CN101094757A - 挤压制品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的方法涉及,通过至少一个异形模***件混合挤压一预定的初始熔流,其中,所述***件入口成形为由引入的初始熔流形成非线性熔流。该***件入口具有一个非线性开口,***件开口结构位于上部边界和下部边界之间。该***件定位为调整一个或多个熔流或引入熔流的区域。位于***件入口处的初始熔流通常在纵向方向上调整至材料熔流的初始流路。然后,***件入口处形成的非线性熔流在***件内汇聚为一个位于***件出口开口处的基本线性或方形的熔流。在***件出口开口处,将至少一层或部分初始熔流在挤压材料或模的宽度或横向方向上分隔为不同区域内的不同部分。本发明还涉及使用所述方法挤压的制品。
Description
背景技术
将多种聚合物组分挤压成一个单层铸膜在本领域中是相对常见的。总的来说,多个聚合物流以单层的方式结合在模具或送料机构(feedblock)内,以提供顶部到底部的多层膜。不同的聚合物流结合在送料机构部件或类似装置,然后以单层结构流入到传统的衣架模装置中,所述流在该装置中变扁形成一种膜状流,并挤压在铸造辊或类似物上。该装置在聚合物在厚度尺寸上形成层处制造膜。
或者,还建议提供较复杂的复合薄膜结构,其中,层不是作为厚度方向上的共延层分隔,而是沿着膜的宽度分隔的。一个例子是,聚合物以并排的结构或其变形分隔的,以提供第一聚合物在第二聚合物的连续模具内的离散的内部区域。美国专利申请No.4,426,344描述了一种复杂的送料机构方法,其采用开始设置在厚度方向上、具有曲折的界面的两个混合挤出的熔流,将顶部到底部层聚合物调整为并排设置,形成一个具有正弦曲线或弯曲界面的膜,在宽度方向上具有不同的区域。尽管给出两个半模由相同的材料制成,但可以想到,尽管没有具体教导,但可在两个半模内使用不同的材料。
日本公开No.8-187113公开了一种并排共延的可能性,尽管其没有具体公开实现该目的的具体方法。美国专利申请No.6,221,483还公开了用于尿布紧固翼片的弹性材料和非弹性材料的并排共延。弹性材料由非弹性材料间断的间隔开。通过在传统的两层槽缝模内使用***件形成该并排设置,槽缝模阻隔来自两个槽缝的弹性材料和非弹性材料的交替通道,并以交替的方式将它们集合起来。两种材料在其经过***件时仍然侧向流动。美国专利申请No.4,787,897还公开了一种多层的并排结构,尽管在该情况下公开了三个区域。其具有两个外部非弹性区域和一个内部弹性区域。内部弹性区域通过模内单个弹性熔流的接合形成,但不清楚是如何做的。美国专利申请No.5,429,856公开了通过内部共延技术在非弹性模内制造离散的带或区域的可能性,其使用cloeren型三层模,将离散带进给到中心熔流内,两个非弹性外层夹着离散的弹性流。
所有上述方法描述了形成膜的方法。通过改进送料机构或聚合物熔流转向或调整至其内的模或类似机构可以制造不同于厚度方向上的简单的多层膜的设置,如并排层或更复杂的层设置。这些方法在封闭的模或送料机构上有一些问题。它们需要不同聚合物材料的熔流在模或集管主体内暴露于复杂的非线性活动模。这导致复杂的流反应,并产生渣滓沉积的问题,并需要常规的拆卸和清洁模和/或送料机构。由于模或集管内的聚合物的流动弹性通常不一样,故不同的材料总体上不会以可预见的方式结合。当材料结合时,聚合物和挤压模凸缘的汇集区域之间出现复杂的流动反应,导致不同于具体希望的膜。本发明致力于解决这些问题,通过改变膜挤出中位于模凸缘、模内和位于模之前处的离散的热塑树脂流,提供挤压膜内的并排型的相对层。
发明内容
本发明的方法总的包括,通过至少一个异形模或送料机构***件或组分混合挤压一预定的初始熔流,其中,所述***件入口成形为由引入的初始熔流形成非线性熔流。该***件入口具有一个非线性开口,***件开口结构位于上部边界和下部边界之间。该***件定位为调整一个或多个熔流或引入熔流的区域。位于***件入口处的初始熔流通常在纵向方向上调整至材料熔流的初始流路。然后,***件入口处形成的非线性熔流在***件内汇聚为一个位于***件出口开口处的基本线性或方形的熔流。在***件出口开口处,将至少一层或部分初始熔流在挤压材料或模的宽度或横向方向上分隔为不同区域内的不同部分。本发明还涉及使用所述方法挤压的制品。
本发明还涉及一种混合挤压的聚合物膜,其在宽度或横向方向上的改变聚合物区域,优选有多层或多组分熔流构成。挤压的聚合物膜具有第一面和第二面。形成膜的聚合物从一个传统的多层和多组分模混合挤压,然后在模的表面或在模或送料机构内有一个异形***件分隔,该异形***件在中心线的任一侧具有一个位于上边界和下边界之间的异形开口。该膜的特征在于两个或更多个并排的区域,具有不同的聚合物或者不同的相对比例的聚合物。
附图说明
参照附图,进一步描述本发明,其中,在多个图中,相同的附图标记代表相同的部件,以及其中:
图1是一个模子的剖面透视图,该模子具有一个如本发明所使用的模***件。
图2是用于形成依据本发明的模***件从模***件入口看的透视图。
图3是用于形成依据本发明的模***件从模***件出口看的透视图。
图4是依据本发明方法所使用的可能的原始熔流的剖面图。
图5是位于图2和3中的模***件的模***件入口处的图4的原始熔流的剖面图。图5a是图5的分解剖面图。
图6是位于和图2和3中类似的环形模***件入口处的图4的原始熔流的剖面图。
图7是模***件出口处的图5的原始熔流的剖面图。
图8是使用本发明的用于直接挤压膜的模***件的第一个实施例模子的的侧视图。
图9是使用结合传统的模***件的本发明的模***件的替换实施例。
图10是串连使用的本发明的两个模***件的侧视图。
图11是第二个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图12是第三个***件入口处的图11的熔流的剖面图。
图13是位于图12的模***件出口处的图11的熔流的剖面图。
图14是第三个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图15是第三个***件入口处的图14的熔流的剖面图。
图16是位于图15的模***件出口处的图14的熔流的剖面图。
图17是第三个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图18是第三个实施例模***件入口处的图17的熔流的剖面图。
图19是位于图18的模***件出口处的图17的熔流的剖面图。
图20是第四个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图21是第五个实施例模***件入口处的图20的熔流的剖面图。
图22是位于图21的模***件出口处的图20的熔流的剖面图。
图23是第五个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图24是第六个实施例模***件入口处的图23的熔流的剖面图。
图25是位于图24的模***件出口处的图23的熔流的剖面图。
图26是依据本发明的第七个实施例的模***件从模***件入口看的透视图。
图27是图26的模***件从模***件出口看图26的模***件的透视图。
图28是位于图26的模***件入口处的两层熔流的透视图。
图29是图28的分解透视图。
图30是位于图26和27中的模***件的模***件入口处的图28的熔流的剖面图。
图31是第六个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图32是位于第八个实施例模***件入口处的图31的熔流的剖面图。
图33是位于图32的模***件出口处的图31的熔流的剖面图。
图34是第七个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图3 5是位于第九个实施例模***件入口处的图34的熔流的剖面图。
图36是位于图35的模***件出口处的图34的熔流的剖面图。
图37是第六个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图38是位于第十个实施例模***件入口处的图37的熔流的剖面图。
图39是位于图3 8的模***件出口处的图37的熔流的剖面图。
图40是第四个原始熔流的剖面图,其可依照本发明的方法使用。
图41是位于第十一个实施例模***件入口处的图40的熔流的剖面图。
图42是位于图41的模***件出口处的图40的熔流的剖面图。
图43是用于计算流路偏差系数(Flow Deviation Factor)的假定模型的几何表示。
图44a是具有如本发明所使用的送料机构的模和送料机构的透视图。
图44b是依据本发明所使用的送料机构***件的透视图。
图44c是位于图44b的送料机构***件出口的熔流的剖面图。
具体实施方式
图1示意性的给出用于形成本发明的挤压膜或制品的方法所有的模子。总的来说,该方法包括首先沿着预定的流路挤压初始熔流,该熔流为可经由一个模***件2,如图2和3所示的模***件的一个多层或多组分熔流3。预定的流路优选为一维的,且沿着流路的一些部分是连续的。一维意味着熔流可以维任何一维线性型形状,如直线,但其可为曲线的,该曲线可以自身相交,并形成一个椭圆或原形形式,如图6所示。如图1所示,熔流从传统的挤压机(未示出)经由模子1传送,所述模至少一个模***件2,模***件具有一个异形的非线性入口开口。非线性意思是模***件入口开口整体上是一个不同于正方形的形状,然而,模***件入口开口的一部分可以为线性形式的。模***件入口开口中断至少部分引入的初始熔流,并将中断的熔流从预定的初始熔流流路形式调整至由模***件入口开口限定的流路形式。然后,中断的熔流和调整后的熔流在模***件内汇聚为一个通常汇聚的流路,该流路由位于模***件出口的异形形状至模***件出口的模***件限定。位于***件出口的汇聚的熔流流路可和原始的预定初始熔流流路一样。用于该方法的模***件可以至少在横向方向的部分内重新分配初始熔流。其还可以是至少一层熔流重新分配至多个唯一可能的流路,这通常导致这些流路内的流具有不同的流速,因而导致在模***件的横向方向上或位于模***件出口处模***件的厚度尺寸,或者二个尺寸上产生不同水平的熔流引入取向。然后,将位于模***件出口处的熔流挤压成制品,如膜或类似物,或者,如果模***件位于模内时,挤压至模内的另外的加工步骤。熔流意思是可以挤压并在模的出口硬化的牛顿或粘性流体流。该材料可处于融化状态,也可以不处于融化状态。
所讨论的实施例中所示的***件是一个位于模内的单独的元件。***件还可和其所安装的模和/或送料机构整体成形,只要其具有所述特性。术语***件用于鉴别任何提供异形入口和其它所述特征的结构,无论其是否位于模、送料机构和其它构件内。
可通过任何传统的方法形成多层或多组分熔流。如美国专利申请No.4,839,131中所示,多层熔流可为并排或混合加压层,可由一个多层送料机构形成。如美国专利申请No.6,767,492中所示,多组分熔流可具有不同组分的范围或区域,例如通过使用包含混合挤压或其它已知的方法形成。混合挤压的熔流具有一个结构化设置,如传统的水平层多层熔流,或基本无结构或无规则的。还可以通过本发明的方法挤压均质的熔流。这种情况下,主要的重要效果为在***件出口具有方向性间隔的区域,该区域由于***件内初始熔流的重新分配部分,而具有或多或少的熔流引入取向。
熔流在***件入口处以及***件内部通过***件剖面调整或重新分配,由其初始的非线性或非直线流路形式(在给定点的流路或模腔的剖面形状)汇聚成基本较为线性或直线的流路形式和/或可以重新组合初始预定材料流路形式的流路形式。形成原始熔流的一层或多层或区域的材料在相对于初始预定材料流路或形式的剖面方向或其它维重新分配或调整。调整的流至少一部分是由干扰或中断一部分位于***件入口处的材料流形成的。干扰的熔流沿***件内的流路汇聚到结构性较差的形式,其和原始材料流路形式,如方形***件开口和类似物类似,初始熔流的一层或部分的至少一部分在不同的区域,如在从模***件出口开口形成的挤压材料或膜的宽度或横向方向上分隔为不同的部分。使用多个在模或送料机构内分离的***件可以重复该过程。在较为靠近送料机构或送料机构内完成该过程的地方,聚合物熔流流路形式更少的延长为膜状结构,其具有较高的高宽比。这将导致相对较大的聚合物熔流区域被***件重新分配。在***件靠近模出口的地方,引入的聚合物熔流流路形式更多的延长为膜状形式,其具有较小的高宽比。位于该点的***件重新分配引入聚合物熔流的较小的部分。这两种类型的***件可以结合起来,以在同一熔流内产生大规模的和较小规模的聚合物重新分配。
本发明的***件可以容易的安装在传统的模内,如图1所示的衣架模,且如果模***件事由多个组装的组件,如图2和3中所示的第一和第二半模构成,其易于移除、替换和清洁。该模***件可简单的拆开和清洁以进行维修和组装。使用多个模组件来形成模***件还可使较为复杂的流路通过传统的方法,如电子放电电线加工来形成。尽管给出的是两件的模***件,但还可以使用多件的模***件,以在组装的模***件内形成更为复杂的流道和流路。模***件还可和模的其它部分整体或部分的形成。然而,模***件内的流路优选基本为连续和汇聚的,使得它们在模内的至少部分流路内以线性的方式渐细。
如图5所示,***件入口区域的特征在于,其具有二维的非平面结构,其由上边界8和下边界9限定。如图5和6所示,在由上边界8和下边界9限定的入口区域内,具有***件的开放区域12,其形成***件开口,并由闭合区域12分隔开。开放区域的特征在于,结构13具有宽度尺寸“P”,当然,尺寸“P”和所有的尺寸一样可沿着开放区域结构变化。这些结构13可为基本连续的开口、分支的开口和/或间断的开口(如图41所示)。入口区域的至少一部分的开放区域通常构成限定在***件入口的至少一部分内上下边界8和9(上下边界取限定模***件入口的该区域内的结构的边界)之间的总的区域的10-90%,或者为20-80%。相反的,闭合区域占***件入口的90-10%,或者为80-20%,或者大于10%、20%或30%、高至大于50%。闭合区域在***件入口内所占的水平越大,初始材料流路中越大部分的材料就被挤压以寻找替换的流路,以进入***件入口开口。总的来说,初始材料流路横断区域和***件入口区域一样大或者大于该区域,但不能小于***件入口区域。
***件入口开口(或其部分)的特征还在于,***件入口开口的断面和等同的方向模***件开口(具有相同的宽度和相同的平均宽度尺寸P的开口)的周长比。本发明***件入口开口的周长和等同的方向模***件开口的周长的比为周长比,其可为1.1-10,或者大于1.1或1.5或2.3,但通常小于8或5。具有较大的周长或周长比的结构认为是结构性较高的开口。具有结构性较高的开口,通常具有熔流自引入初始熔流,如多层或多组分熔流的一个较为显著的重新分配。这通常是因为给定的中断的流路具有更多替代流路。然而,具有很大的周长比,而具有相对的的闭合区域水平,就没有很多熔流被显著的重新分配。更多的闭合区域(开放区域的百分比低)导致引入熔流的至少一部分显著的重新分配,尤其是当配合多个结构性较高的连续开口或非连续开口。
总的来说,由于如图5所示的闭合区域11,故挤压在熔流内的给定点上的一些材料,以寻找替代流路。具有结构性较高的开口,两个边界8和9所限定的区域内就有很多种唯一可能的流路。唯一的流路是由图5和28所示的厚度尺寸“P”和其从由等同的直线性流路所限定的标准流路上产生的偏移所限定的区域。当有很多自平均流路偏移的可能的流路时,材料就很易于偏移。对于给定的***件开口,这限定为开口或开口断面的流路偏差系数(由下面的例子定义)。总的来说,该偏差系数大于0.2,或者大于0.5,直至2或3,然而可以有较高的偏差系数。偏差系数较高,就有更多可能的流路,该流路在上边界8和下边界9之间被间隔开。模***件的出口还可具有一个偏差系数,但优选比相应的入口小的多。总的来说,出口具有至少比入口小50%或小80%的偏差系数。出口可具有零偏差系数,以提供最大量的流重新分配,并产生平坦外形的膜或熔流。
总的来说,***件入口开口的特征在于,其具有位于在至少一部分上边界8和相对于该区域的下边界9之间延伸的模***件的给定区域上的元件(如13)。这些元件具有高度“h”,其小于上下边界之间的距离“H”,通常为“H”的10-100%或“H”的20-90%。该元件可以和上下边界之间延伸的平均流路呈2-90度或5-80度或10-90度的角延伸。该元件通常具有大于10%或可能大于25%的高度“h”和高度“H”的尺寸比。其可以是较小的尺寸比结构,但会导致流的重新分配较为不显著。
具有如图26和28所示的摆动式入口开口,该元件可组成顶峰109和相邻的底峰104之间的路径108,其高度为“H”。单个元件可自上边界至下边界延伸,或为上下边界之间某处的另一个开口的延伸部。
总的来说,***件自入口开口至***件出口开口基本连续逐渐变细。在***件内还可以有可选择的渐细通道,如其流路的一些部分向外变细或者同步逐渐变细的通道在模***件入口和出口开口之间发生改变。
***件入口开口的开放区域大体大于***件出口开口的开放区域,入口和出口开口的比为0.9-10或者1-5。尽管入口区域可以小于出口区域,但这会产生很多背压并产生较厚的膜结构。
图4给出原始熔流的剖面图,该熔流引入到一个***件的入口开口。图4的三层熔流的特征在于,具有一个相对厚的层14和位于较厚的层14的一个面上的两个较薄的层15和16。当该熔流和***件入口开口相交时,较厚的层14首先分隔为靠近上边界的入口开口12的连续通道,其可形成基本连续的膜衬背。熔流的较厚层14的一部分分配到元件13内。进入元件13的那部分熔流取决于熔流14相对于元件13的高度的相对厚度以及***件入口开口12的通道17的尺寸。最外面的熔流层16要重新分配到元件13的尖部,在连续的模***件入口通道17的外表面19上有很少或没有该层的材料。如图5所示,中间层15将不均衡的分隔到直立的元件13内。熔流15的一部分分隔至连续通道17的表面19,其取决于主开口和元件13相对于熔流的间距。对于具有如图5所示的***件入口设计,元件13的尖部20从***件入口12的主流通道17移动相当一个距离,这导致进入元件内的主流的最外部分在该层16内不均衡的分配。层16通常随着最短的流路进入到入口开口,最外层16通常为元件13的尖部20,而不是主流通道17。总的来说,对于具有材料流的任何给定部分,该材料要流至入口12所提供的最近开口。在中间层15内,当中间层15流至该流通道的流路比最外层16流至该流通道的流路短时,材料流的一部分分配至主流通道17。在***件出口开口5内,如图7所示,单个材料熔流为重新结合的形式。最外层16在压出型材的外表面上被重新分配至离散的区域26,而中间层15形成区域29内的最外层。厚层14形成构成外表面28的位于出口处的层23。其结果是,将两个薄层构造为并排的区域29和26。如果该点处的压出型材挤压为最终的膜,区域29和26由于流的变化将可能为非平面的。区域26将有较高的相对流,并在从模内出来时形成连续的脊。其优点是能够在单个结构面,如膜表面上提供不同的结构特性。
如图8所示,***件放置在模1的最外面的尖部10处。在这种情况下,模***件出口形成最终从模内出来的制品。如图9所示,一种可选择的结构为,本发明的***件从传统的模尖部3 1向内放置。对于这种设置,异形模***件所产生的流的不规则性可通过流控制腔转移,然后,可在模的最外面的尖部10上使用传统的尖部,以产生基本扁平的最终模剖面。或者,如图10所示,可并排设置两个或更多个异形模***件,还可具有一个流控制腔30,以在需要时减弱流的不规则性。
图11给出具有层40,42和43的替代性熔流。和第一个实施例一样,最外层40和43分隔至模***件入口元件47的尖部45和44,而主材料流主要在主流通道46内及元件47内的一部分以分隔。在***件出口开口48处,最外面的材料流层40和43重新分配为流出的材料流的最外层表面的连续延伸的区域40’和43’,中心流层42的一部分形成表面区域49和49’内的最外层材料流的一部分。这导致形成一个具有由中心层材料42和压出型材的相对表面上的两个外层40和43形成的离散的最外层区域的膜。
图14给出一个可选择的流入如图12所示的相同的入口的材料熔流50。在该情况下,材料熔流具有位于中心层52的最外层表面的层51,54,55和53。在该层的相对厚度的基础上,这导致层重新分配至如图15所示的尖部45和44,以及材料层51’,54’,55’,53’和52’在如图16所示的***件出口开口48处的重新分配。
图17给出如图14所示的相同的材料熔流50,其引入至如图18所示的可选择的***件入口开口64。***件入口开口由连续的开口63形成,连续的开口63具有自其延伸的不同高度的元件61和62。元件61,61’,62和62’的顶部65,65’,66和66’具有不同的相对高度。五个分别的层以不同的比率重新分配至这些元件,其比率取决于元件61,61’,62和62’相对于层分布的各自高度以及层的厚度。在最高点65和65’之间的区域内,层51,54,53和55基本上完全由闭合区域阻隔,层55和54主要重新分配至元件62,62’的顶部66’和66。然而,外层51和53可找到流至顶部65和65’可选择的路径,形成一个具有暴露于压出型材的外表面的所有五个层51”,52”,53”,54”和55”的压出型材。这导致一个如图18所示的层分布,在如图19所示的***件出口处最终重新分配流。这导致形成一个膜,其在每个单独的面上具有不同材料的三个离散区域,然而可能的结合由相对最高高度以及熔流层厚度以及熔流层的数目限定。
图20给出一个可选择的熔流70。图20的熔流70示出为熔流70内的三个相对相等的层。该熔流可引入至任何***件内,包括如图21所示的***件,其具有一个***件入口74,***件入口具有从主模入口开口76突出的相对短且宽的元件77,77’。对于图20的主流,最外层71和73分配至元件77和77’,导致熔流层在如图22所示的***件出口开口78处重新分配。
图23给出由层81和82形成的两层熔流80,取可引入到如图24所示的另一个实施例的***件入口84,外层82重新分配至主要在元件尖部89内分隔的模元件87内。主流通道86包含层81的大部分流。在该实施例中,元件87在***件内产生一个流路,其在朝着***件出口的两个尺寸上逐渐变细,导致层82在***件出口开口处的压出型材的特定区域的具有较高的浓度。
图26-30的实施例的***件所示出的混合挤压的熔流是两层材料的熔流。传统的具自上部区域和下部区域的两层原始熔流从模或送料机构引入到***件(具有峰和谷形状)入口104,该入口可使上部材料流层109聚集在非平面***件入口104的上半部107,使下部材料熔流层108聚集在非平面***件入口104的下半部106。***件上、下半部之间的两个材料熔流的分隔取决于其相对的质量流率。上部熔流层109可延伸至非平面***件的下半部106,下部材料熔流层108可延伸至非平面***件的上半部107。对于两层熔流,上层和下层以平面的方式不均衡的分隔,这导致不需在送料机构和模主体内复杂的流转换就可以使最终的熔流在***件出口开口105处离散的并排分隔。材料熔流层沿着压出型材110的宽度延伸方向被隔开,使得两种(或多种)材料的比例沿着压出型材的宽度变化。在两层的实施例中,该变化为,有一个基本完全的从第一宽度区域内的100%的第一材料层到第二宽度区域内的100%的第二材料层的材料分隔。对于三个或多层材料分层,自身一个材料层通常在沿着压出型材的横向方向在厚度上变化。在厚度上变化的材料层通常包括压出型材的总厚度的0-90%。每一层在横穿压出型材宽度(Y方向)的任一点处可包括压出型材的总厚度的0-100%。在厚度上变化的材料层总的来说,最厚的区域和最薄的区域相比变化至少10%,或者,至少20%或至少50%。分隔由原始材料压出型材层的相对比例和***件100的开口的形状表示。对于具有规则摆动的开口,分隔可导致形成如图30所示的模或流(假设混合挤压材料熔流具有和穿过熔流的材料恒定相等的比率)。如图28所示,***件开口在宽度P、角度“β”、高度“H”、波长“W”或者这些的任意结合时,材料层的分隔会变化,但流仍然会在***件开口的峰和谷之间分隔。发那个的长度还取决于***件开口的峰和谷的路径之间的角度“β”。当角度β小于90度时,至少一层会完全分隔,使得其在压出型材或所形成的模内不连续的分布。当具有形成小于50%的材料流的外部流层时,尤其是这样。当角度β大于90度时,层会分隔,使得尤其是在层为材料的50%或小于50%时,没有非连续层。总的来说,角度β的范围为170°到5°,140°到10°,110°到20°或90°到30°。峰谷结构可为如所示出的规则的摆动曲线、阶段函数曲线或任何其它的变化。
图3 1给出图23的两层熔流,其引入到摆动型的***件入口114。两种材料熔流层81和82的分隔不会导致如图28-30的实施例的离散的并排分隔,这一部分是由于角度β大于90度,而两个层的材料层厚度在从图33所示的***件出口115出来的压出型材的宽度尺寸上变化。图34给出可选择的三层熔流120,其分为三个相等的层121,122和123,其引入到***件入口124,在该处,角度β略微小于90度。这导致,外层121和123在模***件出口125处的基本上的完全分隔产生非连续的材料区域121’和123’。中间层122基本上沿着膜的宽度平均分布,导致厚度上的变化相对最小。
图37再次给出图23的两层熔流80,其引入到如图38所示的摆动***件入口开口134。在该情况下,在摆动加诶构中没有峰。因此,路径之间的角度β基本为零,而路径131和132基本平行。路径131和132由一个平稳区域133分开。结果是,***件基本上在从***件出口开口135出来的压出型材的宽度方向上完全分隔层81和82,在分隔的层81”he82”之间有一个相当尖的界面136。其提供了一个比图28-30的实施例所提供的分布更显著的前面的混合挤压熔流层81和82的并排重新分配。
图40是图20的熔流70,其具有三个相对相同的层71,72和73,该熔流引入到非连续***件开口141,142所形成的***件入口开口144内。非连续***件开口的分隔距离为“d”。中间熔流层呈现在压出型材的两个表面72”,外层熔流层71和73可选择的形成两个具有中间层的两个外表面72”的区域71”和73”。***件出口开口141和142汇聚到一个普通的出口开口145,形成基本连续的压出型材。
图44a和44b给出位于送料机构管201内的***件200。***件基本和图26所示的一样,***件入口204送料至***件出口开口205。由于送料机构内的聚合物流和模内的聚合物流相比,相对没有后者扁且长,故流和***件的尺寸不同。
可制造本发明的混合挤压膜的适当的聚合物材料包括热塑树脂,其包括聚烯烃,如聚丙烯和聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、尼龙、聚酯,如聚乙烯对苯二酸盐酯等和共聚物以及其混合物。优选地,该树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯-聚乙烯共聚物或其混合物。
多层结构可使用任何多层或多组分的膜挤压工艺,如美国专利Nos.5,501,675;5,462,708;5,354,597以及5,344,691中所公开的工艺,其宗旨基本作为参考结合于此。这些参考教授了各种多层或混合挤压弹性体片材的形式,具有至少一层弹性层和一个或两个相对非弹性层。然而,多层膜还可由两个或更多个弹性层或者两个或更多个非弹性层,或者它们的任意结合构成,其使用这些公知的多层多组分混合挤压技术。
非弹性层优选由半晶质或无定形聚合物或混合物构成。非弹性层可为聚烯烃,主要由聚合物,如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚乙烯-聚丙烯共聚物构成。
可挤压为膜的弹性材料包括,ABA基团的共聚物、聚亚安酯、聚烯烃弹性体、聚亚安酯弹性体、金属茂合物聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、乙烯基乙酸乙烯酯、聚酯弹性体或类似物。ABA基团的共聚物通常为,A基团为聚乙烯芳烃,B基团为共轭二烯,尤其是低烯烃基二烯。A基团通常主要由单烯烃基二烯构成,优选为苯乙烯半族,更优选地为苯乙烯,其具有4000-50000之间的基团分子量分布。B基团通常主要由共轭二烯构成,其具有5000-50000的平均分子量,B基团单体可进一步氢化或官能化。A和B基团传统为线性、放射状和星形结构,其中,基团聚合物包含至少一个A基团和一个B基团,但优选包含多个A基团和B基团,基团可相同或不同。典型的这种类型的基团共聚物为线性的ABA基团的共聚物,其中,A基团可相同或不同,或者多基团共聚物(具有三个以上基团的基团共聚物)主要具有A的终基团。这些多基团共聚物还可包含一个特定比例的AB双基团共聚物。AB双基团共聚物将形成个较粘的弹性体膜层。其它弹性体如果不会影响特性膜材料的弹性体的特性,就可与基团共聚物弹性体混合。基团还可由α甲烷基苯乙烯、t-丁基苯乙烯和其它主要的丸剂苯乙烯以及其混合物和共聚物构成。B基团通常可由异戊二烯、1,3-丁二烯或乙烯基丁基合成橡胶单体构成,然而优选为异戊二烯或1,3-丁二烯。
对于所有的多层实施例,层可用于提供在膜的一个或两个方向上的特殊的官能特性,如弹性、柔软度、硬度、劲度、弯曲度、粗糙度或类似特性。这些层可在Z方向上指向不同的位置,其由不同的材料构成,形成一个如上所述的特性在纵向方向上变化的膜。
模***件参数
使用各种数学和几何参数来表征模***件开口的形状。
周长比:模***件入口开口的周长和等同的方形模***件入口开口的周长的比。
流路偏差系数:计算多少材料流路从假定的线性流路上偏移。其通过覆盖在通常如图43所描述的假定的方形出口开口顶部的入口开口形状的轨迹来计算,其中,Z是入口开口的最大宽度尺寸P。出口开口的高度或缝隙为“Z”。为了数学近似入口开口的区域,在入口开口处放置一系列具有等于“Z”的侧部的方形。对应于假定的出口开口的中心画出参照线“m”。对于每个放置在入口开口内(参照线“m”说明和下面)的方形,计算方形中心到参照线“m”的距离,并给出为“n”,其中,n用Z的单位表示。单个方形乘以方形中心到参照线的距离n,并用占据方形的入口的实际区域(通常等于或小于Z2标准化。然后计算所有的这些值的和,使所有的方形位于入口开口内,然后除以方形的总数(包括距离“n“为零的方形),以得到流路偏差系数。
例子1
使用传统的装置混合挤压的异形网,处理使用三个挤压机来示出具有第一“A”蓝层、第二“B”红层和第三“C”红层的三层结构。“B”和“C”红层用作一层,因为它们是同一材料的。第一侧由聚丙烯/聚乙烯撞击共聚物(99%7523,4.0MFI,Basell Polyolefins CompanyHoofddorp,Netherlands)以及1%的蓝色基于聚丙烯的颜色浓缩物构成。第二和第三层由98%的7523聚丙烯/聚乙烯撞击共聚物和2%的红色基于聚丙烯的颜色浓缩物构成。使用6.35cm的单个螺杆挤压机提供用于第一层的7523聚合物,使用3.81单个螺杆挤压机提供用于第二层的7523聚合物,使用2.54单个螺杆挤压机提供用于第三层的7523聚合物。所有三个挤压机的筒形温度剖面近似和从进料区215℃,在筒形的终端逐渐增加至238℃的剖面一样。调节挤压机的流速,以位置蓝层和两个结合的红层之间50∶50的重量比。三个挤压机的熔流引入到ABC三层混合挤压送料机构(Cloeren Co.,Orange,TX)内。送料机构安装在一个20cm的模上,该模配有一个和图26和27一样的异形模***件。该送料机构和模维持在238℃。机器加工模***件,使得片段之间的角为53度。当由模***件成形后,压出型材通过水槽并沿着惰轮以6.1m/min的速度淬火和拉出,水维持在约45℃。该网风干并收在辊内。最终的网相对扁,其层的分布和图30的分布类似。红(B和C)层在图30中均示为1,因为形成两个层的材料一样,因而在该实施例中用作一个层。网的基重、厚度和其它结构参数见下面的表1。
例子2
如例子1类似制造混合挤压的异形网,除了蓝“A”层使用苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯基团的共聚物(KRATON 114,Kraton PolymersInc.,Houston,TX)。分层导致形成和图30中所示的网类似的网,其具有横向方向上的弹性特性以及机器方向上的非弹性特性。网的基重、厚度和其它结构参数见下面的表1。
例子3
如例子1类似制造混合挤压的异形网,除了“A”和“C”层使用99%的7523共聚物和1%的蓝色浓缩物制成,而“B”层使用99%的7523共聚物和1%的白色浓缩物制成。使用和图2和3类似的模***件成形压出型材。分层导致形成和图13中所示的网类似的网。网的基重、厚度和其它结构参数见下面的表1。调节压出型材的流速,以减少约50%的总基重。
例子4
如例子1类似制造混合挤压的异形网,除了白“B”层使用苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯基团的共聚物(KRATON 114,Kraton PolymersInc.,Houston,TX)。分层导致形成和图13中所示的网类似的网。网的基重、厚度和其它结构参数见下面的表1。
例子5
如例子1类似制造混合挤压的异形网,除了异形***件如图44a所示定位在进给管道内模入口前。异形***件1.25cm厚,7.5cm宽,其使用和图44b所示的类似。“AB”两层混合挤压网使用“ABC”送料机构(Cloeren Co.,Orange,TX)和进给“A”通道的6.35cm挤压机(10RPM)以及进给“B”通道的3.81cm挤压机(40RPM)制造,“C”通道没有进给。“A”层由聚丙烯(99%3762,18MFI,Total Petrochemicals USACorp.)以及1%的红色基于聚丙烯的颜色浓缩物构成。“B”层使用99%的3762共聚物和1%的白色基于聚丙烯的颜色浓缩物制成。两个挤压机的筒形温度剖面近似和从进料区215℃,在筒形的终端逐渐增加至238℃的剖面一样。该送料机构和模维持在238℃。压出型材通过一个20cm宽的扁平膜衣架模挤压,然后通过水槽并沿着惰轮以6.25m/min的速度淬火和拉出,水维持在约45℃。该网风干并收在辊内。最终的网相对扁,其层的剖面分布和图44的分布类似。网的基重、厚度和其它结构参数见下面的表1。
表1
例子1 | 例子2 | 例子3 | 例子4 | 例子5 | |
基准重量(g/m2) | 254 | 287 | 130 | 236 | - |
厚度(微米) | 290 | 370 | 270 | 310 | 200 |
厚度-P(微米) | 200 | 200 | 200 | 200 | 1250 |
角β(度) | 67 | 67 | - | - | 53 |
波长-W(微米) | 1250 | 1250 | 1250 | 1250 | 10160 |
开口高度-H(微米) | 1200 | 1200 | 1950 | 1950 | 12700 |
元件高度-h(微米) | - | - | 875 | 875 | - |
h/H×100 | - | - | 44.9 | 44.9 | - |
流路偏差系数 | 1.4 | 1.4 | 1.7 | 1.7 | 2.1 |
周长比 | 1.62 | 1.62 | 1.59 | 1.59 | 2.1 |
总***件面区域(mm2) | 27.1 | 27.1 | 18.7 | 18.7 | 968 |
入口开放区域(mm2) | 7.1 | 7.1 | 9.0 | 9.0 | 190 |
入口闭合区域(mm2) | 20.0 | 20.0 | 9.7 | 9.7 | 778 |
闭合区域占总区域的百分比 | 73 | 73 | 52 | 52 | 80 |
Claims (24)
1.一种形成挤压制品的方法,该方法包括:
(a)沿着模内的流路挤压熔流,
(b)提供一个模***件,所述模***件具有入口开口和出口开口,所述入口开口为非线性的,并在上边界和下边界之间延伸,
(c)在模流路内将熔流挤压至模***件入口,使得模***件沿着至少一部分位于模***件入口的流路,中断至少一部分熔流,以重新分配至少一部分熔流;
(d)在模***件内汇聚重新分配的熔流;以及
(e)在***件出口开口处形成至少一个或多个熔流区域,由于模***件内熔流的重新分配,该熔流区域在性质或材料上发生改变。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述熔流流路和***件位于模内。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述熔流流路和***件位于模出口处。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述熔流流路和***件位于送料机构内。
5.如权利要求3所述的方法,其中,位于***件出口的所述熔流为挤压的聚合物制品。
6.如权利要求2所述的方法,其中,位于***件出口的所述熔流被挤压到模内的另外的流路内。
7.如权利要求1所述的方法,其中,熔流为两个或更多个不同组分的区域的多组分熔流。
8.如权利要求7所述的方法,其中,所述熔流为多层熔流,其中,不同的组分为不同的聚合物材料或混合物。
9.如权利要求2所述的方法,其中,位于***件入口的熔流流路基本为线性的。
10.如权利要求9所述的方法,其中,位于***件入口的熔流流路基本为曲线的。
11.如权利要求1所述的方法,其中,***件入口具有一个入口开口,其为二维非平面结构,由上边界和下边界限定,其边界区域包括形成***件打开和闭合区域的开放区域。
12.如权利要求11所述的方法,其中,***件入口的闭合区域中断熔流的一部分,将这些中断的熔流部分调整至***件开口,其中,***件入口的开放区域构成至少一部分***件入口的边界之间的区域的10-90%。
13.如权利要求12所述的方法,其中,***件入口开口和至少一部分***件内的同等的方形开口的周长比为1.1-10。
14.如权利要求13所述的方法,其中,***件入口开口在至少一部分***件内的周长比为至少1.5。
15.如权利要求13所述的方法,其中,***件开口具有开口元件,所述开口元件在上、下边界之间延伸,并具有小于或等于上、下边界之间的距离“H”的高度“h”。
16.如权利要求15所述的方法,其中,开口元件的高度“h”为“H”的20-90%,至少一些开口元件在上边界和下边界之间与平均流路呈2-90度角延伸,以及,开口元件具有大于10%的高度“h”和高度“H”的尺寸比。
17.如权利要求13所述的方法,其中,***件从模***件入口开口到模***件出口开口,在至少一部分模***件上基本连续地渐细。
18.如权利要求13所述的方法,其中,***件入口开口与出口开口的比为0.9-10。
19.如权利要求1所述的方法,其中,***件入口开口是非连续的。
20.如权利要求1所述的方法,其中,至少一部分***件入口开口具有至少为0.2、并小于3的流路偏差系数。
21.如权利要求1所述的方法,其中,至少一部分***件出口开口具有至少比相应的入口开口小50%的流路偏差系数。
22.一种挤压制品,其包括至少一层聚合物材料,该层具有沿着制品的长度的不同水平的熔流引入取向。
23.如权利要求22所述的挤压制品,其中,该制品具有两个或更多个具有不同聚合物的并排区域。
24.如权利要求22所述的挤压制品,其中,该制品具有两个或更多个具有不同相对比例的聚合物的并排区域。
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