CN1141349C - 用于胶带的背衬和该胶带 - Google Patents

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Abstract

公开了用作胶带背衬的膜，更具体是双轴取向的聚丙烯膜背衬，和包括该背衬的胶带。通过使经挤出和骤冷的聚丙烯聚合物流延片材中的成核密度最小化，然后使所得经骤冷聚合物的球晶生长速率最大化来提供脆性、双轴取向的聚丙烯膜。在随后用于生产双轴取向聚丙烯膜的取向步骤中在高于常温的温度下对如此形成的流延片材进行拉伸。该过程产生更加脆性的膜。聚丙烯组成、挤出温度、流延辊温度(即骤冷温度)和拉伸温度以及其它参数按本文所述加以选择，使得所得背衬或胶带具有以下的较佳性能，这些性能可采取单独或任意优选组合的方式：A)MD拉伸断裂能量最多约为90N-mm/mm3；B)MD断裂伸长率至少为70%；C)刺穿能量最多约130N-mm；D)截断能量最多约为350N-cm/cm2；E)当在市售的齿状塑料或金属取料器刀片上截断时，胶带或背衬的齿状边缘严密地符合取料器刀片的轮廓；和F)可用手撕裂的能力。

Description

用于胶带的背衬和该胶带
发明领域
本发明总体涉及用作胶带背衬的膜，更具体是双轴取向的聚丙烯膜背衬和包括该背衬的胶带。
发明背景
双轴取向的聚丙烯膜通常的用途能有利地将低成本与优良的机械和光学性能相结合。这类膜的一些用途包括外包装材料和胶带基材。
确定半结晶聚合物(如聚丙烯)性能的一个重要因素是聚合物链的堆积次序。结晶是控制聚合物链堆积的程度和形态的一种方法。堆积次序的程度和性质对材料的最终机械性能有极大影响。
控制聚丙烯中结晶的重要参数是：(1)总结晶度，(2)每单位体积的结晶体数目，并称作成核密度，(3)微晶或微晶聚集体(所谓球晶)的平均直径或尺寸，和(4)结晶体之间的平均距离。当从熔体中挤出并骤冷聚丙烯聚合物时，聚合物结晶成片晶结构，会在最终流延片材中产生球晶宏观结构。这些片晶结构和球晶结构通过连接分子连接起来，连接分子是从一片片晶延伸到另一片的聚合物链的一部分。这些连接分子集中并分布应力在整个最终材料上。
已有技术指出，聚合物骤冷期间产生的球晶宏观结构最好是尽可能地少。为了实现这一点，有人提出每单位体积结晶体的数目必须大，这样通过骤冷得到的流延聚合物的“过冷”必定显著且迅速。此外，还有人提出最好使片晶结构和球晶结构的生长速率最大化，D.W.van Krevelen，Chimia，32(8)，1978年8月。Van Krevelen研究出了涉及球晶的生长速率和结晶温度与聚合物熔融温度的比的函数关系的通用主曲线。对于聚丙烯，Van Krevelen报道了最大的球晶生长速率发生在结晶温度约为90℃时。
市售的压敏粘合剂胶带通常以取带器上的带卷形式提供(参见美国专利4,451,533和4,908,278)。取带器一般具有金属或塑料的锯齿形切割刀片。胶带的“可切断性”是指通过将胶带拉过取带器切割刀片的锯齿，能够切割即切断一定长度胶带所需的能或功的量。可切断性也被称为“可分配性”。
较好是，被切断的胶带不会以不可预见的方式产生碎片、纵裂(sliver)、破裂和断裂(参见美国专利4,451,533和4,908,278)，这样能够在被切断的胶带条上形成干净的齿形切割边。干净的齿形边缘对于诸如礼品包装、修补等用途由于美观原因是较好的。
可切断性主要由胶带背衬的机械性能所决定。胶带能被切断的容易程度取决于胶带背衬膜(也被称为底材)的抗形变性(韧性)。一般来说，该背衬涂有表面层或与表面层层合，以提供粘合剂表面和剥离表面。在大多数情况下，切断胶带所需的能量主要由背衬所决定，而粘合剂和其它层或涂层所起的作用很小。
本领域中已知数种提供所需双轴取向的聚丙烯膜的尝试。例如，参见美国专利4,451,533；5,252,389和5,366,796。本领域中还已知数种提供能用手(通常沿背衬的横向)撕裂的胶带背衬的尝试。例如，参见美国专利3,491,877；3,853,598；3,887,745；4,045,515；4,137,362；4,139,669；4,173,676；4,393,115；4,414,261；4,447,485；4,513,028；4,563,441；4,581,087；5,374,482和5,795,834。
发明概述
通过使经挤出和骤冷的聚丙烯聚合物流延片材中的成核密度最小化，然后使所得经骤冷聚合物的球晶生长速率最大化来提供脆性的双轴取向的聚丙烯膜。此外，较好是在随后用于生产双轴取向聚丙烯膜的取向步骤中在高于常温的温度下对如此形成的流延片材进行拉伸。该过程产生更加脆性的膜。
聚丙烯组成、挤出温度、流延辊温度(即骤冷温度)和拉伸温度或其它参数按照此处所述进行选择，使得所得膜、背衬或胶带具有以下的较佳性能，这些性能可采取单独或任意优选组合的方式：
A)MD拉伸断裂能量最多约为90N-mm/mm3，更好约为30-90N-mm/mm3，再好最多约60N-mm/mm3，最好约30-60N-mm/mm3；
B)MD断裂伸长率至少为70％，较好是约为70-150％；
C)按下述穿刺试验测得的刺穿能量最多约130N-mm，更好最多约70N-mm；
D)按下述截断试验测得的截断能量(dispense energy)最多约为350N-cm/cm2；更好最多约为170N-cm/cm2；
E)当在市售的齿状塑料或金属取料器刀片上截断时，胶带或背衬的齿状边缘严密地符合取料器刀片的轮廓；
F)在横向(TD)用手撕裂的能力由如下所述的至少50％成功率来定义。更好是，背衬或胶带可以如下所述的至少90％的成功率来用手撕裂，最好是100％；和
(G)在纵向(MD)用手撕裂的能力由如下所述的至少50％成功率来定义。更好是，背衬或胶带可以如下所述的至少90％的成功率来用手撕裂，最好是100％。
本发明的一个方面提供了一种胶带，它包含背衬和在该背衬上的一层粘合剂。该背衬包含聚丙烯并且已在背衬的纵向(MD)和横向(TD)被双轴取向。该背衬是在横向(TD)可用手撕裂的，当在齿状塑料切割刀片上切断背衬时，该背衬显示严密对应于刀片轮廓的齿状边缘。
在上述胶带的一个较佳实施方案中，背衬是一单层。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按截断试验切断背衬时，该背衬在纵向(MD)的切断能量最多为350N-cm/cm2。更好是背衬在纵向(MD)的切断能量最多为170N-cm/cm2。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按穿刺试验对背衬进行试验时，该背衬的刺穿能量最多为130N-mm。更好的是，背衬的刺穿能量最多为70N-mm。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，背衬在纵向(MD)的拉伸断裂能量最多为90N-mm/mm3。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，背衬在纵向(MD)的拉伸断裂伸长率至少为70％。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，背衬在纵向(MD)是可用手撕裂的。
本发明的另一个方面提供了另一种胶带，它包含背衬和位于该背衬上的一层粘合剂。该背衬包含聚丙烯且已被双轴拉伸。该背衬在第一方向的拉伸断裂能量最多为90N-mm/mm3，当该背衬在齿状塑料切割刀片上被切断时，该背衬的齿状边缘严密地对应于刀片的轮廓。
在上述胶带的一个较佳实施方案中，该背衬是一单层。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，第一方向是MD。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，该背衬在纵向(MD)的拉伸断裂伸长率至少为70％。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，该背衬在横向(TD)可用手撕裂。更好是，该背衬在纵向(MD)也可用手撕裂。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按截断试验切断背衬时，该背衬在纵向(MD)的切断能量最多为350N-cm/cm2。更好是背衬在纵向(MD)的切断能量最多为170N-cm/cm2。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按穿刺试验对背衬进行试验时，该背衬的刺穿能量最多为130N-mm。更好的是，背衬的刺穿能量最多为70N-mm。
本发明还有一个方面提供了另一种胶带，它包含背衬和位于该背衬上的一层粘合剂。该背衬包含聚丙烯并且已在纵向(MD)和横向(TD)进行双轴拉伸。该背衬在纵向(MD)的拉伸断裂伸长率为70％-150％，在横向(TD)是可用手撕裂的。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，该背衬是一单层。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按穿刺试验对背衬进行试验时，该背衬的刺穿能量最多为130N-mm。更好的是，背衬的刺穿能量最多为70N-mm。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当背衬在齿状塑料切割刀片上被切断时，该背衬的齿状边缘严密地对应于刀片的轮廓。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按截断试验切断背衬时，该背衬在纵向(MD)的切断能量最多为350N-cm/cm2。更好是背衬在纵向(MD)的切断能量最多为170N-cm/cm2。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，该背衬在纵向(MD)的拉伸断裂能量最多为90N-mm/mm3。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，背衬在纵向(MD)是可用手撕裂的。
本发明还有一个方面提供了另一种胶带，它包含背衬和位于该背衬上的一层粘合剂。该背衬包含聚丙烯，并且已在纵向(MD)和横向(TD)进行双轴拉伸。该背衬在横向(TD)和纵向(MD)是可用手撕裂的。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，背衬是一单层。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按穿刺试验对背衬进行试验时，该背衬的刺穿能量最多为130N-mm。更好的是，背衬的刺穿能量最多为70N-mm。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当背衬在齿状塑料切割刀片上被切断时，该背衬的齿状边缘严密地对应于刀片的轮廓。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，当按截断试验切断背衬时，该背衬在纵向(MD)的切断能量最多为350N-cm/cm2。更好是背衬在纵向(MD)的切断能量最多为170N-cm/cm2。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，该背衬在纵向(MD)的拉伸断裂能量最多为90N-mm/mm3。
在上述胶带的另一个较佳实施方案中，背衬在纵向(MD)的拉伸断裂伸长率至少为70％。
在上述任一种胶带中，背衬的MD拉伸比宜至少为4∶1。
在上述任一种胶带中，背衬的TD拉伸比宜至少为7∶1。
在上述任一种胶带中，背衬的MD拉伸比宜至少为4∶1，背衬的TD拉伸比宜至少为7∶1。
本发明提供了上述膜，由这些膜制得的胶带背衬，包括这些背衬的胶带，以及制备所述膜、背衬和胶带的方法。
虽然用于说明书和权利要求书中的某些术语对于多数人来说是熟知的，但是还需要解释一下。本文中用来描述膜的“双轴拉伸”指在膜的平面内沿两个不同方向，即第一和第二方向拉伸的膜。一般地，但不总是这样，两个方向基本垂直，为膜的纵向(″MD″)(在制膜机上制造膜的方向)和膜的横向(″TD″)(垂直于膜MD的方向)。MD有时被称为长度方向(″LD″)。双轴拉伸膜可以是顺序拉伸、同时拉伸或者同时与顺序拉伸部分组合的拉伸。本文中用来描述膜的“同时双轴拉伸”，指沿两个方向中每个方向的主要部分的拉伸同时进行。除非上下文另有要求，“取向”、“牵伸(draw)”和“拉伸(stretch)”这些术语在全文中可以互换，同样，“取向的”、“牵伸的”和“拉伸的”也可互换。
本文用来描述拉伸方法或拉伸膜的“拉伸比”这一术语，指给定部分拉伸膜的线性长度与拉伸前同一部分线性长度的比值。例如，在MD拉伸比(″MDR″)为5∶1的拉伸膜内，沿纵向的线性尺寸为1厘米的给定部分的未拉伸膜，在拉伸后沿纵向的尺寸会为5厘米。在TD拉伸比(″TDR″)为9∶1的拉伸膜内，沿横向的线性尺寸为1厘米的给定部分的未拉伸膜，在拉伸后沿横向的尺寸会为9厘米。
本文使用的“面积拉伸比”指给定部分的拉伸膜的面积与拉伸前同一部分的面积之比。例如，在总面积拉伸比为50∶1的双轴拉伸膜中，给定的1厘米2未拉伸膜部分在拉伸后会具有50厘米2的面积。
机械拉伸比，也称公称拉伸比，由整块膜的未拉伸和已拉伸尺寸确定，一般可以在所用的特定装置中在膜边缘用来拉伸膜的夹持器处测量。全程拉伸比，指靠近夹持器因而在拉伸期间由于夹持器的存在受到影响的那部分不予考虑后的膜的总拉伸比。当输入的未拉伸膜在其整个宽度上厚度一致，而且当拉伸时邻近夹持器的影响小时，全程拉伸比可以等于机械拉伸比。然而，更典型的是，输入的未拉伸膜的厚度被调节至使邻近夹持器的部分比膜中央部分更厚或更薄。在这种情形下，全程拉伸比就与机械拉伸比即公称拉伸比不同。这些全程拉伸比或机械拉伸比都与局部拉伸比不同。局部拉伸比通过测量拉伸前和拉伸后膜的特定部分(例如1厘米部分)来确定。当拉伸在大致整条经修边的膜上不均匀时，则局部拉伸比就与全程拉伸比不同。当拉伸在大致整个膜上(除了紧邻边缘的区域和沿边的夹持器周围)基本均匀时，则局部拉伸比与全程拉伸比大致相等。除非上下文另有要求，本文中使用术语拉伸比来描述全程拉伸比。
附图的简要说明
将参考附图对本发明作进一步说明，数张视图中相同的编号表示相同的部分。
图1是本发明一段长度的胶带的等角图；
图2是本发明粘合剂胶带卷的侧视图；
图3是用来测试本发明膜的切断性能的试验夹具的等角图；
图4是用于图3试验夹具的金属取料器刀片的等角图；
图5是图4金属取料器刀片的侧视图；
图6是图3装置的一部分和图6金属取料器刀片的侧视图；
图7是本发明聚丙烯胶带背衬的典型的切断或取料试验曲线的图解；
图8是按照本文所述的试验方法切断的本发明聚丙烯膜(实施例E5)的放大照片；
图9是按照本文所述的试验方法切断的已有技术聚丙烯膜(实施例C1)的放大照片。
发明的详细说明
参见图1，示出了本发明一个较佳实施方案的一段长度的胶带10。胶带10包含双轴取向的聚丙烯膜背衬12，它包含第一主表面14和第二主表面16。背衬12的厚度较好是在约0.002-0.006厘米的范围内。胶带10的背衬12在第一主表面14上涂有一层粘合剂18。粘合剂18可以是本领域中已知的任何合适的粘合剂。如本领域中已知，背衬12可任选地具有涂在第二主表面16上的剥离层或低粘合力背胶层20。
背衬膜12较好包含聚丙烯。对于本发明来说，术语“聚丙烯”指包括含至少约90重量％丙烯单体单元的共聚物。“聚丙烯”还指包括包含至少约75重量％聚丙烯的聚合物混合物。用于本发明的聚丙烯较好是主要为全同立构的。全同立构聚丙烯的链全同立构指数至少约80％，可溶于正庚烷的含量低于约15％(重量)，按照ASTM D1505-96(“用密度梯度技术测量塑料的密度”)测得的密度约为0.86-0.92克/厘米3。本发明中所用的典型的聚丙烯，按照ASTMD1238-95(“用挤出式塑度计测量热塑性塑料的流动速率”)于230℃和2160克的力下测得的熔体流动指数约为0.1-15克/10分钟，重均分子量约为100,000-400,000，多分散性指数为约2-15。本发明所用的典型聚丙烯用差示扫描量热法测得的峰值熔融温度大于约130℃，较好是大于约140℃，最好是大于约150℃。此外，用于本发明的聚丙烯可以是具有乙烯单体单元和/或含4-8个碳原子的α-烯烃单体单元的共聚物、三元共聚物等，所述共聚单体的存在量不会对本文所述的背衬和胶带的所需性能和特征产生不利影响，其含量通常低于10重量％。一种合适的聚丙烯树脂是全同立构聚丙烯均聚物树脂，其熔体流动指数为2.5克/10分，以产品牌号3374购自FINA Oil and Chemical Co.，Dallas，TX。
用于本发明的聚丙烯可以任选地包括含量不会对本文所述的所需特征和性能产生不利影响的一种合成或天然树脂，其分子量约为300-8000、软化点约为60-180℃。这样的树脂一般选自4大类中的一类：石油树脂、苯乙烯树脂、环戊二烯树脂和萜烯树脂。选自上述任何种类的树脂可任选地进行部分或全部氢化。石油树脂一般具有苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚、丁二烯、异戊二烯、戊间二烯和/或戊烯作为单体成分。苯乙烯树脂一般具有苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和/或丁二烯作为单体成分。环戊二烯树脂一般具有环戊二烯和任选的其他单体作为单体成分。萜烯树脂一般具有蒎烯、α-蒎烯、二聚戊烯、苧烯、月桂烯和莰烯作为单体成分。
如本领域所已知的，用于本发明的聚丙烯可以任选地含有添加剂和其他组分。例如，本发明的膜可以含有填料、颜料和其他着色剂、防粘连剂、润滑剂、增塑剂、加工助剂、抗静电剂、抗氧剂和热稳定剂、紫外光稳定剂和其他的性能改性剂。填料和其他添加剂优选以有效量加入，对所述有效量加以选择以便得基本上不会影响流延膜的成核，也不会对本文所述较佳实施方案获得的性能产生不利影响。这些材料一般在制成取向膜之前加入到聚合物中(例如在挤出形成膜之前加入到聚合物熔体中)。
聚丙烯可以用本领域技术人员已知的设备流延成片状，只要聚丙烯是按照本文所述的较佳温度和方法进行流延的。然后这些流延膜可拉伸成本文所述的较佳膜。当制造聚丙烯膜时，对片材进行流延的合适方法是将树脂加入挤出机机筒温度已调节至可制成稳定的均匀熔体的单螺杆、双螺杆、串联或其他挤出机系统的加料斗中。聚丙烯熔体可以经过挤片模头挤出到旋转冷却的金属流延轮上。流延轮可以任选地部分浸入装有流体的冷却浴中，或流延片材也可以任选地在离开流延轮之后经过装有流体的冷却浴。本领域技术人员按照本文所述能选择该操作的温度，以提供所需的成核密度、尺寸和生长速率，使得所得拉伸膜具有本文所述的所需特征和性能。这些温度会随所用材料，随所用特定设备的传热特性而变化。对于一个特定的配置，较好是以下温度。聚丙烯组合物宜以约245-250℃的温度挤出。流延辊的温度较好是至少90℃，更好约为90-94℃。
然后拉伸该片材，以提供具有本文所述的所需特征和性能的背衬12。较好是背衬是双轴拉伸的。
在一个较佳的顺序拉伸实施方案中，MD拉伸比为约4∶1至6∶1。更好是MD拉伸比为约4.5∶1至约5.5∶1。在另一个较佳的顺序拉伸实施方案中，TD拉伸比至少为7∶1。更好是TD拉伸比为约7∶1至约12∶1。在另一个较佳的顺序拉伸实施方案中，MD拉伸比为约4∶1至约6∶1，TD拉伸比至少为7∶1。更好是MD拉伸比为约4.5∶1至约5.5∶1，TD拉伸比为约7∶1至约11∶1。一个特别好的背衬是经顺序双轴拉伸，具有MD拉伸比约5∶1，TD拉伸比约8∶1至10∶1的背衬。
在一个较佳的同时双轴拉伸的实施方案中，面积拉伸比为约35∶1至约108∶1。更好是面积拉伸比为约45∶1至约60∶1。对这些实施方案的MD部分和TD部分加以选择以提供本文所述的所需膜性能和特征。
本文中所述的较佳性能可以通过任何用来双轴取向背衬12的合适设备按照本文所述的较佳方法来得到。在所有的拉伸方法中，工业制造胶带背衬用膜的较佳设备包括：已知的顺序双轴拉伸设备，通常通过使膜在一系列旋转辊(其转速使得膜输出线速度高于输入线速度)上经过而先沿纵向(MD)拉伸，然后在在拉幅机中在渐扩展轨道上进行TD拉伸；用机械拉幅机(如美国专利4,330,499和4,595,738中揭示的设备)进行同时双轴拉伸；和美国专利4,675,582、4,825,111、4,853,602、5,036,262、5,051,225和5,072,493中揭示的用于同时双轴拉伸的拉幅设备。尽管双轴拉伸膜可通过管状吹塑薄膜或平膜拉幅机拉伸过程来制得，但当本发明的膜用作胶带背衬时，较好是用平膜拉伸设备来制造，以避免用管状吹塑薄膜工艺会出现的加工困难。
本领域技术人员按照本文所述能选择拉伸操作的温度，以提供具有本文所述的所需特征和性能的膜。这些温度会随所用材料，随所用特定设备的传热特性而变化。对于一个较佳的顺序拉伸设备，较好是用于MD拉伸的预热辊和拉伸辊被保持在约120-135℃。较好的还有对于拉幅机中的TD拉伸，预热区被保持在约180-190℃，拉伸区被保持在约160-177℃。对于同时拉伸的背衬，较好是预热和拉伸在约170-200℃进行。
本发明所用的背衬12，当用作胶带10的背衬时，其最终厚度较好约为0.002-0.006cm。膜厚的变化较好低于约5％。可使用厚些或薄些的膜，应该理解膜应具有足够的厚度以避免过分脆弱和难以加工，而不要厚得具有不希望的刚性且难以加工或使用。
聚丙烯组成、挤出温度、流延辊温度和拉伸温度以及其它参数按照本文所述加以选择，以使得所得背衬或胶带具有以下的较佳性能，这些性能可采取单独或任意优选组合的方式：
A)MD拉伸断裂能量最多约为90N-mm/mm3，更好约为30-90N-mm/mm3，再好最多约60N-mm/mm3，最好约30-60N-mm/mm3；
B)MD断裂伸长率至少为70％，较好是约为70-150％；
C)按下述穿刺试验测得的刺穿能量最多约130N-mm，更好最多约70N-mm；
D)按下述截断试验测得的截断能量最多约为350N-cm/cm2；更好最多约为170N-cm/cm2；
E)当在市售的齿状塑料或金属取料器刀片上截断时，胶带或背衬的齿状边缘严密地符合取料器刀片的轮廓；
F)在横向(TD)用手撕裂的能力由如下所述的至少50％成功率来定义。更好是，背衬或胶带可以如下所述的至少90％的成功率来用手撕裂，最好是100％；和
(G)在纵向(MD)用手撕裂的能力由如下所述的至少50％成功率来定义。更好是，背衬或胶带可以如下所述的至少90％的成功率来用手撕裂，最好是100％。
上述性能和特征是通过其上没有粘合剂18的膜或背衬12的较佳实施方案进行描述的，并通过其上没有粘合剂18的膜或背衬12的实施例加以说明。可以预计，在大多数情况下，这些特征和性能主要由背衬所决定，而粘合剂或其它层或涂层的影响甚小。因此，上述较佳特性和性能还适用于本发明的胶带。
本发明的一个较佳实施方案包含一单层背衬。本文所用的术语“单层”包括多层大致相同的材料。
涂在胶带背衬12的第一主表面14上的粘合剂18可以是本领域已知的任何合适粘合剂。优选的粘合剂是可用压力、热或其组合活化的粘合剂。合适的粘合剂包括丙烯酸酯基、橡胶树脂基、环氧基、氨基甲酸酯基及其混合物基的粘合剂。粘合剂18可以由溶液、水基或热熔涂布方法施加。粘合剂可以包括热熔涂布的制剂、转移涂布的制剂、溶剂涂布的制剂和胶乳制剂，也包括层压、热活化和水活化的粘合剂。本发明有用的粘合剂包括所有的压敏粘合剂。众所周知，压敏粘合剂具有这些性能，包括：干粘性和永久粘性、仅用指压即可粘合以及足以保持在粘合体上的能力。用于本发明粘合剂的例子包括以下述物质的通常组合物为基础的粘合剂：聚丙烯酸酯、聚乙烯基醚、二烯橡胶，如天然橡胶、聚异戊二烯和聚丁二烯；聚异丁烯；聚氯丁二烯；丁基橡胶；丁二烯-丙烯腈聚合物；热塑性弹性体；嵌段共聚物，如苯乙烯-异戊二烯和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯聚合物和苯乙烯-丁二烯聚合物；聚α-烯烃；无定形聚烯烃；硅氧烷；含有乙烯的共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸乙酯；聚氨酯；聚酰胺；环氧树脂；聚乙烯基吡咯烷酮和乙烯基吡咯烷酮共聚物；聚酯；以及上述物质的混合物或共混物(连续相或非连续相)。另外，粘合剂也可以含有添加剂，例如增粘剂、增塑剂、填料、抗氧剂、稳定剂、颜料、扩散物质、固化剂、纤维、长丝和溶剂。粘合剂也可以任选由任何已知方法固化。
有用的压敏粘合剂的一般描述可以在《聚合物科学和工程大全》第13卷，Wiley-Interscience出版公司出版(纽约，1988)中见到。有用的压敏粘合剂的其他描述可以在《聚合物科学和技术大全》第1卷，Interscience出版公司出版(纽约，1964)中见到。
胶带10的膜背衬12可以任选地通过暴露于火焰或电晕放电或其他表面处理(包括化学底涂)进行处理，以提高随后涂层的粘合性。另外，膜背衬12的第二表面16也可以用任选的低粘性背胶材料20涂覆，以限制背面粘合剂层18与膜12之间的粘合性，由此就能够制造易于解卷的胶带卷，这在涂有粘合剂的胶带的制造领域中是众所周知的。胶带10可以螺旋卷绕成卷22，可任选地在芯24上卷绕，如图2所示。
本文所述的背衬很好地适合于许多胶带背衬场合。因为该背衬是适形性的，所以可用作遮蔽胶带背衬。该背衬还适用于其它用途，包括应用胶带(utilitytape)和轻型箱密封胶带。
本发明的操作可通过以下详细实施例进行进一步说明。这些实施例用来进一步说明各种具体和较佳的实施方案和技术。然而，应该理解在本发明范围内可以作出许多变化和改动。
试验方法
膜拉伸性能测定
按照ASTM D-882中所述方法“薄塑料片的拉伸性能”方法A测量膜的纵向(MD)拉伸断裂能量和拉伸断裂伸长率。在试验前使膜处于22℃(72°F)和50％相对湿度(RH)24小时。用购自MTS Systems Corporation，Eden Prairie，MN的型号为Sintech 400/S的拉伸试验机进行试验。用于该试验的样品宽1.25厘米，长15厘米。使用5cm的初始夹头间距和50.8厘米/分钟的滑动横梁速度(crossheadspeed)。对于每个试样在MD方向试验10个样品。
刺穿能量测定
用MTS Systems Corporation，Eden Prairie，MN制造的型号为Sinteeh 400/S的拉伸试验机测量刺穿能量。使用由两块中央具有直径为7.62厘米的孔的刚性板组成的夹具组件。使用由具有半球形尖端的直径为0.318厘米的钢杆组成的冲杆。在负荷和完全穿透每片试样的过程中测量冲杆组件的位移。将试验用试样平行于MD切割成1.9厘米宽的条带。试样长12.7厘米，为的是足以夹紧在夹具组件中。以254厘米/分钟的速度进行每个试验。每次测量至少试验5个试样。
对于每个试验，将试样夹紧在组件中。每个试样穿过板开口的中心。用一片压敏粘合剂胶带将样品固定在夹具组件底板的一面上，同时在试样的另一侧上吊上重物(75克)，以确保样品处于恒定张力的负荷下。然后用指旋螺丝拧紧夹板，以使得样品在试验过程中不会滑动。将夹具组件放在冲杆下面，使得冲杆的路径能穿过样品中心。测定刺穿样品所需的总能量。
本文，包括权利要求书中所用的术语“穿刺试验”即指上述试验。
TD手撕裂测定
用剃刀刀具将10个膜试样沿平行于MD的方向切割成宽度为2.5厘米。这些样品具有光滑的边缘，即样品不包括敌意的不规则性、粗糙度、缺陷或其它撕裂引发点。于22℃尝试沿TD的手撕裂10次。认为成功撕裂的百分率表示TD撕裂性。
MD手撕裂测定
用剃刀刀具将10个膜试样沿平行于TD的方向切割成宽度为2.5厘米。这些样品具有光滑的边缘，即样品不包括故意的不规则性、粗糙度、缺陷或其它撕裂引发点。于22℃尝试沿MD的手撕裂10次。认为成功撕裂引发和扩展的百分率表示MD撕裂性。
膜上齿状边缘外观的测定
在齿状塑料刀片(3M产品目录#105，在本申请日时可购自美国3M公司，圣保罗，明尼苏达)上截断按本发明制得的膜和此处所述的比较例膜。用Leitz ofWetzlar，Germany制造的型号Laborlux 12POL显微镜对该刀片上截断的膜拍照。在具有1/4波长偏移板并使用50倍放大率的正交偏振镜之间检测样品。观察到，本发明实施例E1至E5中的每一个具有与塑料切割刀片轮廓严密相符的齿状边缘。而比较例C1至C7中每一个的齿状边缘是不规则的，不与切割刀片的轮廓严密相符。
图8示出了本发明实施例E5的聚丙烯膜放大10倍的照片。可见被切断背衬的齿状边缘与塑料切割刀片的轮廓严密相符。图9是已有技术聚丙烯膜比较例C1的放大10倍的照片。可见，齿状边缘不与塑料取料器刀片的切割齿轮廓严密相符。
切断性能：膜的截断试验(dispense testing)
用配有新刀片的剃刀刀具从未经涂覆的样品膜上切割下宽1.91cm、长15cm的试样。使试样处于25℃和50％相对湿度24小时，然后进行试验。
用于测量可切断性的试验夹具示于图3。该试验夹具包含市售的胶带取料器100M(ScotchTM Cat.H-127配有金属切割刀片的两片聚苯乙烯模塑的取料器，在本申请日时可购自美国3M公司，圣保罗，明尼苏达)安装到15.2cm×15.2cm×1.1cm的铝后置板102上。在切断试验过程中通过将该取料器放在后置板102和按试验取料器100M的轮廓加工成的厚0.3cm的铝前置板104之间来限制该取料器的弯曲(flexing)。该试验取料器通过带螺纹的指旋螺钉106牢固地保持在前置板104和后置板102之间。后置板102通过安装螺钉110固定在直径为2.4cm的圆柱形安装基柱108上。安装基柱108被加工成具有90°角度的切口，以使后置板102保持在拉伸试验机的垂直中心线上，即后置板102的轴与试验取料器100M之间的角度相对于机器中心线为0°。基柱108通过插入该基柱内的钻孔109的锁销固定在试验机的平台上。
将试验取料器100M的毂插入用于安装毂的铝轴112上，将该轴旋进后置板102内，由此将取料器安装在后置板102上。取料器的底部靠在座块115上，以防在试验过程中取料器转动。安装试验取料器以使取料器切割刀片的一排齿垂直于机器中心线。这样，待试验的膜在被切断时受到的负荷在其宽度上大致均匀。
取料器100M包含图4和5所示的钢制齿状切割刀片120。钢制切割刀片120是用厚约0.05cm的镀镍钢形成的，包含矩形连接区122，它至少有膜12那么宽，在对应于越过刀片延伸的膜12的参考方向R的方向上长约0.3cm。连接区122限定了一个大致为平面的表面，试验样品临时置于其上。刀片120还包含位于连接区122后边的刀片支承部分126，连接区122与支承部分126成80°的角度β。刀片支承部分126长约1.32cm。刀片120还包含位于连接区与支承部分相对的边缘处的大致为U形的部分128，它具有沿其末端的一排齿130。每个齿130大致是三角形的，其尖端在连接区122的平面内或稍低于该平面，每个齿与相邻齿130尖端的间距约为0.12cm，每个齿的高度限定为约0.06cm，锐度限定为曲率半径约0.003cm，所示齿130的顶点132形成60°夹角。齿130以约50°的α角度从刀片支承部分126的平面向外突出。大致为U形的部分128的两边互成角度γ，γ为72°。
将一片双面涂覆粘合剂胶带(ScotchTM Cat.665)施加在连接区122上，用指压将试样牢固地粘合在双面涂覆胶带的粘合剂表面，以防其在切断试验中向前移动。放置试样使其与机器中心线成0°，这样取料器的力可以大致均匀地分布于样品的整个宽度。定向放置取料器100M，以使切割刀片120的尖端在夹头162的正下方。以一定的角度定向放置取料器，以使连接区122与试验机的垂直行进方向A所成角度σ1为110°(参见图6，该图只示出了切割刀片120与夹头162的关系，除去了取料器和试验夹具的其它部分，仅用于说明)。
然后将试样的自由端夹在拉伸试验机的上夹头162中，以使上夹头和切割刀片120之间的距离为10.2cm。试样上没有施加张力，因此切割刀片在开始试验之前不与试样接触。上夹头连接于在支承轨道103上行进的机器横梁(crosshead)。接着向试样预施加张力0.9N，以使其与切割刀片120接触。然后，用夹头162以30厘米/分钟的速率沿方向A拉该背衬12。测量并记录试样的负荷和伸长，由负荷/伸长下的面积计算切断所需的能量，如图7所示，并记录于表2。在图7中，负荷示于纵轴，伸长示于横轴。负荷和伸长沿曲线段200增加，直至达到峰负荷202，此处的伸长标为204。然后，当伸长沿曲线段206继续时，负荷下降。如本文所述，对于从零伸长至最大负荷202处的伸长204的曲线段，计算能量。据认为，大致在最大负荷202该点处，取料器的齿刺穿该膜，此时随刺穿膜的穿孔扩展，负荷下降，直至完全切断。
本文(包括权利要求书)中所用的术语“截断试验”即指上述试验。
实施例的制备
实施例E1
通过挤出于230℃、2160克负荷(ASTM D1238)的熔体流动指数为2.8克/10分钟、熔融温度为157.8℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.030毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、然后横向拉伸，并热定形。
实施例E2
通过挤出于230℃、2160克负荷(ASTM D1238)的熔体流动指数为1.8克/10分钟、熔融温度为164.0℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.033毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、然后横向拉伸，并热定形。
实施例E3
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.020毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却。然后沿纵向和横向同时拉伸该挤出膜。
实施例E4
按实施例E3所述制备实施例E4，不同的是最终厚度为0.022毫米，以及拉伸比。
实施例E5
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.036毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、横向拉伸，并热定形。
比较例C1
通过挤出于230℃、2160克负荷(ASTM D1238)的熔体流动指数为2.8克/10分钟、熔融温度为157.8℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.030毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、然后横向拉伸，并热定形。
比较例C2
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.039毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、横向拉伸，并热定形。
比较例C3
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.038毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、横向拉伸，并热定形。
比较例C4
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.038毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、横向拉伸，并热定形。
比较例C5
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.038毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却、纵向拉伸、横向拉伸，并热定形。
比较例C6
通过挤出于230℃、2160克负荷的熔体流动指数为2.5克/10分钟、熔融温度为161.5℃的聚丙烯均聚物，制备最终厚度为0.031毫米的单层膜。将挤出膜引出在流延辊上并冷却。然后，沿纵向和横向同时拉伸该挤出膜。
比较例C7
按C6所述制备比较例C7，不同的是最终厚度为0.028毫米和拉伸比。
实施例按下表1所列加以制备。所示的拉伸比为全程拉伸比。一些实施例用上述一些方法进行试验，结果示于下表2。
表1
                       顺序拉伸
  实施例   挤出(℃)     流延辊(℃)     MD拉伸比     TD拉伸比           MD拉伸           TD拉伸   热定形(℃)         同时拉伸
  预热辊(℃)   拉伸辊(℃)   预热区(℃)   拉伸区(℃)   预热(℃)   拉伸(℃)
  E1   250     90     5∶1     9∶1   130   130   184   160   160   -   -
  E2   245     90     5∶1     11∶1   135   135   180   177   146   -   -
  E3   245     90     5∶1     9∶1   -   -   -   -   -   170   170
  E4   245     90     7∶1     7∶1   -   -   -   -   -   170   170
  E5   245     94     5∶1     10∶1   135   135   190   174   145   -   -
  C1   250     34     5∶1     9∶1   125-134   136   177   159   160   -   -
  C2   245     50     5∶1     8.7∶1   135   135   165   165   145   -   -
  C3   245     50     5∶1     9∶1   135   135   180   165   145   -   -
  C4   245     80     5∶1     8.3∶1   135   135   165   165   145   -   -
  C5   245     80     5∶1     8.7∶1   135   135   180   165   145   -   -
  C6   245     90     5∶1     9∶1   -   -   -   -   -   160   160
  C7   245     90     7∶1     7∶1   -   -   -   -   -   160   160
表2
  实施例   MD拉伸断裂能量(N-mm/mm3)   MD拉伸断裂伸长率(％)   刺穿能量(N-mm)   截断能量(N-cm/cm2)   TD手撕裂(％)   MD手撕裂(％)
  E1   32   70   69   167   100   100
  E2   62   145   7   155   100   100
  E3   57   74   -   -   90   -
  E4   62   73   -   -   -   100
  E5   89   145   127   322   100   100
  C1   130   136   719   519   30   10
  C2   170   141   529   455   0   0
  C3   160   138   542   360   0   0
  C4   150   137   565   355   0   0
  C5   100   122   260   500   30   0
  C6   120   104   -   -   -   0
  C7   144   95   -   -   -   0
上述试验和试验结果只是用来说明，而不是用来预测的。可以预计，试验方法的变化会产生不同的结果。
本发明是参考数个实施方案加以说明的。给出以上详细的说明和实施例只是为了理解清楚，不应从中理解到不必要的限制。本文引用的所有专利和专利申请结合参考于本发明中。对本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明范围的情况下可以对实施方案作出许多变化。因此，本发明的范围应不限于本文所述的确切细节和结构，而应由权利要求书的语言所描述的结构及其等同结构来限定。

Claims (18)

1.一种胶带，它包含：
背衬和位于所述背衬上的一层粘合剂，所述背衬包含聚丙烯，所述背衬已沿MD和TD被双轴拉伸，所述背衬在MD的拉伸断裂伸长率为从70％至小于150％，所述背衬在TD是可用手撕裂的。
2.一种胶带，它包含：
背衬和位于所述背衬上的一层粘合剂，所述背衬包含聚丙烯，所述背衬已在MD和TD被双轴拉伸，所述背衬在TD和MD是可用手撕裂的。
3.一种胶带，它包含：
背衬和位于所述背衬上的一层粘合剂，所述背衬包含聚丙烯均聚物或共聚物的单一聚合物，所述背衬已沿MD和TD被双轴取向，它在MD的拉伸断裂伸长率至少为70％，所述背衬在TD是可用手撕裂的。
4.一种胶带，它包含：
背衬和位于所述背衬上的一层粘合剂，所述背衬包含聚丙烯，所述背衬在温度至少为90℃的流延辊上挤出并沿MD和TD双轴取向，所述背衬在MD的拉伸断裂伸长率至少为70％，所述背衬在TD是可用手撕裂的。
5.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬包含一单层。
6.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于当按截断试验切断所述背衬时，所述背衬在MD的切断能量最多为350N-cm/cm2。
7.如权利要求6所述的胶带，其特征在于当按截断试验切断所述背衬时，所述背衬在MD的切断能量最多为170N-cm/cm2。
8.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于当按穿刺试验对所述背衬进行试验时，所述背衬的刺穿能量最多为130N-mm。
9.如权利要求8所述的胶带，其特征在于当按穿刺试验对所述背衬进行试验时，所述背衬的刺穿能量最多为70N-mm。
10.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬在MD的拉伸断裂能量最多为90N-mm/mm3。
11.如权利要求2所述的胶带，其特征在于所述背衬在MD的拉伸断裂伸长率至少为70％。
12.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬的MD拉伸比至少为4∶1。
13.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬的TD拉伸比至少为7∶1。
14.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬的MD拉伸比至少为4∶1，且TD拉伸比至少为7∶1。
15.如权利要求1、3或4所述的胶带，其特征在于所述背衬在MD是可用手撕裂的。
16.如权利要求1、2或4所述的胶带，其特征在于所述背衬包含聚丙烯均聚物或共聚物的单一聚合物。
17.如权利要求1-4中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬在MD的拉伸断裂伸长率为70-145％。
18.如权利要求1-3中任一项所述的胶带，其特征在于所述背衬在温度为90-94℃的流延辊上挤出。
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