CN1455732A - 布状聚合物薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明描述的是一种具有大量小孔的聚合物薄膜。聚合物薄膜提供了牢固的、高拉伸强度的材料，该薄膜可用手沿一个或两个轴的方向撕开。在具体的实例中，把聚合物薄膜制成具有布状强度性质和撕开传播性质的多层薄膜，且适合用于各种胶粘带的用途。本发明也提出了制备聚合物薄膜的方法。
Description
发明领域
本发明涉及布状聚合物薄膜和由它制成的产品，包括胶粘带用的聚合物背衬。
发明背景
现在广泛使用包含机织布背衬的胶粘带，如卖给消费者和专业人员的常用导管用带。使用机织布作为带子背衬的一个优点，是它可在带子的长度方向即纵向(“MD”)以及在宽度方向即横向(“TD”)上提供高的拉伸强度和低的断裂伸长率的结合。对于许多用途，拉伸强度高和断裂伸长率低是非常重要的。带子背衬提供的另一个优点是较容易沿着这两个基本方向进行直线撕开。机织布背衬也具有悬垂和贴合的特性，这在许多带子用途中是所需的，且能提供在商场中对于许多种粘合带(它们通常用机织布背衬来制造)带来说所需的外观即“吸引力”。
机织布作为胶粘带背衬也具有一些缺点。在许多用途中，其机织结构必须用使用带子用的粘合剂浸透，从而导致相比薄膜包装的带子要使用更多的粘合剂。在有些用途中，需要光滑或非纤维状的顶表面，所以布背衬表面必须进行覆盖层压或涂覆。而且，用手撕开的布背衬的带子通常会在一条或两条撕开的边缘上有伸出的疏松纤维。最后，布背衬通常比聚合物薄膜背衬要贵。
因此，需要有一种聚合物薄膜带背衬，它以低成本结合了机织织物的强度、伸长率、撕开性和贴合性，且没有上述缺点。
发明概述
本发明涉及一种适合用作带子背衬以及用在其它需要高拉伸强度和直线撕裂的用途中的聚合物薄膜。该聚合物薄膜具有许多小孔，这些小孔的成形和排列使得薄膜显示出许多布料的性质。小孔的结构和排列使薄膜能够直线或基本直线撕开，却仍使它具有足够的拉伸强度，能用在胶粘带的用途中。
在具体实施方式中，聚合物薄膜是个复合的薄膜，该薄膜包括具有大量小孔的第一聚合物薄膜和施加到第一聚合物薄膜上且基本上覆盖小孔的第二聚合物薄膜。穿孔的薄膜提供了改进的撕裂性质，而第二薄膜提供了附加的强度、耐用性、不渗透性或其它所需的性质。在具体实施方式中，粘合剂组合物(如压敏粘合剂)被施加到薄膜上，制成胶粘带。
复合的聚合物薄膜通常可用手在至少一个方向上撕开，且可形成为在两个垂直方向上是可用手撕开的。相比没有按照本发明穿孔的类似聚合物薄膜，本发明的聚合物薄膜具有较低的撕开起始能和较高的撕开扩展能。另外，相比没有根据本发明穿孔的类似聚合物薄膜，本发明的穿孔薄膜能基本上沿直线撕开。小孔可以提高这些撕开性质，而不过分减弱薄膜的拉伸强度，并另外减少了薄膜的断裂伸长率，这是需要的。
对于薄膜聚合物合适的薄膜包括聚烯烃，如第一薄膜用的聚丙烯和第二薄膜用的聚乙烯。也可使用各种其它薄膜。在某些实施方式中，可结合多层薄膜来制造最终的复合薄膜。在这些实施方式中，有时需要共挤出相互之间亲和力高的一些层。
聚合物薄膜中的小孔优选是非圆形的，且长度至少是其宽度的1.5倍，通常至少是其宽度的2倍。尽管在薄膜上的小孔可显示一些变化，但是它们通常都具有主轴和次轴。主轴是沿着小孔长度方向的直线，而次轴是沿着小孔宽度方向的直线。在一个实施方式中，沿着每个小孔的主轴伸出的直线穿过相邻的第二个小孔。在有些具体实施方式中，沿着每个小孔的主轴伸出的直线沿着或平行于相邻小孔的次轴穿过相邻的小孔。
本发明也涉及制造复合聚合物薄膜的一种方法，该方法包括提供包含第一聚合物组合物的第一聚合物薄膜；对第一聚合物薄膜进行穿孔；再施加第二薄膜。第一薄膜可用红外光源、火焰或其它方法进行穿孔，且薄膜可在穿孔前进行双轴取向。在这个实施方式中，使用幅照、火焰或其它热源进行穿孔会导致沿着每个小孔边缘形成凸起的脊。这种凸起的边缘通常改善了薄膜的撕开性质。
本发明的上述概述并没有描述本发明的每个实施方式。这是下面的附图、详细说明和权利要求书的目的。
附图简述
通过所附的图进一步理解本发明，附图概括如下：
图1是显示根据本发明一个实施方式制造的聚合物薄膜的放大图。
图2是显示本发明一个实施方式的穿孔聚合物薄膜的单个小孔的放大图。
图3是根据本发明一个实施方式制造的多层聚合物薄膜的截面图。
图4是根据本发明一个实施方式制造的聚合物薄膜中的小孔图形的俯视图。
图5A-5D显示了根据本发明一个实施方式制造的穿孔聚合物薄膜的四种小孔图形的俯视图。
本发明的具体改进和改变形式如图所示。但是，应该认为本发明并不局限于描述的具体实施方式，而应该说是所附的权利要求书覆盖了在所述发明精神和范围内的改进、等效内容和修改。
发明详述
本发明涉及改进的聚合物薄膜，具体是布状聚合物薄膜。该聚合物薄膜通常包括至少一层具有大量小孔的聚合物层。这些小孔排列成一种图形，从而能促使薄膜在纵向(MD)和横向(TD)上容易撕开。小孔可充分保持薄膜的拉伸强度，而且可使薄膜直线撕开，从而使薄膜适合作为带子背衬。
所述小孔通常是长椭圆形、矩形或其它非圆形形状，排列成一种图形，使得每个小孔的主轴与相邻小孔交叉即穿过邻近的小孔。这样穿孔的聚合物薄膜可被加到一层或多层的其它层或薄膜上，这些其他层例如是提供耐用性或不渗透性的顶层，或者提供胶粘性的底层。
现在试看附图，图1是显示根据本发明制造的穿孔多层薄膜的放大部分的照片。图1所示的薄膜上有许多小孔，每个小孔通常是椭圆形的，且长度近似为60密耳(1.5毫米)、宽度近似为20密耳(0.5毫米)。如下所述，可使用其它不同的小孔图形和尺寸。
图2显示了本发明的定向的薄膜中形成的单个小孔的放大图。小孔是非圆形的，其长度明显大于其宽度。环绕在小孔周边的光浅色区域显示出在用热源穿孔时形成的突出脊。这种突出的脊由来自小孔(它在受热穿孔时收缩，并释放定向能)内部的聚合物材料组成。在一些具体实施方式中，观察到这种脊可改善穿孔薄膜的撕开性质。这些突出的脊也能给薄膜带来一些纹理，使其更象布料。
现在试看图3，图3显示了使用穿孔薄膜作为带子背衬材料根据本发明制备的复合聚合物带子的截面图。聚合物带子12包含是有第一主表面16和第二主表面18的穿孔薄膜14。穿孔的薄膜14上有许多伸穿过其厚度的小孔15。在所述的实施方式中，沿着第二主表面18的每个小孔15的边缘上有突出部分20。穿孔薄膜14通常是定向的薄膜，更优选是双轴定向的薄膜。
聚合物带子12还包括顶薄膜22和底薄膜24。在所示实施方式中，顶薄膜22给聚合物带子12提供了耐用性，还能提高强度和给带子带来流体不渗透性。底薄膜24例如是粘合剂组合物。也使用其它或别的层来制造带子12。也可改变层的排列。例如，粘合剂可直接施加到顶薄膜22上，而不是穿孔薄膜上。
现在更详细地说明本发明制造穿孔聚合物薄膜的各种材料和方法。
A.小孔图形
在聚合物薄膜14中形成小孔图形，可强烈影响本发明布状薄膜和带子背衬的撕开和拉伸性质。现在试看图4，它显示了典型小孔图形28的部分放大布局图，图中其纵向是垂直上下的，而横向是水平左右的。所述小孔图形28包括几行小孔，第一行是小孔1a、1b和1c；第二行是小孔2a、2b和2c；第三行小孔是3a、3b和3c；第四行是小孔4a、4b和4c；第五行是小孔5a、5b和5c。小孔通常形成在薄膜的大部分或全部表面上展开的图形，因此图4所示的图形只是这个图形的一部分。
图4所述的小孔图形可按照各种参数进行描述，所述参数包括每个小孔的绝对尺寸和方位以及小孔相对另外一个小孔的位置。这些参数具体包括每个小孔的形状、每个小孔的长度30和宽度32、相邻列的小孔中心之间的横向距离33、交替列的小孔中心之间的横向距离34、相邻行的小孔中心之间的纵向距离36和交替行的小孔中心之间的纵向距离38。
合适的小孔长度30是每个小孔的最大尺寸，根据所需的用途而异。小孔通常具有小于200密耳(5.08毫米)的长度30，更通常是小于100密耳(2.54毫米)，还要更通常是小于50密耳(1.27毫米)。在第一个具体的实例中，小孔的长度约60密耳(1.52毫米)。在第二个具体的实例中，小孔的长度约30密耳(1.26毫米)。小孔通常具有小于100密耳(2.54毫米)的宽度32，更通常小于50密耳(1.27毫米)，还要更通常小于25密耳(0.64毫米)。在本发明的第一个具体实例中，小孔宽度是20密耳(0.51毫米)，在第二个具体实例中，小孔宽度是10密耳(0.25毫米)。
典型薄膜的小孔都是一个尺寸或者少量是不同的尺寸。可以认为小孔通常会由于制造方法、所用的材料和它们的小尺寸缘故，显示出尺寸的某个标准偏差。另外，有些具体实例中，薄膜的小孔具有非均一的尺寸。而且，小孔的宽度和长度通常是相关的，长度大于宽度的1.5倍，还要更典型是长度是宽度的2.5-3.5倍。在有些具体实例中，长度大于宽度的3倍。
在特定的行中，一个个小孔通常具有小于300密耳(7.62毫米)的横向距离34(根据每个小孔的中心测量)，更通常小于150密耳(3.81毫米)。在第一个具体实例中，横向距离34约为125密耳(3.18毫米)。在第二个具体实例中，横向距离约为63密耳(1.59毫米)。交替行之间的纵向距离38通常与横向距离34相同，但可以不一定相同。相邻小孔之间的纵向距离36通常小于150密耳(3.81毫米)，更通常小于75密耳(1.91毫米)。在第一个实例中，相邻小孔之间的纵向距离38为63密耳(1.59毫米)，在第二个实例中，相邻行之间的纵向距离36为约31密耳(0.79毫米)。相邻小孔之间的横向距离33通常与纵向距离36相同，但可以不一定相同。
通常，相邻行(如第一和第二行，或者第二和第三行)中的小孔以相反的角度取向。因此，对于图4所示的小孔行，在第一行(包括小孔1a、1b和1c)中的小孔与第二行(包括小孔2a、2b和2c)中的小孔以90°的角度取向。在一个典型的实例中，在这些交替的行中的小孔以相互呈40-140°的角度取向，更典型是60-120°，还要更典型是75-105°。
每个小孔通常有主轴和次轴。主轴方向是沿着小孔的长度穿过小孔的两端，而次轴则沿着主轴的正交方向穿过小孔的内部，通常通过两端之间的中点。为了进行说明，图4中有两个小孔的主轴和次轴作了标记。具体地说，小孔4b显示了其主轴40和次轴42，小孔5b显示了其主轴44和次轴46。可以认为其它小孔也具有主轴和次轴，但是在图中对它们并没有具体标明。
在所示的实施方式中，小孔如下排列，即每个小孔的主轴延伸穿过位于相邻行和相邻列中的相邻小孔。每个小孔的主轴延伸优选尽可能接近地穿过相邻小孔的中心，或者换句话说，穿过相邻小孔主轴和次轴的交点。但是，在有些实例中，小孔排列成它们延伸接近(但不是穿过)相邻的小孔。
沿着MD或TD观察这种图形，发现图4所示的小孔的行和列以与MD和TD成45°的角度取向。每个这样的行或列只包括取向相同的小孔。当这种薄膜或带子沿着MD或TD用手撕开时，裂缝就会沿着这些线中的一条从一个椭圆传播到另一个椭圆上，几乎不会从产生裂缝的线“跳”到相邻的线上。而且，很难在与MD或TD成45°的角度上用手撕开，因为裂缝很难沿着椭圆的主轴和次轴方向之间的方向传播。
因此，本发明的薄膜和带子容易沿直线撕开，而这是有好处的。在这里使用的直线撕开指基本笔直地沿着一片薄膜传播裂缝的性质，如通常在布背衬的带子(包括导管用带)上观察到的那样。这种裂缝通常不是完美线性的，但基本上是笔直的。另外，根据本发明制备的撕裂的薄膜偶尔还会偏离直线。相比未穿孔的薄膜，根据本发明制备的薄膜通常显示出改善的直线撕开性能。另外，相比其它穿孔薄膜，本发明的薄膜通常显示出改善的直线撕开性能。
具体地说，类似图5A-5D所示的图形可提供独特的高拉伸强度、低断裂伸长率、易产生沿薄膜或带子的纵向(MD)和横向(TD)的撕裂、沿薄膜或带子的MD和TD的宏观可直线撕开性以及与通常用作胶粘带背衬的机织布相同范围的裂缝传播力之间的组合。这些图形通常包括排列在格子上的椭圆形小孔，这些小孔的中心位于直线的交点上，且至少一条直线以0°(TD)或90°(MD)的角度放置。与MD成0°或90°的格子线角度是优选的。在MD和TD方向上都是等间距的格子线是特别优选的。对于这种特别优选的小孔图形构型，穿过小孔中心点的附加直线可画成与MD和TD成45°角。对于这种特别优选的构型，椭圆是这样取向的，即它们的主轴和次轴沿着这些附加直线与所述格子的所述直线成45°角放置。沿着每条附加的45°线，椭圆轮流在沿着45°线的主轴方向和沿着45°线的次轴方向之间改变方向。这种最优选的构型提供了沿MD的可用手撕开性、沿TD的可用手撕开性以及在MD和TD中间方向上(特别是MD和TD的中点的45°方向上)的抗撕开性之间的最佳组合。
本发明薄膜和带子的撕开性质和拉伸性质会受穿孔薄膜的性质和小孔图形的影响，如果穿孔前薄膜是在MD和TD上具有非常平衡的撕开和拉伸性质的双轴取向薄膜，那么小孔图形就会决定穿孔薄膜中MD和TD性质之间的平衡，会在MD和TD上产生平衡的撕开和拉伸性质。图形(如如5C和5D所示)会产生这样的穿孔薄膜，当在MD和TD上都具有所需的性质时，所述薄膜在一个主要方向或其它方向上更容易撕开和/或具有更高的拉伸强度和/或具有更高的断裂伸长率。图形(如图5C和5D所示的图形)可旋转90°，以反转在主要方向上的作用。因此，本领域的技术人员可仅通过改变小孔图形来设计满足特定需要的本发明复合薄膜或胶粘带。可以利用使用双轴取向的薄膜的可能性来提供附加的自由度，所述双轴取向薄膜在穿孔前MD和TD之间的物理性质有差别。
虽然不准备拘泥于什么理论的解释，但可认为小孔图形的小孔密度会产生本发明薄膜和带子的布状贴合性以及撕开和拉伸性质，也可认为，相比图4中最优选的图形，降低小孔密度或者改变它的分布样式来提供沿着MD(如图5C和5D)或TD或者两者的通道(传播的裂缝不会在那里碰到小孔)会降低贴合性以及所需的沿这种无小孔通道的方向的撕开和拉伸性质。
而且，可以认为，行和列中的小孔具有相同角取向的小孔图形会促使裂缝沿着行和列传播，此外，在相邻行和列中存在不同角取向的小孔会妨碍裂缝沿除主要方向之外的方向传播。
而且可以认为，围绕每个小孔的凸起部分或卷边会钝化裂缝的传播，从而能更好地用手控制撕开、把裂缝传播力(相对于未穿孔的薄膜)提高到更加适合机织布的水平以及在裂缝通过一个个卷边的小孔的产生布撕裂的声音。但是，尤其是图4中的最优选的小孔图形，相对于未穿孔的薄膜，降低了撕开起始力，因为小孔密度保证任何这样构造的薄膜和带子的边缘会在或者非常接近边缘的地方具有小孔。因此，在裂缝启始方面，本发明薄膜和带子类似于有切痕的薄膜。
B.材料
根据本发明制备的薄膜是由聚合物材料(包括热塑性组合物)部分或全部形成的。穿孔薄膜通常是热塑性的，尤其是聚烯烃，包括在具体实施方式中的聚丙烯。其它聚合物也可适合，尤其是通常用来制造双轴取向薄膜的聚合物(如聚对苯二甲酸乙二醇酯和其它聚酯)。对于本发明的目的，术语“聚丙烯”包括包含至少约90重量％丙烯单体的共聚物。“聚丙烯”也包括包含至少约75重量％聚丙烯的聚合物混合物。
聚丙烯优选主要是等规的，例如链等规度指数至少约80％、其在正庚烷中可溶的含量小于约15重量％以及密度为0.86-0.92克/厘米3(根据ASTM D1505-96(“Density of Plastics by the Density-Gradient Technique”)测量)。这种混合物中合适的其它聚合物包括，但不限于丙烯共聚物、聚乙烯、包含具有4-8个碳原子的单体的聚烯烃和其它聚丙烯树脂。
用于本发明的典型聚丙烯的在230℃和21.6牛力作用下的熔体流动指数为约0.1-15克/10分钟(按照ASTM D1238-95(“Flow Rates of Thermoplastics bvExtrusion Plastometer”)，其重均分子量约为100000-400000，多分散指数约为2-15。用于本发明的典型聚丙烯的熔点大于约130℃，优选大于约140℃，最优选大于约150℃(使用差示扫描量热仪测定)。
而且，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、四元共聚物等。其它合适的共单体包括，但不限于1-癸烯、1-十二碳烯、乙烯基环己烯、苯乙烯、烯丙基苯、环戊烯、降冰片烯和5-甲基降冰片烯。所述共单体可适量存在，只要不对所需的所述薄膜和带子的性质和特性产生负面影响就可以了，它们的含量通常小于10重量％。一种合适的聚丙烯树脂是熔体流动指数为2.5克/10分钟的等规聚丙烯均聚物，购自FINA Oil and Chemical Co.，Dallas，TX的产品3374。
加工时可有意使聚丙烯部分降解，所述加工是指加入有机过氧化物，如具有最多含6个碳原子的烷基的二烷基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷和二叔丁基过氧化物。合适的降解系数为约2-15。例如，以薄膜的碎料或边角料的形式回收或再加工的聚丙烯也可以小于约60重量％的含量混入聚丙烯中。
用于本发明的聚丙烯可任选包括适量(只要不对所需的所述特性和性质产生负面影响就可以了，通常是1-40重量％)的合成或天然树脂，所述树脂的分子量约为300-8000，软化点约为60-180℃。这种树脂可选自石油树脂、苯乙烯树脂、环戊二烯树脂和萜烯树脂。石油树脂通常含有苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚、丁二烯、异戊二烯、间戊二稀和/或戊二烯作为单体组分。苯乙烯树脂通常含有苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和/或丁二烯作为单体组分。环戊二烯树脂通常含有环戊二烯和任选的其它单体作为单体组分。萜烯树脂通常含有蒎烯、α-蒎烯、二戊烯、苎烯、月桂烯和莰烯作为单体组分。这些树脂可是部分或全部氢化的。
顶薄膜22是一种热塑性塑料，可根据具体胶粘带的用途来选择。在一个实施方式中，聚合物带子可以是导管用带，其顶薄膜22可以是聚烯烃，优选是聚乙烯，更优选是低密度聚乙烯。在另一个实施方式中，聚合物带子可以是透气带子，如医用带子，其顶薄膜22可以是可透过性的聚合物(如聚氨酯)。在另一个实施方式中，聚合物带子可以是非卷曲、尺寸稳定的带子，其顶薄膜22可以是聚丙烯薄膜，该聚丙烯薄膜在每个主要面内方向上的热膨胀系数与穿孔薄膜14基本上相同。
作为底薄膜24涂覆在穿孔薄膜14第二主表面18上的粘合剂可以是现有技术已知的任何合适的粘合剂。优选的粘合剂是可用压力、热或它们的结合激活的粘合剂。合适的粘合剂包括基于丙烯酸酯、橡胶树脂、环氧树脂、氨基甲酸乙酯或它们的组合的粘合剂。粘合剂可通过溶液、水基或热熔涂覆的方法来进行施涂。粘合剂可包括热熔涂覆配方、转移涂覆配方、溶剂涂覆配方和乳胶配方，以及层压、热激活和水激活粘合剂。本发明中有用的粘合剂包括压敏粘合剂。已知压敏粘合剂具有强烈而永久的粘性，只用手指压力就可以粘着，且足够保持在被粘物上。
可使用许多种粘合剂来形成底薄膜24，所述粘合剂包括基于聚丙烯酸酯、聚乙烯醚、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、含乙烯的共聚物(如乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯)、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、聚酯以及上述聚合物的混合物(连续或不连续相)的普通组合物的粘合剂。
另外，粘合剂可包含一些添加剂，如增粘剂、增塑剂、填料、抗氧剂、稳定剂、颜料、传播材料、固化剂、纤维、长纤维和溶剂。而且，粘合剂可任选是利用任何已知的方法进行固化的。粘合剂可以所需的数量进行施涂，通常可提供常规的约0.0015-0.005克/厘米2的干燥涂层重量。
有用的压敏粘合剂的一般说明可参见Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，卷13，Wiley-Interscience Publishers(New York，1988)。有用的压敏粘合剂的其它说明可参见Encyclopedia of Polymer Science andTechnology，卷1，Interscience Publishers(New York，1964)。
本发明的薄膜可任选在穿孔薄膜14、顶薄膜22或者任何插入的层中包含添加剂和其它现有技术已知的组分。例如，本发明的薄膜和带子可包含填料、颜料和其它着色剂、防粘剂、润滑剂、增塑剂、加工助剂、抗静电剂、成核剂、抗氧剂和热稳定剂、紫外线稳定剂以及其它性能改良剂。填料和其它添加剂的用量优选是经过选择的，以便负面影响所述优选实施方式中得到的性质。
有机填料可包括有机染料和树脂，以及有机纤维(如尼龙和聚酰亚胺纤维)和其它任选交联的聚合物(如聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、卤化聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物等)的杂质。
无机填料包括颜料、热解法二氧化硅和其它形式的二氧化硅、硅酸盐(如硅酸铝或硅酸镁)、高岭土、滑石、硅酸铝钠、硅酸铝钾、碳酸钙、碳酸镁、硅藻土、石膏、硫酸铝、硫酸钡、磷酸钙、氧化铝、二氧化钛、氧化镁、氧化铁、碳纤维、碳黑、石墨、玻璃珠、玻璃泡、矿物纤维、粘土颗粒、金属颗粒等。
在有些用途中，在取向过程中让空隙在填料颗粒周围形成是有益的。有机和无机填料也可有效用作防粘剂。取而代之，或者另外可再使用润滑剂如聚二甲基硅氧烷油、金属皂、蜡、高级脂肪酯和高级脂肪酸酰胺(如芥(子)酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺和山俞酸酰胺)。
薄膜可包含抗静电剂，包括脂肪族叔胺、甘油单硬脂酸酯、碱金属链烷磺酸盐、乙氧基化或丙氧基化聚二有机硅氧烷、聚乙二醇酯、聚乙二醇醚、脂肪酸酯、乙醇胺、单和二甘油酯以及乙氧基化脂肪胺。有机或无机成核剂也可使用，如二苯甲基山梨糖醇或其衍生物、喹吖(二)酮和其衍生物、安息香酸金属盐(如安息香酸钠、双(4-叔丁基-苯基)磷酸钠、二氧化硅、滑石和斑脱土。
还可进一步混入抗氧剂和热稳定剂，所述抗氧剂和热稳定剂包括酚类[如季戊四醇基四〔3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸盐和1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二-叔丁基4-羟基苯甲基)苯〕以及碱和碱土金属硬脂酸盐和碳酸盐。其它添加剂(如阻燃剂、紫外线稳定剂、相容剂、抗菌剂如氧化锌、电导体和热导体如氧化铝、氮化硼、氮化铝和镍粒)也可混入用来形成薄膜或带子背衬的聚合物中。
带子12的穿孔薄膜层14可任选在其主表面16和18中的一个或者两个上进行处理，所述处理是指接受火焰或电晕放电或者其它表面处理(包括化学预处理)，用以提高后面的涂料层的粘合。另外，顶薄膜22暴露的表面可用任选的低粘合背面涂胶材料进行涂覆，用以限制背面粘合剂层和顶薄膜22之间的粘合力，从而可制备能够容易展开的胶粘带子卷，这是在制造粘合剂涂覆带子的领域中为人们熟知的。
本发明的薄膜在用作带子背衬时，优选的最终厚度是0.8-6密耳(0.020-0.152毫米)。也可使用更厚和更薄的薄膜，但是薄膜厚度应足以在处理或使用中避免过分脆弱和难以处理，但又不应太厚以致刚性太大而不易处理和使用。在薄膜上和不算边缘区域的薄膜内部宽度的范围内，薄膜厚度的变异性(用标准差除以平均值来测量)优选小于10％。
把薄膜背衬转变成带子的详情是已知的。例如，参见美国专利4451533，“非必需的聚丙烯粘合剂涂覆带”(Wong等人)，其全部内容参考结合于此。
所述薄膜适用于许多胶粘带子背衬的用途。覆盖小孔图形的顶薄膜22的存在可在某些的实例中提供类似于多涂覆的布状带子背衬的外观。这种外观连同其拉伸和撕开性质使薄膜可用作导管用带、玻璃吹工用带子等的背衬。具体对于导管用带来说，在顶薄膜中混入已知的适量银灰色颜料可产生令人熟悉的外观，这在市场上是需要的。因为该背衬贴合性好，所以也可用作修稿带的背衬。
C.穿孔薄膜制备方法
本发明的穿孔薄膜可使用各种薄膜形成、取向和穿孔技术来制备。
在一个实例中，先浇注成薄膜片，以制备适合通过拉伸制造成取向薄膜的薄片。当制造聚丙烯薄膜时，适合用来浇注薄片的一种方法，是把树脂送入单螺杆、双螺杆、级联或其它挤出机系统的进料斗，挤出机机筒的温度已调节到能生产出稳定均匀的熔体。聚丙烯熔体通过模头挤出到旋转冷却的金属圆形铸锭机上。圆形铸锭机可以部分浸入在装有液体的冷却浴中，浇铸出的薄片也可以在从圆形铸锭机中取出后穿过装有液体的冷却浴。
薄片成形后，可以对其拉伸得到取向薄膜。可使用拉伸薄膜用的各种方法或装置。第一种方法包括使用相继的双轴拉伸装置，通常是先使薄膜穿过一系列旋转的辊子(它们的速度使薄膜输出线速度大于输入线速度)在纵向上拉伸，然后在拉幅机的离散轨道上进行横向拉伸。另一些方法包括使用机械拉幅机(如在美国专利4330499和4595738中提出的装置)进行的同时双轴拉伸，以及使用同时双轴拉伸(在美国专利4675582、4825111、4853602、5036262、5051225和5072493(全部参考结合于此)中提到)用的该拉幅机装置。双轴拉伸薄膜也可利用吹塑薄膜、双泡(double-bubble)和管形薄膜技术来制备。
再来看聚丙烯，在一个相继拉伸实例中，纵向拉伸率约为4∶1-6∶1.更优选为4.5∶1-5.5∶1。在另一个优选的相继拉伸实例中，横向拉伸率至少为7∶1，更优选约为7∶1-12∶1。在另一个优选的相继拉伸实例中，纵向拉伸率约为4∶1-6∶1，横向拉伸率至少为7∶1。更优选的是，纵向拉伸率约为4.5∶1-5.5∶1，而横向拉伸率约为7∶1-11∶1。一种优选的背衬，其相继双轴拉伸薄膜的纵向拉伸率约为5∶1，横向拉伸率约为8∶1-10∶1。
在一个同时双轴拉伸实例中，面拉伸率约为35∶1-约108∶1。更优选的是，面拉伸率约为45∶1-约60∶1。选择这些实例的纵向分量和横向分量，以提供所需的薄膜性质和所述特性。
也可选择拉伸操作的温度，以便得到具有所需特性和性质的薄膜。这些温度随着所用的材料和所用具体装置的热传递特性而异。对于使用聚丙烯的实例，用于纵向拉伸的预热辊和拉伸辊的温度保持在约120-135℃。对于在拉幅机上的横向拉伸，预热区域通常保持在约180-190℃，而拉伸区域保持在约160-180℃。对于同时拉伸背衬，预热和拉伸温度通常约为160-215℃。
用来制备穿孔薄膜层14的薄膜上的小孔可使用多种技术来形成。优选的是形成的小孔没有锐利的边缘的成孔技术。还优选的是在小孔边缘形成凸起部分20的成孔技术，所述凸起部分20是由于在薄膜上各隔离的要形成孔的部位高度局部熔化形成的。
每个小孔不必与其它小孔完全相同或者其形状、尺寸或开口度(openness)绝对精确。现有技术已知的许多成孔技术(包括大部分热技术)所形成的小孔，在尺寸、形状的完整性方面都有一些差别，但是这对于本发明没有明显有害的作用。同样地，小孔可以不是完全敞开的，但没有什么不利的作用。例如，椭圆形的小孔可具有一些聚合物材料的“飘带”(streamer)横跨在小孔上，其作用是把一个小孔分成两个或更多个紧紧集合在一起的、不规则形状和尺寸的更小小孔它们合起来具有椭圆形外部边界。同样，椭圆形小孔可有意制成的一系列紧紧集合的更小的圆形或其它形状的小孔构成。这些差异对于本发明的有利性质具有很小的或者没有不利作用，并且是可预料到的。
同样，在薄膜14中，不是所有的小孔都需要完全穿透薄膜表面16和18，只要有相当多的小孔完全穿透薄膜即可。例如，小孔图形中的有些部位可以是不完全穿透薄膜两个表面的凹陷或坑，对所述的薄膜撕开和拉伸性质也不会产生不利影响。
用来制造本发明穿孔薄膜14的成孔技术包括用热流体(尤其是热气体)撞击来成孔，如美国专利3038198和英国专利851053、851473、1073605和2313338中提到的；用火焰来成孔，如美国专利3394211和美国专利1012963、1073605和2313338中提到的；用加热的刀片进行熔化切割来成孔，如在美国专利3985600中提到的；压花然后通过加热打开突起的末端来成孔，如美国专利4248822中提到的；用具有一些突起物的压花辊在以不小于压花辊的速率移动薄膜的情况下进行热压花来成孔，如美国专利4978486中提到的；用热针穿刺来成孔；使用超声波来成孔；使用红外线能量代替热气体或火焰来成孔；以及用能量撞击(如激光、电子束或电晕放电)来成孔。
对薄膜层14进行穿孔的一个具体方法是使用Sherman Treater Gas Flame FilmPerforator(Sherman Treaters，Ltd.，Thame，Oxon，U.K.)。用Sherman Treater进行穿孔的方法可用途到双轴取向聚丙烯薄膜上，而且在穿孔薄膜14(它在处理时面对火焰)表面的小孔上提供凸起或卷曲的边缘。这个成孔方法的另一个优点是能使穿孔薄膜14(它具有凸起部分20)的表面经过火焰打底处理，以利于与以后施加的层(如粘合剂)的粘合，而不需要其它涂的底涂料步骤。
顶薄膜22可用各种技术固定到穿孔薄膜14，所述技术包括通过层压把预成形的顶薄膜22固定到成孔薄膜14上。也可使用粘合剂、热或现有技术中已知的其它层压方法。顶薄膜22也可涂覆在穿孔薄膜14上。可使用现有技术中已知的各种涂覆方法，包括溶剂基涂覆方法和挤压涂覆方法。另外，可以是先共挤出两层薄膜，然后进行成孔步骤形成顶薄膜22与穿孔薄膜14构成的两层薄膜，只要所述成孔步骤能对层14充分穿孔而使顶薄膜22基本上没有穿孔。
在第一个实例中，将顶薄膜22热层压到已预先打底的穿孔薄膜14上来固定之。穿孔薄膜14可通过现有技术中已知的任何技术来打底，所述技术包括但不限于火焰处理、电晕处理、等离子体处理、电子束、紫外线和化学处理。
穿孔薄膜14也可制备成双层薄膜，其第二层薄膜是打底用的聚合物层。当顶薄膜22是LDPE时，穿孔薄膜14是双轴取向聚丙烯，优选的方法是把穿孔薄膜14制成双层薄膜，其第二层是聚乙烯，优选是低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯。聚乙烯层优选构成穿孔薄膜14总厚度的1-10％，更优选是总厚度的2-5％。这个聚乙烯层起打底聚合物层的作用，以便用于对顶薄膜22的热层压。当使用这种方法时，特别优选的顶薄膜22是低密度聚乙烯吹塑薄膜。
顶薄膜22也可以是多层薄膜。在一个具体的实例中，顶薄膜22是聚乙烯三层薄膜，其中间层包含紫外线(UV)阻断剂或吸收剂。当暴露在UV照射下时，如在户外用途中，使用这种顶薄膜22可延长布状薄膜或胶粘带的寿命。在这个实例中，胶粘带中粘合剂的性能会随着时间显著地提高，而许多粘合剂会产生UV降解。
穿孔薄膜14(它具有凸起部分20)的表面并没有什么限制。例如，在上面作为例子的双层穿孔薄膜中，凸起部分20可位于双轴取向聚丙烯表面或位于聚乙烯表面上。凸起部分优选位于双轴取向聚丙烯表面上。同样，在制成的胶粘带或布状薄膜结构体中，具有凸起部分的表面的取向并没有什么限制。顶薄膜22可固定到穿孔薄膜14的有凸起的表面或者没有凸起的表面。
在另一个可用的加工方法中，顶薄膜22可在成孔步骤之前固定到将会成为穿孔薄膜14的层上。然后使用上述技术进行成孔，使小孔延伸穿过整个穿孔薄膜14，也可以进入但不完全穿过顶薄膜22。
用所述方法形成带子以后，可以进行一个附加的加工步骤，即再进行少量的单轴或双轴拉伸，从而增大“胀量”(bulk)或“膨松”(loft)，还可降低断裂伸长率，并且相比不用所述附加加工处理的本发明薄膜或带子背衬，能提供更加明显的布状外观即“外表”。对于最佳的胀量，单轴取向是优选的。
D.实施例
按照下述一些实施例进一步详细说明本发明的操作。提供的这些实施例还可说明各种特定的和优选的实施方式和技术。但是，应该认为，还可以在本发明范围内做出许多改变和改进。
薄膜/带子的拉伸性质测试
根据在ASTM D-882，“Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting，”方法A中所述的程序测量纵向(MD)和横向(TD)拉伸强度(断裂时)和断裂伸长率。在测试前，薄膜在22℃(72°F)和50％相对湿度(RH)的条件下放置24小时。使用拉伸试验机(购自MTS Systems Corporation，Eden Prairie，MN的NO.Sintech 200/S型)进行测试。本测试的样品为2.54厘米宽、至少15厘米长。起始夹钳间隔为10.2厘米，起始十字头速度为5.08厘米/分钟。在伸长为0.508厘米后，十字头的速度逐步提高到25.4厘米/分钟。
薄膜/带子撕开测试
下列程序用来测定与薄膜和带子样品裂缝的产生和传播有关的MD和TD撕开性质。从薄膜或带子上切下约5厘米长(沿着要撕开的方向)、约9厘米宽的样品。样品的两端在更大尺寸(宽度)的方向上折叠，在中央留下稍小于0.64厘米的单层薄膜或带子。如果是粘合剂涂覆的带子，那么折叠两端使粘合剂对着粘合剂。因此，在单层中央区域的每端形成约2厘米宽的粗而短的区域(stub)，粘合剂留在内部。这就阻止了样品粘合剂到测试装置的夹钳上，并促使在所需的中央位置撕开。使用标准的拉伸试验机，样品的安装使得其长度尺寸是水平的。样品的夹住使得各个粗而短的区域只有0.32厘米与夹钳接触；剩余的样品突出到外面一侧，剩余的夹钳夹紧区域是空的。夹钳的起始间隔是0.64厘米。夹钳以127厘米/分钟的速率分开。在中央单层区域中靠近夹子的末端首先出现裂缝，并沿5.08厘米长的单层区域传播。
对于这种测试，力对位移的典型曲线通常显示，当样品抵抗着撕开时，力上升，然后在开始出现裂缝时力突然下降。开始出现裂缝时的最大力就是撕开起始力。在这点时的位移除以标点间距离就是撕开起始伸长率。直到这个点曲线下面的面积就是撕开起始能。对于布基或布状的薄膜样品，在开始出现裂缝以后，力并不下降到零，而是先出现一些可有的起始较大波动，然后达到稳定值。这个值就是裂缝传播力。在裂缝传播力附近存在微小的“锯齿”形波纹，这是由于本发明薄膜和带子的穿孔特性造成的。5.08厘米长的撕开结束后，力下降到零。在整个测试曲线下的面积就是总撕开能。裂缝传播能就是总撕开能和撕开起始能之差。
按照下列一些详细的实施例进一步说明本发明的操作。所提供的这些实施例还可说明各种特定的和优选的实例和技术。但是，应该认为，还可以在本发明范围内做出许多改变和改进。
实施例1
取市售双轴取向聚丙烯(BOPP)双层薄膜。其第二层或表皮层是低密度聚乙烯。该薄膜已经被拉伸，在MD和TD上的拉伸率分别约是5∶1和9∶1。把薄膜和照相印有所需小孔图形的纸片送入3MTM(St.Paul，MN)红外Transparency Maker中对薄膜进行成孔，此时纸片的印刷面对着薄膜的聚乙烯面，红外线击穿清晰的薄膜。红外线被纸片上的黑色标记吸收，从而对双层BOPP局部加热，使取向的聚合物薄膜在这些部位熔化和回缩，产生小孔，而在小孔的边缘产生凸起部分或“卷边”。小孔图形是图4的椭圆形的，行与行之间的距离38，列与列之间的距离34都是3.18毫米。小孔长度30为1.52毫米，小孔宽度32为0.51毫米。如图4所示，小孔以与MD和TD成45°的角度取向。穿孔薄膜随后以其聚乙烯一面顶着110℃加热的钢板热层压到聚乙烯夹心袋(sandwich-bag)薄膜片上。所得层压的复合薄膜在MD和TD上都是可用手直线撕开的。
实施例2
在MD方向上用手在室温在进一步拉伸实施例1的复合薄膜。这次拉伸后，薄膜显示出非常小的回复。薄膜显现出明显的膨松或有织纹的外观，很像聚合物涂覆的机织布。
实施例3-19
以简单的(单层)28微米厚BOPP为原料制备这些实施例，所述BOPP在MD和TD上的拉伸率分别约为5∶1和9∶1。再次使用实施例1中所述的红外成孔技术。试验了各种小孔图形，它们都是实施例1中所述的椭圆形的变形。测试了三种不同的孔形状：椭圆形孔(如实施例1)、矩形孔和一个行中的三个紧连但隔开的圆形孔(近似椭圆形)。图形的全部尺寸(长和宽)在一特定的测试中保持恒定。三种小孔类型都排列成均匀的图形，该图形位于相同方格的中央(如实施例1)，但是小孔以与薄膜成三个不同的角度进行取向：30°、45°(如实施例1)和60°。对于所有的形状和角度，测试了两个图形尺寸。较小尺寸的图形是实施例1。较大尺寸的图形，其小孔尺寸和间隔都比前者大大约50％。穿孔薄膜没有进行层压，但是进行了拉伸测试。实施例3表示没有穿孔的薄膜，它不能用手撕开。实施例4-19的穿孔薄膜都是可用手撕开的。实施例3-19的拉伸结果列在表1中。
表1
| 实施例 | 小孔类型 | 小孔取向角(°) | 在断裂点的MD拉伸强度(千克/厘米) | MD断裂伸长率(％) | 在断裂点的TD拉伸强度(千克/厘米) | TD断裂伸长率(％) |
| 3 | 无 | - | 4.32 | 167.0 | 8.80 | 38.0 |
| 4 | 小椭圆形 | 30 | 1.13 | 30.9 | 1.48 | 5.5 |
| 5 | 小椭圆形 | 45 | 1.16 | 25.0 | 1.84 | 8.5 |
| 6 | 小椭圆形 | 60 | 1.38 | 36.4 | 2.39 | 7.2 |
| 7 | 小矩形 | 30 | 1.00 | 22.5 | 1.36 | 4.1 |
| 8 | 小矩形 | 45 | 1.05 | 20.4 | 1.52 | 4.1 |
| 9 | 小矩形 | 60 | 1.25 | 25.5 | 2.14 | 5.6 |
| 10 | 小圆形行 | 30 | 1.08 | 24.3 | ||
| 11 | 小圆形行 | 60 | 1.34 | 32.6 | 2.12 | 5.9 |
| 12 | 大椭圆形 | 30 | 0.95 | 19.6 | ||
| 13 | 大椭圆形 | 45 | 1.07 | 17.8 | ||
| 14 | 大椭圆形 | 60 | 1.27 | 23.0 | ||
| 15 | 大矩形 | 30 | 0.89 | 13.0 | ||
| 16 | 大矩形 | 45 | .91 | 11.2 | ||
| 17 | 大矩形 | 60 | 1.14 | 14.9 | ||
| 18 | 大圆形行 | 45 | 1.07 | 21.0 | ||
| 19 | 大圆形行 | 60 | 1.27 | 25.7 |
实施例20-26
以简单的(单层)28微米厚BOPP为原料制备这些实施例，所述BOPP在MD和TD上的拉伸率分别约为5∶1和9∶1。再次使用实施例1中所述的红外成孔技术。使用在实施例1所述的45°角的椭圆小孔图形，检测了各种图形密度。如表2所示检测了三种不同的空隙(void)密度。对两个图形尺寸进行了测试。较小尺寸的图形是实施例1。较大尺寸的图形，其小孔尺寸和间隔都比前者大大约50％。穿孔薄膜没有进行层压，但是进行了拉伸测试。实施例20、23和26即是表1中的实施例3、5和13，为清楚起见，其数据列在表2中。实施例20表示未穿孔薄膜。实施例20-26的拉伸结果列在表2中。
表2
| 实施例 | 椭圆尺寸 | 小孔密度(数目/平方厘米) | 空隙度(％空隙) | 在断裂点的MD拉伸强度(千克/厘米) | MD断裂伸长率(％) |
| 20 | 无 | 0.00 | 0.0 | 4.32 | 167.0 |
| 21 | 小 | 0.039 | ＜0.1 | 2.55 | 74.6 |
| 22 | 小 | 4.3 | 3.6 | 1.93 | 51.0 |
| 23 | 小 | 16.0 | 13.1 | 1.16 | 25.0 |
| 24 | 大 | 0.039 | 0.1 | 3.21 | 108.1 |
| 25 | 大 | 2.6 | 3.9 | 1.89 | 49.3 |
| 26 | 大 | 9.5 | 14.5 | 1.07 | 17.8 |
实施例27-30
为了检查BOPP薄膜厚度对手可撕开性和拉伸性质的影响，重复实施例3-6，不同的是使用了41微米厚的BOPP，但是其它性质基本相同。实施例27是未穿孔BOPP，它是不能用手撕开的。其它三种穿孔薄膜都是可用手撕开的。拉伸测试结果列在表3中。
表3
| 实施例 | 小孔类型 | 小孔取向角(°) | 在断裂点的MD拉伸强度(千克/厘米) | MD断裂伸长率(％) | 在断裂点的TD拉伸强度(千克/厘米) | TD断裂伸长率(％) |
| 27 | 无 | - | 5.64 | 181.1 | 10.2 | 36.7 |
| 28 | 小椭圆形 | 30 | 1.29 | 19.0 | 1.57 | 8.2 |
| 29 | 小椭圆形 | 45 | 1.39 | 19.3 | 2.05 | 8.3 |
| 30 | 小椭圆形 | 60 | 1.64 | 21.5 | 2.70 | 8.5 |
实施例31-37
取由机织布背衬制成的市售胶粘带的五个样品，在MD和TD上测试它们的撕开性质。可使用上述薄膜/带子撕开测试步骤来得到定量数据。五个市售带子是TYCOTM975(实施例31)、NashuaTM 357 Premium(实施例32)、MancoTM DuckTM AllPurpose(实施例33)、MancoTM DuckTM Industrial(实施例34)和MancoTMProfessional(实施例35)。
另外，制成实施例36和37的本发明两个带子。对于这两个实施例，30微米厚的双轴取向双层聚丙烯薄膜是在同时取向拉幅机上制造的，所述拉幅机类似于在美国专利4675582、4825111、4853602、5036262、5051225和5072493中所述的拉幅机。所用的聚丙烯树脂是FINA 3374和FINA 3571(购自FINA Oil and ChemicalCo.，Dallas，TX)的65/35混合物。其第二层即表皮层是线性低密度聚乙烯CM27057-F(购自Eastman Chemical，Kingsport，TN)，它占总薄膜厚度的3％。两种聚合物在约235℃下进行挤出。拉伸在约150℃下进行。薄膜的名义拉伸率在MD和TD上都是约7∶1。使用ShermanTM Brand Flame Perforator(购自ShermanTreaters，Ltd.，Thame，Oxon，U.K.)在连续过程中对薄膜进行穿孔。所用的小孔图形是实施例1和图4中的。火焰撞击在双层薄膜的聚丙烯面上。在110℃用三辊组以夹住的供料方式把穿孔薄膜层压到聚乙烯薄膜上。对于实施例36，聚乙烯薄膜是不含色料的低密度聚乙烯吹塑薄膜。对于实施例37，聚乙烯薄膜是银灰色的低密度聚乙烯薄膜(购自Transco Plastic Industries，Montreal，Quebec，Canada)。用标准重量的标准导管用带粘合剂把复合薄膜涂覆在没有聚丙烯的面上。这些实施例和市售带子的拉伸测试结果列在表4中。
表4
| 实施例 | 带 子 | TD撕开起始力(千克） | 在撕开起始时的TD伸长(厘米) | TD撕开起始能(厘米-千克) | M)撕开起始力(千克) | 在撕开起始时的MD伸长(厘米) | MD撕开起始能(厘米-千克) |
| 31 | TYCOTM975 | 2.16 | 1.22 | 1.32 | 0.87 | 0.66 | 0.58 |
| 32 | NashuaTM 357 Premium | 3.60 | 0.99 | 1.77 | 2.27 | 1.52 | 3.43 |
| 33 | MancoTM DuckTM AllPurpose | 2.95 | 0.84 | 1.24 | 0.99 | 0.66 | 0.66 |
| 34 | MancoTM DuckTMIndustrial | 2.78 | 1.47 | 2.06 | 2.35 | 2.34 | 5.46 |
| 35 | MancTM DucTMProfessional | 3.17 | 1.47 | 2.35 | 2.68 | 3.40 | 9.12 |
| 36 | 本发明清晰的 | 3.77 | 1.02 | 1.92 | 1.65 | 0.61 | 0.94 |
| 37 | 本发明有色的 | 4.23 | 1.09 | 2.34 | 2.84 | 0.86 | 2.48 |
实施例38-42
为了检验查各带子单个部分对本发明带子的撕开和拉伸性质的贡献，以及还为了与市售布背衬的胶粘带进行比较，进行下面操作。制备30微米厚的双轴取向双层聚丙烯薄膜(实施例39)，且如实施例36-37所述的方法进行成孔。然后用在实施例36-37中所述的技术把穿孔薄膜(实施例39)层压到51微米厚的银灰色低密度聚乙烯吹塑薄膜(购自Transco Plastic Industries，Montreal，Quebec，Canada)上(实施例40)。如实施例36-37所述，在复合薄膜上涂覆以胶粘剂。同样或同时取向的成孔为MD-TD对称图形的BOPP薄膜，在最终的胶粘带(实施例41)的MD和TD上显示相似的撕开和拉伸性质。表5显示了中间组分薄膜、最终的本发明有色带和市售带子(3MTM ScotchTM Brand 130 Home和Shop Duct Tape(实施例42))的临界TD撕开和MD拉伸性质的比较。可以看到，本发明带子为引发和传播裂缝需要的能量较小，而同时提供提高的拉伸性质。
表5
| 实施例 | 薄膜/带子 | TD撕开起始力(千克) | 在撕开起始时的TD伸长(厘米) | TD撕开起始能(厘米-千克) | TD总撕开能(厘米-千克) | TD裂缝传播能(厘米-千克) | 在断裂时的MD拉伸强度(千克/厘米) |
| 38 | 1.2密耳7×7BOPP | 8.26 | 1.68 | 7.62 | 7.62 | 0.0 | 5.86 |
| 39 | 穿孔BOPP | 2.63 | 0.66 | 0.82 | 2.30 | 1.48 | 2.63 |
| 40 | 2.0密耳LDPE吹塑薄膜 | 1.86 | 2.11 | 2.56 | 6.45 | 3.89 | 1.13 |
| 41 | 本发明胶粘带 | 3.99 | 0.56 | 1.05 | 3.00 | 1.95 | 4.39 |
| 42 | 3MTM ScotchTMHS Duct带 | 2.63 | 1.09 | 2.11 | 13.13 | 11.02 | 3.50 |
实施例43-66
为了检查格子图形对本发明薄膜和带子的用手可撕开性的影响。制备许多不同样品，这些样品具有不同的行-行尺寸38和列-列尺寸34(图4)。为了检测与小孔图形的其它变量的相互作用，椭圆形和矩形都用作小孔形状，也使用几个小孔取向角(对于MD)。所用的双轴取向聚丙烯薄膜与实施例3-19中的是一样的。因为这种薄膜在MD和TD上具有不同的性质，所以把格子(各小孔的中心位于这个格子点上)从MD-TD对称图形(图4中的尺寸34＝尺寸38)改变成不对称图形可以有两种不同的方式：改变尺寸34，而保持尺寸38恒定，预期得不到改变尺寸38，而保持尺寸34恒定而保持尺寸34恒定相同的结果，这是因为薄膜本身具有各向异性。在这两种情况下，小孔的数量密度和空隙度都保持不变。小孔长度和宽度与实施例1一样。使用实施例1所述的红外技术进行成孔。如同实施例3-19，在没有层压顶薄膜的情况下测试穿孔薄膜。测试方法是定性的手撕开测试。在MD和TD上撕开样品。“好”的鉴定等级指清晰的直线撕开。“较好”的鉴定等级指斯开时偏离撕开直线有少量“嵌合”情况。“差”的鉴定等级指撕开时在多个部位有偏离撕开直线的少量“嵌合”情况。所有的薄膜至少在一个方向上是可用手撕开的。实施例51和52大约相当于上述实施例5-8，且都显示出这些穿孔薄膜中的最好撕开性质。表6中列有小孔图形的参数和定性手撕开的结果。
表6
| 实施例 | 尺寸34(图4)(毫米) | 尺寸38(图4)(毫米) | 小孔形状 | 相对MD的小孔主轴角(°) | TD撕开鉴定等级 | MD撕开鉴定等级 |
| 43 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 30 | 好 | 好 |
| 44 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 30 | 好 | 较好 |
| 45 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 45 | 好 | 好 |
| 46 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 45 | 好 | 好 |
| 47 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 60 | 好 | 好 |
| 48 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 60 | 好 | 好 |
| 49 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 60 | 好 | 差 |
| 50 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 60 | 好 | 好 |
| 51 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 45 | 好 | 好 |
| 52 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 45 | 好 | 好 |
| 53 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 30 | 较好 | 好 |
| 54 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 30 | 好 | 好 |
| 55 | 1.65 | 6.15 | 椭圆 | 45 | 差 | 好 |
| 56 | 1.65 | 6.15 | 椭圆 | 45 | 差 | 好 |
| 57 | 6.15 | 1.65 | 椭圆 | 45 | 较好 | 好 |
| 58 | 6.15 | 1.65 | 椭圆 | 45 | 较好 | 好 |
| 59 | 2.41 | 4.19 | 椭圆 | 45 | 好 | 较好 |
| 60 | 2.41 | 4.19 | 椭圆 | 45 | 好 | 较好 |
| 61 | 4.19 | 2.41 | 椭圆 | 45 | 较好 | 好 |
| 62 | 4.19 | 2.41 | 椭圆 | 45 | 较好 | 好 |
| 63 | 2.41 | 4.19 | 椭圆 | 30 | 好 | 差 |
| 64 | 1.65 | 6.15 | 椭圆 | 15 | 较好 | 差 |
| 65 | 6.15 | 1.65 | 椭圆 | 75 | 较好 | 差 |
| 66 | 4.19 | 2.41 | 椭圆 | 60 | 较好 | 差 |
实施例67-71
为了检查设置小孔图形的主轴与薄膜的主轴(MD和TD)成不同角度的影响，进行了下列实施例。如实施例43-66一样进行制备，不同的是展示的小孔图形施加到薄膜上时图形进行一定的旋转。因此，图形中的“列”并不是沿着薄膜MD放置，而是与它成一定的角度。手撕开测试沿着小孔图形的主轴进行，该主轴不再是对应于薄膜的MD和TD。所有薄膜都仍旧是可用手撕开的，但是相比实施例43-66的类似薄膜(其小孔图形主轴和薄膜主轴成一直线)，其撕开性质都有显著地下降。图形参数和定性手撕开测试结果列在表7中。
表7
| 实施例 | 尺寸34(图4)(毫米) | 尺寸38(图4)(毫米) | 小孔形状 | 相对于列的小孔主轴角(°) | 图形列相对于薄膜MD的角(°) | TD撕开鉴定等级 | MD撕开鉴定等级 |
| 68 | 3.18 | 3.18 | 矩形 | 45 | 15 | 较好 | 好 |
| 69 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 45 | 15 | 较好 | 好 |
| 70 | 6.15 | 1.65 | 椭圆 | 45 | 75 | 差 | 较好 |
| 71 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 60 | 15 | 差 | 较好 |
| 72 | 3.18 | 3.18 | 椭圆 | 30 | 15 | 差 | 好 |
本领域的技术人员可做出本发明的各种改进和改变，只要这些改进和改变都不脱离本发明的范围和精神，应该认为本发明并不局限于前述说明性的实施方式。
Claims (17)
1.一种复合聚合物薄膜，它包括：
(a)取向的第一层聚合物薄膜，所述薄膜具有第一和第二表面以及大量穿透第一和第二表面的小孔；
(b)施加到第一层聚合物薄膜的第一或第二表面上并基本覆盖第一层聚合物薄膜的小孔的第二层聚合物薄膜。
2.如权利要求1所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述复合聚合物薄膜在至少一个方向上是可用手撕开的。
3.如权利要求1所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述第一层聚合物薄膜包含一层第一聚合物和一层第二聚合物。
4.如权利要求1所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述第一层聚合物薄膜中的小孔是非圆形的，所述小孔的长度是其宽度的至少1.5倍。
5.如权利要求5所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述第一层聚合物薄膜中的小孔排列成小孔的最长尺寸与纵向呈40-50°的角度。
6.如权利要求1所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述小孔具有主轴和次轴，并且第一小孔的主轴穿过相邻的第二小孔。
7.如权利要求1所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述第一层聚合物薄膜中的小孔排列成交替的行，且每行中的小孔以与相邻行中的小孔成约90°的角度取向。
8.如权利要求1-7中任何一项所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述第一层聚合物薄膜中的小孔在其边界具有凸起部分或卷边。
9.如权利要求1所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述第二层聚合物薄膜是施加到第一层聚合物薄膜的第一表面上的，并且它还包括施加到第一层聚合物薄膜第二表面上的第三层聚合物薄膜。
10.如权利要求1-9中任何一项所述的复合聚合物薄膜，它还包括位于复合聚合物薄膜外表面上的粘合剂组合物。
11.如权利要求1-10中任何一项所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述复合聚合物片材的断裂强度至少为1.0千克/厘米。
12.如权利要求1-11中任何一项所述的复合聚合物薄膜，其特征在于所述复合聚合物片材的断裂伸长率小于40％。
13.如权利要求1-12中任何一项所述的复合聚合物薄膜，它还包含颜料。
14.一种聚合物片材，它包括：
具有第一和第二表面的聚合物薄膜；
聚合物薄膜中穿透过所述第一和第二表面的许多小孔，所述小孔的长度大于其宽度；
所述小孔排列成每个小孔的主轴延伸穿过相邻的小孔。
15.一种复合聚合物片材，它包括：
具有许多小孔的第一种聚合物材料；
固定在第一种聚合物材料上的第二种聚合物材料，
所述复合聚合物片材在至少一个方向上的裂缝传播力至少是裂缝起始力的10％。
16.一种制备复合聚合物薄膜的方法，它包括：
(a)制备包括第一聚合物组合物的取向聚合物薄膜；
(b)对所述取向薄膜进行成孔；
(c)把第二聚合物组合物施加到所述取向聚合物薄膜上。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述薄膜是双轴取向的。
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