分的每一个的最大厚度。
每10 cm间隔的平均厚度可以通过((t1, t2 ...t10)/10; (t11､t12 ...t20)/10,...和(t10m-9+t10m-8+ ..+t10m)/10)计算测定。计算得到m个平均值(m是满足式(WT – 10) < 10m ≤ WT的整数)。厚度精确度(1)要求所述m个平均值中任一个(每10cm间隔的任何平均厚度(A)[mm])必须满足(B)×0.8 ≤ A ≤ (B)×1.2的关系。
另外，测定通过相等地除以泡沫片材的总体宽度得到的5个部分每一个中含有的所述测量值中的最大厚度(每一部分具有WT/5宽度)。之后，测定5个最大厚度值中的最大值和5个最大厚度值中的最小值。厚度精确度(2)要求这些值之间的差值(即：(最大值)-(最小值))为0.08mm或以下。上述测量在所述泡沫片材通过在23±5℃温度下在50%相对湿度下放置至少24小时经历条件调节之后进行。
上面提及的所述泡沫片材的平均厚度是指平均值(B)。
构成本发明的泡沫片材的泡沫层具有多个通过其泡孔壁规定的泡孔。必要的是所述泡沫层的泡孔壁应当具有6-70 μm的平均厚度。当所述泡孔壁的厚度非常薄时，易于形成贯穿泡沫片材的针孔。另一方面，当所述泡孔壁的厚度非常厚时，所述泡沫片材的缓冲性能如此降低使得所述泡沫片材不能用作包装材料如用于玻璃板的夹层衬片。由上面的观点来说，所述平均泡孔壁厚优选为7-50 μm，更优选为8-40 μm。
优选的是为了所述泡沫片材的缓冲性能的优异性在所述泡沫层的厚度方向上泡孔的平均数为4-15/mm。由此观点来说，所述平均数的下限更优选为5/mm，虽然其上限更优选为12/mm，更优选为10/mm。
优选的是所述泡沫层具有在挤出方向和横向的至少一个上为0.1-0.6的泡孔扁平度，更优选在挤出方向与横向的每一个上为0.1-0.6的泡孔扁平度。在挤出方向上的泡孔扁平度是厚度方向上的平均泡孔直径与挤出方向上的平均泡孔直径的比率，而横向的泡孔扁平度是厚度方向上的平均泡孔直径与横向的平均泡孔直径的比率。泡孔扁平度在上述范围内的事实意味着所述泡孔具有扁圆的形状，其中横向和/或纵向(挤出方向)的泡孔直径比厚度方向更长。当所述泡孔扁平度非常小(即：当所述泡孔过度扁平)时，不仅所述泡沫片材的表面保护性能恶化，而且可能所述泡沫片材显示出显著的垂挂程度。因此，所述泡沫片材难以作为包装材料如用于玻璃板的夹层衬片处理。另一方面，当所述泡孔扁平度非常大(即：泡孔几乎是球形)时，可能在挤出发泡过程中容易发生横向上的厚度变化(称为起皱)，但是该球形形状本身并非是不希望的。另外，可能所述泡沫片材不仅具有较差的外观而且具有降低的厚度精确度。由上面的观点来说，每个方向上的所述泡孔扁平度更优选为0.2-0.5，更优选为0.2-0.4。
平均泡孔壁厚度“th” [μm]可以由下式测定：
th [μm] = (0.46/ρp)×ρf×D
其中D是所述泡沫层的平均泡孔直径[μm]，ρp是所述泡沫层的基础树脂的密度[g/cm3]和ρf是所述泡沫层的表观密度[g/cm3]。
所述泡沫层的平均泡孔直径D由下面所示的式根据ASTM D3576-77测定：
D = (在三个方向(厚度方向、横向和挤出方向)上的平均泡孔弦长的算数平均值[μm])/0.616。
所述泡沫层的表观密度可以通过所述泡沫层的每单位面积的重量测定除以其平均厚度(g/m2)，接着单位转化为[kg/m3]。所述泡沫层每单位面积的重量[g/m2]，即所述泡沫层的基重，可以如下测定。当所述泡沫片材是单层泡沫片材时，从所述泡沫片材上切下具有100mm×100mm 大小的方形样品。所述泡沫层的基重通过所述样品的重量[g]乘以100得到。当所述泡沫片材是多层泡沫片材时，从所述多层泡沫片材上切下具有100mm×100mm大小的方形样品和所述样品的重量[g]乘以100得到所述多层泡沫片材的基重。由所得的所述多层泡沫片材的基重[g/m2]，减去通过下文描述的方法测定的所述树脂层的基重[g/m2]，得到所述泡沫层的基重。
当所述泡沫片材为单层泡沫片材时，所述泡沫层的平均厚度是上述平均值(B)。在多层泡沫片材的情况下，所述泡沫层的平均厚度通过由上面提及的平均值(B)减去通过下文描述的方法测定的树脂层的平均厚度得到。
厚度方向上的泡孔平均数如下测量。在沿着挤出方向和其横向的每一个上在所述泡沫层的垂直横截面的5个随机选择的部分拍摄放大的显微镜照片(30倍放大倍数)，由此得到总计10个显微镜照片。在各照片上的随机选择的点，在与所述泡沫片材的厚度方向相同的方向上穿过所述泡沫层的整个厚度画一条直线。计数与此直线相交的泡孔的数目。计数的泡孔数目除以所述泡沫层的两个表面之间的线段长度[mm]，得到每单位长度的泡孔数目[数目/mm]。在10张照片中的10个点的每单位长度的泡孔数目的算数平均值[数目/mm]表示在所述泡沫层的厚度方向上的泡孔平均数。
所述泡孔扁平度通过下面描述的方法测量。沿着横向所述泡沫层的垂直横截面的泡孔扁平度是作为厚度方向上的平均泡孔直径T1与横向的平均泡孔直径W的比率(T1/W)计算的值。厚度方向上的平均泡孔直径T1与横向的平均泡孔直径W可以如下测定。为了测定厚度方向上的平均泡孔直径T1，在所述泡沫层的厚度方向上在接近垂直横截面(横向、垂直横截面)中心的位置穿过所述泡沫层的整个厚度画直线段。计数与此线段相交的泡孔的数目。所述线段的长度除以所计数的泡孔数目，得到厚度方向上的平均泡孔直径T1[mm]。为了测定横向的平均泡孔直径W，在接近所述横向垂直的横截面中心的位置在横向上画长度为30mm的直线段。计数与此线段相交的泡孔的数目。所述线段的长度除以(所计数的泡孔数目-1)，得到横向的平均泡孔直径W[mm]。上述测量在5个随机选择的横向垂直的横截面上进行。对于各方向的所述5个平均泡孔直径值的算数平均值表示厚度方向上的平均泡孔直径T1和横向的平均泡孔直径W。
沿着挤出方向所述泡沫层的垂直横截面的泡孔扁平度是作为厚度方向上的平均泡孔直径T2与挤出方向上的平均泡孔直径L的比率(T2/L)计算的值。厚度方向上的平均泡孔直径T2与挤出方向上的平均泡孔直径L可以如下测定。为了测定厚度方向上的平均泡孔直径T2，所述泡沫片材是沿着挤出方向在接近横向中心的部分垂直切割。在所述测试件的横截面的厚度方向上(沿着所述挤出方向的垂直横截面)，穿过整个泡沫层的厚度画直线段。计数与此线段相交的泡孔的数目。所述线段的长度除以所计数的泡孔数目，得到厚度方向上的平均泡孔直径T2[mm]。为了测定挤出方向上的平均泡孔直径L，在沿着所述挤出方向接近垂直的横截面中心的位置在挤出方向上画长度为30mm的直线段。计数与此线段相交的泡孔的数目。所述线段的长度除以(所计数的泡孔数目-1)，得到挤出方向上的平均泡孔直径L[mm]。上述测量在5个随机选择的沿着挤出方向垂直的横截面上进行。对于各方向的所述5个平均泡孔直径值的算数平均值表示厚度方向上的平均泡孔直径T2和挤出方向的平均泡孔直径L。
本发明的泡沫片材优选具有10 kPa或更高的25%的压缩应力，更优选为12 kPa或更高，更优选14 kPa或更高。当泡沫片材的压缩应力非常低时，可能所述片材不适合用作缓冲材料如夹层衬片。所述压缩应力的上限通常为40 kPa，优选为30 kPa。
所述泡沫片材的压缩应力根据JIS Z0234(1976)，方法A如下进行测量。切割所述泡沫片材得到测试件，其具有长度50mm、宽度50mm及其厚度。在允许在25℃下在65%的相对湿度下静置24小时后，所述测试件以10 mm/min的压缩速率压缩直到达到80%的所述测试件厚度。随后，释放压缩终止测量。读出所述应变量为25%的载荷，除以所述压缩测试件的面积(2,500 mm2)并接着经历单位转换为[kPa]，由此得到25%的压缩应力。
必要的是如果在80℃加热24小时，本发明的泡沫片材在挤出方向上必须显示-5%至0%的尺寸变化。尺寸变化具有大的负值(收缩率高)的事实意味着所述泡沫片材在挤出发泡时在挤出方向上高度拉伸。具有小于-5%的尺寸变化的泡沫片材的压缩应力也是低的和不可以用作夹层衬片。由此观点来说，尺寸变化的下限优选为-4%。所述挤出的聚乙烯基树脂泡沫片材的上限为0%。
因为与上面描述的相同的原因，如果在80℃加热24小时，所述泡沫片材在横向上优选显示-5%至0%的尺寸变化。尺寸变化的下限优选为-3%，更优选为-2%。
如本文所用，尺寸变化如下进行测量。制备在挤出方向上具有200mm的长度、在横向具有200mm的长度和厚度等于所述泡沫片材的测量样品，然后允许在恒温室内(温度23°和湿度50%)静置24小时，和测量其在挤出方向与横向上的尺寸。之后，所述样品在保持在80℃的烘箱中加热24小时。从烘箱中取出样品，允许在恒温室中静置24小时并接着再次测量其在挤出方向和横向上的尺寸。在各挤出方向和横向上的尺寸变化根据下式计算：
加热时的尺寸变化(%)=(([加热后的尺寸] – [加热前的尺寸])/[加热前的尺寸]) × 100 。
本发明的泡沫片材可以具体表现为具有层压在所述泡沫层一侧或两侧上的树脂层的多层片材。通过层压所述树脂层，所述泡沫片材具有提高的强度和另外容易被赋予功能性如抗静电性能。
为了容易粘附在所述泡沫层上和改善柔性与加工稳定性的原因，优选使用聚乙烯基树脂作为用于所述树脂层的树脂。作为所述聚乙烯基树脂，可以提及的是用于上面描述的泡沫片材的那些。
所述树脂层优选每一面具有基重0.5-10 g/m2，更优选为1-5 g/m2。当所述基重非常小时，可能强度提高和赋予功能性不足。另一方面，当所述基重非常大时，可能在通过共挤出层压所述树脂层的时候妨碍所述泡沫层适当地形成，因为用于形成所述树脂层的熔融树脂的热量太大。
所述树脂层的基重可以如下进行。例如用显微镜制备具有泡沫层和层压在其上的树脂层的泡沫片材的垂直横截面的放大图像。在10个相等空间分离的位置测量所述横截面树脂层的厚度。10个测量值的算数平均表示所述树脂层的平均厚度。所述树脂层的基重[g/m2]通过平均厚度乘以所述树脂层由其形成的基础树脂的密度给出，接着进行单位转换。
上述方法可以仅在所述树脂层与所述泡沫层之间具有清晰的边界时使用。当所述树脂层与所述泡沫层之间的边界不清楚和当所述泡沫片材通过共挤出或挤出层压制备时，所述树脂层的基重[g/m2]可以由所述泡沫片材制备中使用的挤出发泡条件根据下面的方程(1)得到：
基重[g/m2] = 1000X/(L×W) (1)
其中X表示所述树脂层的放料速率[kg/小时]，W表示所述泡沫片材的宽度[m]和L表示每单位时间生产的长度[m/小时]。当所述树脂层层压在所述泡沫层的两侧上时，所述树脂层的基重由各树脂层的放料速率测定。
功能性添加剂可以引入所述树脂层中以使得所述泡沫片材成为功能性多层泡沫片材的形式。所述功能性添加剂的实例包括抗静电剂、抗腐蚀剂、防雾剂、抗微生物剂、着色剂、热稳定剂、防风化剂、UV吸收剂和阻燃剂。
当抗静电剂作为功能性添加剂引入所述树脂层中时，优选使用聚合物抗静电剂作为所述抗静电剂。通过引入所述聚合物抗静电剂，所述树脂层可以被赋予1×107-1×1014Ω的表面电阻率。当所述表面电阻率在上述范围内时，所述多层泡沫片材显示充分的抗静电性能。由此观点来说，所述表面电阻率优选为5×1013Ω或以下，更优选为1×1013Ω或以下。作为所述聚合物抗静电剂，可以提及由Sanyo Chemical Industries, Ltd.以商品名PELESTAT VL300、PELESTAT HC250、PELECTRON HS和PELECTRON PVH可得的那些。
如本文所用的表面电阻率在使测试件经历条件调节之后根据JIS K6271(2001)进行测量。更特别地，从所述泡沫片材上切割测试件(具有100 mm长度、100 mm宽度和厚度等于待测的所述泡沫片材的厚度)和通过允许在20℃的温度和30%的相对湿度的环境中静置36小时经历条件调节。然后所述测试件用500 kV的电压压痕和测量在电压压痕(voltage impression)开始之后1分钟的表面电阻率。
为了得到具有充分抗静电性能的多层泡沫片材，所述聚合物抗静电剂优选以5-150重量份/100重量份构成所述树脂层的树脂的量引入所述树脂层中。由此观点来说，所述聚合物抗静电剂更优选以10-120重量份，更优选20-100重量份/100重量份构成所述树脂层的树脂的量引入所述树脂层中。
接下来描述用于制备所述泡沫片材的方法。构成所述泡沫片材的泡沫层通过挤出发泡制备。在挤出发泡的一个实例中，将上面描述的聚乙烯基树脂、泡孔控制剂和，如果需要的话，添加剂加入到挤出机中并加热和熔融，得到树脂熔体。将物理发泡剂注入所述树脂熔体中和将它们捏合以得到可发泡的树脂熔体。在挤出机中的所述可发泡树脂熔体的温度已经调节至所述可发泡树脂能够发泡的温度(树脂温度)之后，将所述可发泡树脂通过环形模头挤出和通过模头尖端的模口释放到大气中，使得所述可发泡树脂熔体发泡得到管状的泡沫产物。牵拉所述管状的泡沫产物和在心轴上扩大(发泡)并在挤出方向上切开以得到预期的泡沫片材。
作为所述泡孔控制剂，可以使用无机粉末或化学发泡剂。所述无机粉末的实例包括滑石、沸石、二氧化硅和碳酸钙。所述化学发泡剂的实例包括偶氮二酰胺、亚肼基二酰胺、偶氮二异丁腈、碳酸氢钠和碳酸氢钠-柠檬酸类型的化学发泡剂，其为碳酸氢钠和柠檬酸或柠檬酸的单碱金属盐如柠檬酸钠的混合物。在这些化学发泡剂中，碳酸氢钠-柠檬酸类型的化学发泡剂是优选的，以便得到具有小的泡孔直径和优异的缓冲性能的泡沫片材。
所述化学发泡剂的加入量优选为0.1-3重量份，更优选为0.2-2重量份，基于100重量份的所述基础树脂计。加入量太小造成所述泡孔直径难以在需要的范围内调节。另一方面，加入量太大造成非常小的泡孔直径和所述泡沫片材的泡孔结构破坏趋势增加。
所述物理发泡剂可以是有机或无机的物理发泡剂。作为所述有机物理发泡剂，可以提及，例如，脂族烃如丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷和异己烷，环脂族烃如环戊烷和环己烷，氯化的烃如氯甲烷和氯乙烷，氟化的烃如1,1,1,2-四氟乙烷和1,1-二氟乙烷，醚如二甲醚和甲基乙基醚和醇如甲醇和乙醇。作为所述无机物理发泡剂，可以提及，例如氧气、氮气、二氧化碳、空气和水。这些物理发泡剂可以作为其两种或更多种的混合物使用。尤其是，因为发泡效率的原因，有机物理发泡剂，特别是含有正丁烷、异丁烷或其混合物作为其主要成分的那些，是优选的。
所述发泡剂的加入量鉴于发泡剂的种类和预期的表观密度进行控制。当使用含丁烷的混合物如30重量%异丁烷与70重量%的正丁烷的混合物作为物理发泡剂时，其加入量为4-35重量份，优选为5-30重量份，更优选为6-25重量份，基于100重量份的所述基础树脂计。
上面提及的树脂温度优选为100-120℃，更优选为105-115℃。当所述树脂温度非常低时，可能不可得到需要的泡沫产物。另一方面，当所述树脂温度非常高时，所述可发泡树脂熔体的熔体粘度变得如此低使得可能不能得到需要的泡沫产物。
一般而言，泡沫片材的厚度可以通过控制发泡剂的量、所述泡沫产物的放料速率与其牵伸速率之比、发泡比(心轴直径/模口直径)、模口的间隙等进行控制。为了降低泡沫片材的厚度同时保持其表观密度不变，需要增加牵伸速率比或发泡比。然而，当这些比率增加非常大时，所述泡孔非常扁平使得所述泡沫片材的压缩应力降低和因此其缓冲性能降低。当这些比率较高时，所述泡沫片材强制拉伸使得在所述泡沫片材的厚度方向容易形成通孔。
本发明的泡沫片材使用与常规泡沫片材制备中的相比减小的模头模口间隙制备。间隙减小允许制备薄的片材而不过度增加牵伸速率比和发泡比。另外，由于所述泡沫片材不是强制拉伸，当加热时所述泡沫片材尺寸变化小。在具有大约0.5mm厚度的常规泡沫片材制备中，模口间隙已经充分减小。在本发明的情况下，由于为了制备具有更薄的厚度的泡沫片材所述间隙进一步减小，所以所述泡沫片材的制备遭遇的困难是在制备的泡沫片材中容易形成通孔。
另一方面，当使用具有3-8 μm平均粒径的化学发泡剂，优选具有3-8 μm的平均粒径的碳酸氢钠-柠檬酸类型的化学发泡剂作为所述泡孔控制剂时，可有效地防止贯穿所述泡沫片材的通孔的形成。当所述平均粒径非常大时，在得到的所述泡沫片材中容易形成针孔。由此观点来说，所述平均粒径优选为4-7 μm。还优选所述化学发泡剂具有的最大粒径为100 μm或以下，更优选为80 μm或以下。如本文所用，所述平均粒径旨在是指通过激光衍射/散射粒度分布测量测得的中值直径(d50)。所述化学发泡剂的最大粒径如下测定。随机地取样所述化学发泡剂的一组颗粒(大约1-3 mg)和用光学显微镜等进行放大观察。所述最大粒径是在该组颗粒中具有最长长轴长度的颗粒的长轴长度。
具有3-8 μm的平均粒径的化学发泡剂可以通过，例如粉碎通过常规方法制备的化学发泡剂得到。所述粉碎方法可以用喷射磨机粉碎或用高转速磨机粉碎。如果粉碎使用喷射磨机或类似的磨机进行，所述化学发泡剂的平均粒径可以通过反复粉碎或通过延长粉碎时间制得更小。
如果使用低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物作为所述泡沫层的基础树脂，则可以有效地防止通孔的形成。如果线性低密度聚乙烯配混进低密度聚乙烯中，所得混合物在挤出发泡时间内显示出提高的伸长。为此，在由所述混合物得到的泡沫片材中不可能发生针孔的形成。所述线性低密度聚乙烯的量基于所述低密度聚乙烯和所述线性低密度聚乙烯的总重量计优选为5-20重量%(即：所述低密度聚乙烯与所述线性低密度聚乙烯的重量比为95:5-80:20)。
优选心轴直径与所述环形模头的出口直径之比(心轴直径/环性模头模口直径的发泡比)为2.0-3.8。如果发泡比非常低，在圆周方向上在发泡时间内所述泡沫片材的起伏现象不能减少并因此可能不能得到具有优异厚度精确度的泡沫片材。如果发泡比非常高，可能所述泡沫片材的泡孔在片材的横向上过于扁平。
为了得到其厚度落入上述范围内和满足厚度精确度(1)和(2)的泡沫片材，希望控制模头的温度，尤其是模头模口的温度。更特别地，为了得到该类泡沫片材，希望环形模头的圆周方向上的温度控制通过单独控制进行。例如，优选所述温度控制在圆周上所分的4个区段，优选8-16个区段每一个中单独地进行。
作为在泡沫层上层压树脂层的方法，可以使用例如挤出层压和共挤出。优选所述共挤出发泡法，原因在于所述树脂层的厚度可以变小和树脂层与泡沫层之间的粘附强度可以变高。
在所述共挤出发泡法中，利用具有用于形成泡沫层的挤出机、用于形成树脂层的挤出机和上述挤出机与之相连的共挤出环形模头的装置。在所述共挤出发泡法中，首先如前面描述在用于形成泡沫层的挤出机中制备可发泡树脂熔体。同时，用于形成树脂层的树脂加入到所述用于形成树脂层的挤出机中，其中将其加热、熔融、捏合和如果需要的话加入和与挥发性增塑剂熔体捏合，得到用于形成树脂层的树脂熔体。将这些熔体加入到所述共挤出环形模头中并分层和共挤出，得到具有层压在所述泡沫层上的树脂层的泡沫片材。
在所述共挤出发泡法中，优选将挥发性的增塑剂引入用于形成所述树脂层的树脂熔体中。作为挥发性增塑剂，优选使用具有降低用于形成所述树脂层的树脂熔体的熔体粘度的功能和在树脂层形成之后通过蒸发由所述树脂层消失的物质。当所述挥发性增塑剂引入用于形成所述树脂层的树脂熔体时，可以使得用于形成所述树脂层的树脂熔体的挤出树脂温度接近用于形成所述泡沫层的树脂熔体的挤出树脂温度(温度降低效应)。另外，熔融状态的所述树脂层的熔体拉伸性显著提高(拉伸性提高效应)。这样，由于所述温度降低效应，所述泡沫层的泡孔结构不太可能在共挤出发泡时受到树脂层的热而破裂。另外，由于所述拉伸性提高效应，所述树脂层在发泡阶段过程中可以跟随拉伸的所述泡沫层拉伸。这可以防止否则的话可能由于所述树脂层不足的拉伸性发生的所述泡沫片材表面上裂缝的形成。
所述挥发性的增塑剂优选是选自具有2-7个碳原子的脂族烃或环脂族烃、具有1-4个碳原子的脂族醇和具有2-8个碳原子的脂族醚的至少一种。当使用低挥发性的物质如润滑剂作为所述增塑剂时，所述低挥发性的增塑剂保留在所述树脂层中和可能污染待包装的材料如玻璃的表面。相反，所述挥发性增塑剂是优选的，因为它可以有效地增塑构成所述树脂层的树脂和因为它几乎不保留在得到的树脂层中。
使用的所述挥发性增塑剂可以容易地从所述树脂层中挥发和具有优选120℃或以下，更优选80℃或以下的沸点。当允许通过共挤出得到的所述泡沫片材静置时，具有上述范围的沸点的所述挥发性增塑剂自发挥发和通过刚刚共挤出之后保留在其中的热和进一步通过室温下连续的气体渗透自发从所述树脂层中除去。所述沸点的下限是大约-50℃。
优选的是所述挥发性增塑剂的加入量为7-50重量份，基于100重量份用于形成所述树脂层的树脂和根据需要加入的其它树脂组分如聚合物抗静电剂的总量计。从上述温度降低效应和拉伸性提高效应的观点来说，所述挥发性增塑剂的加入量优选为至少9重量份，更优选至少10重量份。
另一方面，当所述挥发性增塑剂的加入量为大约50重量份或以下时，所述挥发性增塑剂可以渗透和混合进用于形成所述树脂层的树脂熔体中而不会造成所述树脂层的物理性能恶化。因此，防止了所述挥发性增塑剂由模头模口喷出，并因此可以完全抑制所述树脂层中孔的形成和所述多层泡沫片材中表面起伏的形成。由此，所得到的多层泡沫片材具有优异的光滑度。由此观点来说，所述挥发性增塑剂的加入量优选为40重量份或以下，更优选为30重量份或以下，更优选为25重量份或以下。当所述挥发性增塑剂的加入量在上述范围内时，可以确保降低共挤出时用于形成所述树脂层的树脂熔体的挤出树脂温度的效应和提高其拉伸性的效应。
上面提及的泡孔扁平度T1/W和T2/L可以如下调节。挤出方向上的泡孔形状可以通过改变从模头模口中的放料速率与牵伸速率之间的平衡进行调节。更特别地，厚度方向上的泡孔直径与挤出方向上的泡孔直径的比率通过减小牵伸速率与放料速率之比增加。例如，当放料量相同时，上述泡孔直径比通过减小模口间隙以便增加放料速率同时保持牵伸速率不变而增加。另一方面，厚度方向上的泡孔直径与挤出方向上的泡孔直径的比率通过增加牵伸速率与放料速率之比减小。例如，上述泡孔直径比通过加宽模口间隙以便降低放料速率同时保持放料量和牵伸速率不变，或者通过增加牵伸速率同时保持放料量和放料速率不变而降低。
当需要调节以便相对于横向上的泡孔直径降低厚度方向上泡孔直径时，其中发泡比增加的方法可能是可行的。当需要调节以便相对于横向上的泡孔直径增加厚度方向上泡孔直径时，其中发泡比减小的方法可能是可行的。
当牵伸速率与放料速率之比增加时，在所述泡沫片材在80℃加热时挤出方向上所述泡沫片材的尺寸变化(收缩)增加。当发泡比增加时，在所述泡沫片材在80℃加热时横向上所述泡沫片材的尺寸变化(收缩)增加。
实施例
下面的实施例和对比例将更详细地描述本发明。然而，本发明并不限于所述实施例。
聚乙烯基树脂：
实施例和对比例中使用的聚乙烯基树脂示于表1中。
表1
泡孔控制剂:
作为泡孔控制剂，利用的是化学发泡剂(缩写：SC1)，其为重量比为1:1的碳酸氢钠与柠檬酸钠的混合物和其具有6 μm的平均粒径(d50)和30 μm的最大粒径。
抗静电剂：
作为抗静电剂，利用聚合物抗静电剂“PELESTAT VL300” (缩写：AS1)，Sanyo Chemical Industries, Ltd制造。
装置：
多层泡沫片材制备装置由用于形成泡沫片材的串联挤出机构成，其具有螺杆直径为115mm的第一挤出机和连接在所述第一挤出机下游的螺杆直径为150 mm的第二挤出机与用于形成树脂层的螺杆直径为65mm的第三挤出机。所述串联挤出机的出口侧和所述第三挤出机各自与用于共挤出的环形模头连接。当制备仅由泡沫层构成的泡沫片材时，不运行用于形成所述树脂层的第三挤出机和仅仅使用所述串联挤出机。在任一种情况下，模头模口的温度控制对于所述模头模口的8个分开的区段各自独立地进行。
实施例1-3和对比例1和2
将表2中所示的聚乙烯基树脂和泡孔控制剂以表2中所示的量加入到所述第一挤出机的原料入口中并熔融和捏合，得到具有大约200℃的控制温度的树脂熔体。然后，将作为物理发泡剂的由70重量%正丁烷和30重量%异丁烷构成的混合丁烷基于100重量份所述聚乙烯基树脂计以表2中所示的量注入所述树脂熔体中并熔融和捏合。然后将所述捏合的物料加入到所述第二挤出机中并冷却，得到具有表2中所示的树脂温度的可发泡树脂熔体。然后将所述可发泡的树脂熔体引入所述共挤出环形模头中。表2中所示的泡孔控制剂和物理发泡剂的量各自为其重量份，基于100重量份构成所述泡沫层的树脂计。
同时，将表2中所示的聚乙烯基树脂和聚合物抗静电剂和表2中所示的挥发性增塑剂加入到第三挤出机中并熔融和捏合，得到用于形成树脂层的树脂熔体。将所述熔体调节至表2中所示的树脂温度和加入到所述共挤出环形模头中。在所述共挤出模头内，熔体合并使得用于形成树脂层的熔体层压在用于形成泡沫层的熔体的内侧和外侧每一侧上和作为层压的熔体共挤出到大气中，得到具有(树脂层)/(泡沫层)/(树脂层)的三层结构的管状层压泡沫产物。所述层压泡沫产物以表2中所示的牵伸速率进行牵伸，同时在心轴上以表2中所示的发泡比扩大，和在挤出方向上切开。所述片材卷绕进具有表3中所示的长度的辊中，得到由泡沫层和层压在所述泡沫层两侧上的树脂层构成的预期的泡沫片材。表2中所示的挥发性增塑剂的量是其重量份，基于100重量份构成所述泡沫层的总的聚乙烯基树脂和聚合物抗静电剂计。
实施例4和对比例3
将表2中所示的聚乙烯基树脂、聚合物抗静电剂和泡孔控制剂以表2中所示的量加入到所述第一挤出机的原料入口中并熔融和捏合，得到具有大约200℃的控制温度的树脂熔体。然后，将作为物理发泡剂的由70重量%正丁烷和30重量%异丁烷构成的混合丁烷基于100重量份所述聚乙烯基树脂计以表2中所示的量注入所述树脂熔体中并熔融和捏合。然后将所述捏合的物料加入到所述第二挤出机中并冷却，得到具有表2中所示的树脂温度的可发泡树脂熔体。所述可发泡的树脂熔体然后通过环形模头挤出到大气中，得到管状泡沫片材。所述管状泡沫片材以表2中所示的牵伸速率进行牵伸，同时在心轴上以表2中所示的发泡比扩大，和在挤出方向上切开，得到仅由泡沫层构成的泡沫片材。所述片材卷绕到具有表3中所示长度的辊上。
所述实施例和对比例中得到的泡沫片材的物理性能示于表3和4中。
表2
表2(续)
表1中所示的MFR；表3中所示的表观密度、平均厚度、平均泡孔壁厚度、厚度方向上的平均泡孔数目、泡孔扁平度、25%的压缩应力和加热时挤出方向(MD)和横向(TD)的尺寸变化；和表4中所示的厚度精确度根据前面描述的方法进行测量。表1中所示的熔点是由通过热通量差示扫描量热法得到的DSC曲线测定的熔融峰值温度，如JIS K7121(1987)， “Condition Adjustment (2), “measurement of fusion temperature after test piece has been subjected to determined heat treatment”中所引用。
表3中所示的25%的压缩应力是随机从所述泡沫片材上切割的5个测试件的测量值的算数平均值。表3中所示的加热时挤出方向(MD)和横向(TD)上的尺寸变化各自也是随机从所述泡沫片材上切割的5个测试件的测量值的算数平均值。
根据下面所示的标准由通过测量装置在所述泡沫片材上产生的缺陷测量的通孔数目评价通孔的形成。
好：在所述泡沫片材的连续产物(1辊)完全不存在直径1mm或以上的通孔。
差：在所述泡沫片材的连续产物(1辊)存在直径1mm或以上的通孔。

Claims (5)

1.挤出的聚乙烯系树脂泡沫片材，具有由含有低密度聚乙烯作为其主要组分的基础树脂构成的泡沫层，
其中所述泡沫层的泡孔壁具有6-70μm的平均厚度，并且在所述泡沫层的厚度方向上泡孔的平均数为4-15/mm，和
其中所述挤出的聚乙烯系树脂泡沫片材具有45-450kg/m3的表观密度，0.03mm或以上且小于0.3mm的平均厚度和当在80℃加热24小时时在挤出方向上-5％至0％的尺寸变化。
2.根据权利要求1所述的泡沫片材，其中所述泡沫片材在所述挤出聚乙烯系树脂泡沫片材的厚度方向上具有10kPa或以上的25％的压缩应力。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫片材，其中所述基础树脂另外含有5-20重量％的线性低密度聚乙烯，基于所述低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的总重量计。
4.根据权利要求1或2所述的泡沫片材，进一步包含层压在所述泡沫层至少一侧上的树脂层。
5.用于玻璃板的夹层衬片，由根据权利要求1-4任一项所述的泡沫片材形成。
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