CN103687726B - 大尺寸聚合物片材与预制聚合物膜的流水线层合 - Google Patents

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Abstract

流水线层合大尺寸透明聚合物片材与预制聚合物膜以制造层合聚合物片材的方法。该预制聚合物膜可以为大尺寸聚合物片材提供一种或多种美观或功能元素。所得层合件与传统制备的层合件相比具有相等或提高的性能并可制成具有多种多样的最终用途的各种制品。

Description

大尺寸聚合物片材与预制聚合物膜的流水线层合
发明领域
本发明涉及在美观上和/或功能上改良大尺寸聚合物片材的方法和系统。
背景
大尺寸聚合物片材用于各种用途，包括新建和翻修建筑的室内装修（interiorfinishes）、产品展示和包装以及各种类型的标识。有几种技术用于装饰和/或在功能上改良聚合物片材。例如，可以在其挤出之前将添加剂如色母料（color concentrate）或UV稳定剂添加到聚合物熔体中或可以将一种或多种色料涂布、印刷或喷涂到最终聚合物片材上。可以在挤出后随着聚合挤出物冷却和硬化立即用专用辊进行其它改良技术，如压花。此外，装饰性或功能性（例如耐磨）膜可以用粘合剂分批层合或固定到冷却并已从挤出生产线上取下后的基底聚合物片材上。
装饰或以其它方式改良大尺寸聚合物片材的方法和系统通常需要延长的周期时间、专用设备和/或昂贵的添加剂和材料。因此，这些方法通常成本过高并且资本密集，尤其是对小型或中型生产规模而言。合格产品之间的长挤出过渡时间和修整废料的有限可循环性是普遍的。这些缺点不仅造成较高的废料量，还提高生产周期内的“停滞”时间量，由此使总生产率最小化和使成本最大化。工艺如压花所需的专用设备昂贵，在生产运行之间的切换通常耗时。一些添加剂，如UV稳定剂具有高的每单位成本，这在将添加剂本体加载到聚合物基片中而非涂施到聚合物基片上时提高总运行费用。其它添加剂，包括许多香料是热敏的并在生产过程中降解，这限制大多数传统方法的加工灵活性。
因此，需要一致地生产高品质的在美观和/或功能上改良的大尺寸聚合物片材的有效灵活的方法。该方法和相关系统优选使资本和运行成本最小化，同时降低制成的废料量并优化周期时间和过渡时间，由此使工艺吞吐量和总盈利能力最大化。
发明概述
本发明的一个实施方案涉及制造层合片材的方法。该方法包括将第一聚合材料挤出成大尺寸透明聚合物片材的步骤。该大尺寸透明聚合物片材具有至少40密耳的平均厚度和小于15%的浊度。该方法进一步包括将由第二聚合材料形成的预制聚合物膜流水线层合到大尺寸透明聚合物片材上由此提供层合聚合物片材的步骤。
本发明的另一实施方案涉及制造层合片材的方法。该方法包括将第一聚合材料挤出成具有至少40密耳的平均厚度的大尺寸聚合物片材的步骤。第一聚合材料选自共聚酯、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯（acrylics）。该方法进一步包括将由第二聚合材料制成的预制聚合物膜流水线层合到大尺寸聚合物片材上由此提供层合聚合物片材的步骤。
本发明的再一实施方案涉及制造层合聚合物片材的方法。该方法包括将第一聚合材料挤出成具有至少40密耳的平均厚度和至少80%的光透射率的大尺寸透明片材的步骤。该方法还包括使该大尺寸透明片材经过限定在第一和第二辊之间的辊隙的步骤和将由第二聚合材料形成的预制聚合物膜共进给至该辊隙的步骤。该共进给步骤包括使预制聚合物膜的接触表面与大尺寸透明片材的接触表面接触，由此形成层合聚合物片材。
附图简述
下面参照附图详细描述本发明的各种实施方案，其中：
图1是根据本发明的一个实施方案构造的挤出系统的局部示意性侧视图，其部分图解大尺寸聚合物片材与预制膜的流水线层合；
图2a是根据本发明的一个实施方案的挤出系统内所用的层合表面的局部示意性侧视图，其部分图解在预制膜和大尺寸片材经过辊时使用张力施加压缩层合力；
图2b是根据本发明的另一实施方案的挤出系统内所用的层合表面的局部示意性侧视图，其部分图解在预制膜和大尺寸片材经过平面时经由加压气体施加压缩层合力；
图2c是根据本发明的再一实施方案的挤出系统内所用的层合表面的局部示意性侧视图，其部分图解在预制膜和大尺寸片材经过辊时使用加压气体和张力施加压缩层合力；
图2d是根据本发明的再一实施方案的挤出系统内所用的层合表面的局部示意性侧视图，其部分图解在预制膜和大尺寸片材经过限定在辊之间的辊隙时通过上辊和下辊施加压缩层合力；
图3是图1中所示的挤出系统所用的流水线层合区的等距视图，其部分图解确保将预制膜适当共进给至限定在两个冷却辊之间的辊隙中的几种方法；
图4是作为共聚酯片的厚度的函数表示的通过共聚酯片与共聚酯膜的流水线层合形成的层合件的层合温度和粘合强度的图示；
图5是作为聚碳酸酯片的厚度的函数表示的通过聚碳酸酯片与聚碳酸酯膜的流水线层合形成的层合件的层合温度和粘合强度的图示；
图6是无保护共聚酯片、通过共挤制成的抗紫外线层合件和通过流水线层合制成的抗紫外线层合件的随暴露时间以颜色(b*)表示的耐候能力的图示比较，其部分图解共挤和流水线层合产品的功能相当性；且
图7是无保护共聚酯片、通过共挤制成的抗紫外线层合件和通过流水线层合制成的抗紫外线层合件的随时间以浊度百分比表示的耐候能力的图示比较，其部分图解共挤出和流水线层合产品的功能相当性。
详述
根据本发明的各种实施方案构造的方法和系统可用于在美观上和/或功能上改良大尺寸聚合物片材。根据一个实施方案，可以将预制聚合物改良膜流水线层合到大尺寸聚合物基片上，由此提供装饰或以其它方式改良的聚合物层合件。所得层合片材可用于下文更详细论述的各种最终用途。如本文所述的制造聚合层合件的方法或系统可表现出若干商业优点，包括例如与用于装饰大尺寸聚合物片材的传统方法相比使资本和/或运行成本最小化、提高产品品质、减少周期时间、优化库存量、减少工艺废料和/或提高工艺效率和灵活性。随着在下文中详细描述本发明的实施方案，可看出其它优点和益处。
根据本发明的实施方案构造的方法和系统可用于装饰或以其它方式在功能上改良由聚合物材料制成的大尺寸片材。本文所用的术语“聚合物”是指包含包括一个或多个重复单体单元的分子的任何材料。聚合物可以是天然或合成的，并可包括塑料或热塑性材料。可用于本发明的实施方案的聚合物可包含通过单一单体的聚合形成的均聚物或由两种或更多种不同单体的共聚形成的共聚物。在本发明的一个实施方案中，本文所用的聚合物可包含线型聚合物、交联聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、支化聚合物及其组合。在一个实施方案中，可用于本发明的聚合物可包含分别占聚合物总重量的0至10重量% (wt%)，例如0.01至5重量%，0.01至1重量%，0.05至5重量%，0.05至1重量%，或0.1至0.7重量%的具有3个或更多个羧基取代基、羟基取代基或其组合的一种或多种支化单体（在本文中也被称作支化剂）残基。在某些实施方案中，可以在该聚合物聚合之前和/或之中和/或之后添加该支化单体或支化剂。支化剂可用于支化聚合物或聚合物混合物。在一个实施方案中，本文所用的聚合材料不包括任何纸或箔材料。
层合的大尺寸聚合物片材可以由任何合适类型的聚合材料，包括芳族聚合物、脂族聚合物及其组合形成。适用于形成大尺寸聚合物片材的聚合材料的实例可包括，但不限于，聚酯和共聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETA)、聚(亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)（PCT）、酸改性的聚(亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)（PCTA）、二醇改性的聚(亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)（PCTG）和非晶聚对苯二甲酸乙二醇酯(APET)；聚氯乙烯(PVC)；聚碳酸酯(PC)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；抗冲改性的丙烯酸(IMA)；聚甲基甲基丙烯酰亚胺(PMMI)；苯乙烯-丙烯酸共聚物(SMMA)；苯乙烯-丁二烯共聚物和嵌段共聚物(SBS和SBCS)；苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)；聚苯乙烯(PS)；高抗冲聚苯乙烯(HIPS)；离聚物，如SURLYN™（可购自Du Pont）；无定形尼龙，如无定形聚酰胺(PA)；透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(TABS)；聚酰亚胺(PI)；聚醚酰亚胺(PEI)；聚醚砜(PES)；聚醚醚酮(PEEK)；聚砜(PSU)；聚苯基砜(PPSU)；透明聚丙烯(PP)；聚乙烯，如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMAC)和乙烯丙烯酸丁酯共聚物(EBAC)；环状聚烯烃，如环烯烃聚合物(COP)和环烯烃共聚物(COC)；热塑性聚氨酯(TPU)；纤维素塑料，如乙酸纤维素(CA)、乙酸丁酸纤维素(CAB)和乙酸丙酸纤维素(CAP)；二甘醇碳酸烯丙酯(allyl diglycol carbonate)(ADC)；聚丙烯酸酯，如U-100（可购自Unitika, Ltd.）；聚酯醚(TPE)；聚乳酸(PLA)；乙烯四氟乙烯(ETFE)；氟化乙烯丙烯(FEP)；全氟烷氧基(PFA)；聚乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)；氟化聚烯烃(PTFE)；双向拉伸聚合物，如boPET和boPP；多元醇；和它们的掺杂物（alloy）、共混物和/或其混合物。在一个实施方案中，用于形成该大尺寸聚合物片材的聚合材料可选自共聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯类及其组合。
在一个实施方案中，层合的聚合物片材可以是具有至少大约40密耳，至少大约60密耳或至少大约80密耳和/或不大于大约1英寸，不大于大约0.75英寸或不大于大约0.5英寸的厚度的大尺寸聚合物片材。该大尺寸片材也可以是透明聚合物片材以使该片材具有至少大约80%，至少大约85%或至少大约90%的平均光透射率(ASTM D 1003)。在另一实施方案中，该大尺寸透明聚合物片材可具有小于15%，小于10%，小于5%或小于1%的浊度(ASTM D1003)。
现在转向图1，提供根据本发明的一个实施方案制造大尺寸聚合物片材的挤出系统（例如挤出生产线）10的局部视图。挤出系统10包括用于将许多聚合物丸粒加热成聚合物熔体的熔体挤出机（未显示在图1），其随后如图1中所示在进入挤出模头12之前相继经过熔体泵和任选静态混合器（未显示在图1）。从模头14排出的聚合挤出物可随后送入限定在冷却辊组16的顶辊16a和中间辊16b之间的第一辊隙17a。尽管在图1中显示为包含三个辊，但应该理解的是，冷却辊组16可包括任何合适的辊数。例如，冷却辊组16可包括至少一个，至少两个或至少三个辊和/或不多于六个，不多于五个或不多于四个辊。此外，尽管图解为以下堆栈（downstack）构造布置（以使聚合物熔体向下行经冷却辊组16），还应该理解的是，冷却辊组16也可以以上堆栈（upstack）构造布置（以使聚合物熔体向上行经冷却辊组16）。此外，辊16a-c可以以固定堆栈（fixed stack）（以使辊16a-c无一可离开静止位置）或可调节堆栈（adjustable stack）（以使至少一个冷却辊16a-c可从一个位置移向另一个位置）布置。
如图1中所示，离开第一辊隙17a的聚合物熔体可随后经过中间辊16b的背面，接着进入限定在中间辊与底辊16b和16c之间的第二辊隙17b。离开第二辊隙17b的聚合物片材可随后经过底辊16c的正面，接着送往修整刀或产物片材辊（未显示在图1）以切割并包装或卷绕为离开挤出系统10的最终层合产品。
在图1中所示的本发明的一个实施方案中，在挤出系统10中制成的大尺寸聚合物片材可以与聚合物改良膜流水线层合，由此制造在美观上或功能上改良的聚合物层合件。本文所用的术语“流水线层合”是指在聚合物片材制造过程中沿挤出生产线在某一点进行聚合物基片的层合。例如，大尺寸聚合物片材的流水线层合可以在挤出模头14下游和将大尺寸片材切成独立片材的位置上游的任何位置进行。根据一个实施方案，大尺寸聚合物片材的流水线层合可以在紧邻冷却辊组16的一个或多个辊16a-c进行，而在另一实施方案中，大尺寸聚合物片材可以在冷却辊16a-c下游的位置流水线层合。下面详细论述根据本发明的实施方案构造的具体的流水线层合方法和系统。
在一个实施方案中，用于层合大尺寸基片的聚合物改良膜可以是预制聚合物膜。本文所用的术语“预制”是指在较早时间点和在一些情况中在不同的物理位置制成或形成。不同于传统的共挤出层合法，该预制聚合物膜可以在用于层合大尺寸聚合物片材之前形成、卷绕并任选运输和/或储存。该预制聚合物膜可以由任何合适的聚合材料，包括之前对大尺寸聚合物基片论述的那些形成。除上述材料名单外，该预制聚合物膜可以由热固性或交联聚合材料形成。用在该预制膜中的另一些合适的聚合物材料的实例包括，但不限于，聚酯或共聚酯、有机硅、环氧树脂、脲醛（urea formaldehyde）、酚醛（phenol formaldehyde）、三聚氰胺甲醛（melamine formaldehyde）和邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）。该预制聚合物膜和大尺寸聚合物片材可以由相同或不同的聚合材料形成。例如，在一个实施方案中，该膜和片材可各自包含共聚酯材料，而在另一实施方案中，该膜和片材可包含两种不同的材料，例如共聚酯片和聚氯乙烯膜。
该预制聚合物膜可以是适合为聚合物基片提供一个或多个美观和/或功能方面的任何膜。在一个实施方案中，该预制聚合物膜可选自有色膜、抗紫外线膜、耐候膜、抗菌膜、压花膜、耐磨膜、硬涂层膜、印刷膜、RF/EMI屏蔽膜、低辐射膜(low emissivity films)、红外波长吸收或反射膜、加香膜(fragranced films)、阻隔膜、金属化或镜面膜、自净或低表面能膜（例如包括具有和没有树枝状特征的那些）、耐涂写涂膜(graffiti-resistantfilms)、导电膜、用作裂纹扩展抑制层的膜及其组合。在另一实施方案中，该预制聚合物膜可选自有色膜、抗紫外线膜、抗菌膜及其组合。
该预制膜可包含单层膜（单层）或可以由两个或更多个在层合前粘合或以其它方式粘附在一起的膜层（多层）形成。在一个实施方案中，该预制膜还可包括任选粘合剂层或膜粘结层以进一步促进层合过程中和之后该膜与片材之间的粘合。预制聚合物膜可具有与聚合物基片基本相同的尺寸或可以比聚合物基片薄和/或窄。在一个实施方案中，该预制聚合物膜可具有至少大约0.05密耳，至少大约0.1密耳，至少大约0.5密耳或至少大约1密耳和/或不大于大约40密耳，不大于大约20密耳或不大于12密耳的厚度。根据一个实施方案，大尺寸片材与预制膜的平均厚度比可以为至少大约2:1，至少大约4:1或至少大约6:1和/或不大于大约500:1，不大于大约100:1，不大于大约50:1或不大于大约25:1。在一个实施方案中，该预制膜可以比大尺寸片材窄，以使该预制膜的总宽度为大尺寸聚合物片材总宽度的至少大约30%，至少大约50%或至少大约60%和/或不大于大约97%，不大于大约95%或不大于大约90%。在另一实施方案中，该预制膜可以与大尺寸片材相同宽度或更宽，以使该预制膜的总宽度为大尺寸聚合物片材总宽度的至少大约100%，至少大约110%或至少大约120%和/或不大于大约150%，不大于大约140%或不大于大约130%。
再回到图1，挤出系统10进一步包含流水线层合系统50，其包含膜辊52、任选定向辊18（其在一些实施方案中可以是加热辊）和铺展装置56（预制膜22在进入第二辊隙17b之前从其上经过）。随着预制膜22进入第二辊隙17b，预制膜22的至少一部分接触表面22a可随后在层合位置与大尺寸聚合物片材20的至少一部分接触表面20a接触，由此形成聚合层合件24。随后，聚合层合件24可随后在沿底辊16c传送时离开第二辊隙17b，接着如上所述送往进一步加工和/或储存。
在流水线层合系统50的运行过程中，希望确保预制膜22适当共进给到辊隙17b中，由此减少或最大限度减少或消除最终层合产品中的一种或多种类型的缺陷。在一个实施方案中，这可以至少部分通过使进给到辊隙17b中时的预制膜22上的张力保持至少大约7lbf，至少大约9 lbf或至少大约10 lbf和/或不大于大约14 lbf，不大于大约13 lbf或不大于大约12 lbf（用开始层合过程之前连接到膜末端上的手持张力计测量，且其中1 lbf等于4.448牛顿）来实现。可以使用任何合适的装置，包括例如如图3中所示通过制动机构62固定就位的非从动辊52。
在另一实施方案中，减少或最大限度减少皱纹的存在和/或确保预制聚合物膜22整个宽度上的均匀张力也有助于减少或最大限度减少所得聚合层合件24中的缺陷。如图3中描绘的一个实施方案所示，这可以至少部分通过使预制膜22在与大尺寸片材20共进给到辊隙17b中之前经过铺展装置56来实现。铺展装置56可以是能够保持预制膜22整个宽度上在横向中的均匀张力的任何固定或可调节的装置。其它合适的铺展装置的实例包括但不限于定向空气射流、桶形滚柱（crowned rollers）、角形辊（angled rollers）、旋转夹具、从动或非从动牵引进给装置及其组合。此外，通过在将该膜引入辊隙17b之前逐渐缩减预制聚合物膜22的前缘（leading edge），也可以在启动过程中使与皱纹或进给相关的缺陷最小化。可以通过例如如图3中的任选切线72a和72b所示切削该膜的角而逐渐缩减预制膜22的前缘。由于逐渐缩减预制膜22的前缘，该膜可以在流水线层合的初始阶段中更快更有效地引入辊隙17b中。
在一些实施方案中，希望在层合过程中控制聚合物膜与大尺寸聚合物片材之间的粘合程度。在一个实施方案中，可以至少部分通过调节一个或多个层合参数，包括例如压缩层合力的施加、压缩层合力的施加持续时间和/或在施加压缩层合力的位置（即层合位置）片材和/或膜接触表面的温度来实现这样的控制。在一个实施方案中，通过调节一个或多个这些层合参数，可以确定合适的“层合范围”，在其内可制成具有所需最终性质的层合件。现在详细论述根据一个或多个本发明的实施方案调节这些层合参数的具体方法。
在一个实施方案中，可以通过调节在层合位置在膜和/或片材上施加压缩层合力的量级和/或方法来控制大尺寸聚合物片材与预制聚合物膜之间的粘合程度。本文所用的术语“压缩层合力”是指在膜和/或片材的各自接触表面测得的在层合过程中在膜和/或片材上施加的力或压力。根据一个实施方案，施加的压缩层合力可以为至少大约5磅/平方英寸(psig)，至少大约15 psig，至少大约25 psig或至少大约50 psig和/或不大于大约250psig，不大于大约200 psig或不大于大约150 psig，其中1 psig等于6,894.8帕斯卡。
可以通过膜或片材张力和/或辊或流体压缩施加压缩层合力，并可以在大尺寸聚合物片材经过位于挤出生产线上的某一点的层合（或冷却）表面时施加。如图2a和2c中所示，在一个实施方案中，可以使用膜122、片材120和层合件124的张力施加至少一部分压缩层合力。在图2b和2c中所示的另一实施方案中，可以使用外力，如通过一个或多个喷嘴150排出的加压气体（例如空气）施加至少一部分压缩层合力。在图2d中所示的再一实施方案中，可以在该方法内的某一位置（如限定在辊116b和116c之间的辊隙117所示）使用物理零件或设备件，如辊施加至少一部分压缩层合力。在再一实施方案（未显示）中，可以在该膜和片材在一对延展的上和下压缩表面（各自构造成以与膜和片材运行方向平行的方向运行）之间经过并接触时施加至少一部分压缩层合力。在这种实施方案中，顶面和底面可用于在该膜和/或片材上施加大致垂直取向的压缩力以形成所得层合片材。在施加层合力时，预制膜和/或大尺寸片材可经过任何合适类型的层合表面，例如辊或其它弯曲层合表面（如图2a、2c和2d中所示）或基本平面（如图2b中所示）。
施加的压缩层合力的量可变，部分取决于片材与膜在层合位置的接触持续时间。根据一个实施方案，上述压缩层合力可施加至少大约0.5秒，至少大约1秒或至少大约2秒和/或不多于大约30秒，不多于大约20秒，不多于大约15秒或不多于大约10秒的层合期。在一些实施方案中，该压缩层合力可施加至少大约1分钟，至少大约2分钟或至少大约5分钟，取决于用于施加压缩力的具体方法和/或辊直径。此外，可以如下文详细论述根据具体层合温度调节层合持续时间。
层合温度是指在层合位置的膜接触表面和/或片材接触表面的温度。在一个实施方案中，可以保持层合温度以使在层合位置的膜或片材接触表面的温度等于或高于各自的聚合材料的玻璃化转变温度（ASTM D 3418）。例如，在该片材由第一聚合材料（例如共聚酯）形成且该膜由第二聚合材料（例如聚碳酸酯）形成的一个实施方案中，当预制膜和大尺寸片材各自的表面在层合位置接触时，片材接触表面的温度可以等于或高于第一聚合材料（例如共聚酯）的玻璃化转变温度，和/或膜接触表面的温度可以等于或高于第二聚合材料（例如聚碳酸酯）的玻璃化转变温度。在另一些实施方案中，在层合位置接触时，膜和片材接触表面都等于或高于相应的聚合材料的玻璃化转变温度。
根据一个实施方案，在层合位置的片材和/或膜接触表面的温度可以为至少大约275℉，至少大约300℉或至少大约325℉和/或不大于大约675℉，不大于大约650℉或不大于大约625℉。在本发明的一些实施方案中，在层合位置的片材接触表面的最低温度可以为至少大约275℉，至少大约300℉或至少大约325℉和/或不大于大约430℉，不大于大约425℉或不大于大约400℉，这不同于通常将该膜加热至至少450℉的最低温度的传统（例如共挤出）方法。由于这种较低的最低层合温度，本发明的方法和系统可以在“更宽”层合范围内运行，由此使成本最小化。此外，在一些实施方案中，较低层合温度的适用性可以为某些材料提供更宽的层合范围，由此提高加工灵活性。
可以使用任何合适的方法将片材的接触表面的温度控制在所需范围内。例如，在一个实施方案中，可以通过调节一个或多个挤出参数来控制片材接触表面的温度。挤出参数的实例包括，但不限于，挤出（熔体）温度、聚合挤出物的厚度、聚合物片材在一个或多个冷却辊上的停留时间（例如包角（wrap angle）和/或可调节堆栈型式的辊的取向）、经过一个或多个冷却辊的热交换流体的温度和/或聚合物片材的挤出速度。通过调节一个或多个这些挤出参数，可以按需要提高或降低大尺寸聚合物片材的温度。
在另一实施方案中，可以使用一个或多个在线加热器（大致如图1中的任选在线加热装置25所示）提高大尺寸聚合物片材的接触表面的温度。在线加热装置25可以是使用一个或多个热源的任何合适的加热装置。例如，在一个实施方案中，加热装置25可以使用红外（IR）热源、介电或微波热源、对流热源、传导热源、辐射热源和/或反应性热源。此外，在线加热装置25可以采用任何合适类型的直接或间接传热机制预热该大尺寸聚合物片材。合适的在线加热装置和方法的实例包括但不限于加热辊或其它零件、通过对流传热加热片材的在线烘箱、通过IR辐射或微波能加热片材的在线加热器、在片材中使用通过放热反应加热聚合物材料的化学反应性添加剂和使片材表面与加热液体（例如粘合剂）、加热气体或直接火焰接触。在单挤出系统中可以使用任何合适数量或构造的在线加热装置以实现上述层合温度。
在另一实施方案中，在层合之前在大致环境温度的至少一部分预制聚合物膜也可以在层合位置接触大尺寸片材之前预热。尽管希望在接触大尺寸片材之前使预制膜的温度保持低于其玻璃化转变温度，将该膜的接触表面预热至其玻璃化转变温度的大约100℉内，大约50℉内，或大约20℉内的温度在一些实施方案中是有利的。该预制膜可以以许多方式预热。在一个实施方案中，可以通过沿划定接触辊隙的冷却辊之一（例如图1中的冷却辊16c）的背面保持至少大约1英寸，至少大约1.5英寸或至少大约2英寸和/或不大于大约5英寸，不大于大约4或不大于大约3.5英寸包裹（wrap）和/或通过与一个或多个任选定向辊（例如图1中的辊18）（其在一些实施方案中可以是加热辊）接触来预热膜的接触表面。根据一个实施方案，在层合位置接触时，高温大尺寸片材也可用于加热膜表面，因为膜的表面温度比片材的表面温度低至少大约10℉，至少大约25℉，至少大约50℉，至少大约100℉或至少大约150℉。尽管在层合位置与片材表面接触时可进一步提高膜接触表面的温度，在一些情况中希望避免膜和片材在层合位置之前直接接触，以使操作问题（例如粘着）和/或一种或两种材料的缺陷最小化。
在本发明的一个实施方案中，可以至少部分通过构造该膜和片材的聚合材料的选择来控制大尺寸聚合物片材与预制聚合物膜之间的粘合程度。例如，在一个实施方案中，为膜和片材选择彼此高度混溶的聚合材料有助于促进层合过程中膜与片材之间的接触界面处的“聚合物链缠结”。尽管不希望受制于理论，但相信，当各材料等于或高于其玻璃化转变温度时，当一种聚合材料的分子跨过膜-片材界面移动或扩散到另一聚合材料中时，会发生聚合物链缠结。选择具有高度混溶性的片材和膜材料在一些实施方案中可增强一种材料扩散到另一种中，由此在固化时增强膜与片材之间的粘合。在一个实施方案中，为膜和片材选择的聚合材料可具有在彼此的大约5 MPa0.5内，大约3 MPa0.5内或大约2 MPa0.5内的Hansen溶解度参数。测量给定材料的Hansen溶解度参数的方法可见于在hansen-solubility.com在线检索的Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP), 第3版（2010年3月）。
通过挤出系统10制成的最终聚合物层合件可具有与通过传统方法，如共挤制成的类似聚合物层合件相等或甚至更优异的性质。例如，在一个实施方案中，如本文所述制成的聚合层合件可具有至少大约5磅力/英寸(lbf/in)，至少大约10 lbf/in，至少大约15 lbf/in，至少大约20 lbf/in，至少大约25 lbf/in或至少大约30 lbf/in的通过180°剥离强度试验(ASTM D 903)测得的粘合强度，其中1 lbf/in等于175.13 N/m。此外，根据本发明的实施方案制成的聚合层合件也可用于掩盖、遮蔽或甚至消除在层合前存在于预制聚合物膜和/或大尺寸聚合物片材中的各种类型的审美缺陷。例如，在一个实施方案中，具有不合格颜色的大尺寸片材可以与有色预制聚合物膜流水线层合以制造品质合适的最终聚合物层合件。当大尺寸聚合物片材包括消费后或工业后再循环（废）聚合物，这特别有用。在另一实施方案中，在大尺寸聚合物片材的流水线层合过程中可以掩盖或从最终聚合物层合件中甚至几乎消除预制膜中存在的一个或多个美观缺陷（例如附聚颜料等）。
一旦从挤出系统10中移除，制成的层合聚合物片材可以成型或加工成各种层合制品，包括但不限于，运输相关制品、住宅和/或商业建筑相关的制品、农业相关制品、能量相关项目、工业和政府使用的项目、标识和室外板（exterior paneling）。合适的制品的具体实例包括但不限于街道设施（例如公共汽车候车亭）、滑雪车、运输车辆（例如公共汽车、火车和轿车）的内部部件、天窗、热成型整体浴室和相关设备、温室玻璃窗、槽和水培园艺用的其它设备、光电池、用于收集和利用太阳能的抛物柱面镜和热水器外壳、菲涅尔透镜、光致发光标志、外墙包层、防护窗板（例如飓风遮板）、防涂鸦板、高尔夫球车挡风玻璃、排气扇盖、吊扇罩、重型设备控制面板（例如gauges等）盖、重型设备驾驶室窗玻璃、船用玻璃、tear-off windshields、轿车和其它交通工具的车身板或窗、吊顶板、照明器材、零售销售点展示器、办公室隔间隔墙、隔音板和隔音墙、吧台板或台面板、电梯厢、体育纪念品、隐秘窗（privacy windows）、电话亭、水壁、墙面处理、地板，包括瓷砖和楼梯/台阶防滑踏面、扶手面板（栏杆）、软质或硬质墙面材料，包括具有任选背光的装饰性墙板、护角、columnswraps和通道、天花板、天花板装饰件、多壁或瓦楞屋顶结构、排烟道、雨篷、温室、桌面、椅子、橱柜、门板、搁架、键盘、托盘、电脑支架、椅垫、热水浴缸、镇流器外壳、照明开关、出口/应急指示牌、HVAC外壳、户外照明、微波外壳、器具面板、窗玻璃、百叶窗、农业大棚、贴边、模制品、狗门、狗屋、杂物箱、喂饲盘、奶牛踢板、玻璃代用品、炉后挡板、浴盆或淋浴房等。
本发明还包括下列第1-33项中阐述的下列实施方案：
1. 制造层合片材的方法，所述方法包括：(a) 将第一聚合材料挤出成具有至少40密耳的平均厚度和小于15%的浊度的大尺寸透明聚合物片材；和(b) 将由第二聚合材料形成的预制聚合物膜流水线层合到所述大尺寸透明聚合物片材上以由此提供层合聚合物片材。
2. 第1项的方法，其中所述流水线层合包括在层合位置使所述预制聚合物膜的膜接触表面与所述大尺寸透明聚合物片材的片材接触表面接触，其中在所述层合位置的所述片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度和/或在所述层合位置的所述膜接触表面的温度等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度。
3. 第2项的方法，其中所述第一和所述第二聚合材料具有在彼此的5 MPa0.5内的Hansen溶解度参数值。
4. 第3项的方法，其中在所述层合位置的所述片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度且在所述层合位置的所述膜接触表面的温度等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度。
5. 第1项的方法，其中所述流水线层合包括在层合位置使所述预制聚合物膜的膜接触表面与所述大尺寸透明聚合物片材的片材接触表面接触，其中所述片材接触表面和所述膜接触表面各自具有至少275℉和不大于675℉的在所述层合位置的温度，其中所述流水线层合包括在所述层合位置施加至少2磅/平方英寸（表压）（psig）的压缩层合力，其中所述层合力施加不大于30秒的层合时间。
6. 第5项的方法，其中通过使所述大尺寸透明聚合物片材和所述预制聚合物膜经过限定在两个辊之间的辊隙，施加至少一部分所述压缩层合力。
7. 第1项的方法，其中步骤(b)的所述流水线层合包括使所述预制聚合物膜上保持至少7磅力(lbf)和不大于14 lbf的张力。
8. 第1项的方法，进一步包括将所述预制聚合物膜的接触表面从大约环境温度加热至等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度的温度。
9. 第1项的方法，进一步包括在步骤(b)的所述流水线层合之前预热至少一部分所述大尺寸透明聚合物片材和/或所述预制聚合物膜，其中至少一部分所述预热使用在线热源进行。
10. 第1项的方法，其中所述预制聚合物膜包含一个或多个聚合膜层并具有不大于40密耳的总平均厚度。
11. 第1项的方法，其中所述预制聚合物膜选自有色膜、抗紫外线膜、耐候膜、抗菌膜、压花膜、耐磨膜、硬涂层膜、印刷膜、RF/EMI屏蔽膜、低辐射膜、红外波长吸收或反射膜、加香膜、阻隔膜、金属化或镜面膜、自净或低表面能膜、防涂鸦涂膜、导电膜、用作裂纹扩展抑制层的膜及其组合。
12. 第1项的方法，其中所述预制聚合物膜选自有色膜、抗紫外线膜、抗菌膜及其组合。
13. 第1项的方法，其中所述第一聚合材料选自聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、共聚酯及其组合。
14. 第1项的方法，其中所述第一聚合材料和第二聚合材料都是共聚酯。
15. 制造层合片材的方法，所述方法包括：(a) 将第一聚合材料挤出成具有至少40密耳的平均厚度的大尺寸聚合物片材，其中所述第一聚合材料选自共聚酯、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯；和(b) 将由第二聚合材料制成的预制聚合物膜流水线层合到所述大尺寸聚合物片材上以由此提供层合聚合物片材。
16. 第15项的方法，其中所述大尺寸聚合物片材具有至少80%的光透射率。
17. 第15项的方法，其中步骤(b)的所述流水线层合包括在层合位置使所述预制聚合物膜的接触表面与所述大尺寸聚合物片材的接触表面接触，其中在所述层合位置的所述片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度和/或其中在所述层合位置的所述膜接触表面的温度等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度。
18. 第17项的方法，其中所述片材接触表面和所述膜接触表面各自在所述层合位置具有至少275℉和不大于675℉的温度。
19. 第15项的方法，其中所述第一和/或第二聚合材料是共聚酯材料。
20. 第15项的方法，进一步包括在步骤(b)的所述流水线层合的至少一部分过程中使所述预制聚合物膜上保持至少7 lbf和不大于14 lbf的张力。
21. 第15项的方法，其中所述层合位置是限定在第一和第二辊之间的辊隙，其中所述大尺寸聚合物片材在步骤(a)的所述挤出后经过所述第一辊和/或所述第二辊。
22. 第15项的方法，其中所述预制聚合物膜包含一个或多个热塑性膜层并具有至少0.1密耳和不大于40密耳的总平均厚度。
23. 第15项的方法，其中所述预制聚合物膜选自有色膜、抗紫外线膜、耐候膜、抗菌膜、压花膜、耐磨膜、硬涂层膜、印刷膜、RF/EMI屏蔽膜、低辐射膜、红外波长吸收或反射膜、加香膜、阻隔膜、金属化或镜面膜、自净或低表面能膜、防涂鸦涂膜、导电膜、用作裂纹扩展抑制层的膜及其组合。
24. 第15项的方法，其中所述层合聚合物片材具有至少10 lbf/in的平均粘合强度。
25. 制造层合聚合物片材的方法，所述方法包括：(a) 将第一聚合材料挤出成具有至少40密耳的平均厚度和至少80%的光透射率的大尺寸透明片材；(b) 使所述大尺寸透明片材经过限定在第一和第二辊之间的辊隙；和(c) 将由第二聚合材料形成的预制聚合物膜共进给至所述辊隙，其中所述大尺寸透明片材的所述平均厚度与所述预制聚合物膜的所述平均厚度的比率为至少2:1，其中所述共进给包括使所述预制聚合物膜的接触表面与所述大尺寸透明片材的接触表面接触，以由此形成层合聚合物片材。
26. 第25项的方法，其中在所述辊隙处的片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度，其中所述预制聚合物膜包含粘合剂表面和/或膜粘结层。
27. 第25项的方法，其中在所述辊隙处的片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度。
28. 第27项的方法，其中所述预制聚合物膜在大约环境温度下进给至所述辊隙，其中通过在所述辊隙处与所述片材接触，将所述预制聚合物膜加热至等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度的温度。
29. 第25项的方法，其中在所述辊隙处的片材接触表面的最低温度为至少275℉和不大于440℉。
30. 第25项的方法，其中所述第一聚合材料选自共聚酯、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯，其中所述预制聚合物膜包含一个或多个热塑性膜层并具有小于40密耳的总平均厚度。
31. 第25项的方法，其中所述第一和所述第二聚合材料都是共聚酯。
32. 第25项的方法，其中步骤(c)的所述共进给包括使所述预制聚合物膜上保持至少7 lbf和不大于14 lbf的张力，其中步骤(c)的共进给包括在所述辊隙处的所述接触之前使至少一部分所述预制聚合物膜经过铺展装置，其中所述铺展装置选自凸撑杆（convexspreader bar）、定向空气射流、桶形滚柱、角形辊、旋转夹具、从动或非从动牵引进给装置及其组合。
33. 第25项的方法，其中所述预制聚合物膜选自有色膜、抗紫外线膜、耐候膜、抗菌膜、压花膜、耐磨膜、硬涂层膜、印刷膜、RF/EMI屏蔽膜、低辐射膜、红外波长吸收或反射膜、加香膜、阻隔膜、金属化或镜面膜、自净或低表面能膜、防涂鸦涂膜、导电膜、用作裂纹扩展抑制层的膜及其组合。
通过下列实施例进一步例示和描述本发明的各种方面。但应该理解的是，除非另行明确指示，这些实施例仅用于举例说明而无意限制本发明的范围。
实施例
实施例1和2显示片材厚度和层合温度对所得聚合层合件的粘合强度的影响。在实施例1中，几个大尺寸共聚酯基片与预制共聚酯膜流水线层合，而在实施例2中，将预制聚碳酸酯膜流水线层合到厚度不同的几个聚碳酸酯片材。在所得层合件上进行的剥离强度粘合试验表明，在较高温度下层合的较高厚度的片材表现出比在较低温度下层合的那些高的粘合强度。
实施例3比较几种抗紫外线层合件的耐候能力，包括在功能上使用传统共挤出技术改良的对比共聚酯基片和本发明的流水线层合的共聚酯基片。如图6和7中的结果所示，本发明的改良基片在功能上相当于（即使不是优于）传统制备的层合件。预测性实施例4至9示范流水线层合法的几种具体类型和用途，包括大尺寸片材与预制改良膜（包括有色膜、纹理化膜、印刷膜和硬涂层膜）的层合。
实施例1: 共聚酯片与共聚酯膜的流水线层合
将Spectar™共聚酯树脂（可购自Eastman Chemical Company）的丸粒样品在145℉的温度下干燥8小时。然后使用L/D为32:1的3.5英寸通风BREYER挤出生产线将干燥树脂挤出成透明共聚酯片。挤出条件包括反向温度分布，第一区温度设定点为475℉，第七区温度设定点为420℉。离开挤出机的聚合物熔体具有通过带有K型热电偶的手持DIGI-SENSE温度计测得的510℉的温度。使用54英寸衣架型摸头（coat hanger die）以900磅/小时（lb/h）的速率挤出聚合物熔体。然后将该熔体输送到三辊可调节上堆栈（upstack）的最下方辊上，设定第三个（顶部）辊以围绕中间辊实现213°的包裹（wrap）。
大致如上所述用各种片材厚度进行一系列实验（例如流程A – F）以测定片材厚度对层合温度和最终层合件的粘合强度的影响。在各运行过程中，将由Spectar™共聚酯树脂预制的0.010英寸厚的共聚酯膜共进给到该辊组在中间辊与上辊之间的第二辊隙中并构造成接触共聚酯片的热侧。使用CRAFTSMAN红外线温度计(Model No. 50466)测量进入第二辊隙的片材温度并记录。在为下一实验调节片材厚度之前，获得一个流程的多个层合样品。
然后使用根据ASTM D 903的180°剥离强度试验测试由各流程A至F获得的层合样品的粘合强度。在一部分膜与片材之间设置离型膜以为随后的剥离试验建立“预裂纹(pre-crack)”位置，由此形成的层合件切成测得为1英寸 × 12英寸的条带。在各样品上进行剥离强度试验并使用具有MTS ReNew界面的INSTRON Model 5565 Universal TensileTesting Machine，其使用5kN测力计和12英寸/分钟的十字头移动速度。除碎裂而非层离的来自流程E和F的样品外，下表1中概括的各流程的剥离强度值是排除初始峰的稳态剥离强度值的平均值。
表1: 层合温度对PETG膜在PETG片材上的粘合强度的影响
流程 片材厚度 (in) 片材层合温度 (℉) 粘合 (lbf/in)
A 0.091 252 < 1
B 0.110 277 < 1
C 0.130 297 3.2
D 0.149 306 14.3
E 0.170 325 30.4
F 0.191 336 31.5
如表1中所示，使用较厚共聚酯片的实验流程能够实现较高层合温度。此外，使用较厚共聚酯片的这些流程产生具有比使用较薄共聚酯片的流程高的粘合的共聚酯层合件。
图4是表1中提供的数据的概览图。通过层合温度 vs 厚度数据（在图4中作为菱形显示）的线性回归和对粘合 vs 厚度数据（在图4中作为正方形显示）施加多项式拟合，代数推导表示粘合(A) vs 层合温度(T)的下列方程：
A = -398981((T – 184.15) / 818.17)4+ 1680368((T – 184.15) / 818.17)3 –318157((T – 184.15) / 818.17)2 + 25982((T – 184.15) / 818.17) – 775.62(Eq.1)。
假设最低可接受粘合强度的几个值并代入上文推导的方程中，其随后迭代求解。根据最低粘合强度，最低预测层合温度和最低预测片材厚度的所得值概括在下表2中。
表2: 在各种粘合强度下对回归方程(1)的迭代求解
粘合值 (lbf/in) 预测层合温度 (℉) 预测片材厚度 (in)
5 294 0.134
10 302 0.143
15 307 0.150
因此，如表2中所示，为了实现5至15 lbf/in的最低粘合值，共聚酯(PETG)基片的厚度必须为大约0.134至0.150英寸，并在上述挤出条件组合下在294℉至307℉的最低温度下流水线层合。
实施例2: 聚碳酸酯膜和聚碳酸酯片的流水线层合
用Makrolon® 1804聚碳酸酯树脂丸粒（可购自Bayer Material Science）在下列差别下重复实施例1中所述的程序。聚碳酸酯丸粒最初在220℉的温度下干燥8小时，挤出条件包括反向温度分布，第一区温度设定点为550℉，第七区温度设定点为525℉，这导致595℉的聚合物熔体温度。设定可调节上堆栈（upstack）的第三冷却辊以在中间辊上实现118°的包裹（wrap），以产生无卷曲或片材应力的聚碳酸酯片。进行流程G – J以测定片材厚度对层合温度和所得层合件的粘合的影响。如上文在实施例1中所述测量粘合。所有样品层离；无碎裂。流程G - J的结果概括在下表3中。
表3: 层合温度对聚碳酸酯膜在聚碳酸酯片上的粘合强度的影响
流程 片材厚度 (in) 片材层合温度 (℉) 粘合 (lbf/in)
G 0.107 408 < 1
H 0.142 431 < 1
I 0.168 439 5.6
J 0.188 452 18.5
如表3中所示，使用较厚聚碳酸酯片的实验流程实现较高层合温度。此外，使用较厚聚碳酸酯片的实验流程产生具有比使用较薄聚碳酸酯片的那些高的粘合的层合件。
图5是表3中提供的数据的概览图。通过层合温度 vs 厚度数据（在图5中作为菱形显示）的线性回归和对粘合 vs 厚度数据（在图5中作为正方形显示）施加多项式拟合，代数推导表示粘合(A) vs 层合温度(T)的下列方程：
A = -89817((T – 353.33) / 523.44)3+ 34553((T – 353.33) / 523.44)2 –4399.7((T – 353.33) / 523.44) – 184.2(Eq. 2)
假设最低可接受粘合强度的几个值并代入上文推导的方程中，其随后迭代求解。根据最低粘合强度，最低预测层合温度和最低预测片材厚度的所得值概括在下表4中。
表4: 在各种粘合强度下对回归方程(2)的迭代求解
粘合值 (lbf/in) 预测层合温度 (℉) 预测片材厚度 (in)
5 440 0.166
10 446 0.177
15 450 0.184
因此，如表4中所示，为了实现5至15 lbf/in的最低粘合值，如本文所述的聚碳酸酯基片的厚度必须为大约0.166至0.184英寸，并在上述挤出条件组合下在440℉至450℉的温度下流水线层合。
实施例3: 各种抗紫外线层合件的耐候能力的比较
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。所得基片与由Spectar UV™树脂预制的透明0.005英寸厚膜流水线层合。所得层合件——在表5和6中标作本发明的层合件M，与无保护Spectar™片材（对比片材K）和具有3密耳共挤出Spectar UV™覆盖层的Spectar™片材（对比层合件L）一起在QUV 340机器(ASTMG 154 Cycle 1)中人工风化。预制膜未从本发明的层合件M层离，该层合件M以与共挤出对比层合件L类似的方式风化。以b*颜色(ASTM D 2244；CIELAB, D65, 10°)和浊度(ASTM D1003)表示的结果概括在下表5和6中并作为图6和7图示。
表5: 层合件K-M的耐候结果(b*颜色)的比较
表6: 层合件K-M的耐候结果（浊度）的比较
如表5和6中的b*颜色和浊度结果所示，当暴露于紫外线辐射4,000小时时，通过基片与预制抗紫外线膜的流水线层合形成的本发明的层合件M显示至少在功能上相当于（即使不是优于）通过共挤出形成的对比层合件L。
实施例4（预测性）: 片材与有色膜的流水线层合
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。通过将色母料添加到在卫星挤出机（satellite extruder）中加工的类似聚合物熔体中以将0.005英寸厚的有色层共挤到该透明片材上，制造对比有色层合件。在比较所得有色层合件时，确定对比共挤出有色层合件在生产效率方面不如本发明的流水线层合的有色层合件合意，因为从共挤出层合件上除下的修边料也有色。因此，来自共挤出层合件的修边料的可循环性较低并造成额外的不合格产物废料。此外，在生产流程完成后，在开始下一生产流程之前，必须从卫星挤出机中清除色母料，这造成长过渡期和大量不合格材料。
实施例5: 受损膜的流水线层合以掩盖缺陷
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。制造具有0.002英寸的标称厚度并由Spectar™共聚酯树脂制成的黑色膜。表现出黑色颜料在聚合物基片中的差分散的该膜在目测时包括数个硬的针点缺陷（指示附聚颜料）。然后将该有缺陷的有色膜流水线层合到透明大尺寸片材上。在透过该透明片材观察时，所得层合件的随后目测没有显示针点缺陷迹象。因此，透明大尺寸片材与劣质膜的流水线层合可用于掩盖层合前的膜（或甚至片材）中存在的预存美观缺陷。因此，本文所述的方法能用低成本、低品质或甚至不合格（或废弃）的膜材料流水线层合以形成具有足够品质的最终产物，由此提高灵活性和使成本最小化。
实施例6: 片材与纹理化/压花膜的流水线层合
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。将具有0.005英寸厚度的由Spectar™共聚酯制成的纹理化膜流水线层合到该透明大尺寸片材上。尽管层合温度高到足以促进膜与片材之间的合意粘合，但不破坏纹理并在最终聚合层合件中仍可见。因此，通过流水线层合可以实现大尺寸片材的压花或纹理化，而不使用资本密集的压花设备或更换压花辊所需的停工时间。
实施例7（预测性）: 片材与印刷膜的流水线层合
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。具有0.005英寸厚度的由Spectar™共聚酯制成的印刷膜在流水线层合过程中取向以使图像在膜接触表面上。印刷图像在所得层合件上透过该透明片材可见，这有效防止膜上印刷的图像随后划伤或发生其它损伤。
实施例8（预测性）: 片材与硬涂布膜的流水线层合
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。将具有0.005英寸厚度的由Spectar™共聚酯制成的硬涂布膜流水线层合到该透明大尺寸片材上。不同于包括硬涂布（hard coating）整个大尺寸聚合物片材的传统硬涂布法，这种方法更快，更便宜并更有效。
实施例9: 共聚酯片与印刷PVC膜的流水线层合
如实施例1中所述挤出具有0.190英寸标称厚度的Clear Spectar™共聚酯大尺寸片材。将印有木纹图案并具有0.005英寸厚度的由聚氯乙烯（PVC）制成的膜流水线层合到该透明大尺寸片材上。尽管该膜和片材由不同类型的聚合材料制成，由于Spectar™共聚酯与PVC的可混溶性和所选层合温度，不使用粘合剂就可获得充足粘合。
上述本发明的优选形式仅用作举例说明，并且不应在限制意义上用于解释本发明的范围。本领域技术人员容易在不背离本发明的精神的情况下对上述示例性实施方案作出明显修改。
本发明人特此声明他们意图依赖等同原则确定和评估本发明的合理范围，其涉及未实质性背离但在下列权利要求中阐述的本发明的字面范围外的任何装置。

Claims (20)

1.制造层合片材的方法，所述方法包括：
(a) 将第一聚合材料挤出成具有至少1.016mm（40密耳）的平均厚度和小于15%的浊度的大尺寸透明聚合物片材；和
(b) 将由第二聚合材料形成的预制聚合物膜流水线层合到所述大尺寸透明聚合物片材上以由此提供层合聚合物片材，其中所述预制聚合物膜包含一个或多个聚合膜层并具有至少0.00254mm(0.1密耳)和不大于1.016mm(40密耳)的总平均厚度。
2.制造层合片材的方法，所述方法包括：
(a) 将第一聚合材料挤出成具有至少1.016mm(40密耳)的平均厚度的透明大尺寸聚合物片材，其中所述第一聚合材料选自共聚酯、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯；和
(b) 将由第二聚合材料制成的预制聚合物膜流水线层合到所述大尺寸聚合物片材上以由此提供层合聚合物片材，其中所述预制聚合物膜包含一个或多个聚合膜层并具有至少0.00254mm（0.1密耳）和不大于1.016mm（40密耳）的总平均厚度。
3.制造层合聚合物片材的方法，所述方法包括：
(a) 将第一聚合材料挤出成具有至少1.016mm（40密耳）的平均厚度和小于15%的浊度的大尺寸透明片材；
(b) 使所述大尺寸透明片材经过限定在第一和第二辊之间的辊隙；和
(c) 将由第二聚合材料形成的预制聚合物膜共进给至所述辊隙，其中所述大尺寸透明片材的所述平均厚度与所述预制聚合物膜的所述平均厚度的比率为至少2:1，其中所述共进给包括使所述预制聚合物膜的接触表面与所述大尺寸透明片材的接触表面接触，以由此形成层合聚合物片材。
4.权利要求1、2和3任一项的方法，其中所述流水线层合包括在层合位置使所述预制聚合物膜的膜接触表面与所述大尺寸透明聚合物片材的片材接触表面接触，其中在所述层合位置的所述片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度和/或在所述层合位置的所述膜接触表面的温度等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度。
5.权利要求4的方法，其中所述第一和所述第二聚合材料具有在彼此的5 MPa0.5内的Hansen溶解度参数值。
6.权利要求1的方法，其中所述流水线层合包括在层合位置使所述预制聚合物膜的膜接触表面与所述大尺寸透明聚合物片材的片材接触表面接触，其中所述片材接触表面和所述膜接触表面各自具有至少135℃（275℉）和不大于357.2℃（675℉）的在所述层合位置的温度，其中所述流水线层合包括在所述层合位置施加至少至少13,789.6帕斯卡（2磅/平方英寸（表压）（psig））的压缩层合力，其中所述层合力施加不大于30秒的层合时间。
7.权利要求6的方法，其中通过使所述大尺寸透明聚合物片材和所述预制聚合物膜经过限定在两个辊之间的辊隙，施加至少一部分所述压缩层合力。
8.权利要求1和2任一项的方法，其中步骤(b)的所述流水线层合进一步包括使所述预制聚合物膜上保持至少31.1牛顿（7磅力(lbf)）和不大于62.3牛顿（14 lbf）的张力。
9.权利要求1的方法，进一步包括在步骤(b)的所述流水线层合之前预热至少一部分所述大尺寸透明聚合物片材和/或所述预制聚合物膜，其中至少一部分所述预热使用在线热源进行。
10.权利要求1、2和3任一项的方法，其中所述预制聚合物膜选自有色膜、抗紫外线膜、耐候膜、抗菌膜、压花膜、耐磨膜、硬涂层膜、印刷膜、RF/EMI屏蔽膜、低辐射膜、红外波长吸收或反射膜、加香膜、阻隔膜、金属化或镜面膜、自净或低表面能膜、防涂鸦涂膜、导电膜、用作裂纹扩展抑制层的膜及其组合。
11.权利要求1和3任一项的方法，其中所述第一聚合材料选自聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、共聚酯及其组合。
12.权利要求1、2和3任一项的方法，其中所述第一和第二聚合材料都是共聚酯。
13.权利要求2的方法，其中所述大尺寸聚合物片材具有至少80%的光透射率。
14.权利要求10的方法，其中所述片材接触表面和所述膜接触表面各自在所述层合位置具有至少135℃（275℉）和不大于357.2℃（675℉）的温度。
15.权利要求2的方法，其中所述层合位置是限定在第一和第二辊之间的辊隙，其中所述大尺寸聚合物片材在步骤(a)的所述挤出后经过所述第一和/或所述第二辊。
16.权利要求2的方法，其中所述层合聚合物片材具有至少1751.3牛顿/米（10 lbf/in）的平均粘合强度。
17.权利要求3的方法，其中在所述辊隙处的片材接触表面的温度等于或高于所述第一聚合材料的玻璃化转变温度，其中所述预制聚合物膜包含粘合剂表面和/或膜粘结层。
18.权利要求3的方法，其中所述预制聚合物膜在大约环境温度下进给至所述辊隙，其中通过在所述辊隙处与所述片材接触，将所述预制聚合物膜加热至等于或高于所述第二聚合材料的玻璃化转变温度的温度。
19.权利要求3的方法，其中在所述辊隙处的片材接触表面的最低温度为至少135℃（275℉）和不大于226.7℃（440℉）。
20.权利要求3的方法，其中步骤(c)的所述共进给包括使所述预制聚合物膜上保持至少31.1牛顿(7 lbf)和不大于62.3牛顿(14 lbf)的张力，其中步骤(c)的共进给包括在所述辊隙处的所述接触之前使至少一部分所述预制聚合物膜经过铺展装置，其中所述铺展装置选自凸撑杆、定向空气射流、桶形滚柱、角形辊、旋转夹具、从动或非从动牵引进给装置及其组合。
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