Фторполимерный содержащий порошковый наполнитель защитный лист

Фторполимерный содержащий порошковый наполнитель защитный лист

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Данное изобретение относится, в общем, к пленкам и многослойным пленкам, которые пригодны в качестве упаковочных материалов, имеющим по меньшей мере одну частицу, погруженную в пленку, и способам их производства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Многослойные пленки или ламинаты представляют собой конструкции, которые пытаются соединить свойства несходных слоев для того, чтобы обеспечить улучшенные рабочие характеристики по сравнению с отдельно взятыми материалами. Желательные свойства для многослойных пленок включают влаго-, пароизоляцию, стойкость к атмосферным воздействиям, прочность на пробой, сопротивление электрическому току, отражающую способность поверхности, непрозрачность, двухсторонний цвет или другие двухсторонние электромагнитные спектральные эффекты.

[003] Вплоть до данного изобретения такие ламинаты часто дают в результате дисбаланс свойств, являются дорогими или сложными в обращении или обработке. Добавление материала для улучшения одного свойства может привести к сопутствующей потере другого свойства.

[004] В растущей области применения защитных пленок для упаковки для электронных устройств крайне необходимо обеспечить хорошо разработанное экономическое равновесие необходимых свойств. Например, защитные пленки в качестве подложки для фотоэлементов должны обеспечивать сочетание свойств, таких как защита от влаги, хорошая диэлектрическая прочность, высокая непрозрачность и/или отражающая способность. Получение этих свойств в многослойных пленках было сложным или дорогостоящим.

[005] В частности, осуществление контроля за свойствами с помощью широко используемого способа добавления подходящего наполнителя часто приводило к улучшению одного свойства с ухудшением другого. Например, добавление светоизоляционного наполнителя на уровнях, необходимых для получения высокого уровня непрозрачности, может привести к нежелательному повышению влаго- и паропроницаемости. Аналогично, добавление высокого уровня светоизоляционного наполнителя может приводить к нежелательному снижению диэлектрической прочности. В другом примере добавление наполнителя для повышения коэффициента отражения пленки может в результате давать поверхность многослойной пленки, которая плохо приклеивается при соединении с фотогальваническим устройством. Предыдущие пленки, как правило, обеспечивали одно или два необходимых свойства защитных пленок для электронных устройств, но были не способны обеспечивать более высокий уровень комбинированной защиты.

[006] Более того, при добавлении наполнителей к полученным экструзией из расплава многослойным пленкам их может быть трудно диспергировать, требуя значительного перемешивания, приводя к увеличению во времени обработки и стоимости.

[007] Соответственно, существует необходимость во многослойных пленках, которые могут быть приспособлены для обеспечения одного или нескольких улучшенных свойств фотогальваническому листу. Также существует необходимость в многослойных пленках, приспособленных для других защитных применений, таких как защитная обертка для применений в области проводов или кабелей, или защитные пленки для других оптоэлектронных устройств, таких как OLED.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[008] Данное изобретение раскрывает многослойные пленки и способы получения таких многослойных пленок, которые преодолевают одно или несколько недостатков, известных из уровня техники. Было установлено, что возможно создать и использовать многослойные пленки, имеющие характеристики, например, подходящие для упаковочных материалов для электронных устройств. Эти пленки помогают защитить компоненты от тепла, влажности, воздействия химических соединений, излучения, физического повреждения и общего износа. Такие упаковочные материалы помогают электрически изолировать активные компоненты/цепи электронных устройств. Дополнительно, такие материалы обеспечивают защитную амортизацию электронным устройствам, таким как фотогальванические устройства, обеспечивают предупреждающие загрязнения свойства, стойкость к химическому воздействию, стойкость к УФ-излучению, отражающую способность, повышенную огнеупорность, эстетичность и/или непрозрачность.

[009] В одном аспекте данное изобретение раскрывает литьевую композицию, которая включает жидкость-носитель; матричный материал на основе полимерной смолы; порошковый материал наполнителя; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, которая включает переменные процентные содержания материала наполнителя, выраженного в объемных процентах.

[010] Неожиданно было обнаружено, что путем подбора одного или нескольких параметров из размера порошкового наполнителя, типа конкретного наполнителя и/или объемного процентного содержания материала наполнителя непрозрачность пленки можно контролировать, при этом обеспечивая эстетически приятный внешний вид, а также обеспечивая целостность пленки. Как правило, с включением меньшего количества порошкового наполнителя наблюдается улучшение в целостности пленки при сохранении непрозрачности. Более низкие уровни порошкового наполнителя могут также обеспечить более низкую влагопроницаемость или улучшения диэлектрической прочности. Следовательно, в определенных вариантах осуществления предпочтительно иметь менее 15 объемных процентов наполнителя, присутствующего в конечной пленке.

[011] Интересно однако, что было обнаружено, что существует равновесие факторов с контролем объемного процентного содержания наполнителя. Размер частиц также может влиять на целостность пленки, и в некоторых аспектах оператор будет выбирать материал(материалы) наполнителя, где ни один из отдельных линейных размеров частицы не будет более 10 мкм и может быть равен от нанометра (нм) до приблизительно 100 нм, например, 0,1 мкм. В другом аспекте порошковый наполнитель может иметь отдельный размер от 100 нм до 2 мкм. В других аспектах некоторые из порошковых наполнителей могут иметь отдельные линейные размеры более 10 мкм.

[012] Выбор самой частицы может помочь улучшить целостность пленки и ее физические свойства, такие непрозрачность, водопаропроницаемость, ИК отражающая способность и коэффициент диэлектрической проницаемости. Частица может быть одной из, или смесью, частиц следующего: диоксид кремния, силикаты алюминия, стеклянные гранулы, стеклянные микросферы, стекловолокна, частицы диоксида титана, частицы титаната бария, карбонат кальция, оксид цинка, слюда, глина, такая как каолин или другие, муллит, тальк, оксид железа, углеродная сажа, сульфид цинка, сульфат бария, сульфит цинка, ряд пигментов, такие как синий алюминат кобальта, алюмосульфосиликат натрия, ингибиторы горения, такие как гидроксид магния, трехокись сурьмы, фосфорорганические соединения или бромированные соединения, или другие подходящие частицы для предполагаемого применения. В некоторых вариантах осуществления размер частиц может быть от приблизительно 100 нанометров (нм) до приблизительно 2 микрон (мкм).

[013] В другом аспекте частица может быть отражающей в инфракрасной или области спектра. Частицы этого типа могут быть эффективными в снижении ИК-поглощения и последующего теплообразования в пленке, в тоже время при этом же выборе обеспечивая диапазон цветовых альтернатив в видимом спектре. Такие ИК отражающие пигменты включают Арктический Черный 10С909, Черный 411, Желтый 193, Коричневый 12 и Коричневый 8 от Shepherd Color Company, Цинциннати, Огайо, и V-780 Черный, V-778 Черный, PC-9415 Желтый, V-9248 Синий, V-13810 Красный и V-12600 Камуфляжный Зеленый от Ferro Corporation, Кливленд, Огайо.

[014] В другом аспекте данное изобретение раскрывает пленки из литьевой композиции.

[015] В другом аспекте данное изобретение раскрывает способы получения пленок и многослойных пленок, раскрываемых в данном документе.

[016] В еще одном аспекте данное изобретение раскрывает фотогальваническое устройство, которое включает фотогальванический компонент, защищенный (например, в контакте с) пленкой или многослойной пленкой данного изобретения.

[017] Следует понимать, что многослойные пленки по данному изобретению могут включать от 2 слоев до приблизительно 12 слоев материала. Например, многослойные пленки могут повторять наслаивание первого слоя и второго слоя и т.д. Внешний слой или два внешних слоя могут быть включены в конструкцию многослойной пленки. Внешние слои, например, могут быть фторполимером или не фторполимером. Дополнительно, в данном документе включены комбинации различных слоев, например, первый слой, второй слой, третий слой, отличающийся от первого или второго слоев, и четвертый слой, который отличается от первого, второго или третьего слоев и т.д. Это наслаивание, к тому же, может повторяться при необходимости для предполагаемого применения.

[018] Многослойные пленки, как правило, имеют диэлектрическую пробивную прочность (кВ), которая больше 3 кВ, измеренную с помощью способа ASTM (Американское сообщество по испытанию материалов) D3755, коэффициент отражения солнечной энергии, который больше 70% при измерении с помощью способа ASTM E424, или водопаропроницаемость, которая менее 20 г/м²/день, измеренную с помощью способа ASTM F1249, в случае, когда многослойная пленка имеет толщину от приблизительно 0,8 миллидюйма до приблизительно 2,0 миллидюймов, например, приблизительно 1,1 миллидюйма.

[019] Данное изобретение также приводит способы получения многослойных пленок, упомянутых в данном описании.

[020] Кроме того, объектом настоящего изобретения является и электронное устройство, у которого электронный компонент упакован в многослойную пленку, выполненную в соответствии с настоящим изобретением или же эта пленка является подложной для такого компонента. Несмотря на то, что раскрываются множественные варианты осуществления, из следующего детального описания специалистам в данной области техники станут очевидны другие варианты осуществления данного изобретения. Как станет очевидным, изобретение способно к модификациям в различных очевидных аспектах, при этом все не отклоняются от сущности и объема данного изобретения. Соответственно, детальные описания следует рассматривать как иллюстративные по своей природе, а не ограничивающие.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[021] В описании изобретения и формуле изобретения выражения "включающий" и "содержащий" являются неограниченными выражениями и должны интерпретироваться со значением "включающий, но не ограниченный следующим. …". Эти выражения включают более ограничивающие выражения "состоящий, по сути, из" и "состоящий из". [022] Следует отметить, что используемые в данном документе и в формуле изобретения формы единственного числа включают ссылку на форму множественного числа, если только контекст четко не диктует иное. Кроме того, выражения "некий" (или "некоторый"), "один или несколько" и "по меньшей мере один" в данном документе могут использоваться взаимозаменяемо. Также нужно отметить, что выражения "содержащий", "включающий", "характеризующийся" и "имеющий" могут использоваться взаимозаменяемо.

[023] Если не указано иное, все используемые в данном документе технические и научные выражения имеют такие же значения, как обычно понимаются специалистом в данной области техники, к которой относится данное изобретения. Все публикации и патенты, конкретно упомянутые в данном документе, включены ссылкой в их полном объеме для всех целей, включая описание и раскрытие химических соединений, инструментов, статистических анализов и методик, о которых сообщается в публикациях, которые могут быть использованы в связи с данным изобретением. Все ссылки, процитированные в этом описании изобретения, должны рассматриваться как указывающие на уровень знаний в данной области техники.

[024] Данное изобретение включает различные варианты осуществления. В первом варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[025] жидкость-носитель;

[026] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал (полимерная смола или полимерная матрица);

[027] порошковый материал наполнителя, где некоторые из частиц порошкового материала наполнителя имеют отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей более 15 объемных процентов материала наполнителя.

[028] Во втором варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[029] жидкость-носитель;

[030] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал;

[031] порошковый материал наполнителя, где некоторые из частиц порошкового материала наполнителя имеют отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей менее 15 объемных процентов материала наполнителя.

[032] В третьем варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[033] жидкость-носитель;

[034] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал;

[035] порошковый материал наполнителя, где ни одна из частиц порошкового материала наполнителя не имеет отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей менее 15 объемных процентов материала наполнителя.

[036] В четвертом варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[037] жидкость-носитель;

[038] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал;

[039] порошковый материал наполнителя, где некоторые из частиц порошкового материала наполнителя имеют отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей более 15 объемных процентов материала наполнителя.

[040] В пятом варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[041] жидкость-носитель;

[042] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал;

[043] порошковый материал наполнителя, где некоторые из частиц порошкового материала наполнителя имеют отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей менее 15 объемных процентов материала наполнителя.

[044] В шестом варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[045] жидкость-носитель;

[046] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал;

[047] порошковый материал наполнителя, где ни одна из частиц порошкового материала наполнителя не имеет отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей более 15 объемных процентов материала наполнителя.

[048] В седьмом варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[049] жидкость-носитель;

[050] неволокнистый, нефторполимерный или фторполимерный матричный материал;

[051] порошковый материал наполнителя, где ни одна из частиц порошкового материала наполнителя не имеет отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей менее 15 объемных процентов материала наполнителя.

[052] После удалении носителя, и факультативно других добавок, обсуждаемых в данном документе, получают пленки. Пленки могут быть частью описываемых в данном документе конструкций многослойных пленок.

[053] В восьмом варианте осуществления данное изобретение относится к литьевой композиции, содержащей:

[054] жидкость-носитель;

[055] неволокнистый нефторполимерный матричный материал;

[056] порошковый материал наполнителя, где ни одна из частиц порошкового материала наполнителя не имеет отдельный линейный размер более 10 мкм; и где полимерный матричный материал и порошковый материал наполнителя включены в композицию в относительных количествах, эффективных для получения сухой композитной пленки, включающей более 15 объемных процентов материала наполнителя.

[057] Следует понимать, что третий слой можно расположить на втором слое с формированием композита. Второй слой герметизируется первым и третьим слоями. Третий слой может быть не фторполимером или фторполимером, который также получен из отливаемого раствора.

[058] Следовательно, данное изобретение также раскрывает литьевые композиции, способы получения отлитых многослойных пленок из этих композиций и многослойные пленки, образованные из этих композиций. Многослойные пленки могут включать первый внешний слой, как описано выше, содержащий отливаемый полимер в воде или растворителе полимер, например, фторполимер, второй внутренний слой, как описано выше, расположенный на первом слое, при этом второй слой содержит отливаемый полимер в воде или растворителе полимер, например, фторполимер или смеси с ним, и порошковый материал наполнителя, как описано выше, и третий внешний слой, расположенный на втором слое, содержащий отливаемый полимер в воде или растворителе полимер, как описано выше, например, фторполимер или смеси с ним.

[059] В основном, первый внешний слой имеет толщину от приблизительно 0,01 миллидюйма до приблизительно 0,7 миллидюйма, более конкретно от приблизительно 0,02 миллидюйма до приблизительно 0,4 миллидюйма и наиболее конкретно от приблизительно 0,05 миллидюйм до приблизительно 0,3 миллидюйма.

[060] Второй внутренний слой, как правило, имеет толщину от приблизительно 0,1 миллидюйма до приблизительно 0,8 миллидюйма, более конкретно от приблизительно 0,2 миллидюйма до приблизительно 0,4 миллидюйма и наиболее конкретно от приблизительно 0,3 миллидюйма до приблизительно 0,4 миллидюйма.

[061] Третий внешний слой имеет, например, толщину от приблизительно 0,01 миллидюйма до приблизительно 0,7 миллидюйма, более конкретно от приблизительно 0,02 миллидюйма до приблизительно 0,4 миллидюйма и наиболее конкретно от приблизительно 0,05 миллидюйма до приблизительно 0,3 миллидюйма.

[062] Последующие слои, например, четвертый и пятый слои, могут иметь толщину от приблизительно 0,01 миллидюйма до приблизительно 0,7 миллидюйма, более конкретно от приблизительно 0,02 миллидюйма до приблизительно 0,4 миллидюйма и наиболее конкретно от приблизительно 0,05 миллидюйма до приблизительно 0,3 миллидюйма.

[063] Подразумевается, что фраза "многослойная" пленка включает многочисленные слои пленки(пленок), соприкасающихся друг с другом. Как минимум присутствуют два слоя, хотя три слоя являются особенно желательными. В многослойную пленку могут быть включены дополнительные слои, так что многослойная пленка может включать 4, 5, 6-12 и т.д. слоев.

[064] Подразумевается, что фраза "отливаемый полимер" означает фторполимер или не фторполимер, способный диспергироваться, растворяться, суспендироваться, эмульгироваться или иным образом распределяться в среде жидкости-носителя. Среда жидкости-носителя может быть водой, органическим растворителем или любой другой жидкостью, в которой полимер может диспергироваться, растворяться, суспендироваться, эмульгироваться или иным образом распределяться. Среда жидкости-носителя может быть смесью подходящих жидкостей. Распределившись в среде носителя, полимер и среда затем способны к размещению или отливке на несущий материал с образованием пленки. Полимер(полимеры) можно смешать с первой жидкостью-носителем. Смесь может включать дисперсию полимерных частиц в первой жидкости-носителе, эмульсию жидких капель полимера или мономерного или олигомерного предшественник полимера в первой жидкости-носителе или раствор полимера в первой жидкости-носителе.

[065] Отливаемый(отливаемые) полимер(полимеры) может(могут) также быть мономерным или олигомерным предшественником полимера, распределенным внутри жидкости-носителя. Чаще всего отливаемые композиции представляют собой эмульсии или дисперсии в водных средах.

[066] Выбор первой жидкости-носителя основан на конкретном полимере и форме, в которой материал должен быть введен в литьевую композицию данного изобретения. Если желателен раствор, то растворитель для конкретного фторполимера выбирают в виде жидкости-носителя. Подходящие носители включают, например, DMAC, NMP, целлозольвы или воду и подобное. Если желательна дисперсия, то подходящий носитель является носителем, в котором полимер не растворяется. Водный раствор будет подходящей жидкостью-носителем для дисперсии полимерных частиц.

[067] Чаще всего отливаемые композиции представляют собой эмульсии или дисперсии в водных средах. Поверхностно-активные вещества можно использовать для получения дисперсии в количестве, эффективном для модификации поверхностного натяжения жидкости-носителя с тем, чтобы позволить жидкости-носителю смачивать частицы наполнителя. Подходящие поверхностно-активные соединения включают ионные поверхностно-активные вещества, амфотерные, катионные и неионные поверхностно-активные вещества.

[068] В одном иллюстративном варианте осуществления смесь полимера, жидкости-носителя и дисперсии частиц наполнителя во второй жидкости-носителе объединяют с образованием литьевой композиции.

[069] Фторполимеры, как правило, выбирают в качестве внешних слоев с тем, чтобы обеспечить стойкость к действию химических соединений, электрическую изоляцию, стойкость к атмосферным воздействиям и/или барьер по отношению к влаге.

[070] Термин "фторполимер" является известным из уровня техники и, как подразумевается, включает, например, политетрафторэтилен(РТРЕ), поливинилиденфторид (PVDF), полихлортрифторэтилен (PCTFE), поливинилфторид (PVF), сополимер тетрафторэтилена/гексафторпропилена/этилена(НТЕ), сополимер хлортрифторэтилена/винилиденфторида, сополимеры хлортрифторэтилена/гексафторпропилена, этилена/хлортрифторэтилена (ECTFE), сополимеры этилена/трифторэтилена, сополимеры этилена/тетрафторэтилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена/пропилена (TFE/P), сополимеры тетрафторэтилена/гексафторпропилена (FEP), сополимеры тетрафторэтилена и перфтор(алкилвинилового эфира) (PFA, например, тетрафторэтилена и перфтор(пропилвинилового эфира), поливинилиден дифторид, сополимеры гексафторпропилена/тетрафторэтилена/винилидена (а именно, THV) и их смеси.

[071] Фторполимер может быть перерабатываемым в расплаве, например, как в случае поливинилидендифторида; сополимеров винилидендифторида; сополимеров тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилидендифторида; сополимеров тетрафторэтилена и гексафторпропилена; и других перерабатываемых в расплаве фторпластмасс; или фторполимер может не быть перерабатываемым в расплаве, например, как в случае политетрафторэтилена, сополимеров TFE и низких уровней фторированных виниловых эфиров) и отвержденных фторэластомеров.

[072] Примеры коммерчески доступных THV полимеров включают продаваемые Dyneon, LLC под торговыми обозначениями "DYNEON THV 2030G FLUOROTHERMOPLASTIC", "DYNEON THV 220 FLUOROTHERMOPLASTIC", "DYNEON THV 340C FLUOROTHERMOPLASTIC", "DYNEON THV 415 FLUOROTHERMOPLASTIC", "DYNEON THV 500A FLUOROTHERMOPLASTIC", "DYNEON THV 610G FLUOROTHERMOPLASTIC" или "DYNEON THV 810G FLUOROTHERMOPLASTIC".

[073] Примеры коммерчески доступных НТЕ полимеров включают продаваемые, например, под торговым обозначением "DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC HTE" (например, "DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC HTE X 1510" или "DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC HTE X 1705") от Dyneon, LLC.

[074] Примеры коммерчески доступных винилиден дифторид содержащих фторполимеров включают, например, те фторполимеры, которые имеют торговые обозначения; "KYNAR" (например, "KYNAR 740"), который продается Atofina, Филадельфия, Пенсильвания.; "HYLAR" (например, "HYLAR 700"), который продается Ausimont USA, Морристаун, Нью-Джерси; и "FLUOREL" (например, "FLUOREL FC-2178"), который продается Dyneon, LLC.

[075] Примеры коммерчески доступных сополимеров тетрафторэтилена и перфтор(алкилвинилового эфира) включают продаваемые, например, под торговым обозначением "Hyflon PFA" или "Hyflon MFA" от Solvay Solexis; и "Teflon PFA" от E.I. du Font de Nemours & Company.

[076] Примеры коммерчески доступных винилфторидных фторполимеров включают, те гомополимеры винилфторида, которые продаются под торговым обозначением "TEDLAR" от E.I. du Pont de Nemours & Company, Уилмингтон, Делавэр.

[077] Примеры коммерчески доступных (TFE/P) полимеров включают продаваемые под торговыми обозначениями "AFLAS" (например, "AFLAS TFE ELASTOMER FA 100Н", "AFLAS TFE ELASTOMER FA 150C", "AFLAS TFE ELASTOMER FA 150L" или "AFLAS TFE ELASTOMER FA 150P"), которые продаются Dyneon, LLC, или "VITON" (например, "VITON VTR-7480" или "VITON VTR-7512"), которые продаются E.I. du Pont de Nemours & Company, Уилмингтон, Делавэр.

[078] Примеры коммерчески доступных ETFE полимеров включают, например, продаваемые под торговыми обозначениями "DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC ЕТ 6210J", "DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC ET 6235" или "DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC ET 6240J" от Dyneon, LLC.

[079] Примеры коммерчески доступных ECTFE полимеров включают продаваемые под торговым обозначением смола Halar 350 и Halar 500 от Solvay Solexis Corp.

[080] Альтернативно, полимерный матричный материал по данному изобретению может включать термопластический или термореактивный полимер, отличный от фторполимера. Пригодные альтернативные полимерные матричные материалы включают полиолефины и их сополимеры, такие как полиэтилены, полипропилены, полиэтилен, полиметилпентен и полибутадиен, эпоксидные смолы, фенольные смолы, сложные эфиры циановой кислоты, сложные полиэфиры, полиамиды, поликарбонаты, полиимиды, полиакриловые смолы, полиметакриловые смолы, термопластические олефины, этиленвиниловый спирт (EVOH), этиленвинилацетат (EVA), этиленметакрилат (ЕМА), термопластические уретаны, термопластические силиконы, иономеры, этилбутилакрилат (ЕВА), поливинилбутираль (PVB), этиленпропилендиеновые каучуки класса М (EPDM) или их смеси.

[081] Порошковый материал наполнителя по данному изобретению может включать любой органический или неорганический порошковый материал. Используемые в данном документе выражения "порошковый" и "частицы", как подразумевается, включают волокна и хлопья. Подходящие неорганические материалы наполнителя включают, например, стеклянные частицы, керамические частицы, металлические частицы, углеродные частицы и минеральные частицы. Конкретные примеры подходящих частиц и хлопьев включают стеклянные гранулы, стеклянные микросферы, стекловолокна, частицы диоксида кремния, углеродную сажу, частицы диоксида титана, частицы оксида железа, частицы алюминия и частицы титаната бария. Частицы диоксида кремния, в частности частицы из аморфного плавленого диоксида кремния и частицы диоксида кремния, полученные с помощью золь-гель процесса, и стеклянные частицы, являются применимыми, например, диэлектрическими слоями пластинчатых электрических цепей, при необходимости в низком коэффициенте диэлектрической проницаемости.

[082] Форма частиц наполнителя, размер частиц наполнителя и распределение по размерам частиц наполнителя могут быть важными параметрами в отношении характеристики заполненного частицами композитного изделия по данному изобретению. Например, пигменты пластинчатой формы могут вызывать интерференцию света и другие оптические эффекты. Такие частицы могут включать в качестве покрытого слюдой железа или другого металла оксидные комплексы (например, Taizhu TZ2013 фиолетовый от Wenzhou Pearlescent Pigments Co, Тайчжоу, Китай; и Xirallic T60-10 WNT кристаллический серебряный от Merck KGaA, Дармштадт, Германия).

[083] В одном варианте осуществления данного изобретения все частицы порошкового наполнителя имеют диаметр менее чем приблизительно 10 микрон (мкм).

[084] В альтернативном предпочтительном варианте осуществления данного изобретения, каждая из частиц наполнителя имеет отдельный линейный размер не более чем приблизительно 10 мкм.

[085] В другом варианте осуществления частицы порошкового наполнителя включают некоторые частицы, которые имеют отдельный линейный размер более 10 мкм. Процентное содержание частиц, которые имеют отдельный линейный размер более 10 мкм, относительно частиц, которые имеют отдельный линейный размер менее 10 мкм, может составлять от 0,01% до приблизительно 50%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% или от приблизительно 1% до приблизительно 10% от общего количества частиц. Линейный размер может составлять от приблизительно 11 мкм до приблизительно 50 мкм, от приблизительно 15 мкм до приблизительно 20.

[086] Как указано ранее, неожиданно было обнаружено, что включение частиц, которые имеют отдельный линейный размер более 10 мкм может помочь обеспечить уникальные свойства конечной пленке. Они включают повышенную прочность при растяжении, большую непрозрачность (чем таковая без больших частиц) или снижают водопаропроницаемость.

[087] Также, частице не нужно быть сферической. В одном аспекте частица может быть продолговатой, также известной как "пластинчатая" в уровне техники.

[088] В одном аспекте данного изобретения каждая из частиц наполнителя является, по сути, сферической.

[089] В еще одном аспекте данного изобретения частицы наполнителя пленки являются неодинаковыми по размеру. Применение неодинаковых по размеру частиц может обеспечить неожиданное преимущество, которое заключается в светорассеянии, и обеспечить более однородное распределение частиц. Как правило, частицы имеют средний размер частиц от приблизительно 0,1 мкм до приблизительно 20 мкм, при этом приблизительно 80% частиц имеют узкий диапазон размеров частиц от приблизительно 0,2 мкм до приблизительно 5 мкм.

[090] Порошковый материал наполнителя может быть обработан с помощью поверхностной обработки с тем, чтобы улучшить влагостойкость, дисперсию частиц, адгезию матрицы или ИК отражающую способность, стойкость к УФ-излучению пленки и/или улучшить механические свойства композитной пленки данного изобретения. Например, определенные формы TiO₂ пассивированы, иначе они были бы фотокаталитическими.

[091] Подходящие гидрофобные покрытия, пригодные для обработки частиц данного изобретения, могут включать любой материал для покрытия, который является термически стабильным, проявляет низкую поверхностную энергию и повышает влагостойкость композита данного изобретения. Подходящие материалы для покрытия включают традиционные силановые покрытия, титановые покрытия и цирконатные покрытия.

[092] Полимерный матричный материал по данному изобретению смешивают с первой жидкостью-носителем. Смесь может включать дисперсию полимерных частиц в первой жидкости-носителе, дисперсию, а именно эмульсию, жидких капель полимера или мономерного или олигомерного предшественника полимера в первой жидкости-носителе или раствор полимера в первой жидкости-носителе.

[093] Выбор первой жидкости-носителя основан на конкретном полимерном матричном материале и форме, в которой полимерный матричный материал должен быть введен в литьевую композицию данного изобретения. Если желателен раствор, то растворитель для конкретного полимерного матричного материала выбирают как жидкость-носитель. Подходящие носители включают, например, DMAC, NMP, целлозольвы или воду и подобное. Если желательна дисперсия, то подходящий носитель является таким, в котором матричный материал нерастворим. Водный раствор может быть подходящей жидкостью-носителем для дисперсии фторполимерных частиц.

[094] Дисперсия порошкового наполнителя данного изобретения может быть в подходящей второй жидкости-носителе, в которой наполнитель нерастворим.

[095] Для получения дисперсии можно использовать поверхностно-активные вещества в количестве, эффективном для модификации поверхностного натяжения второй жидкости-носителя с тем, чтобы вторая жидкость-носитель смогла смачивать частицы наполнителя. Подходящие поверхностно-активные соединения включают ионные поверхностно-активные вещества, амфотерные, катионные и неионные поверхностно-активные вещества.

[096] В одном иллюстративном варианте осуществления смесь полимерного матричного материала и первой жидкости-носителя и дисперсию частиц наполнителя во второй жидкости-носителе объединяют с образованием литьевой композиции. Как правило, литьевая композиция имеет от приблизительно 10 до приблизительно 90 весовых процентов твердых веществ (на основании частиц и полимерной матрицы), от приблизительно 20 до приблизительно 70 весовых процентов или от приблизительно 25 до приблизительно 50 весовых процентов.

[097] Вязкость литьевой композиции данного изобретения может быть отрегулирована путем добавления подходящих модификаторов вязкости. Такие модификаторы включают соединения полиакриловой кислоты, растительные камеди и соединения на основе целлюлозы. Конкретные примеры подходящих модификаторов вязкости включают полиакриловую кислоту, метилцеллюлозу, полиэтиленоксид, гуаровую камедь, камедь плодов рожкового дерева, карбоксиметилцеллюлозу натрия, альгинат натрия и трагакантовую камедь.

[098] Как правило, отливаемая композиция имеет от приблизительно 10 до приблизительно 90 весовых процентов твердых веществ (на основании частиц и/или полимера), от приблизительно 20 до приблизительно 70 весовых процентов или от приблизительно 25 до приблизительно 50 весовых процентов.

[099] Как правило, порошковый материал наполнителя может присутствовать внутри слоя отливаемого полимера в диапазоне от приблизительно 0 об.% до приблизительно 60 об.%.

[0100] В одном аспекте порошковый материал наполнителя присутствует от приблизительно 2% до приблизительно 50%, например, от приблизительно 8 об.% до приблизительно 25 об.% от общего объема многослойной пленки. В другом аспекте порошковый материал наполнителя присутствует от приблизительно 9 об.% до приблизительно 15 об.% от общего объема многослойной пленки. Следует понимать, что в данный документ включены поддиапазоны, которые попадают в пределы от 0% до приблизительно 60%, включая диапазоны, которые являются дробными. То есть от приблизительно 0,5% до приблизительно 5,5%, от приблизительно 0,6 до приблизительно 10,3% и т.д. В данный документ включены все диапазоны. Перечисления числовых диапазонов с помощью конечных значений включают все числа, относящиеся к данному диапазону (например, 1-5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.д.).

[0101] Вязкость литьевой композиции по данному изобретению может быть отрегулирована путем добавления подходящих модификаторов вязкости. Такие модификаторы включают соединения полиакриловой кислоты, растительные камеди и соединения на основе целлюлозы. Конкретные примеры подходящих модификаторов вязкости включают полиакриловую кислоту, метилцеллюлозу, полиэтиленоксид, гуаровую камедь, камедь плодов рожкового дерева, карбоксиметилцеллюлозу натрия, альгинат натрия и трагакантовую камедь.

[0102] Для получения пленки слой композиции наливают на субстрат общепринятыми способами, например нанесение покрытия погружением, нанесение покрытия реверсивным валиком, ножевым валиком, нанесение покрытие с применением «ракели над листом» и покрытие с помощью дозирующего стержня.

[0103] Подходящие материалы-основы включают, например, металлические пленки, полимерные пленки или керамические пленки. Конкретные примеры подходящих основ включают фольгу из нержавеющей стали, полиимидные пленки, поликарбонатные пленки, титановые, алюминиевые или фторполимерные пленки.

[0104] В литьевом способе, который детально описан в патенте США №4883716, содержание которого включено в данный документ в его полном объеме, пленки формируют с помощью литья на ленту-транспортер, имеющую низкую теплоемкость. Лента-носитель является частью литьевого устройства. Ленту-носитель погружают в фторполимерный матричный м