TW201412549A - 適用於連續不可逆脫層之共擠製聚合物膜 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種多層聚合物膜，其經組態使得連續構成層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜脫層。該等新膜與已知之共擠製製造技術相容，且亦可在經定製以可自膜之剩餘部分個別地剝離的層封包之間不使用黏著劑層下製成。取而代之，使用聚合物組合物之組合以允許非黏著劑聚合物層以使得膜之脫層可能沿複數個對應於特定層對之間的界面之脫層表面發生之方式組合，該等特定層對之剝離強度相對於膜內其他層界面之剝離強度減少。在可剝離層封包之間不存在黏著劑使得脫層不可逆。

Description

適用於連續不可逆脫層之共擠製聚合物膜
本發明大體上係關於聚合物膜，尤其關於具有多層構造之該等膜，在該構造中個別層或層組可自構造之剩餘部分剝離或脫層。本發明亦關於相關聯的物品、系統及方法。
聚酯膜(此術語包括共聚酯及聚酯摻合物、熔合物以及混合物膜)在過去數十年間已大量用於多種應用中。已生產出作為呈單層及共擠製多層格式之捲材的定向聚酯膜產品。經常地，出於保護目的，將保護襯膜(亦稱為保護罩(premask))施加至該等膜之一個或兩個外表面。襯膜通常僅在其附接之有用聚酯膜處於製造設施及/或顧客之間的運輸中或經處理或加工時提供臨時保護功能。將襯膜設計為藉由內部轉化方法或由顧客在轉化或安裝有用聚酯膜之前或之時簡單地將襯膜以薄片形式自有用聚酯膜剝離，且接著丟棄或回收襯膜來移除襯膜。襯膜通常不提供任何與有用聚酯膜類似的功能性。舉例而言，若有用聚酯膜為光學偏光膜，則襯膜不提供任何有意義之光學功能性或偏光功能性。
亦已知設計一些多層聚合物膜，使得各具有相似功能性之構成層或薄片可自膜之剩餘部分剝離或脫層。該等膜之一種用途為用於抗塗鴉應用中。在該等應用中，呈初始形式之膜可施加至鏡面、窗或其 他待保護之物品。該膜由高度透明聚合物材料製成，使得鏡面、窗或其他物品之外觀最低限度地受膜影響。若塗鴉塗覆至膜之曝露表面，則可將存在塗鴉之膜最外部分以連續薄片形式自膜之剩餘部分剝離。在移除最外部分之後，剩餘的膜保持在物品上原處，現在該物品再次呈現清潔且無塗鴉。原先在膜內部之緊靠最外部分下面的膜一部分變為新的最外層。若再次塗覆塗鴉，則新塗鴉將存在於新的最外層之曝露表面上。可藉由將新的最外層以連續薄片形式自膜之剩餘部分剝離來移除新塗鴉。在移除新的最外部分之後，剩餘的膜保持在物品上原處，該物品再次呈現清潔且無塗鴉。初始膜產品可由至多4個構成薄片製成，該等構成薄片可以此方式依序移除以應對重複的毀損行為。為便於一次僅移除一層薄片，製成在膜邊緣附近具有不同深度之吻切(kiss-cut)標籤狀特徵的產品。
設計用於脫層之已知多層聚合物膜通常藉由首先製造構成薄片，且接著使用壓敏黏著劑(PSA)層將該等薄片層壓在一起來製成。此製造方法及膜設計給可製成之膜的類型帶來固有侷限性。舉例而言，構成薄片需要實體上足夠厚以允許藉由自動膜處理設備加工個別薄片而無過度裂縫或斷裂。此對個別薄片之厚度設置下限，且同時對可層壓在一起以形成足夠薄且可撓之多層膜的該等薄片之數目設置上限。
已開發出一個新的多層聚合物膜家族，其經組態使得連續構成層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜脫層。新膜較佳與已知之共擠製製造技術相容。新膜亦較佳在經定製以可自膜之剩餘部分個別地剝離的層封包(具有複數個個別層之薄片)之間不使用黏著劑層下製成。取而代之，已開發出聚合物組合物之組合，其允許非黏著劑聚合物層以使得膜之脫層可能沿複數個對應於特定層對之間的界面之脫層表面發 生之方式組合，該等特定層對之剝離強度相對於膜內其他層界面之剝離強度較低。在可剝離層封包之間不存在黏著劑使得脫層不可逆：在層封包自膜之剩餘部分脫層之後，層封包此後不可簡單地藉由將該經脫層之層封包與膜相抵按壓來永久性地或可靠地再貼附至膜。
在本文中尤其描述包括組織成層封包之聚合物層之堆疊的膜。每一層封包具有前主表面、後主表面及至少三個在前主表面與後主表面之間的聚合物層。對於堆疊中之每一對鄰接第一與第二層封包，第一層封包包括最後面聚合物層，該最後面聚合物層在其一個側面上與第一層封包之內部聚合物層接觸且在其相對側面上與第二層封包之最前面聚合物層接觸，該最後面聚合物層與最前面聚合物層之附接弱於與內部聚合物層之附接，使得第一層封包傾向於沿對應於最後面聚合物層與最前面聚合物層之間的界面之脫層表面自第二層封包不可逆地脫層。較佳地，聚合物層之堆疊中之所有聚合物層具有可彼此共擠製的各別聚合物組合物。
聚合物層之堆疊可包括分別由不同聚合物組合物A、B及C構成之聚合物層A、聚合物層B及聚合物層C，且最後面聚合物層可具有聚合物組合物C。聚合物組合物C可為丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之摻合物，或丙烯共聚物與乙烯α烯烴共聚物之摻合物，或丙烯共聚物與烯烴嵌段共聚物之摻合物。
內部聚合物層可具有聚合物組合物B，且最前面聚合物層可具有聚合物組合物A。聚合物組合物C可為或包含丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之摻合物，且聚合物組合物B可為或包含共聚酯與烯烴之不可混溶摻合物。聚合物組合物C可為或包含丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之摻合物，且聚合物組合物B可為或包含非晶形共聚酯，且聚合物組合物A可為或包含半結晶聚酯。聚合物組合物C可與聚合物組合物B混溶(至少部分)，而聚合物組合物B與聚合物組合物A可混 溶(至少部分)，且聚合物組合物C與聚合物組合物A不可混溶。
聚合物層之堆疊中之所有聚合物層可具有在204℃(400℉)或更高之溫度下可熔融加工的各別聚合物組合物。堆疊中之至少一些聚合物層可定向且可具有至少0.05之雙折射率。堆疊中無聚合物層可為壓敏黏著劑，且進一步，堆疊中無聚合物層可為黏著劑。
最後面聚合物層與最前面聚合物層之附接可藉由在2至100公克/吋範圍內的剝離力表徵。另外，最後面聚合物層與最前面聚合物層之附接可藉由第一剝離力表徵，且最後面聚合物層與內部聚合物層之附接可藉由第二剝離力表徵，且第二剝離力可為第一剝離力之至少兩倍或至少三倍。另外，最前面聚合物層與內部聚合物層之附接可藉由第三剝離力表徵，且第三剝離力可為第一剝離力之至少兩倍或至少三倍。
堆疊中之每一個層封包可具有不超過約1密耳(約25微米)或約2密耳(約50微米)之厚度。聚合物層可組織成至少N個層封包，其中N為至少5或至少10，且膜可具有不超過約15或20密耳(分別為約380或510微米)之整體厚度。層封包中之至少N-1個具有相同數目M個聚合物層，其中M為至少3。M個聚合物層可以與N-1個層封包相同的順序配置。此處針對層封包及整體膜厚度提及之厚度為許多定向膜典型的，但不應視為限制性的，只要可製成更大厚度之層封包及膜，尤其在澆注(非定向)膜之情況下。
亦論述相關方法、系統及物品。
本發明之此等及其他態樣將由以下詳細描述顯而易見。然而，決不應將上述概要解釋為對所主張之主題構成限制，該主題僅由隨附申請專利範圍限定，因為隨附申請專利範圍可能在審批期間進行修正。
102‧‧‧工件
110a‧‧‧膜
110b‧‧‧經改造之膜
110c‧‧‧經改造之膜
110d‧‧‧經改造之膜
110e‧‧‧膜
112‧‧‧黏著劑背層
120a‧‧‧聚合物層之堆疊
120b‧‧‧經減少之層堆疊
120c‧‧‧經減少之層堆疊
120d‧‧‧經減少之層堆疊
122‧‧‧層封包
122a‧‧‧前主表面
122b‧‧‧後主表面
124‧‧‧層封包
124a‧‧‧前主表面
124b‧‧‧後主表面
126‧‧‧層封包
126a‧‧‧前主表面
126b‧‧‧後主表面
128‧‧‧層封包
128a‧‧‧前主表面
128b‧‧‧後主表面
210‧‧‧多層聚合物膜
220‧‧‧堆疊
222‧‧‧層封包
222a‧‧‧前主表面
222b‧‧‧後主表面
224‧‧‧層封包
224a‧‧‧前主表面
224b‧‧‧後主表面
226‧‧‧層封包
226a‧‧‧前主表面
226b‧‧‧後主表面
228‧‧‧層封包
228a‧‧‧前主表面
228b‧‧‧後主表面
310‧‧‧多層聚合物膜
320‧‧‧層堆疊
409‧‧‧多層擠出物
410‧‧‧成品多層聚合物膜
430‧‧‧進料區塊
432‧‧‧膜模
508‧‧‧多層澆注膜
509‧‧‧初步定向膜
510‧‧‧多層聚合物膜/成品定向膜
534‧‧‧長度定向器(L.O.)
536‧‧‧拉幅機
610‧‧‧曲線
612‧‧‧曲線
614‧‧‧曲線
710‧‧‧聚合物膜
720‧‧‧堆疊
722-1‧‧‧層封包
722-1a‧‧‧最前面主表面
722-1b‧‧‧最後面主表面
722-2‧‧‧層封包
722-2a‧‧‧最前面主表面
722-2b‧‧‧最後面主表面
722-3a‧‧‧最前面主表面
722-14‧‧‧層封包
722-15‧‧‧層封包
A‧‧‧聚合物組合物/聚合物層
B‧‧‧聚合物組合物/聚合物層
C‧‧‧聚合物組合物/聚合物層
D‧‧‧聚合物組合物/聚合物層
圖1a為施加至工件之聚合物膜的示意性側視圖或剖視圖，該聚合物膜適用於連續不可逆脫層；圖1b至1e為圖1a之聚合物膜在自膜脫層且剝離連續層封包時的示意性側視圖或剖視圖；圖2為適用於連續不可逆脫層之聚合物膜之一部分的示意性側視圖或剖視圖，此圖展示膜如何由組織成3層(A-B-C)層封包之聚合物層之堆疊構成；圖3為適用於連續不可逆脫層之聚合物膜之一部分的示意性側視圖或剖視圖，該圖展示組織成4層(A-D-B-C)層封包之堆疊中的聚合物層；圖4為三種聚合物材料共擠製以形成多層聚合物膜之製造系統的示意性圖示；圖5為可用於拉伸經澆注之多層聚合物膜之加工設備的示意性圖示；圖6為展示剝離強度與聚合物組合物之函數關係之測試結果的圖，其中所測試之層在某些情況下為聚丙烯與烯烴嵌段共聚物樹脂之摻合物，且在其他情況下，為聚丙烯與乙烯/辛烯共聚物樹脂之摻合物，且在其他情況下，為聚丙烯與苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂之摻合物；圖7為適用於連續不可逆脫層之多層聚合物膜的示意性側視圖或剖視圖，該聚合物膜使用多種聚合物組合物製造且進行測試。
在該等圖式中，相同參考數字表示相同元件。
已開發出新聚合物材料組合，當其恰當地併入聚合物層之堆疊中時，可用於產生一種含有可自剩餘的膜脫層或剝離(一次一個層封包)之大量層封包的多層聚合物膜。可藉由共擠製堆疊中之所有聚合 物層製成此等膜，不需要為構造堆疊來層壓分開製造之膜或層。此允許製成之個別層封包(其可依序剝離)比以其他方式形成之層封包薄得多，使得在具有指定整體厚度之膜內可包括更多可分開剝離之薄片。在聚合物層之堆疊中不需要任何壓敏黏著劑或其他種類黏著劑，亦可製成膜。此可簡化製造且亦產生在初始成品中位於膜內部，但當在使用期間剝離層封包時變為外部表面之膜表面，其比在藉由使用分開的層壓步驟製成之膜中可實現之膜表面更潔淨。
在圖1a中示意性地展示本文所述之類型的一種例示性多層聚合物膜。在此圖中，膜110a為多層聚合物膜，其經組態使得連續構成層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜脫層。膜110a由聚合物層之堆疊120a以及允許堆疊120a附接至諸如工件102之相關工件的黏著劑背層112製成。儘管展示堆疊120a使用黏著劑附接至工件102，但堆疊自身較佳不含黏著劑。膜110a通常相對薄且可撓，使得其可施加至且順應呈波狀外形而非扁平之工件。舉例而言，膜110a可具有不超過約510或380或300或200或100或甚至50微米之整體厚度。或者，在某些情況下，可能需要膜110a相對厚且不可撓或為剛性的。
雖然堆疊120a之個別聚合物層在圖1a中未示出，但個別層組織成重複層組，稱作層封包，且此等封包展示且標記為層封包122、124、126及128。每一個層封包藉由前主表面及後主表面表徵，且如下文中進一步描述，至少三個個別聚合物層安置於每一層封包之前主表面及後主表面之間。層封包122具有前主表面122a及後主表面122b。層封包124具有前主表面124a(與後主表面122b緊密接觸)及後主表面124b。層封包126具有前主表面126a(與後主表面124b緊密接觸)及後主表面126b。層封包128具有前主表面128a(與後主表面126b緊密接觸)及後主表面128b。
讀者將理解本發明中使用術語「前」、「後」及類似術語(例如最 前面、最後面)係為求方便，以便說明該等層相關於膜或堆疊之外主表面的排序，且不應以限制方式理解。因此，即使對於預期使用以使得一個外主表面面向外(前)且另一外主表面面向內(後)之膜或封包，可將此等外主表面之任一者視為「前」，且另一外主表面則將被視為「後」。
一些或所有層封包可具有相同或相似數目的個別聚合物層，且對於一些或所有層封包而言，層封包內之個別聚合物層之配置可為相同或相似的。每一層封包包括最前面聚合物層、最後面聚合物層及至少一個內部聚合物層。對於堆疊中之每一對鄰接第一與第二層封包，第一層封包之最後面聚合物層具有與第一層封包之內部聚合物層接觸的一個側面，及與第二層封包之最前面聚合物層接觸的相對側面。定製聚合物組合物使得最後面聚合物層與最前面聚合物層之附接比與內部聚合物層之附接弱。因此，第一層封包傾向於沿對應於最後面聚合物層與最前面聚合物層之間的界面之脫層表面自第二層封包不可逆地脫層。
此依序展示於圖1b至1e中。在圖1b中，藉由移除最上或最外層封包122，圖1a之膜110a變為經改造之膜110b。層封包122以連續薄片形式自堆疊120a之剩餘部分脫層，使得經減少之層堆疊120b作為經改造之膜110b的一部分保持於原處。優先沿對應於層封包122與層封包124之間的界面之脫層表面發生脫層，且可藉由在膜110a之邊緣應用刀子或其他鋒利器具開始該脫層。在移除層封包122之後，層封包124變為膜110b之最外層封包，且層封包124之前主表面124a變為膜110b之前主表面，其通常曝露於空氣或其他周圍環境，諸如在水下使用時曝露於水。
隨後，如圖1c中所示，可自膜110b移除最外層封包124以形成新的經改造之膜110c。層封包124以連續薄片形式自堆疊120b之剩餘部 分脫層，使得經減少之層堆疊120c作為經改造之膜110c的一部分保持於原處。優先沿對應於層封包124與層封包126之間的界面之脫層表面發生脫層，且可藉由在膜110b之邊緣應用刀子或其他鋒利器具開始該脫層。在移除層封包124之後，層封包126變為膜110c之最外層封包，且層封包126之前主表面126a變為膜110c之前主表面，其通常曝露於空氣或其他周圍環境。
在此之後，如圖1d中所示，可自膜110c移除最外層封包126以形成新的經改造之膜110d。層封包126以連續薄片形式自堆疊120c之剩餘部分脫層，使得經減少之層堆疊120d作為經改造之膜110d的一部分保持於原處。在此情況下，層堆疊120d可含有足夠僅形成一個層封包(亦即層封包128)之個別聚合物層。優先沿對應於層封包126與層封包128之間的界面之脫層表面發生脫層，且可藉由在膜110c之邊緣應用刀子或其他鋒利器具開始該脫層。在移除層封包126之後，層封包128變為膜110d之最外層封包，且層封包128之前主表面128a變為膜110d之前主表面，其通常曝露於空氣中。
在圖1e中，描繪之膜110e與完全移除層封包126之後的膜110d相同。因此，層堆疊120d含有足夠僅形成層封包128之個別聚合物層，層封包128經由黏著劑背層112與工件102保持附接。
讀者將理解儘管假設初始膜110a具有四個層封包，但在其他情況下，初始膜可含有超過四個層封包，或必要時，少於四個但至少兩個層封包。使個別聚合物層及層封包極薄(諸如可在單一共擠製操作中進行)之一個益處為初始膜中可併入比四個多得多的可以連續薄片形式依序移除之層封包。
為便於一次僅依序移除一層薄片，可將膜110a以及本文中所揭示之其他多層聚合物膜製成在膜之邊緣附近具有不同深度的吻切標籤狀特徵。就此而言，公開之國際申請案WO 2012/092478(Wu等人)例示 可使用雷射輻射來切割及細分聚合物多層膜體，而在雷射切割邊緣線處無任何實質性脫層之方式，該等方式可用於形成所需標籤狀特徵。雷射輻射經選擇以具有使得膜之至少一些材料具有實質性吸收，從而所吸收之電磁輻射可沿切割線有效地汽化或消融膜體的波長。亦藉由合適聚焦光學器件塑造雷射輻射且控制至合適功率水準以實現沿窄切割線之汽化。雷射輻射亦可根據預程式化指令快速掃描工件，且可快速開關使得可追蹤任意形狀之切割線。
可定製膜110a以用於多種目的及用於多種最終用途應用中。在某些情況下，膜110a可為抗塗鴉膜。在此等情況下，膜110a及包括其層封包及黏著劑背層112之所有其構成組份可為實質上透明的，使得其施加之工件在任何給定時間，無論工件上存在多少初始膜，工件之外觀或功能性均不會改變。
在其他情況下，膜110a可用於在醫院背景或其類似背景中提供無菌、實質上不含細菌之環境。就此而言，以單一共擠製操作而非以涉及分開製造之膜的處理、對準及層壓之分開的生產操作製造個別聚合物層及層封包之另一益處為層封包之前主表面可更容易地維持於潔淨及無菌狀態，直至其藉由剝離給定層封包前面之層封包而曝露。就無菌最終用途應用而言，視待施加之工件而定，膜110a及其構成組份可為或可不為透明的。
在其他情況下，膜110a可用於在工件上提供控制表面構形。舉例而言，可能需要有效地提供具有高品質平滑(低粗糙度)表面修整之工件。並非拋光工件自身之表面，膜110a可施加至工件以提供所需平滑表面。在使用中，當膜之外表面變得磨損或不平滑時，可依序剝離層封包以在重複磨損事件之後恢復所需平滑表面。在其他情況下，工件上可能需要控制程度之粗糙度。在該等情況下，可在各層封包之最前面聚合物層中提供控制量之適當尺寸的珠粒或其他顆粒，使得膜之最 前面(曝露)表面具有所需量之表面粗糙度。若曝露表面將變得破損、磨損、被其他材料污染或類似情況，則可藉由簡單地剝離最外層封包以露出緊鄰層封包之潔淨表面而容易地恢復所需表面粗糙度，曝露表面再次具有所需表面粗糙度。
讀者將理解以上應用僅為例示性的，且抗塗鴉膜、無菌膜及控制表面構形膜僅為揭示之多層聚合物膜之大量可能應用中的一些。
在圖2中提供諸如圖1a-1e之彼等膜的膜構造細節。在此圖中，以示意性形式看到個別聚合物層堆疊在一起形成堆疊220，該堆疊可形成多層聚合物膜210之全部或一部分。在所描繪之實施例中，堆疊220僅由三種類型之聚合物層構成：聚合物層A、聚合物層B及聚合物層C，假設該等層分別由不同聚合物組合物A、B，及C構成。此三種不同層類型組織成重複層組A、B、C、A、B、C等，最小重複單元(A、B、C)被稱作層封包。膜210具有至少四個層封包222、224、226及228。此等層封包中之每一者藉由前主表面(參見表面222a、224a、226a、228a)及後主表面(參見表面222b、224b、226b及228b)界定。鄰接層封包之前主表面及後主表面彼此緊密接觸。在所描繪之實施例中，每一層封包恰好具有三個安置於前主表面與後主表面之間的聚合物層：一個聚合物層A、一個聚合物層B及一個聚合物層C。如所示，給定封包之A層為封包中之最前面聚合物層，C層為封包中之最後面聚合物層，且B層為給定封包中之內部層(非最前面，亦非最後面)。
較佳地，聚合物組合物A、B及C中無一者為壓敏黏著劑(PSA)或其他類型之黏著劑。另外，聚合物組合物A、B及C較佳可彼此共擠製，使得整個層堆疊220可以單一操作共擠製而非以不同操作製造且接著使用黏著劑隨後層壓在一起。聚合物組合物A、B、C亦較佳在204℃(400℉)或更高之溫度下可熔融加工。在某些情況下，多層聚合物膜可不僅藉由共擠製而且亦藉由一或多個拉伸或定向步驟製成，使 得聚合物層A及/或聚合物層B及/或聚合物層C定向。該等定向層可具有最低水準之雙折射率，例如至少0.05之雙折射率。
聚合物組合物B及A或C亦較佳為聚酯類材料。就此而言，已開發出新的聚酯與非聚酯類材料組合，當其分別恰當地併入堆疊220中之層B或A或C中時，可致使層封包222、224等優先沿對應於鄰接層封包之間的界面之脫層表面(係指圖2中之虛線)脫層。關於圖2之3構成層實施例，已發現可藉由使得C層與A層之附接實質上弱於C層與B層之附接，且弱於B層與A層之附接而使得脫層表面同聚合物C層與聚合物A層之間的界面一致。此轉而可藉由使用聚丙烯共聚物與合適量之另一樹脂的摻合物用於聚合物組合物C來實現。舉例而言，聚合物組合物C可為丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之可混溶摻合物，或丙烯共聚物與乙烯α烯烴共聚物之可混溶摻合物，或丙烯共聚物與烯烴嵌段共聚物之可混溶摻合物。在聚合物組合物C為丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之可混溶摻合物的情況下，聚合物組合物B可為共聚酯與烯烴之不可混溶摻合物，或聚合物組合物B可為非晶形共聚酯且聚合物組合物A可為半結晶聚酯。在某些情況下，聚合物組合物C可與聚合物組合物B至少部分混溶，且聚合物組合物B可與聚合物組合物A至少部分混溶，但聚合物組合物C不可與聚合物組合物A混溶。就此而言，若不可混溶摻合物之至少一種組份與另一聚合物組合物(或在另一聚合物組合物亦為不可混溶摻合物時與另一聚合物組合物之至少一種組份)可混溶，則可將作為聚合物之不可混溶摻合物的給定聚合物組合物，諸如聚合物組合物A、B或C中之任一者，稱為與另一聚合物組合物至少部分可混溶。
A-B、B-C及A-C層對中混溶性程度之差異並非影響層對中剝離力之相對值的唯一方式。舉例而言，層A之至少一種組份與層B之至少一種組份的至少部分混溶性將傾向於提高A-B對之剝離力，因為遍 及此兩個層之間的界面之分子間纏結得到提高。或者，層A及B中之至少一者之至少一種組份的大分子定向或結晶性或二者之存在可傾向於降低A-B對之剝離力。此係因為遍及兩個層之間的界面之分子間纏結減少，該減少可能由分子定向(而非呈隨機圈狀組態)、參與結構化微晶(而非呈非晶形狀態)或二者之聚合物分子的遷移率降低造成。膜製造製程中之一或多個單軸或雙軸拉伸步驟可引起分子定向、結晶或二者。因此，對於至少部分由在拉伸下傾向於定向、結晶或二者之聚合物構成的層，膜拉伸可為以改變層之組成作為影響層對中之剝離力之相對值的方法之替代方案或補足。換言之，形態(諸如結晶度)以及組成可用於影響層對中之相對剝離力。
圖2之層封包為3層(A-B-C)層封包。然而，讀者將理解A、B、C層可不同地組織，及/或可添加其他層類型(例如聚合物層D、E等)至堆疊，使得層封包含有超過3個個別聚合物層。舉例而言，A、B、C層可以A、B、A、B、C、A、B、A、B、C等配置形式配置，使得各層封包為聚合物層之5層組(A-B-A-B-C)。在此情況下，再次使得C層與A層之附接實質上弱於C層與B層之附接，且弱於B層與A層之附接，以便在C層及A層之間的界面形成脫層表面。然而，為確保膜並不簡單地破裂，C層與A層之附接藉由大於0之剝離力表徵，例如剝離力較佳為至少1公克/吋，或至少2公克/吋。縮寫為g/in之剝離力單位公克/吋(或公克/吋寬度)有時被稱作公克/線性吋，縮寫為gli.1g/in，等於0.3860886N/m。
在另一實例中，可添加聚合物層D至層堆疊，假設該聚合物層D由不同於組合物A、B及C之聚合物組合物D製成。此類實施例示意性展示於圖3中。在該圖中，僅展示一部分的多層聚合物膜310含有聚合物層堆疊320。層堆疊320由四種不同類型的聚合物層製成：聚合物層A、B、C及D，該等層分別由不同聚合物組合物A、B、C及D組成。 組合物A、B、C、D中無一者為壓敏黏著劑(PSA)或其他類型之黏著劑，且此等聚合物組合物較佳可彼此共擠製，使得可以單一操作共擠製整個層堆疊320。聚合物組合物A、B、C、D亦較佳在204℃(400℉)或更高之溫度下可熔融加工。聚合物層A、B、C及/或D中之任一者或全部亦可定向，且可具有至少0.05之雙折射率。
聚合物層以重複順序A、D、B、C、A、D、B、C等組織，且調節聚合物組合物使得C層與A層之附接弱於堆疊320中任何其他鄰接層對之附接。以此方式，將聚合物層組織成4層(A-D-B-C)層封包，且優先沿對應於鄰接層封包之間的界面，亦即聚合物C層及聚合物A層之間的界面之脫層表面(係指圖3中之虛線)發生脫層。
圖4及5為可用於製造所揭示之多層聚合物膜之製造系統的示意性圖示。圖4示意性描繪如在本文中其他地方描述之三種聚合物組合物A、B、C的共擠製以形成多層聚合物膜410。此處，聚合物組合物可經由雙螺桿擠製機或其他合適之工具饋入進料區塊430，該進料區塊使熔融聚合物流動路徑交錯使得其形成多層擠出物409，在該擠出物中A、B、C聚合物層以成品膜中所需之重複模式配置。在某些情況下，擠出物409可饋入一或多個層倍增器單元中以形成具有初始擠出物409中之層數目之多倍(例如2倍、3倍或4倍)的輸出擠出物。無論是否使用層倍增器，隨後均可將多層擠出物饋入膜模432中，該膜模之輸出物可在轉盤澆注機上淬滅以形成經澆注之多層聚合物膜。在某些情況下，澆注膜在無其他組份下可變為成品多層聚合物膜410。在其他情況下，其他層及塗料可施加至澆注膜以獲得其他功能性。舉例而言，離型襯墊可施加至澆注膜之一個或兩個曝露主表面。另外，黏著劑背層可塗佈至澆注膜之曝露主表面中之一者上，使得其可容易地施加至相關工件。不管施加多少其他層及塗料，成品多層聚合物膜410均包括藉由使用進料區塊430、視情況存在之層倍增器及模432進行共 擠製而形成之聚合物層之堆疊，堆疊中之層組織成如在本文中其他地方論述之經定製以自彼此不可逆地脫層的層封包。
在某些情況下，無論為賦予雙折射率至膜中之一些或所有個別層，還是為改變一些或所有個別聚合物層之其他材料特性，可能需要拉伸或定向多層澆注膜。在圖5中示意性描繪該拉伸或定向。可將多層澆注膜508依序、同時或以其組合饋入一或多個在縱向網(down-web)方向及/或在橫向網(cross-web)方向上拉伸膜之已知膜處理裝置中以提供具有本文所述之脫層特徵的定向多層聚合物膜510，該多層澆注膜508可與圖4之澆注膜410相同或類似，且包括至少三種以成品膜中所需之重複模式配置之不同聚合物層類型。在圖5中，多層澆注膜508展示首先饋入長度定向器(L.O.)534中，該定向器在縱向網方向上拉伸膜以提供初步定向膜509，接著為拉幅機536，該拉幅機在橫向網方向上拉伸膜以產生成品定向多層聚合物膜510。在替代實施例中，可省去長度定向器534，或可省去拉幅機536，或可添加其他長度定向器及/或拉幅機。亦可單獨或與前述拉伸裝置組合使用經設計能夠同時在縱向網與橫向網方向上拉伸膜之拉幅機(圖中未示)。亦可單獨或與其他拉伸單元組合使用特殊設計之拉幅機，諸如所謂的抛物線拉幅機。在其他實施例中(圖中未示)，澆注膜可成形為管狀而非扁平膜組態，且可隨後使用吹膜製程或類似製程拉伸管狀澆注膜。可用於將澆注膜拉伸/定向為拉伸膜之方法不受限制。
類似於以上與圖4有關的論述，成品定向膜510可在無其他組份下變為在本文中論述脫層特性之成品多層聚合物膜。在其他情況下，其他層及塗料(諸如離型襯墊及黏著劑背層)可施加至定向膜以獲得其他功能性。不管施加多少其他層及塗料，成品多層聚合物膜均包括初始藉由共擠製，且接著藉由拉伸視情況定向而形成之聚合物層之堆疊，堆疊中之層組織為如在本文中其他地方論述之經定製以自彼此不 可逆地脫層的層封包。
由於層堆疊中之聚合物層較佳與藉由共擠製同時形成相容，如在圖4中所描繪，單獨可剝離層封包可比分開製造且接著彼此層壓時製造得更薄。較佳地，堆疊中之每一層封包可具有不超過約2密耳(約50微米)之厚度。另外，層堆疊可含有總共N個層封包，且N可為至少5或至少10，且膜可具有不超過約15或20密耳(分別為約380或510微米)之整體厚度。層封包中之至少N-1個具有相同數目M個聚合物層，且M可為至少3。M個聚合物層可以與N-1個層封包或所有N個層封包相同的順序配置。
對於所揭示之膜優先在整個聚合物層之堆疊中重複的特定類型之界面脫層的能力具有一些重要性的為堆疊內各種層類型之聚合物組合物的合適選擇。出於描述目的，可假定堆疊包括組織成層封包之個別聚合物層，各層封包具有最前面聚合物層、最後面聚合物層及至少一個內部聚合物層。進一步假定層堆疊經定製以優先在對應於鄰接層封包之最前面層與最後面層之間的界面之脫層表面脫層。在該等情況下，適用於最前面層之組合物通常可選自聚酯、共聚酯、丙烯酸樹脂及聚矽氧熱塑性塑膠。另外，適用於最後面層之組合物可選自烯烴之摻合物，諸如聚丙烯或聚乙烯與合適量之苯乙烯類嵌段共聚物或乙烯α烯烴共聚物或烯烴嵌段共聚物摻合。此外，適用於內部聚合物層之組合物可選自多種聚合物及聚合物摻合物，包括(但不限於)共聚酯、PMMA、co-PMMA、苯乙烯類嵌段共聚物、聚丙烯及聚矽氧聚草醯胺。注意並非前述適用於不同層類型之組合物的所有組合均將產生所需結果，且應使用判斷來鑑別用於不同層類型之聚合物材料中以達成所需功能性及脫層特徵的適當組合。舉例而言，最前面層可為或包含半結晶聚酯，最後面層可為或包含聚丙烯與苯乙烯類嵌段共聚物、乙烯α烯烴共聚物或烯烴嵌段共聚物摻合，且內部層可為或包含共聚 酯。在另一實例中，最前面層可為或包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或co-PMMA，最後面層可為或包含聚丙烯與苯乙烯類嵌段共聚物之摻合物，且內部層可為PMMA或co-PMMA與苯乙烯類嵌段共聚物或聚丙烯之摻合物。在另一實例中，最前面層可為或包含聚矽氧聚草醯胺，最後面層可為或包含聚丙烯及苯乙烯類嵌段共聚物，且內部層可為苯乙烯類嵌段共聚物。
現將結合圖6論述一種定製層堆疊中一種聚合物層與其他聚合物層之附接強度(有時亦稱為剝離強度或剝離力)的方法。特定言之，已發現由聚丙烯與若干共聚物樹脂中之一者之摻合物構成的聚合物組合物展現與其他聚丙烯層的附接強度為摻合成份之比例之函數。此係結合關於5層膜實施例之實驗確定。在該等實驗中，將3個擠製機連接至5層進料區塊。將第一聚合物材料(此處稱為聚合物組合物A)饋入擠製機中之一者中且在擠製機之輸出端產生兩個外部層或表層，此等層被稱作「A」層。將不同聚合物材料(此處稱為聚合物組合物C)饋入擠製機中之另一者中且在擠製機之輸出端產生一個中心層或核心層，此層被稱作「C」層。將另一聚合物材料(此處稱為聚合物組合物B)饋入剩餘擠製機中且在擠製機之輸出端產生兩個內部層，此等層被稱作「B」層。將「A」、「B」及「C」層以順序ABCBA配置成5層結構。5層擠出物流動至8吋模中且藉由靜電牽制(electrostatic pinning)將其澆注至經冷卻之轉盤澆注機上。在該等實驗中，使聚合物組合物A及B保持恆定且聚合物組合物C自一個操作至下一操作改變。同樣在該等實驗中，單軸拉伸澆注膜，且接著使用標準90度剝離測試對於所得拉伸膜量測中心「C」層與鄰接「B」層之間的剝離力值。
在該等實驗中之每一者中，聚合物組合物A為0.48固有黏度coPEN樹脂(90mol%萘二甲酸NDC、10mol%對苯二甲酸二甲酯，DMT)，將其以20磅/小時(9.1kg/hr)之速率饋入其擠製機中。在該等 實驗中之每一者中，聚合物組合物B為PETg共聚酯(產品代碼EASTAR GN071，來自Kingsport,TN,USA之Eastman Chemical Co.)，將其以5磅/小時(2.3kg/hr)之速率饋入其擠製機中。在該等實驗中之每一者中，將聚合物組合物C(在各膜操作中不同)以5磅/小時(2.3kg/hr)之速率饋入其擠製機中。此等實驗中之擠製機、模及進料區塊均加熱至520℉至530℉(271℃至277℃)之溫度。在該等實驗中之每一者中，5層澆注網為約20密耳(約510微米)厚，且將其在約135℃之溫度下在KARO拉伸機中單軸定向(拉伸)至初始尺寸的500%×100%。此產生具有約4密耳(約100微米)之厚度的5層定向膜。對於每一膜操作，測試4密耳厚定向膜之剝離強度，剝離強度指示中心「C」層與鄰接「B」層之間的剝離力值。
在初始控制或基線操作中，聚合物組合物C為聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)。在此控制操作中，測得剝離力為0g/in(0N/m)。
隨後，在一組實驗中，將聚合物組合物C改變為聚丙烯/聚乙烯共聚物與烯烴嵌段共聚物樹脂之摻合物。所用特定烯烴嵌段共聚物為產品代碼INFUSE D9500(來自Midland,MI,USA之The Dow Chemical Company)。在此組實驗中，進行膜操作，其中烯烴嵌段共聚物之量為10%(0.5磅/小時(0.23kg/hr)烯烴嵌段共聚物、4.5磅/小時(2.04kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)、20%(1磅/小時(0.45kg/hr)烯烴嵌段共聚物、4磅/小時(1.81kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)及50%(2.5磅/小時(1.13kg/hr)烯烴嵌段共聚物、2.5磅/小時(1.13kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)。此等操作中所量測之剝離力分別為6、12及47g/in(2.3、4.6、18.1N/m)。此等結果如圖6中之曲線610所示。
在另一組實驗中，將聚合物組合物C改變為聚丙烯/聚乙烯共聚物與乙烯/辛烯共聚物樹脂之摻合物。所用特定乙烯/辛烯共聚物為產品 代碼EXACT 8201(來自Houston,TX,USA之ExxonMobil Chemical Company)。在此組實驗中，進行膜操作，其中烯烴嵌段共聚物之量為10%(0.5磅/小時(0.23kg/hr)乙烯/辛烯共聚物、4.5磅/小時(2.04kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)、20%(1磅/小時(0.45kg/hr)乙烯/辛烯共聚物、4磅/小時(1.81kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)、30%(1.5磅/小時(0.68kg/hr)乙烯/辛烯共聚物、3.5磅/小時(1.59kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)、50%(2.5磅/小時(1.13kg/hr)乙烯/辛烯共聚物、2.5磅/小時(1.13kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)及75%(3.75磅/小時(1.70kg/hr)乙烯/辛烯共聚物、1.25磅/小時(0.57kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)。此等操作中所量測之剝離力分別為3、7、11、7及114g/in(1.2、2.7、4.2、2.7、44.0N/m)。此等結果如圖6中之曲線612所示。
在另一組實驗中，將聚合物組合物C改變為聚丙烯/聚乙烯共聚物與苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂之摻合物。所用特定SEPS嵌段共聚物為產品代碼KRATON G1730(來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)。在此組實驗中，進行膜操作，其中SEPS嵌段共聚物之量為10%(0.5磅/小時(0.23kg/hr)SEPS嵌段共聚物、4.5磅/小時(2.04kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)、20%(1磅/小時(0.45kg/hr)SEPS嵌段共聚物、4磅/小時(1.81kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)、50%(2.5磅/小時(1.13kg/hr)SEPS嵌段共聚物、2.5磅/小時(1.13kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)及100%(5磅/小時(2.27kg/hr)SEPS嵌段共聚物、0磅/小時(0kg/hr)聚丙烯/聚乙烯共聚物)。此等操作中所量測之剝離力分別為7、10、57及2000g/in(2.7、3.9、22.0、772.2N/m)。此等結果(除100%之操作外)如圖6中之曲線614所示。
圖6中之曲線610、612、614證實由聚丙烯與若干共聚物樹脂中之一者之摻合物構成的聚合物組合物展現與其他聚丙烯層的附接強度為摻合成份之比例之函數。
實例
將前文原理用於製造具有本文中論述之脫層特性的若干多層聚合物膜。
在該等實例中，製成具有圖7中示意性展示之結構的多層聚合物膜。參考該圖，聚合物膜710包括如所示組織形成15個相異層封包之非黏著劑聚合物層A、B及C之堆疊720，該等層封包標記為圖7中之722-1、722-2、......、722-14及722-15。此等層封包中之每一者為3層(A-B-C)層堆疊，且包括一個最前面主表面(722-1a、722-2a、722-3a等)及一個最後面主表面(722-1b、722-2b等)。15個層堆疊共計45個個別聚合物層。在堆疊720之底部添加一個額外聚合物層A，總共46個個別聚合物層。在製造之膜中，藉由46層進料區塊提供此46層。藉由3個擠製機(一個含有聚合物組合物A，一個含有聚合物組合物B，且一個含有聚合物組合物C)饋入進料區塊。含有聚合物組合物D之一個額外擠製機饋入表層區塊，如所示，該區塊傳遞一個聚合物層D至46層組合之相對面以形成48層組合。48層組合流入8吋(約200mm)模中，且藉由靜電牽制澆注至經冷卻之轉盤澆注機上。在所有情況下，聚合物組合物A、B及C均彼此明顯不同。然而，在某些情況下，聚合物組合物D不同於其他三種聚合物組合物，而在其他情況下，聚合物組合物D與聚合物組合物A相同。在後者情況下，由於外部A及D層對因具有相同聚合物組合物而合併，所以48層組合變為46層組合。
聚合物組合物A、B及C均可彼此共擠製，且在204℃(400℉)或更高之溫度下均可熔融加工。在擠製此等實例中描述之樣品期間，將擠製機、模及進料區塊加熱至500℉至530℉(260℃至277℃)之溫度。
在該等實例中，藉由控制轉盤澆注機之速度製造不同厚度之此等層組合的多層澆注網或膜。在大多數情況下(實例1、2、4及5)，亦藉由雙軸拉伸定向澆注網。使用標準90度剝離測試在聚合物堆疊內之 各種界面評估所得澆注(實例3)或拉伸(實例1、2、4及5)膜的剝離強度。
實例1
在實例1中，使用以下聚合物組合物及擠製機流動速率：‧聚合物組合物A：固有黏度0.60之PET樹脂，在15磅/小時(6.8kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物B：PETg共聚酯(產品代碼EASTAR GN071，來自Kingsport,TN,USA之Eastman Chemical Co.)，在5磅/小時(2.3kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物C：70wt%(7磅/小時(3.2kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)，及30wt%(3磅/小時(1.4kg/hr)之流動速率)之苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂(產品代碼KRATON G1657，來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)的摻合物；及‧聚合物組合物D：與聚合物組合物A相同，但在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下。
此等材料用於製造如上所述之澆注網膜。該澆注網膜具有約40密耳(約1000微米)之厚度。隨後將澆注膜在100℃下在KARO IV實驗室膜拉伸機(Bruckner Maschinenbau,Siegsdorf,Germany)中雙軸拉伸至初始尺寸的350%×350%。雙軸拉伸使得聚合物層A變為雙折射，而聚合物層B及C保持實質上非晶或各向同性。所得拉伸膜為3.25密耳(83微米)厚，且具有小於5%之光學混濁度。評估膜之剝離強度。
在拉伸膜之堆疊內的不同層界面量測剝離力，結果如下：‧聚合物層A、B之間的界面：大於1000g/in(386N/m)；‧聚合物層B、C之間的界面：35.5g/in(13.7N/m)； ‧聚合物層C、A之間的界面：12.5g/in(4.8N/m)。
此等測試證實聚合物層C與聚合物層A之附接實質上弱於聚合物層C與聚合物層B之附接，且實質上弱於聚合物層A與聚合物層B之附接。在此實例1之膜中，觀測到不可逆脫層優先在對應於聚合物層C、A之間的界面之脫層表面發生，使得個別層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜依次剝離。
實例2
在實例2中，使用以下聚合物組合物及擠製機流動速率：‧聚合物組合物A：固有黏度0.60之PET樹脂，在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物B：70wt%(7磅/小時(3.2kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)與30wt%(3磅/小時(1.4kg/hr)之流動速率)之苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂(產品代碼KRATON G1645，來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)的摻合物；‧聚合物組合物C：90wt%(9磅/小時(4.1kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)與10wt%(1磅/小時(0.45kg/hr)之流動速率)之苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂(產品代碼KRATON G1645，來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)的摻合物；及‧聚合物組合物D：與聚合物組合物A相同，且亦在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下。
此等材料用於製造如上所述之澆注網膜。該澆注網膜具有約40密耳(約1000微米)之厚度。隨後將澆注膜在100℃下在KARO IV實驗 室膜拉伸機(Bruckner Maschinenbau,Siegsdorf,Germany)中雙軸拉伸至初始尺寸的350%×350%。雙軸拉伸使得聚合物層A變為雙折射，而聚合物層B及C保持實質上非晶或各向同性。所得拉伸膜為3.25密耳(83微米)厚，且具有小於5%之光學混濁度。評估膜之剝離強度。
在拉伸膜之堆疊內的不同層界面量測剝離力，結果如下：‧聚合物層A、B之間的界面：62g/in(23.9N/m)；‧聚合物層B、C之間的界面：大於1000g/in(386N/m)；‧聚合物層C、A之間的界面：16.4g/in(6.3N/m)。
此等測試證實聚合物層C與聚合物層A之附接實質上弱於聚合物層C與聚合物層B之附接，且實質上弱於聚合物層A與聚合物層B之附接。在此實例2之膜中，觀測到不可逆脫層優先在對應於聚合物層C、A之間的界面之脫層表面發生，使得個別層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜依次剝離。
實例3
在實例3中，使用以下聚合物組合物及擠製機流動速率：‧聚合物組合物A：甲基丙烯酸甲脂/丙烯酸乙酯(MMA/EA)共-聚甲基丙烯酸甲酯(coPMMA)(產品代碼ATOGLAS 510A，來自King of Prussia,PA,USA之Arkema Inc.)，在5磅/小時(2.3kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物B：苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂(產品代碼KRATON G1645，來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)，在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物C：80wt%(8磅/小時(3.6kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)與20wt%(2磅/小時(0.91kg/hr)之流動速率)之苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂(產品代碼KRATON G1645，來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)的摻合物；及‧聚合物組合物D：聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)，在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下。
此等材料用於製造如上所述之澆注網膜。該澆注網膜具有約40密耳(約1000微米)之厚度。澆注網膜未經拉伸，因此聚合物層A、B及C均保持實質上非晶或各向同性。將此澆注膜之外部「D」層剝離，留下30密耳(760微米)厚澆注膜，其具有小於5%之光學混濁度。評估此澆注膜之剝離強度。
在澆注膜之堆疊內的不同層界面量測剝離力，結果如下：‧聚合物層A、B之間的界面：34.3g/in(13.2N/m)；‧聚合物層B、C之間的界面：大於1000g/in(386N/m)；‧聚合物層C、A之間的界面：10.3g/in(4.0N/m)。
此等測試證實聚合物層C與聚合物層A之附接實質上弱於聚合物層C與聚合物層B之附接，且實質上弱於聚合物層A與聚合物層B之附接。在此實例3之膜中，觀測到不可逆脫層優先在對應於聚合物層C、A之間的界面之脫層表面發生，使得個別層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜依次剝離。
實例4
在實例4中，使用以下聚合物組合物及擠製機流動速率：‧聚合物組合物A：固有黏度0.60之PET樹脂，在15磅/小時(6.8kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物B：20wt%(1.5磅/小時(0.68kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)與80wt%(6磅/小時(2.7kg/hr)之流動速 率)之PETg共聚酯(產品代碼EASTAR GN071，來自Kingsport,TN,USA之Eastman Chemical Co.)的不可混溶摻合物；‧聚合物組合物C：90wt%(6.8磅/小時(3.1kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)與10wt%(0.7磅/小時(0.32kg/hr)之流動速率)之苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物樹脂(產品代碼KRATON G1645，來自Houston,TX,USA之Kraton Performance Polymers Inc.)的摻合物；及‧聚合物組合物D：與聚合物組合物A相同，但在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下。
聚合物組合物A與聚合物組合物B部分可混溶，且聚合物組合物B與聚合物組合物C部分可混溶，但聚合物組合物A與聚合物組合物C不可混溶。此等材料用於製造如上所述之澆注網膜。澆注網膜具有約20密耳(約500微米)之厚度。隨後將澆注膜在100℃下在KARO IV實驗室膜拉伸機(Bruckner Maschinenbau,Siegsdorf,Germany)中雙軸拉伸至初始尺寸的350%×350%。雙軸拉伸使得聚合物層A變為雙折射，而聚合物層B及C保持實質上非晶或各向同性。所得拉伸膜為3.25密耳(83微米)厚，且具有超過5%但小於10%之光學混濁度。評估膜之剝離強度。
在拉伸膜之堆疊內的不同層界面量測剝離力，結果如下：‧聚合物層A、B之間的界面：大於1000g/in(386N/m)；‧聚合物層B、C之間的界面：11.6g/in(4.5N/m)；‧聚合物層C、A之間的界面：5.5g/in(2.1N/m)。
此等測試證實聚合物層C與聚合物層A之附接實質上弱於聚合物層C與聚合物層B之附接，且實質上弱於聚合物層A與聚合物層B之附接。在此實例4之膜中，觀測到不可逆脫層優先在對應於聚合物層 C、A之間的界面之脫層表面發生，使得個別層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜依次剝離。
實例5
在實例5中，使用以下聚合物組合物及擠製機流動速率：‧聚合物組合物A：固有黏度0.60之PET樹脂，在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物B：PETg共聚酯(產品代碼EASTAR GN071，來自Kingsport,TN,USA之Eastman Chemical Co.)，在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下；‧聚合物組合物C：70wt%(7磅/小時(3.2kg/hr)之流動速率)之聚丙烯/聚乙烯共聚物(產品代碼PP8650，來自Houston,TX,USA之Total Petrochemicals,Inc.)與30wt%(3磅/小時(1.4kg/hr)之流動速率)之乙烯α烯烴(乙烯辛烯)共聚物樹脂(產品代碼EXACT 8201，來自Houston,TX,USA之ExxonMobil Chemical Company)的摻合物；及‧聚合物組合物D：與聚合物組合物A相同，亦在10磅/小時(4.5kg/hr)之流動速率下。
此等材料用於製造如上所述之澆注網膜。該澆注網膜具有約40密耳(約1000微米)之厚度。隨後將澆注膜在100℃下在KARO IV實驗室膜拉伸機(Bruckner Maschinenbau,Siegsdorf,Germany)中雙軸拉伸至初始尺寸的350%×350%。雙軸拉伸使得聚合物層A變為雙折射，而聚合物層B及C保持實質上非晶或各向同性。所得拉伸膜為3.25密耳(83微米)厚，且具有小於5%之光學混濁度。評估膜之剝離強度。
在拉伸膜之堆疊內的不同層界面量測剝離力，結果如下：‧聚合物層A、B之間的界面：大於1000g/in(386N/m)；‧聚合物層B、C之間的界面：7.5g/in(2.9N/m)；‧聚合物層C、A之間的界面：3.7g/in(1.4N/m)。
此等測試證實聚合物層C與聚合物層A之附接實質上弱於聚合物層C與聚合物層B之附接，且實質上弱於聚合物層A與聚合物層B之附接。在此實例5之膜中，觀測到不可逆脫層優先在對應於聚合物層C、A之間的界面之脫層表面發生，使得個別層封包可以連續薄片形式自剩餘的膜依次剝離。
除非另外指示，否則在本說明書及申請專利範圍中使用的表示量、性質量測等之所有數目均應理解為由術語「約」修飾。因而，除非相反地指示，否則在說明書及申請專利範圍中闡述之數值參數為近似值，其可視熟習此項技術者利用本申請案之教示所尋求獲得之所要性質而變化。在不試圖限制等效原則應用於申請專利範圍之範疇下，各數值參數應至少根據所報導之有效數位的數字且藉由應用一般捨入技術來解釋。儘管闡述本發明之廣泛範疇的數值範圍及參數為近似值，但在本文所述之特定實例中闡述任何數值的程度上，其儘可能精確地報導。然而，任何數值均完全可能含有與測試或量測侷限性相關之誤差。
熟習此項技術者將顯而易見在不脫離本發明之精神及範疇之情況下對本發明之各種修改及更改，且應理解本發明並不限於本文中所闡述之說明性實施例。除非另外指示，否則讀者應假定一個揭示之實施例的特徵亦可應用於所有其他揭示之實施例。亦應理解，本文中所提及之所有美國專利、專利申請公開案及其他專利及非專利文獻在其不與前述揭示內容相抵觸之情況下以引用之方式併入本文中。
102‧‧‧工件
110b‧‧‧經改造之膜
112‧‧‧黏著劑背層
120b‧‧‧經減少之層堆疊
122‧‧‧層封包
124‧‧‧層封包
124a‧‧‧前主表面
126‧‧‧層封包
128‧‧‧層封包

Claims (25)

  1. 一種包含聚合物層之堆疊的膜，該等聚合物層組織成層封包，該等層封包中之每一者具有前主表面、後主表面及至少三個在該前主表面與該後主表面之間的該等聚合物層；其中對於該堆疊中之每一對鄰接第一與第二層封包，該第一層封包包括最後面聚合物層，該最後面聚合物層在其一個側面上與該第一層封包之內部聚合物層接觸且在其相對側面上與該第二層封包之最前面聚合物層接觸，該最後面聚合物層與該最前面聚合物層之附接弱於與該內部聚合物層之附接，使得該第一層封包傾向於沿對應於該最後面聚合物層與該最前面聚合物層之間的界面之脫層表面自該第二層封包不可逆地脫層；且其中該聚合物層之堆疊中之所有該等聚合物層具有可彼此共擠製之各別聚合物組合物。
  2. 如請求項1之膜，其中該聚合物層之堆疊包括分別由不同聚合物組合物A、B及C構成之聚合物層A、聚合物層B及聚合物層C，且其中該最後面聚合物層具有該聚合物組合物C。
  3. 如請求項2之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之摻合物。
  4. 如請求項2之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與乙烯α烯烴共聚物之摻合物。
  5. 如請求項2之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與烯烴嵌段共聚物之摻合物。
  6. 如請求項2之膜，其中該內部聚合物層具有該聚合物組合物B，且其中該最前面聚合物層具有該聚合物組合物A。
  7. 如請求項6之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與苯乙烯 類嵌段共聚物之摻合物，且其中該聚合物組合物B為共聚酯與烯烴之不可混溶摻合物。
  8. 如請求項6之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與苯乙烯類嵌段共聚物之摻合物，該聚合物組合物B為非晶形共聚酯，且該聚合物組合物A為半結晶聚酯。
  9. 如請求項6之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與乙烯/辛烯共聚物之摻合物，該聚合物組合物B為非晶形共聚酯，且該聚合物組合物A為半結晶聚酯。
  10. 如請求項6之膜，其中該聚合物組合物C為丙烯共聚物與烯烴嵌段共聚物之摻合物，該聚合物組合物B為非晶形共聚酯，且該聚合物組合物A為半結晶聚酯。
  11. 如請求項6之膜，其中該聚合物組合物C與該聚合物組合物B至少部分可混溶，且該聚合物組合物B與該聚合物組合物A至少部分可混溶，但該聚合物組合物C與該聚合物組合物A不可混溶。
  12. 如請求項1之膜，其中該聚合物層之堆疊中之所有該等聚合物層具有在204℃(400℉)或更高之溫度下可熔融加工之各別聚合物組合物。
  13. 如請求項1之膜，其中該堆疊中之至少一些該等聚合物層經定向且具有至少0.05之雙折射率。
  14. 如請求項1之膜，其中該堆疊中之該等聚合物層中無一者為壓敏黏著劑。
  15. 如請求項14之膜，其中該堆疊中之該等聚合物層中無一者為黏著劑。
  16. 如請求項1之膜，其中該堆疊中之該等層封包中之每一者具有不超過2密耳(50微米)之厚度。
  17. 如請求項1之膜，其中該等聚合物層經組織成至少N個層封包， 其中N為至少5。
  18. 如請求項17之膜，其中N為至少10，且其中該膜具有不超過15密耳(380微米)之整體厚度。
  19. 如請求項17之膜，其中該等層封包中之至少N-1個具有相同數目M個該等聚合物層，其中M為至少3。
  20. 如請求項19之膜，其中該M個聚合物層係以針對該N-1個層封包相同的順序配置。
  21. 如請求項1之膜，其中該最後面聚合物層與該最前面聚合物層之附接的特徵在於在2至100公克/吋(0.8至38.6N/m)範圍內的剝離力。
  22. 如請求項1之膜，其中該最後面聚合物層與該最前面聚合物層之附接的特徵在於第一剝離力，且其中該最後面聚合物層與該內部聚合物層之附接的特徵在於第二剝離力，且其中該第二剝離力為該第一剝離力的至少兩倍。
  23. 如請求項22之膜，其中該第二剝離力為該第一剝離力的至少三倍。
  24. 如請求項1之膜，其中該最後面聚合物層與該最前面聚合物層之附接的特徵在於第一剝離力，且其中該最前面聚合物層與該內部聚合物層之附接的特徵在於第三剝離力，且其中該第三剝離力為該第一剝離力的至少兩倍。
  25. 如請求項24之膜，其中該第三剝離力為該第一剝離力的至少三倍。
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