CN102933367B - 用于制备多层聚合物薄膜的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种送料区块,所述送料区块包括:第一流注包生成器(56),所述第一流注包生成器(56)形成包括多个第一聚合物层的第一流注包,所述多个第一聚合物层包括至少四个单独的第一聚合物层;和第二流注包生成器(58),所述第二流注包生成器(58)形成包括多个第二聚合物层的第二流注包,所述多个第二聚合物层包括至少四个单独的第二聚合物层,其中所述第一流注包生成器和所述第二流注包生成器被构造成使得所述多个聚合物层的各自的单独的聚合物层对于每一个流注包生成器而言大约同时形成。所述送料区块可以包括流注包组合器(54),所述流注包组合器(54)接收并组合所述第一一次流注包和所述第二一次流注包,以形成多层料流。在一些实例中,在彼此组合之前,所述第一一次流注包和所述第二一次流注包中的至少一个可以沿所述横幅方向散布。

Description

用于制备多层聚合物薄膜的设备
技术领域
本发明涉及多层薄膜,具体地讲,涉及用于制备多层聚合物薄膜的设备和技术。
背景技术
多层聚合物薄膜可能显示具有宽泛范围的光学和物理特性,并且可以用于多种光学和非光学应用中。多层薄膜的光学和物理特性可以取决于多个变量,包括用于单独层的聚合物材料的类型、薄膜的单独层的总数和/或薄膜的层厚度分布。因此,多层薄膜的特性可以通过在薄膜制备过程中精确地控制这些变量中的一个或多个来进行调整。
发明内容
通常,本发明涉及可以用来制备多层薄膜的设备和技术,所述多层薄膜为(如)具有多个单独的聚合物层的多层聚合物薄膜。在一些实施例中,用于产生多层料流的送料区块设备可以包括流注包生成器部分,所述流注包生成器部分包括两个或更多个流注包生成器。每一个流注包生成器可被构造用于产生具有多个单独层的单独的一次流注包。在一些实施例中,由流注包生成器产生的一次流注包中的每一个流注包可以彼此独立地产生。例如,流注包中的层数、层厚度分布和/或层材料类型可以基本上独立于流注包生成器部分中产生的其它一次流注包中的一个或多个。
所述送料区块设备还可以包括流注包组合器,所述流注包组合器可以从所述流注包生成器部分接收两个或更多个一次流注包,并且接着将这些一次流注包组合成单个多层料流。在一些实施例中,流注包组合器可以改变所接收的一次流注包的取向,这样,在彼此组合时,各自的流注包的至少一部分层叠。通过组合至少两个一次流注包,离开流注包组合器的多层料流可以包括层数大于由流注包生成器部分产生的任一一次流注包中的层数的多个层。例如,当彼此组合时,如果各自的流注包的至少一部分层叠,那么所得的多层料流的至少一部分可以包括层数大于或等于每一个一次流注包的单独层总数的多个单独层。
一种用于制备多层聚合物薄膜的设备可被构造用于(如)从包括多个流注包生成器的送料区块独立地接收两个或更多个流注包,并且接着组合这些流注包以形成单个多层料流。在一些实例中,多层料流可以进一步进行处理以形成多层光学薄膜。在一些实施例中,所述设备可被构造用于在组合流注包以形成多层料流之前沿横幅方向单独地散布这些流注包。这样,所述流注包在设备内沿横幅方向的散布就可以在组合成多层料流之前彼此独立进行设计和控制。另外或作为另外一种选择,多层料流可以在由单独流注包组合形成之后沿横幅方向散布。
在一个实施例中,本发明涉及一种送料区块,所述送料区块包括:第一流注包生成器,所述第一流注包生成器形成包括多个第一聚合物层的第一流注包,所述多个第一聚合物层包括至少四个单独的第一聚合物层;第二流注包生成器,所述第二流注包生成器形成包括多个第二聚合物层的第二流注包,所述多个第二聚合物层包括至少四个单独的第二聚合物层,其中所述第一流注包生成器被构造成使得单独的第一聚合物层彼此大约同时形成,并且所述第二流注包生成器被构造成使得所述单独的第二聚合物层彼此大约同时形成。流注包组合器包括从第一流注包生成器接收第一流注包的第一通道,以及从第二流注包生成器接收第二流注包的第二通道,其中所述第一通道和所述第二通道被构造用于组合所述第一流注包和所述第二流注包,以形成包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层的多层料流。
在另一个实施例中,本发明涉及一种用于制备多层制品的方法,所述方法包括:通过第一流注包生成器形成包括多个第一聚合物层的第一流注包,所述多个第一聚合物层包括至少四个单独的第一聚合物层;通过第二流注包生成器形成包括多个第二聚合物层的第二流注包,所述多个第二聚合物层包括至少四个单独的第二聚合物层,其中所述单独的第一聚合物层彼此大约同时形成,并且所述单独的第二聚合物层彼此同时形成;以及通过流注包组合部分组合所述第一流注包和所述第二流注包,以形成包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层的多层料流。
在另一个实施例中,本发明涉及一种送料区块,所述送料区块包括:用于形成第一流注包的装置,所述第一流注包包括多个第一聚合物层,所述多个第一聚合物层包括至少四个单独的第一聚合物层;用于形成第二流注包的装置,所述第二流注包包括多个第二聚合物层,所述多个第二聚合物层包括至少四个单独的第二聚合物层,其中第一生成器被构造成使得单独的第一聚合物层彼此大约同时形成,并且第二流注包生成器被构造成使得单独的第二聚合物层彼此大约同时形成;以及用于组合所述第一流注包和所述第二流注包以形成多层料流的装置,所述多层料流包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层。
在另一个实施例中,本发明涉及一种用于制备多层薄膜的组件,所述组件包括:第一流动通道,所述第一流动通道被构造用于接收第一一次流注包,所述第一一次流注包包括多个第一聚合物层;以及第二流动通道,所述第二流动通道被构造用于接收第二一次流注包,所述第二一次流注包包括多个第二聚合物层,其中第一通道和第二通道被构造用于沿横幅方向散布第一流注包和第二流注包中的至少一个,以及在沿所述横幅方向散布所述第一一次流注包和所述第二一次流注包中的至少一个之后,组合所述第一一次流注包和所述第二一次流注包,以形成包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层的多层料流。
在另一个实施例中,本发明涉及一种方法,所述方法包括:通过第一流动通道接收第一一次流注包,所述第一一次流注包包括多个第一聚合物层;通过第二流动通道接收第二一次流注包,所述第二一次流注包包括多个第二聚合物层;沿横幅方向散布所述第一一次流注包和所述第二一次流注包中的至少一个;以及在沿横幅方向散布第一流注包和第二流注包中的至少一个之后,使所述第一一次流注包和所述第二一次流注包彼此组合,以形成包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层的多层料流。
在另一个实施例中,本发明涉及一种用于制备多层薄膜的组件,所述组件包括:用于通过第一流动通道接收第一一次流注包的装置,所述第一一次流注包包括多个第一聚合物层;用于通过第二流动通道接收第二一次流注包的装置,所述第二一次流注包包括多个第二聚合物层;用于沿横幅方向散布所述第一一次流注包和所述第二一次流注包中的至少一个的装置;以及用于在沿横幅方向散布第一流注包和第二流注包中的至少一个之后,使所述第一一次流注包和所述第二一次流注包彼此组合,以形成包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层的多层料流的组合装置。
本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下具体实施方式中说明。通过具体实施方式和附图以及权利要求书,本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。
附图说明
图1为示出可以用于制备多层薄膜的一个实例薄膜生产线的示意图。
图2A和图2B为示出一个实例送料区块的概念图。
图3A至图3C为沿图2A中的线A-A示出送料区块50的实例横截面图。
图4A和图4B为示出一个实例送料区块的各个方面的概念图。
图5A至图5C为示出一个实例送料区块的各个方面的概念图。
图6A至图6L为示出各种实例送料区块构造的概念图。
图7为示出一个实例多层料流的概念图。
图8为示出一个实例流注包组合器和挤出模头的概念图。
图9为沿横截面C-C示出图8所示实例挤出模头中的多层料流的一个实例横截面图的概念图。
图10为示出实例流注包输送器和挤出模头的概念图。
图11为示出另一个实例流注包输送器和挤出模头的概念图。
图12为沿横截面D-D示出图11所示实例挤出模头中的多层料流的一个实例横截面图的概念图。
图13为示出另一个实例流注包输送器和挤出模头的概念图。
图14为沿横截面E-E示出图13所示实例挤出模头中的多层料流的一个实例横截面图的概念图。
图15为示出另一个实例流注包输送器和挤出模头的概念图。
图16和图17为沿横截面F-F示出图15所示实例挤出模头中的多层料流的一个实例横截面图的概念图。
具体实施方式
通常,本发明涉及可以用于制备多层薄膜的设备和技术,所述多层薄膜为(如)具有多个单独的聚合物层的多层聚合物薄膜。为了进行说明,本发明的实施例会参照制备多层光学聚合物薄膜进行总体描述。然而,已经认识到,本发明的实施例并不限于光学薄膜。例如,本发明的实施例可以用于制备任何多层薄膜,其中送料区块等设备接收一种或多种聚合物薄膜材料以产生具有单独的聚合物层的多层料流,该多层料流可以进一步处理成多层薄膜。这些多层聚合物薄膜的实例可包括光学聚合物薄膜和非光学聚合物薄膜两者。
多层聚合物薄膜可以包括多个单独层,每一个单独层由一种或多种类型的聚合物材料形成。例如,某些多层光学薄膜可包括数百个单独的聚合物层,这些单独的聚合物层在高折射率与低折射率聚合物材料之间交替。这种聚合物层的形成可通过送料区块设备而实现,该送料区块设备接收通常采用聚合物熔融料流形式的合适的聚合物材料,并且将这些聚合物材料取向为包括单独层叠堆的多层聚合物料流。离开送料区块之后,所述多层料流可接着在薄膜生产线内进行进一步处理以产生多层光学薄膜。例如,被构造用于制备多层光学薄膜的送料区块和薄膜生产线的实例在授予Neavin等人的标题为“ApparatusforMakingMultilayerOpticalFilms(用于制备多层光学薄膜的设备)”的美国专利第6,783,349号中进行了描述,该专利的内容以引用的方式全文并入本文中。
通过送料区块将聚合物材料初始取向为层叠的单独层中而得到的多层料流可以称为一次流注包或母流注包。常规来说,离开送料区块的多层料流的单独层的数目大约等于由送料区块产生的一次流注包的单独层的数目。由于多层薄膜的物理和/或光学特性中的一个或多个可取决于薄膜中的单独的聚合物层的数目,所以可能有利的是,控制一次流注包拥有的层数目。
然而,送料区块中产生的一次流注包能够拥有的单独的聚合物层的数目可能由于多种因素而受到限制。实例因素可能包括(但不限于)送料区块设计和/或实际考虑,例如,能够产生所需数目的聚合物层的送料区块的物理尺寸、重量和/或成本。因此,使送料区块产生单独层的数目大于或等于各种类型的多层薄膜所需的层数的一次流注包可能并非总是可行的。
此外,除了控制多层光学薄膜的单独层的数目之外,还可能有利的是,精确地控制构成多层光学薄膜的单独层的厚度,这些厚度的组合通常可称为层厚度分布。例如,除了薄膜中的单独层的数目之外,多层光学薄膜的一个或多个物理和/或光学特性还可取决于多层光学薄膜的层厚度分布。在一些情况下,可能有利的是,多层薄膜拥有某个层厚度分布,使得在整个多层薄膜中的层厚度具有线性变化或梯度。多层光学薄膜内的层厚度与目标层厚度分布的偏差可能导致薄膜性能的劣化。
因此,通常有利的是,精确地控制由送料区块产生的多层料流的层厚度分布,并且可以在制备过程中实施多种技术来至少部分地提供对多层料流中的层厚度分布的控制或“调谐”。例如,如授予Neavin等人的美国专利第6,783,349号中描述,可以使用位于在送料区块内传送聚合物熔融料流的导管附近的一个或多个轴棒加热器来将额外热量供应到这些导管,以局部地降低聚合物粘度并且促进导管内额外流动。在这种情况下,可以调整并控制每个位置添加的热量,以获得从由送料区块产生的一次流注包制备的多层薄膜的所需层厚度和/或光学光谱。
当多层光学薄膜所需的单独的聚合物层的数目超过可由送料区块直接产生的实际层数时,可以使用层倍增器装置(也可称作面间表面生成器)来增加在形成多层薄膜的多层料流中的层数。该倍增器装置可从送料区块接收层数大约等于该送料区块产生的母流注包的层数的多层料流,并且将该料流分流成两个或更多个子流。这些子流中的每一个可称为二次流注包。随后,倍增器装置可以对两个或更多个二次流注包重新取向,方法是使两个或更多个二次流注包层层相叠,并且接着组合所述二次流注包以产生具有增加的数目的单独层的多层料流。该过程可以在所得的料流上重复,直至实现具有所需数目的单独层的多层料流。
在一些多层光学薄膜应用中,可能需要倍增器装置根据二次流注包之间的厚度比率来对这些层进行分流和划分。二次流注包“A”与二次流注包“B”的质量流比率可称为倍增比率。在一些实例中,倍增比率可为在大约1.0到约2.0的范围内。为了使用倍增器装置来实现流注包之间所需的倍增比率,倍增器的物理尺寸可以设计成精确地控制流动通道阻力,以使得通过这些通道的质量流量的所得比率等于所需的目标倍增比率。
尽管在某些情况下,所述在送料区块内产生具有多个层的单个母流注包并接着使用倍增器装置来增加层数的方法可能适用于制备一些多层光学薄膜,但在一些情况下,这种过程可能具有一个或多个不期望的限制。例如,因为每一个非一次流注包(如,二次流注包)源于送料区块中产生的单个母流注包,所以层数在每一个非一次流注包中基本上相同。因此,在这种程度上,多层光学薄膜中具有的精确层数高度取决于由送料区块产生的一次流注包中具有的层数。
此外,又如,可以进行优化的倍增器装置设计,其中假设特定聚合物树脂特性(如,粘度)以及特定处理条件(如,温度和流量)。因此,如果使用了不同的聚合物或者处理条件不同于初始设计中使用的假设,那么流注包之间的所得倍增比率将有可能偏离初始目标比率。此外,如果需要新的倍增比率,那么可能需要机械地改变(如,加工)倍增器装置的流动通道,以获得对应于所需倍增比率的正确流动阻力。
又如,一次流注包中产生的层厚度分布方面的误差会连同这些层一起倍增并且存在于二次流注包中的每一个中。此外,在倍增过程中,误差幅度通常相对于流注包的倍增倍数而增加,并且在横幅方向受误差影响的区域可能也增加。
又如,倍增器装置设计能力可能不允许在多层光学薄膜的生产期间针对处理条件中的变化或不同批次的树脂特性中的变化通过任何方式来补偿倍增比率。因此,所制备的多层薄膜与目标光谱可能存在偏差,因为流注包之间存在光泄漏和/或因为各自的流注包的层厚度中存在重叠。此外,典型的倍增器设计方法可能使得难以获得实现目标倍增比率以及沿横幅方向均匀散布层两者的流动几何形状。
本发明的实施例可以解决上文确定的限制中的一个或多个。如下文将要更详细地描述,在一些实施例中,送料区块可包括流注包生成器部分,该流注包生成器部分被构造用于产生多个一次流注包。一次流注包可彼此独立地产生,这样,就可允许彼此独立地控制或“调谐”每一个一次流注包的一个或多个特性。产生一次流注包之后,这些一次流注包可在流注包组合器中彼此组合,以产生多层料流。这样,在一些实施例中,送料区块可产生单独层的数目大于送料区块能够在单个一次流注包中产生的数目的多层料流。
图1为示出可以用于制备多层聚合物薄膜的一个实例薄膜生产线10的示意图。通常,薄膜生产线10可被构造用于接收一种或多种聚合物材料并且处理这些聚合物材料,以形成多层光学薄膜等多层聚合物薄膜,其中薄膜的单独层包括所述一种或多种聚合物材料。
在图1的实例中,薄膜生产线10包括第一挤出机12、第二挤出机14、送料区块16、倍增器18、挤出模头20、浇注轮22、取向机24,以及收卷辊26。在所示实施例中,薄膜生产线10被构造用于制备具有单独的聚合物层的多层薄膜,所述单独的聚合物层通常包括第一聚合物材料28或第二聚合物材料30。然而,如下文将要解释,本发明的实施例不限于生产具有第一聚合物和第二聚合物的多层薄膜,而相反,在一些实例中,可以包括两种以上的聚合物。
如构造的那样,第一聚合物材料28和第二聚合物材料30可分别通过第一挤出机12和第二挤出机14加热到等于或大于其处理温度(如,熔融和/或玻璃化转变温度)的温度,然后被送入送料区块16中。送料区块16处理第一聚合物材料28和第二聚合物材料30,以形成包括第一材料28和第二材料30的多个单独层的多层料流32。
当多层料流32离开送料区块16时,料流32可任选地被送入层倍增器18中。倍增器18将多层料流32分流成两个或更多个子流(即二次流注包),并且接着在将一个或多个子流层层相叠之后,重新组合各自的子流中的两个或更多个,以将多层料流32中的层数倍增为多层料流42中的较大层数。在其他实施例中,薄膜生产线10中可能并不使用倍增器18。
通过倍增器18,多层料流42进入薄膜挤出模头20。来自挤出模头20的挤出物44(通常采用熔融形式)在浇注轮22上进行冷却,所述浇注轮旋转通过上一根或多根钉扎线或钉扎带以将挤出物44钉扎到浇注轮22上。在一些情况下,多层料流42可包括一个或多个表皮层。
通过浇注轮22,薄膜46可通过取向机24进行取向。例如,取向机24可包括拉辊等的长度取向机,其可沿纵向(机器)方向拉伸薄膜46。又如,取向机24可另外或作为另外一种选择包括拉幅机,其可沿横向(横幅)方向拉伸薄膜46或可沿双轴向拉伸薄膜46。取向机可根据适当的拉伸比率对薄膜46进行拉伸,该拉伸比率取决于薄膜48所需的特性。随后,可从收卷辊26上的取向机24收集薄膜48。
参见图1,送料区块16包括流注包生成器部分34和流注包组合器36。流注包生成器部分34包括第一流注包生成器35和第二流注包生成器37。如下文将要更详细地描述,每一个流注包生成器可被构造用于独立地产生单个一次流注包,即每一个单独流注包生成器产生对应于图1所示单独的一次流注包38和40的单个一次流注包。每一个一次流注包38和40可包括在第一聚合物材料28与第二聚合物材料30之间交替层叠的多个单独的聚合物层。在一些实施例中,流注包生成器部分34可包括两个以上的流注包生成器,例如,三个、四个或更多个流注包生成器,其中每一个流注包生成器被构造用于产生单个主要流注包。因此,送料部分16能够产生多个一次流注包,而并非仅一个一次流注包,如上文所述。在一次流注包38和40包括通用聚合物材料的实例中,第一流注包生成器35和第二流注包生成器37可以供应有来自单独挤出机的专用于各自的流注包生成器的树脂,或者通用挤出机可将类似树脂供应给流注包生成器35和37两者。
一旦通过流注包生成器部分34从第一材料28和第二材料30产生,一次流注包38和40就可由流注包组合器36接收。如下文将更详细地描述,流注包组合器36可将一次流注包38和40组合成单个多层料流32。例如,流注包组合器36可从流注包生成器部分34接收流注包38和40,并且接着重新定向流注包38和40中的一个或两个的流动,以使得流注包38和40可合适地组合成单个多层料流32。取决于多层薄膜中所需的层数,多层料流32可任选地由倍增器18来处理,如图1中所示,或被送入挤出模头20而不由倍增器18来处理。
在一些实施例中,流注包组合器36可以组合流注包38和40,方法是使各自的流注包的流动相对于彼此而重新取向,使得在由组合器36组合时使各自的一次流注包的至少一部分层叠。如果在彼此组合时流注包38和40的至少一部分层叠,那么所得的多层料流32的至少一部分包括总数大约等于流注包38和40中单独的聚合物层的数目总和的单独层。从采用基本上完全层叠构造的流注包组合所得的多层料流的实例参阅图7进行了进一步描述。
通过组合流注包38和40,即使不使用倍增器18的情况下,由送料区块16产生的多层料流32的层叠部分中的单独层数目也可单独地大于一次流注包38和40中的任一一次流注包的单独层数目。在一些实施例中,如果料流32中的单独的聚合物层的数目适用于要制备的所需薄膜,那么薄膜生产线10可能不需要使用倍增器18。相反,多层料流32可以在不通过倍增器18进行层倍增的情况下通过挤出模头20进行处理。在其他情况下,多层料流32必须由倍增器18进行处理以产生具有所需层数的多层料流的倍数减小,方法是在送料区块16中产生一个以上的一次流注包,并且将这些一次流注包组合成多层料流32。
在一些实例中,除了流注包38和40的层之外,多层料流32还可包括一个或多个额外层。例如,在流注包生成器部分34中,用于形成一次流注包的38和40的聚合物中的一种或多种聚合物的相对厚的保护性边界层可以在第一流注包生成器35和/或第二流注包生成器37中被添加到一次流注包38和40,并且这些保护性边界层随后可成为薄膜46中的表皮层。又如,一个或多个表皮层可在流注包38和流注包40组合之前在流注包组合器36内被添加到流注包38和/或流注包40。也可在流注包38和流注包40组合以形成多层料流32之后,添加这种表皮层。另外或作为另外一种选择,可以添加芯层,使得该芯层将多层料流32中的流注包38和流注包40分开。这种表皮层可由用于流注包38和40的相同聚合物中的一种或两种制成,或者这些表皮层可由不同的聚合物从额外的挤出机(未示出)制成。
在一些实例中,在彼此组合以形成多层料流32之前,流注包38、流注包40或任何额外层料流中的一个或多个可通过(如)散布歧管来沿横幅方向散布。另外或作为另外一种选择,可在通过组合流注包38和流注包40以及任何其它额外层料流形成多层料流32之后沿横幅方向散布多层料流32。
图2A和图2B为示出一个实例送料区块50的概念图。送料区块50可被用作薄膜生产线(如,图1的薄膜生产线10)中的送料区块16,该薄膜生产线被构造用于制备多层聚合物薄膜。例如,如此前所述,送料区块50可从一个或多个挤出机接收聚合物材料并且产生包括所接收的聚合物材料的多层料流输出物作为单独层。如图所示,送料区块50包括流注包生成器部分52和流注包组合器54,上述项组合用于从所接收的聚合物材料产生所述多层料流输出物。
参见图2A,流注包生成器部分52包括壳体57内的第一流注包生成器56以及壳体59内的第二流注包生成器58。第一流注包生成器56和第二流注包生成器58各自被构造用于独立地产生单个一次流注包。如图所示,在第一流注包生成器56和第二流注包生成器58产生其各自的单独的一次流注包之后,流注包组合器54接收每一个一次流注包并且将这些一次流注包组合成单个多层料流。
第一流注包生成器56包括第一流动通道60a、第二流动通道62a、多个第一导管64a、多个第二导管66a(未在图2A中示出)、狭槽模头部分68a、热调谐机构70a和72a,以及压缩部分74a。相似地,第二流注包生成器58包括第一流动通道60b、第二流动通道62b、多个第一导管64b、多个第二导管66b(未在图2A中示出)、狭槽模头部分68b、热调谐机构70b和72b,以及压缩部分74b。
参照第一流注包生成器56,第一流动通道60a和第二流动通道62a与将适当的聚合物材料供应给各自的流动通道的一个或多个挤出机(未示出)流体连通。在所示实例中,第一流动通道60a可从第一挤出机(未示出)接收采用树脂形式的第一聚合物材料,而第二流动通道62a可从第二挤出机(未示出)接收第二聚合物材料。
第一流动通道60a也与多个第一导管64a流体连通,并且第二流动通道62a也与多个第二导管66a流体连通。如图2B所示,多个第一导管64a包括七个单独的第一导管,而多个第二导管66a包括六个单独的第二导管。各自的单独的导管中的每一个可对应于由第一流注包生成器56产生的一次流注包中的多个聚合物层中的一个单独的聚合物层。因此,在图2A和图2B的实例中,第一流注包生成器56被构造用于产生总共具有十三个单独的聚合物层的一次流注包,其中七个聚合物层包括第一聚合物材料,而六个聚合物层包括第二聚合物材料。然而,如下文进一步描述,由流注包生成器产生的一次流注包的单独层的数目不限于这个数目。
多个第一导管64a中的单独的导管中的每一个与狭槽模头部分68a的部分流体连通,并且多个第二导管66a中的单独的导管中的每一个也与狭槽模头部分68a的部分流体连通。因此,由第一流动通道60a接收的第一聚合物材料可通过多个第一导管64a被送入狭槽模头部分68a的对应部分。同样,由第二流动通道62a接收的第二聚合物材料可通过多个第二导管66a被送入狭槽模头部分68a的对应部分。尽管多个第一导管64a和多个第二导管66a在图2A中所示为以两部分的L形构造将第一流动通道60a和第二流动通道62a连接到狭槽模头部分68a,但是实施例不限于此。例如,在一些实施例中,第一导管64a和第二导管66a可通过具有对角构造的单个部分将第一流动通道60a和第二流动通道62a连接到狭槽模头部分68a。图6C和图6H示出显示具有用于第一流注包生成器部分和第二流注包生成器部分的第一流料导管和第二流料导管的对角构造的实例,这将在下文中进行更详细地描述。
在一些实施例中,可以设计各自的流动通道60a和62a的几何形状以影响由第一流注包生成器56产生的一次流注包的层厚度分布。例如,流动通道60a和62a的横截面积可保持恒定或可发生改变(如,面积增加或减少),从而得到适当的压力梯度,并且由流动通道60a和62a的横截面积所提供的压力梯度可影响由第一流注包生成器56产生的一次流注包的层厚度分布。
任选地,位于多个导管64a和66a附近的是热调谐机构70a和72a。在所示实例中,热调谐机构70a和72a包括一个或多个轴棒加热器,该轴棒加热器用于为多个导管64a和66a中流动的聚合物材料选择性地提供热量。如果需要,在沿轴棒加热器的长度的区域中,温度可以变化。这样,就可根据由热调谐机构70a和72a提供的热量的量来调整通过多个导管64a和66a中的一个或多个导管的聚合物材料的流量,进而影响由第一流注包生成器56产生的一次流注包中的单独层的厚度。
狭槽模头部分68a被构造用于分别从多个第一导管64a和多个第二导管66a接收第一聚合物材料和第二聚合物材料。在一些实施例中,一次流注包的单独层可在狭槽模头部分68a内形成。狭槽模头部分68a可包括歧管延长部分,所述歧管延长部分被构造用于从各自的多个导管64和66a接收聚合物材料并且沿狭槽模头部分68a的宽度方向(x方向)将聚合物材料散布至大约为所需流注包宽度。狭槽模头部分68a也可包括狭槽部分,所述狭槽部分从所述歧管延长部分接收聚合物材料并且进一步帮助从这种聚合物材料形成单独的聚合物层。当聚合物材料离开狭槽模头部分68a时,构成由第一流注包生成器56产生的第一一次流注包的多个层的单独层基本上形成,其中各层的主平面在大约横幅方向(x方向)上延展,即,这些层在图2B所示的大约y方向上层叠。
如图2B所示,多个第一导管64a中的单独的导管沿狭槽模头部分68a的深度(在y方向上)与多个第二导管66a的单独的导管交错。因此,由第一流注包生成器56产生的一次流注包形成,使得单独层基本上在第一聚合物与第二聚合物之间交替。在一些情况下,通过交替聚合物层(如,尤其在高折射率与低折射率聚合物层之间),薄膜可显示具有一个或多个所需的光学特性。尽管由第一流注包生成器56形成的十三个单独的聚合物层以A/B/A/B图案进行交替,但实施例不限于此。例如,在一些实施例中,第一流注包生成器56可根据其它图案,例如,A/B/B/A、A/A/A/B/B/B、A/B/B/B/A和类似图案来进行构造。在类似材料被送入狭槽模头部分68a中的相邻狭槽的情况下,这可能会导致产生单个聚合物层而非两个单独层,所述单个聚合物层的厚度可能大于仅通过由单个导管送料的单个狭槽所形成的聚合物层的厚度。因此,由第一流注包生成器56所产生的一次流注包并不限于产生具有十三个交替聚合物层的一次流注包。这样,第一流注包生成器56在其产生的对应一次流注包的特性和组成方面提供更大灵活性。此外,由于第一流注包生成器56和/或第二流注包生成器58可被构造用于产生具有两种类型以上的聚合物层的一次流注包,因此预期也存在除上述图案之外的其它图案。例如,在具有三种不同类型的聚合物层的一次流注包的情况下,第一流注包生成器56和/或第二流注包生成器58可被构造用于产生具有图案A/B/C或A/C/B,以及这三种不同类型的聚合物层的任何其它可能的组合的一次流注包。
一旦离开狭槽模头部分68a,对应于第一一次流注包的多层聚合物料流就可被送入压缩部分74a中,在压缩部分74a中,一次流注包的各层沿横向方向(y方向)进行压缩以降低一次流注包的厚度。在压缩部分74a中进行压缩之后,由第一流注包生成器56产生的一次流注包被送入流注包组合器54中,流注包组合器54将第一流注包生成器56产生的一次流注包与第二流注包生成器58产生的一次流注包组合。
如此前所述,第二流注包生成器58包括第一流动通道60b、第二流动通道62b、多个第一导管64b、多个第二导管66b(未在图2A中示出)、狭槽模头部分68b、热调谐机构70b和72b,以及压缩部分74b。这些特征中的每一个可配置成与针对第一流注包生成器56中编号和命名类似的特征而描述的特征基本上相同或类似。因此,第二流注包生成器58可被构造用于根据与针对第一流注包生成器56产生一次流注包所述基本上相同或类似的过程来产生一次流注包。一旦对应于由第二流注包生成器58产生的一次流注包的多层聚合物料流在压缩部分74b中被压缩,那么一次流注包会连同来自第一流注包生成器56的一次流注包被送入流注包组合器54。
流注包组合器54包括由流注包组合器壳体78限定的第一通道76a和第二通道76b。第一通道76a与压缩部分74b流体连通,并且可通过入口80a接收对应于由第一流注包生成器56所产生的一次流注包的多层聚合物料流。相似地,第二通道76b与压缩部分74b流体连通,并且可通过入口80b接收对应于由第二流注包生成器58所产生的一次流注包的多层聚合物料流。
流注包组合器54可被构造用于使第一一次流注包与第二一次流注包彼此组合,以形成单个多层料流(在图2A和图2B中一般由数字82表示)。例如,如图2A及图2B中所示,第一通道76a和第二通道76b可相对于彼此进行构造,使得分别对应于通过入口80a和80b接收的一次流注包的多层料流在流注包组合器54内从初始相对位置重新取向,使得所述一次流注包由流注包组合器54接收并且组合成单个多层料流82。具体地讲,第一通道76a和第二通道76b可对各自的一次流注包重新取向,使得各自的流注包组合时流注包的至少一部分相对于彼此层叠。例如,当各自的一次流注包经过重新取向,从而以合适的方式层叠时,可以使流注包的最外侧表面彼此接触,以通过熔融层合将各自的一次流注包组合成单流多层料流82。
这样,通过组合所述一次流注包,多层料流82可以包括采用层叠构造的由第一流注包生成器56产生的一次流注包的至少一部分与由第二流注包生成器58产生的第二流注包的至少一部分。因此,多层料流82的至少一部分拥有的单独层的数目大约等于第一流注包生成器56和第二流注包生成器58产生的各自的一次流注包中的单独的聚合物层的总数。例如,在图2A及图2B的实例中,多层料流82可包括总共二十六个单独层,其中假定由第一流注包生成器56产生的一次流注包和由第二流注包生成器58产生的一次流注包各自具有总共十三个单独的聚合物层。然而,在一些情况下,如果每一个各自的一次流注包的、在一次流注包组合时彼此接触的外层由基本上相同聚合物材料形成,那么两个外层可组合在一起来有效地形成多层料流82中的单个聚合物层。在此类情况下,多层料流82可包括总共二十五个单独层。在此类情况下,总层数通常可由公式x+y-1来描述,其中x等于由第一流注包生成器产生的一次流注包中的层数,而y等于由第二流注包生成器产生的一次流注包中的层数。
在一些实施例中,除了对各自的流注包重新取向以使得一次流注包在彼此组合时其中至少一部分层叠之外,可以设计流注包组合器54的一个或多个部分(如,通道76a和76b)的流动几何形状来实现各自的一次流注包在横幅方向(x方向)上的均匀散布。例如,可以设计第一通道76a和/或第二通道76b以在横幅方向散布所接收的一次流注包。如下文将要进一步描述,在一些实例中,第一通道76a和第二通道76b可被构造用于在将各自的流注包的料流组合以形成多层料流82之前沿横幅方向散布各自的流注包。
仍参见图2A和图2B,通过组合所接收的一次流注包而得到的多层料流82通过出口84离开流注包组合器54。取决于所制备的多层聚合物薄膜所需的单独层数目,多层料流82在通过挤出模头进行处理之前可能进行或可能未进行进一步处理,以增加料流82的层数。例如,如果多层料流82中的聚合物层的数目(即,基本上等于第一一次流注包和第二一次流注包中的总层数的数目)适用于所需多层薄膜,那么多层料流82可在无需通过倍增器装置进行层倍增的情况下被送入挤出模头。在所需程度上,可通过挤出模头内的散布歧管来在横幅方向散布料流82。在一些实例中,可独立地将第一流注包生成器56和第二流注包生成器58产生的一次流注包送入挤出模头中,并且随后在彼此组合以形成多层料流82之前通过散布歧管来在横幅方向进行散布。
或者,在一些实施例中,如,如果多层料流82中的层数小于所制备的多层薄膜所需的层数,多层料流82可由倍增器进行处理来增加由挤出模头处理的聚合物料流中的层数。然而,至少针对之前关于由倍增器装置进行层倍增而提及的原因,在一些实施例中,可能有利的是,构造第一流注包生成器56和第二流注包生成器58,使得在无需进一步进行层倍增的情况下,所得的多层料流82中的层数就具有合适的层数。在此类情况下,就可避免前述与使用倍增器装置相关的问题中的一个或多个。
尽管图2A和图2B的实施例将第一流注包生成器56和第二流注包生成器58示出为被构造用于产生具有十三个单独的聚合物层的一次流注包,但是实施例不限于这种构造。相反,在一些实施例中,流注包生成器可被构造用于产生包括多于或少于十三个单独的聚合物层的一次流注包。例如,在一些实施例中,流注包生成器56和/或58可被构造为产生具有至少四个的单独的聚合物层的一次流注包。在一些实施例中,第一流注包生成器56和/或第二流注包生成器58可被构造成使得各自的流注包生成器产生的一次流注包中的单独的聚合物层的数目可为至少4个单独层,例如,至少20个单独层、至少50个单独层、至少125个单独层,或至少300个单独层。在一些实例中,第一流注包生成器56和/或第二流注包生成器58可被构造成使得各自的流注包生成器产生的一次流注包中的单独的聚合物层的数目在大约50个聚合物层到大约1000个聚合物层的范围内,例如,大约100个聚合物层到大约500个聚合物层的范围内。在一些实例中,第一流注包生成器56和第二流注包生成器58可被构造用于产生具有基本上相同数目的单独的聚合物层的一次流注包。在其它实例中,由第一流注包生成器56产生的一次流注包中的单独层数目可不同于由第二流注包生成器58产生的一次流注包中的单独层数目。在任何情况下,这些一次流注包都可以进行层叠并且组合成本发明所述的那样,例如,产生具有数目大约等于每一个一次流注包的总层数的层的多层料流。送料区块50不限于仅包括两个流注包生成器部分的实施例,而是可包括两个以上的流注包生成器部分,例如,在一些实施例中,包括三个流注包生成器或四个流注包生成器。根据本发明,单独流注包生成器中的每一个可产生单独的一次流注包。
第一流注包生成器56中的流限定部分(如,流动通道60a及62a、导管64a及66a以及狭槽模头部分68a)的基本上所有设计参数均可独立于第二流注包生成器58中的流限定部分(如,流动通道60b及62b、导管64b及66b以及狭槽模头部分68b)。在不影响第二流注包生成器58中类似参数的选择的情况下,可以选择第一流注包生成器56中所使用的参数,例如,狭槽间隙高度、狭槽长度、导管直径、通道宽度。这样可允许在送料区块50中各自的流注包生成器的流限定部分的设计和/或加工方面实现较大灵活性。
此外,如图2A和图2B中所示,在一些实施例中,送料区块50可被构造成使得由第一流注包生成器56产生的一次流注包的一个或多个特性可基本上独立于由第二流注包生成器58产生的一次流注包的特性,反之亦然。例如,送料区块50可被构造成使得由第一流注包生成器56产生的一次流注包中的聚合物层的数目可基本上独立于由第二流注包生成器58产生的一次流注包中的聚合物层的数目,反之亦然。如图2A和图2B中构造的那样,由第一流注包生成器56产生的一次流注包中的层的数目可能主要取决于狭槽模头部分68a的构造以及给狭槽模头部分68a送料的多个第一导管64a和第二导管66a中的单独的导管的数目。相似地,由第二流注包生成器58所产生的一次流注包中的层的数目可能主要取决于狭槽模头部分68b的构造以及给狭槽模头部分68b送料的多个第一导管64b和第二导管66b中的单独的导管的数目。
在每一种情况下,由第一一次流注包拥有的单独层数目以及由第二一次流注包拥有的单独层数目主要取决于产生一次流注包的各自的流注包生成器的部件,而非送料区块50中另一个流注包生成器的一个或多个方面。因此,送料区块50可允许在由多层料流82因而以及从料流82制备的多层薄膜所拥有的单独层的总范围上实现更大灵活性,因为各自的一次流注包中的层数基本上彼此独立。
又如,在一些实施例中,由第一流注包生成器56产生的一次流注包的聚合物层的组成与由第二流注包生成器58所产生的一次流注包的聚合物层的组成可彼此独立。如图2A及图2B中所示,第二流注包生成器58的第一流动通道60b和第二流动通道62b可与第一流注包生成器56的第一流动通道60a和第二流动通道62a分开和进行区分。因此,送入第一流动通道60b和第二流动通道62b中的聚合物材料可不同于送入第一流动通道60a和第二流动通道60b中的那些聚合物材料。
这样,构成由第二流注包生成器58产生的一次流注包的单独层的聚合物材料可独立于构成由第一流注包生成器56产生的一次流注包的单独层的那些聚合物材料。因此,在一些情况下,送料区块50可能能够生产包括各自具有不同组成的四个单独层的多层料流82,如,在流注包生成器56从聚合物A和聚合物B产生一次流注包,而流注包生成器58从聚合物C和聚合物D产生一次流注包的情况下。因为聚合物A至聚合物D中的每一种可能拥有独特的特性(如,折射率值和/或延展时发生双折射的可能性),因此,与被构造用于产生仅具有两种不同的聚合物层的多层料流的送料区块相比,送料区块50更能够调整所制备的多层薄膜拥有的特性。尽管在本文中可将一次流注包的单独的聚合物层描述为仅包括单个聚合物材料,但已经认识到,在一些实施例中,单独的聚合物层可包括两种或更多种合适的材料的混合物,而非仅包括单个聚合物材料。
又如,在一些实施例中,送料区块50可被构造成使得由第一流注包生成器56产生的一次流注包的层厚度分布与由第二流注包生成器58所产生的一次流注包的层厚度分布基本上彼此独立。如图2A和图2B所构造的那样,例如,影响第一流注包生成器56产生的一次流注包的层厚度分布的第一流注包生成器56的部件(如,狭槽模头部分68a、多个第一导管64a和多个第二导管66a,以及第一流动通道60a和第二流动通道62a)与第二流注包生成器58的对应部件基本上分开和进行区分。同样,影响由第二流注包生成器58产生的一次流注包的层厚度分布的第二流注包生成器58的部件(如,狭槽模头部分68b、多个第一导管64b和多个第二导管66b,以及第一流动通道60b和第二流动通道62b)第一流注包生成器56的对应部件基本上分开和进行区分。因此,第一流注包生成器56和第二流注包生成器58可能能够产生层厚度分布基本上彼此独立的单独的一次流注包。
此外,不仅由流注包生成器56和58产生的各自的一次流注包的层厚度分布可彼此独立,而且各自的一次流注包的层厚度分布也可彼此独立进行控制或“调谐”。例如,在图2A和图2B中,第一流注包生成器56的调谐机构70a和72a与第二流注包生成器58的调谐机构70b和72b基本上分开。如此前所述,调谐机构70a和72a可向多个导管64a和66a中流动的聚合物材料选择性地提供热量,而调谐机构70b和72b可向多个导管64b和66b中流动的聚合物材料选择性地提供热量。在这种构造中,如描述的那样,调谐机构70a和72a可选择性地提供热量,从而在基本上不影响由第二流注包生成器58产生的一次流注包的层厚度分布的情况下,控制或“调谐”由第一流注包生成器56产生的一次流注包的层厚度分布,如,通过在需要调谐时最小化或防止流注包之间的“串扰”来实现上述控制或“调谐”,反之亦然。在一些实施例中,第一流注包生成器56与第二流注包生成器58可基本上彼此热隔离。如图2A所示,送料区块50可包括设置在第一流注包生成器壳体57与第二流注包生成器壳体59之间的隔离部分86。隔离部分86可提供第一流注包生成器56与第二流注包生成器58之间的基本的热隔离。在一些实施例中,隔离部分86可以只是作为第一流注包生成器壳体57与第二流注包生成器壳体59之间的物理空隙空间。然而,在其它实施例中,隔离部分86可包括提供第一流注包生成器56与第二流注包生成器58之间的适当热隔离的一种或多种材料,如描述的那样。在任何情况下,均可设计隔离部分86的组成(或在部分86为物理空隙空间的实施例中缺少该组成)和/或相对尺寸,从而在第一流注包生成器56与第二流注包生成器58之间提供适当的热隔离量,使得由各自的流注包生成器产生的一次流注包的层厚度分布至少部分由于隔离部分86所提供的相对热隔离而可以基本上彼此独立进行控制或“调谐”。此外,由于使用了单独的流注包生成器,因此送料区块50中产生的每一个一次流注包的输入聚合物的温度可在各自的流注包生成器之间有所不同。相似地,每一个流注包生成器的温度以及流注包生成器内的料流可在各自的流注包生成器之间有所不同。
如构造的那样,由第一流注包生成器56产生的一次流注包与由第二流注包生成器58产生的一次流注包之间的厚度比率(即,倍增比率)可通过供应给每一个各自的流注包生成器的材料的质量流量来测定,而不是(如)通过层倍增器装置的通道几何形状的流动阻力来测定,如此前所述。因此,可在运转期间直接调整倍增比率来补偿相对于初始设计中作出的假设的材料特性变化或处理条件偏差。
图3A为沿图2A中的线A-A示出送料区块50的一个实例横截面图。具体地讲,图3A示出送料区块50的狭槽模头部分68a和68b,狭槽模头部分68a与68b由隔离部分86分开。如此前所述,隔离部分86可提供第一流注包生成器56与第二流注包生成器58之间的基本的热隔离。
如图所示,狭槽模头部分68a和68b各自分别包括多个狭槽90a和90b,这些狭槽对应于由对应流注包生成器产生的一次流注包中的多个单独的聚合物层。由第一流注包生成器56产生的一次流注包的层厚度分布可取决于狭槽模头部分68a内的多个狭槽90a的相对几何形状。同样,由第二流注包生成器58产生的一次流注包的层厚度分布可取决于狭槽模头部分68b内的多个狭槽90b的相对几何形状。如此前所述,将狭槽模头部分68a与68b通过物理方式分开可有助于提供第一流注包生成器56与第二流注包生成器58之间的基本的热隔离,从而允许对每一个单独的一次流注包进行独立控制或“调谐”,如此前所述。
图3B和图3C沿A-A示出送料区块50的替代实例横截面图。图3B和图3C所示出的实例与图3A中所示出的实例基本上类似。然而,在图3A中,狭槽模头部分68a内的多个狭槽90a沿横向方向(y方向)与狭槽模头部分68a内的多个狭槽90b对准。在图3B中,狭槽模头部分68a内的多个狭槽90a沿横向方向(y方向)与狭槽模头部分68a内的多个狭槽90b对准,但在y方向上彼此相对偏离。在这种构造中,狭槽模头部分68a和68b内的每一个单独狭槽具有直接从相邻狭槽模头部分中的各自的狭槽穿过的狭槽,但是多个狭槽90a的顶部狭槽和多个狭槽90b的底部狭槽除外。在图3C中,多个狭槽90a与多个狭槽90b彼此偏离,这种偏离程度大约为图3B所示出的偏离程度的一半。在这种构造中,多个狭槽90a与多个狭槽90b实质上交错,而不是在横向(y方向)上彼此对准。如图3A至图3C所示,狭槽模头部分68a和68b可取向为或可不取向为使得多个狭槽90a与90b彼此偏离,并且可彼此对准或可在y方向彼此交插。
图4A和图4B为示出实例送料区块150的概念图。与图2A和图2B的送料区块50类似,送料区块150可以用于被构造用于制备多层聚合物薄膜的薄膜生产线(如,图1的薄膜生产线10)中。在一些方面,送料区块150可被构造成与送料区块50的构造相同或类似,并且可包括与之前关于图2A和图2B的送料区块50所述的特征基本上类似的一个或多个特征。因此,送料区块150的类似特征采用与送料区块50的特征类似的方式进行标记。例如,送料区块150分别包括第一流动通道160a和第二流动通道162a,第一流动通道160a和第二流动通道162a分别与送料区块50的第一流动通道60a和第二流动通道62a基本上相同或类似。
如图4A和图4B所示,送料区块150包括流注包生成器部分152和流注包组合器154,流注包生成器部分152和流注包组合器154组合作用以从所接收的聚合物材料产生所述的多层料流输出物。流注包生成器部分152包括壳体157内的第一流注包生成器156和壳体159内的第二流注包生成器158。
第一流注包生成器156包括第一流动通道160a、第二流动通道162a、多个第一导管164a、多个第二导管166a(未在图4A中示出)、狭槽模头部分168a、热调谐机构170a和172a,以及压缩部分174a。相似地,第二流注包生成器158包括第一流动通道160b、第二流动通道162b、多个第一导管164b、多个第二导管166b(未在图4A中示出)、狭槽模头部分168b、层厚度调谐机构170b和172b,以及压缩部分174b。
第一流注包生成器156和第二流注包生成器158各自被构造用于独立地产生单个一次流注包。在第一流注包生成器156和第二流注包生成器158产生其各自的单独的一次流注包之后,流注包组合器154分别通过第一通道176a和第二通道176b的入口180a和180b来接收所述一次流注包,并且将这些一次流注包组合成单个多层料流182。
送料区块150可在一个或多个方面与图2A和图2B中的送料区块50有所不同。例如,如图4A和图4B所示,送料区块150的流注包生成器部分152能够以不同于送料区块50的流注包生成器部分52的方式来构造。具体地讲,与送料区块50的第一流注包生成器56和第二流注包生成器58的间距相比,第一流注包生成器壳体157和第二流注包生成器壳体159的构造允许第一流注包生成器156和第二流注包生成器158设置成具有相对更靠近的间距。另外,送料区块150可以不包括沿第一流注包生成器156和第二流注包生成器158之间边界的隔离部分。
通过相对于x方向使第一流注包生成器156和第二流注包生成器158更靠近彼此来设置,与送料区块50中所需的横幅方向(x方向)改变量相比,层叠和组合由第一流注包生成器156和第二流注包生成器158分别产生的一次流注包所需的相对横幅方向(x方向)改变量减少。据信,这种构造可减少各自的一次流注包和多层料流182中的横幅层不均匀性。
图5A至图5C为示出另一个实例送料区块250的概念图。与图2A和图2B的送料区块50类似,送料区块250可用于被构造用于制备多层聚合物薄膜的薄膜生产线,例如,图1的薄膜生产线10。在一些方面,送料区块250可被构造成与送料区块50相同或类似,并且可包括与之前关于图2A和图2B的送料区块50所述的特征基本上类似的一个或多个特征。因此,用与送料区块50的特征类似的方式来标记送料区块250的类似特征。例如,送料区块250分别包括第一流动通道260a和第二流动通道262a,第一流动通道260a和第二流动通道262a分别与送料区块50的第一流动通道60a和第二流动通道62a基本上相同或类似。
如图5A至图5C所示,送料区块250包括流注包生成器部分252和流注包组合器254,流注包生成器部分252和流注包组合器254组合作用以从所接收的聚合物材料产生所述的多层料流输出物。流注包生成器部分252包括封闭于壳体257内的第一流注包生成器256以及封闭于壳体259内的第二流注包生成器258。
第一流注包生成器256包括第一流动通道260a、第二流动通道262a、多个第一导管264a、多个第二导管266a(未在图5A中示出)、狭槽模头部分268a、热调谐机构270a和272a,以及压缩部分274a。相似地,第二流注包生成器258包括第一流动通道260b、第二流动通道262b、多个第一导管264b、多个第二导管266b(未在图5A中示出)、狭槽模头部分268b、热调谐机构270b和272b,以及压缩部分274b。
第一流注包生成器256和第二流注包生成器258各自被构造用于独立地产生单个一次流注包。在第一流注包生成器256和第二流注包生成器258产生其各自的单独的一次流注包之后,流注包组合器254分别通过第一通道276a和第二通道276b的入口280a和280b来接收所述一次流注包,并且将这些一次流注包组合成单个多层料流282。
送料区块250可在一个或多个方面与图2A和图2B中的送料区块50有所不同。例如,如图5A至图5C中所示,第一流注包生成器部分256包括靠近狭槽模头部分268a的热调谐装置292a和294a。同样,第二流注包生成器部分258包括靠近狭槽模头部分268b的热调谐装置292b和294b。在一些实施例中,调谐装置292a和294a可向狭槽模头部分268a中的全部或部分选择性地提供热量。相似地,调谐器件292b和294b可向狭槽模头部分268b中的全部或部分选择性地提供热量。在每一种情况下,通过所述调谐装置提供给狭槽模头部分的热量可起到控制或“调谐”对应流注包生成器产生的一次流注包的一个或多个特性(如,一次流注包的横幅层厚度分布)的作用。对于此前所述的调谐装置270a、270b、272a和/或272b,可使用调谐装置292a、292b、294a和/或294b进行添加或替换。
如图5A中所示,第一流注包生成器壳体257和第二流注包生成器壳体259由隔离部分286间隔,隔离部分286可在第一流注包生成器256与第二流注包生成器258之间提供基本的热隔离。在一些实施例中,隔离部分286可以只是作为第一流注包生成器壳体257与第二流注包生成器壳体259之间的物理空隙空间。然而,在其它实施例中,隔离部分286可包括在第一流注包生成器256与第二流注包生成器258之间提供的适当热隔离的一种或多种材料,如文中所述。在任何情况下,可设计隔离部分286的组成(或在部分286为物理空隙空间的实施例中缺少该组成)和/或相对尺寸在第一流注包生成器256与第二流注包生成器258之间提供适当量的热隔离,使得各由自的流注包生成器产生的一次流注包的层厚度分布至少部分由于隔离部分286所提供的相对热隔离而可基本上彼此独立进行控制或“调谐”。
另一与送料区块50的实例不同之处在于,第一流注包生成器256和第二流注包生成器258被构造成使得所述一次流注包基本上沿与流注包组合器254将所产生的一次流注包组合成单个多层料流282时的流动方向不平行的流动方向(图5A中约由线296a和296b表示)来形成,如此前所述,而不是沿与送料区块50中流注包组合器54组合所产生的流注包时的流动方向大致平行的流动方向来形成所述一次流注包。
如图所示,第一流注包生成器256产生第一一次流注包的相对流动方向296a与纵向轴线300形成角度298a,流注包组合器254沿纵向轴线300组合各自的一次流注包,以形成多层料流282。相似地,第一流注包生成器258产生第二一次流注包的相对流动方向296b与纵向轴线300形成角度298b,流注包组合器254沿纵向轴线300组合各自的一次流注包,以形成多层料流282。
通过构造送料区块250使得角度296a和/或296b大于零(即,与流动方向300不平行),通过(如)隔离部分286在流注包生成器256与流注包生成器258之间提供充分的热隔离可允许实现对各自的一次流注包基本上独立的控制或“调谐”,同时也使流注包组合器254内所需的沿x方向的各自的一次流注包流的重新对准的相对程度最小化。在一些实施例中,角度296a和/或296b可处于大于零度到小于90度的范围中。在一些实施例中,角度296a和/或296b可在大约5度到大约60度的范围内,例如,大约5度到大约30度的范围内。在一些实施例中,角度296a可大约等于角度296b,而在其它实施例中,角度296a可不同于角度296b。
参见图5C,流注包组合器274a和274b可以运行以分别重新定向来自狭槽模头部分268a和268b的各自的一次流注包的流,从而压缩一次流注包的厚度(在y方向),同时基本上维持在横幅方向(x方向)上的层的宽度均匀性。压缩部分274a将第一流注包生成器256中的一次流注包流料压缩到第一中心线296a,并且压缩部分274b将第二流注包生成器258中的一次流注包流料压缩到第二中心线296b。如图所示,在一些实施例中,第一中心线296a与第二中心线296b可相对于y方向彼此偏离。这样,送料区块50可使可能由流注包组合器254内一次流注包的重新取向所导致的变形最小化,如此前所述。
图6A至图6K是分别示出实例送料区块350a至350k的概念图,送料区块350a至350k各自设计成通过两个分开的流注包生成器产生两个一次流注包。图6L是从侧视图示出实例送料区块350k的概念图。
与送料区块50(图2A和图2B)、送料区块150(图4A和图4B)以及送料区块250(图5A至图5C)类似,送料区块350a至350k中的每一个可用于被构造用于制备多层聚合物薄膜的薄膜生产线,例如,图1的薄膜生产线10。在一些方面,送料区块350a至350k可被构造成与送料区块50、150和/或250相同或基本上类似,并且可包括与之前关于送料区块50、150和/或250所述的特征基本上类似的一个或多个特征。为了便于描述,送料区块350a至350k的类似特征基本上采用与送料区块50的特征类似的方式进行命名和编号。例如,送料区块350a至350k包括第一流动通道360a和第二流动通道362a,第一流动通道360a和第二流动通道362a可分别与送料区块50的第一流动通道60a和第二流动通道62a基本上相同或类似。
另外,为了便于描述,适用时,送料区块350a至350k中的每一个的类似特征在图6A至图6K中以类似方式进行命名和编号。例如,送料区块350a至350k中的每一个包括第一流注包生成器356和第二流注包生成器358。然而,送料区块350a至350k之间特征的类似命名和编号并不一定暗示由送料区块350a至350k拥有的多种特征之间的相同构造。相反,如从送料区块350a至350k的以下描述将显而易见,送料区块350a至350k之间存在各种设计差异,这些设计差异可能影响相较于彼此的送料区块350a至350k中的每一个的操作。
如图6A至图6K中所示,送料区块350a至350k中的每一个包括第一流注包生成器356和第二流注包生成器358。第一流注包生成器356和第二流注包生成器358各自被构造成以基本上彼此独立的方式来产生单个一次流注包。除非另有说明,否则第一流注包生成器356包括第一流动通道360a、第二流动通道362a、多个第一导管364a、多个第二导管366a(未示出)、狭槽模头部分368a、热调谐机构370a和372a,以及压缩部分374a。相似地,第二流注包生成器358包括第一流动通道360b、第二流动通道362b、多个第一导管364b、多个第二导管366b(未示出)、狭槽模头部分368b、热调谐机构370b和372b,以及压缩部分374b。
为了便于说明,送料区块350j(图6J)和送料区块350k(图6L)的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358被示出为基本上分别包括第一层生成元件375a和第二层生成元件375b,第一层生成元件375a和第二层生成元件375b取代了流动通道360和362、导管364和366和/或热调谐机构370和372的特征。通常,送料区块350j和350k的第一层生成元件375a和第二层生成元件375b可以分别给狭槽模头部分368a和368b送料,从而允许第一流注包生成器356和第二流注包生成器358与压缩部分374a和374b组合来独立地产生一次流注包。因而,在一些实施例中,第一层生成元件375a和第二层生成元件375b可包括流动通道360和362、导管364和366和/或热调谐机构370和372的任何合适的构造,包括本发明中所述的实例构造中的一个或多个。另外,送料区块350j包括第三流注包生成器361,用于产生与由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358所产生的一次流注包组合的第三一次流注包。第三流注包生成器361包括第三层生成元件375c和狭槽模头部分368c,并且可与第一流注包生成器356和第二流注包生成器358的层生成元件和狭槽模头部分相同或基本上类似。
与上述情况的一个不同之处在于,如图6H中的送料区块350h所示,第一流注包生成器356和第二流注包生成器358各自仅包括单个热调谐机构(分别是热调谐机构370a和370b),所述单个热调谐机构分别邻近多个第一导管364a和多个第二导管364b的一侧。相似地,图6C中的送料区块350c的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358各自仅包括单个热调谐机构(分别是热调谐机构370a和370b),所述单个热调谐机构被示出为位于第一流注包生成器356中的第一导管364a与第二导管366a(未示出)之间以及第二流注包生成器358中的第一导管364b与第二导管366b(未示出)之间。然而,在其它实例中,送料区块350h和送料区块350c的第一流注包生成器356和/或第二流注包生成器358可包括两个或更多个热调谐机构。在这些实例中,所述热调谐机构可定位成邻近第一导管364a和第二导管364b的两侧。
第一流注包生成器356和第二流注包生成器358的部件可运行,从而以与上文参照送料区块50、150和250描述的方式相同或基本上类似的方式来产生两个一次流注包。在第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生各自的单独的一次流注包之后,一次流注包在下游某点处组合,以形成单个多层料流382。在一些实施例中,可将第一流注包与第二流注包彼此组合,而不必在组合形成多层料流382之前沿横幅方向(x方向)基本上散布所述流注包中的一个或两个。例如,这种特征可分别实施在(如)图6A至图6F以及图6H至图6J中所示出的送料区块350a至350f和350h至350j中。
在其它实施例中,分别由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包中的一个或多个可在彼此组合之前沿横幅方向散布。图6G示出这种实施例的实例,其中在分别由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一流注包和第二流注包均在彼此组合以形成多层料流382之前沿横幅方向(x方向)散布。例如,下文将参照图10、图11、图13和图15来进一步描述第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的流注包在彼此组合之前沿横幅方向散布的情况的实例。
在一些实施例中,送料区块的流注包生成器部分可包括限定流注包生成器内的多个导管和狭槽的一个或多个插件,所述多个导管和狭槽例如,第一流注包生成器356内的第一导管364a和第二导管366a以及狭槽模头部分368a的狭槽部分。在图6A至图6K中,为了便于描述,可将这些插件单独地称作插件390a或390b,或总称为插件390。插件390可为一个或多个板,这些板被设计成可拆卸地插入到由流注包生成器部分的壳体限定的对应接收部分中。这样,插件390就可针对导管364a、366a和/或狭槽368a的修改(如,通过加工)而移除或通过设计用于提供通过导管364a、366a和/或狭槽368a的不同流的另一个插件390来替换。因而,插件390可提供更多增加的灵活性,以便调整由第一流注包生成器部分356的导管364a和狭槽368a限定的流动特性。
在一些实施例中,可以使用通用插件来限定用于送料区块的第一流注包生成器部分和第二流注包生成器部分的导管和狭槽。例如,如图6C的送料区块350c所示,第一流注包生成器部分356的多个第一导管364a和多个第二导管366a以及狭槽模头部分368a由第一插件390a来限定,第一插件390a也限定第二流注包生成器部分358的多个第一导管364b和多个第二导管366b以及狭槽模头部分368b。图6D、图6E、图6H以及图6L示出类似的送料区块实例。
或者,可以使用分开的插件来限定送料区块的两个流注包生成器部分的导管和狭槽。例如,如图6A的送料区块350a所示,第一流注包生成器部分356包括限定第一导管364a和第二导管366a以及狭槽模头部分368a的第一插件390a,并且第二流注包生成器部分358包括限定第一导管364b和第二导管366b以及狭槽模头部分368b的第一插件390b。可以独立于插件390b来移除、替换及/或修改插件390a;反之亦然。图6B、图6F、图6G、图6J和图6K示出类似的实例。
除了选择由通用插件或分开的插件限定的多个流注包生成器的导管和狭槽之外,流注包生成器部分的导管和狭槽也可由分开的插件或通用插件来限定。例如,单个插件可限定第一流注包生成器部分356的第一导管364a和第二导管366a以及狭槽模头部分368a。或者,第一导管364a和第二导管366a可由与限定狭槽模头部分368a的插件分开的插件来限定。图6B示出这种实例,其中第一插件390a限定第一导管364a和第二导管366a,第二插件390b限定第一导管364a和第二导管366a、第三插件390c限定狭槽模头部分368a,而第四插件390d限定狭槽模头部分368b。在可使用分开的插件来限定导管364a和366a以及狭槽模头部分368a的情况下,这些插件可以是通用的,或者与用来限定第二流注包生成器358的导管364b和366b及/或狭槽模头部分368b的一个或多个插件中的插件分开的。
在一些实施例中,通过类似方式,送料区块的流注包生成器部分可包括限定流注包生成器的流动通道的一个或多个梯度板歧管,所述流动通道是(如)第一流注包生成器356内的第一流动通道360a和第二流动通道362a。在图6A至图6K中,为了便于说明,可将这些梯度板歧管单独地称作梯度板歧管392a或392b,或者总称为梯度板歧管392。梯度板歧管392可从流注包生成器部分的壳体上移除。这样,梯度板歧管392就可针对(如)流动通道360a和362a的修改而移除,或者通过设计用于提供通过流动通道360a和362a的不同流的另一个梯度板歧管392来替换。因而,梯度板歧管392可提供更多增加的灵活性,以便调整由第一流注包生成器部分356的第一流动通道360a和第二流动通道362a限定的流动特性。
在一些实例中,可使用通用梯度板歧管来限定送料区块的第一流注包生成器部分和第二流注包生成器部分的第一流动通道和第二流动通道。例如,如图6C的送料区块350c所示,第一流注包生成器部分356的第一通道360a和第二通道362a由第一梯度板392a来限定,第一梯度板392a也限定第二流注包生成器部分358的第一通道360b和第二通道362b。图6D和图6E示出类似的送料区块实例。
或者,可使用分开的梯度板歧管来限定送料区块的两个流注包生成器部分的流动通道。例如,如图6A的送料区块350a所示,第一流注包生成器部分356包括限定第一流动通道360a和第二流动通道362a的第一梯度板歧管392a,并且第二流注包生成器部分358包括限定第二流注包生成器358的第一流动通道360b和第二流动通道362b的第一梯度板歧管392b。图6B、图6F、图6G、图6H、图6I、图6J和图6K示出类似实例。
由梯度板歧管限定的流动通道的位置可相对于通过流动通道的流被送料到的导管而变化。例如,在图6A的送料区块350a中,由第一流注包生成器356的梯度板歧管392a限定的第一流动通道360a和第二流动通道362a被构造用于相对于由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358所产生的一次流注包的流动方向,从导管364a和366a上方的某个位置来向第一导管364a和第二导管366a送料。送料区块350a的第二流注包生成器358显示具有类似构造。送料区块350b、350c、350d、350f、350g以及350k的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358也显示具有类似的设计构造。
作为一个替代设计,在送料区块350h(图6H)中,由第一流注包生成器356的梯度板歧管392a限定的第一流动通道360a和第二流动通道362a被构造用于相对于由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358所产生的一次流注包的流动方向,从导管364a和366a旁边的某个位置向第一导管364a和第二导管366a送料。送料区块350h的第二流注包生成器358显示具有类似构造。送料区块350i也显示具有类似的设计构造。
作为另一个替代设计,在送料区块350e(图6E)中,由第一流注包生成器356的梯度板歧管392a限定的第一流动通道360a和第二流动通道362a被构造用于相对于由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358所产生的一次流注包的流动方向,从导管364a和366a下方的某个位置向第一导管364a和第二导管366a送料。送料区块350e的第二流注包生成器358显示具有类似构造。
在被递送到第一流注包部分356中的狭槽模头部分368a时,第一导管364a和第二导管366a限定来自第一流动通道360a和第二流动通道362a的聚合物熔融料流的流动方向。在一些实施例中,第一导管364a和第二导管366a被构造用于使导管内的料流在被递送到狭槽模头部分368a时大致平行于狭槽模头368a和/或压缩部分374a内的料流。送料区块350a、350b、350d、350f、350g、350i以及350k的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358均显示具有这种实例构造。
在其它实施例中,第一导管364a和第二导管366a被构造成使得导管364a和366a内的料流在被递送到狭槽模头部分368a时大致不平行于狭槽模头368a和/或压缩部分374a内的料流。这种实例构造通过送料区块350e(其中在递送到狭槽模头部分368a、368b时,流动方向大致垂直于狭槽模头部分368a、368b内的料流)以及送料区块350c和350h(其中在递送到狭槽模头部分368a、368b时,流动方向与狭槽模头部分368a和368b内的料流大致成对角)的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358来显示。
狭槽模头部分368a可具有中心送料设计,其中来自第一导管364a和第二导管366a的料流沿横幅方向(x方向)在狭槽模头部分368a的大约中心处进入狭槽模头部分368a。这种构造通过送料区块350a、350b、350c、350f、350g、350h和350i的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358来显示。
在其它实施例中,狭槽模头部分368a可具有非中心送料设计,其中来自第一导管364a和第二导管366a的料流沿横幅方向(x方向)在狭槽模头部分368a的大约中心处之外的位置进入狭槽模头部分368a。例如,狭槽模头部分368a可具有侧边送料设计,其中来自第一导管364a和第二导管366a的料流沿横幅方向(x方向)在狭槽模头部分368a的侧边或边缘处进入狭槽模头部分368a。这种构造通过送料区块350d和350e的第一流注包生成器356和第二流注包生成器358来显示。
一个或多个热调谐机构相对于流注包生成器部分的导管的位置可变化。例如,在送料区块350a的第一流注包生成器356内(图6A),热调谐机构370a和372a对称地布置在第一导管364a和第二导管366a的任一侧上。送料区块350a的第二流注包生成器358显示具有类似构造。送料区块350b、350d至350g、350i以及350k也显示具有类似的设计构造。送料区块350c(图6C)和350h(图6H)显示具有替代设计,其中第一流注包生成器356和第二流注包生成器358分别仅包括单个热调谐机构370a和370b,单个热调谐机构370a和370b定位成邻近第一流动导管364a和366a以及第二流动导管364b和366b的一侧。
在各自的流注包生成器部分的压缩部分内的多个层的流动方向可彼此平行或不平行。例如,在送料区块350a中,第一流注包生成器356的压缩部分374a内的料流大致平行于第二流注包生成器358的压缩部分374b内的料流。送料区块350b、350c、350d、350e、350g、350h、350i和350k的第一压缩部分374a和第二压缩部分374b显示具有相同或基本上类似的构造。在送料区块350j(图6J)中,第一压缩部分374a和第二压缩部分374b内的料流大致平行,但彼此相反。在送料区块350j和350k中的每一个中,第一压缩部分374a和第二压缩部分374b沿y方向彼此层叠,而非并列设置。在送料区块350f(图6F)中,第一压缩部分374a和第二压缩部分374b内的料流彼此不平行,并且一起构成与多层料流382的料流不平行的流动方向,其中多层料流382是由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包的组合。此外,送料区块350j包括第三流注包生成器361,第三流注包生成器361用于沿与第一压缩部分374a与第二压缩部分374b内的料流大致垂直的流动方向来产生第三一次流注包。
例如,在第一流注包生成器356和第二流注包生成器358的第一压缩部分374a和第二压缩部分374b分别彼此平行的实施例中,在横幅方向(x方向)上每一个压缩部分374a和374b(以及狭槽模头部分368a和368b)之间的相对距离可作为设计考虑因素。例如,在第一压缩部分374a与第二压缩部分374b之间的距离可确定由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包的料流必须沿横幅方向(x方向)重新定向的相对程度,以便以层叠构造在(如)流注包组合器部分内彼此组合,以形成多层料流382。例如,与送料区块350a的第一压缩部分和第二压缩部分相比,送料区块350e和350d的第一压缩部分374a和第二压缩部分374b在横幅方向相对更靠近。如上文所述,可通过送料区块350d和350e的狭槽模头部分368a和368b的侧边送料设计来实现这种构造。送料区块350j和350k的设计允许第一流注包生成器356和第二流注包生成器358各自的第一压缩部分374a和第二压缩部分374b在横幅方向对准或彼此层叠。在这些实例中,第一流和第二流的流在彼此组合之前(如,在流注包组合器部分中组合)不必沿横幅方向显著重新定向以形成具有层叠构造的多层料流382。
在一些实施例中,第一流注包生成器和第二流注包生成器分别产生第一一次流注包和第二一次流注包时的相对位置可相对于料流方向(如,z方向)基本上彼此相同或彼此错列布置。例如,对于送料区块350a(图6A),第一流注包生成器356被构造用于在特定位置上产生第一一次流注包,该位置与第二流注包生成器358产生第二流注包时相对于料流方向的位置基本上相同。在这种实例中,每一个一次流注包在由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生之后且在彼此组合以形成多层料流382之前所移动的距离基本上相等。反之,送料区块的第一流注包生成器部分和第二流注包生成器部分可彼此错列布置,使得第一一次流注包为与第二流注包组合而移动的距离大于第二一次流注包为与第一一次流注包组合而移动的距离。此类构造可通过以下方式呈现:修改送料区块350a(图6A),使得第一流注包生成器部分356的部件沿z方向定位于与第二流注包生成器部分358的部件的位置不同的位置处。
基于一个或多个设计因素,包括多个流注包生成器的送料区块中单独流注包生成器可彼此隔离的程度能够变化。如上文所述,参照第一流注包生成器和第二流注包生成器的一次流注包的产生,送料区块的第一流注包生成器与第二流注包生成器之间的热隔离程度可影响每一个一次流注包能够独立地进行“调谐”或控制的程度。例如,可通过控制流注包组合器部分内的一个或多个位置处的温度来控制通过流注包生成器的一个或多个部分(如,第一流注包生成器356的第一导管364a和第二导管366a)的聚合物材料的流以及层厚度分布。因此,在至少一些程度上,随着各自的流注包生成器部分之间的热隔离程度增加,在多流注包生成器送料区块内彼此独立地控制各自的流注包生成器所产生的一次流注包的热相关特性的程度也增加。
在一些实施例中,可通过增加在第一流注包生成器的部件(如,第一导管和第二导管、狭槽模头部分、压缩部分及/或热调谐机构)与第二流注包生成器的部件之间的距离来增大在流注包生成器部分之间的热隔离。具体地讲,各自的流注包生成器部分之间的热隔离程度可取决于将一个流注包生成器的热调谐机构(如,第一流注包生成器356的热调谐机构370a和372a)与另一个流注包生成器的流限定部件(如,第二流注包生成器358的第一导管364b和第二导管366b)分开的物理距离。
因此,横幅方向(x方向)上第一流注包生成器与第二流注包生成器的部件之间的物理距离可增加,从而增大流注包生成器之间的热隔离。在一些实例中,送料区块可任选地并入第一流注包生成器与第二流注包生成器之间的热隔离部分,以减少流注包生成器之间的热串扰。例如,如上文所述,送料区块50可包括隔离部分86(图2A),而送料区块250可包括隔离部分286(图5A),以增加第一流注包生成器与第二流注包生成器之间的热隔离水平。然而,在增加第一流注包生成器与第二流注包生成器的部件之间的距离和/或包括送料区块的流注包生成器之间的热隔离部分可增加第一流注包生成器与第二流注包生成器之间的热隔离水平的情况下,这种分离也可增加在组合形成多层料流之前由各自的流注包生成器产生的一次流注包的料流必须重新定向的程度。在一些实例中,随着两个流注包的流为了进行组合而必须重新定向时的角度增加,实现和/或维持横幅层均匀性也可能更为困难。
另外或作为另外一种选择,例如,如上文所述,与第一流注包生成器356和第二流注包生成器358沿流动方向在基本上彼此相同的位置处产生各自的一次流注包的构造相比,第一流注包生成器356与第二流注包生成器358之间的距离可通过错列布置流动方向(z方向)上各自的流注包生成器的部件来增加。因而,错列布置的流注包生成器构造可增大送料区块的各自的流注包生成器之间的热隔离。
第一流注包生成器与第二流注包生成器之间的热隔离水平也可取决于送料区块设计是否包括用于不同流注包生成器部分的分开或通用的导管/狭槽插件及/或梯度板歧管。如上文所述,可设计送料区块,例如图6A的送料区块350a,使得第一流注包生成器356的第一导管364a和第二导管366a及/或狭槽模头部分368a由插件390a来限定,其中插件390a与限定第二流注包生成器358的第一导管364b和第二导管366b及/或狭槽模头部分368b的插件390b间隔,同时可设计送料区块,例如图6C的送料区块350c,使得基本上相同的部件由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358的通用插件390a来限定。在一些实例中,与使用通用插件来限定流注包生成器部分的导管和狭槽模头部分的设计相比,将分开的插件用于分开的流注包生成器部分的导管和狭槽模头部分的设计可允许实现各自的流注包生成器部分之间的热隔离的增大。相似地,与使用通用梯度板歧管来限定流注包生成器部分的第一流动通道和第二流动通道的设计相比,将分开的梯度板歧管用于分开的流注包生成器部分的第一流动通道和第二流动通道的设计可允许实现各自的流注包生成器部分之间的热隔离的增大。
本发明中描述的用于产生多个一次流注包的实例送料区块构造主要针对包括用于第一流注包生成器和第二流注包生成器的基本上相同的构造的实施例进行描述。在这种实例中,各自的流注包生成器实质上可为彼此的镜像。然而,也针对送料区块构想了其它实施例,其中该送料区块包括多个流注包生成器,其中各自的流注包生成器彼此不同。例如,在包括用于产生随后在下游彼此组合的两个一次流注包的第一流注包生成器和第二流注包生成器的送料区块的实施例中,第一流注包生成器可与送料区块350a的第一流注包生成器356(图6A)基本上相同,并且第二流注包生成器可与送料区块350c的第二流注包生成器358(图6C)基本上相同。通常,对于包括多个单独的流注包生成器的实例送料区块而言,流注包生成器可被构造成与本发明中所述任何实例流注包生成器实质上相同,并且实例送料区块的多个流注包生成器可具有基本上彼此相同的构造或可具有彼此不同的构造。
如上文所述,在一些实施例中,多流注包产生送料区块可被构造用于产生多个一次流注包并且接着组合所产生的一次流注包,而基本上无需在横幅方向散布流注包。例如,送料区块350a示出这样的构造,即由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包在流注包组合器部分354中彼此组合以形成多层料流382,而无需在横幅方向(x方向)散布第一一次流注包或第二一次流注包。
反之,在一些实施例中,多流注包产生送料区块可被构造成使得由各自的流注包生成器部分产生的一次流注包在彼此组合以形成单个多层料流之前沿横幅方向散布。例如,图6G的送料区块350g示出这样的构造,即分别由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包在彼此组合以形成多层料流382之前沿横幅方向散布。在这种情况下,多层料流382的横幅宽度大于由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包的横幅宽度。如下文进一步描述,在一些实例中,可通过挤出模头的分开的散布歧管(未在图6G中标记)在横幅方向单独地散布第一一次流注包和第二一次流注包。
如图6G所示,使分别由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生的第一一次流注包和第二一次流注包沿横幅方向(x方向)对准,从而使得第一流注包和第二流注包在组合之前沿横幅方向不对称地散布。即,每一个一次流注包在一个横幅方向比在相反的横幅方向的散布程度更大。这样,第一一次流注包和第二一次流注包在组合之前沿横幅方向彼此对准。在其它实例中,第一一次流注包和第二一次流注包可在横幅方向重新对准,从而使彼此基本上对准,并且接着在彼此组合以形成多层料流382之前沿横幅方向对称地散布。或者,第一流注包生成器356和第二流注包生成器358可彼此层叠,而不是并列布置(如,采用与图6K和图6L的送料区块350k相同或类似的方式),使得第一一次流注包和第二一次流注包在由第一流注包生成器356和第二流注包生成器358产生时彼此对准,而基本上无需沿横幅方向进行任何重新对准。在这种实施例中,第一流注包和第二流注包可在横幅方向对称地散布,并且接着组合以形成多层料流382,而无需在彼此组合之前沿横幅方向使各自的流注包重新对准。
图7为示出实例多层料流304的概念图。具体地讲,图7表示在送料区块的流注包组合器内的多层料流304,并且可沿图2A中的线B-B示出送料区块50的流注包组合器54的实例横截面图。这种横截面图对应于两个一次流注包已在流注包组合器54内采用层叠构造彼此组合之后的情况。因此,料流304包括对应于由第一流注包生成器(如,第一流注包生成器56)产生的一次流注包的第一部分306,以及对应于由第二流注包生成器(如,第二流注包生成器58)产生的一次流注包的第二部分308。
如此前所述,流注包组合器36可组合流注包38和40,方法是相对于彼此对各自的流注包的流进行重新取向,使得在由组合器36组合时,各自的一次流注包的至少一部分层叠。如果在彼此组合时,流注包38和40的至少一部分层叠,那么所得的多层料流32的至少一部分包括总数大约等于在流注包38和40中的单独的聚合物层的总数的单独层。
参见图7,多层料流304表示了这样的实施例,即流注包生成器54已使第一一次流注包和第二一次流注包的取向相对于彼此发生改变,使得第一部分306和第二部分308在组合时基本上完全彼此层叠。具体地讲,第一部分306和第二部分308的横幅宽度(x方向)基本上相等,并且如图所示,部分306和部分308的边缘在横幅方向彼此基本上对准。这样,基本上所有的多层料流304均包括沿y方向、数目等于第一部分306和第二部分308中的总层数的单独的聚合物层。尽管图7示出采用基本上完全层叠构造的第一部分306和第二部分308,但是在一些实施例中,流注包组合器54可设计成使得第一部分306与第二部分308在组合时彼此仅部分层叠,而不是彼此基本上完全层叠。例如,第一部分306和/或第二部分308的横幅宽度(x方向)彼此可基本上不相等,及/或部分306和部分308的边缘可在横幅方向彼此基本上不对准。在任何情况下,层叠构造可允许用于多层料流,所述多层料流包括从第一流注包生成器56和第二流注包生成器58形成的彼此层叠的聚合物层。
如图7所示,第一部分306和第二部分308可示出这样的实例,即在彼此组合之前,第一多层流注包和第二多层流注包在不沿横幅方向进行散布的情况下形成多层料流304。即,第一部分306和第二部分308的横幅宽度与分别通过第一流注包生成器56和第二流注包生成器58产生的一次流注包的横幅宽度基本上相同。在这种实例中,第一流注包和第二流注包组合形成多层料流304之后,料流304可接着在横幅方向散布。例如,在一些情况下,在挤出模头20(图1)内,多层料流304可在离开挤出模头20之前进入被构造用于使多层料流沿横幅方向散布的散布歧管。
在其它实施例(如,下文参照图10、图11、图13和图15描述的那些实例)中,从中衍生的一个或多个一次流注包(如,通过倍增器装置从一次流注包衍生的多层流注包)在彼此组合以形成多层料流304之前,可沿横幅方向散布。在一些实施例中,在沿横幅方向单独地进行散布之后,单独流注包彼此组合,随后料流304就可进一步沿横幅方向散布。或者,多层料流304可通过以下方式形成:在彼此组合以形成多层料流304之前,将尚未沿横幅方向逐个散布的多层流注包组合。
图8为示出实例流注包组合器401和挤出模头403的概念图。流注包组合器401被构造成使得可在多层流注包400和402快要彼此组合形成单个多层料流410时分别将一个或多个补充层添加到第一多层流注包400和第二多层流注包402。具体地讲,在流注包组合器401内限定的各种通道限定第一多层流注包400(单独层未示出)、第二多层流注包402(单独层未示出)、第一表皮层404、第二表皮层406以及芯层408的流,使得各单独流彼此组合形成多层料流410。例如,这种构造可实施在送料区块的任何流注包组合器部分(如,送料区块50的流注包组合器部分54)内,所述送料区块包括但不限于本文所述的实例送料区块中的一个或多个。可使用本文所述的任何送料区块设备构造来产生第一多层流注包400和第二多层流注包402,但也可使用能够产生两个或更多个多层一次流注包的任何其它合适的构造。
如图8所示,在流注包组合器401内组合第一流注包400和第二流注包402之前,芯层408的流路在第一流注包400与第二流注包402之间定向。流注包组合器401接着对这些流进行定向,以将芯层408、第一流注包400以及第二流注包402组合成单个流,所述单个流随后与表皮层404和406的流组合,以形成多层料流410。在流注包组合器401产生多层料流410之后,多层料流410进入挤出模头403。挤出模头403可与图1的挤出模头20相同或基本上类似。在挤出模头403内,使用散布歧管沿横幅方向(x方向)散布多层料流410,并且接着在y方向对其进行压缩来减少多层料流410的厚度。每一个流可在横幅方向彼此基本上同时散布(如图示出),也可按顺序散布,或以两种方式的组合来进行散布。另外,所述流可基本上同时散布和组合,或者可按顺序进行散布和组合。
图9为沿图8中所示横截面C-C示出挤出模头403中的多层料流410的横截面图的概念图。多层料流410包括对应于由芯层408分离的第一流注包400与第二流注包402的部分。多层料流410的第一表皮层404处于第一流注包400与芯层408相反的侧上。相似地,多层料流的第二表皮层406处于第二流注包402与芯层408相反的侧上。
使用图8的构造,流注包组合器401就可在多层料流410通过挤出模头403沿横幅方向散布之前,将多层料流410的每一个部分的单独流(第一流注包400和第二流注包402、表皮层404和406以及芯层408)组合。在其它实施例中,流注包组合器401和挤出模头403可被构造成使得第一多层流注包400、第二多层流注包402、第一表皮层404、第二表皮层406及/或芯层408单独地在横幅方向散布并且一起组合形成多层料流410。
图10为示出实例流注包输送器413和挤出模头415的概念图。流注包输送器413和挤出模头415被构造成使得第一多层流注包412和第二多层流注包414在彼此组合形成多层料流416之前沿横幅方向散布。另外,可使用本文所述任何送料区块设备构造来产生第一多层流注包412和第二多层流注包414,但也可使用能够产生两个或更多个多层一次流注包的任何其它合适的构造。
如图10所示,流注包输送器部分413并未构造成组合第一多层流注包412和第二多层流注包414。相反,流注包输送器413限定第一流注包412和第二流注包414的流,使得所述流在流注包输送器413内保持彼此分开并且独立地递送到挤出模头415。在进入由料流的宽度和厚度限定的挤出模头415时,流注包412和414的流均具有大致矩形形状,其中该矩形形状的角可以被倒圆。在挤出模头415内,第一流注包412和第二流注包414接着在横幅方向散布(如,通过挤出模头415的散布歧管),并且还可在y方向进行压缩。这种散布及压缩在流彼此组合之前改变了流的宽度及厚度。在挤出模头415内单独地沿横幅方向散布之后,第一流注包412和第二流注包414彼此组合,以形成多层料流416。
挤出模头415可被构造用于按顺序或同时散布流注包412和414。在一些实施例中,可将第一流注包412和第二流注包414在横幅方向散布成基本上相同或不同的尺寸,即,第一流注包412和第二流注包414在沿横幅方向散布之后可具有基本上相同或不同的宽度。在一些实施例中,可在挤出模头415内将第一流注包412和第二流注包414散布至多层料流416所需的横幅宽度,以便在薄膜生产线10(图1)中位于下游的一个或多个设备进行进一步处理。
在一些实例中,横幅分布中的不均匀性可减少,方法是通过单独地散布第一流注包412和第二流注包414,而不是在彼此组合之后散布所述流注包。在一些情况下,在多个流注包以及任何额外层流(如,芯层流)的料流组合之后,速度分布的快速重置可能助长薄膜生产线10(图1)中生产的最终薄膜的横幅分布中的不均匀性。在其它情况下,所导致的剪切应力增加的可能性可使得一些层结构易于产生在料流组合在一起时引发的流动不稳定性,这种流动不稳定性的程度可取决于用来形成各自的层的处理条件和/或聚合物树脂。尽管在流注包在彼此组合之前未散布的情况下,流注包组合部分内的料流通道几何形状可进行调控以解决上述问题中的一个或多个,但不沿横幅方向散布就组合多层流注包以及任何额外层流的构造可能限制横幅层均匀性、最大处理速率和/或额外层(例如,将两个流注包分开的芯层)的厚度。
通过在组合各自的流之前在横幅方向散布第一流注包412和第二流注包414以及任何另外层(例如,图11中所示的芯层418),可导致改善的均匀性。例如,可使用单独的散布歧管来在横幅方向散布每一个流,而不是使用单个散布歧管来散布通过组合流注包412和414以及任何额外层所得的料流。因此,每一个单独歧管可针对每一个料流进行调整,方法是考虑对于每一个流而言可能较为独特的材料特性(如,黏度、弹性、密度)以及处理条件(如,流动速率、温度)。
图11为示出另一个实例流注包输送器417和挤出模头419的概念图。流注包输送器417和挤出模头419可与图10的流注包输送器413和挤出模头415类似。例如,流注包输送器417被构造用于将第一多层流注包412递送到与第二多层流注包414分开的挤出模头419,此时第一流注包412和第二流注包414在横幅方向独立地散布,并且接着彼此组合,以形成多层料流420的一部分。
然而,与图10中示出的不同,流注包输送器417也限定芯层418的流。芯层418的组成可与芯层408(图8)的组成基本上相同或类似。如图所示,芯层418被流注包输送器417递送到挤出模头419,挤出模头419处于第一流注包412与第二流注包414之间并且与第一流注包412和第二流注包414分开。挤出模头419接着在横幅方向散布芯层418并且也在y方向压缩芯层418。一旦重新取向,芯层418就与第一流注包412和第二流注包414组合,第一流注包412和第二流注包414中的每一个也在组合以形成多层料流420之前沿横幅方向散布。第一流注包412、第二流注包414及芯层418可彼此基本上同时地在挤出模头419内组合(如图11所示出)或可按顺序地组合,以形成多层料流420。
例如,在芯层418相对厚和/或由相对难以共挤出的材料构成时,可使用这样的构造,即芯层418在横幅方向散布并且接着与第一流注包412和第二流注包414组合。在图11中,可具体调整用于芯层418的散布歧管,以考虑芯层材料的特定速率和/或材料特性。这样,与将芯层418与流注包412和414的流共挤出的情况相比,可使用更宽泛范围的聚合物树脂材料来形成芯层418。这种构造可在料流以高剪切应力和/或延展速率结合时通过弹性树脂解决引发流动不稳定性的可能性。相似地,这种构造可解决不利的层重置问题,该问题可能是由多种树脂在相同歧管内散布而导致的,并且可能会因使用剪切致稀树脂而恶化。
图12为沿图11中所示横截面D-D示出挤出模头419中的多层料流420的横截面图的概念图。多层料流420包括对应于由芯层418分开的第一流注包412和第二流注包414的部分。在一些实例中,在流注包412和414可能彼此分开(如,在后拉幅操作中)以从单个多层料流420形成两个分开的多层薄膜的情况下,可将芯层418插入多层料流420中的第一流注包412与第二流注包414之间。在这种实例中,可选择芯层材料以便给第一流注包412和第二流注包414提供一定程度的粘附性,从而允许在随后的某个时间点(如,卷绕在辊26(图1)上之前)与芯层418分开。在其它实例中,可加入芯层418来增加所制备的薄膜的刚度,如,超过由第一流注包412和第二流注包414的组合所提供的刚度。
图13为示出实例流注包输送器422和挤出模头424的概念图。流注包输送器422和挤出模头424可与图10的流注包输送器413和挤出模头415类似。具体地讲,流注包输送器422被构造用于使第一多层流注包412、第二多层流注包414、芯层418的流彼此独立地递送到挤出模头424。然而,如图13所示,流注包输送器422也限定第一表皮层404和第二表皮层406的流,使得第一表皮层404和第二表皮层406在被递送到挤出模头424之前分别与第一流注包412和第二流注包414的流组合。表皮层404和406在流注包输送器422内分别与第一流注包412和第二流注包414组合之后,所得的流进入挤出模头424并在横幅方向散布。总的来说,三个分开的料流进入挤出模头424(即,第一流注包412/第一表皮层404、芯层418以及第二流注包414/第二表皮层406),所述三个分开的料流接着各自在横幅方向散布并且彼此组合,如图13示出。这样,流注包输送器422和挤出模头424被构造成使得各个料流中的一些料流在沿横幅方向散布之前彼此组合,而所述料流中的一些料流在沿横幅方向散布之后组合。
图14为沿图13所示出的横截面E-E示出挤出模头424中的多层料流426的实例横截面图的概念图。多层料流426包括对应于由芯层418分开的第一流注包412和第二流注包414的部分。多层料流426进一步包括对应于分别与第一流注包412和第二流注包414组合的第一表皮层404和第二表皮层406的部分,所述部分形成多层料流426的外层。
尽管图9、图12、图14所示实例多层料流相对于表皮层404和406基本上对称,但是也可构想其它实例。在一些实例中,流注包输送器可被构造成使得一个表皮层可设在多层料流的仅一侧上,一个以上的表皮层可在多层料流的任何给定侧上,及/或相同或不同数目的表皮层可在多层料流的每一个侧上。另外,甚至当多层料流中的表皮层的数目对称时,将每一个表皮层添加到多层料流时沿z方向的位置可彼此相同或不同。
图15为示出实例流注包输送器428和挤出模头430的概念图。流注包输送器428和挤出模头430可与图11的流注包输送器417和挤出模头419类似。例如,流注包输送器428被构造用于将第一多层流注包412、第二多层流注包414以及芯流418彼此独立地递送到挤出模头430。在挤出模头430内,第一流注包412、第二流注包414以及芯层418接着在横幅方向独立地散布并且接着彼此组合以形成多层料流436的部分。
然而,与图11中所示不同,流注包输送器428也限定第一表皮层432和第二表皮层434的流。第一表皮层432和第二表皮层434的组成可分别与第一表皮层404和第二表皮层406的组成基本上相同或类似(图8和图13)。如图所示,流注包输送器428将第一表皮层432和第二表皮层434的流与第一流注包412、第二流注包414以及芯层418独立地递送到挤出模头430。挤出模头430接着在横幅方向散布第一表皮层432和第二表皮层434,并且还在y方向以与第一流注包412、第二流注包414以及芯层418类似的方式压缩所述层。一旦在横幅方向散布,第一流注包412、第二流注包414、芯层418、第一表皮层432以及第二表皮层434就彼此组合,以形成多层料流436。可在挤出模头内基本上同时、按顺序或两者组合的方式组合第一流注包412、第二流注包414、芯层418、第一表皮层432以及第二表皮层434,以形成多层料流436。在一些实例中,可直接将芯层418、第一表皮层432以及第二表皮层434的流中的一个流或多个流添加到挤出模头430,而不是通过输送器428进行添加。
图16和图17为沿图15所示横截面F-F示出挤出模头430中的多层料流436的两个实例横截面图的概念图。图16和图17所示多层料流436的总体构造与图14所示多层料流426的总体构造基本上相同。例如,对应于第一流注包412和第二流注包414的部分由芯层418间隔,并且对应于第一表皮层432和第二表皮层434的部分分别与第一流注包412和第二流注包414组合,以形成多层料流436的外层。然而,与多层料流426(图14)不同,每一个部分(即,第一流注包412和第二流注包414、芯流418以及第一表皮层432和第二表皮层434中的每一个)在彼此组合以形成多层料流436之前沿横幅方向独立地散布。这样,可单独地控制多层料流436的分开部分中的每一个沿横幅方向散布的程度,进而允许实现每一个部分于组合之前在挤出模头430内的散布程度的更大灵活性。
如图16和图17所示,每一个部分(即,对应于第一流注包412和第二流注包414、芯流418以及第一表皮层432和第二表皮层434中的每一个的层)的厚度(y方向)可在多层料流内变化。图16示出这样的实例,即与第一流注包412和第二流注包414以及第一表皮层432和第二表皮层434的厚度相比,芯层418的厚度相对小。反之,图17示出这样的实例,即与第一流注包412和第二流注包414以及第一表皮层432和第二表皮层434的厚度相比,芯层418的厚度相对大。在图17中,与第一流注包412和第二流注包414的厚度相比,第一表皮层432和第二表皮层434也相对更薄。
在图16和图17中,多层料流436中的第一流注包412和第二流注包414、芯流418以及第一表皮层432和第二表皮层434的厚度相对于芯层418的中心是对称的。在其它实施例中,流注包输送器428和挤出模头430的构造可允许实现第一流注包412和第二流注包414、芯流418以及第一表皮层432和第二表皮层434的不对称厚度构造。例如,在多层料流436内,第一流注包412的厚度可不同于第二流注包414的厚度。另外或作为另外一种选择,在多层料流436内,第一表皮层432和第二表皮层434的厚度可彼此不同。
在任何情况下,在多层料流436内,第一流注包412和第二流注包414、芯流418以及第一表皮层432和第二表皮层434的厚度可相对于彼此而变化。通过在挤出模头430中沿横幅方向单独地散布第一流注包412和第二流注包414、芯流418以及第一表皮层432和第二表皮层434,多层料流436内的对应层的厚度及横幅宽度可独立地进行控制。这样,就可将每一个层的厚度控制为适用于多层料流436内的每一个层,使得由多层料流436产生的多层薄膜显示具有一种或多种所需特性。
本发明的各种实施例已进行描述。这些和其它实施例都在所附权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种用于制备多层薄膜的组件,包括:
第一流动通道,所述第一流动通道被构造用于接收第一一次流注包,所述第一一次流注包包括多个第一聚合物层;以及
第二流动通道,所述第二流动通道被构造用于接收第二一次流注包,所述第二一次流注包包括多个第二聚合物层,
其中所述第一流动通道和所述第二流动通道被构造用于沿横幅方向散布所述第一一次流注包和所述第二一次流注包中的至少一个,并且在所述第一一次流注包和所述第二一次流注包中的所述至少一个沿所述横幅方向散布之后,组合所述第一一次流注包和所述第二一次流注包,以形成包括所述多个第一聚合物层和所述多个第二聚合物层的多层料流,
其中所述第一流动通道包括第一散布歧管,所述第一散布歧管被构造用于沿所述横幅方向散布所述第一一次流注包,并且所述第二流动通道包括第二散布歧管,所述第二散布歧管被构造用于沿所述横幅方向散布所述第二一次流注包;并且
其中所述第一散布歧管和所述第二散布歧管设置在挤出模头中。
2.根据权利要求1所述的组件,还包括第三流动通道,所述第三流动通道被构造用于接收额外层流,其中所述第三流动通道被构造用于将所述额外层流与所述第一一次流注包和所述第二一次流注包组合,以形成所述多层料流。
3.根据权利要求2所述的组件,其中所述额外层流包括芯层流,所述芯层流用于在所述多层料流中的所述第一一次流注包和所述第二一次流注包之间形成芯层。
4.根据权利要求2所述的组件,其中所述额外层流包括至少一个表皮层流,所述至少一个表皮层流用于形成邻近所述第一一次流注包或所述第二一次流注包中的至少一个的至少一个表皮层。
5.根据权利要求2所述的组件,其中所述第三流动通道被构造用于在所述第一一次流注包或所述第二一次流注包中的至少一个沿所述横幅方向散布之前,将所述额外层流与所述第一一次流注包或所述第二一次流注包中的至少一个组合。
6.根据权利要求2所述的组件,其中所述第三流动通道被构造用于在所述额外层流与所述第一一次流注包和所述第二一次流注包组合之前,沿所述横幅方向散布所述额外层流。
7.根据权利要求1所述的组件,还包括:第一流注包生成器和第二流注包生成器,所述第一流注包生成器被构造用于产生具有第一横幅宽度的所述第一一次流注包;所述第二流注包生成器用于产生具有第二横幅宽度的所述第二一次流注包,其中所述第一流动通道被构造用于接收具有所述第一横幅宽度的所述第一一次流注包并且将所述第一一次流注包散布至大于所述第一横幅宽度的第三横幅宽度,以及所述第二流动通道被构造用于接收具有所述第二横幅宽度的所述第二一次流注包并且将所述第二一次流注包散布至大于所述第二横幅宽度的第四横幅宽度。
8.根据权利要求1所述的组件,其中所述第一一次流注包和所述第二一次流注包在彼此组合时具有基本上相同的横幅宽度。
9.根据权利要求1所述的组件,其中所述多层料流被制备成多层光学薄膜。
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