[发明专利]用于制备多层膜的送料区块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成聚合物多层膜的送料区块，确切地说，涉及一种使用多个薄金属板层来形成交替聚合物层的送料区块。

背景技术

本发明涉及用于制备聚合物多层膜以及（例如）具有折射率不同的交替聚合物层的共挤出多层光学膜的工艺和设备。人们已构想出各种工艺来制备多层膜结构，这种结构具有有序排列的各种材料层，其中这些材料层具有特定层厚度。这些结构的实例是那些因折射率和层厚度不同的邻接材料层发生相互作用而产生光学或视觉效果的结构。

此前已通过或者建议通过仅使用复杂共挤出送料区块来制备多层膜，参阅（例如）授予Schrenk的第3,773,882号和第3,884,606号美国专利；并且已建议对此装置进行改进，以实现各层厚度控制，如授予Schrenk的第3,687,589号美国专利所述。此类改进的送料区块可以用于制备具有所需层厚度梯度或层厚度分布的多层膜。这些装置制造起来极为困难且成本高昂，并且在实践上限于制备总共不超过约300层的膜。此外，这些装置操作起来较为复杂，并且无法轻易从制造一种膜构造转换成制造另一种膜构造。

多层膜也已通过送料区块与一个或多个串联的倍增器或面间表面产生器的组合来制备，例如，如授予Schrenk等人的第3,565,985号和第3,759,647号美国专利所述。这种送料区块与面间表面产生器（ISG）的组合更为普遍地适用于生产具有大量层的膜，因为它的灵活性或适应性更高，而与送料区块/ISG组合相关的制造成本较低。授予Schrenk等人的第5,094,788号和第5,094,793号美国专利中描述了一种用于制造多层膜的改进ISG，从膜的一个主表面到相对表面，所述多层膜在一种或多种材料层的厚度上具有给定的层厚度梯度。Schrenk描述了一种方法和设备，所述方法和设备将离散重叠层的第一流分成多个支流，这些支流被重新导向或重新定位并且单独地以对称方式膨胀和收缩，每个支流的流动阻力及（因而）流率均被独立地调整，然后这些支流以重叠关系重新组合，以形成具有以给定梯度分布的更多个离散重叠层的第二流。第二流也可以对称方式膨胀和收缩。通过这种方式制备的多层膜通常对厚度变化极为敏感，并且此类膜的特征在于呈现出色彩不均匀的条纹和斑点。此外，此类膜的反射率是高度依赖于射在膜上的光的入射角。使用上述材料和工艺制备的膜对于需要均匀反射率的应用而言通常并不实用。

为了形成多层膜，在离开送料区块或组合的送料区块/ISG之后，多层流通常进入挤出模头中，所述挤出模头经过构造以维持流线型流动，并且挤出的产物形成其中每层大体平行于相邻层的主表面的多层膜。此挤出装置在授予Chisholm等人的第3,557,265号美国专利中有所描述。与微层挤出技术相关的一个问题是流动不稳定性，这种流动不稳定性可在两个或更多个聚合物同时通过模头挤出时发生。此类不稳定性可能导致聚合物层界面处产生波纹和扭曲，并且在较为严重的情况下，多个层可能互混合而失去自己的单独性，称作层分裂。在使用多层制品的光学特性的应用中，均匀的层（即没有波纹、扭曲或互混合的层）最为重要。

在制备聚合物多层膜的可用材料方面，以及需要改进对层厚度和/或面内与面外折射率之间关系的控制的光学膜的新用途方面，已出现了一些最新进展。上述工艺通常无法利用可用新型树脂的潜能，且对于绝对层厚度、层厚度梯度、折射率、取向以及层间粘合力不提供所需程度的灵活性和控制，而这是在对许多这些膜进行常规制造时所需的。因此，本领域中需要一种用于制备共挤出聚合物多层膜（例如，聚合物多层光学膜）的改进工艺，这种工艺对制造工艺中的若干步骤具有较大灵活性以及增强的控制。

发明内容

一般而言，本发明涉及一种用于形成多层膜的送料区块，确切地说，涉及一种使用多个薄金属板层来形成交替聚合物层的送料区块。在一个方面，本发明提供一种用于制备多层膜的送料区块，所述多层膜包括垫片子单元的堆叠件。所述垫片子单元中的每个子单元依序包括：第一层垫片，其具有第一流动剖面切口和第一开口；第一阻挡垫片，其具有第二开口和第三开口；第二层垫片，其具有第二流动剖面切口和第四开口；以及第二阻挡垫片，其具有第五开口和第六开口。所述第一流动剖面切口、所述第二开口、所述第四开口以及所述第五开口中的每一者对齐以形成第一歧管，此外，所述第一开口、所述第三开口、所述第二流动剖面切口以及第六开口中的每一者对齐以形成与所述第一歧管隔开的第二歧管。