TW201706354A - 具似木外觀之膜 - Google Patents

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塞德里克 魯特
阿德里安 法梭
薩沙 茱爾根斯
葉夫根尼 貝魯西切
克里斯丁 高爾
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可洛克潘塔布雷公司
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Abstract

具似木外觀之膜具有從0.1至6公尺之寬度，從2至10 000公尺之長度及從180至1000微米之厚度，且由包含下列者的材料所組成：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之以植物為主的成分所製成之粉末、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑。

Description

具似木外觀之膜
本發明關於由下列所組成的材料製成之膜：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑。
本發明進一步關於製造膜之步驟，其包含步驟(a)提供由下列所組成的材料：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑；(b)將材料在膠凝組件中塑化，其中將材料加熱至從160至190℃之溫度；(c)將步驟(b)中塑化之材料模塑，以給出寬度從0.1至6公尺，長度從2至10 000公尺及厚度d從180至1000微米之膜。
而且，本發明包含自膜熱成形之項目，諸如碗、杯和 盤，該膜具有一層或配備有疊層膜，且其由下列所組成：以其總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑。
詞句〝氯乙烯聚合物〞意指氯乙烯均聚物、氯乙烯共聚物及亦指上述聚合物之混合物。詞句〝氯乙烯聚合物〞特別包含- 經由氯乙烯之均聚合反應所製得的聚氯乙烯(PVC)，及- 經由氯乙烯與一或多種共單體(諸如乙烯、丙烯或乙酸乙烯酯)之聚合反應所形成的氯乙烯共聚物。
術語〝膜〞在此及下文包含膜的分離件且亦為從幾百公尺至數千公尺長度的工業上製造之膜網。
本發明的膜係經由塑化及接著壓延由氯乙烯聚合物、稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物及各種添加劑所製成之組成物(在下文稱為填料-塑料複合物或〝FPC〞)而製得且可以線上(in-line)及/或離線(off-line)進一步加工。膜特別適合於複雜形狀的產品包裝之熱成形。
先前技術揭示由木料-塑料複合物或〝WPC〞所製成之模塑物。由WPC所製成之已知的模塑物係藉由擠壓而 製得且彼等厚度1.5毫米。在少數例子中，已製備厚度在從0.8至1.5毫米之範圍內的小型WPC模塑物或WPC擠壓物片段用於機械性質的研究，例如耐抗張衝擊性。
相反地，先前技術未揭示任何由WPC所製成之相對大的膜，其可用於商業及工業應用且具有厚度1毫米及約1公尺到大至數千公尺的規模。
據此，本發明的目的係提供可於商業及工業應用中使用的大型膜，其係以似木填料-塑料複合物或FPC為主。
該目的係經由下列所組成的材料製成之膜達成：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑，其中膜的寬度係從0.1至6公尺，其長度係從2至10 000公尺，且其厚度係從180至1000微米。
本發明的膜之有利的實施態樣之特徵在於：- 膜的厚度係從180至300微米，從200至400微米，從300至500微米，從400至600微米，從500至700微米，從600至800微米，從700至900微米或從800至1000微米；- 膜的長度係從10至10 000公尺或從100至10 000公尺； - 膜的第一表面之算術平均粗糙度值Ra係從3至20微米，且較佳為從3至10微米；- 膜的第二表面之算術平均粗糙度值Ra係從3至50微米，且較佳為從3至20微米；- 膜的至少一個表面經壓紋；- 膜的抗張強度係從10至20牛頓/平方毫米；- 膜的耐抗張衝擊性係從42至50千焦耳/平方公尺；- 膜的斷裂抗張應變係從1.6至2.2%；- 膜的密度係1.34至1.42克/立方公分；- 無機填料係選自白堊、滑石、雲母、氧化鋁、高嶺土、矽酸鹽和氧化鈦；- 添加劑係選自加工助劑、熱穩定劑、潤滑劑、聚合物改質劑、染料與顏料、殺真菌劑、UV穩定劑、防火劑和香料；- 材料包含以其總重量為基準計，從1至6重量%之一或多種選自下列的潤滑劑：蠟、脂、石蠟、環氧化大豆油和以丙烯酸酯為主的聚合物；- 材料包含以其總重量為基準計，從3至12重量%之一或多種選自下列的聚合物改質劑：以丙烯酸酯-、甲基丙烯酸丁酯-、甲基丙烯酸酯-丁基-苯乙烯-、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯-和氯化聚乙烯-為主的聚合物；- 材料在190℃之溫度下的流動指數n係從0.05至0.36；- 由稻殼及/或花生殼所製成之粉末的粒徑係從10至250微米； - 由稻殼及/或花生殼所製成之粉末包含具有結構式I及/或II之矽烷基團
其中R為選自NH2(CH2)3和(CH3CH2)2之基團；- 由稻殼及/或花生殼所製成之粉末係經乙醯化而使重量以乙醯化前的粉末重量為基準計，增加從9至25%；及/或- 疊層膜係經疊層在膜的至少一個表面上，其中疊層膜係由包含下列之材料所組成：以該材料總重量為基準計，從70至98重量%之選自聚乙烯和聚酯之聚合物。
本發明的另一目的係提供製造以FPC為主的大型膜之方法，該膜可於商業及工業應用中使用。
該目的係經由包含下列步驟之方法達成：(a)提供由下列所組成的材料：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑；(b)將材料在膠凝組件中塑化，其中將材料加熱至從160至190℃之溫度；(c)將步驟(b)中塑化之材料模塑，以給出寬度從 0.1至6公尺，長度從2至10 000公尺及厚度d從180至1000微米之膜；其中- 在步驟(a)中提供的材料在從190℃之溫度下的流動指數n係從0.05至0.36；及- 在步驟(c)中，將塑化之材料在輥壓延機上壓延，其中材料通過成型輥隙，構成成型輥隙之相互獨立的雙輥之表面溫度係從150至220℃，該輥係以從20至80公尺/分鐘之圓周速度旋轉且雙輥之圓周速度比係從1.0至1.2。
本發明的方法之有利的實施態樣之特徵在於：- 在步驟(a)中提供的材料在從190℃之溫度下的流動指數n係從0.1至0.36或從0.15至0.36；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過成型輥隙且在輥隙的前面形成高度從5至30毫米之材料堆積；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過成型輥隙且在輥隙的前面形成高度從5至20毫米之材料堆積；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過成型輥隙且在輥隙的前面形成高度從10至30毫米之材料堆積；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過成型輥隙且在輥隙的前面形成高度從10至20 毫米之材料堆積；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過高度h之成型輥隙，其中-0.0299．n2+0.0133．d2-0.02．n．d+0.0262．n+0.786．d-0.0042h0.0258．n2+0.0459．d2-0.0667．n．d+0.0106．n+0.8182．d-0.0053，其中n為材料在190℃之溫度下的流動指數，d為膜的厚度，且h和d係以毫米單位陳述；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過高度h之成型輥隙，其中-0.0169．n2+0.0175．d2-0.0021．n．d+0.0232．n+0.7916．d-0.0045h0.0258．n2+0.0459．d2-0.0667．n．d+0.0106．n+0.8182．d-0.0053，其中n為材料在190℃之溫度下的流動指數，d為膜的厚度，且h和d係以毫米單位陳述；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過高度h之成型輥隙，其中-0.0299．n2+0.0133．d2-0.02．n．d+0.0262．n+0.786．d-0.0042h0.0079．n2 +0.028．d2-0.0326．n．d+0.0167．n+0.8037．d-0.0049，其中n為材料在190℃之溫度下的流動指數，d為膜的厚度，且h和d係以毫米單位陳述；- 將塑化之材料於步驟(c)中在輥壓延機上壓延，其中材料通過高度h之成型輥隙，其中-0.0169．n2+0.0175．d2-0.0021．n．d+0.0232．n+0.7916．d-0.0045h0.0079．n2+0.028．d2-0.0326．n．d+0.0167．n+0.8037．d-0.0049，其中n為材料在190℃之溫度下的流動指數，d為膜的厚度，且h和d係以毫米單位陳述；- 構成成型輥隙的雙輥之表面溫度Ta和Tb符合10℃Ta-Tb40℃之關係，其中Ta為第一輥在膜運行方向上的表面溫度及Tb為第二輥在膜運行方向上的表面溫度；- 構成成型輥隙的雙輥之表面溫度Ta和Tb符合20℃Ta-Tb40℃之關係，其中Ta為第一輥在膜運行方向上的表面溫度及Tb為第二輥在膜運行方向上的表面溫度；- 構成成型輥隙的雙輥之表面溫度Ta和Tb符合30℃Ta-Tb40℃之關係，其中Ta為第一輥在膜運行方向上的表面溫度及Tb為第二輥在膜運行方向上的表面溫 度；- 構成成型輥隙的雙輥之表面溫度相互獨立為從150至200℃或從170至220℃；- 在步驟(c)中模塑之膜係藉助於二或更多個引離輥而自輥壓延機抽出，其中在膜運行方向上為第一的引離輥之圓周速度為在膜運行方向上為第二的成型輥隙輥之圓周速度的1.005倍至1.1倍；- 在步驟(c)中模塑之膜係藉助於二或更多個引離輥而自輥壓延機抽出，其中在膜運行方向上為第一的引離輥之圓周速度為在膜運行方向上為第二的成型輥隙輥之圓周速度的1.005倍至1.05倍；- 在步驟(c)中模塑之膜係藉助於二或更多個引離輥而自輥壓延機抽出，其中在膜運行方向上為第一的引離輥之圓周速度為在膜運行方向上為下游的引離輥之圓周速度的1.005倍至1.1倍；- 在步驟(c)中模塑之膜係藉助於二或更多個引離輥而自輥壓延機抽出，其中在膜運行方向上為第一的引離輥之圓周速度為在膜運行方向上為下游的引離輥之圓周速度的1.005倍至1.05倍；- 構成成型輥隙之雙輥相互獨立旋轉的圓周速度係從30至38公尺/分鐘，從36至44公尺/分鐘，或從42至50公尺/分鐘；- 構成成型輥隙之雙輥的圓周速度比係從1.0至1.05，從1.025至1.075，從1.05至1.1，從1.075至1.125，從 1.1至1.15，從1.125至1.175，或從1.15至1.2；- 輥壓延機包含一或多個壓紋輥且在步驟(c)中模塑之膜的至少一個表面係藉助於壓紋輥壓紋；及/或- 疊層膜係疊層在步驟(c)中模塑之膜的表面上，其中疊層膜係由包含下列之材料所組成：以該材料總重量為基準計，從70至98重量%之選自聚乙烯和聚酯之聚合物。
所有的重量數據係以本發明的FPC材料之總重量為基準計，其中FPC材料之總重量相當於100重量%。FPC材料之總重量係藉由計算在FPC材料中存在的所有組份(例如PVC及稻殼粉)之重量總和來確定。據此，在FPC材料中存在的所有組份之重量比例的總和總是100重量%，無關於以本發明為目的所提供的個別組份之重量比例的下限及上限。個別組份之重量比例係在各自的下限及上限範圍內選擇，以此方式使FPC材料中存在的所有組份之重量比例的總和總是相當於100重量%。
以FPC材料之總重量為基準計，從5至超過50重量%之量的氯乙烯共聚物隨意地用於改進本發明的FPC材料及自其所製得的膜之流動性及熱成形性。
選自加工助劑、熱穩定劑、潤滑劑、聚合物改質劑、色顏料、殺真菌劑和香料的個別添加劑之重量比例係依要求而從0.1至30重量%。以FPC材料之總重量為基準計，從1至20重量%之量的聚合物用作為增加耐抗張衝擊性之聚合物改質添加劑，該聚合物係由丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯化聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和乙烯-乙酸乙烯酯所製成。而且，本發明的FPC材料包含習知的潤滑劑，諸如脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸醯胺、金屬皂、天然或合成蠟、脂肪酸與單-或多元醇之酯、二羧酸與單-或多元醇之酯、脂肪酸及二羧酸與多元醇之酯、已知為混合酯或複合酯之材料、或酞酸與單-或多元醇之酯。潤滑劑之量係以FPC材料之總重量為基準計，從0.1至6重量%。作為熱穩定劑而提供的材料為有機錫穩定劑，特別為羧酸錫、硫醇化錫(tin mercaptide)、四甲基錫和硫羥乙酸錫(tin thioglycolate)。所使用的其他材料為以鈣或鋅為主之金屬穩定劑及其他無金屬之有機穩定劑和無機穩定劑，例如以二水滑石為主之氯清除劑。熱穩定劑之比例通常為以FPC材料之總重量為基準計，從0.3至5重量%。
本發明的FPC材料包含以其總重量為基準計，從10至30重量%，從20至40重量%，從30至50重量%，或從40至60重量%之由稻殼及/或花生殼所製成的粉末。就本發明的目的而言，術語〝粉末〞意指呈可流動粉末形式或呈分散在基質中的聚集體或粒子形式之材料。在根據本發明的方式中，粉末粒或分散之粒子或聚集體的等效直徑係在從10至250微米，從10至130微米，70至190微米，從130至250微米，從10至70微米，從40至100微米，從70至130微米，從100至160微米，從130至 190微米，從160至220微米，或從190至250微米之範圍內。
詞句〝等效直徑〞意指與討論中的粒子具有相同的材料組成且依照所使用的測量方法而具有相同的投影面積(電子顯微鏡)或展現相同的光散射之球形粒子的直徑。
在本發明的方法之有利的實施態樣中，構成成型輥隙之輥的第二個之表面溫度係在從150至180℃之比較低的範圍內。此類型的低表面溫度降低膜自成型輥隙的第二輥脫離所需之強力或抗張應力。
較佳的是使用具有一、二或更多個引離輥的引離裝置自輥壓延機脫離或移除膜，其中第一引離輥係以比成型輥隙的第二輥之圓周速度高0.5至10%之圓周速度旋轉。據此，當膜自輥壓延機行進至引離裝置時，在運行方向上其尺寸增加0.5至10%。
在本發明的方法之特別有利的實施態樣中，第一引離輥係以比下游引離輥之圓周速度高0.5至10%之圓周速度旋轉。據此，當膜自第一引離輥行進至下游引離輥時，在運行方向上其尺寸減少從0.5至10%。
1‧‧‧單層膜
2‧‧‧疊層膜
6、7‧‧‧塑化之FPC材料
7’‧‧‧材料堆積
8‧‧‧膜
10‧‧‧成型輥隙
11‧‧‧膠凝組件
12‧‧‧運送設備
13、13’‧‧‧壓延機
14、15、16、17‧‧‧壓延輥
本發明係參考圖式及實施例而於下文更詳細解釋。
圖1和2為本發明的單層膜及兩層膜之截面圖；圖3為製造單層膜之壓延裝置的示意圖；圖4和5為壓延裝置之零件的圖；及 圖6為壓延裝置之成型輥隙的截面圖。
圖1和2分別為以FPC材料製成之單層膜1及以疊層膜2塗佈的以FPC材料製成之膜1的圖式截面圖。疊層膜2係由包含下列者之材料所組成：以材料總重量為基準計，從70至98重量%之選自聚乙烯和聚酯的聚合物。
圖3為照慣例用於工業中之壓延裝置的圖，其具有膠凝組件、輥壓延機、調節輥和隨意的壓紋輥以及捲取單元。呈粉末或顆粒形式的FPC材料係由輔助混合機的方式引入膠凝組件中。根據本發明，準確地控制引入膠凝組件中的FPC材料之組成物，以確保塑化之材料實質上恆定的流變性質且任何變異係在窄的容限範圍內。本發明的膜之製造可使用具有構造不同於圖3的任何所欲壓延裝置，如下文關於圖4和5的解釋。特別擬訂包含一或兩個疊層單元的壓延裝置。
圖4為用於塑化本發明的FPC材料之具有膠凝組件11、運送設備12及輥壓延機13的壓延裝置之一部分的簡化圖。擬訂擠壓機或捏合機作為膠凝組件11。熟習本技術領域者已知適合的擠壓機及捏合機可購自各種製造商。在膠凝組件11中塑化之FPC材料6係藉助於運送設備12在輥壓延機13上轉移且模塑，以給出膜8。在圖4中，設置在輥壓延機13中的FPC材料係以數字7表示。輥壓延機13包含從二至八個，較佳為四個壓延輥(14、15、 16、17)，以及一或多個未顯示於圖4中的壓紋及冷卻輥。壓延裝置隨意地配備有一或多個未顯示於圖4中的疊層單元。而且，壓延裝置包含未顯示於圖4中的捲取單元。顯示於圖4中的輥壓延機13之四個壓延輥(14、15、16、17)的排列稱為〝倒置的L型構造〞。壓延輥(14、15、16、17)的軸實質上互相平行。驅動壓延輥(14、15、16、17)且圍繞彼等之縱軸旋轉，兩個相鄰的輥14與15、14與16及16與17之各者的旋轉方向互為相反。
每一壓延輥14、15、16與17具有輔助的控溫裝置且可以獨立於其他的壓延輥來進行冷卻或加熱。壓延輥(14、15、16、17)的溫度係藉助於流體，特別藉助於水或油來控制。將控溫流體以軸承軸內的通道方式引入每一壓延輥14、15、16與17中及自每一該等輥移出。
在輥壓延機13中，塑化之FPC材料7通過一或多個由相鄰的輥14與15、14與16及16與17之彎曲表面界定的輥隙。自FPC材料模塑之膜8的厚度係經由最窄的輥隙10(稱為〝成型〞輥隙)來決定。成型輥隙10較佳地由輥壓延機13的最後兩個壓延輥(16、17)形成。構成成型輥隙10的壓延輥16與17的直徑係從400至900毫米。
壓延輥(14、15、16、17)中之一或多者(特別為構成成型輥隙10的壓延輥17及/或16)的旋轉軸承之位置可以具有幾微米精確度的液壓或電力致動器之輔助來調 整。成型輥隙10的大小因此可精確地調整至製程的技術要求。詞句〝成型輥隙高度〞為本技術中所習知且在下文用於成型輥隙的大小。
圖5為與圖4中所示之裝置僅在於輥壓延機13’之構造上不同的壓延裝置之部分的圖形。在圖5中的其他參考符號之意義與上文關於圖4中所述者相同。圖5中所示之輥壓延機13’的構造被熟習本技術領域者稱為〝Z構造〞。
就本發明的目的而言，擬訂沿著圖4和5中所示之輥壓延機13(倒置的L構造)及13’(Z構造)的S構造或L構造為具有從二至八個，較佳為四個壓延輥的I構造實例之替代構造。
自FPC材料所製成之本發明的膜之性質實際上只經由兩個構成成型輥隙的壓延輥之操作參數來決定。
圖6為以兩個壓延輥16與17所形成的成型輥隙10之圖式截面圖。以反方向旋轉的壓延輥16與17之彎曲表面界定輥隙10，且參考符號〝h〞在此表示壓延輥16與17的彎曲表面之間最小的距離或成型輥隙高度。壓延輥16及/或17的旋轉軸承(未顯示於圖6中)可在一或兩個空間方向上(例如垂直及/或水平)以具有幾微米精確度的幾毫米定位範圍內移動。因此有可能達成成型輥隙高度h的精確調整。參考符號〝v1〞及〝v2〞分別表示壓延輥16與17之圓周速度，其中壓延輥17之圓周速度大於或等於壓延輥16之圓周速度，亦即v1 v2。
而且，圖6描述引入成型輥隙10的塑化之FPC材料7及自其模塑之具有厚度〝d〞的膜8。膜8的厚度d及寬度b係取決於每單位時間引入輥隙10的塑化之FPC材料7的數量或質量及壓延輥16與17之分別的圓周速度v1和v2。憑藉著質量守恆而使每單位時間製造的膜8質量與每單位時間引入的塑化之FPC材料質量相同。較佳的是將具有厚度d1及寬度b1之膜網形式的塑化之FPC材料7引入成型輥隙10中。憑藉著質量守恆而因此保持v1×d1×b1=v2×d×b之關係。膜8的寬度b對引入輥隙的由塑化之FPC材料7所製成之膜網的寬度b1之比較佳地在1.0．b1 b1.2．b1之範圍內，且特別佳地在1.0．b1 b1.1．b1之範圍內，亦即使引入成型輥隙10的由塑化之FPC材料7所製成之膜網加寬至多20%，且分別為至多10%之程度。每單位時間製造的膜8長度相當於圓周速度v2，且亦稱為製造速度。成型輥隙10的高度h係以所選擇的膜8厚度d為函數調整，以此方式遵從hd之關係。
而且，在圖6中的圖形顯示在關於運送塑化之FPC材料7的方向上於成型輥隙10的前面形成之材料堆積7’。熟習本技術領域者亦以術語邊坡(bank)用於在輥隙前面的材料堆積7’。在輥隙前面的材料堆積7’係因為引入的FPC材料7在成型輥隙10之前偏斜及在以壓延輥17的彎曲表面輸送過成型輥隙10之前通過一或多個湍流區而產生。在輥隙前面的材料堆積7’之體積係由成型輥隙10的高度h確定至決定性程度。材料堆積7’之體積係隨 著成型輥隙10的高度h降低而增加，且反之亦然。可將成型輥隙10視為是使塑化之FPC材料7減速，該減速的程度係隨著高度h的降低而增加。以h=d使輥隙前面的材料堆積7’之體積最小。在輥隙前面的材料堆積7’或邊坡7’的高度在圖6中以參考符號〝h1〞表示。
成型壓延輥16與17之圓周速度v1和v2及溫度，以及輥隙10的高度h對自本發明的FPC材料所製造之具有厚度d的膜8之性質具有決定性的意義。在此有必要使上述壓延機參數與所使用的各個FPC材料之流變性質達成平衡，特別為其流動指數n。原則上，成型壓延輥16與17的直徑亦影響所得膜8之性質。然而，就本發明的目的而擬訂之具有從400至900毫米範圍內之工業上習用的直徑之壓延輥，可忽略輥直徑的影響。
就本發明的目的而言，詞句〝第一輥〞或〝上游輥〞及〝第二輥〞或〝下游輥〞分別表示相關的輥相對於另一輥關於在壓延裝置中的膜運行方向上的排列。以參考圖4、5和6的實例方式說明，將構成成型輥隙10的雙輥16與17分別稱為〝第一〞輥16及〝第二〞輥17。類似的考慮適用於根據本發明擬訂之具有二或更多個引離輥之引離裝置，其中詞句〝第一引離輥〞或〝上游引離輥〞及〝第二引離輥〞或〝下游引離輥〞分別表示相關的引離輥相對於另一引離輥關於在壓延裝置中的膜運行方向上的排列。
用於使本發明的FPC材料及自其所製造的膜特徵化 之試驗方法於下文說明。
膜之抗張強度及斷裂抗張應變係依照DIN EN ISO 527：2012測定，耐抗張衝擊性係依照DIN EN ISO 8256：2005測定，密度係依照DIN EN ISO 1183：2005測定，及厚度係依照DIN 53370：2006測定。
FPC材料之流動指數n係依照DIN EN ISO 1133在190℃之溫度下使用具有直徑2.095毫米及長度8毫米之標準噴嘴測定。以相應於1.965×104Pa、4.548×104Pa、9.096×104Pa、1.364×105Pa及1.965×105Pa之剪應力τ的2.16公斤、5.0公斤、10.0公斤、15.0公斤和21.6公斤之施予重量進行五個試驗，且測定各個熔融體積流速Q。相聯(視)剪速度係依照下列關係以熔融體積流速Q為基準來計算： 其中R=1.0475毫米。據此，=1.108．Qmm -3。
黏度η=τ/係自剪速度及相聯剪應力τ來計算。依照奧斯特瓦爾德-德沃爾冪律(Ostwald-de Waele power law)，以下列關係連結黏度η與剪速度： 其中K為流動稠度指數(flow consistency index)及n為 流動指數。當此方程式的兩邊呈對數時，則獲得線性關係：log(η)=log(K)+(n-1)．log() 且此容許經由線性回歸測定以上述分別5個施予重量的熔融體積流速及剪應力之試驗結果為基準的流動稠度指數K及流動指數n。
本發明的膜之表面的算術平均粗糙度值Ra係藉助於觸覺輪廓分析儀來測定，例如以Jenoptik的〝Hommel-Etamic W20〞儀器。試驗係依照標準的DIN EN ISO 4287：2010及DIN EN ISO 16610：2013進行。在此所使用的感應頭半徑少於5微米。各粗糙度試驗的總橫動距離Lt=5×lr(包括前-及後橫動距離)大於15毫米。依照DIN EN ISO 16610：2013，用作為用於分離粗糙度及波紋的低通濾波器之限制波長λC的值為λC=2.5毫米；5個別的橫動長度lr因此為lr=2.5毫米(lr=λC)。
根據本發明，微觀粒子或聚集體的尺寸係使用掃描式電子顯微鏡或穿透式電子顯微鏡及影像分析軟體(例如ImageJ(http：//imagej.nih.gov/ij))測定。在此以數位化電子顯微圖輔以影像分析軟體用於至少100個，較佳為至少1000個粒子或聚集體的數字測量。由於先前技術的電子顯微鏡之高橫向解析度，其係取決於電子光學及光束參數的設定而在從幾埃到至多10奈米之範圍內，所以有 可能測定具有高可靠度的粒子或聚集體之等效直徑。或者或另外，顯微鏡粒子或聚集體的尺寸係藉助於光散射來測量。適合於此目的而用於粒徑從0.01至5000微米的試驗設備為尤其自Horiba Ltd.(Kyoto，Japan)購得的產品LA-300。
1‧‧‧單層膜

Claims (22)

  1. 一種由下列所組成的材料製成之膜：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑，其特徵在於該膜的寬度係從0.1至6公尺，其長度係從2至10 000公尺，且其厚度係從180至1000微米。
  2. 根據申請專利範圍第1項之膜，其中該膜的長度係從10至10 000公尺或從100至10 000公尺。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該膜的第一表面之算術平均粗糙度值Ra係從3至20微米。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該膜的第二表面之算術平均粗糙度值Ra係從3至50微米。
  5. 根據申請專利範圍第3項之膜，其中該膜的第二表面之算術平均粗糙度值Ra係從3至50微米。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該膜的至少一個表面經壓紋。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該無機填料係選自白堊、滑石、雲母、氧化鋁、高嶺土、矽酸鹽和氧化鈦。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該添加劑係選自加工助劑、熱穩定劑、潤滑劑、聚合物改質劑、染料與顏料、殺真菌劑、UV穩定劑、防火劑和香料。
  9. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該材料包含以其總重量為基準計，從1至6重量%之一或多種選自下列的潤滑劑：蠟、脂、石蠟、環氧化大豆油和以丙烯酸酯為主的聚合物。
  10. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該材料包含以其總重量為基準計，從3至12重量%之一或多種選自下列的聚合物改質劑：以丙烯酸酯-、甲基丙烯酸丁酯-、甲基丙烯酸酯-丁基-苯乙烯-、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯-和氯化聚乙烯-為主的聚合物。
  11. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中該材料在190℃之溫度下的流動指數n係從0.05至0.36。
  12. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中由稻殼及/或花生殼所製成之該粉末的粒徑係從10至250微米。
  13. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中由稻殼及/或花生殼所製成之該粉末包含具有結構式I及/或II之矽烷基團 其中R為選自NH2(CH2)3和(CH3CH2)2之基團。
  14. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中由稻殼及/或花生殼所製成之該粉末係經乙醯化而使重量以乙醯化前的粉末重量為基準計，增加從9至25%。
  15. 根據申請專利範圍第1或2項之膜，其中疊層膜係經疊層在該膜的至少一個表面上，其中該疊層膜係由包含下列之材料所組成：以該材料總重量為基準計，從70至98重量%之選自聚乙烯和聚酯之聚合物。
  16. 一種製造膜之方法，其包含步驟：(a)提供由下列所組成的材料：以該材料總重量為基準計，從40至85重量%之氯乙烯聚合物、從10至60重量%之稻殼粉、花生殼粉或稻殼粉與花生殼粉的混合物、從0至30重量%之一或多種無機填料及從5至30重量%之一或多種添加劑；(b)將該材料在膠凝組件中塑化，其中將該材料加熱至從160至190℃之溫度；(c)將步驟(b)中塑化之該材料模塑，以給出寬度從0.1至6公尺，長度從2至10 000公尺及厚度d從180至1000微米之膜；該方法的特徵在於- 在步驟(a)中提供的該材料在190℃之溫度下的流動指數n係從0.05至0.36；及- 在步驟(c)中，將該塑化之材料在輥壓延機上壓延，其中該材料通過成型輥隙且在輥隙的前面形成高度從5至30毫米之材料堆積，構成該成型輥隙之相互獨立的該雙輥之表面溫度係從150至220℃，該輥係以從20至80公尺/分鐘之圓周速度旋轉且該雙輥之圓周速度比係從1.0至1.2。
  17. 根據申請專利範圍第16項之製造膜之方法，其中該塑化材料係在步驟(c)中在該輥壓延機上壓延，其中該材料通過成型輥隙且形成高度從5至20毫米之邊坡(bank)。
  18. 根據申請專利範圍第16或17項之製造膜之方法，其中構成該成型輥隙的該雙輥之表面溫度Ta和Tb符合10℃Ta-Tb40℃之關係，其中Ta為第一輥在膜運行方向上的表面溫度及Tb為第二輥在膜運行方向上的表面溫度。
  19. 根據申請專利範圍第16或17項之製造膜之方法，其中在步驟(c)中模塑之該膜係藉助於一、二或更多個引離輥(take-off roll)而自該輥壓延機抽出，其中在該膜運行方向上為第一的引離輥之圓周速度為在該膜運行方向上為第二的成型輥隙輥之圓周速度的1.005倍至1.1倍。
  20. 根據申請專利範圍第16或17項之製造膜之方法，其中在步驟(c)中模塑之該膜係藉助於二或更多個引離輥而自該輥壓延機抽出，其中在該膜運行方向上為第一的引離輥之圓周速度為在該膜運行方向上為下游的引離輥之圓周速度的1.005倍至1.1倍。
  21. 根據申請專利範圍第16或17項之製造膜之方法，其中該輥壓延機包含一或多個壓紋輥且在步驟(c)中模塑之該膜的至少一個表面係藉助於該壓紋輥壓紋。
  22. 根據申請專利範圍第16或17項之製造膜之方 法，其中疊層膜係疊層在步驟(c)中模塑之該膜的表面上，其中該疊層膜係由包含下列之材料所組成：以該材料總重量為基準計，從70至98重量%之選自聚乙烯和聚酯之聚合物。
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