專利名稱：：含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的聚苯乙烯薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的、基本上透明的取向聚苯乙烯薄膜。具體地說，本發(fā)明涉及能用作開窗信封用膜的此類聚苯乙烯膜。開窗信封是一種具有一個(gè)或多個(gè)各種形狀，通常為矩形的窗口的信封，窗口的形狀應(yīng)適于觀察信封內(nèi)打印在信紙上有限范圍內(nèi)的各種信息；通常為姓名和地址。信封的窗口或多個(gè)窗口都是用由基本透明膜，一般為聚苯乙烯膜制成的窗貼密封或封閉的。貼窗口的方法是將開窗信封用膜切成所需長度和寬度的窗貼，然后將其貼到開窗信封上。開窗信封用膜通常主要是擠出聚苯乙烯膜，為了增加膜的必要的裝飾性霧度或膜的半透明度，任選含低比例橡膠改性的聚合物，如高抗沖聚苯乙烯(“HIPS”)。開窗信封用膜可用雙軸或單軸取向方法制造。雙軸取向膜因具有優(yōu)良的橫向可切性，所以是優(yōu)選的。鑒于對(duì)環(huán)境的保護(hù)，減少需埋填塑料的體積已經(jīng)越來越重要了。為了減少埋填塑料的體積，在利用消費(fèi)后再回收的各類塑料制品方面已經(jīng)做了許多工作。然而，這些工作已證明將消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯制成基本透明的、取向薄聚苯乙烯膜是很困難的。因此，工業(yè)界仍有將消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯制成基本上透明的、取向的聚苯乙烯薄膜，如開窗信封用膜的要求。本發(fā)明提供含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的、基本透明的、取向的薄聚苯乙烯膜，該膜的加工物理性能與不含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的聚苯乙烯膜相同。本發(fā)明薄膜可含高達(dá)100％消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯。本發(fā)明薄膜的厚度通常為至少約0.25密耳(6.35微米)，優(yōu)選為至少約0.75密耳(19.05微米)。本發(fā)明的薄膜厚度通常不超過約7密耳(177.8微米)，優(yōu)選不超過約4密耳(101.6微米)，更優(yōu)選不超過約2.5密耳(63.5微米)。本發(fā)明的薄膜或是單軸取向的或是雙軸取向的。優(yōu)選的本發(fā)明薄膜是雙軸取向的。本發(fā)明薄膜通常主要是由擠出聚苯乙烯組成的。該薄膜可含少量抗色斑劑和酸清除劑，如美國專利5009953和5190814中所提出的。該薄膜也可含少量增霧劑(hazingagent)，例如向薄膜添加如高抗沖擊聚苯乙烯(HIPS)使其具有必要的裝飾性霧度或半透明度。用作增霧劑的優(yōu)選HIPS是STYRON404(從TheDowChemicalCompany購得)。用于制造本發(fā)明薄膜的擠出聚苯乙烯可以含多達(dá)100％(重量)的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯。該消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯符合ASTMD5033-90對(duì)消費(fèi)后再回收材料的規(guī)定。用于本發(fā)明的擠出聚苯乙烯也可含通用聚苯乙烯。具體的通用聚苯乙烯并不是關(guān)鍵。然而，一種優(yōu)選的通用聚苯乙烯是STYRON665(從TheDowChemicalCompany購得)。用于本發(fā)明的擠塑聚苯乙烯也可含來自本發(fā)明薄膜的本廠碎料。通常，擠出聚苯乙烯是一種通用聚苯乙烯、本發(fā)明薄膜碎料和消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的共混物。用于本發(fā)明的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯必須是基本上不含諸如紙纖維、橡膠帶及交聯(lián)凝膠等微粒，以防止在薄膜取向時(shí)聚集或形成孔眼。索氏抽提技術(shù)可用來檢測(cè)各種消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯試樣中的微粒量。這種索氏抽提技術(shù)是以甲苯為溶劑，經(jīng)10微米濾器過濾的方法。采用索氏抽提時(shí)先稱量每一消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯試樣的重量，然后將其溶解在甲苯中。已溶解的試樣經(jīng)10微米濾器過濾并將回收的任何不溶解的固體微粒稱重。將過濾的微粒重量除以初始試樣的重量可得初始試樣中微粒的重量百分含量。通常，用于本發(fā)明中消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯中微粒含量，按索氏抽提技術(shù)測(cè)定應(yīng)低于約0.1(重量)％。優(yōu)選的是，消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯中不含可檢測(cè)量的微粒(索氏抽提法測(cè)定)。消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯也必須是基本上不含其它類型聚合物，如聚丙烯和聚乙烯雜質(zhì)，以避免發(fā)生熔體不相容性。熔體不相容性會(huì)使薄膜表面形成雜斑。優(yōu)選的是，當(dāng)采用ASTMD-3418所提出的方法對(duì)消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯進(jìn)行數(shù)字掃描量熱法分析時(shí)，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)指示在約100℃。為了使制得的薄膜產(chǎn)生好的光學(xué)清晰度，消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯應(yīng)基本上是透明的。消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯必須基本上沒有墨水跡、食用油脂及其它顏料雜質(zhì)。由消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯在400°F(204.4℃)平板式壓機(jī)上壓制成厚度約0.1英寸(0.254厘米)的薄片應(yīng)具有低于20％的霧度(按ASTMD-1003測(cè)定)。優(yōu)選用于本發(fā)明的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯是從透明的注塑或熱成型聚苯乙烯部件回收來的聚苯乙烯。更優(yōu)選的回收聚苯乙烯材料是來源于袖珍圓盤形珠寶盒、袖珍圓盤形珠寶盒透明鑲嵌件、錄音帶盒、甜餅盤子或漿果盒。有時(shí)會(huì)在消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯中發(fā)現(xiàn)不希望存在的雜質(zhì)—碳酸鈣。但含少許碳酸鈣的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯可優(yōu)選用在本發(fā)明中。雖然用于本發(fā)明的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯中碳酸鈣含量的允許上限還未嚴(yán)格地確定，但已成功地將含有高達(dá)575ppm的碳酸鈣的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯摻入本發(fā)明薄膜中?？稍试S的碳酸鈣用量可隨所采用的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯百分比和制成薄膜的具體最終用途而定。這一用量是不需經(jīng)實(shí)驗(yàn)就可確定的。可通過本領(lǐng)域已知的任何一種技術(shù)來制造本發(fā)明的薄膜。更具體地說，可通過本領(lǐng)域中已知的任何一種技術(shù)使本發(fā)明薄膜取向。然而，當(dāng)將含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的樹脂加工成本發(fā)明薄膜時(shí)，為了達(dá)到與以相同方法加工不含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯樹脂相比有相同的取向度，有必要對(duì)樹脂的熔體溫度作少許調(diào)整。這種調(diào)整的結(jié)果通常是使熔體溫度降低至多約10℃。為保持指定取向度，熔體溫度所需的調(diào)整量可隨消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的來源和用量而定。然而，該調(diào)整量是不需經(jīng)實(shí)驗(yàn)就可確定的。已經(jīng)證明許多來源的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯是難以或不可能加工成薄的取向膜的。例如，從泡沫杯子及泡沫薄板制的食品用容器(從DartContainerCorporation購得的SP-012)回收的樹脂含有許多肉眼清楚可見的大凝膠。在加工SP-012時(shí)，在擠塑機(jī)中可明顯地觀察到料涌現(xiàn)象，顯然，這是由于樹脂粒料大小不一致所引起的。另一種試驗(yàn)用消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的來源是PC-1000(購自NationalPolystyreneRecyclingCompany)。PC-1000是由食品容器和器皿(碟和盤)制得的。索氏抽提試驗(yàn)表明PC-1000含大約1.7(重量)％顆粒。已對(duì)含65.75(重量)％通用聚苯乙烯(STYRON-665)、25(重量)％PC-1000、8(重量)％高抗沖聚苯乙烯(STYRON404)及1.25(重量)％CN-201(購自PolycomHuntsman)的樹脂加工成0.2密耳(130.48微米)的雙軸取向薄膜進(jìn)行了嘗試。然而，該膜面(filmweb)每隔20-45分鐘就發(fā)生斷裂，以致難以集取試樣。CN-201是20(重量)％聚四氟乙烯、1(重量)％硬脂酸鈣和79(重量)％STYRON665的預(yù)配混共混物。由NationalPolystyreneRecyclingCompany產(chǎn)生了另一種消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的來源PC-1000D。PC-1000D是從洛杉磯學(xué)校系統(tǒng)回收的食品容器廢棄物。這一種消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的來源由于有較嚴(yán)密的來源控制，所以雜質(zhì)含量低于PC-1000。分析許多PC-1000D后表明，經(jīng)索氏抽提的不溶雜質(zhì)在0.1％與1.6％之間。已對(duì)以25(重量)％PC-1000D替代25(重量)％PC-1000后的上述樹脂制造成雙軸取向薄膜進(jìn)行了嘗試，然而，該膜面大約隔30分鐘就發(fā)生斷裂。這就清楚地說明，即使雜質(zhì)含量低到0.1％(以索氏抽提法測(cè)定)仍存在值得注意的加工問題。實(shí)施例分別制備5個(gè)雙軸取向薄膜1個(gè)對(duì)照試樣，2個(gè)比較試樣，2個(gè)本發(fā)明試樣。每種薄膜的厚度為1.2密耳(30.48微米)。對(duì)照薄膜含95(重量)％通用聚苯乙烯(STYRON665)和5(重量)％高抗沖擊聚苯乙烯(STYRON404)。其它4種薄膜都是以消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯取代通用聚苯乙烯，使該4種薄膜都含25(重量)％消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯。比較試樣#1和#2分別含25(重量)％PC-1000和PC-1000D。實(shí)施例#1含25(重量)％PC-4000(購自NationalPolystyreneRecyclingCompany)。實(shí)施例#2含25(重量)％PCR-100(購自PlasticRecycling，Inc.)已對(duì)消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯PC-1000和PC-1000D的來源進(jìn)行了討論。消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯PC-4000源自回收的袖珍圓盤形珠寶盒及熱成型的聚苯乙烯甜餅盤。消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯PCR-100源自回收的袖珍圓盤珠寶盒。PC-4000和PCR-100中的顆粒含量以索氏抽提法測(cè)定，因其含量太低以致不能檢出。對(duì)5個(gè)試樣膜以ASTMD-1003方法進(jìn)行霧度試驗(yàn)；以ASTMD-2457方法進(jìn)行縱向、外表面60度光澤試驗(yàn)；以ASTMD-882方法縱向極限拉伸試驗(yàn)；以及以ASTMD-882方法進(jìn)行縱向極限伸長率試驗(yàn)。這些試驗(yàn)的結(jié)果列于表1。表1</tables>本發(fā)明薄膜已成功地用作開窗信封用膜。一種開窗信封用膜含49(重量)％STYRON665、35(重量)％PCR-100、5(重量)％STYRON404和1(重量)％CN-201。該膜的厚度為1.2密耳(30.48微米)。該膜在F.L.SmitheHighSpeedPatcher(高速貼片機(jī))上以每分鐘800張貼片和在7英寸(17.78厘米)汞柱真空下成功地進(jìn)行了貼片4000英尺(1219.2米)的試驗(yàn)。另一種含35(重量)％PCR-100、34(重量)％STYRON665、15(重量)％本廠回收的薄膜、15(重量)％STYRON404、0.8(重量)％硬脂酸鈣和0.2(重量)％聚四氟乙烯(MP1100，購自DuPont)的開窗信封用膜也成功地進(jìn)行了試驗(yàn)。該膜的厚度為1.2密耳(30.48微米)。權(quán)利要求1.主要由聚苯乙烯組成的薄膜，其中薄膜厚度小于約7密耳(177.8微米)，其中薄膜或是單軸取向的或是雙軸取向的，并且其中所述聚苯乙烯包含如ASTM5033-90規(guī)定的消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯。2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜，其中消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯包括回收的袖珍圓盤珠寶盒或回收的聚苯乙烯甜餅盤。3.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜，其中薄膜的厚度小于約4密耳(101.6微米)。4.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜，其中薄膜厚度小于約2.5密耳(63.5微米)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜，其中薄膜厚度為約1.2密耳(30.48微米)。全文摘要含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的、基本上透明的、取向聚苯乙烯薄膜,其加工物理性能基本上與不含消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯的聚苯乙烯膜相同。本發(fā)明薄膜可含高達(dá)100%消費(fèi)后再回收的聚苯乙烯,并可用作開窗信封用膜。文檔編號(hào)B09B5/00GK1198172SQ96197290公開日1998年11月4日申請(qǐng)日期1996年8月30日優(yōu)先權(quán)日1995年9月1日發(fā)明者G·S·諾尼馬切爾申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司