后成型的可連續剝離共擠出聚合物膜的制作方法
【專利摘要】本發明公開了多層聚合物膜,該多層聚合物膜被構造成使得連續的層分組可以連續片材形式從剩余的膜分層。該膜與已知的共擠出制造技術相容,并且在層分組之間無需粘合劑層便可制出。該層分組可從膜的剩余部分獨立剝離。使用聚合物組合物的組合,以允許非粘性聚合物層被結合使得膜便可能在層分組對之間的界面處發生不可逆分層。例如使用熱和壓力來將膜后成型,以使膜從初始的平坦或柔軟狀態變形為自支承的起伏狀外形。該起伏狀外形可包括簡單彎曲區域和/或復雜彎曲區域。盡管該持久的起伏狀外形,但是各個分組仍可被連續剝離,以暴露下一個層分組的具有同樣起伏狀外形的新表面。
【專利說明】
后成型的可連續剝離共擠出聚合物膜
技術領域
[0001] 本發明整體設及聚合物膜,具體地設及具有多層結構的此類膜的應用,其中每個 層或每個層組可獨立從該結構的剩余部分剝離或分層。本發明還設及相關的制品、系統和 方法。
【背景技術】
[0002] 聚醋膜(該術語包括共聚醋和聚醋共混物、合金W及混合物膜)在過去的數十年中 已大量用于多種應用中。已生產出作為單層和共擠出多層兩種形式的卷材的定向聚醋膜產 品。很多情況下,出于保護目的,將保護襯膜(也稱為保護掩膜)施加至此類膜的一個或兩個 外表面。襯膜通常僅在其附接的可用的聚醋膜處于制造設施之間的運輸中和/或向顧客的 運輸中,或進行處理或加工時提供臨時保護功能。襯膜被設計成通過W下方法移除:在轉換 或安裝可用的聚醋膜之前或之時,通過廠內轉換加工或由顧客簡單地將片材形式的襯膜從 可用的聚醋膜剝離,然后將襯膜丟棄或循環利用。襯膜通常不提供任何相當于可用聚醋膜 的功能性。例如,如果可用的聚醋膜是光學偏振膜,則襯膜不提供任何有意義的光學功能性 或偏振功能性。
[0003] 也已知設計一些多層聚合物膜,使得每個具有類似功能性的構成層或片材可從膜 的剩余部分剝離或分層。此類膜的一種用途是抗涂鴉應用。在此類應用中,處于其初始形式 的膜可施加至鏡子、窗戶或其他待保護的物品。該膜由高度透明聚合物材料制成,使得鏡 子、窗戶或其他物品的外觀受膜影響的程度最低。如果將涂鴉施加至膜的暴露表面,則可將 存在涂鴉的膜的最外側部分W連續片材形式從膜的剩余部分剝離。在移除最外側部分后, 剩余的膜保持在物品上的適當位置,現在該物品再次顯得干凈而且沒有涂鴉。初始地在膜 的內部、緊靠最外側部分下面的膜的一部分為新的最外層。如果再次施加涂鴉,則新的涂鴉 將駐留在新的最外層的暴露表面上。通過將新的最外層W連續片材形式從膜的剩余部分剝 離可移除新的涂鴉。在移除新的最外側部分后,剩余的膜保持在物品上的適當位置,該物品 再次顯得干凈而且沒有涂鴉。初始膜產品可由最多至4個構成片材制成,運些構成片材可W 該方式依序移除W針對重復的涂污行為提供保護。為了有利于一次僅移除一層片材,制出 在膜的邊緣附近具有深度不同的吻切突出部狀特征的產品。
【發明內容】
[0004] 設計用于分層的已知多層聚合物膜通常通過首先制備構成片材,然后用壓敏粘合 劑(PSA)層將片材層合在一起而制成。該制備方法和膜設計向可制成的膜的類型帶來固有 局限性。例如,構成片材需要物理地足夠厚W允許通過自動膜處理設備加工單個片材而無 過度撕裂或破損。運對單個片材的厚度設置下限,并且對可層合在一起W形成足夠薄并且 可曉曲的多層膜的此類片材的數目同時增加上限。另外,將分別制造的片材層合在一起往 往暴露片材而污染。
[0005] 我們已開發出新的多層聚合物膜家族,運些多層聚合物膜被構造成使得連續構成 層分組可w連續片材形式從剩余的膜分層。在此,層分組是指多個單個層,運些層相互粘 結,而且出于分層的目的,表現出與單個片材類似的功能或行為。新膜優選地與已知的共擠 出制造技術相容,W允許層分組相比使用層合制造技術的情況薄得多。另外,通過在單個共 擠出過程中將運些層結合在一起,通常在高溫下,污染層之間的界面的可能性大大降低。我 們現在也已證明,諸如上述運些的多層聚合物膜可被后成型或模制成持久的自支承起伏狀 外形,而且盡管每個分組具有所述起伏狀外形,仍可被連續剝離,暴露下一個層分組的具有 同樣起伏狀外形的新表面。
[0006] 新膜還優選地W在層分組之間不使用粘合劑層的方式來制備,其中層分組被設計 為可獨立從膜的剩余部分剝離。(就運一點而言,粘合劑層是指在室溫下發粘的層。)相反, 使用聚合物組合物的組合,運允許非粘性聚合物層W運樣的方式組合,膜的分層可能沿對 應于相鄰的層分組之間的界面的多個分層表面發生。在一些情況下,在分層表面的剝離強 度比在膜內其他層界面的剝離強度低。可剝離層分組之間不存在粘合劑導致分層不可逆: 在層分組從膜的剩余部分分層之后,僅通過抵靠膜按壓分層的層分組,無法使該層分組持 久或牢靠地重新附貼于膜。
[0007] 在此我們特別地描述了膜,運些膜包括聚合物層的疊堆,其中聚合物層被組織成 層分組,層分組中的每個層分組具有聚合物層中的至少兩個聚合物層。相鄰層分組之間的 附接足夠弱,W允許層分組獨立地從疊堆的剩余部分不可逆地分層,并且疊堆被構造成用 于促進此類層分組之間的此類不可逆的分層。聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自 的彼此能夠共擠出的聚合物組合物。此外,所述膜具有自支承起伏狀外形。
[0008] 所述起伏狀外形可包括在第一橫截面平面中彎曲、但在垂直于第一橫截面平面的 第二橫截面平面中不彎曲的區域。所述起伏狀外形另外或作為替代可包括不僅在第一橫截 面平面中彎曲、在垂直于第一橫截面平面的第二橫截面平面中也彎曲的區域。
[0009] 疊堆可被構造成使得疊堆中的每對相鄰的層分組之間的附接比在層分組內的聚 合物層之間的附接弱,使得不可逆分層往往在層分組之間而不是在層分組內發生。相鄰層 分組之間的附接可通過第一剝離力來表征,每個層分組內的聚合物層的最弱附接可通過第 二剝離力來表征,第二剝離力可為第一剝離力的至少兩倍。在任何兩個相鄰的層分組之間 的附接可通過在2克/英寸至100克/英寸(0.8N/m至38.6N/m)范圍內的剝離力來表征。
[0010] 聚合物層可按(例如)重復的AB順序或重復的ABC順序布置。聚合物層按重復的ABC 順序布置時,聚合物層A與C之間的附接可能比聚合物層A與B之間的附接弱,也可能比聚合 物層B與C之間的附接弱。
[0011] 聚合物層的疊堆中的所有聚合物層可具有各自的能夠在204°C(400°F)或更高的 烙融溫度下烙融加工的聚合物組合物。疊堆中的至少一些聚合物層可被取向,并具有至少 0.05的雙折射率。在一些情況下,設置在相鄰層分組界面處的聚合物層在室溫下均不具有 粘性。在一些情況下,疊堆中的層分組中的每個層分組可具有不超過2密耳(50微米)的厚 度。聚合物層可被組織成至少N個層分組,其中N為至少5。在一些情況下,N可為至少10,并且 膜可具有不超過15密耳(380微米)的總厚度。
[0012] 我們還描述了多層聚合物膜與其他元件組合使用的情況。舉例來說,上文所示的 多層聚合物膜可與具有起伏狀表面的制品組合使用,此時多層聚合物膜的起伏狀外形與制 品的起伏狀表面配合。該制品可包括具有顯示表面的顯示器,該顯示表面可為所述起伏狀 表面的一部分。該制品另外或作為替代可包括具有可移動表面的部件,此可移動表面為所 述起伏狀表面的一部分,所述膜可與此可移動表面配合,還可曉曲W適應運種部件的移動。
[0013] 聚合物層的疊堆可具有小于15%的光學霧度和對可見光波長的至少80%的平均 透射率。在一些情況下,聚合物層的疊堆可具有小于8%的光學霧度。此疊堆可被構造成具 有提供對相鄰層分組之間的界面的操作的操作突片,運些操作突片可由一組深度不同的吻 切孔限定。此疊堆另外或作為替代可包括用于指示在膜中存在多少個層分組的標記。
[0014] 我們還描述了一系列方法,其中一個方法包括:提供多層聚合物膜;提供具有起伏 狀工件表面的工件;加熱所述多層聚合物膜;抵靠起伏狀工件表面模制受熱的所述多層聚 合物膜,使多層聚合物膜變形為與起伏狀工件表面配合的起伏狀外形;W及將多層聚合物 膜冷卻,使得具有其起伏狀外形的多層聚合物膜變為自支承的。多層聚合物膜通常包括聚 合物層的疊堆,其中聚合物層被組織成多個層分組,層分組中的每個層分組具有聚合物層 中的至少兩個聚合物層,相鄰層分組之間的附接足夠弱,W允許層分組獨立地從疊堆的剩 余部分不可逆地分層,聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的彼此能夠共擠出的聚 合物組合物。
[0015] 各自的聚合物組合物可具有各自的玻璃化轉變溫度,并且上述加熱可包括將多層 聚合物膜加熱到高于至少一個此類玻璃化轉變溫度。上述方法還可包括將模制的所述多層 聚合物膜與工件分開。在加熱、模制和冷卻運Ξ個工序之后,多層聚合物膜中的層分組的獨 立不可逆分層能力可基本上被保留。前述提供多層聚合物膜可包括在升高的溫度下共擠出 聚合物組合物,并且加熱可由于運種共擠出而至少部分地被實現。
[0016] 本文還討論了相關的方法、系統和制品。
[0017] 本申請的運些方面和其他方面將在下文的【具體實施方式】部分呈現。然而,在任何 情況下都不應將上述
【發明內容】
理解為對要求保護的主題構成限制,要求保護的主題僅由所 附權利要求書(在審查期間可進行修改)限定。
【附圖說明】
[0018] 圖1為即將抵靠具有起伏狀表面的工件模制的多層聚合物膜的示意性透視圖,該 聚合物膜被構造用于連續不可逆分層;
[0019] 圖2A為圖1所示的多層聚合物膜在進行與圖1相關的模制操作之后的透視圖,該模 制膜具有自支承起伏狀外形;圖2B為同一個模制的多層聚合物膜在被移除多余的模制膜部 分之后的透視圖;
[0020] 圖2C示出的模制多層聚合物膜與圖2B所示的膜是同一個,但示出了構成層分組正 W連續片材形式與模制膜的剩余部分分層;
[0021] 圖3A為被構造用于連續不可逆分層的多層聚合物膜的示意性側視圖(或者說剖視 圖);
[0022] 圖3B為圖3A所示的膜在模制操作期間的示意性側視圖(或者說剖視圖),在模制操 作期間,該膜抵靠具有起伏狀表面的工件模制,所W膜也獲得了起伏狀外形;
[0023] 圖3C為將圖3B所示的模制膜從模具分開后,該膜的示意性側視圖(或者說剖視 圖),該模制膜具有持久的起伏狀外形,還具備自支承能力;
[0024] 圖4A為模制的多層聚合物膜(諸如圖3C所示的運種模制膜)與起伏狀外形工件組 合使用時的示意性側視圖(或者說剖視圖),圖中模制膜粘結到起伏狀外形工件;
[0025] 圖4B至圖4D為圖4A所示組合的示意性側視圖(或者說剖視圖),但其中的連續的層 分組W連續片材形式與模制膜的剩余部分分層;
[0026] 圖5為被構造用于連續不可逆分層的聚合物膜的一部分的示意性側視圖(或者說 剖視圖),圖中膜由被組織成雙層型(A-B)層分組的聚合物層的疊堆構成;
[0027] 圖6A為共擠出聚合物層的疊堆的示意性俯視平面圖(或者說正視平面圖),該疊堆 設置有多個物理結構,其中包括用于促進層分組之間分層的結構;圖6B為沿剖切線6B-6B剖 切得到的示意性剖視圖;
[0028] 圖7為被構造用于連續不可逆分層的聚合物膜的一部分的示意性側視圖(或者說 剖視圖),圖中膜由被組織成Ξ層型(A-B-C)層分組的聚合物層的疊堆構成;
[0029] 圖8為被構造用于連續不可逆分層的聚合物膜的一部分的示意性側視圖(或者說 剖視圖),圖中疊堆內的聚合物層被組織成四層型(A-D-B-C)層分組;
[0030] 圖9為將不同的聚合物材料共擠出W形成多層聚合物膜的制造系統的示意圖;
[0031 ]圖10為可用于拉伸誘鑄的多層聚合物膜的膜加工設備的示意圖;
[0032] 圖11為流程圖,示出了用于制備本發明公開的模制多層聚合物膜的一種技術;
[0033] 圖12為電子設備與模制的多層聚合物膜組合使用時的示意圖,該模制的多層聚合 物膜可被施加于作為工件的電子設備的起伏狀表面;
[0034] 圖13A為可剝離的多層聚合物膜在被模制成具有與電話機基座對應的自支承起伏 狀外形之后的照片;
[003引圖13B為圖13A所示模制聚合物膜的示意性俯視圖(或者說平面圖),圖中標識了霧 度測量區域和剝離力測量區域;
[0036] 圖14為與圖13A所示類似的模制聚合物膜附接到電話機基座并與之組合后的照 片,照片中還示出一個層分組正從模制膜的剩余部分分層;
[0037] 圖15為可剝離的多層聚合物膜在被模制成具有與電話機聽筒對應的自支承起伏 狀外形之后的照片,該模制膜與電話機聽筒并排放在表面上;
[0038] 圖16為可剝離的多層聚合物膜在被模制成具有半球狀自支承起伏狀外形之后的 照片;
[0039] 圖17A為可剝離的多層聚合物膜在被模制成具有與電視機遙控器對應的自支承起 伏狀外形之后的照片;
[0040] 圖17B為圖17A所示模制聚合物膜附接到電視機遙控器并與之組合后的照片。
[0041] 在附圖中,類似的附圖標號指示類似的元件。
【具體實施方式】
[0042] 我們已開發出新的多層聚合物膜,該膜甚至在被后成型或模制為呈現使該膜具備 自支承能力的特定起伏狀外形之后,其中的每個層分組仍可W連續片材形式獨立地從膜的 剩余部分分層或剝離。疊堆中的聚合物層被布置或組織用于形成層分組,每個層分組具有 聚合物層中的至少兩個聚合物層。可通過共擠出疊堆中的所有聚合物層來制備膜,而無需 層合單獨制備的膜或層來構造疊堆。運允許所制備的單個可剝離層分組比W其他方式制備 的層分組遠遠更薄,使得更多個可單獨剝離的片材可包括在給定總厚度的膜中。另外,共擠 出層相比單獨制備然后層合到一起的層較不易在制造期間受到污染。共同受讓的美國專利 申請No. 2014/0065397和W0申請PCT/US2014/040438中描述的一些可剝離聚合物層適合與 本文論及的后成型工序和模制工序搭配使用。運兩份專利申請都W引用方式并入本文。
[0043] 適于連續不可逆分層的示例性多層聚合物膜110在圖1中示意性示出,圖中該多層 聚合物膜即將抵靠具有起伏狀表面的工件102模制。該膜和工件W笛卡爾X-Y-Z坐標系為背 景示出。假定膜110位于和X-Y平面平行的平面內。工件102具有在Z-方向上偏離的彎曲或者 說不規則(不平坦)表面,運種彎曲或不規則(不平坦)表面被稱作起伏狀表面。起伏狀表面 可具有簡單的彎曲,也就是說,在一個橫截面平面中彎曲或者說不規則,但在正交的第二橫 截面平面中并不彎曲;起伏狀表面另外(例如,在表面上的不同位置)或作為替代可具有復 雜的彎曲,也就是說,在兩個正交的橫截面平面中彎曲或者說不規則。圖中,工件102被示為 電話機聽筒,或形似電話機聽筒的模具。運僅是一個示例,也可使用替代性工件。
[0044] 在模制之前,膜110具有聚合物層的疊堆,其中聚合物層被組織成層分組,每個層 分組具有聚合物層中的至少兩個聚合物層。膜110被構造成使得連續的層分組可W連續片 材形式從剩余的膜或疊堆不可逆地分層。膜110或至少所述形成膜的至少一部分的聚合物 層的疊堆與已知的共擠出制造技術相容,并且在層分組之間無需粘合劑層便可制出。使用 聚合物組合物的組合,W允許非粘性聚合物層被結合使得膜110可能在層分組對之間的界 面(也稱為分層表面)處發生不可逆分層。因此膜110適于在模制之前分層或剝離。
[0045] 膜110的其他特征可包括:疊堆中的每對相鄰的層分組之間的附接可能比層分組 內的聚合物層之間的附接弱,因此不可逆分層往往在層分組之間而不是在層分組內發生; 相鄰層分組之間的附接可通過例如2克/英寸至100克/英寸(0.8N/m至38.6N/m)范圍內的第 一剝離力來表征,每個層分組內的聚合物層的最弱附接可通過第二剝離力來表征,第二剝 離力可為第一剝離力的至少兩倍;聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的能夠在 204°C (400了)或更高的烙融溫度下烙融加工的聚合物組合物;疊堆中的至少一些聚合物層 可被取向,并可具有至少0.05的雙折射率;設置在相鄰層分組界面處的聚合物層在室溫下 均不具有粘性;疊堆中的層分組中的每個層分組可具有不超過2密耳(50微米)的厚度;聚合 物層可被組織成至少N個層分組,其中N為至少5,作為替代N可為至少10,并且膜可具有不超 過15密耳(380微米)的總厚度;聚合物層的疊堆可具有小于15%或小于8%的光學霧度和對 可見光波長的至少80%的平均透射率;疊堆可被構造成具有提供對相鄰層分組之間的界面 的操作的操作突片,運些操作突片可由一組深度不同的吻切孔限定;聚合物層的疊堆可包 括用于指示在膜中存在多少個層分組的標記。
[0046] 然后例如利用熱和壓力,W工件102為模具,將膜110后成型,W使膜110從初始的 平坦或柔軟狀態變形為自支承的起伏狀外形。起伏狀外形可包括具有簡單彎曲和/或復雜 彎曲的區域,并且所述彎曲可為或可包括平滑連續曲線和/或有角或有面的(例如分段線性 或分段平面)曲線。就電話機聽筒工件102來說,可W看到工件表面(例如工件的上部)在X-Z 平面內和在垂直的Y-Z平面內具有彎曲,所W可預期后成型或模制膜的起伏狀外形具有基 本上相同的形貌特性。我們已發現,盡管模制膜具有持久的起伏狀外形,而且在后成型工序 期間將熱和壓力施加于該膜,模制膜的每個分組仍可被連續剝離,暴露下一個層分組的具 有同樣起伏狀外形的新表面。后成型或模制膜除具有自支承的起伏狀外形之外,還可基本 上保留上文結合膜110論述的其他特性和特征。
[0047]圖2A示意性地將后成型或模制膜示為模制膜211,該模制膜可W是抵靠工件102對 膜110進行膜制而形成的。如果初始膜的尺寸相對于工件過大,則模制膜211除具有主要部 分21化之外,還具有一個或多個多余部分211a、211c。主要部分21化可具有基本上匹配起伏 狀外形工件(諸如工件102)上部形狀的起伏狀外形,而多余部分211a、211c可W是平坦的, 便于基本上匹配(例如)該工件放置其上的平坦基材,運些多余部分也可具有另外的形狀。 在任何情況下,模制膜211具有起伏狀外形,并且該形狀基本上自支承。也就是說,模制膜在 完全不與其他任何成形剛性構件分散附接,也完全不受其他任何成形剛性構件分散支撐的 情況下,本身就具有足夠的剛度,結果是例如若被置于桌面上或輕握在手中,該模制膜在重 力影響下便自動地基本上維持其起伏狀外形。因此,即使圖2A所示的模制膜211未附接至任 何別的東西,只是被簡單地置于桌面等物品之上,仍可具有所示的起伏狀外形,并可基本上 永久地維持運種起伏狀外形,例如維持至少一小時、至少一天或至少一周,或所關注的另一 時段,諸如將模制膜從模制工位運送到將將模制膜附接到可用物體的另一工位所需的時 段,其中可用物體諸如電話機、電話機配件或電話機部件、電視機遙控器(供手持使用)、鍵 盤、小鍵盤、顯示設備,或任何其他合適的具有起伏狀表面的可用物體。
[004引可用刀或其他合適的切削工具將多余部分211a、211c從主要部分21化修剪掉或W 其他方式移除,使模制膜不再包括多余部分,如圖2B所示。W運種方式修改的模制膜仍可具 有基本上相同的、與工件對應的起伏狀外形,而且該形狀仍可具備自支承能力。此外,每個 層分組可獨立與模制膜的剩余部分分層,如圖2C示意性所示。該圖中,最外側的層分組222 W連續片狀形式從模制膜的剩余部分分開,因而從運種膜分層或剝離。移除層分組222后, 留下模制膜21化',該模制膜可基本上類似模制膜部分211,不同的是此時少了一個初始層 分組。模制膜21化'可具有基本上與主要部分211相同的自支承起伏狀外形。要是初始膜110 或211的聚合物層的疊堆包括另外的層分組,則更多個層分組可連續從模制膜21化'分層或 剝罔。
[0049] 運樣的連續分層可用于維持起伏狀外形物體的清潔或功能。舉例來說,可使用觸 壓膠合劑、粘合劑或采用其他合適的方式將模制膜部分211b結合到電話機聽筒,或其他具 有與模制膜對應的起伏狀外形的可用物體,然后(由膜覆蓋的)電話機聽筒可投入使用。隨 時間推移,模制膜的外表面可能變臟、污損或由于別的原因受損(例如,由于其上沉積并積 聚細菌或其他微生物)。損壞達到特定的限度之后,或執行常規的清潔或維護計劃時,只需 將最初位于最外側的第一個層分組分層隨即剝離,暴露第二個層分組,便可對聽筒進行清 潔、更新或恢復,然后(仍由膜覆蓋的)電話機聽筒可再次投入使用。在示例性實施方案中, 剛移除第一個層分組之后,因為第一個層分組之前保護第二個層分組的外表面,使其免受 污染,所W第二個層分組的外表面最初是潔凈嶄新的。最終,在進一步使用過程中,第二個 層分組的表面也可能變臟、污損或由于別的原因受損,直到無法接受的程度,屆時取決于膜 設計,可將第二個層分組分層隨即剝離,暴露嶄新的第Ξ個層分組,而再次更新工件;此后 還可將第Ξ個層分組分層隨即剝離,暴露嶄新的第四個層分組,依次類推。
[0050] 圖3A至圖4D示出了另一順序,其中多層聚合物膜首先被模制成具有自支承起伏狀 外形,然后結合到工件上,接著其層分組連續不可逆地從模制膜的剩余部分和工件分層。圖 3A示意性地示出了示例性多層聚合物膜在模制或后成型之前的狀態。該圖中,膜310為多層 聚合物膜,其被構造成使得連續構成層分組可W連續片材形式從剩余的膜分層。膜310由聚 合物層的疊堆320組成。盡管可使用粘合劑將疊堆320附接到另一個物體,但疊堆320本身優 選不含粘合劑。膜310通常較薄而且可曉曲,使得其可被施加至起伏狀外形工件而不是平坦 的工件,隨后與該工件貼合。例如,膜310可具有不超過約510微米、380微米、300微米、200微 米、100微米、50微米或甚至25微米的總厚度。作為替代,在一些情況下,膜310較厚而且不可 曉曲(即為剛性)可能是理想的。膜310可大致位于笛卡爾X-Y-Z坐標系的X-Y平面內。
[0051] 雖然圖3A中未示出疊堆320的多個單獨的聚合物層,但運些單獨的聚合物層被組 織成重復的層組,稱之為層分組,圖中示出了運些層分組,并將其標記為層分組322、324、 326和328。每個層分組通過前主表面和后主表面來表征,每個層分組的前主表面和后主表 面之間至少設置有兩個單獨的聚合物層。層分組322具有前主表面和后主表面。層分組324 具有前主表面(與疊堆322的后主表面緊密接觸)和后主表面。層分組326具有前主表面(與 疊堆324的后主表面緊密接觸)和后主表面。層分組328具有前主表面(與疊堆326的后主表 面緊密接觸)和后主表面。
[0052] 讀者應理解,本文件通篇使用的"前"、"后"等術語(例如最前(面)、最后(面))是為 了方便,W便規定運些層相對于膜或疊堆的外主表面的排序,并且不應W限制方式理解。因 此,即使對于旨在用于使得一個外主表面面向外(前)并且另一個外主表面面向內(后)的膜 或分組,也可將運些外主表面中的任一個視為"前",并且另一個外主表面則將被視為"后"。
[0053] 為降低膜設計的成本和復雜性,疊堆320的各個聚合物層可采用重復模式布置,諸 如AB模式(如ABABAB……)、ABC模式(如ABCABCABC……)、ADBC模式(如ADBCADBC……)或其 他所需的模式,并且疊堆中最小的層組對應于層分組重復出現。聚合物疊堆320(因而多層 膜310)中可包含多個此類層分組。通過適當選擇用于聚合物層A、B、C等的聚合物組合物,層 與層的結合強度(本文有時也稱之為剝離強度或剝離力)可變得足夠強,例如在使用者操縱 膜,對其進行模制或將其施加至工件時,膜既不會意外破碎也不會意外分層;但層與層的結 合強度又足夠弱,使用者無需過度用力,就可將各個層分組從膜的剩余部分分層。在一些情 況下,沿相鄰層分組之間界面的層與層結合強度可比疊堆內其他層界面的結合強度弱,W 利于將層分組逐一從剩余的膜分層或剝離。
[0054] 膜310可通過共擠出疊堆320內的所有聚合物層來制備,而無需層合單獨制造的膜 或層來構造該疊堆。運允許所制備的單個可剝離層分組比W其他方式制備的層分組遠遠更 薄,使得更多個可單獨剝離的片材可包括在指定總厚度的膜中。也可采用柱誘鑄步驟(可 選),諸如通過沿縱向和/或橫向拉伸多層擠出物而使其定向。視所選的聚合物材料和加工 條件而定,運種定向可能不會引起膜中的任一聚合物層變為雙折射層,也可能引起膜中的 一部分甚至全部聚合物層變為雙折射層。膜可在聚合物層的疊堆中,或至少在設置于相鄰 的層分組之間的界面的聚合物層中制備,而無需任何壓敏粘合劑或其他類型的粘合劑。運 可簡化制造并且還制備膜表面,該膜表面在初始制造產品中的膜的內部,但稍后在使用期 間在剝離層分組時變為外表面,該外表面比在通過使用單獨層合步驟所制成的膜中可實現 的外表面更嶄新。如果需要,運些表面處的聚合物層可包含一種或多種添加劑(例如一種或 多種抗微生物劑),W提供具備抗微生物功能的膜產品,運種膜產品可僅通過撕開或剝離最 外側層分組而更新或恢復。如果需要,兩個或更多個層疊堆可與PSA或其他粘合劑,或其他 合適的粘結材料粘結在一起,W創建化合物膜產品,無論疊堆本身是否包含任何PSA層或其 他粘合劑層。
[0055] 在示例性實施方案中,層疊堆320及其構成層分組是無孔的。此外,在層疊堆中的 每個聚合物層可為無孔的。無孔層分組為有利的,因為他們提供對水、油或其他承載污染物 的液體或物質的有效阻隔。因此,運些阻隔特性可確保層疊堆的內部的層分組(即,在產品 的壽命內尚未在給定時間點暴露于空氣中的層分組)大體上保持無污染和嶄新的。
[0056] 層分組中的一些或所有可具有相同或類似數目的單獨的聚合物層,并且對于層分 組中的一些或所有而言,層分組內的單獨的聚合物層的布置可W是相同的或類似的。每個 層分組包括最前聚合物層、最后聚合物層,在一些情況下,還在層分組內,在最前聚合物層 和最后聚合物層之間包括一個或多個附加聚合物層。疊堆中的每對相鄰的層分組之間的附 接(其可由剝離強度或剝離力衡量或量化)足夠強W避免無意分層,但又足夠弱,使用者無 需過度用力,就可使層分組分層。例如,相鄰的層分組之間的剝離力可被設計為大于零,例 如至少1克/英寸,或至少2克/英寸。縮寫為克/英寸的剝離力單位克/英寸(或克/英寸寬度) 有時被稱為克/線英寸,縮寫為gl i。1.0克/英寸的量等于0.3860886N/m。相鄰的層分組之間 的剝離力可被設計為在2克/英寸至100克/英寸(0.8N/m至38.6N/m)的范圍內。
[0057] 在一些情況下,其中層疊堆包括兩種W上不同類型的聚合物層,使得每個層分組 包括至少Ξ種不同組分的聚合物層,疊堆可被設計成使得層分組之間界面處的剝離力比疊 堆內的其他層界面的剝離力弱,使得不可逆分層往往發生在相鄰的層分組之間,而不是在 任何層分組內。無論多少單個聚合物層包含于每個層分組中,層疊堆也可提供有操作突片, 該操作突片促進或進一步促進膜在層分組之間的界面處選擇性地分層,而不是在層分組內 的界面處。因此,層分組之間的界面有時在本文也稱為分層表面,因為膜疊堆可構造為優先 地在那些界面或表面分層。
[0化引疊堆320中至少有一些單獨的聚合物層(包括至少一個(通常一個W上)位于初始 制成品中的膜內部的聚合物層)可包含一種或多種有效量的添加劑(諸如一種或多種抗微 生物劑),用于限制可積聚在表面的細菌或其他微生物生長。為降低成本,可只將添加劑加 到一些聚合物層內,使得疊堆320中的一些聚合物層包含有效量的添加劑,疊堆中的其他聚 合物層則不含。包含有效量的一種或多種添加劑的聚合物層可W是層分組中的每個層分組 內的最前面層,因此,例如在將直接位于特定層分組上方或前方的層分組分層隨即移除之 后,該特定層分組暴露于空氣和物理接觸的情況下,所考慮的特定層分組向環境呈現含有 添加劑的聚合物層。
[0059] 圖3B示出了多層聚合物膜310在后成型或模制操作期間的狀態,其中膜310抵靠具 有起伏狀表面的工件模制,所W膜也獲得了起伏狀外形,此起伏狀外形通常基本上對應于 工件或其一部分的起伏狀表面。膜310抵靠工件302放置,該工件具有起伏狀表面,并停留在 基材301上。基材301具有多個孔或穿孔301a、3(nb,運些孔或穿孔可連接到真空。工件302和 基材301之間的物理接觸不完全,例如,工件與基材之間可存在微觀間隙,所W將真空連接 到穿孔301曰、30化時,真空也連接到工件302的外邊緣,在該位置,由于膜310的另一側上存 在大氣空氣壓力,所W空氣壓力差迫使膜310穩固抵靠工件302的起伏狀表面W及基材301 的上表面。在替代性實施方案中,工件302和基材301可結合成單個工件或模具,或可被進一 步細分為附加的不同塊件。
[0060] 可在后成型或模制操作期間提供熱量W加熱多層聚合物膜310,使其至少一些構 成聚合物層軟化。舉例來說,疊堆中的聚合物層可具有各自的聚合物組合物和各自的玻璃 化轉變溫度,而且上述加熱效果可將多層聚合物膜加熱到高于至少一個此類玻璃化轉變溫 度。但上述加熱效果也最好不將膜加熱至過高的溫度,因為過高的溫度會破壞膜的層結構, 或使膜喪失不可逆分層的特征。上述加熱效果可由合適的加熱裝置提供,加熱裝置利用對 流、傳導和/或福射向膜310傳遞熱量。在一些情況下,上述加熱效果可完全或部分地是制造 膜310的過程附帶造成的結果。舉例來說,在膜形成過程中,構成疊堆內的聚合物層的聚合 物材料可被加熱共擠出隨即穿過受熱的模頭;在運些層冷卻的同時,但至少一些聚合物層 的溫度仍高于其玻璃化轉變溫度,運種受熱的膜就可被后成型,或抵靠圖3B大致示出的工 件進行模制。
[0061] 在后成型或模制之后,可將多層聚合物膜冷卻,再從模具或工件分離。模制過程得 到的模制多層聚合物膜311獲得了起伏狀外形,該起伏狀外形基本上對應于模具或工件的 起伏狀表面。膜311的起伏狀外形包括基本上持久的自支承隆起312,所W模制膜311可被置 于桌面或類似的支撐物上,并在重力作用下維持其起伏狀外形。模制膜311具有聚合物層的 模制疊堆320',將該疊堆標記為320',W便與來自初始膜310、尚未后成型或模制的聚合物 層的疊堆320區分開。類似地,模制膜311具有層分組322'、324'、326'和328',運些層分組可 分別對應于初始膜310中的層分組322、324、326,不同的是運些層分組已進行模制或已成 型。
[0062] 如圖3C所示,模制膜311的起伏狀外形在X-Z平面內是彎曲的或者說不規則的,W 形成隆起312。起伏狀外形在正交的Y-Z橫截面平面中可W是平坦的或直的(亦即不彎曲或 規則的),使得起伏狀外形具有簡單的彎曲。作為替代,起伏狀外形在Y-Z平面內可W是彎曲 的或者說不規則的,使得起伏狀外形具有復雜的彎曲。在任一種情況下,模制膜311可基本 上保持初始多層聚合物膜310的連續分層能力,也就是說,層分組322 '、324'、326 '和328 '可 適于獨立地從疊堆320'的剩余部分不可逆地分層。
[0063] 圖4A中,制品407a包括模制的多層聚合物膜411曰,該多層聚合物膜由粘合劑層404 附接到工件402的起伏狀表面402a。可與上文所述的模制膜311相同或類似的模制膜411a具 有聚合物層的疊堆420a,運些聚合物層被組織或布置成層分組422、424、426、428,運些層分 組中的每個層分組具有聚合物層中的至少兩個聚合物層。請注意,粘合劑層404在疊堆420a 的外部提供,而不是在層分組之間提供。模制膜411a在被附接到工件402之前,可包括隔離 襯墊,用于在存儲或運送模制膜期間將粘合劑層404蓋住。如果需要,粘合劑層404和隔離襯 墊在后成型或模制過程中,也可W是膜的一部分。盡管實際情況是膜411a由粘合劑層404附 接到工件402上,但該膜的起伏狀外形具備自支承能力,還是基本上持久的。舉例來說,如果 通過移除粘合劑層404可使膜41 la從工件402脫離,則膜41 la在重力作用下的機械穩定性將 足夠大,要是將膜41 la置于桌面或類似的支撐物上,該膜的起伏狀外形都將得W基本上維 持。膜411a的起伏狀外形包括隆起412a,并可基本上貼合或匹配工件的起伏狀表面402曰。工 件402可W是或可包括(例如)經受反復接觸、受到污染或損壞的任一種可用的制品或裝置。 示例包括電話機、電話機配件和部件、電視機遙控器(供手持使用)、鍵盤、小鍵盤和顯示設 備,但運些示例不應W限制方式理解。
[0064] 圖4B至圖4D示出了制品407a隨著單獨的層分組從模制膜分層或剝離而發生改變 的方式。圖4B中,最外側的層分組422在完成其使命后,被不可逆地從模制膜的剩余部分分 層,得到變化后的制品407b。分層后,暴露了層分組424的潔凈嶄新表面。該分層還產生了變 化后的模制膜41化,同時變化后的疊堆420b中的聚合物層被組織成層分組424、426和428。 工件402和粘合劑層404可保持原樣。
[0065] 圖4C中,最外側的層分組424在完成其使命后,被不可逆地從模制膜的剩余部分分 層,得到變化后的制品407c。分層后,暴露了層分組426的潔凈嶄新表面。該分層還產生了變 化后的模制膜411c,同時變化后的疊堆420c中的聚合物層被組織成層分組426和428。工件 402和粘合劑層404可保持原樣。
[0066] 圖4D中,最外側的層分組426在完成其使命后,被不可逆地從模制膜的剩余部分分 層,得到變化后的制品407d。分層后,暴露了層分組428的潔凈嶄新表面。該分層還產生了變 化后的模制膜411d,同時變化后的疊堆420d中的聚合物層被組織成僅剩的一個層分組428。 工件402和粘合劑層404可保持原樣。
[0067] 讀者應理解,盡管膜310、311和411被顯示為具有四個層分組,但在其他情況下,模 制膜和初始的多層聚合物膜在模制之前可包含不止四個層分組,如果需要,可包含少于四 個但不少于兩個層分組。如果需要,將單獨的聚合物層和層分組制得非常薄(諸如可在單個 共擠出操作中完成)的一個好處是,可將可W連續片材形式依序移除的遠多于四個層分組 并入所述多層膜中。
[0068] 為便于每次只依序移除一個片材(層分組),并為了確保分層在層分組之間的界面 處發生,可將初始的多層聚合物膜(如膜310) W及相關的模制多層聚合物膜(如膜311)制成 在膜的邊緣附近具有深度不同的吻切突出部狀特征。運些特征提供了對期望分層表面的操 作,并且因此在本文稱為操作突片。一些具體的實施方案在下文進一步論述。此外,公開的 國際申請W0 2012/092478(Wu等人)例示了可使用激光福射來切割并且細分聚合物多層膜 主體,而在激光切割邊緣線處無任何基本的分層的方式,運種方式可用于形成期望的凸舌 狀特征。激光福射被選擇為具有運樣的波長,在該波長下膜的材料中的至少一些具有顯著 吸收,使得被吸收的電磁福射可沿著切割線有效地蒸發或消融膜主體。激光福射也用合適 的聚焦光學系統成型,并控制至合適的功率電平W沿著窄的切割線實現蒸發。激光福射可 根據預先編程的指令在整個工件上快速掃描,并快速地開關,使得可跟隨任意形狀的切割 線。作為替代,可使用機械刀片和其他切割裝置代替激光器福射W形成突出部狀特征。
[0069] 本發明公開的模制多層聚合物膜可被設計用于多種目的,并用于多種最終應用場 合。如上所述,W單個共擠出操作而不是W設及單獨制造的膜的處理、對齊W及層合的單獨 制造操作來制造單獨的聚合物層W及層分組的另一個益處是層分組的前主表面可更容易 地維持在純凈和無菌狀態,直至其通過剝離給定層分組前面的層分組而暴露。由于運種膜 具備通過連續剝離單獨的層分組而更新或恢復運些特性的能力,所W特別適合在需要無 菌、基本上無病菌的環境的醫院或診所使用。然而,許許多多其他的場合也可得益于運種產 品特征,包括家庭、學校、日間護理中屯、、辦公場所、車間、廚房、餐館、食品加工區和食品加 工設備,和使用量大的公共區域和場所,諸如飛機場、飛機、火車、公共汽車和船舶。醫療裝 置的起伏狀表面也可得益于用本發明公開的可剝離模制膜覆蓋所述表面的一部分或全部。 示例包括聽診器、血壓計、設備控制屏和將手、手術室的頂燈、手術室表等的覆蓋物。便攜式 電子設備諸如移動電話和智能電話上的觸摸屏也為所公開膜的特別適用工件。由于層分組 或片材的剝離性質,本發明公開的膜也可用于其他與無菌應用不直接相關的用途,例如,可 用于防涂鴉目的或用于機動車輛、飛機或船只的擋風玻璃保護。其他可經常變臟、染污或由 于別的原因受到污染并且可將本發明公開的可剝離模制膜施加到其上的起伏狀表面,包括 燈罩、墻壁、油漆室的其他起伏狀表面、用于醫療應用和工業應用的防護面罩,W及嬰兒換 尿布臺。
[0070] 此外,即使模制膜可具有自支承的起伏狀外形,但其通常不是完全剛性的,而是可 在極小的力(諸如在操作小鍵盤或按下電子裝置的按鈕時,由食指或拇指施加的力)作用下 彎曲或曉曲。在將模制膜應用于下列制品(工件)的情況下,模制膜的運種特征可能特別有 用:運些制品(工件)具有一個或多個下壓按鈕、觸摸式按鍵,和/或具有可移動表面且可形 成起伏狀表面的一部分的其他部件,例如相對工件周圍表面的隆起或凹陷。在運些情況下, 模制的可剝離膜的起伏狀外形可與下壓按鈕、觸摸式按鍵或其他部件配合,但模制膜也可 曉曲,W適應運種部件的移動,使得使用者可輕松地激活所述按鈕或按鍵。
[0071] 在一些情況下,本發明公開的模制多層聚合物膜或其構成部件在整個可見光譜內 都高度透明可能很重要,只有運樣,膜才不會輕易被使用者發現。此類膜可施加于視覺功能 工件上,諸如鏡、窗或電子顯示器,包括觸摸屏。在此類情況下,模制的多層聚合物膜W及包 括其層分組和可能存在的任一粘合劑背襯層(如粘合劑層404)的所有其構成部件可W是基 本上透明的,使得施加了運種膜的工件在任何給定時刻(例如在一次或多次分層之后),不 管工件上還存在多少初始的膜,工件的外觀和功能均不改變。
[0072] 在其他情況下,能夠透過模制膜看到工件可能并不重要,也可能是不期望的。在此 類情況下,模制膜及其一個或多個構成聚合物層可W是不透明的。因此,模制膜或其中任一 個層可W是有色調的、染色的、著色的,或W其他方式被構造成具有不透明或非透明的特 征。印刷(例如墨或其他材料的印刷)可在任何膜或疊堆的暴露表面上進行。另外,模制膜可 由于包括附加不透明層變得不透明,該附加不透明層例如定位在粘合劑背襯層和聚合物層 的疊堆之間。該附加不透明層可作為"表層"與疊堆共擠出,或其可在疊堆形成之后層合至 疊堆上。也可包括此類附加層(無論作為表層共擠出或在疊堆的形成之后層合提供不透 明性之外或附加的功能。例如,此類功能可包括抗靜電特性或剛度(當需要時)。
[0073] 在膜透明和膜不透明運兩種情況下,本發明公開的模制膜可用于控制工件的表面 光潔度。例如,可能期望有效地提供具有高質量平滑(低粗糖度)表面光潔度的工件。替代拋 光工件本身的表面運一做法,可將模制膜施加至工件,不僅提供所需的平滑表面,還提供起 伏狀外形和起伏狀表面。在使用中,當模制膜的外表面變得磨蝕或者說不平滑時,可依序剝 離層分組,從而在重復多次的磨蝕事件后恢復期望的平滑表面。在其他情況下,可能期望控 制工件的粗糖程度。在此類情況下,在每個層分組的最前聚合物層中可提供受控量的適當 尺寸的小珠或其他顆粒,使得模制膜的最前(暴露)表面具有所期望的表面粗糖程度。如果 暴露表面變得破損、磨蝕、被其他材料污染等等,則只通過剝除最外側層分組W暴露直接相 鄰層分組的嶄新表面,便可輕易恢復所期望的表面粗糖度,此時暴露表面除具有起伏狀外 形和起伏狀表面外,再次具有所期望的表面粗糖度。
[0074] 讀者應理解,上述應用只用于舉例說明,無菌膜、抗涂鴉膜和表面光潔度受控的膜 只是本發明公開的模制多層聚合物膜的許許多多可行應用中的一部分。
[0075] 具有上文結合圖1至圖4D所述功能的一種可行的模制膜的構造細節在圖5中示出。 在該圖中,我們看到W示意性形式的單個聚合物層,運些聚合物層的疊堆在一起W形成疊 堆520,該疊堆可形成模制多層聚合物膜511的全部或一部分。在所示的實施方案中,疊堆 520僅由兩種類型的聚合物層構成:聚合物層A和聚合物層B,假設運兩種類型的聚合物層分 別由不同的聚合物組合物A和B構成。運兩種不同的層類型被組織成重復的層組A、B、A、B(依 次類推),最小的重復單元(A、B)被稱作層分組。膜510具有至少四個層分組522、524、526和 528。運些層分組中的每個層分組都由前主表面(參見表面522曰、524曰、526曰、528曰)和后主表 面(參見表面52化、524b、526b、528b)限定。相鄰層分組的前主表面和后主表面彼此緊密接 觸。層分組中的每個層分組恰好有兩個設置在前主表面和后主表面之間的聚合物層:一個 聚合物層A和一個聚合物層B。如圖所示,給定分組內的層A是該分組內最前面的聚合物層, 層B是該分組內最后面的聚合物層。
[0076] 任選的添加劑519也在一些層中示出。如果膜511包含添加劑,則添加劑519可W是 或可包括(例如)一種或多種抗微生物劑、適當尺寸的小珠或其他顆粒,W及/或者其他所需 的添加劑。添加劑519可分散在每個層分組中最前面的層A內,但可不存在于任一個另外的 聚合物層內。在圖中,添加劑519W顆粒的形式示意性地示出,但其可W任何期望的形式存 在于給定聚合物層內,包括作為微粒,或作為連續相或共連續相的材料。添加劑519也可能 可溶于層分組內的一個、一些甚至全部的層中,包括(例如)聚合物層A的材料中。
[0077] 在示例性實施方案中,聚合物組合物A和B都不為壓敏粘合劑(PSA)或其他類型的 粘合劑。就運一點而言,"添加劑"是指在被施加于不同部件的表面后或在被施加于不同部 件的表面時,將運些表面粘合在一起繼而抵抗分離,并且在室溫下發粘的材料或層。此外, 聚合物組合物A、B優選地彼此能夠共擠出,運樣一來,整個層疊堆520(在接受模制W提供所 需的起伏狀外形之前)便可在單個操作中共擠出而不是在不同的操作中制成,然后可由粘 合劑層合在一起。聚合物組合物A、B也優選地能夠在204°C(40(TF)或更高的烙融溫度(即, 烙融聚合物的溫度)下烙融加工。在一些情況下,初始的多層聚合物膜(在模制之前)不僅可 通過共擠出制成,也可通過一個或多個使聚合物層A和/或聚合物層B定向的拉伸或定向步 驟制成。此類定向層可具有最低水平的雙折射率,例如至少0.05的雙折射率。就運一點而 言,如果給定的材料或材料層沿一個方向偏振光的折射率不同于沿不同方向偏振光的折射 率,則將運種給定的材料或材料層稱為雙折射材料或雙折射材料層。所W,材料或材料層的 "雙折射率"是此類折射率之間的最大差值。在一些情況下,運種最大差值可出現在同時位 于膜所處平面內的兩個正交軸之間(例如,圖5、圖7和圖8所示的X軸和Y軸),而在其他情況 下,運種最大差值可出現在下述兩個正交軸之間:其中一個軸位于膜所處的平面內,另一個 軸垂直于膜所處的平面(例如,圖5、圖7和圖8所示的X軸和巧由)。拉伸(有時稱之為牽拉),可 為單軸或雙軸的,并且如果為雙軸的,那么拉伸可為同時的或順序的。拉伸多層膜的行動或 方法可導致全部、或僅一些、或在一些情況下無組成聚合物層為取向的,取決于所使用的材 料和方法條件,諸如拉伸期間膜的溫度。美國專利6,179,948 (Merri 11等人)中的參考文獻 還討論了已知的拉伸或牽拉技術。例如,可執行兩步牽拉法,其中一組層(如聚合物層A)在 兩個牽拉步驟期間大體上定向,另一組層(如聚合物層B)只在一個牽拉步驟期間大體上定 向。運會得到下述多層膜,該膜具有在拉延之后基本上為雙軸取向的一組材料層,并且具有 在拉延之后基本上為單軸取向的另一組材料層。初始多層聚合物膜(在模制之前)的任何雙 折射率在模制多層聚合物膜的對應層中可基本上被保留。
[0078] 聚合物組合物A和B可為聚醋基材料,但也可使用其他合適的材料。例如,A組合物 可為或可包含聚醋、聚締控、聚-α-締控、聚甲基丙締酸醋、聚碳酸醋、聚碳酸醋合金、聚氨 醋、脂族聚醋(諸如聚乳酸、聚徑基下酸醋、聚徑基班巧酸醋等等)、苯乙締共聚物、有機娃或 共聚物,和/或它們的混合物;并且B組合物可為或可包含例如聚醋、聚締控、聚-α-締控、聚 甲基丙締酸醋、聚碳酸醋、聚碳酸醋合金、脂族聚醋諸如聚徑基下酸醋、聚乙締班巧酸脂、聚 乳酸等等、苯乙締共聚物、有機娃或共聚物,和/或它們的混合物;應理解A和Β組合物是不同 的。共聚物可為嵌段共聚物、無規共聚物或運兩種共聚物的組合。
[0079] 在一些情況下,可能理想的是,層疊堆520可與環氧乙燒滅菌相容。環氧乙燒能夠 滲透紙、多種塑料和橡膠。目前使用環氧乙燒來對一次性注射器、皮下注射針、預包裝材料、 培養皿、移液管等進行滅菌。用環氧乙燒滅菌的優點可包括:適用于不耐熱物質,因為環氧 乙燒滅菌可W在室溫下或僅略高于室溫的溫度下進行;不損傷對濕氣敏感的物質與設備, 因為環氧乙燒滅菌只需要低濕度;可用于預包裝制品,因為環氧乙燒具備強大的穿透能力; 另外,盡管環氧乙燒是高反應性化合物,但運種滅菌方法只損傷相當少的材料。環氧乙燒滅 菌的缺點可包括:在滅菌期間,環氧乙燒可被一些物質強烈吸附;而且在一些材料中,環氧 乙燒可產生有毒物質,如2-氯乙醇。
[0080] 在某些實施方案中,可能理想的是,利用電離福射(例如丫射線或電子束)來對膜 進行滅菌。在此類情況下,將膜的材料組合物選擇為耐受該處理。可能需要加入一種或多種 抗氧化劑(例如受阻酪、亞憐酸鹽和受阻胺),來確保聚合物穩定。
[0081] 優選的是,疊堆520被構造成促進層分組之間的界面處(例如,主表面524a/522b、 526a/524b等處)而不是任一個層分組內的界面處出現不可逆分層。在簡單的AB疊堆中,疊 堆中的每個界面在聚合物層A和聚合物層B之間;從而,盡管層與層的剝離強度可通過適當 選擇聚合物組合物A、B而設計,但每個界面處的剝離強度將基本上相同。然而,疊堆可W其 他方式配置成促進在期望界面處的分層。例如,疊堆可提供有促進分層的物理結構。
[0082] 此類物理結構的示例在圖6A和圖6B的層疊堆中示出。假設運些圖中示出的層疊堆 是如本文所述的模制多層聚合物膜的一部分。共擠出聚合物層的疊堆620可與疊堆520相同 或相似,在圖6A的示意性平面圖中,和沿剖切線6B-6B剖切得到的圖6B的示意性剖視圖中示 出。疊堆620具有WAB模式重復的聚合物層構造,其中相鄰層構成的層對形成AB型層分組 622、624、626、628、630。聚合物層4可包含分散其中的任選的添加劑619,聚合物層8可包含、 也可不含運種添加劑。一組嵌套的吻切孔622H、624H、62細、628H、630H由機械刀片、激光福 射或任何其他合適的裝置形成,用來限定操作突片615。吻切孔和突出部提供階梯狀橫截面 平面外形,如圖6B所示。吻切孔的深度被設計成讓使用者可經由突出部615觸及相鄰層分組 之間的界面。舉例來說,使用者可將指甲或另一種鋒利的物體沿著一個突出部朝另一個突 出部滑動,借此擦起整個最上面的層分組(就圖6A和圖6B來說,為層分組622),使其遠離疊 堆620的剩余部分,從而讓層分組624的聚合物層A暴露于環境。
[0083] 類似地,圖6B所示略去了最下面的層"A"的整個模制膜可按相對圖中所示取向倒 置的取向使用。呈倒置取向時,層分組630(與其相關聯的孔630H)將為疊堆中最上面或最外 側的層分組,層分組622(與其相關聯的孔622H)將為疊堆中最下面或最內側的層分組(最靠 近工件),而且整個膜中的聚合物層"A"和層"B"(除略去的層"A"之外)的位置,都將與圖中 所示的位置互換,因此圖6B中標記為"A"的層將由聚合物B構成且將不含添加劑,而圖6B中 標記為"B"的層將由聚合物A構成且將包含添加劑619。呈該取向時,不同于將指甲或另一種 鋒利的物體沿著一個突出部滑動,借此擦起整個層分組622使其遠離疊堆剩余部分運一做 法,使用者將要(例如用兩個手指尖)夾住層分組630的突出部615,然后牽拉該突出部,將層 分組630從疊堆的剩余部分剝離,從而讓下一個層分組(層分組628)的層"A"暴露于環境。
[0084]也可在疊堆620的一個或多個層之上或之中提供標簽、標志、其他標記或特征。在 所示的層疊堆620中,有兩種類型的此類標記。標記616為形成于操作突片615的區域中的每 個聚合物層A中的淺孔或凹陷。標記616可在平面圖中W包括文字與數字的字符或其他符號 的形式成型。在所示的實施方案中,標記616為數字,使用者觀察運些數字,就可W很方便地 知道工件上的疊堆內還剩下多少個可剝離片材。例如,在將最前面的層分組622分層繼而移 除時,指示"護的標記616將連同層分組622-起移除,因此,將只有指示"Γ、"2"、"3"、"4"、 "5"的標記616依然會被使用者看到。標記616示出為聚合物層A的淺孔或凹陷,但是它們可 利用替代性設計。例如,標記616可W只是用油墨印刷到操作突片615的相同區域上的字母 數字字符或其他符號。
[00化]圖6A和圖她所示的另一種類型的標記為標記617。運些標記為穿過疊堆620的不同 深度的孔。運些孔全可在最前層的暴露表面處敞開,并且在不同層分組處終止:最淺的孔終 止于最前面的層分組622,下一個較深的孔終止于下一個層分組624,再下一個較深的孔終 止于再下一個層分組626,依次類推。運些孔示出為簡單圓孔,并且不重疊,并且沿著疊堆 620的邊緣的直線彼此間隔開,但也可使用其他設計。例如,孔在平面圖中可具有更復雜的 輪廓,例如,包括字母數字字符的形式。標記617也可提供給使用者多少可剝離片材或層分 組保留于疊堆中和工件上的指示。例如,在圖6A的平面圖中,六個標記617為可視的,但在將 最外側的層分組622剝離之后,僅五個標記617將保留,并且在將層分組624剝離之后,僅四 個標記617將保留,依次類推。
[0086] 也可改變圖6A和圖6B所示的實施方案,得到多個替代性實施方案。例如,當保留標 記617時標記616可忽略,或當保留標記616時標記617可忽略,或標記616和617兩者均可忽 略。此外,孔622H、624H等和操作突片615也可省去。如果需要,各種層通過滲入染料、顏料或 其他著色或染色劑可制成具有不同顏色,使得例如每個其他層分組(或其一個或多個層)為 不同顏色,或疊堆中的最后層分組或最后少量的層分組可用染料、顏料等進行著色W向使 用者提供可視指示,該指示為無更多層分組(或僅一個或少量層分組)可用于分層。
[0087] 圖5的層分組為雙層型(A-B)分組。然而,讀者應理解,其他層類型例如聚合物層C、 D、E等可添加至疊堆,使得變化后的層疊堆的層分組包含兩個W上單獨的聚合物層。優選 地,添加附加聚合物層的方式使得:變化后的疊堆依然不含粘合劑和PSA,變化后的疊堆可 由單個共擠出過程制備,并且片材或層分組可連續從模制多層聚合物膜的層疊堆的剩余部 分不可逆地分層。將層分組設計成包含兩個W上聚合物層的一個益處是,通過適當選擇聚 合物材料A、B、C等,就可得到多種不同的層與層附接。運繼而允許我們選擇A、B、C等材料,W 使層與層的最弱附接在層分組之間的界面處出現,而不是在一個或多個層分組內的層之間 的界面處出現。此類布置可用于配置層疊堆W促進在層分組之間而不是層分組內的不可逆 分層。然后,如果需要,通過確保每個層分組的最前聚合物層包含有效量的所需添加劑,從 疊堆剝離一個層分組將導致下面的層分組現出新的載有添加劑的層,即膜的新前表面。
[0088] 具有圖4A至圖4D所示功能的另一種可行的模制膜的構造細節在圖7中示出。在該 圖中,我們看到W示意性形式的單個聚合物層,運些聚合物層的疊堆在一起W形成疊堆 720,該疊堆可形成模制多層聚合物膜711的全部或一部分。疊堆720可與疊堆520類似,例如 在W下方面:疊堆720的聚合物層可通過單個共擠出操作、一個或多個拉伸或定向步驟(可 選)制備;疊堆720可不含粘合劑層且不含壓敏粘合劑層;疊堆720可包括一些含有效量的所 需添加劑719的聚合物層(至少一個運種層位于疊堆內部)和一些不含添加劑的聚合物層; 疊堆720可被構造成促進層分組之間而不是沿著層分組內的界面出現分層;疊堆720的聚合 物組合物可能可W在204°C(400°F)或更高的烙融溫度下烙融加工。但疊堆720有別于疊堆 520,因為疊堆720由兩種(Ξ種)W上類型的聚合物層構成:聚合物層A、聚合物層B和聚合物 層C,假設它們分別由不同的聚合物組合物A、B和C構成。運Ξ種不同的層類型被組織成重復 的層組A、B、C、A、B、C(依次類推),最小的重復單元(A、B、C)被稱作層分組。膜711具有至少四 個層分組722、724、726和728。運些層分組中的每個層分組都由前主表面(參見表面722曰、 724a、726a、728a)和后主表面(參見表面7226、7246、72613、7286)限定。相鄰層分組的前主表 面和后主表面彼此緊密接觸。層分組中的每個層分組恰好有Ξ個設置在前主表面和后主表 面之間的聚合物層:一個聚合物層A、一個聚合物層B和一個聚合物層C。如圖所示,給定分組 內的層A是該分組內最前面的聚合物層,層C是該分組內最后面的聚合物層,而層B是給定分 組中的內部層(既不位于最前面,也不位于最后面)。疊堆720被構造成使得聚合物層A包含 有效量的添加劑719(可選),而另外的聚合物層(B和C)不含。在替代性實施方案中,運些層 (A、B和C)可包含添加劑(可選)。
[0089] 聚合物組合物B和A或C可為聚醋基材料。就運一點而言,我們已開發出聚醋和非聚 醋基材料組合,當其分別恰當地結合到疊堆720中的層B或A或C中時,可引起層分組722、724 等優先地沿對應于相鄰的層分組之間的界面處的分層表面(是指圖7中的虛線)分層。結合 圖7所示的含Ξ個構成層的實施方案,我們已發現,通過使聚合物層C與聚合物層A的附接明 顯弱于層C與層B的附接W及層B與層A的附接,可使分層表面與聚合物層C和聚合物層A之間 的界面一致。運繼而可通過使用聚丙締共聚物與合適量的另一個樹脂的共混物用于聚合物 組合物C來實現。例如,聚合物組合物C可W是丙締共聚物與苯乙締嵌段共聚物的可混溶的 共混物,或丙締共聚物與乙締 α締控共聚物的可混溶的共混物,或丙締共聚物與締控嵌段共 聚物的可混溶的共混物。在聚合物組合物C是丙締共聚物與苯乙締嵌段共聚物的可混溶的 共混物的情況下,聚合物組合物Β可W是共聚醋與締控的不可混溶的共混物,或聚合物組合 物Β可W是非晶態共聚醋并且聚合物組合物A可W是半結晶聚醋。在一些情況下,雖然聚合 物組合物C與聚合物組合物B可至少部分地混溶,并且聚合物組合物B與聚合物組合物A可至 少部分地混溶,但聚合物組合物C與聚合物組合物A不可混溶。就運一點而言,如果不可混溶 的共混物的至少一種組分與另一種聚合物組合物(或如果另一種聚合物組合物也為不可混 溶的共混物或嵌段共聚物,其中"成分"是指嵌段共聚物的單個區塊區域)可混溶,則可將為 聚合物的不可混溶的共混物的給定聚合物組合物,諸如聚合物組合物A、B或C中的任一個, 稱為與另一種聚合物組合物可至少部分地混溶。如上文已指出的那樣,即使聚合物層A和聚 合物層C之間的附接可能最弱,但運種附接仍可大于零,舉例來說,A/C界面處的剝離力可為 至少1克/英寸,或為至少2克/英寸。
[0090] 對于本發明的目的,術語"可混合的"、"可混性"等不意味著在絕對意義上的要求, 該要求是指在談論中的兩種或更多種聚合物形成一種均勻相的恒定空間組合物,相反,在 相對意義上,存在有兩種或多種聚合物的足夠內擴散W提供橫穿相之間的界面的顯著糾纏 交互作用,和/或有時在文獻中稱為層間的"中間相"。運種相對意義上的混溶性在聚合物科 學文獻中有時也稱為"相容性"或"部分混溶性"。另外,例如均聚物或無規共聚物可據稱在 運種意義上表現出與嵌段共聚物的混溶性,其中其具有與嵌段聚合物的僅一個嵌段的區域 相互作用的此類能力,即使均聚物或共聚物與嵌段共聚物的其他嵌段的區域完全互溶。
[0091] A-B、B-C和A-C層對當中混溶性程度的差異并非影響層對當中剝離力的相對值的 唯一方式。例如,層A的至少一種組分與層B的至少一種組分的至少部分混溶性將趨于增加 A-B對的剝離力,運是由于橫跨運兩個層之間的界面的分子間纏結得到增加。作為替代,在 層A和B中的至少一個的至少一種組分中的大分子取向或結晶度或兩者的存在可趨于降低 A-B對的剝離力。運是由于橫跨兩個層之間的界面的分子間纏結減少,該減少可由分子取向 (而不是呈無規線團構型)、設及結構化微晶(而不是呈非晶態狀態)或兩者的聚合物分子的 移動性降低造成。膜制造工藝中的一個或多個單軸或雙軸拉伸可導致分子取向、結晶、或兩 者。因此,對于至少部分地包含在拉伸下趨于取向、結晶、或兩者的聚合物的層,膜拉伸可W 是W改變層的組合物作為影響層對當中的剝離力的相對值的方法的替代形式或補足。換句 話講,可利用形態(例如結晶度)和組合物來影響層對當中的相對剝離力。
[0092] 因此,對疊堆720進行設計,使層分組之間的附接比層分組內的層之間的附接弱, 便可將疊堆720構造成促進期望界面處出現分層。然而,另外或作為替代,疊堆720也可被構 造成通過向疊堆720提供有促進分層的物理結構而促進期望界面處的分層,具體地包括結 合圖6A和/或圖6B所討論的操作突片和/或任何其他特征。
[0093] 圖7的層分組為Ξ層型(A-B-C)層分組。然而讀者應理解,層A、層B、層C可按不同方 式組織,并且/或者可將其他類型的層(如聚合物層D、E等)添加至疊堆,使得層分組包含Ξ 個W上單獨的聚合物層。例如,層A、層B、層C可被布置成4、8、4、8、(:、4、8、4、8、(:等布置,使得 每個層分組為聚合物層的五層型組(A-B-A-B-C)。在運種情況下,再次使層C與層A的附接明 顯弱于層C與層B的附接W及層B與層A的附接,因而在層C和層A之間的界面處形成分層表 面。層A與層C之間的弱附接可大于零,舉例來說,剝離力可為至少1克/英寸,或為至少2克/ 英寸。在該實施方案中,所有的聚合物層A可含有一種或多種添加劑(可選),而聚合物層B和 聚合物層C可含可不含。作為替代,只有一些聚合物層A(例如,僅僅是每個層分組內的最前 面的聚合物層的那些聚合物層A)可含有添加劑(可選),剩余的層A,W及層B和層C都不含。
[0094] 在給定的可剝離模制膜中,各種層分組(無論是AB、ABC,還是其他模式)內的指定 層(如聚合物層A)可含有同一種添加劑或不同的添加劑。在簡單的情況下,膜內的指定層可 全都包含同一種添加劑。在替代性實施方案中,膜的不同層分組內的至少有兩個聚合物層 可包含不同的添加劑,而且在一些情況下,膜內的每個聚合物層可包含不同的添加劑,也就 是說,每個聚合物層可包含其他任何聚合物層中不含的添加劑。
[0095] 又如,可將聚合物層D(假設由不同于組合物A、B和C的聚合物組合物D制成)添加至 層疊堆。運種實施方案在圖8中示意性示出。該圖只示出了模制多層聚合物膜811的一部分, 圖中膜包含聚合物層的疊堆820。層疊堆820由四種不同類型的聚合物層構成:聚合物層A、 B、C、D,運些聚合物層分別由不同的聚合物組合物A、B、C、D構成。組合物A、B、C、D全都不為壓 敏粘合劑(PSA)和其他類型的粘合劑,而且運些聚合物組合物優選地彼此能夠共擠出,使得 整個層疊堆820可W在單個操作中共擠出。聚合物組合物A、B、C、D也優選地能夠在204°C (400°F)或更高的烙融溫度下烙融加工。聚合物層A、B、C和/或D中的任何或全部也可被取 向,并且可具有至少0.05的雙折射率。疊堆820被構造成使得聚合物層A包含有效量的添加 劑819(可選),而另外的聚合物層(B、C、D)不含。
[0096] 聚合物層W重復順序A、D、B、C、A、D、B、C等組織,并且聚合物組合物被調整成使層C 與層A的附接弱于疊堆820內其他任何相鄰層對的附接,運與圖7的實施方案類似。運樣,將 聚合物層組織成四層型(A-D-B-C)層分組,并且優先地沿對應于相鄰的層分組之間的界面, 例如,聚合物層C和聚合物層A之間的界面處的分層表面(是指圖8中的虛線)發生分層。
[0097] 因此,對疊堆820進行設計,使層分組之間的附接比層分組內的層之間的附接弱, 便可將疊堆820構造成促進期望界面處出現分層。然而,另外或作為替代,疊堆820也可被構 造成通過向疊堆820提供有促進分層的物理結構而促進期望界面處的分層,具體地包括結 合圖6A和/或圖6B所討論的操作突片和/或其他任何特征。
[0098] 圖9和圖10是可用于制造本發明公開的多層聚合物膜的制造系統的示意圖。圖9示 意性示出了共擠出本文別處描述的Ξ種聚合物組合物A、B、C,形成多層聚合物膜910。在替 代性實施方案中,可只使用兩種聚合物組合物(如A、B),而在其他實施方案中,可使用Ξ種 W上聚合物組合物(如A、B、C、D)。組合物可經由雙螺桿擠出機或其他合適裝置進料至送料 區塊930,該送料區塊交織烙融聚合物流動路徑,使它們形成多層擠出物909。在使用Ξ種聚 合物組合物的情況下,聚合物層A、B、C可按成品膜中所期望的重復模式布置于擠出物909 內。在一些情況下,擠出物909可進料到一個或多個層倍增器單元中,形成層數為初始擠出 物909層數的多倍(如2倍、3倍或4倍)的輸出擠出物。無論使用層倍增器與否,隨后均可將多 層擠出物進料到膜模頭932內,該膜模頭的輸出物可在誘鑄輪上澤滅,形成誘鑄的多層聚合 物膜。在一些情況下,不具有附加的部件和特征的誘鑄膜可變為多層聚合物膜910,該多層 聚合物膜隨后在后成型或模制操作過程中被賦予自支承起伏狀外形。在一些情況下,可向 誘鑄膜施加附加的層和涂層,賦予其額外的功能。例如,可將隔離襯墊施加至誘鑄膜的一個 或兩個暴露主表面。另外,粘合劑背襯層可涂覆到誘鑄膜的暴露主表面之一上,使得其可容 易地施加至所關注的工件。還可提供物理結構,具體地包括本文所討論的操作突片和/或其 他特征結構。不管施加多少個附加的層和涂層,多層聚合物膜910都包括利用送料區塊930 共擠出,隨后經由層倍增器(可選)和模頭932形成的聚合物層的疊堆。即便在膜910被后成 型或模制之后,疊堆內的層仍可如本文別處討論的那樣被組織成層分組,運些層分組被設 計成相互不可逆地分層。
[0099] 在一些情況下,無論是為了賦予膜中的一些或所有單獨的層雙折射率,還是為了 改變一些或所有單獨的聚合物層的其他材料特性,對多層誘鑄膜進行拉伸或定向可能是理 想的。此類拉伸或定向在圖10中示意性示出。可將多層誘鑄膜1008依序、同時或既依序又同 時進料到沿順維方向和/或橫維方向拉伸膜的一個或多個已知的膜處理裝置中,制出具有 本文所述的分層特征的定向多層聚合物膜1010,其中多層誘鑄膜1008可與圖9所示的誘鑄 膜910相同或類似,包括至少兩種、Ξ種或更多種類型的按成品膜中所期望的重復模式布置 的不同聚合物層。在圖10中,多層誘鑄膜1008被示為首先進料到長度取向機化.0. )1034內, 該長度取向機沿順維方向拉伸膜,形成初步定向膜1009;之后進料到拉幅機1036內,該拉幅 機沿橫維方向拉伸膜,產生定向的多層聚合物膜1010,然后將該膜后成型。在替代性實施方 案中,可省去長度取向機1034,可省去拉幅機1036,也可添加附加的長度取向機和/或拉幅 機。還可單獨地或與前述拉伸裝置結合使用被設計成能夠同時在順維方向與橫維方向上拉 伸膜的拉幅機(未示出)。可單獨使用或與其他拉伸單元結合使用專口設計的拉幅機,例如 通常所說的拋物線拉幅機。參見(例如)美國專利7,104,776(16'方111等人)、7,153,122 (Jackson等人)和7,153,123(化ckson等人)。在其他實施方案(未示出)中,可將誘鑄膜成型 為管狀構型而不是扁平膜構型,隨后可使用吹塑膜工藝等將管狀誘鑄膜拉伸。可用于將誘 鑄膜拉伸/取向為拉伸膜的方法不受限制。
[0100] 與上文結合圖9討論的內容類似,不具有附加的部件和特征的定向膜1010可變為 (在如本文所述的合適的后成型或模制操作之后)模制的多層聚合物膜,該膜的分層特性如 本文所論述。在其他情況下,可將附加的層和涂層(如隔離襯墊和粘合劑背襯層)施加至定 向膜,賦予其額外的功能。還可提供物理結構,具體地包括本文所討論的操作突片和/或其 他特征結構。不管施加多少個附加的層和涂層,多層聚合物膜都包括最初通過共擠出,然后 任選地通過拉伸定向而形成的聚合物層的疊堆,該疊堆中的層如本文別處討論的那樣被組 織成層分組,運些層分組被設計成相互不可逆地分層。
[0101] 由于層疊堆中的聚合物層優選地與通過共擠出的同時形成相容,如圖9所描繪的, 單獨地可剝離層分組可比單獨制造、然后彼此層合時制造得更薄。優選地,疊堆中的層分組 中的每個層分組可具有不超過約2密耳(約50微米)的厚度。此外,層疊堆可總共包含N個層 分組,其中N可為至少5或為至少10,膜可具有不超過約15密耳或20密耳(分別為約380微米 或510微米)的總厚度。至少N-1個層分組可具有相同數目的即Μ個聚合物層,Μ可為至少2,或 為至少3"Μ個聚合物層可按與Ν-1個層分組或全部Ν個層分組相同的順序布置。
[0102] 對于所公開的一些膜優先地在整個聚合物層的疊堆中重復的特定類型的界面處 分層的能力具有一些重要性的是適當選擇疊堆內各種層類型的聚合物組合物。就此類膜來 說,我們可假設疊堆包括多個被組織成層分組的單獨聚合物層,每個層分組具有最前聚合 物層、最后聚合物層和至少一個內部聚合物層。我們可進一步假設層疊堆被設計成優先地 在對應于相鄰層分組的最前層與最后層之間界面的分層表面處分層。在此類情況下,適用 于最前層的組合物通常可選自聚醋、共聚醋、丙締酸類樹脂W及有機娃熱塑性塑料。此外, 適用于最后層的組合物可選自締控的共混物,諸如聚丙締或聚乙締與合適量的苯乙締嵌段 共聚物、乙締 α締控共聚物或締控嵌段共聚物的共混物。此外,適用于內部聚合物層的組合 物可選自多種聚合物W及聚合物共混物,包括但不限于共聚醋、PMMA、c〇-PMMA、苯乙締嵌段 共聚物、聚丙締 W及有機娃聚乙二酷胺。應注意,不是前述適用于不同層類型的組合物的所 有組合都將產生期望的結果,所W應使用判斷來識別用于不同層類型的聚合物材料中W實 現期望的功能性W及分層特征的適當組合。例如,最前層可W是或可包含半結晶聚醋,最后 層可W是或可包含聚丙締與苯乙締嵌段共聚物、乙締 α締控共聚物或締控嵌段共聚物的共 混物,內部層可W是或可包含共聚醋。又如,最前層可W是或可包含聚甲基丙締酸甲醋 (ΡΜΜΑ)或CO-PMMA,最后層可W是或可包含聚丙締與苯乙締嵌段共聚物的共混物,內部層可 W是ΡΜΜΑ或CO-PMMA與苯乙締嵌段共聚物或聚丙締的共混物。再如,最前層可W是或可包含 有機娃聚乙二酷胺,最后層可W是或可包含聚丙締與苯乙締嵌段共聚物,內部層可W是苯 乙締嵌段共聚物。
[0103] 使用設計層疊堆中的一個聚合物層與其他聚合物層的附接的一種方法時,由聚丙 締和若干種共聚物樹脂之一的共混物組成的聚合物組合物表現出的與其他聚丙締層的附 接為共混成分比例的函數。該方法在美國專利申請No. 2014/0065397中更詳細地討論。
[0104] 圖11所示的流程圖概述了一種用于實施后成型或模制操作W產生本發明所公開 的模制可剝離多層聚合物膜的技術。在框1102中,提供了多層聚合物膜。運種膜可通過如結 合圖9和圖10所述那樣分層共擠出合適的聚合物材料而制成,運種膜可包括聚合物層的疊 堆,該疊堆中的聚合物層如本文別處討論的那樣被組織成層分組,運些層分組被設計成相 互不可逆地分層。在框1104中,提供了具有起伏狀外形的工件。該工件可W是模具,也可W 是可用作模具的制品。該工件具有起伏狀表面,該表面的形狀正是期望賦予可剝離的模制 膜成品的形狀。在框1106中,加熱來自框1102的多層聚合物膜。如上所述,加熱可軟化多層 聚合物膜中的至少一些構成層,例如,可將該多層聚合物膜加熱到超過與聚合物層的疊堆 相關聯的至少一個玻璃化轉變溫度。另外在一些情況下,上述加熱效果可完全或部分地是 制造框1102內的多層聚合物膜的過程附帶造成的結果。另外或作為替代,可先加熱工件/模 具,然后由該工件/模具向膜供熱,而加熱該膜。在框1108中,將多層聚合物膜后成型(如熱 成型),或抵靠工件/模具的起伏狀表面模制。通常在該過程期間向膜施壓,例如借助真空形 成的空氣壓差,或使用一個或多個機械元件直接施壓,使得膜貼合工件/模具的相關起伏狀 表面。請注意,框1106中的加熱操作既可與框1108中的模制操作同時發生,也可為框1108中 模制操作的一部分。優選的是,執行框1106中的加熱操作和框1108中的模制操作后,來自框 1102的多層聚合物膜的層結構和不可逆分層特征基本上得W保留。在框1110中,將(現為模 制的)多層聚合物膜冷卻,運樣,膜便保留了從工件/模具獲得的起伏狀外形。冷卻的模制多 層聚合物膜體現起伏狀外形,而且具備自支承能力。另外,該模制膜的層分組可依序從該膜 的剩余部分不可逆地分層。在框1112中,將成型或模制膜從工件/模具移除。
[0105] 在圖11所示的后成型或模制操作之后,如果需要,可將模制膜粘附到或W其他方 式附接到另一個工件,例如可用的物體或裝置,如電話機、電話機配件或電話機部件、電視 機遙控器、鍵盤、小鍵盤、顯示裝置,或任何其他合適的具有起伏狀表面的可用物體。可用物 體的示例在圖12中示出。此處,如本文所公開的模制多層聚合物膜1211被施加到工件1202 上。工件為具有顯示器1203和按鈕1204的手持式電子裝置,顯示器1203是平坦的但相對于 其四周凹陷,按鈕1204從其四周凸出。將按鈕垂直(即沿Z方向)按下至少一段距離,便可激 活按鈕。顯示器1203和按鈕1204形成工件1202的前表面120?的一部分,由于前表面沿Z方 向的多個部分高度不同,所W具有起伏狀外形。已例如使用圖11所示的過程模制出了模制 膜1211,使其保留起伏狀外形,該起伏狀外形包括對應于顯示器1203的平坦凹陷區域1218 和對應于按鈕1204的隆起1219。模制膜1211還可包括操作突片1215,運些操作突片可與上 文所述的操作突片615相同或類似,用于方便多個單獨的層分組從膜1211分層。模制膜1211 可為基本上光學透明的,并可包括光學透明的粘合劑背襯層,所W可被粘附或W其他方式 附接到工件1202的具有起伏狀外形的前表面1202a上,而且在運種粘附后,使用者仍可觀看 顯示器1203上的信息并操作按鈕1204。就運一點而言,模制膜1211除具有自支承起伏狀外 形之外,還優選可曉曲,運樣一來,使用者用手指按壓隆起1219便可輕松激活對應的按鈕 1204。
[0106] 實施例
[0107] 我們應用前述原理制造了幾個具有本文討論過的分層特性和起伏狀表面特征的 模制多層聚合物膜。
[0108] 首先制造 Ξ個共擠出多層聚合物膜,然后熱成型(后成型),形成與可用物體的起 伏狀表面對應的自支承起伏狀外形。
[0109] 多層聚合物膜1使用的聚合物層的疊堆具有與圖7所示類似的重復ABC層布置。就 膜1來說,A層、B層和C層分別由下列聚合物組合物A、B、C構成:
[0110] ?聚合物組合物A:聚對苯二甲酸乙二醇醋牌T),具體地講,購自美國新澤西州利 文斯頓南亞塑膠工業股份有限公司(Nan化Plastics Co巧.USA,Livingston,NJ),產品代 碼 1M04;
[01川 ?聚合物組合物B:陽TG共聚醋,具體地講,購自美國田納西州金斯波特伊±曼化 工公司化astmanChemicalCo.,Kingsport,TN),產品代碼EASTARGN071;
[0112] .聚合物組合物C : 8 0重量%聚丙締(購自利安德己塞爾工業公司 化yondellBasell Company),產品代碼SR549M)和20重量%苯乙締-乙締-丙締-苯乙締 (SEPS)嵌段共聚物樹脂(購自美國得克薩斯州休斯敦科騰高性能聚合物公司化raton Performance Polymers Inc.,Houston,TX),產品代碼KRAT0N G1657)的共混物。
[0113] 所有運些材料彼此能夠共擠出,并且在204°C(40(TF)或更高的溫度下均可烙融加 工。加熱運些材料后,使用由下列Ξ個擠出機送入的16層送料區塊進行共擠出:一個擠出機 裝有聚合物組合物A,一個裝有聚合物組合物B,還有一個裝有聚合物組合物C。讓16層擠出 物流入13.25英寸(約337mm)的模頭內,繼而誘鑄到存在靜電釘扎的冷卻誘鑄輪上,由此生 成多層聚合物膜1。在擠出運種膜樣品期間,將擠出機、模頭和送料區塊加熱到500T至530 了(260°C至277°C)。誘鑄之后,雙向拉伸膜1,使其定向。
[0114] 在多層聚合物膜1的共計16個聚合物層中,15個層形成聚合物層的疊堆,運些層按 照與圖7所示類似的重復AB對莫式布置,不同的是具有5個層分組。就每個層分組來說,頂部 或前面有一個A層,內部有一個B層,底部或后面有一個C層。每個A層的物理厚度為0.70密耳 (18微米),每個B層的物理厚度為0.15密耳(3.8微米),每個C層的物理厚度為0.15密耳(3.8 微米)。在該包含5個ABC層分組的疊堆中最后面或最底部的C層處,向該疊堆添加一個附加 (共擠出)聚合物組合物A層,運一附加 A層的物理厚度為0.70密耳(18微米)。因此,多層聚合 物膜1的總卡尺厚度(即物理厚度)為5.7密耳(145微米)。多層聚合物膜1具有澄清透光的外 觀。
[0115] 多層聚合物膜2與多層聚合物膜1基本上相同,并且W與多層聚合物膜1相同的方 式制成,不同的是改變了誘鑄輪的速度,由此減小整個膜W及膜的構成層的厚度。因此,多 層聚合物膜2總共有16個按與多層聚合物膜1相同的方式布置的聚合物層,但每個A層的物 理厚度為0.32密耳(8.1微米),每個B層的物理厚度為0.07密耳(2微米),每個C層的物理厚 度為0.07密耳(2微米)。因此,多層聚合物膜2的總卡尺厚度(即物理厚度)為2.65密耳(67.3 微米)。多層聚合物膜2具有澄清透光的外觀。
[0116] 多層聚合物膜3使用的聚合物層的疊堆具有與圖7所示類似的重復ABC層布置。就 膜3來說,A層、B層和C層分別由下列聚合物組合物A、B、C構成:
[0117] ?聚合物組合物A:94重量%聚對苯二甲酸乙二醇醋牌TK具體地講,購自美國新 澤西州利文斯頓南亞塑膠工業股份有限公司(Nan化Plastics Co;rp .USA, Livingston, NJ),產品代碼1N404)和6重量%聚丙締(購自美國得克薩斯州休斯敦道達爾石化美國公司 (Total Petrochemicals USA,Houston,TX),產品代碼PP3230)的共混物;
[011引 ?聚合物組合物B:陽TG共聚醋,具體地講,購自美國田納西州金斯波特伊±曼化 工公司化astmanChemicalCo.,Kingsport,TN),產品代碼EASTARGN071;
[0119] .聚合物組合物C : 9 0重量%聚丙締(購自利安德己塞爾工業公司 化yondellBasell Company),產品代碼SR549M)和10重量%苯乙締-乙締-丙締-苯乙締 (SEPS)嵌段共聚物樹脂(購自美國得克薩斯州休斯敦科騰高性能聚合物公司化raton Performance Polymers Inc.,Houston,TX),產品代碼KRAT0N G1657)的共混物。
[0120] 所有運些材料彼此能夠共擠出,并且在204°C(40(TF)或更高的溫度下均可烙融加 工。加熱運些材料后,使用由下列Ξ個擠出機送入的16層送料區塊進行共擠出:一個擠出機 裝有聚合物組合物A,一個裝有聚合物組合物B,還有一個裝有聚合物組合物C。讓16層擠出 物流入13.25英寸(約337mm)的模頭內,繼而誘鑄到存在靜電釘扎的冷卻誘鑄輪上,由此生 成多層聚合物膜3。在擠出運種膜樣品期間,將擠出機、模頭和送料區塊加熱到500T至530 了(260°C至277°C)。誘鑄之后,雙向拉伸膜3,使其定向。
[0121] 在多層聚合物膜3的共計16個聚合物層中,15個層形成聚合物層的疊堆,運些層按 照與圖7所示類似的重復AB對莫式布置,不同的是具有5個層分組。就每個層分組來說,頂部 或前面有一個A層,內部有一個B層,底部或后面有一個C層。每個A層的物理厚度為0.60密耳 (15微米),每個B層的物理厚度為0.13密耳(3.3微米),每個C層的物理厚度為0.13密耳(3.3 微米)。在該包含5個ABC層分組的疊堆中最后面或最底部的C層處,向該疊堆添加一個附加 (共擠出)聚合物組合物A層,運一附加 A層的物理厚度為0.60密耳(15微米)。因此,多層聚合 物膜3的總卡尺厚度(即物理厚度)為5.0密耳(127微米)。由于用于制造聚合物A層的兩種聚 合物不混溶,產生了顯著光散射,所W多層聚合物膜3具有白色不透明的外觀。
[0122] 多層聚合物膜1、2、3各自適于,也能夠如本文所述那樣在層分組之間連續不可逆 分層。
[0123] 然后取多層聚合物膜1、2、3各自抵靠電話機基座(具有起伏狀表面,且用作模具), 采用熱成型技術進行后成型或模制。模制過程如下:將一片多層聚合物膜置于矩形大框架 內,用該框架將膜細緊。然后將帶膜的框架放入烘箱預熱,使膜軟化。烘箱溫度被稱為"預熱 溫度"。在烘箱內預熱規定時間("預熱時間")之后,將帶膜的框架迅速轉移至真空累工位, 此處真實的電話機基座停留在與真空相連的平坦表面上,電話機基座與平坦表面都處于室 溫下。平坦表面具有通孔,該通孔位于電話機基座下方且與真空相連,所W-旦施加真空, 大氣壓力便將(仍受熱的)膜的一部分壓貼在電話機基座的起伏狀表面上,并將膜的其余部 分壓貼在平坦表面上。規定時間("成型時間")之后,關閉真空累工位的真空,待多層聚合物 膜冷卻后,將冷卻的模制膜從電話機基座(模具)分離。為方便參照,我們將該后成型或模制 過程之后的多層聚合物膜1、2、3分別稱為模制多層聚合物膜1'、2'、3'。使用的后成型條件 如下:
[0124]
[0125] 圖13A是與電話機基座(模具)分離之后的模制多層聚合物膜2'的照片。在該照片 中,模制膜2'僅被手輕輕托住,可W看出,該膜2'具有基本上類似于電話機基座的上表面輪 廓和側表面輪廓的自支承起伏狀外形。如果將模制膜2'放在平坦的桌面上,雖然用手擺弄 該模制膜,可輕易使其彎曲或曉曲,但該模在重力作用下仍保持自支承起伏狀外形一段不 確定的時間,例如幾小時、幾天、幾周。模制膜Γ和3'呈現出基本上類似的自支承起伏狀外 形和曉曲特性。
[0126] 圖13B是可代表模制膜1'、2'或3'中任一者的模制聚合物膜1311的示意性俯視圖 (或者說平面圖)。模制膜1311具有起伏狀外形,W及呈現局部的隆起和凹陷的特征結構 1312。最大的特征結構1312是尺寸被設計成用于放置電話機聽筒的凹陷,第二大特征結構 1312對應于電話機基座上的顯示器,較小的特征結構1312是與電話機基座上的按鈕對應的 隆起。區域R1和R2大致按比例繪制,是模制膜1311中相對平坦區域的一部分。區域R1用于測 量模制膜的光學霧度。區域R2用于測量聚合物層的疊堆中相鄰層分組之間的剝離力(粘合 強度、剝離強度)。
[0127] 使用可從畢克儀器公司(BYK Ins化uments)購買的化ze-Gard Plus霧度計測量模 制膜1'、2'、3'的光學霧度。還測量了對應的初始多層聚合物膜1、2、3(在模制之前)的光學 霧度。結果如下:
[012 引
'[0129]從結果可W看出,模制膜1'、2'、3'就像對應的初始多層聚合物膜1、2、3那樣,優先 在ABC層分組之間的界面處不可逆地分層。使用Imass公司出品的SP-2000型滑動/剝離測試 儀測量模制膜1'、2'、3'的剝離力(參見圖13B的區域R2),測量期間用膠帶將膜中所關注的 部分粘到平坦的剛性玻璃板上。依次測量模制膜的每個層分組(共5個)的剝離力,每次測量 剝離力都按下列要求進行:90度剝離;滑動速度為60英寸/分鐘;滑動方向與膜的縱向平行; 剝離力是整個剝離行進距離內的平均值。還測量了對應的初始多層聚合物膜1、2、3(在模制 之前)的5個層分組的剝離力。所得的剝離力值(W克/英寸示出)W及每個膜的所有5個層分 組的平均剝離力如下(其中LP1是指最頂部或最上面的ABC層分組,LP2是指直接位于LP1層 分組下方的ABC層分組,LP3是指直接位于LP2層分組下方的ABC層分組,依次類推;LP平均值 是指全部五個層分組的平均值):
[0130]
[0131] 如上所述,從結果可W看出,模制多層聚合物膜Γ、2'、3'優先在五個ABC層分組之 間的界面處不可逆地分層。運些模制膜中的每個模制膜可例如由合適的粘合劑附接到先前 用作其模具的同一個電話機基座上。由于在模制過程中按鈕向下移動或移入電話機基座 內,所W模制膜中對應于電話機基座的可操作按鈕的隆起(參見圖13B中的較小特征結構 1312)并沒有像它們本應呈現的那樣突出;然而,運樣的隆起的形狀仍緊密貼合電話機基座 的起伏狀表面上的各種特征結構,給人W整潔、細節畢現的印象。另外,由于模制膜牢牢覆 蓋在電話機基座的上表面和側表面上的恰當位置,并由于模制膜具有柔初性,所W電話機 基座上的按鈕仍可憑借手指觸摸而輕松激活。圖14是模制多層聚合物膜2'在附接到先前用 作其模具的電話機基座而且移除了多余的部分之后的照片。在沿電話機基座邊緣選定的多 個點處使用數小片可移除雙面涂布膠帶(3M?Scotch?667可移除雙面膠帶),將模制膜附接 到電話機基座上。該照片還示出了一個ABC層分組正在手的拉動下從模制膜2'的剩余部分 不可逆地分層。
[0132] 也可將其他工件用作模具,利用該模具賦予可模制膜起伏狀外形。特別地,測試了 電話機聽筒(貼合在圖14的電話機基座上可見的大凹陷內的一類電話機聽筒)、半徑3英寸 的半球和電視機遙控器(具有用于遙控電視機的下壓按鈕)。就運些工件或模具中的每一者 來說,可將多層聚合物膜1、2、3抵靠工件的相關起伏狀表面模制,得到自支承起伏狀外形, 而且模制膜的每個層分組可獨立從模制膜的剩余部分徹底移除。
[0133] 圖15示出了一片模制多層聚合物膜1511緊挨著電話機聽筒1502放置在桌面上的 照片。模制膜1511W多層聚合物膜3為起始材料制造,并且在模制操作期間抵靠聽筒1502模 審IJ。在模制膜1511的兩端可W看到多余的模制材料,但在將模制膜1511附接到合適的工件 (例如聽筒1502或基本上相同的或類似的電話機聽筒)之前,能夠很輕易地修剪掉運些多余 的材料。
[0134] 取一片多層聚合物膜1,抵靠半徑3英寸(76mm)的半球狀模具后成型或模制。圖16 示出了所得的模制多層聚合物膜被手輕輕托住的照片,該膜制膜具有自支承起伏狀(半球 狀)外形。運種模制膜的多個層分組可獨立從模制膜的剩余部分徹底移除。
[0135] 取一片多層聚合物膜2,抵靠電視機遙控器后成型或模制。圖17A示出了所得的模 制多層聚合物膜被手輕輕托住的照片,該模制膜具有基本上對應于電視機遙控器的起伏狀 外形的自支承起伏狀外形。運種模制膜的多個層分組可獨立從模制膜的剩余部分徹底移 除。圖17B是所得的模制多層聚合物膜在附接到先前用作其模具的電視機遙控器而且移除 了多余的部分之后的照片。在沿電視機遙控器邊緣選定的多個點處使用數小片可移除雙面 涂布膠帶(3M?Scotch?667可移除雙面膠帶),將模制膜附接到電視機遙控器上。
[0136] 除非另外指明,否則本說明書和權利要求書中用來表示數量、特性量度等的所有 數字都應被理解為由術語"約"修飾。因此,除非有相反的指示,否則本說明書和權利要求書 中列出的數值參數均為近似值,運些近似值可W根據本領域內的技術人員利用本專利申請 的教導內容想要獲得的所需特性而改變。并且不旨在將等同原則的應用限制在權利要求書 范圍內,至少應該根據所記錄的有效數位的數目和通過應用慣常的四舍五入法來解釋每個 數值參數。雖然給出本發明寬范圍的數值范圍和參數是近似值,但就任何數值均在本文所 述具體實例中列出來說,其記錄盡可能地精確并且合理。然而,任何數值可W包括與測試或 測量限制關聯的誤差。
[0137] 在不脫離本發明的實質和保護范圍的前提下,對本發明進行的各種修改和更改對 于本領域內的技術人員來說將顯而易見,并且應當理解,本發明不應當限于本文示出的示 例性實施方案。除非另外指明,否則讀者應該假設一個公開的實施方案的特征也可應用于 所有其他公開的實施方案。本文提及的所有美國專利、專利申請公布W及其他專利和非專 利文獻都在它們與上述公開內容不違背的程度上W引用方式并入。
[0138] 本申請公開了多種與后成型的多層聚合物膜相關的項目。運些項目包括但不限于 下列的編號項目。
[0139] 項目1是一種包括聚合物層的疊堆的膜,所述聚合物層被組織成層分組,所述層分 組中的每個層分組具有所述聚合物層中的至少兩個聚合物層;
[0140] 其中相鄰的層分組之間的附接足夠弱,W允許所述層分組獨立地從所述疊堆的剩 余部分不可逆地分層,并且所述疊堆被構造成用于促進此類層分組之間的此類不可逆的分 層;
[0141] 其中所述聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的彼此能夠共擠出的聚合 物組合物;并且
[0142] 其中所述膜具有自支承起伏狀外形。
[0143] 項目2是項目1所述的膜,其中所述起伏狀外形包括在第一橫截面平面中彎曲、但 在垂直于所述第一橫截面平面的第二橫截面平面中不彎曲的區域。
[0144] 項目3是項目1或項目2所述的膜,其中所述起伏狀外形包括在第一橫截面平面中 彎曲、在垂直于所述第一橫截面平面的第二橫截面平面中也彎曲的區域。
[0145] 項目4是前述任一項目所述的膜,其中所述疊堆被構造成使得所述疊堆中的每對 相鄰的層分組之間的附接比所述層分組內的所述聚合物層之間的附接弱,使得不可逆分層 往往在所述層分組之間而不是在所述層分組內發生。
[0146] 項目5是項目4所述的膜,其中相鄰的層分組之間的附接通過第一剝離力來表征, 并且其中每個層分組內的聚合物層的最弱附接通過第二剝離力來表征,并且其中所述第二 剝離力為所述第一剝離力的至少兩倍。
[0147] 項目6是前述任一項目所述的膜,其中任何兩個相鄰的層分組之間的附接通過2 克/英寸至100克/英寸(0.8N/m至38.6N/m)范圍內的剝離力來表征。
[0148] 項目7是前述任一項目所述的膜,其中所述聚合物層W重復的AB順序布置。
[0149] 項目8是項目1至6所述的膜,其中所述聚合物層W重復的AB 口頓序布置。
[0150] 項目9是項目8所述的膜,其中聚合物層A和C之間的附接比聚合物層A和B之間的附 接弱,也比聚合物層B和C之間的附接弱。
[0151] 項目10是前述任一項目所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具 有各自的能夠在204°C(400°F)或更高的烙融溫度下烙融加工的聚合物組合物。
[0152] 項目11是前述任一項目所述的膜,其中所述疊堆中的至少一些聚合物層被取向, 并具有至少0.05的雙折射率。
[0153] 項目12是前述任一項目所述的膜,其中設置在相鄰層分組的界面處的所述聚合物 層在室溫下均不具有粘性。
[0154] 項目13是前述任一項目所述的膜,其中所述疊堆中的所述層分組中的每個層分組 具有不超過2密耳(50微米)的厚度。
[0155] 項目14是前述任一項目所述的膜,其中所述聚合物層被組織成至少N個層分組,其 中N為至少5。
[0156] 項目15是項目14所述的膜,其中N為至少10,并且其中所述膜具有不超過15密耳 (380微米)的總厚度。
[0157] 項目16是一種組合,包括:
[0158] 包括起伏狀表面的制品;W及
[0159] 附接到所述制品的前述任一項目所述的膜,所述膜的所述起伏狀外形與所述制品 的所述起伏狀表面配合。
[0160] 項目17是項目16所述的組合,其中所述制品包括具有顯示表面的顯示器,所述顯 示表面為所述起伏狀表面的一部分。
[0161] 項目18是項目16或項目17所述的組合,其中所述制品包括具有可移動表面的部 件,所述可移動表面為所述起伏狀表面的一部分,并且其中所述膜與所述可移動表面配合, 并且曉曲W適應所述部件的移動。
[0162] 項目19是項目1至15中任一項目所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆對可見光波 具有至少80%的平均透射率和小于15%的光學霧度。
[0163] 項目20是項目19所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆具有小于8%的光學霧度。
[0164] 項目21是項目1至15、19或20中任一項目所述的膜,其中所述疊堆被構造成具有提 供對相鄰層分組之間的界面的操作的操作突片。
[0165] 項目22是項目21所述的膜,其中所述操作突片由一組深度不同的吻切孔限定。
[0166] 項目23是項目1至15或19至22中任一項目所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆包 括指示在所述膜中存在多少個層分組的標記。
[0167] 項目24是一種方法,包括:
[0168] 提供多層聚合物膜,所述多層聚合物膜包括聚合物層的疊堆,所述聚合物層被組 織成多個層分組,所述層分組中的每個層分組具有所述聚合物層中的至少兩個聚合物層, 相鄰層分組之間的附接足夠弱,W允許所述層分組獨立地從所述疊堆的剩余部分不可逆地 分層,所述聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的彼此能夠共擠出的聚合物組合 物;
[0169] 提供具有起伏狀工件表面的工件;
[0170] 加熱所述多層聚合物膜;
[0171] 抵靠所述起伏狀工件表面模制受熱的所述多層聚合物膜,W使所述多層聚合物膜 變形為與所述起伏狀工件表面配合的起伏狀外形;W及
[0172] 將所述多層聚合物膜冷卻,使得具有其起伏狀外形的所述多層聚合物膜變為自支 承的。
[0173] 項目25是項目24所述的方法,其中所述各自的聚合物組合物具有各自的玻璃化轉 變溫度,并且其中加熱所述多層聚合物膜包括將所述多層聚合物膜加熱到高于至少一個此 類玻璃化轉變溫度。
[0174] 項目26是項目24或25所述的方法,還包括:
[0175] 將模制的所述多層聚合物膜與所述工件分開。
[0176] 項目27是項目24至26中任一項目所述的方法,其中在所述加熱、模制和冷卻運Ξ 個工序之后,所述多層聚合物膜中的層分組各自不可逆分層的能力基本上被保留。
[0177] 項目28是項目24至27中任一項目所述的方法,其中所述提供多層聚合物膜包括在 升高的溫度下共擠出所述聚合物組合物,并且其中加熱所述多層聚合物膜由于所述共擠出 而至少部分地被實現。
【主權項】
1. 一種包括聚合物層的疊堆的膜,所述聚合物層被組織成層分組,所述層分組中的每 個層分組具有所述聚合物層中的至少兩個聚合物層; 其中相鄰的層分組之間的附接足夠弱,以允許所述層分組獨立地從所述疊堆的剩余部 分不可逆地分層,并且所述疊堆被構造成用于促進此類層分組之間的此類不可逆的分層; 其中所述聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的彼此能夠共擠出的聚合物組 合物;并且 其中所述膜具有自支承起伏狀外形。2. 根據權利要求1所述的膜,其中所述起伏狀外形包括在第一橫截面平面中彎曲但在 垂直于所述第一橫截面平面的第二橫截面平面中不彎曲的區域。3. 根據權利要求1所述的膜,其中所述起伏狀外形包括在第一橫截面平面中彎曲并且 在垂直于所述第一橫截面平面的第二橫截面平面中也彎曲的區域。4. 根據權利要求1所述的膜,其中所述疊堆被構造成使得所述疊堆中的每對相鄰的層 分組之間的附接比所述層分組內的所述聚合物層之間的附接弱,使得不可逆分層往往在所 述層分組之間而不是在所述層分組內發生。5. 根據權利要求4所述的膜,其中相鄰的層分組之間的附接通過第一剝離力來表征,并 且其中每個層分組內的聚合物層的最弱附接通過第二剝離力來表征,并且其中所述第二剝 離力為所述第一剝離力的至少兩倍。6. 根據權利要求1所述的膜,其中任何兩個相鄰的層分組之間的附接通過2克/英寸至 100克/英寸(〇.8N/m至38.6N/m)范圍內的剝離力來表征。7. 根據權利要求1所述的膜,其中所述聚合物層以重復的AB順序布置。8. 根據權利要求1所述的膜,其中所述聚合物層以重復的ABC順序布置。9. 根據權利要求8所述的膜,其中聚合物層A和C之間的附接比聚合物層A和B之間的附 接弱,并且也比聚合物層B和C之間的附接弱。10. 根據權利要求1所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的 能夠在204°C(400°F)或更高的熔融溫度下熔融加工的聚合物組合物。11. 根據權利要求1所述的膜,其中所述疊堆中的至少一些聚合物層被取向,并具有至 少0.05的雙折射率。12. 根據權利要求1所述的膜,其中被設置在相鄰層分組的界面處的任何聚合物層在室 溫下均不為粘性的。13. 根據權利要求1所述的膜,其中所述疊堆中的所述層分組中的每個層分組具有不超 過2密耳(50微米)的厚度。14. 根據權利要求1所述的膜,其中所述聚合物層被組織成至少N個層分組,其中N為至 少5〇15. 根據權利要求14所述的膜,其中N為至少10,并且其中所述膜具有不超過15密耳 (380微米)的總厚度。16. -種組合,包括: 包括起伏狀表面的制品;和 附接到所述制品的根據權利要求1所述的膜,所述膜的所述起伏狀外形與所述制品的 所述起伏狀表面配合。17. 根據權利要求16所述的組合,其中所述制品包括具有顯示表面的顯示器,所述顯示 表面為所述起伏狀表面的一部分。18. 根據權利要求16所述的組合,其中所述制品包括具有可移動表面的部件,所述可移 動表面為所述起伏狀表面的一部分,并且其中所述膜與所述可移動表面配合,并且撓曲以 適應所述部件的移動。19. 根據權利要求1所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆具有小于15%的光學霧度和對 可見光波長的至少80%的平均透射率。20. 根據權利要求19所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆具有小于8%的光學霧度。21. 根據權利要求1所述的膜,其中所述疊堆被構造成具有提供對相鄰層分組之間的界 面的操作的多個操作突片。22. 根據權利要求21所述的膜,其中所述操作突片由一組深度不同的吻切孔限定。23. 根據權利要求1所述的膜,其中所述聚合物層的疊堆包括指示在所述膜中存在多少 個層分組的標記。24. 一種方法,包括: 提供多層聚合物膜,所述多層聚合物膜包括聚合物層的疊堆,所述聚合物層被組織成 多個層分組,所述層分組中的每個層分組具有所述聚合物層中的至少兩個聚合物層,相鄰 層分組之間的附接足夠弱,以允許所述層分組獨立地從所述疊堆的剩余部分不可逆地分 層,所述聚合物層的疊堆中的所有聚合物層具有各自的彼此能夠共擠出的聚合物組合物; 提供具有起伏狀工件表面的工件; 加熱所述多層聚合物膜; 抵靠所述起伏狀工件表面來模制受熱的所述多層聚合物膜,以使所述多層聚合物膜變 形為與所述起伏狀工件表面配合的起伏狀外形;以及 將所述多層聚合物膜冷卻,使得具有其起伏狀外形的所述多層聚合物膜變為自支承 的。25. 根據權利要求24所述的方法,其中所述各自的聚合物組合物具有各自的玻璃化轉 變溫度,并且其中所述加熱所述多層聚合物膜包括將所述多層聚合物膜加熱到高于至少一 個此類玻璃化轉變溫度。26. 根據權利要求24所述的方法,還包括: 將模制的所述多層聚合物膜與所述工件分開。27. 根據權利要求24所述的方法,其中在所述加熱、模制和冷卻這三個工序之后,所述 多層聚合物膜中的層分組的獨立不可逆分層能力基本上被保留。28. 根據權利要求24所述的方法,其中所述提供多層聚合物膜包括在升高的溫度下共 擠出所述聚合物組合物,并且其中所述加熱所述多層聚合物膜由于所述共擠出操作而至少 部分地被實現。
【文檔編號】B32B7/06GK105848873SQ201480070734
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月15日
【發明人】蒂莫西·J·林德奎斯特, 斯蒂芬·A·約翰遜, 奧努爾·錫南·約爾德姆, 邁倫·K·喬丹
【申請人】3M創新有限公司