包含聚合物的透明多层膜
阅读：266发布：2020-05-11
专利汇可以提供包含聚合物的透明多层膜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种包括多层的透明多层膜可以包括包含 聚合物 A的聚合物A层和与聚合物A层相邻的包含聚合物B的聚合物B层。以下的至少一种：聚合物A对聚合物B的差异 溶解度 参数(ΔδAB)可等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于2.2MPa1/2；和聚合物B对聚合物A的差异 溶解度参数 (ΔδAB)可等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于2.2MPa1/2。，下面是包含聚合物的透明多层膜专利的具体信息内容。
1.一种透明多层膜，包括：
多层，包括：
包含聚合物A的聚合物A层；和
与所述聚合物A层相邻的包含聚合物B的聚合物B层，其中，以下中的至少一种：
聚合物A对聚合物B的差异溶解度参数(ΔδAB)等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于
2.2MPa1/2；和
聚合物B对聚合物A的差异溶解度参数(ΔδAB)等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于
1/2
2.2MPa 。
2.根据权利要求1所述的透明多层膜，其中聚合物A包括聚碳酸酯，优选地聚合物A包括聚碳酸酯共聚物。
3.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物B包括共聚酯、丙烯酸酯和基于砜的聚合物中的至少一种；优选地，其中聚合物B包括共聚酯；更优选地，其中聚合物B包括螺环二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚环己基二亚甲基二醇对苯二甲酸酯、聚(1,4-亚环己基二亚甲基1,4-环己烷二羧酸酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯或包含前述中至少一种的组合。
4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中所述多层包括聚合物A和聚合物B的交替层。
5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中在589纳米的波长下测量的聚合物A的折射率与聚合物B的折射率之间的绝对差小于或等于0.15，或者小于或等于
0.10，优选小于或等于0.05。
6.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中在589纳米的波长下测量的聚合物A的折射率为1.57至1.59。
7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中在589纳米的波长下测量的聚合物B的折射率为1.53至1.63。
8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中所述透明多层膜的总厚度大于或等于50微米，或者大于或等于60微米，优选大于或等于70微米。
9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中所述多层中的每一层的厚度大于或等于90纳米，或者大于或等于100纳米，优选大于或等于110纳米。
10.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中所述多层包括小于或等于512层，或者小于或等于256层，优选小于或等于128层，或者甚至更优选小于或等于64层。
11.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物A与聚合物B的体积比为20:80至80:20，或40:60至60:40，优选45:65至65:45。
12.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中当将360至750纳米的波长的光导向所述透明多层膜时，光的直接透射率大于或等于60％，或者大于或等于65％，优选大于或等于70％。
13.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中当将360至750纳米的波长的光导向所述透明多层膜时，光的总透射率大于或等于60％，或者大于或等于65％，优选大于或等于70％。
14.根据前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜，其中当将360至750纳米的波长的光导向所述透明多层膜时，光的总反射率小于或等于30％，或者小于或等于25％，优选小于或等于20％。
15.一种制品，包含前述权利要求中任一项或多项所述的透明多层膜。
16.根据权利要求15所述的制品，其中所述制品包括显示器、安全窗膜、紫外光反射器、红外光反射器、反射偏振器、滤光器或包括前述中的至少一种的组合。
17.一种用于制备权利要求1-14中任一项或多项所述的透明多层膜的方法，包括：
将聚合物A和聚合物B共挤出以形成所述透明多层膜。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括将共挤出的聚合物A和聚合物B分裂以获得两个或更多个子流，以重叠的方式重新放置所述子流，以及使所述子流接触以获得聚合物A和聚合物B的交替层。
19.根据权利要求17-18中任一项或多项所述的方法，其中所述共挤出在200℃至320℃、或220℃至300℃、优选240℃至280℃的温度下进行。
20.一种用于将权利要求1-13中任一项或多项所述的透明多层膜转变成制品的方法，包括：
使所述透明多层膜成形以获得所述制品，其中所述成形包括热成型和真空成型中的至少一种。
包含聚合物的透明多层膜
[0001] 相关申请的引用
背景技术
[0003] 多层聚合物膜可以在许多产品和应用中提供期望的性能，例如透明性。为了易于制造和降低成本，可能需要使用最少数量的单独层(单层，individual layer)来生产具有透明性的多层聚合物膜。
[0004] 期望提供改善的透明多层膜和包括这种改善的透明多层膜的制品。发明内容
[0005] 一种包括多层的透明多层膜，可以包括包含聚合物A的聚合物A层和与聚合物A层相邻的包含聚合物B的聚合物B层。以下的至少一种：聚合物A对聚合物B的差异溶解度参数(差示溶解度参数，差别溶解度参数，differential solubility parameter，ΔδAB)等于或小于2.5MPa1/2，或者可等于或小于2.2MPa1/2；和聚合物B对聚合物A的差异溶解度参数(ΔδAB)可等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于2.2MPa1/2。
[0006] 一种包括上述透明多层膜的制品。
[0007] 一种用于制造上述透明多层膜的方法，可以包括将聚合物A和聚合物B共挤出以形成透明多层膜。
附图说明
[0010] 以下附图是其中相似要素编号相同的示例性实施方式。
[0011] 图1是表示包括透明多层膜的制品的简化示意图。
[0012] 图2是表示制造透明多层膜的方法的简化示意图。
[0014] 图4是实施例2中制备的透明多层膜的总透射光谱的图解说明。
[0015] 图5是实施例2中制备的透明多层膜的直接透射(直角透射，垂直透射，direct transmission)光谱的图解说明。
[0016] 图6是对比例2中制备的透明多层膜的直接透射光谱的图解说明。
[0018] 通过以下具体实施方式、实施例和所附权利要求来举例说明上述和其它特征。
具体实施方式
[0019] 本文描述了透明多层膜、包括此类膜的制品、以及用于制备此类膜的方法和包含流变学相容和热力学可溶混的聚合物A和聚合物B的制品，如相对于彼此具有等于或小于2.5MPa1/2或者等于或小于2.2MPa1/2的差异溶解度参数的聚合物所示。先前的透明多层膜受到设计和制造约束，这些约束与膜中所用材料之间的低折射率差、越来越薄的层(即，单独层)或越来越薄的透明多层膜的要求有关，越来越薄的透明多层膜需要复杂且昂贵的制造工艺以制备具有期望透明度的透明多层膜。例如，为了增加通过先前的透明多层膜的光的总透射率，膜设计使所需材料具有相似的折射率(例如，材料的折射率差等于或小于0.05)、薄膜(例如，小于50微米的厚度)、大量单独层(例如，512或更多的单独层)、单个薄层(例如，小于90纳米的厚度)或前述中至少之一的组合。由于这样的设计约束，由于对单独层厚度的变化的低容忍度，在先前的透明多层膜中对单独层的厚度的精确控制是有挑战性的。
[0020] 如本文所用，“差异溶解度参数”(ΔδAB)可以通过式(1)计算：
[0021] ΔδAB＝[(δHA-δHB)2+(δvA-δvB)2]1/2 式(1)
[0022] 其中δHA是聚合物A的汉森氢键溶解度参数，δvA是聚合物A的汉森非氢键溶解度参数，δHB是聚合物B的汉森氢键溶解度参数，δvB是聚合物B的汉森非氢键溶解度参数。聚合物A的汉森非氢键溶解度参数(δvA)可以通过式(2)计算：
[0023] δvA＝(δpA2+δdA2)1/2 式(2)
[0024] 其中δpA是聚合物A的汉森极性溶解度参数(polar solubility parameter)，且δdA是聚合物A的汉森分散溶解度参数(dispersive solubility parameter)。聚合物B的汉森非氢键溶解度参数(δvB)可以通过式(3)计算：
[0025] δvB＝(δpB2+δdB2)1/2 式(3)
[0026] 其中δpB是聚合物B的汉森极性溶解度参数，且δdB是聚合物B的汉森分散溶解度参数。汉森极性溶解度参数、汉森分散溶解度参数和汉森氢溶解度参数可以通过在van Krevelen,D.W.“, Prediction of Solubility-Parameter Components”,K.T.Nijenhues(Ed.),Properties of Polymers,Elsevier,Amsterdam(1976),pp.213-216中描述的van Krevelen基团贡献法计算。还参见Hansen,C.M.,“Hansen Solubility Parameters:A User's Handbook,CRC(2007)。
[0027] 可以通过汉森溶解度参数通过使用以下步骤以图形方式提供聚合物的流变学相容性和热力学混溶性的指示：1)如上所述计算聚合物A和聚合物B的汉森溶解度参数；2)如上所述将汉森溶解度参数简化为氢键和非氢键；3)绘制二维溶解度参数图，具有汉森非氢键溶解度参数的x轴和汉森氢键溶解度参数的y轴；4)在步骤3)的二维溶解度参数图中评估聚合物A和聚合物B之间的距离。如果二维溶解度参数图中的聚合物A和聚合物B之间的距离较大，则两种聚合物之间的热力学混溶性较低。如果二维溶度参数图中的聚合物A和聚合物B之间的距离较小，则聚合物A和聚合物B之间的热力学混溶性较高(反之亦然)。对于二维溶解度参数图中的聚合物A和聚合物B之间的中等距离，聚合物A可与聚合物B流变学相容，但可以不具有热力学混溶性。通过将具有这种汉森溶解度参数的聚合物配对，可以预测多层膜中的流变学相容性和热力学混溶性。(参见下面的实施例1)。
[0028] 如本文所用，“流变学相容”或“流变学相容性”是指两种可流动的聚合物具有粘度(例如，相似或相同的粘度)以防止粘性包封(例如，当两种熔融聚合物在通道中流动时，较低粘度的熔融聚合物进入通道壁，而较高粘度熔融聚合物进入通道中心)。
[0029] 如本文所用，“热力学可混溶”或“热力学可混溶性”是指两种可流动的聚合物可通过热力学混合而与彼此的至少一部分相溶、溶解、共混、形成亲和力、形成梯度。
[0030] 如本文所用，“可流动”是指以流体形式(例如，作为聚合物熔体)移动的能力。
[0031] 如本文所用，“透明”或“透明性(透明度，transparency)”是指在360纳米至750纳米范围内的波长下的光的总透射率为至少60％，如根据ASTM D-1003-00、程序A、在D65照明下、以10度观察者、在多层制品的厚度下、使用配备15厘米积分球的Perkin-Elmer LambdaTM 950纳米(nm)分光光度计测量、在250nm至1000nm的范围内以1nm的步长测量的。
[0032] 通过提供在相邻的单独层中具有相对彼此等于或小于2.5MPa1/2的差异溶解度参数的聚合物A和聚合物B，与在相邻的单独层中不包括这种聚合物A和聚合物B的先前的多层透明膜相比，可实现通过透明多层膜的光直接透射的增加。通过增加光的直接透射，和任选地增加光的总透射，透明多层膜的光学性质(例如，透明度、清晰度和颜色)得到改善。
[0033] 不希望受到理论的束缚，认为由于在单独层的每个界面处热力学混合聚合物A和聚合物B，因此可以降低单独层之间的折射率对比度，这进而降低反射强度。热力学混合聚合物A和聚合物B致使在界面处的折射率值介于聚合物A和聚合物B的折射率之间(例如，原位产生聚合物C)。
[0034] 出乎意料地发现，由于增加的光的直接透射，多个单独层中的每个的厚度可以增加或者透明多层膜的总厚度可以增加(例如，对于相同数目的单独层)，同时保持或改善所需或目标光学特性(例如，总透射率、直接透射率或总反射率)。随着多个单独层中的每个单独层的厚度增加或透明多层膜的总厚度增加(例如，对于相同数量的单独层)，可以减少用于制造透明多层膜的工艺的复杂性或可以增加加工窗口(一个或多个)(例如，可以增加厚度变化的公差)。因此，本公开的透明多层膜(例如，具有比先前的透明多层膜更薄或更厚的单独层的透明多层膜)可以允许包括透明多层膜的制品和制造透明多层膜的方法中更大的设计自由度。
[0035] 聚合物A可包含满足上述差异溶解度参数限定条件的聚碳酸酯。例如，聚合物A可包含聚碳酸酯，优选为聚碳酸酯共聚物。聚合物A可以是聚碳酸酯共聚物，例如聚碳酸酯-硅氧烷嵌段共聚物(例如，LEXANTM EXL树脂)。另一种可能的共聚物是聚碳酸酯及间苯二酚的间苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯(ITR)(例如，LEXANTM SLX树脂)。另一种可能的共聚物是聚碳酸酯及N-苯酚酚酞基双酚(N-phenylphenol phthaleinylbisphenol，PPP-BP)(例如，LEXANTM XHT树脂)。
[0036] 聚合物A可以是聚醚酰亚胺(PEI)(例如，ULTEMTM树脂)及其共聚物，例如EXTEMTM树脂和硅氧烷-聚醚酰亚胺(SILTEMTM树脂)。
[0037] 聚合物A可以是其硬嵌段或其软嵌段部分满足上述差异溶解度参数限定条件的嵌段共聚物(例如，LEXANTM EXL树脂、SILTEMTM树脂)。聚合物A可以是无定形聚合物。
[0038] 聚合物B可以是满足上述溶解度限定条件的无定形聚合物。聚合物B可包含共聚酯、丙烯酸酯和基于砜的聚合物中的至少一种。
[0039] 共聚酯可包括螺环二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚环己基二亚甲基二醇对苯二甲酸酯(polycyclohexylenedimethylene terephthalate glycol)、聚(1,4-亚环己基二亚甲基1,4-环己烷二羧酸酯)和聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
[0040] 丙烯酸酯可包括聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。基于砜的聚合物可包括聚砜、聚醚砜、聚苯砜或包含前述中的至少一种的组合。
[0041] 聚合物B可以是包括改善与聚合物A的溶混性的第三聚合物(例如，官能化聚合物)的共混物。聚合物B(具有或不具有第三聚合物)可以不是热力学上可混溶的或部分热力学上可混溶的，并且包括可以降低与聚合物A的差异溶解度参数的相容剂。相容剂可以是反应剂(例如，反应性前体，例如环氧官能化的单体)或催化剂(例如，钛或锌)以在聚合物A层和聚合物B层的界面处引发酯交换反应。
[0042] 透明多层膜可以包括聚合物A和聚合物B的交替层。例如，透明多层膜可以包括共聚酯、丙烯酸酯和基于砜的聚合物中的至少一种与聚碳酸酯的交替层。交替层可以在透明多层膜中重复(例如，可以是A/B/A/B或A/B/C/A/B/C模式)。
[0043] 在589纳米的波长下测量的聚合物A的折射率与聚合物B的折射率之间的绝对差可以小于或等于0.15，或者小于或等于0.10，优选小于或等于0.05。例如，在589纳米的波长下测量的聚碳酸酯的折射率与共聚酯、丙烯酸酯和基于砜的聚合物中的至少一种的折射率之间的绝对差可以小于或等于0.15，或者小于或等于0.10，优选小于或等于0.05。
[0044] 在589纳米的波长下测量的聚合物A(例如，聚碳酸酯)的折射率可为1.57至1.59。
[0045] 在589纳米的波长下测量的聚合物B(例如，共聚酯、丙烯酸酯、基于砜的聚合物中的至少一种)的折射率可为1.50至1.63。
[0046] 任选地，聚合物A层可包含添加剂(一种或多种)，例如稳定剂(一种或多种)、着色剂、染料等，条件是添加剂(一种或多种)被选定为不会显著不利地影响聚合物A的期望性质(例如，光学性质)。聚合物A层可以包含经历光化学重排的添加剂(一种或多种)以产生与光不同地相互作用的区域(例如，UV活性荧光)，从而形成标记(文本、商标、条形码、图像等)。添加剂可以是光活性添加剂或着色剂，其在某些介质中可以被认为是光致变色的。
[0047] 例如，单独层可包括激光标记添加剂，其当暴露于激光时形成标记。激光标记添加剂的类型和激光的类型取决于应用和所需标记。该层还可以包含激光焊接添加剂，其可以吸收激光并将其转化为热，用于高精度地将聚合物结合在一起(例如，将透明多层膜结合到聚合物制品或另一多层膜上)。
[0048] 任选地，聚合物B层可包含添加剂(一种或多种)，例如稳定剂(一种或多种)、着色剂、染料等，条件是添加剂(一种或多种)被选定为不会显著不利地影响聚合物B的期望性质(例如，光学性质)。聚合物B层可以包含经历光化学重排的添加剂(一种或多种)以产生与光不同地相互作用的区域(例如，UV活性荧光)，从而形成标记(文本、商标、条形码、图像等)。添加剂可以是光活性添加剂或着色剂，其在某些介质中可以被认为是光致变色的。
[0049] 可用于聚合物A层或聚合物B层中的至少一种的一些可能的添加剂包括羟基二苯甲酮、羟基苯并三唑、羟基苯并三嗪、氰基丙烯酸酯、草酰替苯胺、苯并噁嗪酮、丙二酸亚苄酯、受阻胺光稳定剂、纳米级无机物，以及包含前述中的至少一种的组合。其它添加剂可包括螺吡喃、螺噁嗪、俘精酸酐(fulgide)、二芳基乙烯、螺二氢吲嗪、偶氮化合物和席夫碱、苯并-和萘并吡喃族成员、以及包含前述中的至少一种的组合。其它可能的添加剂包括标签剂(taggants)，例如磷光体，例如硫氧化钇(铕掺杂的硫氧化钇)和/或氮化物标签剂材料。例如，任选地掺杂有铈和/或铕的氮化物材料、次氨基硅酸盐、氮化物原硅酸盐、氧代次氨基硅酸铝、或包含前述中的至少一种的组合。
[0050] 基于其应用和要求，透明多层膜可具有总厚度。例如，总厚度可以大于或等于50微米，或大于或等于100微米，优选大于或等于150微米，例如200微米至4,000微米，200微米至1,500微米，或250微米至550微米。
[0051] 透明多层膜的多个层的每一层的厚度可以大于或等于90纳米、或大于或等于100纳米，优选地大于或等于110纳米，例如0.1微米至10微米、或0.5微米至5微米，或甚至0.8微米至3微米。应注意，聚合物A层的厚度可与聚合物B层的厚度相同。或者，聚合物A层的厚度可以不同于聚合物B层的厚度。
[0052] 聚合物A层和聚合物B层可以一定比例存在于透明多层膜内。例如，聚合物A层和聚合物B层可以20:80至80:20，或40:60至60至40，优选45:65至65:45的体积比存在。
[0053] 透明多层膜可以包括大于或等于4层的多个层，例如，大于或等于30层、大于或等于64层以及大于或等于250层。层的总数可以是32至1024层，或64至512层。透明多层膜的多个层可包括小于或等于512层，或小于或等于256层，优选小于或等于128层，或者甚至更优选小于或等于64层。透明多层膜可包括4层至256层，或4至128层，优选4至64层。
[0054] 与在相邻层中不包括聚合物A和聚合物B的先前的透明多层膜相比，透明多层膜可以提供更大的光的直接透射。例如，当将360纳米至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的直接透射可以大于或等于60％，或大于或等于65％，优选地大于或等于70％。例如，透明多层膜的总厚度可以大于或等于100微米，并且其中，当将360纳米至750纳米波长的光导向透明多层膜时，光的直接透射可大于或等于70％。理想地，透明多层膜的总厚度可以大于或等于250微米，并且其中，当将360纳米至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的直接透射可以大于或等于80％。
[0055] 与在相邻层中不包括聚合物A和聚合物B的先前的透明多层膜相比，透明多层膜可以提供更大的光的总透射。例如，当将360纳米至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的总透射大于或等于60％，或大于或等于65％，优选地大于或等于70％。
[0056] 与在相邻层中不包括聚合物A和聚合物B的先前的透明多层膜相比，透明多层膜可以提供较小的光的总透射。例如，当将360纳米至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的总反射率小于或等于30％，或小于或等于25％，优选小于或等于20％。例如，透明多层膜的总厚度可以大于或等于100微米，并且其中，当将波长为360纳米至750纳米的光导向透明多层膜时，光的总反射率可以小于或等于20％。由于透明多层膜具有低的总反射率，与不包括与聚合物B层相邻的聚合物A层的现有膜相比，可感知的颜色(例如，在各种视角下)的一致性得以提高。
[0057] 制品可以包括上述透明多层膜。该制品可以是显示器、安全窗膜、紫外光反射器、红外光反射器、反射偏振器和滤光器中的至少一种。
[0058] 用于制备上述透明多层膜的方法可以包括共挤出聚合物A流和聚合物B流以形成透明多层膜。通过在相邻层中共挤出聚合物A和聚合物B，至少一部分聚合物A层可与至少一部分聚合物B层热力学混合。该方法可以包括将来自共挤出步骤的包含聚合物A流和聚合物B流的复合层流分裂(割离，切开，split)，以获得两个或更多个子流，以重叠的方式重新放置子流，以及使子流接触来获得聚合物A和聚合物B的交替层。
[0059] 例如，本文公开的用于制备透明多层膜的方法可包括以重叠的方式共挤出两个或更多个进料流，以形成复合层流，例如，包含聚合物A流和聚合物B流(任选地2-6种聚合物或2-4种聚合物)的进料流。可以使用挤出循环共挤出进料流，所述挤出循环包括将复合层流分成两个或更多个子流，然后其可以重叠的方式重新定位，然后使子流接触(例如，层压)。
可以重复挤出循环，直到达到所需的层的总数。层的总数可由式X(YN)表示，其中X表示进料流的数量，Y表示子流的数量，且N表示重复挤出循环的次数。例如，挤出循环可产生透明多层膜，该透明多层膜具有以交替方式重叠并且以20:80至80:20，或40:60至60:40，优选45:
65至65:45，更优选1:1的体积比存在的聚合物A层和聚合物B层。这种透明多层膜可以使用层倍增技术和可从Nordson Extrusion Dies Industries LLC,Chippewa Falls,WI商购的设备形成。
可以重复挤出循环，直到达到所需的层的总数。层的总数可由式X(YN)表示，其中X表示进料流的数量，Y表示子流的数量，且N表示重复挤出循环的次数。例如，挤出循环可产生透明多层膜，该透明多层膜具有以交替方式重叠并且以20:80至80:20，或40:60至60:40，优选45:
65至65:45，更优选1:1的体积比存在的聚合物A层和聚合物B层。这种透明多层膜可以使用层倍增技术和可从Nordson Extrusion Dies Industries LLC,Chippewa Falls,WI商购的设备形成。
[0060] 本文公开的用于制备透明多层膜的方法可包括以重叠方式使两个或更多个进料流接触，形成复合层流，例如在共挤出设备的进料块内。两个或更多个进料流可以垂直重叠以形成复合层流。
[0061] 一旦形成复合层流，就可以在挤出循环中加工，包括将复合层流分成两个或更多个子流。例如，复合层流可以垂直分成两个或更多个分枝子流(发散子流，diverging sub-streams)，其中每个子流包括每个原始进料流的至少一部分。换句话说，每个子流包括复合层流的所有层的一部分。然后，可以重叠方式重新定位子流。例如，每个子流可以在共挤出设备内行进通过其自己的分枝通道，该共挤出设备将子流引导到重叠位置(例如，垂直重叠位置)，其中子流彼此接触以形成包括对齐(例如，垂直)的两个子流的随后复合层流(subsequent composite layer stream)(参见图2)。挤出循环组合两个或更多个子流。例如，子流从垂直重叠的通道释放，从而以重叠的方式彼此接触。可以重复挤出循环，直到获得具有所需层数的透明多层膜。一旦完成透明多层膜形成，就可以将表层(即，保护层)施加到透明多层膜的一侧或两侧。
[0062] 层的总数可由式X(YN)表示，其中X表示进料流的数量，Y表示子流的数量，且N表示重复挤出循环的次数。例如，挤出循环可以产生具有聚合物A层和聚合物B层的透明多层膜，所述聚合物A层和聚合物B层是可区分的并且以交替方式重叠。
[0063] 透明多层膜可以使用能够实现多层排列的挤出进料块形成。使用挤出进料块，可以将聚合物A流和聚合物B流各自分别分成许多(例如，大于10个)子流，然后将其交替地重组以形成透明多层膜。例如，挤出进料块是例如可从Cloeren Inc,Orange Texas商购的那些。
[0064] 对于共挤出聚合物A和聚合物B，可以使用高于两种聚合物的玻璃化转变温度或熔点并且低于其中一种聚合物开始降解的温度的任何温度。温度可以是使聚合物的粘度极为匹配的温度，并且两种聚合物的粘度都不会太高(因为操作时需要太高的压力)，但又不能太低使熔体强度不足以在模具中形成膜。例如，共挤出可以在200℃至320℃或220℃至300℃，优选240℃至280℃的温度下进行。在选择温度以进行共挤出时，可以使聚合物A流和聚合物B流的所得粘度相匹配(例如，比例为2:1至1:2)，以实现进料流的相邻部分之间的接触、粘附、溶解、共混或混溶，并且减少或消除层的变形或粘性包封。
[0065] 如本文所用，“玻璃化转变温度”或(Tg)是指根据ASTM E1640-13确定的非晶聚合物材料从硬质固体状转变为粘稠或弹性流体状的温度。如本文所用，“熔点”是指根据ASTM E794-06，以10℃/min的加热速率从25℃至170℃的如通过差示扫描量热法(PerkinElmer的DSC 8000,UK)测定的半结晶或结晶聚合物材料从硬质固体状变为粘性或弹性流体状的温度。
[0066] 用于将上述透明多层膜转变为制品的方法可包括使透明多层膜成形以获得制品，其中成形包括热成型和真空成型中的至少一种。
[0067] 可以通过上述方法获得制品。例如，包括透明多层膜(一个或多个)的制品可以包括透明多层膜(一个或多个)、粘合剂层(一个或多个)、和保护层(一个或多个)、涂层(一个或多个)以及包括这些层中的至少一层的组合。例如，制品可包括在透明多层膜的一侧上的保护层，其间具有粘合剂层。任选地，在透明多层膜的另一侧上可以是另一保护层、粘合剂层、涂层(用于提高耐刮擦性和表面硬度)。
[0068] 保护层可以是对透明多层膜提供保护的任何层。保护层可以是具有足够透明性以允许通过透明多层膜观看的层。保护层可以具有大于或等于75％，例如大于或等于85％，并且甚至大于或等于90％，或大于或等于95％的总透射率。保护层可以具有大于或等于75％，例如大于或等于85％，并且甚至大于或等于90％，或大于或等于95％的直接透射率。
[0069] 可以用于保护层的可能材料包括被确定用于聚合物A流中的那些材料，例如聚碳酸酯或聚烯烃，例如聚丙烯。可以使用诸如层压、粘合、涂布等的各种方法将保护层或粘合剂层施加至透明多层膜。
[0070] 本文公开的用于制造制品的方法可以包括将附加层施加到透明多层膜上。这些附加层可以使用层压、粘合或包括前述中的至少一种的组合粘合在一起。
[0071] 通过参考附图可以获得对本文公开的组件、过程和设备的更完整的理解。这些附图(在本文中也称为“图”)仅是基于便利性和易于展示本公开的示意图，因此并不旨在指示装置或其组件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语仅旨在表示在附图中选择用于说明的实施方式的特定结构，并且不旨在限定或限制本公开的范围。在下面的附图和以下描述中，应理解，相同的数字标记指的是具有相同功能的组件。
[0072] 现在参考图1，制品10可包括透明多层膜12。粘合剂层14可以位于透明多层膜12和保护层16之间。例如，粘合剂层14可以位于透明多层膜12的表面18上，而透明层16可以位于粘合剂层14的表面20上。
[0073] 现在参考图2，两个进料流(聚合物A流30和聚合物B流32)可以重叠的方式接触以形成复合层流34，并同时挤出。然后，在挤出循环36中，可将复合层流34分成38两个或更多个子流24，其以重叠方式重新定位40，并重新组合以形成单个流42。根据需要，在多个另外的挤出循环36中重复分裂和重新定位，直到达到期望的层总数。
[0074] 层的总数可由式X(YN)表示，其中X表示进料流的数量，Y表示子流的数量，且N表示重复挤出循环的次数。例如，图2描绘了两个进料流30和32，两个子流24，三个挤出循环36，以及具有16个总层的透明多层膜12。例如，图2描绘了聚合物A层26和聚合物B层28，其以交替方式重叠并且以1:1的体积比存在。
[0075] 以下实施例仅说明本文公开的透明多层膜和制品，并不意图限制其范围。
[0076] 实施例
[0077] 表1中列举的下列组分用于实施例中。除非另外特别指出，否则在以下实施例中，基于组合物的总重量，每种组分的量为重量百分比。
[0078] 表1
[0079]
[0080] 使用下述测试和测试方法进行物理测量。
[0081] 透明多层膜的总透射率(TTotal)和总反射率根据ASTM D-1003-00、程序A、在D65照明下、以10度观察者、在多层制品的厚度下使用配备15厘米积分球的Perkin-Elmer LambdaTM 950纳米(nm)分光光度计测量，在250nm至1000nm的范围以1nm的步长测量的。通过打开反射端口(即，从与光源相对的面上移开板)，将正常透射光束从测量中排除，从而测量漫透射(TDiffuse)，这允许线性透射光离开积分球。因此，仅测量在积分球中捕获的漫透射光。
[0082] 直接透射(TDirect)由式(4)确定：
[0083] TDirect＝TTotal-TDiffuse 式(4)
[0084] 根据ISO 489(1999)使用可从Metricon Corp.,Pennington,N.J.获得的Metricon Model 2010Prism耦合器在25℃的温度下，使用偏振氦氖激光器测量折射率，该激光器在标准633纳米(nm)波长和其它四个波长(407nm、532nm、1312nm、1550nm)下具有横向电入射(电场垂直于入射平面振动)。使用Cauchy拟合软件从上述五个波长下的折射率测量值计算出完整的折射率对波长曲线。
[0085] 实施例1
[0086] 计算了示例性聚合物A和聚合物B的汉森溶解度参数，并总结在表2中。
[0087] 使用计算出的汉森溶解度参数生成2D溶解度参数图。如图3所示，填字符号(filled symbols)表示快速结晶和不透明的聚合物。开口或图案符号(patterned
symbols)表示非晶或缓慢结晶和透明聚合物。三角形符号表示PET衍生物。菱形符号表示基于砜的聚合物。带有虚线圆符号的聚合物具有与聚碳酸酯的流变学相容性和热力学混溶性。
symbols)表示非晶或缓慢结晶和透明聚合物。三角形符号表示PET衍生物。菱形符号表示基于砜的聚合物。带有虚线圆符号的聚合物具有与聚碳酸酯的流变学相容性和热力学混溶性。
[0088] 表2
[0089]
[0090]
[0091] 实施例2和比较例A
[0092] 在实施例2中，制备了三个PC和SPG PET交替层、透明多层膜，其总厚度为50微米、100微米和250微米。在比较例A中，制备了三个PC和PMMA交替层、透明多层膜，其总厚度为50微米、100微米和200微米。
[0093] 在589纳米(nm)的波长下，PC的折射率为1.59，PMMA的折射率为1.49，且SPG PET的折射率为1.54。
[0094] 透明多层膜的制备：在每个实施例中，透明多层膜都是使用来自Nordson-EDI(Chippewa Falls,Wisconsin)的层倍增技术制备的。总共8个分离器用于层倍增，其可提供512个(即，28+1个)交替层。聚丙烯表层在层倍增之后但在聚合物进入衣架模之前被施加到多层材料上。该聚丙烯表层的功能是保护多层结构。在对透明多层膜进行测量之前，去除聚丙烯表层。
[0095] 通过单螺杆挤出机将所有三种聚合物流进料到倍增单元和进料块中。在比较例A中，挤出机温度设定为240℃。在实施例2中，将挤出机温度设定为260℃以获得两种聚合物之间更好的粘度匹配。
[0096] 跟踪在挤出机上方的聚合物料斗中的重量损失，这允许实时调节每个挤出机的每分钟转数，以使每种聚合物的质量流量恒定。使用400毫米(mm)宽的衣架模，模唇开口为500微米。将透明多层膜切成250mm宽。系统的总吞吐量为14千克每小时(kg/hr)，得到PC的吞吐量为4kg/hr，PMMA的吞吐量为3.9kg/hr，SPG PET的吞吐量为4.15kg/hr(与PC相比，PMMA和SPG PET具有不同的吞吐量，以补偿密度差异)，而聚丙烯的吞吐量为6kg/hr。
[0097] 将模头后面的辊堆叠的吸收速度设置为每分钟3米(m/min)，以在除去表层后产生100微米厚的透明多层膜。调节吸收速度用于调节透明多层膜的总厚度。例如，6m/min的吸收速度产生50微米厚的透明多层膜，而1.5m/min的吸收速度产生200微米厚的透明多层膜。
当总透明多层膜厚度分别从50微米增加到250微米时，多层的每层的厚度从98nm变化到
488nm。
当总透明多层膜厚度分别从50微米增加到250微米时，多层的每层的厚度从98nm变化到
488nm。
[0098] 在实施例2中制备的透明多层膜包括50体积％的量的PC和50体积％的量的SPG PET。比较例A中制备的透明多层膜包括50体积％的量的PC和50体积％的量的PMMA。
[0099] 结果：如图4所示，在实施例2中，随着透明多层膜的总厚度的增加，在300nm至360nm的波长范围内的总透射率降低，这表明透明多层膜的光吸收增加。另一方面，电磁波谱的可见光区域(即360-750nm)中的总透射率与总厚度无关。
[0100] 表3中总结了实施例2和比较例A的总透射率、直接透射率和总反射率(均在550nm的波长下)。
[0101] 表3
[0102]
[0103]
[0104] 在比较例A中，透明多层膜的总厚度在50至200微米之间变化不会显著影响总透射率、直接透射率或总反射率。在相同的总厚度下，与比较例A相比，实施例2测得的总透射率更高，总反射率更低。由于PC和SPG PET的折射率之间的差异小于PC和PMMA的折射率之间的差异，因此可以预料到这些差异。
[0105] 然而，与比较例A相比，通过实施例2中制备的透明多层膜的直接透射存在显著差异。在实施例2中，通过透明多层膜的直接透射与比较例A中通过透明多层膜的直接透射相比出乎意料地高。
[0106] 如图6所示，比较例A的透明多层膜的直接透射光谱具有强干涉条纹。当光经过具有相同光学厚度的聚合物A和聚合物B交替层时，少量的光会在具有两个不同折射率的两种聚合物的非常薄的单独层之间的每个界面处反射。如果来自界面的反射同相离开膜，则构成干扰产生高强度反射。反射强度取决于交替层的数量以及两种聚合物之间的折射率(RI)差异。由于PC和PMMA的折射率差异较大，因此反射比PC和SPG PET交替层的反射更剧烈。
[0107] 同样，出乎意料的是，通过实施例2中制备的透明多层膜的直接透射随透明多层膜的总厚度的增加而增加。例如，250微米厚的透明多层膜的直接透射率比50微米厚的透明多层膜高24％。
[0108] 通过透明多层膜的更大量的直接透射对于显示应用是有利的，其中在垂直于表面的零入射角下的更大量光透射(直接透射)是期望的光学特性之一。如实施例2所示，在所生产的最厚透明多层膜中观察到最大量的直接透射，可以用不太复杂的方法制备PC和SPG PET透明多层膜，同时仍允许所需量的光直接透射。该优点是由于透明多层膜的制造复杂度随着总厚度的增加而降低。因此，本公开的透明多层膜允许设计和制造透明多层膜的更大自由度。
[0109] 实施例2中制备的透明多层膜的另一个优点是在各种视角下都具有优异的颜色一致性。具体地，实施例2的透明多层膜在将透明多层膜倾斜时没有表现出可察觉的颜色变化。相反，在比较例A中制备的透明多层膜中，以增大的观察角观察到反射颜色的变化。
[0110] 在Olympus光学显微镜下，使用Bruker尺寸快速扫描原子力显微镜(AFM)在QNM模式下以0.5Hz扫描速率观察实施例2和比较例A中制备的透明多层膜。如图7A和7B所示，实施例2的透明多层膜(图7A)与比较例A(图7B)相比具有不太明显(急剧，尖锐，sharp)的界面，表明前者中PC和SPG PET部分之间的热力学混合。差异溶解度参数等于或小于2.2MPa1/2的聚合物，例如聚碳酸酯和螺环二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，表现出热力学混溶性和流变学相容性，如在AFM图像中所见。相反，如在AFM图像中所见，比较例A具有PC和PMMA高于2.2的差异溶解度参数，并且显示出单独层之间的急剧转变和差的热力学混溶性。
[0111] 因此，由于在相邻层中使用聚合物A和聚合物B(可以具有大于0.05的折射率差)，因此本公开的透明多层膜允许设计和制造透明多层膜具有更大的自由度，以及更厚的单独层或更厚的透明多层膜。
[0112] 本公开还包括以下方面。
[0113] 方面1.一种透明多层膜，包括：多层，该多层包括包含聚合物A的聚合物A层；和与聚合物A层相邻的包含聚合物B的聚合物B层，其中以下的至少一种：聚合物A对聚合物B的差异溶解度参数(ΔδAB)等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于2.2MPa1/2；和聚合物B对聚合物A的差异溶解度参数(ΔδAB)等于或小于2.5MPa1/2，或者等于或小于2.2MPa1/2。
[0114] 方面2.如方面1所述的透明多层膜，其中聚合物A包含聚碳酸酯，优选地聚合物A包含聚碳酸酯共聚物。
[0115] 方面3.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物B包括共聚酯、丙烯酸酯和基于砜的聚合物中的至少一种；优选地，其中聚合物B包含共聚酯；更优选地，其中聚合物B包括螺环二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚环己基二亚甲基二醇对苯二甲酸酯、聚(1,4-亚环己基二亚甲基1,4-环己烷二羧酸酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯或包含前述中至少一种的组合。
[0116] 方面4.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中多层包括聚合物A和聚合物B的交替层。
[0117] 方面5.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中在589纳米的波长下测量的聚合物A的折射率与聚合物B的折射率之间的绝对差小于或等于0.15，或小于或等于0.10，优选小于或等于0.05。
[0118] 方面6.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中在589纳米的波长下测量的聚合物A的折射率为1.57至1.59。
[0119] 方面7.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中在589纳米的波长下测量的聚合物B的折射率为1.53至1.63。
[0120] 方面8.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中透明多层膜的总厚度大于或等于50微米，或大于或等于60微米，优选大于或等于70微米。
[0121] 方面9.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中多层中的每一层的厚度大于或等于90纳米，或大于或等于100纳米，优选大于或等于110纳米。
[0122] 方面10.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中多层包括小于或等于512层，或小于或等于256层，优选小于或等于128层，或者甚至更优选小于或等于64层。
[0123] 方面11.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物A与聚合物B的体积比为20:80至80:20，或40:60至60:40，优选45:65至65:45。
[0124] 方面12.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中当将360至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的直接透射率大于或等于60％，或大于或等于65％，优选地大于或等于70％。
[0125] 方面13.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中当将360至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的总透射率大于或等于60％，或大于或等于65％，优选地大于或等于70％。
[0126] 方面14.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中当将360至750纳米的波长的光导向透明多层膜时，光的总反射率小于或等于30％，或小于或等于25％，优选地小于或等于20％。
[0127] 方面15.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物B包含螺环二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0128] 方面16.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物B包含聚亚环己基二亚甲基二醇对苯二甲酸酯。
[0129] 方面17.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物B包含聚(1,4-亚环己基二亚甲基1,4-环己烷二羧酸酯)。
[0130] 方面18.如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜，其中聚合物B包含聚萘二甲酸乙二醇酯。
[0131] 方面19.一种制品，其包含如前述方面中任一项或多项所述的透明多层膜。
[0132] 方面20.如方面19所述的制品，其中所述制品包括显示器、安全窗膜、紫外光反射器、红外光反射器、反射偏振器、滤光器或包括前述中的至少一种的组合。
[0133] 方面21.一种用于制备方面1-18中任一项或多项所述的透明多层膜的方法，包括将聚合物A和聚合物B共挤出以形成透明多层膜。
[0134] 方面22.如方面21所述的方法，其进一步包括将共挤出的聚合物A和聚合物B分裂以获得两个或更多个子流，以重叠的方式重新放置子流，并使子流接触以获得聚合物A和聚合物B的交替层。
[0135] 方面23.如方面21-22中任一项或多项所述的方法，其中共挤出在200℃至320℃或220℃至300℃，优选240℃至280℃的温度下进行。
[0136] 方面24.一种将方面1-18中任一项或多项所述的透明多层膜转变成制品的方法，所述方法包括使透明多层膜成形以获得所述制品，其中所述成形包括热成型和真空成型中的至少一种。
[0137] 组合物、方法和制品可替换地包含、由或基本上由其中公开的任何适当的组分或步骤组成。组合物、方法和制品可以另外地或可替换地配制成不含或基本上不含任何步骤、组分、材料、成分、助剂或物质，否则这些步骤、组分、材料、成分、助剂或物质对于实现组合物、方法和制品的功能或目的不是必需的。
[0138] 除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数指示物。“或”表示“和/或”，除非上下文另有明确说明。如本文所用，术语“第一”、“第二”等，“初级”、“次级”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个要素与另一个要素区分开。
[0139] 针对相同组分或性质的所有范围的端点是包含性的且可独立组合(例如，“小于或等于25wt％，或5wt％至20wt％”的范围包括端点和“5wt％至25wt％”的范围的所有中间值等)。除了更广泛的范围之外，披露更窄范围或更具体的组别并不是对更广泛范围或更大组别的放弃。
[0140] 后缀“(一种或多种)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数，从而包括该术语中的至少一种(例如，着色剂(一种或多种)包括至少一种着色剂)。“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可以发生或不发生，并且该描述包括其中事件发生的实例和其中事件不发生的实例。除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
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