成型挤出复制制造技术

本发明专利技术公开了一种成型挤出复制方法，其包括如下步骤：(a)将熔融材料挤出通过具有至少一个成型模唇的挤出模头，以形成熔融挤出物，所述熔融挤出物具有第一和第二主挤出物表面，并在所述第一主挤出物表面中具有第一结构特征；(b)使所述熔融挤出物接触包括一个或多个第二结构特征的工具表面，以使得在所述第一主挤出物表面中的第一结构特征的一部分接触工具表面上的一个或多个第二结构特征；以及(c)冷却所述熔融挤出物以提供结构化膜。本发明专利技术还公开了结构化膜和用于制备结构化膜的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于成型挤出复制的方法、挤出复制的膜，以及用于成型挤出复制的装置。
技术介绍
挤出复制为ー种常用的方法，其中树脂在挤出机中熔融，在模头中成形为熔融物料(例如片材)，然后在两个表面(如两个辊或两个束帯)之间浇铸或压制以形成膜。当使用辊时，一个辊通常具有平滑表面，且第二个辊常常具有结构化表面。两个辊之间的高辊隙负载驱使熔融树脂进入结构化表面中的凹型区域。所得膜具有结构化辊表面上的图像的负像。在这种膜上的复制结构具有不同的精确水平，所述精确水平取决于在挤出过程中所用的多种因素。影响精确水平的关键变量包括熔融树脂和两个辊的温度、当材料经过辊之间时施加至所述材料的辊隙力，以及辊和熔融树脂的材料特性(例如包括树脂的粘度)。挤出复制常常涉及制备在ー侧或两侧上具有分立的特征的膜。否则，膜通常为基本上平面的，并具有基本上恒定的厚度。难以制备具有精确成形的特征的膜，相比于平均基部厚度，所述精确成形的特征厚度较大。具有突出结构特征(相比于膜的平均基部厚度，所述突出结构特征较大)的挤出复制膜在与所述结构特征的侧面相对的膜的侧面中常常含有缺陷，如凹陷，这可能由于在大的特征的形成过程中树脂不完全流入复制工具表面。
技术实现思路
需要能够制备具有精确成形的特征的膜的另外的方法。根据本专利技术的一个示例性实施例，用于制备结构化膜的方法包括如下步骤(a)将熔融材料挤出通过具有至少ー个成型模唇的挤出模头，以形成熔融挤出物，所述熔融挤出物具有第一和第二主挤出物表面，并在所述第一主挤出物表面中具有第一结构特征；(b)使所述熔融挤出物接触包括ー个或多个第二结构特征的工具表面，以使得在所述第一主挤出物表面中的第一结构特征的一部分接触工具表面上的ー个或多个第二结构特征；以及(C)冷却所述熔融挤出物以形成结构化膜。在本专利技术的另ー实施例中，描述了ー种用于挤出复制的装置，所述装置包括挤出机，所述挤出机配备具有至少ー个成型模唇的成型挤出模头；以及工具，所述工具具有设置用以接收来自成型挤出模头的熔融挤出物的结构化表面。当术语“包含”及其变型型式出现在说明书和权利要求书中时，这些术语不具有限制性含义。 词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些有益效果的本专利技术的实施例。然而，在相同的情况或其他情况下，其他实施例也可以是优选的。此外，对ー个或多个优选实施例的表述并不暗示其他实施例是不可用的，且并非意图将其他实施例排除在本专利技术范围之外。本文所用的“ー种(个)”、“所述(该)”、“至少ー种(个)”以及“ー种或多种(ー个或多个)”可互換使用。因此，例如，包括“ー种(个)”结构特征的挤出物可解释为意指挤出物包括“ー种或多种(ー个或多个)”结构特征。如本文所用，术语“或”通常是以其包括“和/或”的含义使用，除非所述内容另外明确指出。术语“和/或”意指所列要素的ー个或全部，或所列要素的任何两个或更多个的组合。如本文中所用，所有数字假定由术语“约”修饰，并优选由术语“精确地”修饰。尽 管阐述本专利技术宽范围的数值范围和參数是近似值，仍尽可能精确地记录具体实例中所述的数值。但是，所有数值自然地含有某些不可避免地由存在于各自的试验测量中的标准偏差所导致的误差。还有，本文通过端点表述的数值范围包括该范围内的所有数值(比如，I到5包含I、I. 5、2、2· 75,3,3. 80、4、5等)。此外，包括“最高至”特定值的数值范围包括该值。上述
技术实现思路
并非g在描述本专利技术的每ー个可能的实施例或实施方式。本领域普通技术人员在阅读包括具体实施方式、非限制性实例和所附权利要求书在内的本文其余部分之后将会理解本专利技术。附图说明图I为用于挤出复制的装置的示意图。图2为例如用于本专利技术所公开的装置中的具有模头插件的模头的剖面透视图。图3为从模头插件出ロ观察的用于形成根据本专利技术所公开的装置的膜的模头插件的透视图。图4为显示凹槽特征的结构化辊的透视图。图5为本专利技术的熔融挤出物的不完全的顶部透视图，其显示了在第一主挤出物表面上的结构特征。图6为图5中所示的构造的不完全的底部透视图。图7为通常沿着图5的线7— 7获得的横截面图。图8为本专利技术的熔融挤出物的替代实施例的横截面图。图9为本专利技术的熔融挤出物的另ー替代实施例的横截面图。图IOA和IOB为显示薄膜中的大特征的挤出复制的现有技术的示意图。图IIA和IlB为显示挤出物上的结构特征与工具表面上的结构特征的协调的示意图。图12A-D显示了本专利技术的复制过程的实施例。图13A-C显示了具有正弦凹槽的本专利技术的制品的实施例。图14为在根据本专利技术的实施例的幅材中的正弦凹槽图案的俯视图。图15为根据本专利技术的成型模唇的部分视图。在多张图中，附图标记用于辨识所述实施例的元件，且类似的附图标记通常表示类似的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图形和绘图均未按比例绘制，而是仅提供用于示出本专利技术的不同实施例的目的。具体地讲，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管在本专利技术中可使用例如“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向内”、“向上”、“向下”和“第一”和“第二”的术语，但应当理解，除非另外指明，否则这些术语以其相对含义使用。具体地讲，在一些实施例中，某些组件是以可互換方式和/或个数相等(例如，成对)的方式存在的。对于这些组件，“第一”和“第二”的名称可适用于使用顺序，如本文所述(与哪ー个组件首先被选择使用不相关)。具体实施例方式应理解，用于描述本文的各个实施例的术语g在具有与本领域技术人员的使用一致的含义。然而，某些术语应理解为具有本文所述的特定含义。“结构化表面”意指制品的表面(包括挤出材料(“挤出物”)的表面以及工具的表 面)偏离基本上平面或其他平滑的表面。当描述工具时，结构化表面可包括特征，如凹槽、隆起、几何形状、其他结构等。当用于描述挤出材料时，结构化表面可由具有不同厚度的分立区域的存在表示，如具有第一和第二区域的挤出物，其中所述第一区域比所述第二区域更厚，或者反之亦然。在一些实施例中，结构化表面可描述为具有至少ー个厚区域和至少ー个薄区域，且所述厚区域和薄区域可在整个挤出物的表面上散布。“熔融”在本文用于描述材料，所述材料在其软化点以上的温度下，并具有足够低的粘度以在压力下流动。如下描述了方法的各种实施例，所述方法组合了如下步骤(a)将熔融材料挤出通过成型模头，(b)使熔融挤出物与包括一个或多个结构特征的工具表面接触，以及(C)冷却所述挤出物以产生结构化膜。示例性实施例包括将挤出物的主表面中的结构特征与工具表面上的ー个或多个结构特征对齐。图I显示了用于进行根据本专利技术的挤出复制过程的装置10的一个实施例的示意图。装置10包括挤出机11和成型模头12，熔融树脂通过所述成型模头12挤出为熔融挤出物13。熔融挤出物13从模头12前进至点Pa，在该点，挤出物经过在第一方向上(如箭头A1所示)旋转的棍隙14和在相对方向上(如箭头A2所示)旋转的工具棍15之间。在点Pa*,压料辊14驱使熔融挤出物13的一部分与在工具辊15的外表面16上的ー个或多个结构特征(未显示)接触。在本实施例中，压料辊14的外表面17为平滑的，且在ー些实施例中用适形材料(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷厄姆·M·克莱克，帕特里西亚·A·奥尔，肯尼斯·A·彼得森，大卫·F·斯拉玛，利·E·奥尔森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：