用于料片横向共挤出的方法和设备以及由其制造的膜技术

本发明专利技术公开了用于制备分段多组分聚合物膜的方法和设备。所述方法包括：提供在第一分离维度上分离的至少两股分离的熔融流，所述至少两股分离的熔融流包含至少两种不同的聚合物组合物；将分离的熔融流中的至少一些在基本上垂直于第一分离维度的第二分离维度上分割成至少两股分段流动流；使分段流动流中的至少一些重导向，其中使分段流动流中的至少一些随后在两个分离维度上重导向；以及将分段流动流汇聚成分段多组分聚合物膜。本发明专利技术还提供了具有凸起的分段多组分聚合物膜，所述膜具有上表面和下表面，各个表面具有沿着膜的横向至少部分地交替并且沿着膜的长度方向连续延伸的聚合物区段的不同排布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于料片横向共挤出的方法和设备以及由其制造的膜
技术介绍
多篇专利描述了用于并列型共挤出不同热塑性材料的方法。一般而言，某些模具或模具镶块用于将分离的熔体流导向成交替图案。这些方法提供具有热塑性材料的并列区的膜。用于共挤出不同的热塑性材料以提供多层聚合物膜的方法也是已知的。例如，某些送料区块或其他挤出设备可用于将熔体流分离并重新配置成多层构造。
技术实现思路
本文公开了一种用于制备分段多组分聚合物膜的方法和设备以及由此所制得的膜。所述方法包括向至少具有第一和第二操纵台(manipulation stage)的挤出元件的第一操纵台引入在第一分离维度(例如，料片横向或厚度维度)上分离的至少两股分离的熔体流。所述至少两股分离的熔体流包含至少两种不同的聚合物组合物。将分离的熔体流中的至少一些在第二分离维度上分割成至少两股分段流动流，其中第二分离维度基本上垂直于第一分离维度。然后使这些分段流动流中的至少一些重导向。使各股经重导向的分段流动流在第一分离维度上或者在第二分离维度上独立地重导向，但是使分段的流动流中的至少一些分别在第一和第二操纵台中在两个分离维度上顺序地重导向。这种重导向可以根据需要重复多次以在两个分离维度上根据所需重新排布分段流动流。然后经重导向的分段流动流与任何其他的分段流动流(即，未经重导向的那些)和任何分离的熔体流(即，未被分割成分段流动流的那些)汇聚，以形成具有上表面和下表面的分段多组分聚合物膜，各个表面在沿着膜的横向至少部分交替并且在膜的长度方向上连续延伸的各区段中具有所述至少两种不同的聚合物组合物的不同排布。在一些实施例中，所述至少两股分离的熔体流布置为使得在第一分离维度上至少部分地交替至少两种不同的聚合物组合物。本文公开的共挤出设备包括挤出元件，挤出元件包括第一操纵台、第二操纵台和汇聚台。第一操纵台包括第一流动通道，用于使分段流动流在第一分离维度或第二分离维度上独立地重导向，其中第一分离维度基本上垂直于第二分离维度。所述分段流动流由在第一分离维度上分离(即，物理分离)的至少两股分离的熔体流产生，其中分离的熔体流中的至少一些在第二分离维度上各自进一步分割成至少两股分段流动流。第二操纵台包括第二流动通道，用于使分段流动流中的至少一些在第一分离维度或第二分离维度上重导向， 以使分段流动流中的至少一些分别在第一和第二操纵台中在两个分离维度上顺序地重导向。汇聚台包括第三流动通道，用于汇聚包括经重导向的分段流动流在内的分段流动流和任何分离的熔体流(即，没有被分割成分段流动流的那些)，以形成分段多组分聚合物膜。 第三流动通道与第二流动通道流体连通，并且第二流动通道与第一流动通道流体连通。在上述方法和设备中，例如，通过多个分立的子元件(例如，两个或更多元件或者单个元件的多个部分)可以构成挤出元件内的不同操纵台。挤出元件可以形成为使得使用可以与在根据需要那么多的操纵台中的其他匹配子元件结合的单独子元件而构成各个操纵台。在一些实施例中，包括多个操纵台(例如，第一和第二操纵台)的挤出元件由至少一个模具镶块构成。挤出元件也可以与模具和/或送料区块一体化地构成。在一些实施例中，共挤出设备还包括送料区块，送料区块包括第四流动通道，用于将至少两股给料熔体流各自分离成至少两股分离的熔体流并且布置所述分离的熔体流以使得在第一分离维度上至少部分地交替所述至少两股给料熔体流，其中第四流动通道与第一流动通道流体连通。本文公开的方法和设备允许形成分段多组分聚合物膜，而无需超声焊接、粘合剂、 或者使两种不同的料片结合在一起的其他方法。因而，能够消除这些类型的制备步骤。本文公开的分段多组分膜具有顶部表面和底部表面，并且各表面具有沿着膜的横向至少部分交替并且在膜的长度方向上连续延伸的聚合物区段的不同排布(即，聚合物区段沿着膜的顶部表面的排布不同于沿着膜的底部表面的排布)。膜中聚合物区段中的至少一部分可具有凸起(例如，钩状物)。本文所述的膜可以沿着膜的横向或厚度方向在任何所需的位置具有选定的性质，例如，提供具有更大灵活性的钩状物带条和定制用于多种应用的能力。在本申请中诸如“一个”、“一种”和“所述”之类的术语并非旨在指单一实体，而是包括一般类别，其具体例子可用来作举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一个(至少一种)”互换使用。术语“挤出元件”用来确认提供流动通道或分割和引导流动流的其他装置和如所述其他特征的任何结构，而不管是否在模具、送料区块、一个或多个镶块、或另一部件中。术语“多组分”是指具有两种或更多种不同的聚合物组合物。附图说明结合附图来考虑本公开以下各个实施例的详细描述可以更完全地理解本公开。图1是可用于本文公开的方法的一些实施例的挤出设备的示意图。图2是本文所述的连接至送料区块的挤出元件的示意图，其部件可用于图1的挤出设备中。图3是在本文公开的方法或设备的一个实施例中的送料区块和操纵台中的流动通道的透视图。图4是在本文公开的方法或设备的一个实施例中用于第一和第二操纵台并随后汇聚的流动通道的另一透视图。图5是图3和4所示的流动通道的另一透视图，其示出在本文公开的方法或设备的一个实施例中分段流动流在第一操纵台中重导向后的位置，并且示出如何使分段流动流在第二操纵台中重导向。图6是图3、4和5所示的流动通道的另一透视图，其示出在本文公开的方法或设备的一个实施例中分段流动流在第二操纵台中重导向后的位置，并且示出如何使分段流动流和熔体流汇聚。图7是在根据本文公开的方法或设备的另一实施例中流动通道在通往挤出元件的模具中在模唇处的透视图。图8是在根据本文公开的方法或设备的另一实施例的模具中更后面的挤出元件的侧视图。图9是分段多组分聚合物膜的一个实施例的截面图。图10是分段多组分聚合物膜的一个实施例的透视图，其中区段之一具有钩状物。图IOa是在分段多组分聚合物膜的区段上形成的示例性凸起的截面图，其中所述区段在厚度方向上具有两种不同的材料。图11是用于制备一些实施例的分段多组分聚合物膜的设备和方法的示意图，其中至少一个区段具有凸起。图12是用于实例4和5的模唇的截面图。 具体实施例方式本文公开的制备分段多组分聚合物膜的方法包括通过例如图2中所示的挤出元件2挤出多股分离的聚合物熔融流。分离通常是指在熔融流之间具有间隔，例如，分离的熔融流可以各自处于分立的流动通道中。一般而言，在图2-5所示的实施例中，使给料熔融流在送料区块3和挤出元件2内分离并重导向为由各聚合物组合物形成的分离的熔融流和多股分段流动流。使这些分段流动流10"、11"和12"中的一些在多个操纵台中在χ和ζ维度上重导向。在一些实施例中，重导向是指导致相邻的分段流动流(例如，由同一分离的熔融流产生的分段流动流)分开。经重导向的分段流动流10"、11"和12"最终汇聚成分段多组分聚合物膜，其中区段可以沿着分段多组分聚合物膜的横向和厚度方向以任何所需的图案进行排布。图1中示意性示出的挤出设备可以用于本文所公开的制备分段多组分聚合物膜的方法中。如图1和2中所示，给料熔融流10、11和12自常规挤出机7、8和9传送通过具有至少一个挤出元件2的模具1。如图1所示的三股给料熔融流10、11和12在它们被引入送料区块3之前保持分离。在该示例性的实施例中，送料区块3与挤出元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备分段多组分聚合物膜的方法，所述方法包括：向包括至少第一和第二操纵台的挤出元件的所述第一操纵台引入至少两股分离的熔融流，其中所述至少两股分离的熔融流在第一分离维度上分离并且包含至少两种不同的聚合物组合物；将所述分离的熔融流中的至少一些在基本上垂直于所述第一分离维度的第二分离维度上分割成至少两股分段流动流；使所述分段流动流中的至少一些重导向，其中使各股经重导向的分段流动流在所述第一分离维度或所述第二分离维度上独立地重导向，其中使所述分段流动流中的至少一些分别在所述第一和第二操纵台中在两个分离维度上顺序地重导向；和汇聚包括所述经重导向的分段流动流在内的分段流动流和任何分离的熔融流，以形成具有上表面和下表面的分段多组分聚合物膜，各个表面在沿着所述膜的横向至少部分交替并且在所述膜的长度方向上连续延伸的各区段中具有所述至少两种不同的聚合物组合物的不同排布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：特拉维斯·B·霍姆，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US