專利名稱：用于生產證券票據的包含帶空隙材料的多層結構的制作方法
技術領域：
這項發明涉及生產包括旅行支票和銀行支票的紙張類產品(例如銀行券(banknotes)、證券票據(security documents))時使用的多層膜以及它們的生產方法。更具體地說，這項發明涉及具有高質量紙張的特征并且通常在生產銀行券和證券票據時使用的多層膜。
背景技術：
在生產銀行券、證券票據和類似的東西時，棉漿紙已被使用300年以上。眾所周知，棉漿紙有一些非常符合這類應用的要求的性質，包括褶皺能力、抗撕裂性、印刷能力、和壓花能力。
這些非常符合要求的性質可以被表征為如下褶皺是基材被折皺或折疊和不打開仍然保持折疊狀態的能力。抗撕裂性是基材忍耐初始(initiated)的和非初始的撕裂和刺破的能力。印刷能力是基材在平版印刷期間吸收和結合所用油墨的能力。壓花能力是基材在凹版印刷工藝的壓力下通過變形在最終的銀行券或證券票據上形成隆起的圖形的能力，凹版印刷油墨保留在隆起變形區上從而形成觸摸銀行券或證券票據時感覺到的高度。正象大家可以領會的那樣，這些性質結合在一起使銀行券和類似的東西具有眾所周知的感性認識和功能性。
隨著彩色復印和計算機圖形掃描器的出現，偽造銀行券的現象已顯著增加。盡管主要的貨幣紙生產者們正積極地著手進行一項計劃，試圖通過使用種種水印、金屬絲和諸如光致變色、全息攝影和繞射光柵之類的光可變標記(OVD)使他們的基材在這個時候更安全，但是這些努力似乎沒有多少挫敗偽造者。
證券特征可以被并入到銀行券中或銀行券上，包括在背面印刷該票據以保護各種證券標記和印跡。
澳大利亞專利第488,652號揭示了一種生產證券制品(特別是銀行券)的途徑并且介紹了常規的銀行券所面臨的嚴重的偽造品問題。在該專利中揭示的銀行券包括不透明的熱塑塑料片材緊密粘結在紡織或無紡的熱塑纖維網上所形成的基材，這種基材象希望的那樣被印刷并且已經與一個或多個光可變證券標記結合在一起。纖維網被用于把耐用性、抗皺性和撕裂強度賦予票據。在使用象莫阿圖形那樣的光可變性質取決于光透射的證券標記的場合，必不可少的是在基材上刺一個洞，插入該標記，然后就地粘貼數層透明的塑料片材。
雖然按照澳大利亞專利第488,652號的揭示形成的銀行券樣品據說已被完成，并且在耐用性和安全性與常規的銀行券相比極為令人滿意，但是業已發現它們的構造頗為復雜并且生產成本比較高。再者，在把透射證券標記被層壓到基材中的膜層之間時將形成降低耐用性和安全性的薄弱區域和高應力區。
其它涉及防偽技術的揭示包括美國專利第4,095,217號和第4,281,208號，它們涉及使用受光致電壓元件驅動的液晶標記，例如太陽能電池或無定形硅材料。
美國專利第4,472,627號涉及包含隨人工或自然光產生代碼顯示的液晶/光致電壓標記的貨幣或其它有價證券。該標記既可作為一種防偽威懾物，又可以作為一種允許使用者簡單地鑒別包含這種標記的證券的合法性的手段。
美國專利第4,536,016號揭示一種諸如銀行券或身份證之類的證券憑證，這類憑證包括由涂有數層不透明的熱活化粘結材料透明的雙軸取向聚合物制成的片狀基材。不透明的膜層是以這樣的方式應用的，以致用于檢查證券標記(例如結合入聚合物薄膜的繞射光柵)透明區域被保留下來。該基材能帶有印制的或其它識別標記并且是用緊密結合的透明的聚合物材料層予以保護的。
在美國專利第4,536,016號中使用的基材是以使用取向聚丙烯(OPP)為基礎的。在印制幾種紀念性的銀行券之后，該塑料銀行券盡管滿足了許多對銀行券基材的要求，但是在三個主要方面發現了問題。第一，OPP基材不褶皺，從而帶來一些問題，即該薄膜保持平坦的或彎曲的形狀，因此堵塞現金出納機和自動處理設備。第二，OPP基材缺乏初始的抗撕裂性，因此在處理貨幣時在票據邊緣非常頻繁地形成裂紋，從而導致破壞性的撕裂。最后，OPP基材由于在凹版印刷期間不能正常地形成壓花這一事實而不能呈現紙幣的觸覺性質。
取向的高密度聚乙烯膜已被用于塑料包裝領域。在英國專利第1,287,527號中介紹了這樣的一些薄膜，它們在加工方向(MD)和橫向(TD)兩個方向上被雙軸取向到大于6.5倍的程度。美國專利第4,680,207號涉及線性低密度聚乙烯的雙軸不平衡取向薄膜，它在加工方向上取向不超過6倍，在橫向上取向不超過3倍而且小于在加工方向上的取向。
美國專利第5,618,630號涉及用于生產銀行券的三層的多層膜結構。
盡管業已證明上述的各種薄膜能提供某些超過現有技術的優點并且通常能滿足它們設計的要求，但是仍然需要一種薄膜，它能夠提供通常在生產銀行券和證券產品時所使用的那種類型的高質量的棉漿型紙張的特征。
所以，本發明的目的是提供具有高質量棉漿紙的特征的多層膜。
本發明的另一個目的是提供這樣一種多層膜，它將擁有高質量棉漿紙的褶皺特征，而且是易于制造的和相當耐用的。
本發明的第三個目的是提供一種多層膜，它將具有至少在一個方向上的高度的抵御初始的和非初始的撕裂和刺破的抗撕裂能力。
本發明的第四個目的是提供一種多層膜，它將擁有高質量紙的印刷能力和壓花能力。
本發明的第五個目的是提供一種多層膜，它將擁有高度的高溫抗卷曲性，例如在150°F以上的溫度下。
本發明的第六個目的是提供一種多層膜，它將適合生產油墨難得受到磨損的銀行券，從而導致使用壽命長的銀行券。這樣的多層膜可以實現高水平的耐用性，而且無需用保護涂層(例如，清漆或聚氨酯)覆蓋有油墨的表面。
本發明的其它目的和一些優點對于在熟悉這項技術的人在閱讀本發明的說明書和權利要求書時將變成顯而易見的。
發明概述本發明的多層膜是不透明的三層結構。在優選的實施方案中，至少一個取向聚丙烯(OPP)的膜層被至少一個在OPP層任一側的高密度聚乙烯(HDPE)層包圍著。
本發明的多層膜在重復折疊試驗中呈現良好的性能。本發明的多層膜結構還在取向方向和非取向方向兩個方向上具有高抗張強度。
按照本發明，提供了一種適合在生產銀行券、證券紙和類似的東西時使用的抗卷曲的、橫截面對稱的層壓多層膜基材，該基材包括(a)雙軸取向不平衡的第一層，所述的第一層具有內側和外側、包括至少約50wt％(重量百分比)的密度至少為約0.94的高密度聚乙烯，并且所述第一層至少在第一方向上達到比在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上存在的取向程度至少小3倍的取向程度；(b)雙軸取向平衡的第二層，所述第二層具有內側和外側、包括成穴劑(cavitating agent)和至少約90wt％的聚丙烯，并且所述第二層至少在第一方向上以至少為4∶1的取向比取向而在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上以至少為6∶1的取向比取向；(c)雙軸取向不平衡的第三層，所述的第三層具有內側和外側、包括至少約50wt％的密度至少為約0.94的高密度聚乙烯、并且所述第三層至少在第一方向上的取向程度比在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上存在的取向程度至少小3倍；(d)置于(a)和(c)的內側之間的層壓粘結樹脂，所述第二層被這樣層壓到所述第一和第三層上，以致所述第三層的第一取向方向基本上與所述第一層的第一取向方向在一條直線上，并且其中(a)還包括共擠在其內側上的丙烯共聚物皮層。
發明詳述在形成本發明的多層膜時，該基材中至少有一層包括成穴劑和取向聚丙烯。在芯部分使用取向聚丙烯將導致高抗張性能和在重復折疊試驗中的高性能。此外，在芯中使用成穴劑提供了良好的不透明性，這最大地減少了對重的不透明涂層的需求。
在芯部分使用取向聚丙烯(OPP)是優選的。但是抗張強度相當的其它雙軸取向聚合物(例如，線性低密度聚乙烯(LLDPE)、尼龍或聚酯)也可以使用。優選的是在OPP芯層中沒有任何影響與其它膜層粘結的添加劑，例如抗靜電劑和聚硅氧烷。
本發明的芯層包含許多由固體成穴劑的成穴作用形成的空隙，所述成穴劑例如是聚對苯二酸丁二酯和/或碳酸鈣。美國專利5,288,548；5,264,277和4,632,869中所述的例如直徑0.2至2微米的聚對苯二酸丁二酯(其內容引入此供參考)是合適的成穴劑。球形顆粒由于取向形成了微空隙，導致白色不透明的產品。
在芯層中使用成穴劑(cavitating agent)提供了良好的不透明性，這降低了對不透明層的需求并因此降低了銀行券的重量。重量降低改善了脫印性(set-off)，該脫印是在剛印制的銀行券在印刷壓機末端多層疊放時出現的。由于疊層重量的降低，處于疊層底部的銀行券將經受較小的壓力。
在形成本發明的用于生產銀行券和其它證券票據的多層膜基材時，該基材中至少有兩個膜層將包含大比例的高密度聚乙烯(HDPE)，該HDPE的密度至少為約0.94、優選至少為約0.945。這些膜層可以排他地由單一的HDPE樹脂、數種HDPE樹脂的混合物或包含小比例的另一種聚合物材料(例如，低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯、乙烯/乙烯醇(EVOH)共聚物、乙烯/丙烯(EP)共聚物、乙烯/丙烯/1-丁烯(EPB)共聚物、聚酯或尼龍)的HDPE的混合物組成，但是在本發明的實踐中單一的HDPE樹脂或數種HDPE樹脂的共混物是尤其優選的。已發現由HDPE樹脂混合物或微晶蠟制得的膜降低了膜的裂開性(splittiness)，該膜本身體現在TD方向上破裂的趨勢。
在使用HDPE的共混物時，這樣的共混物可以包括兩種或多種聚合物，這些聚合物都優選具有0.94或更大的密度。HDPE共混物包括大比例的熔體指數從0.6至1.2的HDPE和一種或多種熔體指數有所不同的聚合物是有利的。
三元共混物可能也是符合要求的。適當的三元共混物通常包括50wt％至98wt％、優選84wt％至96wt％的密度為0.96或更高且熔體指數從大于0.5至2.0的HDPE；1wt％至25wt％、優選3wt％至8wt％的密度為0.94或更高且熔體指數從0.1至0.5的HDPE；以及1wt％至25wt％、優選3wt％至8wt％的密度為0.96或更高且熔體指數從2至8的HDPE。
優選的是，作為次要成分的第二和第三種HDPE聚合物是以大約相等的量存在的。
本發明特別優選的薄膜基材包括(a)第一層，該層包括至少約50wt％的密度至少為約0.94的HDPE，并且至少在第一方向(例如機器方向(MD))上取向到比在基本上垂直于第一方向的第二方向(例如橫向方向(TD))上存在的取向程度至少小3倍的程度；(b)第二層，該層包括至少90wt％的聚丙烯，并且至少在第一方向(例如MD)上以至少為3∶1的取向比取向，而在基本上垂直于所述第一方向的第二方向(例如TD)上以至少為6∶1的取向比取向；以及(c)第三層，該層也包括至少約50wt％的密度至少為約0.95的HDPE，并且也至少在第一方向(例如MD)上取向到比在基本上垂直于第一方向的第二方向(例如TD)上存在的取向程度至少小3倍的程度，第三層被層壓到薄膜基材上，以致第三層的第一取向方向本質上平行于第一層的第一取向方向(或者與第一層的第一取向方向在一條直線上)。
在美國專利第4,870,122號中揭示了雙軸取向不平衡的HDPE膜的生產方法，其內容整體引入供參考。
可以理解，為了達到這里所述類型的多層膜中改進的抗撕襲性的目的，已發現不平衡的雙軸取向的HDPE膜經層壓使它們的主要取向方法基本上相互平行地排列，這樣的HDPE膜在以下情況下抗撕裂性增強，即當可取向的層壓樹脂如聚氨酯置于層之間并經歷取向以使在取向的樹脂中的主要取向方向基礎上與第一和第三HDPE膜層的主要取向方法垂直。在一個實施方案中，層壓粘結樹脂的主要取向方向的這種取向是在層壓步驟本身中達到的，優選以機器方向(MD)。
HDPE膜的取向度是本發明的一個重要方面，因為適當的取向度會產生所期望的物理性能。雖然具有0.957或更高的密度的高密度HDPE樹脂可以直接由流延擠出制成薄膜，但會存在卷曲、均勻性和平坦的問題。因此，約0.8至1.5密耳的具有最佳性能平衡的HDPE膜的獲得是通過采用不平衡的雙軸取向膜，所述膜是由流延尺寸(cast gauge)4至15密耳，并通過拉伸即取向而降至所需尺寸的膜制得的。
薄膜是用常規方法生產和取向的。薄膜被加熱到取向溫度，并且首先在兩組夾輥之間經歷MD取向，第二組夾輥按照等于牽引比的量以大于第一組夾輥的速度旋轉。然后，該薄膜通過加熱和在拉輻機中經歷橫向拉伸完成TD取向。通常MD取向是在60℃至120℃下完成的，而TD取向是在110℃至145℃下完成的。
盡管在薄膜的第一方向上的取向程度比在基本上垂直于該第一方向的方向上存在的取向程度至少小3倍是優選的，但是，更特別優選的是每個HDPE膜層在MD方向上被取向到約1.1至約2.0倍的程度而在TD方向上被取向到6至12倍的程度。業已發現，HDPE膜層可以以不超過每分鐘約110英尺(110fpm)的回轉輪(caster)速度(相當于140fpm的線速度)按1.25倍的MD取向生產出來，并且具有極好的質量。在替代實施方案中，在薄膜的第一方向上的取向程度可以至少比基本上垂直于該第一方向的方向上存在的取向程度大3倍。甚至未取向的吹塑HDPE也可以作為第一和第三層使用并且在本發明的多層膜基材中仍然保持一定程度的褶皺性。
在使用時，這種不平衡的取向程度在該基材的HDPE成分中產生有趣的效應。這種效應是可見的連波紋和條紋外觀，而且連波紋平行于與取向方向橫交的方向。在低倍率下，在每平方厘米HDPE薄膜中將可以看到約5至約30條不連續波動的連波紋，而條紋通常平行于取向方向。這種效果把略帶半透明的外觀賦予該薄膜，這種外觀傾向于透過薄膜看到遠處略微模糊的物體。這種效果表明膜層已按不平衡的方式取向。在本發明的實踐中打算使用的高密度聚乙烯包括在美國專利第4,870,122號中介紹的那些。
在取向的聚丙烯層中通過調整取向獲得在兩個方向上基本平衡的抗張性能。
為了獲得本發明的象紙一樣的產品所需要的表面特征，可以用已知的方法把一個或多個皮層加到多層的HDPE基材上，例如，在取向之前通過涂布或共擠獲得皮層，或者在完成一個或兩個方向的取向操作之后通過涂布HDPE獲得皮層。皮層可以是任何與聚烯烴薄膜(特別是聚乙烯薄膜)一起用于這個目的的常規材料。例如，為了獲得易壓制表面，聚合物樹脂在必要時可以與填料、纖維、顏料或類似的東西共混。此外，象在美國專利第4,377,616、4,632,869、4,758,462號及其它中介紹的那些空隙薄膜(voided films)可以被層壓到HDPE多層基材上，以便把那些結構的各種蔽光性質賦予本發明的薄膜。
前面揭示的包含HDPE的膜層(a)和(c)可以進一步包括共聚物類的聚丙烯皮層，例如在其至少一側上，優選在其內側和外側兩側上提供的乙烯/丙烯/1-丁烯三之共聚物。在一個實施方案中，皮層本身還可以包括與層壓膜層(a)、(b)和(c)時使用的粘結劑樹脂的成分相似的成分。例如，LDPE可以構成皮層的10wt％至20wt％，其余部分是共聚物類聚丙烯。
在層壓表面之間提供更大的附著力的適合促進粘結的底漆(例如選自聚亞乙基亞酰胺、環氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸系樹脂的聚合物)可以在共聚物聚丙烯皮層(在(a)和(c)的內側)和層壓粘結樹脂之間提供。底漆組合物是在美國專利第4,447,494號和4,681,803號中揭示的，其內容引入供參考。
還可以預見該涂覆的基材在層壓之前或之后可以進行壓花、染色、印刷、紋飾和其它方式的處理；這類處理是在層壓膜層的內表面或外表面上進行的，以便提供如銀行券的視覺和/或觸覺的標識特性、它的顯著性或面值之類的東西。印刷方法包括但不限于平版印刷、UV-篩網印刷、苯胺印刷、影印版和凹版印刷。任何可苯胺或影印版印刷油墨無論是彩色油墨還是機器可讀的油墨(例如平版、IR、UV、磁性、或凹版印刷油墨)都可以使用。在芯部分印刷也是證券特征之一。
本發明的不透明的帶空隙的三層結構可以進行表面印刷而不會損失不透明性。這對于采用相對高溫(大于70℃)和高壓(大于1000psi)的凹版印刷來說是驚人的結果。通常未層壓的帶空隙膜在類似條件下其空隙會破壞并喪失不透明性。該空隙起緩沖作用，消除通過油墨可見的磨損力，使油墨更耐磨損。
可用于實施本發明的層壓技術在技術上是已知的，其中包括用粘結劑粘結或膠結(例如，用層壓粘結劑樹脂，優選用透明的制劑)；溶劑粘結，其中把霧狀的溶劑噴到待粘結到一起的基材上；借助加熱粘結的熱層壓，其中熱塑性片材將經歷熱輥或熱壓處理；流延層壓(cast-lamination)，其中一個膜層被流延到第二層上，于是該第二層形成基材；或者象在技術上已知的壓延操作時那樣擠塑或撐壓層壓(draw-lamination)。
使用無溶劑的即100％固體的粘結樹脂(例如，購自H.B.Fuller公司的2份聚氨酯的樹脂(WD4110))是特別優選的。100％固體的層壓粘結劑是溶劑型粘結劑的有效的替代物。100％固體的層壓粘結劑把極好的透明性、增強的印刷能力、高粘結強度和耐熱合性賦予本發明的多層膜層壓結構。
當離散的證券標記(例如，光可變標記(OVD))被合并到該基材內時，它們可能被封閉在固定在基材上的囊中。另一方面，光可變標記本身可以被合并在層壓基材的膜層之一(或兩者)之中，或者在膜層之間，不必把物理上離散的標記合并到在膜層之間形成的輪廓分明的囊中。
任何適當的證券標記都可以在本發明中使用，例如，選自光可變標記、磁性標記、電子標記和包含稀土元素的標記，其中OVD是特別優選的。
正象在本說明書中使用的那樣，術語“光可變”被用于詮釋任何能以可逆轉、可斷定和可重現的方式輕易地改變外觀的標記。這種標記的外觀是變化的，例如，通過施加體溫或手壓、改變觀察角度和進行觀察的照明條件。本發明希望的標記類型是繞射光柵、液晶、莫阿圖形，和用帶或不帶疊加柵格、折射柵格、透鏡式柵格和透明柵格(例如，菲涅耳透鏡、產生可變的干涉圖或類似的東西的局部反射與局部透明的涂層、雙折射層或偏振層、波帶片等)的十字光柵產生的類似的圖形。
一般的說，這種性質的光活性標記是容易得到普通人認可的并且還是極為難以借助攝影和印刷技術再現的。此外，如本發明所述以可再現的方式產生任何一種這樣的標記和在塑料層壓制品中包括這樣的標記都可能超出大多數偽造者的能力。在尋求柔韌性象紙一樣的產品(例如銀行券)時，當然更可取的是光可變標記本身應當是片狀的、柔軟的和薄的。為了促進粘結和緩和隨時間發生的反應性變化使這樣的標記與用于層壓膜的塑料相容也是更可取的。
按照本發明，一種優選的OVD形式可能是由帶浮雕衍射圖樣的金屬化的熱塑塑料膜組成的反射繞射光柵。為了阻止非法復制浮雕圖形，按照本發明更可取的是在金屬化的薄膜任一側使用溶解度特性類似于金屬層的熱塑性材料，以致優先蝕刻分離將變得極為困難。另一種優選的標記是通過攝影復制細小的線條或斑點在薄膜任一側形成的莫阿圖形。斑點和線條的間隔可以輕易地做得太細小，以致不能借助印刷技術進行復制，而且這種莫阿圖形可以按大得多的比例顯示。獨特的衍射和莫阿圖形往往被優先用于銀行券，而且這些技術可用于借助計算機和光致還原方法產生那些圖形。
證券特征可以被合并到銀行券中和銀行券上，其中包括提供銀行券的背面印刷來保護證券標記和印跡。
業已發現，類似于本發明的薄膜但交叉取向(cross-oriented)的薄膜在150°F以上的溫度下可能易于卷曲。這種交叉取向的薄膜除了第二層被層壓到該薄膜基材上以致第二層的第一(主要)取向方向基本上垂直于第一層的第一(主要)取向方向之外均類似于本發明的薄膜。據信，這種卷曲可能是由于在高溫下每個膜層在加工方向和橫向上的收縮率存在差異所至。額外的卷曲敏感性在膜層的涂層或皮層具有不同于該膜層的HDPE成分的收縮系數時可能出現。這種不平衡的收縮以及伴生的卷曲是可以避免的，其方法是把作為第一層的鏡象提供的與第一層完全一樣的第二層層壓到第一層上從而使整個膜層的總收縮性能達到平衡。換言之，分層薄膜結構的一半是另一半的鏡象，而對稱平面是沿著分層薄膜結構橫截面的水平中線。這將提供橫截面對稱的分層薄膜結構。這種薄膜的實例包括構造呈ABA、ABBA、ABCCBA、ABCDCBA等形式的那些薄膜，其中每個字母代表一個膜層、皮層、涂層或粘結劑層。這種橫截面對稱的分層薄膜結構必定是“平行取向”的結構，即第一層的主取向方向平行于第二層的主取向方向以便滿足鏡象要求。這樣的構造提供一種對稱結構，其中相反的收縮力絕大部分被相互抵銷了。但是，這種雙層平行結構可能在一個方向(例如，在使用雙TD取向的薄膜時的TD)上易于撕裂。
已發現采用低密度聚乙烯(LDPE)和/或線性低密度聚乙烯(LLDPE)層壓樹脂體現出易撕裂性降低，所述層壓樹脂在取向的主方向上取向，所述取向方向基本上與其連結的層中的主取向方向垂直。層壓樹脂本身在層壓期間在某種程度上是取向的，優選在樹脂至少部分或完全固化之后，并且優選是在機器方向上取向。該取向可以是1.5至10倍，優選4至6倍，相應于大于10％，優選大于20％，如75％的層壓粘結樹脂的牽伸總量。
業已發現，通過使用100％固體樹脂作為所用的層壓粘結劑可以改善由層壓程序造成的取向效應，從而導致多層膜呈現抗卷曲性和改善的耐化學性。
一個或兩個包含HDPE的膜層在一個方向上的耐撕裂性可以被弱化到遠遠弱于層壓粘結樹脂和包含OPP的芯層的程度。在為了偽造的目的試圖使該結構分層時，只有一小條一小條的有印跡的包含HDPE的外層將被拆下來。整個包含HDPE的膜層將不能拆開。
包含HDPE的膜層可以利用制造期間的處理條件來降低其撕裂強度。用激光技術打微孔和/或刻痕也將使包含HDPE的膜層弱化。微孔是斜的或者是單向的，例如，在每英寸約50至約300個(dpi)的范圍內。
HDPE層還可以通過添加不相容的添加劑使該膜層在取向期間纖維化或破碎來降低其撕裂強度。影響結晶過程的適當的不相容的聚合物添加劑包括聚酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯或它們的混合物。一般的說，約1wt％至約10wt％、優選約4wt％至約8wt％的不相容的添加劑被添加到HDPE層中。纖維化將導致取向的HDPE區圍繞著又長又平坦的不相容聚合物區，從而導致撕裂強度低下的區域。
OPP芯層不被弱化并且提供整體結構的抗張性能和抗撕裂性。
下面將通過非限制性實施例進一步說明本發明。
實施例1這個實施例說明按照本發明生產的多層膜基材的制備，該基材適合制備具有良好的褶皺特性的銀行券。
最終厚度為1.15密耳的多層取向膜基材是通過HDPE與在兩側的共聚物類聚丙烯皮層共擠形成第一層(a)來制備的。采用的HDPE是購自Occidental化學公司(Dallas，Tex.)的Oxychem M-6211，其密度為0.96、熔體指數為1.0。共聚物類聚丙烯皮層包括90wt％的Chisso 7510(購自日本的Chisso公司的乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物)和10wt％的Nobil LKA-753(LDPE，購自美孚化學公司(Norwalk，Conn.))。HDPE組成約90wt％的最終膜層(a)，而皮層組成10wt％(每側5wt％)。然后，該薄膜(a)在約115℃下在MD方向上取向1.4倍，并且在約115至140℃下用拉輻機在TD方向上取向6至12倍(例如，10倍)。
利用2份聚氨酯樹脂WD4110(購自H.B.Fuller公司)將膜層(a)100％固體粘結地層壓到含聚對苯二酸丁二酯(1.20密耳的OPPalyteTM420HTW)的OPP層上。
再次用Fuller WD4110將這雙層膜100％固體粘結地層壓到另一塊上述的HDPE膜層上。
雖然已經用優選實施方案介紹了本發明，但是應當理解在不脫離本發明的精神和范圍的情況下各種改進和變化都是可以利用的，而熟悉這項技術的人將很容易理解這一點。這些改進和變化被認為將在權利要求書的條款范圍內。
權利要求
1.一種在生產銀行券、證券紙和其類似物時使用的耐卷曲的橫截面對稱的層壓多層膜基材，包括(a)雙軸取向不平衡的第一層，所述的第一層具有內側和外側、包括至少約50wt％的密度至少為約0.94的高密度聚乙烯，并且所述第一層至少在第一方向上達到比在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上存在的取向程度至少小3倍的取向程度；(b)雙軸取向平衡的第二層，所述第二層具有內側和外側、包括成穴劑和至少約90wt％的聚丙烯，并且所述第二層至少在第一方向上以至少為4∶1的取向比取向而在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上以至少為6∶1的取向比取向；(c)雙軸取向不平衡的第三層，所述的第三層具有內側和外側、包括至少約50wt％的密度至少為約0.94的高密度聚乙烯、并且所述第三層至少在第一方向上的取向程度比在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上存在的取向程度至少小3倍；(d)置于(a)和(c)的內側之間的層壓粘結樹脂，所述第二層被這樣層壓到所述第一和第三層上，以致所述第三層的第一取向方向基本上與所述第一層的第一取向方向在一條直線上，并且其中(a)還包括共擠在其內側上的丙烯共聚物皮層。
2.權利要求1的膜基材，其中(a)和(c)都還包含在其至少一側的共聚物聚丙烯皮層。
3.權利要求1的膜基材，其中(a)和(c)都還包含在其內側和外側的共聚物聚丙烯皮層。
4.權利要求1的膜基材，其中(d)包含無溶劑的粘合劑。
5.權利要求4的膜基材，其中(d)包含聚氨酯。
6.權利要求1的膜基材，其中(d)包含選自低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯的組分。
7.權利要求1的膜基材，還包含在(a)和(c)之間的證券標記(e)。
8.權利要求7的膜基材，其中所述證券標記選自光可變標記、磁性標記、電子標記和含稀土元素的標記。
9.權利要求1的膜基材，還包含在與層壓粘合劑樹脂(d)層壓之前印在層(b)上的證券標記(e)。
10.權利要求3的膜基材，其中在所述外側的所述共聚物聚丙烯皮層被外涂覆有不透明涂層。
11.權利要求1的膜基材，它為銀行券的形式。
12.權利要求1的膜基材，其中所述第一方向為機器方向，所述第二方向為橫向方向。
13.權利要求1的膜基材，其中所述第一和/或第三層包含聚酯、聚烯烴和/或尼龍。
14.權利要求1的膜基材，其中所述成穴劑選自聚對苯二酸丁二酯和碳酸鈣。
15.權利要求14的膜基材，其中所述成穴劑為聚對苯二酸丁二酯。
全文摘要
一種用于生產銀行券的多層層壓膜基材,該膜基材具有一個取向聚丙烯芯層并且在取向聚丙烯層的每側上的至少一個HDPE層。所述芯層可以含有由加入的成穴劑形成的微空隙。最終的膜呈現良好的壓花能力、褶皺特性和其它性質,從而使它們非常適合生產銀行券和其它證券票據。
文檔編號B42D15/00GK1359330SQ00809671
公開日2002年7月17日 申請日期2000年6月2日 優先權日1999年6月3日
發明者G·L·貝諾爾特, D·E·麥吉 申請人:美孚石油公司