制备聚合物多层膜的方法技术

技术编号:13419149 阅读:73 留言:0更新日期:2016-07-27 17:56
本发明专利技术公开了通过共挤出制备具有开口阵列的聚合物多层膜(115)的方法。如本文所述制备的聚合物多层膜的实施方案可例如用于过滤和吸声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备聚合物多层膜的方法相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月12日提交的美国临时专利申请号61/915196的权益,该申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术介绍
穿孔膜通常在个人卫生领域中用于提供允许流体被从接近皮肤的区域去除并进入到吸收区域中的流体转移膜。其它常见的应用是在食品包装工业,且最近更多在声吸收中。用于这些应用的穿孔膜通常小于100微米(0.004英寸)厚(更典型地小于50微米(0.002英寸)厚),并且由例如烯烃、聚丙烯或聚乙烯制成。典型的制备穿孔膜的处理方法包括:将膜真空拉制成穿孔板或卷,使用加压流体以形成并刺穿膜,用冷针或热针进行针刺,或用激光以熔化膜中的孔。然而,这些工艺趋于具有处理限制,诸如孔尺寸、孔密度和/或膜的膜厚度。由于力可用于使膜变形并将膜刺穿,所以穿孔膜的真空或加压流体形成往往局限于相对薄的膜(即,膜小于100微米厚)。另外,用于这种类型的成形工艺的材料往往局限于基于烯烃的聚合物。这种类型的工艺的另一个特性是在膜中形成突出部,在该突出部中膜被拉伸直至形成穿孔。对于其中突出部可充当定向流控制特征部的流体控制情况,该突出部可以是优点。然而,在其中需要低压降的应用中,该突出部也可以是缺点。突出部形成细长孔,从而增加表面积并增加流体曳力。针刺工艺也大范围地用于相对薄的膜,但是有时可见的膜厚度最高至约254微米(0.010英寸)。此种工艺的限制往往包括每单位面积穿孔直径孔数、及膜中的突出部。激光穿孔工艺可提供相对小的孔(即,小于50微米),可以宽泛的厚度范围进行穿孔,可形成与膜表面成平面的穿孔(即,不存在例如与针刺工艺相关联的突出部)。激光穿孔工艺的限制包括适用于该工艺的材料的类型以及处理速度和成本。激光穿孔工艺往往最适用于处理由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)或其它较高玻璃化转变温度材料制得的膜。激光例如在穿透基于烯烃的材料方面通常不是很有效。
技术实现思路
在一方面,本公开描述了一种制备聚合物多层膜的方法,该方法包括:将至少第一聚合物层和第二聚合物层挤出到辊隙中以提供聚合物多层膜,其中该辊隙包括具有结构化表面的第一辊,所述结构化表面形成穿过聚合物多层膜的第一主表面的压痕,其中第一层包含具有第一熔点的第一聚合物,其中第二层包含具有第二熔点的第二聚合物,其中第一熔点和第二熔点之间的绝对差值为至少20℃(在一些实施方案中,至少30℃、40℃、50℃、60℃或甚至至少70℃),并且其中聚合物多层膜的第一主表面为第一层的主表面并且聚合物多层膜的第二主表面为第二层的主表面;以及使具有压痕的第一主表面经过冷却辊,同时将热源施加到聚合物多层膜的大致相背的第二主表面,其中从热源施加热导致形成开口,以提供以下聚合物多层膜:该聚合物多层膜具有大致相背的第一主表面和第二主表面,在第一主表面和第二主表面之间延伸的开口阵列,以及至少第一层和第二层,其中第一层包含第一聚合物,其中第二层包含第二聚合物,并且其中聚合物多层膜的第一主表面是第一层的主表面并且聚合物多层膜的第二主表面是第二层的主表面。本文所述的聚合物多层膜的实施方案可例如用于过滤和吸声。附图说明图1是用于制备本文所述的示例性聚合物多层膜的示例性方法的示意图。图1A和图1B是由用于制备本文所述的图1所示示例性聚合物多层膜的示例性方法制备的示例性聚合物多层膜的示意图。具体实施方式参见图1,示出了示例性方法的示意图。图1A和图1B是由用于制备本文所述的图1所示示例性聚合物多层膜的示例性方法制备的示例性聚合物多层膜的示意图。第一聚合物层111和第二聚合物层112被挤出到辊隙120中以提供聚合物多层膜115。辊隙120包括具有结构化表面135的第一辊123,该结构化表面形成穿过聚合物多层膜115的第一主表面121的压痕。第一层111A包含具有第一熔点的第一聚合物。第二层112A包含具有第二熔点的第二聚合物。第一熔点和第二熔点之间的绝对差值为至少20℃(在一些实施方案中,至少30℃、40℃、50℃、60℃或甚至至少70℃)。聚合物多层膜115的第一主表面121是第一层111A的主表面。聚合物多层膜115的第二主表面122是第二层112A的主表面。使具有压痕的第一主表面121穿过冷却辊125上方,同时将热源126(例如,火焰)施加到聚合物多层膜122的第二主表面。从热源126施加热导致形成开口129,从而提供聚合物多层膜150,该聚合物多层膜150具有大致相背的第一主表面131和第二主表面132以及在第一主表面131和第二主表面132之间延伸的开口阵列129。在察看本公开(包括工作实施例)之后,用于制备本文所述的多层膜的适当的挤出设备(包括用于制备设备的组件的材料)应对所属领域的技术人员而言为显而易见的。例如,辊(例如123、124、125)可由金属诸如钢制成。在一些实施方案中,接触聚合物材料的辊表面为镀铬的、镀铜的或铝。例如可使用常规的技术诸如水冷却来冷却辊。可例如通过气压缸来提供辊隙力。示例性挤出速度包括在3m/min-15m/min的范围内的那些。(在一些实施方案中,在15m/min-50m/min、50m/min-100m/min或更大的范围内)。示例性挤出温度在200℃-230℃的范围内(在一些实施方案中,在230℃-260℃、260℃-300℃或更高的范围内)。用于制备聚合物多层膜的示例性聚合物材料包括聚丙烯和聚乙烯。在本文所述的聚合物多层膜的一些实施方案中,层中的至少一个包含聚丙烯,并且层中的至少另一个包含聚乙烯。用于制备聚合物多层膜的示例性聚合物材料包括聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、共聚酯(PETg)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚烯烃共聚物、聚乙烯、和聚苯烯(PS)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯酸(EAA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、基于丙烯的互聚物和基于乙烯的互聚物。合适的材料组合的示例包括:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和乙烯-丙烯酸(EAA);聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和乙烯乙酸乙烯酯(EVA);聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和乙烯丙烯酸丁酯(EBA);聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA);聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和基于丙烯的互聚物;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和基于乙烯的互聚物;共聚酯(coPETg)和乙烯-丙烯酸(EAA);共聚酯(PETg)和乙烯乙酸乙烯酯(EVA);共聚酯(PETg)和乙烯丙烯酸丁酯(EBA);共聚酯(PETg)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA);共聚酯(PETg)和基于丙烯的互聚物;共聚酯(PETg)和基于乙烯的互聚物;乙烯-乙烯醇(EVOH)和乙烯-丙烯酸(EAA);乙烯-乙烯醇(EVOH)和乙烯乙酸乙烯酯(EVA);乙烯-乙烯醇(EVOH)和乙烯丙烯酸丁酯(EBA);乙烯-乙烯醇(EVOH)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA);乙烯-乙烯醇(EVOH)和基于丙烯的互聚物;乙烯-乙烯醇(EVOH)和基于乙烯的互聚物;聚酰胺本文档来自技高网
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制备聚合物多层膜的方法

【技术保护点】
一种制备聚合物多层膜的方法,所述方法包括:将至少第一聚合物层和第二聚合物层挤出到辊隙中以提供聚合物多层膜,其中所述辊隙包括具有结构化表面的第一辊,所述结构化表面形成穿过所述聚合物多层膜的第一主表面的压痕,其中所述第一层包含具有第一熔点的第一聚合物,其中所述第二层包含具有第二熔点的第二聚合物,其中所述第一熔点和所述第二熔点之间的绝对差值为至少20℃,并且其中所述聚合物多层膜的所述第一主表面为所述第一层的主表面并且所述聚合物多层膜的所述第二主表面为所述第二层的主表面;以及使具有所述压痕的所述第一主表面经过冷却辊,同时将热源施加到所述聚合物多层膜的大致相背的第二主表面,其中从所述热源施加热导致形成开口,以提供以下聚合物多层膜:所述聚合物多层膜具有大致相背的第一主表面和第二主表面,在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的开口阵列,以及至少第一层和第二层,其中所述第一层包含所述第一聚合物,其中所述第二层包含所述第二聚合物,并且其中所述聚合物多层膜的所述第一主表面是所述第一层的主表面并且所述聚合物多层膜的所述第二主表面是所述第二层的主表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 US 61/915,1961.一种制备聚合物多层膜的方法,所述方法包括:将至少第一聚合物层和第二聚合物层挤出到辊隙中以提供具有第一主表面和第二主表面的聚合物多层膜,其中所述辊隙包括具有结构化表面的第一辊,所述结构化表面形成穿过所述聚合物多层膜的所述第一主表面的压痕,其中所述第一聚合物层包含具有第一熔点的第一聚合物,其中所述第二聚合物层包含具有第二熔点的第二聚合物,其中所述第一熔点和所述第二熔点之间的绝对差值为至少20℃,并且其中所述聚合物多层膜的所述第一主表面为所述第一聚合物层的主表面并且所述聚合物多层膜的所述第二主表面为所述第二聚合物层的主表面;以及使具有所述压痕的所述第一主表面经过冷却辊,同时将热源施加到所述聚合物多层膜的大致相背的第二主表面,其中从所述热源施加热导致形成开口,以提供以下聚合物多层膜:所述聚合物多层膜具有大致相背的第一主表面和第二主表面,在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的开口阵列,以及至少第一聚合物层和第二聚合物层,其中所述第一聚合物层包含所述第一聚合物,其中所述第二聚合物层包含所述第二聚合物,并且其中所述聚合物多层膜的所述第一主表面是所述第一聚合物层的主表面并且所述聚合物多层膜的所述第二主表面是所述第二聚合物层的主表面。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一熔点大于所述第二熔点。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第二熔点大于所述第一熔点。4....

【专利技术属性】
技术研发人员:大卫·F·斯拉玛加思·V·安蒂拉布伦特·R·汉森
申请(专利权)人:三M创新有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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