聚合物层及其制备方法_3

文档序号:9601797阅读:来源:国知局

[0088] 现在参见图7,示出了垫片700的平面图。垫片700是垫片300的近似反射,并且 具有第一孔760a、第二孔760b、第三孔760c以及第四孔760d。如图10和图12中所示,当 垫片700与其它垫片一起组装时,孔760a有助于限定第一腔体362a,孔760b有助于限定第 二腔体362b,孔760c有助于限定第三腔体362c,并且孔760d有助于限定第四腔体362d。 垫片700具有数个孔穴47,以允许例如用于保持垫片700和下文将描述的其它垫片的螺栓 进入组件。垫片700具有分配表面767,并且在该具体实施例中,分配表面767具有标引沟 槽780和识别凹口 782。垫片700具有肩部790和肩部792。垫片700具有分配开口 756, 但应当注意,此垫片在分配腔体362a、362b、362c或362d中的任一个和开口 756之间不具 有一体连接。不存在经由例如通道768b例如从腔体362b至分配开口 756的直接连接,但 当如组装图图12中所示,在将垫片700与垫片800组装时,在垂直于绘图平面的维度上具 有至分配表面的流动路径。这有利于材料一直流动到点769b。更具体地,通道768b具有分 叉末端769b,以直接将材料从腔体362b引导到相邻垫片中的通道中,如以下将结合图8所 讨论。
[0089] 通道768b、分叉末端769b以及分配开口 756可在图7A所示的细部图中更清楚地 看到。将观察到分配开口 756的形状与图3中分配开口 356稍有不同。这示出了用于制备 本文所述的聚合物层的结网,该结网并不需要第一股线和第二股线(图11中的11221和 11222)具有相同的尺寸。
[0090] 现在参见图8,示出了垫片800的平面图。垫片800是垫片400的近似反射,并且具 有第一孔860a、第二孔860b、第三孔860c以及第四孔860d。如图10和图12中所示,当垫 片800与其它垫片一起组装时,孔860a有助于限定第一腔体362a,孔860b有助于限定第二 腔体362b,孔860c有助于限定第三腔体362c,并且孔860d有助于限定第四腔体362d。垫 片800具有分配表面867,并且在该具体实施例中,分配表面867具有标引沟槽880和识别 凹口 882。垫片800具有肩部890和肩部892。垫片800具有分配开口 856,但应当注意,此 垫片在分配腔体362a、362b、362c或362d中的任一个和开口 856之间不具有一体连接。相 反,分配开口 856后面的盲槽894具有两个分叉并且提供路径以允许材料从分叉末端769b 流动,如以上结合图7所讨论。盲槽894上的两个分叉已将材料直接从通道768b引导到中 间层的任一侧面上的顶部层和底部层中,该中间层由从第四腔体362d出来的聚合物组合 物提供,如结合以下图9更详细地讨论。当如图12中所示组装模头时,流入盲槽894中的 材料将形成例如股线11222中的层11241和11242(参见图11)。盲槽894和分配开口 856 可在细部图图8A所示的放大图中更清楚地看到。与以上结合图7进行的观察类似,将观察 到分配开口 856的形状与图4中分配开口 456稍有不同。这示出了用于制备本文所述的聚 合物层的结网,该结网并不需要第一股线和第二股线(图11中的11221和11222)具有相 同的尺寸。
[0091] 现在参见图9,示出了垫片900的平面图。垫片900具有第一孔960a、第二孔960b、 第三孔960c以及第四孔960d。如图10和图12中所示,当垫片900与其它垫片一起组装 时,孔960a有助于限定第一腔体362a,孔960b有助于限定第二腔体362b,孔960c有助于 限定第三腔体362c,并且孔960d有助于限定第四腔体362d。垫片900具有分配表面967, 并且在该具体实施例中,分配表面967具有标引沟槽980和识别凹口 982。垫片900具有 肩部990和肩部992。可能看上去不存在经由例如通道968d从腔体362d至分配开口 556 的路径,但当图10和图12的序列完全组装时,在垂直于绘图平面的维度上具有流动路径。 通道968d包括分叉994,该分叉994进一步引导熔融聚合物组合物从腔体362b经由垫片 800中的分叉894的流动。在组装好并且在使用时,来自腔体362d的熔融材料流动通过通 道968d以形成股线11222中的材料11256(参见图11)。这些结构可在图9A的细部图中更 清楚地看到。
[0092] 现在参见图10,示出了适于形成例如图11所示的结网11200的垫片300、400、 500、600、700、800和900的十六垫片重复序列1000的单个实例的分解透视图。图12是 突出分配表面的图10的垫片1000的重复序列的细部图。在图12中,可理解当垫片300、 400和500组装在一起时,形成具有由垫片的分配开口所共同地限定的分配孔口的第一通 廊1101。相似地,当垫片700、800和900组装在一起时,形成具有由那些垫片的分配开口 所共同地限定的分配孔口的第二通廊1102。应当指出的是,在所描绘的实施例中,与第一 通廊1101相关联的分配孔口的面积是与第二通廊1102相关联的分配孔口的面积的二分之 一。这有利于以第一股线速度从第一分配孔口分配第一聚合物股线,同时以第二股线速度 从第二分配孔口分配第二聚合物股线,同时保持第一通廊1101和第二通廊1102的总相对 流速相同。无论是通过使孔口的尺寸不同还是通过使腔体内熔融聚合物的压力改变,当股 线速度中的一个是另一根股线速度的至少两倍(在一些实施例中,在2至6倍,或甚至2至 4倍的范围内)时,结网合适地形成。
[0093] 现在参见图13,示出了安装座2000的分解透视图,该安装座2000适用于由图10 和图12的垫片的序列的多次重复所构成的挤出模头。安装座2000特别适于使用如图3-9 中示出的垫片300、400、500、600、700、800和900。然而,为了视觉上清晰,图13中仅示出了 垫片500的单个实例。在两个端块2244a和2244b之间压缩图10和图12的垫片的序列的 多次重复。便利地,可使用贯穿螺栓将垫片组装到端块2244a和2244b,从而穿过垫片300、 400、500、600、700、800 和 900 中的孔穴 47。
[0094] 在该实施例中,四个入口配件2250a、2250b和2250c(以及在该图中隐藏的位于端 块2244a的远侧的第四入口配件)提供用于四股熔融聚合物流通过端块2244a和2244b至 腔体362a、362b、362c和362d的流动路径。压缩块2204具有凹口 2206,凹口 2206便利地 接合垫片上的肩部(例如,300上的390和392)。当将安装座2230完全组装好时,通过例 如机械螺栓将压缩块2204附接至后板2208。在组件中便利地设置了孔穴,用于插入筒状加 热器52。
[0095] 现在参见图14,示出了图13的安装座2000处于部分组装状态下的透视图。几个 垫片(例如,500)处于它们的组装位置,以示出它们如何装配在安装座2000内,但为了视觉 上清晰,已省略了用于组成组装模头的大多数垫片。
[0096] 图15-18示出了可用于根据本公开的挤出模头的多个垫片的另一个示例性实施 例。其中股线具有第一层和第二层的结网(例如,其中第一区段和第二区段中的每一个中 的每个层具有不同的聚合物组合物),如图2中大致所示,可便利地从该挤出模头挤出。现 在参见图15,示出了垫片1500的平面图。垫片1500可用于例如图18和18A中示出的垫 片的序列中。可用于此序列的其它垫片示于例如图16和图17中。垫片1500具有第一孔 1560a、第二孔1560b、第三孔1560c以及第四孔1560d。如图18和图18A中所示,当垫片 1500与其它垫片一起组装时,第一孔1560a有助于限定第一腔体1562a,第二孔1560b有助 于限定第二腔体1562b,第三孔1560c有助于限定第三腔体1562c,并且第四孔1560d有助 于限定第四腔体1562d。如以下将进一步讨论,腔体1562a和1562d中的熔融聚合物可以层 状第一股线挤出,并且腔体1562b和1562c中的熔融聚合物可以层状第二股线在那些层状 第一区段之间挤出,并且以便形成结网,例如类似于图2中示出的结网,但该结网具有层状 第一股线以及层状第二股线。
[0097] 垫片1500具有数个孔穴1547,以允许例如用于保持垫片1500和下文将描述的其 它垫片的螺栓进入组件。垫片1500在分配表面1567中具有分配开口 1566。分配开口 1556 可在图15A所示的放大图中更清楚地看到。可能看上去不存在经由例如通道1568a和通道 1568d从腔体1562a和腔体1562d至分配开口 1556的路径,但当图18和图18A的序列完全 组装时,在垂直于绘图平面的维度上具有流动路径。在例示的实施例中,分配表面1567具 有标引沟槽1580,该标引沟槽1580可接收适当形状的键以有利于将各种不同的垫片组装 到模头中。垫片还可具有识别凹口 1582,以有助于验证模头已按所需的方式组装。该垫片 的实施例具有肩部1590和肩部1592,这些肩部可有助于按照上文结合图13所述安装组装 好的模头。
[0098] 现在参见图16,示出了垫片1600的平面图。垫片1600具有第一孔1660a、第二孔 1660b、第三孔1660c以及第四孔1660d。如图18和18A中所示,当垫片1600与其它垫片 一起组装时,第一孔1660a有助于限定第一腔体1562a,第二孔1660b有助于限定第二腔体 1562b,第三孔1660c有助于限定第三腔体1562c,并且第四孔1660d有助于限定第四腔体 1562d。与垫片1500类似,垫片1600具有分配表面1667,并且在该具体实施例中,分配表 面1667具有标引沟槽1680和识别凹口 1682。另外与垫片1500类似,垫片1600具有肩部 1690和肩部1692。可能看上去不存在经由例如通道1668b和通道1668c从腔体1562b和 腔体1562c至分配开口 1656的路径,但当图18和图18A的序列完全组装时,在垂直于绘图 平面的维度上具有流动路径。分配开口 1656可在图16A所示的放大图中更清楚地看到。
[0099] 现在参见图17,示出了垫片1700的平面图。垫片1700具有第一孔1760a、第二孔 1760b、第三孔1760c以及第四孔1760d。如图17和17A中所示,当垫片1700与其它垫片 一起组装时,第一孔1760a有助于限定第一腔体1562a,第二孔1760b有助于限定第二腔体 1562b,第三孔1760c有助于限定第三腔体1562c,并且第四孔1760d有助于限定第四腔体 1562d。与垫片1500类似,垫片1700具有分配表面1767,并且在该具体实施例中,分配表面 1767具有标引沟槽1780。另外与垫片1500类似,垫片1700具有肩部1790和肩部1792。 然而,垫片1600不具有分配开口,而是用于分开来自分配孔口 1556和1656的流(参见图 15和图16),使得将形成独立的股线10121和股线10122(参见图2)。分配表面1767及其 相关联的特征结构可在图17A所示的放大图中更清楚地看到。
[0100] 现在参见图18,示出了垫片的序列的透视组装图,该垫片的序列使用图15-17的 垫片以便产生层状的第一区段和第二区段。垫片1500和垫片1600被垫片1700分开,以 制备单独的层状的第一股线和第二股线。更具体地,在图18和18A中从左到右讲述,垫 片1700的一个或多个实例和垫片1600的一个或多个实例用于生成例如股线10121(参见 图2),并且垫片1700的一个或多个实例和垫片1500的一个或多个实例用于生成例如股线 10122(参见图2)。序列中可以一起使用的垫片1600和垫片1500中每一者都不止一个,这 取决于垫片的厚度和所需的层状的第一股线和第二股线的宽度。例如,垫片1700的一个 或多个实例之后可以是多个垫片1600,并且垫片1700的一个或多个实例之后可以是相同 或不同数目的垫片1500。当如图18A中所示组装时,垫片1500中的分配开口 1556和垫片 1600中的分配开口 1656分别限定在它们后面具有通廊的分配开口。并且在将所描绘的垫 片的重复序列的多个实例组装到模头中时,形成分配孔口的第一阵列和第二阵列。
[0101] 图3-10、12和15-18中所示的垫片的修改可用于制备结网的其它实施例,该结网 用于制备本文所述的聚合物层。例如,可将图3-10和图12所示的垫片修改为仅具有两个 腔体,并且可将第一通道568a和第三通道868c修改为从相同的腔体延伸。利用该修改,可 制备具有如图11中所示的第一股线11221和第二股线11222的结网,其中第一股线11221 和第二股线11222具有相同组合物的层。在其它实施例中,可修改图3-10和图12中所示 的垫片以提供具有四、五或甚至更多个层的第一股线和/或第二股线。在设计和使用此类 修改中,利用通道中的限制、分配孔口中的限制或通过腔体中的压力控制聚合物的流量来 布置第一速度和第二速度之间的差异仍然是必要的。
[0102] 第一股线和第二股线的外部的一部分在粘结区粘结在一起。在用于制备结网的本 文所述的方法中,粘结发生在相对短的时间段内(通常小于1秒),该结网用于制备本文所 述的聚合物层。粘结区以及股线通常通过空气和自然对流和/或辐射冷却。在一些实施例 中,在选择用于股线的聚合物过程中,可期望选择具有偶极相互作用(或H-键)或共价键 的粘结股线的聚合物。已观察到,通过增加熔融股线的时间来改善股线之间的粘结,以使 得聚合物之间能够更加地相互作用。通常已观察到,通过减小至少一种聚合物的分子量和 /或引入另外的共聚单体来改善聚合物的相互作用和/或降低结晶的速率或量来改善聚合 物的粘结。在一些实施例中,粘结强度大于形成粘结的股线的强度。在一些实施例中,可能 期望粘结断裂,因此粘结将弱于股线。
[0103] 适于从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方法挤出以及适于用于制备本文所 述的聚合物层的结网的聚合物材料包括热塑性树脂,该热塑性树脂包含聚烯烃(例如,聚 丙烯和聚乙烯)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二酯),以及它们 的共聚物和共混物。适于从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方法挤出以及适于用于 制备用于制备本文所述的聚合物层的结网的聚合物材料还包括弹性体材料(例如,ΑΒΑ嵌 段共聚物、聚氨酯、聚烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、茂金属聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、乙 烯乙酸乙烯酯弹性体以及聚酯弹性体)。用于从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方法 挤出以及用于制备本文所述的聚合物层的示例性粘合剂包括丙烯酸酯共聚物压敏粘合剂、 橡胶类粘合剂(例如,基于天然橡胶、聚异丁烯、聚丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯嵌段共聚物橡 胶等的那些)、基于有机硅聚脲或有机硅聚乙二酰胺的粘合剂、聚氨酯类粘合剂以及聚(乙 烯基乙醚),以及这些的共聚物或共混物。其它所需的材料包括例如苯乙烯丙烯腈、乙酸丁 酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳 酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二酯、基于萘二羧酸的共聚物或共混物、聚烯烃、 聚酰亚胺,以及它们的混合物和/或组合。用于从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方 法挤出以及用于制备本文所述的聚合物层的示例性剥离材料包括有机硅接枝的聚烯烃,诸 如在美国专利6, 465, 107 (Kelly)和3, 471,588 (Kanner等人)中描述的那些;有机硅嵌段 共聚物,诸如在1996年12月12日公布的PCT公开W096039349中描述的那些;低密度聚 烯烃材料,诸如在美国专利 6, 228, 449 (Meyer)、6, 348, 249 (Meyer)和 5, 948, 517(Adamko等 人)中描述的那些,其公开内容以引用方式并入本文。
[0104] 在一些实施例中,第一材料、第二材料、第三材料或第四材料中的至少一种包含粘 合剂(包括压敏粘合剂)。在一些实施例中,本文所述的结网,聚合物股线中的至少一些包 含热塑性的第一聚合物(例如,粘合剂、尼龙、聚酯、聚烯烃、聚氨酯、弹性体(例如,苯乙烯 嵌段共聚物),以及它们的共混物)。
[0105] 在一些实施例中,本文所述的结网的主表面中的一个或两个包含热熔融粘合剂或 压敏粘合剂。在一些实施例中,第一聚合物股线和第二聚合物股线均以上/下布置来形成。 具体地,第一聚合物股线可具有第一聚合物材料的第一主表面和不同的第二聚合物材料的 第二主表面,并且第二聚合物股线可具有第三聚合物材料的第一主表面和第四聚合物材料 的第二主表面。针对这种情况的模头设计使用腔体。在一些实施例中,第一聚合物股线和 第二聚合物股线均以层状布置来形成。具体地,第一聚合物股线可以具有夹在不同的第二 聚合物材料中心的第一聚合物材料的第一主表面和第二主表面,并且第二聚合物股线可以 具有夹在第四聚合物材料中心的第三聚合物材料的第一主表面和第二主表面。针对这种情 况的模头设计使用四个腔体。
[0106] 在一些实施例中,本文所述的聚合物层和用于制备本文所述的聚合物层的结网的 聚合物材料可包含着色剂(例如,颜料和/或染料)以用于功能(例如,光学效应)和/或 美观目的(例如,每一种具有不同的颜色/色调)。合适的着色剂是本领域中已知用于各 种聚合物材料中的那些着色剂。着色剂赋予的示例性颜色包括白色、黑色、红色、粉红色、橙 色、黄色、绿色、浅绿色、紫色和蓝色。在一些实施例中,期望的水平是对于聚合物材料中的 一种或多种而言具有一定程度的不透明度。待用于具体实施例中的着色剂的量可由本领域 技术人员容易地进行确定(例如,以达到所需的颜色、色调、不透明度、透射率等)。如果需 要,可将聚合物材料配制成具有相同或不同的颜色。当着色的股线具有相对细(例如,小于 50微米)的直径时,幅材的外观可以闪光,让人联想到丝绸。
[0107] 在一些实施例中,用于制备本文所述的聚合物层的股线结网基本上彼此不交叉 (艮P,至少 50(至少 55、60、65、70、75、80、85、90、95、99 或者甚至 100)数量% )。
[0108] 在一些实施例中,用于制备本文所述的聚合物层的结网具有至多750微米(在一 些实施例中,至多500微米、250微米、100微米、75微米、50微米,或甚至至多25微米;在 10微米至750微米、10微米至750微米、10微米至500微米、10微米至250微米、10微米至 100微米、10微米至75微米、10微米至50微米,或甚至10微米至25微米的范围内)的厚 度,但这些尺寸之外的厚度也是可用的。
[0109] 在一些实施例中,用于制备本文所述的聚合物层的结网的聚合物股线具有在10 微米至500微米的范围内(在一些实施例中,在10微米至400微米,或者甚至10微米至 250微米的范围内)的平均宽度,但其它尺寸也是可用的。
[0110] 在一些实施例中,结网用于制备本文所述的聚合物层,结网的粘结区具有垂直于 股线厚度的平均最大尺寸,其中结网的聚合物股线具有平均宽度,并且其中结网的粘结区 的平均最大尺寸是结网的聚合物股线的平均宽度的至少两(在一些实施例中,至少2. 5、3、 3. 5、或甚至至少4)倍,但其它尺寸也是可用的。
[0111] 在一些实施例中,结网的第一材料层具有在2微米至750微米范围内(在一些实 施例中,在5微米至500微米、或甚至2
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