[go: up one dir, main page]

CN109070437A - 热成型微毛细管片材 - Google Patents

热成型微毛细管片材 Download PDF

Info

Publication number
CN109070437A
CN109070437A CN201680077939.5A CN201680077939A CN109070437A CN 109070437 A CN109070437 A CN 109070437A CN 201680077939 A CN201680077939 A CN 201680077939A CN 109070437 A CN109070437 A CN 109070437A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microcapillary
sheet
thermoformed
thermoplastic
sheet material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680077939.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109070437B (zh
Inventor
黄文艺
J·杜雷
J·M·马丁
D·巴塔查尔吉
T·A·霍根
K·N·桑克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Original Assignee
Dow Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies LLC filed Critical Dow Global Technologies LLC
Publication of CN109070437A publication Critical patent/CN109070437A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109070437B publication Critical patent/CN109070437B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/002—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/006—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor for making articles having hollow walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2025/00—Use of polymers of vinyl-aromatic compounds or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2025/04—Polymers of styrene
    • B29K2025/06—PS, i.e. polystyrene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2433/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, as filler
    • B29K2433/04—Polymers of esters
    • B29K2433/08—Polymers of acrylic acid esters, e.g. PMA, i.e. polymethylacrylate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Abstract

热成型微毛细管片材和制品的实施例通过包含以下步骤的方法制备：(a)提供包含热塑性材料的热塑性片材，其中所述热塑性片材包含设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道，所述至少一个或多个微毛细管通道具有按所述微毛细管片材的总体积计的初始空隙体积；和(b)将所述热塑性片材加热到所述热塑性材料可变形的温度，以形成其中设置有至少一个或多个微毛细管通道的热成型微毛细管片材，所述至少一个或多个微毛细管通道具有按所述微毛细管片材的总体积计的最终空隙体积。所述热成型微毛细管片材中的至少一个或多个微毛细管通道的最终空隙体积是所述热塑性片材中的至少一个或多个微毛细管通道的初始空隙体积的至少约10％。

Description

热成型微毛细管片材
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年1月5日提交的美国临时申请62/274，984的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本文所描述的实施例一般涉及热成型微毛细管片材和包含这种片材的制品。这种热成型微毛细管片材和制品可用作热成型泡沫结构的替代轻质包装应用，同时提供增强的光学透明度和机械特性。
背景技术
热成型是将塑料片成型为刚性或柔性包装产品的重要工艺。目前，大量轻质应用(包括轻质包装应用)使用热成型泡沫结构来生产。然而，这种热成型泡沫结构并不透明并且在热成型后显著减弱了机械特性。因此，所属领域需要轻质应用的替代热成型结构，其允许在热成型之后具有改善的光学透明度和保持的机械特性。
发明内容
本公开的实施例通过提供扩展微毛细管技术范围的热成型微毛细管片材来满足这些需求。例如，热成型微毛细管片材可用于轻质应用。更特别地，热成型微毛细管片材可用于轻质包装应用，如刚性或柔性包装产品。与用于轻质应用的替代热成型结构如热成型泡沫结构相比，热成型微毛细管片材表现出改善的光学透明度和机械特性。
根据本公开的一个实施例，提供热成型微毛细管片材。通过包含以下步骤的方法来制备热成型微毛细管片材：(a)提供包含热塑性材料的热塑性片材，其中热塑性片材包含设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道(microcapillary channel)，至少一个或多个微毛细管通道具有以微毛细管片材的总体积计的初始体积；和(b)使热塑性片材达到热塑性材料可变形的温度以形成具有设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道的热成型微毛细管片材，至少一个或多个微毛细管通道具有以热成型微毛细管片材的总体积计的最终体积。热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少10％。
应理解，前面一般描述和以下详细描述都描述了各种实施例，并且打算提供用于理解所要求保护主题的性质和特征的概述或框架。附图包括在内以提供对各种实施例的进一步理解并且并入本说明书中且构成本说明书的一部分。图示说明了本文所描述的各种实施例，并且与实施方式一起用于解释所要求保护主题的原理和操作。
附图说明
图1是示例性热成型微毛细管片材的俯视图。
图2是示例性热成型微毛细管片材的纵视图。
图3是沿着图2中的线3-3的示例性热成型微毛细管片材的横截面视图。
图4是示例性热成型微毛细管片材的高位视图。
图5(a)-(b)是微毛细管模具的示意图。
图6是微毛细管片材挤出生产线中的示例性24″微毛细管片材模具的示意图。
图7描绘了将微毛细管模具安装到片材铸造生产线上的示例性设计框架。图7(a)是框架的正视图。图7(b)是框架的后视图。
图8是用于热成型微毛细管片材的具有红外(IR)加热器的示例性热成型器的示意图。
图9(a)-(c)是用于热成型厚度是30密耳并在220℃加热器温度下再加热20秒的聚丙烯微毛细管片材样品的照片和光学显微镜图像。图9(a)是热成型聚丙烯微毛细管片材样品的照片。图9(b)是热成型前的光学显微镜图像。图9(c)是在热成型样品的不同位置处的光学显微镜图像，如图9(a)中所示。
图10(a)-(c)是用于热成型厚度是19密耳并在220℃加热器温度下再加热30秒的聚丙烯微毛细管片材样品的照片和光学显微镜图像。图10(a)是热成型聚丙烯微毛细管片材样品的照片。图10(b)是热成型前的光学显微镜图像。图10(c)是在热成型样品的不同位置处的光学显微镜图像，如图10(a)中所示。
图11(a)-(C)是用于热成型厚度是30密耳并在220℃加热器温度下再加热20秒的聚乙烯微毛细管片材样品的照片和光学显微镜图像。图11(a)是热成型聚丙烯微毛细管片材样品的照片。图11(b)是热成型前的光学显微镜图像。图11(c)是在热成型样品的不同位置处的光学显微镜图像，如图11(a)中所示。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明所公开的热成型微毛细管片材的各种实施例。热成型微毛细管片材可用于轻质应用。更具体地说，热成型微毛细管片材可用于轻质包装应用，如刚性或柔性包装产品。与用于轻质应用的替代热成型结构如热成型泡沫结构相比，热成型微毛细管片材表现出改善的光学透明度和机械特性。
除非另外指示，否则本说明书和权利要求书中的任何范围的公开内容应理解为包括范围本身并且也包括其中所包含的任何内容以及端点。范围可以在本文中表达为“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个实施例包括一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当数值被表达为近似值时，通过使用先行词“约”，将理解为特定值形成另一个实施例。应该进一步理解，每个范围的端点与另一个端点相关和独立于另一个端点都是重要的。
在各种实施例中，提供热成型微毛细管片材。本文所使用的术语“热塑性片材”是指片材以及膜。通过包含以下步骤的方法来制备热成型微毛细管片材：(a)提供包含热塑性材料的热塑性片材，其中热塑性片材包含设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道，至少一个或多个微毛细管通道具有以热塑性片材的总体积计的初始体积；和(b)将热塑性片加热到热塑性材料可变形的温度以形成具有设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道的热成型微毛细管片材，至少一个或多个微毛细管通道具有以热成型微毛细管片材的总体积计的最终空隙体积。热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终空隙体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始空隙体积的至少10％。
现在参照图1-4，其中相同的数字表示相同的元件，示例性热塑性片材(10)具有第一端部(14)和第二端部(16)，并且可以包括第一热塑性材料(18)。热塑性片材可以包括设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道(20)。如所描绘，至少一个或多个微毛细管通道可从热塑性片材(10)的第一端部(14)延伸到第二端部(16)。微毛细管通道(20)可以沿着整个片材宽度排列并沿片材流动方向上的长度延伸。在某些实施例中，所提供的热塑性片材包括超过一个微毛细管通道(20)。在这样的实施例中，微毛细管通道可以平行设置，如图1-4中所描绘。如本文所使用的术语“平行的”意指在相同方向上延伸并且从不交叉。在包括超过一个微毛细管通道(20)的热塑性片材的另外实施例中，微毛细管通道彼此间隔至少1μm。在将热塑性片材(10)加热到热塑性材料可变形的温度以形成热成型微毛细管片材之后，微毛细管通道的方向和间隔保持基本相同。
根据ASTM D374M-13，具有设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道(20)的热塑性片材(10)以及热成型微毛细管片材的厚度可以在约0.5mm到约60mm范围内。在一些实施例中，根据ASTM D374M-13，热塑性片材(10)以及热成型微毛细管片材的厚度可以在约1mm到约50mm范围内。在其它实施例中，根据ASTM D374M-13，热塑性片材(10)以及热成型微毛细管片材的厚度可以在约1mm到约40mm范围内。根据ASTM D374M-13，热塑性片材厚度和热成型微毛细管片材厚度的其它示例性范围包括约2mm到约35mm、约2mm到约30mm、约3mm到约25mm和3mm到20mm。热塑性片材厚度与微毛细管直径比率以及热成型微毛细管片材厚度与微毛细管直径比率可以在约1∶1到100∶1范围内。
具有设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道(20)的热塑性片材(10)以热塑性片材(10)的总体积计可以包括至少约10体积％热塑性材料(11)。在一些实施例中，热塑性片材(10)以微毛细管片材(10)的总体积计可以包含约10到约90体积％热塑性材料(18)。在其它实施例中，热塑性片材(10)以热塑性片材(10)的总体积计可以包含约20到约80体积％热塑性片材(10)。在另外实施例中，热塑性片材(10)以热塑性片材(10)的总体积计可以包含约30到约80体积％热塑性材料(18)。在另外实施例中，热塑性片材(10)以热塑性片材(10)的总体积计可以包含约50到约85体积％热塑性材料(18)。
一个或多个微毛细管通道(20)可以占热塑性片材(10)的总体积计的约5体积％到约80体积％。在其它实施例中，一个或多个微毛细管通道(20)可以占热塑性片材(10)的总体积的约10到约70体积％。在另外实施例中，一个或多个微毛细管通道(20)可以占热塑性片材(10)的总体积的约10到约60体积％。可替代地，一个或多个微毛细管通道(20)可以占热塑性片材(10)的总体积的约15到约50体积％。在将热塑性片材(10)加热到热塑性材料可变形的温度以形成热成型微毛细管片材之后，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道具有以热成型微毛细管片材的总体积计的最终体积。在一些实施例中，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少约10％。在其它实施例中，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少20％。在其它实施例中，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％或至少约90％。
在一些实施例中，热塑性片材(10)和热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道(20)可以填充有气体。在某些实施例中，至少一个或多个微毛细管通道(20)可以填充有空气。在其它实施例中，至少一个或多个微毛细管通道(20)可以填充有惰性气体。
在一些实施例中，热塑性片材(10)和热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道(20)的直径是至少1μm。如本文所使用的术语“直径”意指微毛细管通道(20)横截面的最长轴。在一些实施例中，至少一个或多个微毛细管通道(20)的直径是至少约1μm。在其它实施例中，至少一个或多个微毛细管通道(20)的直径是约1μm到约2000μm。在另外实施例中，至少一个或多个微毛细管通道(20)的直径是约5μm到约1200μm。一个或多个微毛细管通道直径的其它示例性范围包括约100μm到约400μm、约500μm到约1200μm和700μm到约1200μm。
如以垂直于片材纵向的通道横截面的最长尺寸与最短尺寸比所测量，热塑性片材(10)和热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道(20)的纵横比可以在约1∶1到约100∶1范围内。在一些实施例中，如以垂直于片材纵向的通道横截面的最长尺寸与最短尺寸比所测量，至少一个或多个微毛细管通道(20)的纵横比可以在约10∶1到约100∶1范围内。在其它实施例中，如以垂直于片材纵向的通道横截面的最长尺寸与最短尺寸比所测量，至少一个或多个微毛细管通道(20)的纵横比可以在约1∶1到约50∶1范围内。在另外实施例中，如以垂直于片材纵向的通道横截面的最长尺寸与最短尺寸比所测量，至少一个或多个微毛细管通道(20)的纵横比可以在约10∶1到约50∶1范围内。
热塑性片材(10)和热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道(20)可以具有选自由圆形、矩形、椭圆形、星形、菱形、三角形、正方形、曲线形和其组合组成的组的横截面形状。一个或多个微毛细管通道(20)可以在第一端部(14)处、第二端部(16)处、在第一点(14)与第二端部(16)之间和/或其组合进一步包括一个或多个密封件。
热塑性材料(11)可以包括但不限于聚烯烃、聚酰胺、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯和聚酯。热塑性材料(18)可以经由例如玻璃或碳纤维和/或任何其它矿物填料(例如滑石或碳酸钙)来增强。
在一些实施例中，热塑性材料可以包含聚烯烃、烯烃共聚物和其混合物。在某些实施例中，聚烯烃选自由聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯和其混合物组成的组。
在一些实施例中，聚乙烯的特征在于根据ASTM D1238在190℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约0.1到约500克/10分钟范围内。在其它实施例中，聚乙烯的特征在于根据ASTMD1238在190℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约5.0到约30克/10分钟范围内。在更另外的实施例中，聚乙烯的特征在于根据ASTM D1238在190℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约1到约15克/10分钟范围内。其它示例性聚乙烯的特征在于根据ASTM D1238在190℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约1到约10克/10分钟或约2到约7克/10分钟范围内。在一些实施例中，聚乙烯可以是根据ASTM D792密度是约0.9225到约0.9275g/cm3并且根据ASTM D1238在190℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约5.3-7.5克/10分钟范围内的低密度聚乙烯(LDPE)。在其它实施例中，聚乙烯可以是根据ASTM D792密度是约0.923到约0.927g/cm3并且根据ASTM D1238在190℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约1.7-2.3克/10分钟范围内的线性低密度聚乙烯(LDPE)。在某些实施例中，聚乙烯包含线型低密度聚乙烯与低密度聚乙烯的掺合物。
在一些实施例中，聚丙烯的特征在于根据ASTM D1238在230℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约0.1到约500克/10分钟范围内。在其它实施例中，聚丙烯的特征在于根据ASTMD1238在230℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约2到约60克/10分钟范围内。在更另外的实施例中，聚丙烯的特征在于根据ASTM D1238在230℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约2到约30克/10分钟范围内。其它示例性聚丙烯的特征在于根据ASTM D1238在230℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约2到约20克/10分钟或约5到约15克/10分钟范围内。在一些实施例中，聚丙烯可以是根据ASTM D792密度是约0.9g/cm3并且根据ASTM D1238在230℃和2.16Kg下测量时熔体指数在约2.0克/10分钟范围内的热成型级聚丙烯。
在其它实施例中，烯烃共聚物选自由以下组成的组：乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和其混合物。
热塑性材料(11)的实例包括但不限于一种或多种α-烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯的均聚物和共聚物(包括弹性体)，如通常由聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-3-甲基-1-丁烯、聚-3-甲基-1-戊烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物和丙烯-1-丁烯共聚物表示；α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物(包括弹性体)，如通常由乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-乙叉降冰片烯共聚物表示；和聚烯烃(包括弹性体)，如两种或更多种α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物，如通常由乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物和乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯共聚物表示；乙烯-乙烯基化合物共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯酸或乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯类共聚物(包括弹性体)，如聚苯乙烯、ABS、丙烯腈-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯乙烯醇、苯乙烯丙烯酸酯(如苯乙烯甲基丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸丁酯、苯乙烯甲基丙烯酸丁酯)和苯乙烯丁二烯与交联的苯乙烯聚合物；和苯乙烯嵌段共聚物(包括弹性体)，如苯乙烯-丁二烯共聚物和其水合物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物；聚乙烯化合物，如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺，如尼龙6、尼龙6，6和尼龙12；热塑性聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚氨酯；聚碳酸酯、聚苯醚等；以及基于烃的玻璃态树脂，包括聚-二环戊二烯聚合物和相关的聚合物(共聚物、三元共聚物)；饱和的单烯烃，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯和丁酸乙烯酯等；乙烯基酯，如单羧酸的酯，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯等；丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、其混合物；通过开环易位和交叉易位聚合产生的树脂等。这些树脂可以单独使用或以两种或更多种的组合形式使用。热塑性材料还可以是聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚乳酸、聚(乙烯乙烯醇)、聚酰胺、聚偏二氯乙烯和聚偏二氟乙烯。
在某些实施例中，热塑性材料可以例如包含一种或多种选自由乙烯-α烯烃共聚物、丙烯-α烯烃共聚物和烯烃嵌段共聚物组成的组的聚烯烃。具体来说，在选择的实施例中，第一热塑性材料可以包含一种或多种非极性聚烯烃。
在一些实施例中，可以使用聚烯烃，如聚丙烯、聚乙烯、其共聚物和其共混物以及乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。在一些实施例中，示例性烯烃聚合物包括均匀聚合物；高密度聚乙烯(HDPE)；非均相支化的线性低密度聚乙烯(LLDPE)；非均相支化的超低线性密度聚乙烯(ULDPE)；均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物；均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃聚合物；和高压自由基聚合的乙烯聚合物和共聚物(如低密度聚乙烯(LDPE)或乙烯乙酸乙烯酯聚合物(EVA))。
在一个实施例中，如上所述，乙烯-α烯烃共聚物可以例如是乙烯-丁烯、乙烯-己烯或乙烯-辛烯共聚物或互聚物。在其它特定实施例中，丙烯-α烯烃共聚物可以例如是丙烯-乙烯或丙烯-乙烯-丁烯共聚物或互聚物。
在某些其它实施例中，热塑性材料可以例如是半结晶聚合物并且熔点可以低于110℃。在另一个实施例中，熔点可以是25到100℃。在另一个实施例中，熔点可以在40与85℃之间。
在一个实施例中，热塑性材料是包含丙烯/α-烯烃共聚物和任选地一种或多种聚合物(例如无规共聚物聚丙烯(RCP))的丙烯/α-烯烃互聚物组合物。在一个特定实施例中，丙烯/α-烯烃共聚物的特征为具有基本上全同立构的丙烯序列。“基本上全同立构的丙烯序列”意指通过13C NMR所测量全同立构三单元组(mm)大于约0.85的序列；在替代方案中，大于约0.90；在另一替代方案中，大于约0.92；以及在另一替代方案中，大于约0.93。全同立构三单元组在所属领域中是众所周知的并且描述于例如美国专利第5,504,172号和国际公开第WO 00/01745号中，所述案涉及通过13C NMR光谱所测定就共聚物分子链中的三单元组单元而言的全同立构序列。
根据ASTM D-1238(在230℃/2.16Kg下)所测量，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在0.1到500克/10分钟范围内。0.1到500克/10分钟的所有单个值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中；举例来说，熔体流速可以是下限值0.1克/10分钟、0.2克/10分钟或0.5克/10分钟到上限值500克/10分钟、200克/10分钟、100克/10分钟或25克/10分钟。例如，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在0.1到200克/10分钟范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在0.2到100克/10分钟范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在0.2到50克/10分钟范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在0.5到50克/10分钟范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在1到50克/10分钟范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的熔体流速可以在1到40克/10分钟范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃互聚物的熔体流速可以在1到30克/10分钟范围内。
丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可以在至少1重量％(至少2焦耳/克熔化热)到30重量％(小于50焦耳/克熔化热)范围内。1重量％(至少2焦耳/克熔化热)到30重量％(小于50焦耳/克熔化热)的所有单个值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中；举例来说，结晶度可以是下限值1重量％(至少2焦耳/克熔化热)、2.5％(至少4焦耳/克熔化热)或3％(至少5焦耳/克熔化热)到上限值30重量％(小于50焦耳/克熔化热)、24重量％(小于40焦耳/克熔化热)、15重量％(小于24.8焦耳/克熔化热)或7重量％(小于11焦耳/克熔化热)。例如，丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可以在至少1重量％(至少2焦耳/克熔化热)到24重量％(小于40焦耳/克熔化热)范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可以在至少1重量％(至少2焦耳/克熔化热)到15重量％(小于24.8焦耳/克熔化热)范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可以在至少1重量％(至少2焦耳/克熔化热)到7重量％(小于11焦耳/克熔化热)范围内；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可以在至少1重量％(至少2焦耳/克熔化热)到5重量％(小于8.3焦耳/克熔化热)范围内。结晶度经由DSC方法来测量。丙烯/α-烯烃共聚物包含衍生自丙烯的单元和衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的聚合单元。用于制造丙烯/α-烯烃共聚物的示例性共聚单体是C2和C4到C10α-烯烃；举例来说，C2、C4、C6和C8α-烯烃。
丙烯/α-烯烃共聚物包含1到40重量％一种或多种α-烯烃共聚单体。1到40重量％的所有单个值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中；例如，共聚单体含量可以是下限值1重量％、3重量％、4重量％、5重量％、7重量％或9重量％到上限值40重量％、35重量％、30重量％、27重量％、20重量％、15重量％、12重量％或9重量％。例如，丙烯/α-烯烃共聚物包含1到35重量％一种或多种α-烯烃共聚单体；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物包含1到30重量％一种或多种α-烯烃共聚单体；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物包含3到27重量％一种或多种α-烯烃共聚单体；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物包含3到20重量％一种或多种α-烯烃共聚单体；或在替代方案中，丙烯/α-烯烃共聚物包含3到15重量％一种或多种α-烯烃共聚单体。
丙烯/α-烯烃共聚物的定义为重均分子量除以数均分子量(Mw/Mn)的分子量分布(MWD)是3.5或更小；在替代方案中3.0或更小；或在另一个替代方案中1.8到3.0。
这种丙烯/α-烯烃共聚物进一步详细地描述于美国专利第6,960,635号和第6,525,157号中，所述案以引用的方式并入本文中。这种丙烯/α-烯烃共聚物可以以商标名VERSIFYTM购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)或以商标名VISTAMAXXTM购自埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical Company)。
在一个实施例中，丙烯/α-烯烃共聚物进一步表征为包含(A)在60重量％与小于100重量％之间或在80重量％与99重量％之间并且更多地或在85重量％与99重量％之间的衍生自丙烯的单元，和(B)在大于0重量％与40重量％之间或在1重量％与20重量％之间、更多地或在4重量％与重量％16之间并且甚至更多地或在4重量％与15重量％之间的衍生自乙烯和/或C4-10α-烯烃中的至少一种的单元；并且每1000个总碳平均含有至少0.001个或平均至少0.005个并且更多地平均至少0.01个长链支链。丙烯/α-烯烃共聚物中的长链支链的最大数量并不是关键的，但通常每1000个总碳不超过3个长链支链。本文关于丙烯/α-烯烃共聚物所使用的术语长链支链是指比短链支链多至少一(1)个碳的链长，本文关于丙烯/α-烯烃共聚物所使用的术语短链支链是指比共聚单体中的碳数少两(2)个碳的链长。举例来说，丙烯/1-辛烯互聚物的主链具有长度是至少七(7)个碳的长链支链，但这些主链还具有长度仅是六(6)个碳的短链支链。这种丙烯/α-烯烃共聚物进一步详细地描述于美国临时专利申请第60/988，999号和国际专利申请第PCT/US08/082599号中，所述案中的每个都以引用的方式并入本文中。
在某些其它实施例中，热塑性材料(11)例如丙烯/α-烯烃共聚物可以例如是半结晶聚合物并且熔点可以低于110℃。在优选实施例中，熔点可以是25到100℃。在更优选实施例中，熔点可以在40到85℃之间。
在一些实施例中，热塑性片材(10)的热塑性材料(11)可以通过例如玻璃或碳纤维和/或任何其它矿物填料这种滑石或碳酸钙来增强。示例性填料包括但不限于天然碳酸钙(包括白垩、方解石和大理石)、合成碳酸盐、镁盐与钙盐、白云石、碳酸镁、碳酸锌、石灰、氧化镁、硫酸钡、重晶石、硫酸钙、二氧化硅、硅酸镁、滑石、硅灰石、粘土与硅酸铝、高岭土、云母、金属或碱土金属的氧化物或氢氧化物、氢氧化镁、氧化铁、氧化锌、玻璃或碳纤维或粉末、木纤维或粉末或这些化合物的混合物。
所提供的具有设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道(20)的热塑性片材(10)可以通过所属领域已知的挤出设备和方法来生产。示例性挤出设备和方法公开于WO2014/003761中，其全部内容以引用的方式并入。另外，挤出设备可以包括由电动机驱动的螺杆挤出机。将热塑性材料熔融并且输送到模具(24)中，如图5a和5b中所示。熔融热塑性材料通过模具(24)，如图5a和5b所示，并成型为所需形状和横截面。参照图5a和5b，模具(24)包括入口部分(26)、收敛部分(28)和具有预定形状的孔(30)。熔融热塑性聚合物进入模具(24)的入口部分(26)，并且由收敛部分(28)逐渐塑形直到熔体离开孔(30)。模具(24)进一步包括注射器(32)。每个注射器(32)具有其中具有通过穿过模具(24)的壁的第二导管(40)流体地连接到气体源(38)的导管(36)的主体部分(34)，熔融热塑性材料必须在模具(24)周围流动以穿过孔(30)。注射器(30)进一步包括出口(42)。注射器(32)经布置以使得出口(42)位于孔(30)内。当熔融热塑性聚合物离开模具孔(30)时，将一种或多种气体例如空气或惰性气体(12)喷射到熔融热塑性材料中，从而形成填充有一种或多种气体例如空气或惰性气体(12)的微毛细管。在一些实施例中，将一种或多种气体例如空气或惰性气体(12)连续地喷射到熔融热塑性材料中，从而形成填充有一种或多种气体例如空气或惰性气体(12)的微毛细管。在另一实施例中，将一种或多种气体例如空气或惰性气体(12)间歇地喷射并密封到熔融热塑性材料中，从而形成填充有一种或多种气体例如空气或惰性气体(12)段和空隙段的微毛细管。
热成型是将塑料片材成型为刚性或柔性包装产品的重要工艺。在用于Ziploc(密保诺)容器、食品托盘、家庭用品和用于运输的包装材料、电子和建筑材料的微毛细管片材的轻质应用中，特定制品必须具有一定的尺寸和形状配置。因此，用于制造这些产品的微毛细管片材的潜在热成型将扩展微毛细管技术的范围。然而，在片材铸造过程之后，所提供的热塑性微毛细管片材的微毛细管内部没有气压，这使得将微毛细管保持在热成型产品中是非常困难的。本发明所公开的热成型微毛细管片材是通过在一定的温度窗口内加热所提供的热塑性微毛细管片材来生产的。通过在一定的温度范围内加热所提供的热塑性微毛细管片材将热塑性片材中的空气或气体填充的微毛细管的体积和结构保持在热成型产品中。在一些实施例中，使热塑性片材达到热塑性材料可变形的温度。在一些实施例中，热塑性微毛细管片材经加热并随后使用固相压力成型(solid phase pressure forming)而成型为热成型微毛细管片材。在其它实施例中，热塑性微毛细管片材经加热并随后使用熔融相成型而成型为热成型微毛细管片材。
在一些实施例中，热塑性微毛细管片材经加热并随后使用固相压力成型而成型为热成型微毛细管片材。固相压力成型利用较高的成型压力，例如大于5巴，这使得热塑性微毛细管片材能够在低于热塑性材料的熔点的温度下成型。在这些温度下，热成型工艺赋予热塑性材料以分子取向，这可使热塑性材料的光学透明度提高。这种取向也会使部件刚度增加，例如抗压性和拉伸强度，这使得部件重量和厚度降低。
在使用固相成型并且其中热塑性片材的热塑性材料是半结晶聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯或其混合物)的某些实施例中，将热塑性片材加热到高于半结晶聚合物的挠曲温度或维卡软化温度(Vicat softening temperature)但低于半结晶聚合物的熔融温度。在一些实施例中，将热塑性片材加热到比热塑性片材的熔融温度低约0℃到约10℃的温度。在其它实施例中，将热塑性片材加热到比热塑性片材的熔融温度低约5℃到约10℃内的温度。在更另外的实施例中，将热塑性片材加热到比热塑性片材的熔融温度低约0℃到约5℃内的温度。
在使用熔融相热成型并且其中热塑性片材的热塑性材料是半结晶聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯或其混合物)的其它实施例中，将热塑性片材加热到高于半结晶聚合物的熔融温度。在一些实施例中，将具有高熔体强度的热塑性片材加热到比热塑性片材的熔融温度高约0℃到约20℃的温度。
在其中热塑性片材的热塑性材料是无定形聚合物(例如聚苯乙烯、丙烯酸类、聚碳酸酯或其混合物)的其它实施例中，将热塑性片材加热到高于无定形聚合物的玻璃化转变温度。在其中热塑性片材的热塑性材料是无定形聚合物(例如聚苯乙烯、丙烯酸类、聚碳酸酯或其混合物)的一些实施例中，将热塑性片材加热到比无定形聚合物的玻璃化转变温度高至少约20℃的温度。
如前所述，所提供的热塑性片材包含设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道，至少一个或多个微毛细管通道具有以热塑性片材的总体积计的初始体积。如前所述，在将热塑性片材加热到热塑性材料可变形的温度之后，形成了热成型微毛细管片材。所得热成型微毛细管片材包含设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道，至少一个或多个微毛细管通道具有以热成型微毛细管片材的总体积计的最终体积。在一些实施例中，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少约10％。在其它实施例中，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少约20％。在其它实施例中，热成型微毛细管片材的至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是热塑性片材的至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％或至少约90％。
用于形成本发明所公开的热成型微毛细管片材和制品的方法可以利用不同的拉伸比。拉伸比是热成型片材或制品的表面积与热成型片材或制品的占用面积的比率。本文所使用的术语“占用面积”是热成型片材或制品所占据的表面空间。在一些实施例中，本发明所公开的热成型微毛细管片材或制品通过利用约1.1的最小拉伸比的方法来制备。在其它实施例中，本发明所公开的热成型微毛细管片材或制品通过利用约1.1到约2.0的拉伸比的方法来制备。在一些实施例中，本发明所公开的热成型微毛细管片材或制品通过利用约3.0的最大拉伸比的方法来制备。
本公开的热成型微毛细管片材可以包括于或用于多层结构中，例如层压的多层结构或共挤出的多层结构。另外，本发明所公开的热成型微毛细管片材可以包括于或用于各种制品中，如包装应用中的制品。这些制品可以包括但不限于家用和食品储存袋(例如密保诺容器)、食品托盘、家庭用品和用于运输的包装材料、电子和建筑材料。
为了可以更容易地理解各种实施例，参考以下意图说明各种实施例但不限制其范围的实例。
实例1：微毛细管片材挤出
24英寸宽的微毛细管模具(25)(图6)是通过使用设计好的框架(27)改型成中试规模的片材铸造生产线的，如图7A和7B中所示。具体来说，此模具(25)由532个微毛细管针组成，并且每个微毛细管针的外径是0.38mm并且内径是0.19mm。微毛细管片材挤出生产线(29)的示意图在图6中给出。基本上，此生产线由2.5″Killion单螺杆挤出机(46)、运输聚合物熔体的输送管线(48)、塑形片材的微毛细管模具(25)、气刀(50)和具有固化挤出片材的冷却辊和卷绕片材的卷绕器的辊组组成。设备空气是在具有流量计情况下通过空气管线(44)来供应(图6)，并且在加热机器之前宽敞地打开以防止通过聚合物熔体回流而堵塞微毛细管针。
用于制造微毛细管片材的典型实验方案如下。首先，在具有足够的“浸泡”时间情况下将挤出机、输送管线和模具加热到操作温度。表1中给出了用于制造聚乙烯和聚丙烯微毛细管片材的代表性挤出温度曲线。当聚合物丸粒穿过挤出机螺杆时，熔融聚合物并通过输送管线运输到微毛细管模具中(图6)。然后，将聚合物熔体分成两股料流并通过微毛细管针将空气注入到熔体中，这保持了微毛细管通道的尺寸和形状。在离开挤出模具后，将挤出物带到辊组上的冷却辊上。微毛细管模唇与冷却辊之间的距离是约8英寸。对于聚乙烯微毛细管片材，冷却辊温度设定为55°F，并且对于聚丙烯微毛细管片材，冷却辊温度设定为185°F。一旦挤出物被淬火，则其被一个夹辊取出并用张力卷绕机卷绕。以一定方式谨慎地调节空气流速以使得微毛细管将维持合理的微毛细管尺寸。生产线速度由辊组上的冷却辊的速度控制并且在4英尺/分钟到55英尺/分钟范围内。
用于厚度是30密耳的聚乙烯微毛细管片材的聚合物树脂由60wt％LDPE-751A和40wt％LLDPE-2083组成，而具有两种不同厚度(30和19密耳)的聚丙烯微毛细管片材由热成型级聚丙烯(PP-222)制成。表2中总结了用于制造聚乙烯和聚丙烯微毛细管片材的处理条件。
LDPE-751A的密度是0.923g/cm3，在190℃/2.16kg下的熔体质量流速(MFR)是6.4g/10min，并且熔融温度是112.8℃。LLDPE-2083(DOWLEXTM2083G)的密度是0.925g/cm3，在190℃/2.16kg下的熔体质量流速(MFR)是2g/10min，并且熔融温度是123.9℃。PP-222(聚丙烯INSPIRETM222)的密度是0.9g/cm3，在230℃/2.16kg下的熔体质量流速(MFR)是2g/10min，并且熔融温度是160℃且挠曲温度是112℃。
表1：用于生产聚乙烯和聚丙烯微毛细管片材的代表性温度曲线。
表2：用于制造聚乙烯和聚丙烯微毛细管片材(MCF)的实验条件的概括。
实例2：热成型机
将红外(IR)加热器(54)放置在片材两侧，目的是快速获得均匀的加热。在实验期间，将IR加热器(54)设定为预定温度(例如220℃)，然后将微毛细管片材放置在其间一段时间。在完成再加热后，移动片材夹持器(56)并定位于上部模具(58)与下部模具(60)之间。之后，上部模具(58)和下部模具(60)立即向彼此移动并夹紧在一起以达到预设压力(例如20巴)。随后，打开模具，然后将样品从样品夹持器(56)中移除出。
实例3：热成型样品聚丙烯微毛细管片材。
表3总结了用于具有30密耳厚聚丙烯微毛细管片材的热成型样品的实验观察结果和光学显微镜图像。从表3可以看出，在较低的加热器温度(例如160℃和190℃)下，微毛细管片材不能完全复制模具，并且在热成型部件的拐角处形成白色裂缝。对在220℃加热器温度下再加热一段短时间(例如10秒)的样品进行相同的观察。当对于220℃加热器温度再加热时间进一步增加超过20秒时，获得表现出光滑表面并且没有白色裂缝的热成型部件。更重要的是，微毛细管可以从20巴热成型压力中存活，并且微毛细管的尺寸几乎没有变化。然而，当再加热时间超过35秒时，观察到微毛细管变得更小，这可能是由于较高的片材温度和因此较低的聚合物熔体强度引起的。
表3：用于在不同再加热条件和20巴压力下进行热成型的厚度是30密耳的聚丙烯微毛细管片材的实验观察结果和光学显微镜图像。
为了研究在220℃再加热和20秒再加热时间下制备的30密耳厚PP微毛细管片材的热成型部件的不同位置处的尺寸变化，从图9(a)的照片中标记的各个位置处切割12个样品，然后通过光学显微镜进行分析。这些样品的相应光学显微镜图像在图9中给出。图9(b)是热成型前的光学显微镜图像。图9(c)是在热成型样品的不同位置处的光学显微镜图像，如图9(a)中所示。这些光学显微镜图像描绘了仅在热成型部件的拐角管线(位置102、105、108、111)处发生的较大变形/塌缩和在部件的侧壁(位置104、107、110)处发生的较小变形以及保持微毛细管的原始尺寸的样品的中心(位置101、103)。对于没有变形的位置(106、109、112)，它们的光学显微镜图像非常类似于热成型之前的图像。表4给出了针对在220℃加热器温度下再加热20秒的厚度是30密耳的聚丙烯微毛细管片材的热成型前后之间片材中的微毛细管体积的比较。具体来说，微毛细管在位置102、105、108、111处变形或塌缩，并且在位置107和110处其变得稍小。所有其它位置处的片材中的微毛细管的体积百分比与热成型前的体积百分比几乎没有偏差。
表4：针对在220℃再加热20秒的厚度是30密耳的聚丙烯微毛细管片材的热成型前后之间片材(图9中)中的微毛细管的体积比较。
此外，我们研究了厚度更薄但毛细管尺寸更大的聚丙烯微毛细管片材的热成型性。选择厚度是19密耳并且在热成型之前片材中的微毛细管的体积百分比是36.3％的聚丙烯微毛细管片材。为了优化热成型条件，IR加热器温度固定在220℃并且再加热时间在10秒到30秒范围内变化。发现在10秒再加热时间下呈现出小的白色裂缝，这表明热成型的片材温度不足。然而，当再加热时间超过15秒时，制备具有光滑表面的样品。表5中的光学显微镜图像清楚地表明，在所研究的再加热时间范围内微型毛细管可以很好地保留在热成型部件中。应该注意的是，所有样品都在20巴热成型压力下进行热成型。
表5：用于在不同的再加热条件和20巴压力下热成型厚度是19密耳的聚丙烯微毛细管片材的实验观察结果和光学显微镜图像。
为了研究在220℃加热器温度下历经20秒制备的厚度是19密耳的热成型PP微毛细管片材的微毛细管尺寸的变化，选择了10个特定位置，如图10(a)中所示。与热成型前19密耳PP微毛细管片材(图10(b))相比，热成型部件(图10(c))在位置201、203、206、208、209处表现出良好的微毛细管尺寸，并且在位置202、204、205、207、210处表现出大的变形或塌缩。此观察结果可以通过表6中所示的片材中的微毛细管的体积百分比来进一步确认。表6中的数据表明，位置201和209的片材中的微毛细管的体积百分比稍低于热成型之前的体积百分比，这可能是由于IR再加热片材中心的相对较高的温度。
总之，用于热成型PP-222微毛细管片材的片材温度应在PP-222的挠曲温度(112℃)和熔融温度(160℃)之间。PP-222微毛细管片材的优选热成型温度是在115与140℃之间的温度。
表6：针对在220℃再加热20秒的厚度是19密耳的聚丙烯微毛细管片材的热成型前后之间片材(图10)中的微毛细管的体积比较。
实例4：热成型样品LDPE微毛细管片材。
评估了厚度是30密耳的LDPE微毛细管片材的热成型性。如表7中所描绘，IR加热器温度在不同加热时间情况下从200℃变化到220℃。在200℃加热器温度下，在20秒加热时间情况下LDPE微毛细管片材虽然片材表面光滑但仍不能完全复制模具。再加热时间延长到30秒导致微毛细管尺寸较小。当样品在220℃加热器温度下再加热一段短时间(例如10秒)时，部件未被完全模制。当再加热时间增加到20秒时，部件可以成功地制成。再加热时间的进一步增加导致微毛细管中的较大变形。
表7：用于在不同加热条件和20巴压力下热成型厚度是30密耳的LDPE微毛细管片材的实验观察结果和光学显微镜图像。
然后，我们着重于通过光学显微镜表征在200℃加热器温度下历经20秒制成的热成型部件，如图11中所示。图11(b)是热成型前的光学显微镜图像。图11(c)是在热成型样品的不同位置处的光学显微镜图像，如图11(a)中所示。较大变形发生在边缘位置(302、305、308、311)处，而大部分微毛细管仍然存在于其它位置处。然而，与具有相同厚度的聚丙烯微毛细管片材相比，微毛细管尺寸的减小对于LDPE微毛细管片材更为显著。从表8中可以看出，热成型前的片材中的微毛细管的体积百分比是19％，在位置301、303和312处分别显著降低到13.5％、14.4％和14.0％。这是由于样品中心的再加热温度较高。在位置303、304、307处观察到微毛细管尺寸的轻微变化。位置306和309基本上可以保持它们的尺寸。
表8：针对在220℃下再加热20秒的厚度是30密耳的LDPE微毛细管片材的热成型前后之间的片材(图11中)中的微毛细管的体积比较。
总之，用于热成型这种掺合LDPE微毛细管片材的片材温度应低于LDPE-751A的熔融温度(112.8℃)。LDPE微毛细管片材的优选热成型温度是85-100℃。
对于所属领域中的技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离所要求保护主题的精神和范围的情况下对所描述的实施例进行各种修改。因此，本说明书旨在涵盖所描述的实施例的修改和改变，只要这些修改和改变落入所附权利要求和其等同物的范围内即可。

Claims (19)

1.一种热成型微毛细管片材，通过包含以下步骤的方法来制备：
(a)提供包含热塑性材料的热塑性片材，其中所述热塑性片材包含设置于其中的至少一个或多个微毛细管通道，所述至少一个或多个微毛细管通道具有按所述热塑性片材的总体积计的初始体积；和
(b)将所述热塑性片加热到所述热塑性材料可变形的温度，以形成其中设置有所述至少一个或多个微毛细管通道的所述热成型微毛细管片材，所述至少一个或多个微毛细管通道具有按所述热成型微毛细管片材的总体积计的最终体积；
其中所述热成型微毛细管片材中的所述至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是所述热塑性片材中的所述至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少约10％。
2.根据权利要求1所述的热成型微毛细管片材，其中所述热塑性材料包含聚烯烃、烯烃共聚物或其混合物。
3.根据权利要求2所述的热成型微毛细管片材，其中所述聚烯烃选自由聚丙烯、聚乙烯或其混合物组成的组。
4.根据权利要求3所述的热成型微毛细管片材，其中将所述热塑性片材加热到高于所述聚烯烃的挠曲温度直到所述聚烯烃的熔融温度的温度。
5.根据权利要求3所述的热成型微毛细管片材，其中将所述热塑性片材加热到高于所述聚烯烃的熔融温度的温度。
6.根据权利要求1所述的热成型微毛细管片材，其中所述热塑性材料包含无定形聚合物。
7.根据权利要求6所述的热成型微毛细管片材，其中所述无定形聚合物选自由聚苯乙烯、丙烯酸类、聚碳酸酯或其混合物组成的组。
8.根据权利要求8所述的热成型微毛细管片材，其中将所述热塑性片材加热到高于所述无定形聚合物的玻璃化转变温度。
9.根据权利要求2所述的热成型微毛细管片材，其中所述烯烃共聚物选自由以下组成的组：乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和其混合物。
10.根据权利要求3所述的热成型微毛细管片材，其中所述聚乙烯的特征在于根据ASTMD1238在190℃和2.16Kg下测量时具有0.1到500克/10分钟范围内的熔体指数。
11.根据权利要求3所述的所制备热成型微毛细管片材，其中所述聚丙烯的特征在于根据ASTM D1238在230℃和2.16Kg下测量时具有0.1到500克/10分钟范围内的熔体指数。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热成型微毛细管片材，其中所述一个或多个微毛细管通道可以具有选自由圆形、矩形、椭圆形、星形、菱形、三角形、正方形、曲线形和其组合组成的组的横截面形状。
13.根据前述权利要求中任一项所述的热成型微毛细管片材，其中按所述热成型微毛细管片材的总体积计的所述热成型微毛细管片材中的所述至少一个或多个微毛细管通道的最终体积是按所述热塑性微毛细管片材的总体积计的所述热塑性片材中的所述至少一个或多个微毛细管通道的初始体积的至少约10％。
14.根据前述权利要求中任一项所述的热成型微毛细管片材，其中所述一个或多个微毛细管通道占所述热成型微毛细管片材的总体积的约5体积％到约80体积％。
15.根据前述权利要求中任一项所述的热成型微毛细管片材，其中所述一个或多个微毛细管通道的纵横比在1∶1到100∶1范围内，如按照垂直于所述热成型微毛细管片材的纵向的微毛细管通道横截面的最长尺寸与最短尺寸的比率所测量。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法制备的热成型微毛细管片材，其中所述热成型微毛细管片材的厚度根据ASTM D374M-13在约0.5毫米到约60毫米范围内。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法制备的热成型微毛细管片材，其中所述微毛细管通道填充有空气或其它惰性气体。
18.一种多层结构，包含根据前述权利要求中任一项所述的热成型微毛细管片材。
19.一种制品，包含根据前述权利要求中任一项所述的热成型微毛细管片材。
CN201680077939.5A 2016-01-05 2016-12-29 热成型微毛细管片材 Active CN109070437B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662274984P 2016-01-05 2016-01-05
US62/274984 2016-01-05
PCT/US2016/069144 WO2017120093A1 (en) 2016-01-05 2016-12-29 Thermoformed microcapillary sheeting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109070437A true CN109070437A (zh) 2018-12-21
CN109070437B CN109070437B (zh) 2022-01-07

Family

ID=57861265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680077939.5A Active CN109070437B (zh) 2016-01-05 2016-12-29 热成型微毛细管片材

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20190366615A1 (zh)
EP (1) EP3400124B1 (zh)
JP (1) JP6855487B2 (zh)
KR (1) KR20180100339A (zh)
CN (1) CN109070437B (zh)
AR (1) AR107288A1 (zh)
BR (1) BR112018013633B1 (zh)
CA (1) CA3010436A1 (zh)
CL (1) CL2018001839A1 (zh)
CO (1) CO2018007602A2 (zh)
MX (1) MX379838B (zh)
WO (1) WO2017120093A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113263708A (zh) * 2021-07-01 2021-08-17 拓凌机械(浙江)有限公司 用于制备高通道尺寸可控性的微通道塑料制品的口模结构

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120363429B (zh) * 2025-05-22 2025-11-18 广东健琪新材料有限公司 一种快速降温式pp卷材原料生产用挤出成型设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015123031A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 Dow Global Technologies Llc Microcapillary films
CN104870322A (zh) * 2012-12-14 2015-08-26 比瑞塑料公司 用于形成容器毛坯的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2208767A1 (en) * 1972-12-06 1974-06-28 Lincrusta Corrugation of hollow thermoplastic board - by heating and vacuum forming bridged profiles
IT7919298A0 (it) * 1979-01-15 1979-01-15 Bayer Italia Spa Formatura di lastre alveolari diresine termoplastiche accoppiate con schiuma polietilenica reticolata di tipo termoformabile.
US4778644A (en) * 1987-08-24 1988-10-18 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for making substantially fluid-impervious microbubbled polymeric web using high pressure liquid stream
EP0629631B1 (en) 1993-06-07 2002-08-28 Mitsui Chemicals, Inc. Novel transition metal compound, and polymerization catalyst containing it
US6525157B2 (en) 1997-08-12 2003-02-25 Exxonmobile Chemical Patents Inc. Propylene ethylene polymers
EP1091984A1 (en) 1998-07-02 2001-04-18 Exxon Chemical Patents Inc. Propylene olefin copolymers
US6960635B2 (en) 2001-11-06 2005-11-01 Dow Global Technologies Inc. Isotactic propylene copolymers, their preparation and use
JP4680528B2 (ja) * 2004-04-05 2011-05-11 積水化成品工業株式会社 熱成形用エチレン系樹脂発泡シート、成形品及び熱成形用エチレン系樹脂発泡シートの製造方法
WO2014003761A1 (en) 2012-06-28 2014-01-03 Dow Global Technologies Llc System, method and apparatus for producing a multi-layer, microcapillary film
US20150321407A1 (en) * 2012-06-28 2015-11-12 Joseph Dooley Microcapillary Film and Method of Making Same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104870322A (zh) * 2012-12-14 2015-08-26 比瑞塑料公司 用于形成容器毛坯的方法
WO2015123031A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 Dow Global Technologies Llc Microcapillary films

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113263708A (zh) * 2021-07-01 2021-08-17 拓凌机械(浙江)有限公司 用于制备高通道尺寸可控性的微通道塑料制品的口模结构
CN113263708B (zh) * 2021-07-01 2022-10-04 拓凌机械(浙江)有限公司 用于制备高通道尺寸可控性的微通道塑料制品的口模结构

Also Published As

Publication number Publication date
US20190366615A1 (en) 2019-12-05
WO2017120093A1 (en) 2017-07-13
MX379838B (es) 2025-03-11
EP3400124B1 (en) 2019-10-23
EP3400124A1 (en) 2018-11-14
JP2019511388A (ja) 2019-04-25
CN109070437B (zh) 2022-01-07
AR107288A1 (es) 2018-04-18
CL2018001839A1 (es) 2018-08-17
MX2018008297A (es) 2018-11-09
JP6855487B2 (ja) 2021-04-07
CO2018007602A2 (es) 2018-07-31
KR20180100339A (ko) 2018-09-10
CA3010436A1 (en) 2017-07-13
BR112018013633A2 (pt) 2019-01-22
BR112018013633B1 (pt) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6284685B2 (ja) ポリマー組成物および押出被覆された物品
KR101978082B1 (ko) 압출 코팅용 중합체 조성물
JP6043727B2 (ja) 強化されたマイクロキャピラリーフィルムおよびフォーム
ES2632944T3 (es) Precintos desprendibles a base de poliolefinas
JP6242886B2 (ja) 多層マイクロキャピラリーフィルムの製造方法および装置
JP6637443B2 (ja) 多層の環状マイクロキャピラリー製品を製造するためのシステム、方法、及び装置
JP2004525002A5 (zh)
CN102802946A (zh) 高性能可密封共挤出双轴取向的聚丙烯膜
CN109982843A (zh) 多层膜
US20240075717A1 (en) Anisotropic thin polyethylene sheet and applications thereof and the process of making the same
WO2013122484A1 (en) Fabrication method of pentalayer polyolefin stretch film
CN109070437A (zh) 热成型微毛细管片材
KR20110084125A (ko) 고밀도 폴리에틸렌 중합체와 올레핀성 블록 공중합체의 개선된 탄성 블렌드
CN105980460A (zh) 微毛细管膜
CN105172104A (zh) 固态拉伸层压的聚合物坯料
CN114375255A (zh) 基于聚烯烃的多层弹性膜
CN103182820B (zh) 一种流延聚丙烯直复膜
CN101084115A (zh) 可热封的聚烯烃薄膜
JP6438714B2 (ja) 熱成形用シート及び食品用トレイ
JPH045044A (ja) 多層シユリンク包装用フイルム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant