制造聚合物多層膜的方法
【專利說明】制造聚合物多層膜的方法
[0001] 相關(guān)申請奪叉引用
[0002] 本申請要求2013年3月12日提交的美國臨時專利申請61/777535的權(quán)益，其公 開內(nèi)容以引用方式全文并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 穿孔膜通常用于個人衛(wèi)生領(lǐng)域，該個人衛(wèi)生領(lǐng)域提供流體輸送膜，以使得流體能 夠從靠近皮膚的區(qū)域移除并且進入吸收區(qū)域中。其它常見應(yīng)用在食品包裝工業(yè)以及最近的 吸聲中。用于這些應(yīng)用的穿孔膜通常小于100微米（〇. 004英寸）厚（更通常小于50微米 (0. 002英寸）厚），并且由例如烯烴、聚丙烯6或聚乙烯制成。
[0004] 用于生產(chǎn)穿孔膜的典型加工方法包括：將膜真空吸入穿孔板或輥，使用加壓流體 來形成并刺穿膜，使用冷針或熱針、或激光進行針刺以使膜中的孔熔化。然而，這些工藝往 往具有諸如膜的孔尺寸、孔密度和/或膜厚度等加工局限性。
[0005] 真空形成或加壓流體形成穿孔膜因可用來使膜變形并刺穿膜的力而往往局限于 相對薄的膜（即，小于100微米厚的膜）。另外，用于這種類型的形成工藝的材料往往局限 于烯烴基聚合物。這種類型的工藝的另一個特性是在膜中形成突起，在該突起中膜被拉伸 直至形成穿孔。此突起在流體控制方面可為優(yōu)點，在該流體控制中，突起可充當定向流控制 特征結(jié)構(gòu)。然而，突起也可在需要低壓降的應(yīng)用中成為缺點。突起形成細長的孔，從而增加 表面積并且增加流體曳力。
[0006] 針刺工藝還廣泛用于相對薄的膜，但有時看到最多至約254微米（0. 010英寸）的 膜厚度。關(guān)于此工藝的局限性往往包括膜中的每單位面積穿孔直徑孔、和突起。
[0007] 激光穿孔工藝可提供相對小的孔（即，小于50微米），可穿透各種厚度，可形成與 膜表面在同一平面的穿孔（即，沒有例如與針刺工藝相關(guān)聯(lián)的突起）。激光穿孔工藝的局限 性包括適用于該工藝的材料類型、以及加工速度和成本。激光穿孔工藝往往最適合由聚對 苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚碳酸酯（PC)、或其它較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度材料來加工膜。激光 例如在穿透烯烴基材料方面通常不是很有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在一個方面，本公開描述了一種制造至少兩種不同的、單獨的聚合物膜的方法，所 述方法包括：
[0009] 將至少兩個（在一些實施例中，至少三個、四個、五個或更多個）聚合物層擠出到 輥隙中，以提供聚合物多層膜，其中所述輥隙包括具有結(jié)構(gòu)化表面的第一輥，所述結(jié)構(gòu)化表 面賦予穿過所述聚合物多層膜的第一主平坦（即，所述壓痕除外的相對平坦平面主表面） 表面的壓痕；
[0010] 使具有所述壓痕的所述第一主平坦表面從冷卻輥上經(jīng)過，同時向所述聚合物多層 膜的大體相背對的第二主表面施加熱源，其中從所述熱源施加熱量導致形成開口陣列，所 述開口陣列在所述聚合物多層膜的第一主表面和第二主表面之間延伸；以及
[0011] 將具有所述開口陣列的所述聚合物多層膜的至少第一層和第二層分開，以提供至 少兩種不同的、單獨的聚合物膜。
[0012] 本文所述的聚合物多層膜的實施例可例如用于過濾和吸聲。
【附圖說明】
[0013] 圖1、圖1A、圖IB和圖IC是用于制造示例性聚合物膜的示例性方法的示意圖。
[0014] 圖2、圖2A、圖2B、圖2C和圖2D是用于制造示例性聚合物膜的另一個示例性方法 的示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 參見圖1，示出了用于制造至少兩種不同的、單獨的聚合物膜140, 141的示意性方 法的示意圖。將至少兩個聚合物層120, 121擠出到輥隙135中，以提供聚合物多層膜110。 輥隙135包括具有結(jié)構(gòu)化表面137的第一輥136,該結(jié)構(gòu)化表面賦予穿過聚合物多層膜110 的第一主平坦表面111的壓痕113。使具有壓痕113的第一主平坦表面111從冷卻輥138 上經(jīng)過，同時向聚合物多層膜110的大體相背對的第二主表面112施加熱源139。從熱源 139施加熱量導致形成開口陣列123,該開口陣列在聚合物多層膜110的第一主表面111與 第二主表面112之間延伸。聚合物多層膜110的至少第一層120和第二層121具有開口陣 列123,以提供至少兩種不同的、單獨的聚合物膜140, 141。
[0016] 在查看包括工作實例的當前公開內(nèi)容之后，用于制造本文所述的多層膜的合適的 擠出設(shè)備（包括用于制造設(shè)備的部件的材料）對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言應(yīng)該是顯而易見 的。例如，輥（例如，134, 136, 138, 234, 236, 238)可由諸如鋼的金屬制成。在一些實施例 中，接觸一種或多種聚合物材料的輥表面為鍍鉻的、鍍鎳的、鍍銅的或鋁的?？衫缡褂贸?規(guī)技術(shù)諸如水冷來冷卻輥?？衫缤ㄟ^氣壓缸來提供夾力。
[0017] 示例性擠出速度包括3至15米/分鐘。（在一些實施例中，介于15至50米/分 鐘、50至100米/分鐘或更多的范圍內(nèi)）。示例性擠出溫度介于200°C至230°C的范圍內(nèi) (在一些實施例中，介于230°C至260°C、260至300°C或更大的范圍內(nèi)）。
[0018] 多層聚合物膜通常包括聚烯烴、聚乙烯和聚丙烯。
[0019] 用于制造聚合物多層膜的示例性聚合物材料包括聚酰胺6、聚酰胺66、聚對苯二 甲酸乙二醇酯（PET)、共聚多酯（PETg)、醋酸丁酸纖維素（CAB)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS)、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、聚萘二甲酸乙二酯（PEN)、 聚稀經(jīng)、聚乙稀和聚苯乙稀（PS)、乙稀-乙稀醇（EVOH)、聚碳酸酯（PC)和聚丙稀。合適的 聚丙烯材料包括均聚聚丙烯和改性聚丙烯諸如嵌段共聚物、耐沖擊共聚物和無規(guī)共聚物。
[0020] 任選地，包含本文所述制品的聚合物材料中的任一種可包含添加劑，諸如無機填 料、顏料、增滑劑和阻燃劑。
[0021] 在本文所述的聚合物多層膜的一些實施例中，具有大于125微米、150微米、200微 米、250微米、500微米、750微米、1000微米、1500微米、2000微米、或者甚至至少2500微米 的厚度；在一些實施例中，介于125微米至1500微米、或者甚至125微米至2500微米的范 圍內(nèi)。
[0022] 開口可呈多種形狀中的任一種，包括圓形和卵形。
[0023] 在本文所述的聚合物多層膜的一些實施例中，具有至少30個開口 /cm2 (在一些實 施例中，至少100個開口 /cm2、200個開口 /cm2、250個開口 /cm2、300個開口 /cm2、400個開 口 /cm2、500 個開口 /cm2、600 個開口 /cm2、700 個開口 /cm2、750 個開口 /cm2、800 個開口 / cm2、900 個開口 /cm2、1000 個開口 /cm2、2000 個開口 /cm2、3000 個開口 /cm2、或者甚至至少 4000個開口 /cm2;在一些實施例中，介于30個開口 /cm 2至200個開口 /cm2、200個開口 / cm2至500個開口 /cm2、或者甚至500個開口 /cm2至4000個開口 /cm 2的范圍內(nèi)）。
[0024] 本文所述的聚合物多層膜的實施例可例如用于過濾和吸聲。
[0025] 示例件實施例
[0026] 1. 一種制造至少兩種不同的、單獨的聚合物膜的方法，所述方法包括：
[0027] 將至少兩個聚合物層擠出到輥隙中，以提供聚合物多層膜，其中所述輥隙包括具 有結(jié)構(gòu)化表面的第一輥，所述結(jié)構(gòu)化表面賦予穿過所述聚合物多層膜的第一主平坦表面的 壓痕；以及
[0028] 使具有所述壓痕的所述第一主平坦表面從冷卻輥上面經(jīng)過，同時向所述聚合物多 層膜的大體相背對的第二主表面施加熱源，其中從所述熱源施加熱量導致形成開口陣列， 所述開口陣列在所述聚合物多層膜的第一主表面和第二主表面之間延伸；
[0029] 將具有所述開口陣列的所述聚合物多層膜的至少第一層和第二層分開，以提供至 少兩種不同的、單獨的聚合物膜。
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