專利名稱：導(dǎo)電性或靜電散逸性涂層的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種膜，特別是一種自持膜或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)中的薄層或者這種層壓結(jié)構(gòu)的涂層，它導(dǎo)電和/或具有靜電散逸性能。這些材料尤其可用于包裝可能因電子部件在運(yùn)輸、裝卸或貯藏期間靜電集結(jié)而受影響或破壞的電子元件。
2.發(fā)明背景樹脂材料，例如聚合材料，已知可用于形成涂層、自持膜、層壓結(jié)構(gòu)中的薄層和其上的涂層。
然而，聚合材料一般不導(dǎo)電，事實(shí)上，由于這些材料的不導(dǎo)電性，因此廣泛地將這些材料用作絕緣體。
以前使聚合物具有導(dǎo)電性能的嘗試包括，加入導(dǎo)電材料，特別是例如碳或類似材料，例如石墨，作為聚合材料的填料。含有例如碳的材料僅在以下情況下有效導(dǎo)電材料具有一定量(以重量或體積計(jì))并且在聚合材料中均勻分散，以便形成傳輸電能的連續(xù)路徑。含有這樣大量的材料以及均勻分散例如碳的材料的問題大大影響了所得組合材料的導(dǎo)電性能。由于其性質(zhì)，即其固有的顏色，使用碳還使得以導(dǎo)電量加入的任意聚合材料主要為黑色。
因此，在包裝業(yè)中需要在美學(xué)上比黑色塑料膜更令人喜愛的材料。
發(fā)明簡(jiǎn)述為了使聚合材料具有導(dǎo)電性和靜電散逸性，使主要由聚合材料組成的膜或涂層具有導(dǎo)電性或靜電散逸性能，它特別用于以自持膜形式、作為層壓結(jié)構(gòu)中的薄層或者作為紙上或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)中的涂層來包裝易受貯藏、運(yùn)輸和裝卸過程中靜電集結(jié)而破壞的電子元件和/或?qū)щ姴牧稀＿@些具有導(dǎo)電性或靜電散逸性能的聚合材料可用作包裝材料，特別是包裝電子元件。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明聚合材料，例如丙烯酸基聚合物，特別是含甲基丙烯酸甲酯的聚合物，由于其物理性能，特別是其光學(xué)透明性，因此能很好地形成涂層和膜。這些性能使這些材料理想地用作加工后的包裝材料。然而，這些聚合材料不能導(dǎo)電或傳輸電能，并且通常認(rèn)為是“絕緣體”，即不傳導(dǎo)電流。
本發(fā)明公開了一種新型配方，它通過混合約1-約10重量％的能賦予表面電阻率(在12％相對(duì)濕度下通過ASTM D-257測(cè)定法測(cè)定)的材料使聚合材料具有導(dǎo)電性或靜電散逸性能，從而使其具有低于1012Ω/sq的靜電散逸性能和低于105Ω/sq的導(dǎo)電性能。適宜與該聚合材料混合的材料為季銨化合物。這些季銨化合物在醇溶劑/載體，優(yōu)選異丙醇/乙醇混合物中，形成易于與聚合材料混合的液體物料。含有該季銨的液體優(yōu)選含有約41重量％醇，最優(yōu)選40％異丙醇和1％乙醇。季銨鹽已知被用作軟化劑，尤其是在洗衣配方中，或者施用于洗滌過的衣服干燥過程中的紙或泡沫物質(zhì)上。然而，在本發(fā)明之前未知有使用這些物質(zhì)作為膜、層壓材料或涂層的組分。適宜的材料可從ACL Inc.，1960 E.DevonAvenue，Elkgrove Village，Illinois 60007以名稱“STATICIDE 3000G”獲得。這種材料可以外表為澄清黃色物質(zhì)且具有好聞的氣味的液體濃縮物形式商購(gòu)獲得，其蒸發(fā)速度大于水。銷售的“STATICIDE 3000G”的比重為0.97，密度(g/ml)為0.97，20℃下的蒸汽壓(mm)為36，蒸汽密度為2.1。揮發(fā)百分比(以體積計(jì))約為40％，pH為7.1±1。
將含季銨的液體與聚合材料混合之后，然后可以將所得組合物形成自持膜或用作層壓結(jié)構(gòu)的薄層或作為紙或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)的涂層。當(dāng)用于層壓結(jié)構(gòu)時(shí)，本發(fā)明的具有導(dǎo)電性或靜電散逸性的材料應(yīng)優(yōu)選用作外層，即在該膜的一面或兩面上。在該膜的兩個(gè)外層之間，其它薄層可以包括金屬化或非金屬化表面和一個(gè)或多個(gè)塑料薄膜層、織物層、無紡材料層或紙層，它們各自用涂層涂布或非涂布。含季銨液體和其它組分的混合物可以形成膜，作為一涂層涂布或通過制備其它聚合膜、涂層和/或薄層的本領(lǐng)域已知的常規(guī)技術(shù)形成一薄層。
自持膜的典型要求是厚度為約0.5-約500毫英寸，拉伸強(qiáng)度(通過ASTM D-882測(cè)定法測(cè)定)為0-100磅/平方英寸，刺穿耐性(通過FTMS 101C法2065測(cè)定)為0-150磅，渾濁度(通過ASTM D-1003測(cè)定法測(cè)定)為澄清到不透明；光密度(通過McBeth測(cè)定法測(cè)定)為0-4.0％，透光率(通過ASTM D-1003測(cè)定法測(cè)定)為0-100％。制成包裝的膜的縫合強(qiáng)度當(dāng)通過ASTM D-882測(cè)定法測(cè)定時(shí)應(yīng)可破壞。
通過以下實(shí)施例描述實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式實(shí)施例1(所有份數(shù)都以重量計(jì))份數(shù)組分27.0H2O2.6 NH4OH 28°336.0 Joncryl 82*74.0Joncryl 61**29.8Jonwax 28***15.0氧化鋅溶液***120.0 H2O3.0-60.0Staticide 3000G*甲基丙烯酸甲酯水溶液，由S.C.Johnson & Sons，Inc.，U.S.SpecialtyChemicals，1525 Howe Street，Racine，Wisconsin銷售**甲基丙烯酸甲酯水溶液，由S.C.Johnson & Sons，Inc.，U.S.SpecialtyChemicals，1525 Howe Street，Racine，Wisconsin銷售***含約35％固體的聚乙烯蠟乳液，由S.C.Johnson & Sons，Inc.，U.S.SpecialtyChemicals，1525 Howe Street，Racine.Wisconsin銷售****實(shí)際上為氧化鋅顆粒在水載體中的分散液實(shí)施例2份數(shù) 組分400.0Spectra-Guard 763*****110.0H2O4.0-20.0 3000-G Staticide濃縮物*****一種成膜材料，可從Spectra-Kote Corporation，F(xiàn)ourth Street and East WaterStreet，Gettysburg，Pennsylvania商購(gòu)獲得，并描述于US5,393,566和5,531,863中，將其全部?jī)?nèi)容加入本文作為參考。實(shí)施例3份數(shù) 組分400.0 Spectra-Guard 763110.0 H2O4.0-20.0 3000-G Staticide濃縮物5.0-25.0 Joncryl 89************由S.C.Johnson & Sons，Inc.，U.S.Specialty Chemicals，1525 Howe Street，Racine，Wisconsin銷售。
前面實(shí)施例說明了含量為約1-約10重量％的導(dǎo)電材料足夠形成具有前述表面耐性的涂層、自持膜和/或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)中的薄層。
在變質(zhì)測(cè)定之后包括通過FTMS 101C法3005測(cè)定的接觸腐蝕性的化學(xué)性能未顯示可見跡象；離子含量(Na+、F-、PO43-和SO42-離子)在可測(cè)定水平之下，不含胺和酰胺。
本領(lǐng)域技術(shù)人員很清楚，本發(fā)明人已提供了一種配方，它可以使主要以聚合材料為基礎(chǔ)的涂層、膜或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)具有靜電散逸性能和/或?qū)щ娦?，可以使該制品成為有美感的包裝材料，特別是用于包裝可能受貯藏、運(yùn)輸和/或裝卸過程中靜電破壞的電子部件。然而，很顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下采用其它配方及其用途。
按照條約第19條的修改1.一種包含含有丙烯酸樹脂的組合物的自持膜，所述的組合物含有以組合物的重量計(jì)1-10重量％的季銨化合物，使得該自持膜具有靜電散逸性和導(dǎo)電性。
2.權(quán)利要求1的自持膜，其中所述丙烯酸樹脂為含甲基丙烯酸甲酯的聚合物。
3.權(quán)利要求1的自持膜，還含有氧化鋅顆粒分散液。
4.權(quán)利要求1的自持膜，還含有聚乙烯蠟乳液。
5.一種涂布有含有丙烯酸樹脂的導(dǎo)電性聚合物組合物的紙層，所述的聚合物組合物含有以組合物的重量計(jì)1-10重量％的季銨化合物，使得該紙層具有靜電散逸性和導(dǎo)電性。
6.權(quán)利要求5的紙層，其中所述丙烯酸樹脂為含甲基丙烯酸甲酯的聚合物。
7.權(quán)利要求5的紙層，還含有氧化鋅顆粒分散液。
8.權(quán)利要求5的紙層，還含有聚乙烯蠟乳液。
9.一種包括兩個(gè)或多個(gè)薄層的層壓材料，在薄層的至少一個(gè)表面上涂布有一種含有丙烯酸樹脂的導(dǎo)電性聚合物組合物，所述的聚合物組合物含有以組合物的重量計(jì)1-10重量％的季銨化合物，使得該層壓材料具有靜電散逸性和導(dǎo)電性。
10.一種包裝材料，其包括一個(gè)含有丙烯酸樹脂的導(dǎo)電性聚合物組合物層，所述的聚合物組合物含有以組合物的重量計(jì)1-10重量％的季銨化合物，使得該聚合物組合物具有靜電散逸性和導(dǎo)電性，和選自以下的至少一種材料紙、織物、無紡材料及其組合。
11.權(quán)利要求10的包裝材料，其中所述的至少一種材料包括金屬化表面。
12.權(quán)利要求10的包裝材料，其中所述的至少一種材料是紙。
13.權(quán)利要求12的包裝材料，還含有氧化鋅顆粒分散液。
14.權(quán)利要求12的包裝材料，還含有聚乙烯蠟乳液。
權(quán)利要求
1.一種含有丙烯酸樹脂的導(dǎo)電性聚合組合物，以組合物的重量計(jì)含有約1-約10重量％的季銨化合物，所述聚合組合物具有靜電散逸性和導(dǎo)電性。
2.權(quán)利要求1的導(dǎo)電性涂層組合物，其中所述丙烯酸樹脂為含甲基丙烯酸甲酯的聚合物。
3.權(quán)利要求1的導(dǎo)電性涂層，還含有氧化鋅顆粒分散液。
4.權(quán)利要求3的導(dǎo)電性涂層，還含有聚乙烯蠟乳液。
5.由權(quán)利要求1的導(dǎo)電性聚合組分形成的涂層。
6.由權(quán)利要求1的導(dǎo)電性聚合組合物形成的自持膜。
7.用權(quán)利要求1的導(dǎo)電性聚合組合物涂布的紙層。
8.一種層壓材料，包括兩個(gè)或多個(gè)薄層，在薄層的至少一個(gè)表面上涂布有權(quán)利要求1的導(dǎo)電性聚合組合物。
9.一種包裝材料，包括權(quán)利要求1的導(dǎo)電性聚合組合物和選自以下的至少一種材料紙、織物、無紡材料、塑料膜及其組合。
10.權(quán)利要求9的包裝材料，其中所述的至少一種材料包括金屬化表面。
11.一種不使用碳、石墨或金屬組分而將電絕緣的聚合材料轉(zhuǎn)變成導(dǎo)電材料的方法，所述方法包括向該聚合材料中加入導(dǎo)電有效量的季銨化合物。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述的加入步驟包括將醇溶液形式的所述季銨化合物加入聚合材料中的步驟。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述醇溶液包括異丙醇和乙醇的混合物。
14.權(quán)利要求11的方法，其中季銨化合物的量為約1-約10重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了適宜包裝敏感電子元件的導(dǎo)電性或靜電散逸性涂層、膜或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)中的薄層。通過在基礎(chǔ)樹脂中加入有效量的季銨化合物使其達(dá)到導(dǎo)電性或靜電散逸性。
文檔編號(hào)B32B27/20GK1352798SQ00804448
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月2日
發(fā)明者查爾斯·W·小普羅普斯特 申請(qǐng)人:Skc阿奎基申公司