專利名稱：用于制備多層膜的送料區(qū)塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成聚合物多層膜的送料區(qū)塊，確切地說，涉及ー種使用多個薄金屬板層來形成交替聚合物層的送料區(qū)塊。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于制備聚合物多層膜以及(例如)具有折射率不同的交替聚合物層的共擠出多層光學(xué)膜的エ藝和設(shè)備。人們已構(gòu)想出各種エ藝來制備多層膜結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有有序排列的各種材料層，其中這些材料層具有特定層厚度。這些結(jié)構(gòu)的實例是那些因折射率和層厚度不同的鄰接材料層發(fā)生相互作用而產(chǎn)生光學(xué)或視覺效果的結(jié)構(gòu)。此前已通過或者建議通過僅使用復(fù)雜共擠出送料區(qū)塊來制備多層膜，參閱(例如)授予Schrenk的第3，773，882號和第3，884，606號美國專利；并且已建議對此裝置進(jìn)行改 迸，以實現(xiàn)各層厚度控制，如授予Schrenk的第3，687，589號美國專利所述。此類改進(jìn)的送料區(qū)塊可以用于制備具有所需層厚度梯度或?qū)雍穸确植嫉亩鄬幽ぁ＿@些裝置制造起來極為困難且成本高昂，并且在實踐上限于制備總共不超過約300層的膜。此外，這些裝置操作起來較為復(fù)雜，并且無法輕易從制造一種膜構(gòu)造轉(zhuǎn)換成制造另ー種膜構(gòu)造。多層膜也已通過送料區(qū)塊與ー個或多個串聯(lián)的倍増器或面間表面產(chǎn)生器的組合來制備，例如，如授予Schrenk等人的第3，565，985號和第3，759，647號美國專利所述。這種送料區(qū)塊與面間表面產(chǎn)生器(ISG)的組合更為普遍地適用于生產(chǎn)具有大量層的膜，因為它的靈活性或適應(yīng)性更高，而與送料區(qū)塊/ISG組合相關(guān)的制造成本較低。授予Schrenk等人的第5，094，788號和第5，094，793號美國專利中描述了ー種用于制造多層膜的改進(jìn)ISG，從膜的ー個主表面到相對表面，所述多層膜在ー種或多種材料層的厚度上具有給定的層厚度梯度。Schrenk描述了ー種方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備將離散重疊層的第一流分成多個支流，這些支流被重新導(dǎo)向或重新定位并且單獨地以對稱方式膨脹和收縮，每個支流的流動阻カ及(因而)流率均被獨立地調(diào)整，然后這些支流以重疊關(guān)系重新組合，以形成具有以給定梯度分布的更多個離散重疊層的第二流。第二流也可以對稱方式膨脹和收縮。通過這種方式制備的多層膜通常對厚度變化極為敏感，并且此類膜的特征在于呈現(xiàn)出色彩不均勻的條紋和斑點。此外，此類膜的反射率是高度依賴于射在膜上的光的入射角。使用上述材料和エ藝制備的膜對于需要均勻反射率的應(yīng)用而言通常并不實用。為了形成多層膜，在離開送料區(qū)塊或組合的送料區(qū)塊/ISG之后，多層流通常進(jìn)入擠出模頭中，所述擠出模頭經(jīng)過構(gòu)造以維持流線型流動，并且擠出的產(chǎn)物形成其中每層大體平行于相鄰層的主表面的多層膜。此擠出裝置在授予Chisholm等人的第3，557，265號美國專利中有所描述。與微層擠出技術(shù)相關(guān)的ー個問題是流動不穩(wěn)定性，這種流動不穩(wěn)定性可在兩個或更多個聚合物同時通過模頭擠出時發(fā)生。此類不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致聚合物層界面處產(chǎn)生波紋和扭曲，并且在較為嚴(yán)重的情況下，多個層可能互混合而失去自己的単獨性，稱作層分裂。在使用多層制品的光學(xué)特性的應(yīng)用中，均勻的層(即沒有波紋、扭曲或互混合的層)最為重要。
在制備聚合物多層膜的可用材料方面，以及需要改進(jìn)對層厚度和/或面內(nèi)與面外折射率之間關(guān)系的控制的光學(xué)膜的新用途方面，已出現(xiàn)了ー些最新進(jìn)展。上述エ藝通常無法利用可用新型樹脂的潛能，且對于絕對層厚度、層厚度梯度、折射率、取向以及層間粘合カ不提供所需程度的靈活性和控制，而這是在對許多這些膜進(jìn)行常規(guī)制造時所需的。因此，本領(lǐng)域中需要一種用于制備共擠出聚合物多層膜(例如，聚合物多層光學(xué)膜)的改進(jìn)エ藝，這種エ藝對制造エ藝中的若干步驟具有較大靈活性以及增強(qiáng)的控制。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明涉及一種用于 形成多層膜的送料區(qū)塊，確切地說，涉及ー種使用多個薄金屬板層來形成交替聚合物層的送料區(qū)塊。在ー個方面，本發(fā)明提供ー種用于制備多層膜的送料區(qū)塊，所述多層膜包括墊片子単元的堆疊件。所述墊片子単元中的每個子單元依序包括第一層墊片，其具有第一流動剖面切口和第一開ロ ；第一阻擋墊片，其具有第ニ開口和第三開ロ ；第二層墊片，其具有第二流動剖面切口和第四開ロ ；以及第ニ阻擋墊片，其具有第五開口和第六開ロ。所述第一流動剖面切ロ、所述第二開ロ、所述第四開ロ以及所述第五開ロ中的每ー者對齊以形成第一歧管，此外，所述第一開ロ、所述第三開ロ、所述第二流動剖面切ロ以及第六開口中的每ー者對齊以形成與所述第一歧管隔開的第二歧管。在另一方面，本發(fā)明提供一種多層膜模頭，所述多層膜模頭包括送料區(qū)塊，所述送料區(qū)塊用于制備多層膜；以及擠出模頭，所述擠出模頭具有模頭入口孔和模唇。所述送料區(qū)塊還包括墊片子単元的堆疊件，所述墊片子単元中的每個子単元依序包括第一層墊片，其具有第一流動剖面切口和第一開ロ ；第一阻擋墊片，其具有第二開口和第三開ロ ；第ニ層墊片，其具有第二流動剖面切口和第四開ロ ；以及第ニ阻擋墊片，其具有第五開口和第六開ロ。所述第一流動剖面切ロ、所述第二開ロ、所述第四開ロ以及所述第五開ロ中的每ー者對齊以形成第一歧管，并且所述第一開ロ、所述第三開ロ、所述第二流動剖面切ロ以及第六開口中的每ー者對齊以形成與所述第一歧管隔開的第二歧管。所述送料區(qū)塊和所述擠出模頭經(jīng)過設(shè)置，以使送料區(qū)塊出ロ孔與所述模頭入口孔相鄰。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于制備多層膜的送料區(qū)塊，所述送料區(qū)塊包括墊片子單元的堆疊件，所述墊片子単元中的每個子単元依序包括第一層墊片，其具有第一入口和第一流動剖面切ロ ；第一阻擋墊片；第二層墊片，其具有第二入口和第二流動剖面切ロ ；以及第ニ阻擋墊片。所述用于制備多層膜的送料區(qū)塊還包括梯度板，所述梯度板具有與各個第一入口對齊的第一歧管以及與各個第二入口對齊的第二歧管，其中所述第一歧管和第二歧管并不流體連通。上述發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明的每個公開實施例或每種實施方案。以下附圖和具體實施方式
更具體地舉例說明了示例性實施例。


整個說明書中都參考了附圖，在附圖中，類似的附圖標(biāo)號表示類似的元件，并且其中圖I是多層膜エ藝的示意圖2A是送料區(qū)塊的透視示意圖；圖2B是圖2A所示第一層墊片的俯視圖；圖2C是圖2A所示第二層墊片的俯視圖；圖2D是圖2A所示阻擋墊片的俯視圖；圖2E是示出了圖2A所示堆疊件的組裝的透視圖；圖3A是送料區(qū)塊的透視示意圖；圖3B是圖3A所示第一層墊片的俯視圖；圖3C是圖3A所示第二層墊片的俯視圖； 圖3D是圖3A所示阻擋墊片的俯視圖；圖3E是示出了圖3A所示堆疊件的組裝的透視圖；圖4A是一體化第一層墊片的透視圖；以及圖4B是一體化第二層墊片的透視圖。附圖未必按比例繪制。附圖中使用的類似標(biāo)號是指類似部件。然而，應(yīng)當(dāng)理解，使用某一標(biāo)號來指給定附圖中的某一部件并非意圖限制另ー附圖中使用相同標(biāo)號標(biāo)記的部件。
具體實施例方式在制造高質(zhì)量聚合物多層膜、聚合物多層光學(xué)膜以及根據(jù)本發(fā)明的其他光學(xué)裝置中，各種エ藝考慮因素至關(guān)重要。此類膜包括(但不限干)光學(xué)膜，例如，干渉偏振器、反射鏡、彩色膜以及它們的組合。這些膜對紫外光譜、可見光譜以及紅外光譜的不同部分具有光學(xué)效果。特別要關(guān)注的是包括具有雙折射性質(zhì)的ー個或多個層的共擠出聚合物多層光學(xué)膜。用于制備每個層的エ藝條件部分取決于(I)所用的特定樹脂體系以及(2)最終膜的所需光學(xué)特性。—種制備多層光學(xué)膜等多層膜的優(yōu)選方法在其他地方中已有所描述，例如，在第6，783，349號美國專利(Neavin等人)中，并且在圖I中示意性地示出。將材料100和102(經(jīng)選擇以具有適當(dāng)?shù)夭煌墓鈱W(xué)特性)加熱至它們的熔融溫度和/或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，然后供料到多層送料區(qū)塊104中。通常，熔融和初始送料是。例如，可以將材料100送料到擠出機(jī)101中，而可將材料102送料到擠出機(jī)103中。從送料區(qū)塊104中排出的是多層流動流105。層倍增器106使所述多層流動流分流，然后進(jìn)行重新導(dǎo)向，并將ー個流“堆疊”在第二個流上以使擠出層的數(shù)量増加。當(dāng)與在整個堆疊件中引入層厚度偏差的擠出設(shè)備一起使用時，不對稱倍増器可以擴(kuò)大層厚度的分布，以使多層膜能夠具有與所需的光譜部分對應(yīng)的層對，并且提供所需的層厚度梯度。如果需要，可以將表皮層111引入多層光學(xué)膜中，方法是將樹脂108 (用于表皮層)送料到表皮層送料區(qū)塊110。多層送料區(qū)塊對膜擠出模頭112送料。送料區(qū)塊的實例在(例如)第3，773，882號(Schrenk)和第3，884, 606號(Schrenk)美國專利中有所描述。例如，擠出溫度可以為約295°C，并且每種材料的送料速率為約10到150千克/小吋。在大多數(shù)情況下，需要在膜穿過送料區(qū)塊和模頭時具有在該膜的上表面和下表面上流動的表皮層111。這些層用于消散 壁附近存在的大應(yīng)カ梯度，以使光學(xué)層更平滑地擠出。各個表皮層的典型擠出速率是2到50千克/小時(1%到40%的總通過量)。表皮材料可以與ー個光學(xué)層的材料相同，也可以是不同材料。離開模頭的擠出物通常呈熔融形式。擠出物在澆鑄輪116上冷卻，該澆鑄輪旋轉(zhuǎn)通過釘扎線材114。釘扎線材將擠出物固定到澆鑄輪。為了獲得在大范圍的角度上透光的膜，可以通過使?jié)茶T輪以低速運轉(zhuǎn)來増大膜的厚度，這使得反射帶向較長波長移動。所述膜通過以取決于所需光學(xué)和機(jī)械特性的比率進(jìn)行拉伸來取向?？v向拉伸可以通過拉引輥118實現(xiàn)。橫向拉伸可以通過拉幅烘箱120實現(xiàn)。如果需要，膜可以同時進(jìn)行雙軸向取向。約3:1到4:1的拉伸比率是優(yōu)選的，但小到2:1以及大到6:1的比率也可適用于給定膜。拉伸溫度將取決于所用雙折射聚合物的類型，但比其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高2到33°C (5到60 °F)通常為合適的溫度范圍。所述膜通常在拉幅烘箱的最后兩個區(qū)域122中熱定型，以向所述膜中賦予最大的結(jié)晶度并減輕膜的收縮。通過采用盡可能高的熱定型溫度但不導(dǎo)致膜在拉幅過程中破損，在熱壓印步驟中的收縮得以減輕。將拉幅軌道寬度減小約1%到4%也能減輕膜收縮。如果膜不進(jìn)行熱定型，則熱收縮特性最大化，這可能是ー些安全包裝應(yīng)用中需要的。膜可以收集在卷繞輥124上。在一些應(yīng)用中，可能需要在多層膜的光學(xué)層中使用兩種以上的不同聚合物。在此情況下，額外的樹脂流可以通過使用類似的裝置送料到樹脂流100和102中。可以使用與 送料區(qū)塊104類似的適用于分配兩種以上層類型的送料區(qū)塊。用于制備共擠出聚合物多層膜，例如本發(fā)明的聚合物多層光學(xué)膜的エ藝將根據(jù)所選的樹脂材料以及成品膜產(chǎn)物中所需的光學(xué)特性而有所不同。應(yīng)當(dāng)在擠出之前或擠出期間將濕氣敏感的樹脂烘干，以免發(fā)生降解。烘干可以通過本領(lǐng)域中已知的任何手段實現(xiàn)。一種為人熟知的手段利用烘箱或更精密的受熱真空裝置和/或干燥劑料斗烘干機(jī)來在將樹脂送料到擠出機(jī)之前將樹脂烘干。另ー種手段利用真空排氣式雙螺桿擠出機(jī)來在擠出樹脂時去除該樹脂中的水分。烘干時間和溫度應(yīng)受限制，以免在料斗烘干機(jī)或烘箱進(jìn)行烘干期間發(fā)生熱降解或熱粘結(jié)。此外，應(yīng)將與濕氣敏感的樹脂一起共擠出的樹脂烘干，以免其他樹脂所攜載的水分對該濕氣敏感的共擠出樹脂造成損壞。擠出條件經(jīng)過選擇，從而以連續(xù)并且穩(wěn)定的方式對聚合物樹脂送料流進(jìn)行充分地送料、熔融、混合和泵送。最終熔融流溫度在一定范圍內(nèi)選擇，避免在該溫度范圍低端處發(fā)生的凍結(jié)、結(jié)晶或不當(dāng)高壓降，并避免在該溫度范圍高端處發(fā)生的降解。通常優(yōu)選的是，進(jìn)入多層送料區(qū)塊的所有聚合物處于同一或非常類似的熔融溫度。如果理想熔融加工溫度不匹配的兩種聚合物欲進(jìn)行共擠出，則這可能需要進(jìn)行エ藝折衷。擠出之后，熔融流隨后進(jìn)行過濾，以去除不需要的顆粒和凝膠?？梢允褂镁埘ツぶ圃祛I(lǐng)域中已知的主過濾器和輔助過濾器，這些過濾器的目尺寸在I到30微米范圍內(nèi)。雖然現(xiàn)有技術(shù)指出了這種過濾對膜潔凈度和表面特性的重要性，但它在本發(fā)明中的重要性還延伸到層均勻性方面。每股熔融流隨后通過頸管輸送到齒輪泵中，該齒輪泵用于調(diào)整連續(xù)且均勻的聚合物流速。靜態(tài)混合単元可以置于頸管的端部，以將熔體從齒輪泵輸送到多層送料區(qū)塊中，從而確保熔融流溫度是均勻的。整個熔融流盡可能均勻地受熱，以確保在加工期間同時實現(xiàn)流動均勻和降解最小化。多層送料區(qū)塊被設(shè)計成將兩種或更多種聚合物熔融流各自分成多個層，使這些層交錯，以及將所述多個兩種或更多種聚合物層合并成單個多層流。從任何給定熔融流形成所述層的方法是，將該流的一部分從流動通道有序排出到側(cè)通道管中，所述側(cè)通道管針對送料區(qū)塊中的各個層而對層槽進(jìn)行送料。可能有許多種設(shè)計，包括在授予Schrenk等人的第3，737，882號、第3，884，606號和第3，687，589號美國專利中公開的那些設(shè)計。還描述了多種方法來通過控制層流動來引入層厚度梯度，如授予Schrenk等人的第3，195，865號、第3，182，965號、第3，051，452號、第3，687，589號和第5，094，788號美國專利、以及授予Lewis等人的第5，389，324號美國專利中所述。在典型的エ業(yè)エ藝中，層流動通常受控于在對各個側(cè)通道管和層槽的形狀和物理尺寸進(jìn)行加工的過程中所做出的選擇。在一些情況下，模塊化設(shè)計僅需要針對每個唯一膜構(gòu)造而對送料區(qū)塊的幾個部分進(jìn)行加工，如(例如)第6，783，349號美國專利(Neavin等人)中所述。模組化設(shè)計的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢可在干，從ー種膜構(gòu)造改變?yōu)榱硪环N膜構(gòu)造所需的時間、勞カ和設(shè)備減少。當(dāng)前用于制備多層膜的典型送料區(qū)塊是使用若干厚板的堆疊件進(jìn)行構(gòu)造，這些厚板中加工有多種特征。這種類型的送料區(qū)塊在設(shè)計上穩(wěn)固，并且在當(dāng)前典型的送料區(qū)塊中，例如，每層寬度為0. 168〃(4. 27mm)，這導(dǎo)致組件非常大，重量超過約3，300磅( 1500kg)。當(dāng)前典型的送料區(qū)塊的制造成本也很高昂，因此并不能十分適于歷時短、變化快速的實驗室實驗。例如，為了改變層數(shù)或?qū)优渲?，必須制造高成本的新型槽板，并且這種槽板可能需要加工數(shù)百小吋。大規(guī)模的送料區(qū)塊還需要額外的基礎(chǔ)架構(gòu)以在運行過程中支撐送料區(qū)塊，并且還在組裝和清潔期間固定送料區(qū)塊。經(jīng)加工槽內(nèi)的尺寸和表面光潔度還對量化造成挑戰(zhàn)，并且槽內(nèi)的加工起始點和停止點的位置可以在成品膜內(nèi)形成人工痕跡。在ー個具體實施例中，本發(fā)明允許高密度的層，例如，每層寬度為0.030"(0. 76_)，這使得送料區(qū)塊的寬度為當(dāng)前送料區(qū)塊配置的寬度的約五分之一。在一個預(yù)期實施例中，完整送料區(qū)塊可相對較小，并且重量為約300磅，是當(dāng)前典型送料區(qū)塊的重量的約十分之一。此多層送料區(qū)塊可以安裝在膜模頭的背部上，而無需任何額外的支撐結(jié)構(gòu)。這可實現(xiàn)在傳統(tǒng)上并不用于此目的的較小膜線上制備多層膜。構(gòu)成送料區(qū)塊的薄墊片的制造成本低，并且可以低成本且快速的方式重新配置，其中可在幾天內(nèi)對新的一組墊片進(jìn)行激光切削。這可對新產(chǎn)品研發(fā)大有助益，使得能夠以名義成本對新配置進(jìn)行快速測試。在一些情況下，這些低成本的送料區(qū)塊還可用于處理難以從送料區(qū)塊中清除或者腐蝕或以其他方式損壞送料區(qū)塊的材料。所公開的送料區(qū)塊中的槽由平整墊片的堆疊件形成，因此通過在組裝所述堆疊件之前測量板上的光潔度，即可輕松確定槽內(nèi)的表面光潔度。由凸置墊片(其形成層的厚度)形成的任何人工痕跡將被限制在膜的邊緣，并且作為邊緣修剪部分而被丟棄。凸置墊片的厚度可以使用測微儀輕松測量。應(yīng)當(dāng)理解，盡管本文中使用了術(shù)語“墊片”，但也可以同等使用術(shù)語“板”。通常，“墊片”是指比“板”更薄的材料，例如，墊片材料一般小于約0. 030英寸(約0. 76mm)，而板材料一般大于約0. 100英寸(約2. 54mm) 應(yīng)當(dāng)理解，墊片或板均可用于實踐本文所述的本發(fā)明，并且本發(fā)明不受包括送料區(qū)塊的各個墊片厚度或薄度限制。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一方面的用于制備多層膜的送料區(qū)塊200的透視示意圖。送料區(qū)塊200包括送料區(qū)塊殼體210，該送料區(qū)塊殼體包括墊片子單元241的堆疊件240，該堆疊件設(shè)置在送料區(qū)塊殼體210的第一端板220與第二端板230之間。墊片子單元241的堆疊件240共同形成送料區(qū)塊200的出ロ孔205。第一歧管入口 250和第二歧管入口 260設(shè)置在第一端板220和第二端板230中的至少ー者中。在ー個具體實施例中，墊片子單元241各自依序包括第一層墊片242、第一阻擋墊片244、第二層墊片246和第二阻擋墊片244’。在一些情況下，墊片子単元241堆疊在彼此之上以形成交替布置的第一層墊片242和第二層墊片246，該第一層墊片和第二層墊片由阻擋墊片244、244’隔開。第一層墊片242、第一阻擋墊片244和第二阻擋墊片244’、以及第二層墊片246各自可由薄金屬片制成，例如，由鋁片、黃銅片、銅片、鋼片等制成。在ー個具體實施例中，例如不銹鋼墊片等鋼墊片可以是優(yōu)選的。每個墊片的厚度可在約0.005〃(0. 127_)或更小值到約0.030〃(0. 762mm)或更大值的范圍內(nèi)獨立地變動。在一些情況下，例如，墊片的厚度可在約0. Olmm到約3. Omm或更大值的范圍內(nèi)、在約0. 05mm到約2. Omm或更大值的范圍內(nèi)、在約0. Imm到約I. Omm的范圍內(nèi)、或者在約0. 13mm到約0. 76mm的范圍內(nèi)獨立地變動。在一些情況下，每個第一層墊片242跨出ロ孔205的長度具有相同的厚度，每個第二層墊片246跨出口孔205的長度具有相同的厚度，并且每個第一阻擋墊片244和第二阻擋墊片244’跨出口孔205的長度具有相同的厚度。在一些情況下，每個墊片的在出口孔205的長度上的厚度可以均勻或不均勻地改變?？绯謦砜组L度的墊片厚度的改變可用于在成品多層膜中產(chǎn)生特定光學(xué)效果，如其他地方所述。 圖2B是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖2A所示墊片子単元241內(nèi)的第一層墊片242的示意圖。第一層墊片242包括可從第一金屬片249上切削出的第一流動剖面切ロ 252和第一開ロ 260。第一流動剖面切ロ 252形成第一歧管250與第一出ロ孔256之間的連接。第一流動剖面切ロ 252可以具有第一剖面邊界252，該邊界通過用任何已知的技術(shù)切削第一金屬片249來形成，所述技術(shù)包括，例如，激光切削、模頭切削、線材EDM(電火花加工)、化學(xué)蝕刻等。在一些情況下，激光切削可為優(yōu)選的切削技木。第一金屬片249和第一剖面邊界254可以拋光至所需的任何平滑度，但優(yōu)選高度拋光的表面。第一層墊片242還包括可選的第ー對齊特征270和第二對齊特征280，這些特征可以用于在將第一層墊片242堆疊到墊片子単元241和墊片子単元的堆疊件240中期間，對該第一層墊片進(jìn)行精確定位。對齊特征可為使墊片能夠在堆疊件中精確放置和配準(zhǔn)的任何所需形狀，包括，例如，圓形、橢圓形、三角形、正方形等。在一些情況下，圓形是優(yōu)選的對齊特征。圖2C是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖2A所示墊片子単元241內(nèi)的第二層墊片246的示意圖。第二層墊片246包括可從第二金屬片249’中切削出的第二流動剖面切ロ 262和第ニ開ロ 250。第一金屬片249和第二金屬片249’可由相同材料制成并且具有相同厚度,或者這兩者也可以是不同的。第二流動剖面切ロ 262形成第二歧管260與第二出ロ孔266之間的連接。第二流動剖面切ロ 262可以具有第二剖面邊界264，該邊界通過用任何已知的技術(shù)切削第二金屬片249’來形成，所述技術(shù)包括，例如，激光切削、模頭切削、線材EDM、化學(xué)蝕刻等。在一些情況下，激光切削可為優(yōu)選的切削技木。第二金屬片249’和第二剖面邊界264可以拋光至所需的任何平滑度，但優(yōu)選高度拋光的表面。第二層墊片246還包括可選的第一對齊特征270和第二對齊特征280，這些特征可以用于在將第二層墊片246堆疊到墊片子単元241以及墊片子單元的堆疊件240中期間，對該第二層墊片進(jìn)行精確定位。在ー個具體實施例中，第一層墊片242和第二層墊片246可以彼此互為鏡像，例如,如圖2B到2C所不。在此實施例中，第一歧管250、第二歧管260、以及可選的第一和第二對齊特征的相對位置經(jīng)過設(shè)置，使得可將第一層墊片242翻轉(zhuǎn)過來而形成第二層墊片246。圖2D是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖2A所示墊片子単元241內(nèi)的第一阻擋墊片244的示意圖。第一阻擋墊片244包括第一歧管250和第二歧管260、以及可選的第一對齊特征270和第二對齊特征280。如圖2A所示，每個堆疊件子単元可以包括第一阻擋墊片244和第二阻擋墊片244’，這些墊片可由相同金屬片249”制成并且具有相同厚度，或者這兩者也可以是不同的。在ー個具體實施例中，第一阻擋墊片244和第二阻擋墊片244’相同。圖2E是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖2A所示送料區(qū)塊200的堆疊件240的組裝。第一定向柱275和第二定向柱285定位在第一端板220中。墊片以交替方式堆疊在第一端板220上，以便第一對齊特征270和第二對齊特征280分別定位在第一定向柱275和第二定向柱285上。如圖2E所示，堆疊件240的形成方法是，按照第一層墊片242、第一阻擋墊片244、第二層墊片246以及第二阻擋墊片244’的順序堆疊以形成墊片子単元241，然后繼續(xù)該堆疊過程以在送料區(qū)塊200中形成所需的堆疊件240。沿堆疊件的“z”方向施加壓縮力，并且附接第二端板230以形成送料區(qū)塊200。在圖2E中，使用(例如)金屬柱來精確放置墊片。在ー個具體實施例中，例如以一端為起始，將275個聚合物墊片與275個阻擋塊墊片以交替方式堆疊，隨后通過固定第二端板來對它們進(jìn)行包封。所得到的多層熔融流被送料到壓縮段中并且附接到模頭的背部。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明一方面的用于制備多層膜的送料區(qū)塊300的透視示意圖。送料區(qū)塊300包括送料區(qū)塊殼體310，該送料區(qū)塊殼體包括墊片子單元341的堆疊件340，該堆疊件設(shè)置在送料區(qū)塊殼體310的第一端板320與第二端板330之間。墊片子單元341的堆疊件340共同形成送料區(qū)塊300的出口孔305。在ー個具體實施例中，墊片子單元341各自均依序包括第一層墊片342、第一阻擋墊片344、第二層墊片346和第二阻擋墊片344’。在一些情況下，墊片子単元341堆疊在彼此之上以形成交替布置的第一層墊片342和第二層墊片346，該第一層墊片和第二層墊片由阻擋墊片344、344’隔開。第一歧管入ロ 350和第二歧管入ロ 360設(shè)置在梯度板390中，該梯度板附接到送料區(qū)塊殼體310 (為清晰起見，在圖3A中與送料區(qū)塊殼體310分離示出)。第一歧管入口350與第一歧管355流體連通，并且第二歧管入ロ 360與第二歧管365流體連通。第一歧管355和第二歧管365彼此之間并不流體連通，換言之，每個歧管中的材料流保持分離狀態(tài)。第一層墊片342、第一阻擋墊片344和第二阻擋墊片344’、以及第二層墊片346中的每ー者均可由薄金屬片制成，例如，由鋁片、黃銅片、銅片、鋼片等制成。在ー個具體實施例中，不銹鋼墊片等鋼墊片可以是優(yōu)選的。每個墊片的厚度可在約0.005〃(0. 127_)或更小值到約0. 030〃(0. 762mm)或更大值的范圍內(nèi)獨立地變動。在一些情況下，例如，墊片的厚度可在約0. Olmm到約3. Omm或更大值的范圍內(nèi)、在約0. 05mm到約2. Omm或更大值的范圍內(nèi)、在約0. Imm到約I. Omm的范圍內(nèi)、或者在約0. 13mm到約0. 76mm的范圍內(nèi)獨立地變動。在一些情況下，每個第一層墊片342跨出口孔305的長度具有相同厚度，每個第二層墊片346跨出口孔305的長度具有相同厚度，并且每個第一阻擋墊片344和第二阻擋墊片344’跨出口孔305的長度具有相同厚度。在一些情況下，每個墊片的跨出口孔305長度的厚度可以均勻或不均勻的改變?？绯謦砜组L度的墊片厚度的改變可用于在成品多層膜中產(chǎn)生特定光學(xué)效果，如其他地方所述。圖3B是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖3A所示墊片子単元341內(nèi)的第一層墊片342的示意圖。第一層墊片342包括可從第一金屬片349上切削出的第一流動剖面切ロ 352和第一墊片歧管入口 350’。第一金屬片349可分隔成第二第一金屬片部分348,如圖3B所不。第一流動剖面切口 352形成第一墊片歧管入口 350’與第一出口孔356之間的連接。第一流動剖面切口 352可以具有第一剖面邊界354，該邊界通過用任何已知的技術(shù)切削第一金屬片349來形成，所述技術(shù)包括，例如，激光切削、模頭切削、線材EDM (電火花加工)、化學(xué)蝕刻等。在一些情況下，激光切削可為優(yōu)選的切削技術(shù)。第一金屬片349和第一剖面邊界354可以拋光至所需的任何平滑度，但優(yōu)選高度拋光的表面。第一層墊片342還包括可選的第一對齊特征370和第二對齊特征380、以及可選的第三對齊特征372和第四對齊特征382，這些特征可以用于在將第一層墊片342堆疊到墊片子單元341和墊片子單元的堆疊件340中期間，對該第一層墊片進(jìn)行精確定位。在一些情況下，可以使用至少四個對齊特征來確保正確定向，例如，可對第一層墊片342的 片件349、348中的每個片件使用兩個對齊特征，如圖3B所示。在一些情況下，可以僅使用兩個對齊特征，例如，在第一層墊片和第一阻擋墊片粘接在一起或一體化的情況下，如其他地方 所述。對齊特征可為使墊片在堆疊件中精確放置和配準(zhǔn)的任何所需形狀，包括，例如，圓形、橢 圓形、三角形、正方形等。在一些情況下，圓形是優(yōu)選的對齊特征。圖3C是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖3A所示墊片子單元341內(nèi)的第二層墊片346的示意圖。第二層墊片346包括可從第二金屬片349’中切削出的第二流動剖面切口 362和第二墊片歧管入口 360’。第二金屬片349’可分隔成第二第二金屬片部分348’，如圖3C所示。第一金屬片349和第二金屬片349’可由相同材料制成并且具有相同厚度，或者這兩者也可以是不同的。第二流動剖面切口 362形成第二墊片歧管入口 360’與第二出口孔366之間的連接。第二流動剖面切口 362可以具有第二剖面邊界364，該邊界通過用任何已知的技術(shù)切削第二金屬片349’來形成，所述技術(shù)包括，例如，激光切削、模頭切削、線材EDM、化學(xué)蝕刻等。在一些情況下，激光切削可為優(yōu)選的切削技術(shù)。第二金屬片349’和第二剖面邊界364可以拋光至所需的任何平滑度，但優(yōu)選高度拋光的表面。第二層墊片346還包括可選的第一對齊特征370和第二對齊特征380、以及可選的第三對齊特征372和第四對齊特征382，這些特征可以用于在將第二層墊片346堆疊到墊片子單元341和墊片子單元的堆疊件340中期間，對該第二層墊片進(jìn)行精確定位。在一些情況下，可以使用至少四個對齊特征來確保正確定向，例如，兩個對齊特征可以用于第二層墊片346的片件349’、348’中的每個片件，如圖3C所示。在一些情況下，可以僅使用兩個對齊特征，例如，在第一層墊片和第一阻擋墊片粘接在一起或一體化的情況下，如其他地方所述。對齊特征可為使墊片在堆疊件中精確放置和配準(zhǔn)的任何所需形狀，包括，例如，圓形、橢圓形、三角形、正方形等。在一些情況下，圓形是優(yōu)選的對齊特征。在一個具體實施例中，第一層墊片342和第二層墊片346可以彼此互為鏡像，例如，如圖3B到3C所示。在此實施例中，第一墊片歧管入口 350’、第二墊片歧管入口 360’以及可選的對齊特征的相對位置經(jīng)過設(shè)置，使得可將第一層墊片342翻轉(zhuǎn)過來而形成第二層墊片346。圖3D是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖3A所示墊片子單元341內(nèi)的第一阻擋墊片344的示意圖。第一阻擋墊片344包括可選的第一對齊特征370和第二對齊特征380、以及可選的第三對齊特征372和第四對齊特征382。如圖3A所示，每個堆疊件子單元可以包括第一阻擋墊片344和第二阻擋墊片344’，這些墊片可由相同金屬片349”制成并且具有相同厚度，或者這兩者可以是不同的。在一個具體實施例中，第一阻擋墊片344和第二阻擋墊片344’相同。圖3E是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖3A所示送料區(qū)塊300的堆疊件340的組裝。第一定向柱375和第二定向柱385定位在第一端板320中?？蛇x的第三定向柱377和可選的第四定向柱387也可定位在第一端板320中。墊片以交替方式堆疊在第一端板320上，以使第一對齊特征370和第二對齊特征380分別定位在第一定向柱375和第二定向柱385上，并且可選的第三對齊特征372和可選的第四對齊特征382分別定位在可選的第三定向柱377和可選的第四定向柱387上。如圖3E所示，堆疊件340的形成方法是，按照第一層墊片342、第一阻擋墊片344、第二層墊片346以及第二阻擋墊片344’的順序堆疊以形成墊片子單元341，然后繼續(xù)該堆疊過程以在送料區(qū)塊300中形成所需的堆疊件340。隨后對梯度板390進(jìn)行定位，以使第一歧管355與每個第一層墊片342中的每個第一墊片歧管入口 350’對齊，并且使第二歧管365與每個第二層墊片346中的每個第二墊片歧管入口 360’對齊。沿堆疊件的“y”和“z”方向施加壓縮力，并且附接第二端板330以形成送料區(qū)塊300。在圖3E中，使用(例如)金屬柱來精確放置墊片。在一個具體實施例中，例如以一端為起始，將275個聚合物墊片與275 個阻擋塊墊片以交替方式堆疊，隨后通過固定第二端板來對它們進(jìn)行包封。所得到的多層熔融流被送料到壓縮段中并且附接到模頭的背部。圖4A是根據(jù)本發(fā)明一方面的一體化第一層墊片442的透視圖。在一個具體實施例中，一體化第一層墊片442可以包括阻擋層，例如，已粘接到第一層墊片的阻擋墊片等，如其他地方所述。粘接可以通過任何已知的技術(shù)實現(xiàn)，所述技術(shù)包括，例如，焊接、感應(yīng)焊接、軟焊等。在一個具體實施例中，一體化第一層墊片442可以直接從板加工，將用作阻擋墊片的材料阻擋層置于相鄰的堆疊層墊片之間。一體化第一層墊片442包括可從第一金屬片449上切削出的第一流動剖面切口452。第一流動剖面切口 452形成第一歧管450與第一出口孔456之間的連接。第一流動剖面切口 452可以具有第一剖面邊界454，該邊界通過用任何已知的技術(shù)切削第一金屬片449來形成，所述技術(shù)包括，例如，激光切削、模頭切削、銑削、線材EDM (電火花加工)、化學(xué)蝕刻等。第一金屬片449和第一剖面邊界454可以拋光至所需的任何平滑度，但優(yōu)選高度拋光的表面。一體化第一層墊片442還包括可選的第一對齊特征470和第二對齊特征480，這些特征可以用于在堆疊期間對第一層墊片442進(jìn)行精確定位，如其他地方所述。對齊特征可為使墊片在堆疊件中精確放置和配準(zhǔn)的任何所需形狀，包括，例如，圓形、橢圓形、三角形、正方形等。在一些情況下，圓形是優(yōu)選的對齊特征。圖4B是根據(jù)本發(fā)明一方面的一體化第二層墊片446的透視圖。在一個具體實施例中，一體化第一層墊片446可以包括阻擋層，例如，已粘接到第一層墊片的阻擋墊片等，如其他地方所述。粘接可以通過任何已知的技術(shù)實現(xiàn)，包括，例如，焊接、感應(yīng)焊接、軟焊等。在一個具體實施例中，一體化第二層墊片446可以直接從板加工，將用作阻擋墊片的材料阻擋層置于相鄰的堆疊層墊片之間。一體化第二層墊片446包括可從第二金屬片449’中切削出的第二流動剖面切口462。第二流動剖面切口 462形成第二歧管460與第二出口孔466之間的連接。第二流動剖面切口 462可以具有第二剖面邊界464，該邊界通過用任何已知的技術(shù)切削第二金屬片449’來形成，所述技術(shù)包括，例如，激光切削、模頭切削、銑削、線材EDM (電火花加工)、化學(xué)蝕刻等。第二金屬片449’和第二剖面邊界464可以拋光至所需的任何平滑度，但優(yōu)選高度拋光的表面。一體化第二層墊片446還包括可選的第一對齊特征470和第二對齊特征480，這些特征可以用于在堆疊期間對第二層墊片446進(jìn)行精確定位，如其他地方所述。對齊特征可為使墊片在堆疊件中精確放置和配準(zhǔn)的任何所需形狀，包括，例如，圓形、橢圓形、三角形、正方形等。在一些情況下，圓形是優(yōu)選的對齊特征。一體化的第一層墊片442和第二層墊片446可以通過類似于參考圖2A到2E和3A到3E所示的方式堆疊以形成多層送料區(qū)塊，如對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的那樣。應(yīng)當(dāng)理解，例如，上述層墊片中的每個層墊片可以包括一個以上的流動剖面切口，以形成可以產(chǎn)生兩種不同層分布的串列歧管，所述層分布可以組合在一起以形成成品層堆疊件。同樣，在一個具體實施例中，每個墊片可以進(jìn)行焊接、軟焊或以其他方式彼此粘接以形成一體化送料區(qū)塊堆疊件。該一體化送料區(qū)塊可以理想地阻止材料因在加工壓力下扭曲而發(fā)生交叉污染；然而，在此實施例中，可能無法拆開該送料區(qū)塊。沿多層送料區(qū)塊200的第一歧管250和第二歧管260中的每一者，橫截面面積可以保持恒定或可以改變。這種改變可以是面積增加或減小，并且減小的橫截面通常稱為“漸 縮”。歧管的橫截面面積的改變可以被設(shè)計成提供合適的壓力梯度，這種壓力梯度影響例如多層光學(xué)膜等多層膜的層厚度分布。在一個具體實施例中，在組裝堆疊件240之后，第一歧管250和第二歧管260中的每個歧管內(nèi)的橫截面面積可以使用(例如)本領(lǐng)域中已知的線材EDM技術(shù)而切削成漸縮形式。因此，可以針對不同類型的多層膜構(gòu)造來改變多層送料區(qū)塊。使用時，將熔融流形式的聚合物樹脂從來源(例如擠出機(jī))輸送到第一歧管250和第二歧管260。通常，將不同的樹脂輸送到各個歧管。例如，作為兩種不同的熔融流，將樹脂A輸送到第一歧管250，且將樹脂B輸送到第二歧管260。當(dāng)熔融流A和熔融流B在“z”方向上順著流動通道向下流動時，每股熔融流分別通過第一流動剖面切口 252和第二流動剖面切口 262排出。由于第一流動剖面切口 252和第二流動剖面切口 262是交錯的，因此它們開始形成交替層，例如，ABABAB。第一流動剖面切口 252和第二流動剖面切口 262中的每一者分別具有其自己的出口孔256、266，以便開始形成實際層。離開出口孔205的熔融流包含多個交替層。熔融流被送料到壓縮段(未示出)中，各層在該壓縮段中壓縮并同時均勻地橫向展開。稱作保護(hù)性邊界層(PBL)的特定厚層可以在最靠近多層送料區(qū)塊壁處從用于多層堆疊件的任意熔融流進(jìn)行送料。也可以通過送料區(qū)塊之后的單獨送料流來送入PBL。PBL用以保護(hù)較薄層，例如多層光學(xué)膜中的薄光學(xué)層，使其免受壁應(yīng)力以及可能導(dǎo)致的流動不穩(wěn)定性的影響。本文中所述的多層送料區(qū)塊以及使用多層送料區(qū)塊的膜制備工藝可以用于光學(xué)或非光學(xué)應(yīng)用。光學(xué)應(yīng)用通常最需要此工藝，并因此用于進(jìn)行下文的說明。然而應(yīng)當(dāng)了解，所述送料區(qū)塊和工藝可以同等地涉及非光學(xué)多層膜。在光學(xué)應(yīng)用中，尤其對于旨在透射或反射特定顏色或波長的光的膜，膜平面內(nèi)需要具有非常精確的層厚度均勻性。在實施過程中，難以在槽模頭中在橫向展開步驟之后得到完美的層均勻性。需要橫向展開的量越大，所得到的層厚度分布中不均勻的可能性越高。因此，從層厚度分布均勻性的角度來看(或者對于膜顏色均勻性)，送料區(qū)塊的槽模頭相對較寬是有利的。然而，槽模頭的寬度增加將導(dǎo)致送料區(qū)塊較大、較重并且成本較高。將顯而易見的是，必須針對各個送料區(qū)塊情況而單獨評定最佳槽寬度，并考慮到所得膜的光學(xué)均勻性要求。這種評定可以使用相關(guān)聚合物的可靠流變學(xué)數(shù)據(jù)和本領(lǐng)域中已知的聚合物流動模擬軟件、以及送料區(qū)塊制造成本的模型來實現(xiàn)。如上所述，本文所述類型的模塊化送料區(qū)塊對于修改層厚度分布尤其有用，這種送料區(qū)塊具有多個層墊片，這些層墊片適于改變各個層厚度中的一個厚度或?qū)雍穸确植迹鵁o需改變或重新加工整個送料區(qū)塊組件。膜中的各種層優(yōu)選跨所述膜具有不同的厚度。這通常稱作層厚度梯度。層厚度梯度經(jīng)選擇以在光學(xué)膜中實現(xiàn)所需的反射帶寬。一個通用層厚度梯度是線性梯度，其中最厚層對的厚度比最薄層對的厚度厚特定百分?jǐn)?shù)。例如，I. 055:1的層厚度梯度表示最厚層對(與一個主表面相鄰)比最薄層對(與膜的相對表面相鄰)厚5.5%。在另一個實施例中，從膜的一個主表面到另一個表面，層厚度可以減小、增大并且再次增大。據(jù)信，這形成更尖銳的帶邊緣，并因此使得從光譜的反射區(qū)域到透射區(qū)域的轉(zhuǎn)變更突?；蚋蝗弧＿@種獲得尖 銳帶邊緣的優(yōu)選方法在1998年I月13日提交的名稱為“Optical Film with SharpenedBandedge (具有尖銳帶邊緣的光學(xué)膜)”的第6，157，490號美國專利(Wheatley等人)中進(jìn)行了更完整的描述。獲得尖銳帶邊緣的方法將針對具有多個以交替順序布置的兩種光學(xué)材料“A”和“B”層的多層膜進(jìn)行簡單描述。在其他實施例中，可以使用三種或更多種不同的光學(xué)材料。每對相鄰“A”和“B”層構(gòu)成光學(xué)重復(fù)單元(0RU)，所述單元在膜的頂部以O(shè)RU I開始，以O(shè)RU6結(jié)束，其中這些ORU具有光學(xué)厚度0T. sub. UOT. sub. 2,. . .，0T. sub. 6。針對設(shè)計波長下的最大第一級反射率(公式I中M=I)，每個ORU應(yīng)相對于A或B層具有50% f比。A層可以被視作具有高于B層的X-(面內(nèi))折射率，因為前者被顯示為比后者薄。ORU I到3可以組合成多層堆疊件SI，其中ORU的光學(xué)厚度在-Z方向上單調(diào)減小，而ORU 4到6可以組合成另一多層堆疊件S2，其中ORU的光學(xué)厚度單調(diào)增加。此厚度分布有助于形成尖銳的光譜躍變。相反，之前已知的膜的厚度分布通常只在一個方向上單調(diào)增大或減小。如果一些應(yīng)用需要，則可以在所述兩個堆疊件之間加入光學(xué)厚度上的間斷，從而形成簡單的帶凹口透射帶光譜?？梢栽O(shè)計其他厚度梯度，以便提高峰值透射并且形成甚至更陡的帶邊緣(更窄的透射帶)。這可以通過以下方式實現(xiàn)將各個層布置成部件多層堆疊件，其中堆疊件的一部分具有相對地彎曲的厚度分布，并且堆疊件的相鄰部分具有輕微彎曲的分布，以匹配堆疊件的第一部分的曲率。該彎曲分布可以遵循任何數(shù)量的函數(shù)形式。此形式的主要目的在于打斷存在于四分之一波長堆疊件中的精確厚度重復(fù)，該堆疊件具有多個調(diào)諧成單個波長的層。所用特定函數(shù)是線性分布的加性函數(shù)，以及用合適的負(fù)或正一階導(dǎo)數(shù)使分布彎曲的正弦函數(shù)。重要特征在于，ORU厚度分布的二階導(dǎo)數(shù)對反射堆疊件的紅色(長波長)帶邊緣為正，對反射堆疊件的藍(lán)色(短波長)帶邊緣為負(fù)。如果針對帶凹口透射帶的帶邊緣，則需要反過來。采用同一原理的其他實施例包括具有一階導(dǎo)數(shù)為零值的多個點的層分布。在這里的所有情況下，導(dǎo)數(shù)是指通過實際ORU光學(xué)厚度分布擬合的最佳擬合曲線的導(dǎo)數(shù)，其可以包含小于10% Σ的較小統(tǒng)計誤差，10% Σ是光學(xué)厚度值中的一個標(biāo)準(zhǔn)偏差。離開送料區(qū)塊的多層堆疊件隨后可以直接進(jìn)入最終成形單元，例如模頭?；蛘撸骺梢赃M(jìn)行分流，優(yōu)選的是垂直于層進(jìn)行分流，以形成可以通過堆疊重新組合的兩股或更多股多層流。除了垂直于層之外，流還可以與層成一定角度進(jìn)行分流。對流進(jìn)行分流和堆疊的流動通道系統(tǒng)稱作倍增器或面間表面產(chǎn)生器(ISG)。分流的寬度可以相等或不相等。乘數(shù)比由較寬的流寬度與較窄的流寬度的比率限定。流寬度不相等(也就是乘數(shù)比大于一)可有助于形成層厚度梯度。在流不相等的情況下，倍增器應(yīng)當(dāng)相對于厚度和流動方向而橫向展開較窄的流和/或壓縮較寬的流，以確保堆疊時與各層寬度匹配?？梢杂性S多設(shè)計，包括在授予 Schrenk 等人的第 3，565，985 號、第 3，759，647 號、第 5，094，788 號和第 5，094，793號美國專利中公開的那些設(shè)計。在典型實踐中，注入倍增器中的送料的橫截面是矩形的，兩股或更多股分流的橫截面也是矩形的，并且矩形橫截面通過用于重新堆疊這些分流的流動通道被保留下來。優(yōu)選的是，沿每個分流通道保持恒定的橫截面面積，盡管無需這樣。離開送料區(qū)塊歧管的多層堆疊件的每個初始部分(不包括PBL)稱作包。在用于光學(xué)應(yīng)用的膜中，每個包被設(shè)計成在給定波長帶上進(jìn)行反射、透射或偏振。當(dāng)多層堆疊件離開送料區(qū)塊時，可以存在一個以上的包。因此，膜可以設(shè)計成在雙重或多重帶上提供光學(xué)性能。這些帶可以是單獨且不同的，或者可以重疊。多個包可以由兩種或更多種聚合物的相同或不同組合制成。其中每個包均由相同的兩種或更多種聚合物制成的多個包的制造方法可以是，以特定方式構(gòu)造送料區(qū)塊及其梯度板，以使針對每種聚合物的一個熔融裝置組件 向所有包送料，或者每個包可由單組熔融裝置組件送料。被設(shè)計成向膜賦予例如物理特性等其他非光學(xué)特性的包還可以與單個多層送料區(qū)塊堆疊件中的光學(xué)包結(jié)合。在送料區(qū)塊中形成雙重或多重包的替代形式是通過使用乘數(shù)比大于一的倍增器來從一個送料區(qū)塊包形成。根據(jù)初始包的帶寬和乘數(shù)比，可以使所得包在帶寬中重疊，或者使它們之間留有帶寬間隙。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚，針對任何給定光學(xué)膜的送料區(qū)塊與倍增器策略的最佳組合將取決于許多因素，并且必須單獨地確定。在倍增之前，可以將額外的層添加到多層堆疊件中。這些外部層用作PBL，但在此時，這些層位于倍增器內(nèi)。在倍增和堆疊之后，PBL流的一部分將形成光學(xué)層之間的內(nèi)部邊界層，而剩余部分將形成表皮層。因此，在這種情況下，各個包由PBL隔開?？梢蕴砑宇~外的PBL，并且額外的倍增步驟可以在最終送料到例如模頭等成形單元之前完成。在最終送料之前，無論是否已進(jìn)行倍增，并且無論是否已在倍增步驟之前添加了 PBL，均可將額外的層添加到多層堆疊件的外部。額外的層形成最終表皮層，并且較早施加的PBL的外部部分將形成這些最終表皮層下方的子表皮。模頭對熔融流進(jìn)行額外壓縮和寬度展開。而且，模頭(包括它的內(nèi)部歧管、壓力區(qū)等)被設(shè)計成在幅材離開模頭時形成在整個幅材上均勻的層分布。表皮層經(jīng)常被添加到多層堆疊件中，以保護(hù)較薄光學(xué)層免受壁應(yīng)力和可能導(dǎo)致的流動不穩(wěn)定性的影響。在膜的表面處添加厚層的其他原因包括，例如，例如附著性、可涂敷性、釋放性、摩擦系數(shù)等表面特性；以及阻透性；耐侯性；耐刮擦性和耐磨性；以及其他特性。在隨后進(jìn)行單軸牽伸或極為不等地雙軸牽伸的多層膜中，“分裂”(即易于沿著更高度牽伸方向撕裂或破裂的趨勢)可以通過選擇具有以下特性的表皮層聚合物來基本上得到抑制(I)良好地附著到子表皮或最近的光學(xué)層聚合物；以及(2 )不易于在牽伸時取向。可用表皮層的實例(其中光學(xué)堆疊件包含PEN均聚物)是PEN的共聚物，該共聚物的共聚物單體含量足以抑制結(jié)晶和/或晶體取向。當(dāng)膜在一個平面方向上高度牽伸并且在垂直平面方向上不牽伸或只稍稍牽伸時，與不具有共聚PEN表皮層的類似膜相比，在此類結(jié)構(gòu)中能觀察到顯著的分裂抑制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠選擇類似的表皮層聚合物，以補(bǔ)充其他光學(xué)層聚合物和/或子表皮聚合物。溫度控制對于送料區(qū)塊以及導(dǎo)致在模唇處進(jìn)行澆注的后續(xù)流動而言至關(guān)重要。雖然通常要求溫度均勻性，但在一些情況下，刻意使送料區(qū)塊中具有溫度梯度或者使送料流中具有多達(dá)約40°C的溫度差值可以用于縮小或擴(kuò)大堆疊件層厚度分布。進(jìn)入PBL或表皮塊的送料流還可以設(shè)定在不同于送料區(qū)塊平均溫度的溫度下。通常，PBL或表皮流的溫度比送料流高約40°C，用以降低保護(hù)流中的粘度或彈性，并且因此增強(qiáng)它們作為保護(hù)層的有效性。有時，保護(hù)流的溫度最多可以降低約40°C，用以提高這些保護(hù)流與流動流的剩余部分之間的流變性匹配。例如，低粘度表皮的溫度降低可以增強(qiáng)粘度匹配并且增強(qiáng)流動穩(wěn)定性。其他時候，需要使彈性效應(yīng)匹配。用于加熱送料區(qū)塊-倍增器-模頭組件的傳統(tǒng)裝置，即使用裝配在組件孔洞中的插入型、桿型或筒型加熱器可以提供本發(fā)明的光學(xué)膜所需的溫度控制。熱量還可從組件的外部均勻地提供，方法是(I)將組件外部與板型加熱器拼接；(ii)使整個組件完全絕緣；或者(iii)結(jié)合使用這兩種技術(shù)。板型加熱器通常使用嵌入金屬材料(例如澆鑄鋁)中的電阻 加熱元件。此類加熱器可以使熱量均勻分布到例如送料區(qū)塊等設(shè)備。使用絕緣件來控制熱量流動并非是新穎技術(shù)。然而，由于聚合物熔體可能從組件泄漏到絕緣件上，因此通常不會在膜擠出過程中使用絕緣件。由于需要非常精確地調(diào)節(jié)各個層流，因此在用于本發(fā)明的光學(xué)膜的送料區(qū)塊-倍增器-模頭組件中無法容忍這種泄漏。因而，送料區(qū)塊、倍增器和模頭會謹(jǐn)慎地進(jìn)行設(shè)計、加工、組裝、連接和維護(hù)，以防止聚合物熔體泄漏，并且使得組件的絕緣可行并且優(yōu)選。具有特定設(shè)計且在送料區(qū)塊內(nèi)具有特定布置的插入型、桿型或筒型加熱器(未圖示)可以有利地用于保持送料區(qū)塊中的溫度恒定，以及用于形成溫度梯度。此類加熱器在本領(lǐng)域中為人熟知，并且在結(jié)合板型加熱器、絕緣件或這兩者使用時，可以向傳統(tǒng)裝置提供優(yōu)良的溫度控制和/或均勻性。這種對層厚度和梯度層厚度分布的優(yōu)良控制對于控制反射帶的位置和分布而言尤其重要，如名稱為“Optical Film with Sharpened Bandedge (具有尖銳的帶邊緣的光學(xué)膜)”的第6，157，490號美國專利(Wheatley等人)以及名稱為“ColorShifting Film (色移膜)”的第09/006，591號美國申請案中所述，這兩個專利均于1998年I月13日提交。已觀察到，剪切速率會影響粘度以及其他流變特性，例如，彈性。通過將粘度的相對形狀(或其他流變函數(shù))與共擠出聚合物的剪切速率曲線匹配，流動穩(wěn)定性有時似乎得到提高。換言之，將此類曲線之間的最大失配降至最小可能是流動穩(wěn)定性的正確目標(biāo)。因此，流中不同級處的溫度差值可有助于平衡該流的流程上剪切速率或其他流動速率差值。幅材被澆鑄在澆鑄輥上，該澆鑄輥有時稱作澆鑄輪或澆鑄卷筒。優(yōu)選的是，冷卻該澆鑄輥以使幅材驟冷，并且開始形成多層澆鑄膜。優(yōu)選的是，澆鑄通過靜電釘扎得到輔助，其具體細(xì)節(jié)是聚酯膜制造領(lǐng)域中所熟知的。對于本發(fā)明的光學(xué)膜而言，應(yīng)對設(shè)定靜電釘扎設(shè)備的參數(shù)加以注意。應(yīng)盡可能避免澆鑄幅材厚度沿膜的擠出方向周期性變化，這在很多情況下稱作“釘扎振蕩”。已知的是，對電流、電壓、釘扎線材厚度以及釘扎線材相對于模頭和澆鑄冷卻輥的位置進(jìn)行調(diào)整均會產(chǎn)生一定影響，并且這種調(diào)整應(yīng)當(dāng)由本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)各個情況進(jìn)行設(shè)置。
由于一側(cè)與輪接觸并且另一側(cè)僅與空氣接觸，因此幅材有時可在表面紋理、結(jié)晶程度或其它特性上實現(xiàn)分邊。這在一些應(yīng)用中可能是可取的，而在另一些應(yīng)用中可能是不可取的。當(dāng)需要將此類分邊差異降至最小時，壓料輥可以結(jié)合澆鑄輥使用，以增強(qiáng)驟冷，或者使本來是澆鑄幅材的空氣側(cè)的那側(cè)平滑。在一些情況下，將多層堆疊件的一側(cè)作為被選擇用于在冷卻輥側(cè)上實現(xiàn)優(yōu)良驟冷的那側(cè)至關(guān)重要。例如，如果多層堆疊層由層厚度分布組成，則通常需要將最薄的層置于最接近冷卻棍處。這在名稱為“Method for Making Optical Films Having Thin OpticalLayers (用于制備具有薄光學(xué)層的光學(xué)膜的方 法)”的第5，976，424號美國專利(Weber等人)中有所描述。在一些情況下，需要提供具有一定表面粗糙度或表面紋理的膜來改進(jìn)在卷繞和/或后續(xù)轉(zhuǎn)換和使用過程中的處理。與本發(fā)明的光學(xué)膜相關(guān)的具體實例出現(xiàn)在這些光學(xué)膜旨在用于與玻璃板或第二膜緊密接觸的情況下。在此類情況下，選擇性地將光學(xué)膜“浸濕”到板或第二膜上可導(dǎo)致被稱作“牛頓環(huán)”的現(xiàn)象，這會損壞大表面積上的光學(xué)均勻性。有紋理或粗糙的表面會抑制發(fā)生浸濕所需的緊密接觸，由此最小化或消除牛頓環(huán)的出現(xiàn)。在聚酯膜領(lǐng)域中為人熟知的是包括少量的細(xì)小顆粒物質(zhì)，這種顆粒物質(zhì)通常稱作“增滑劑”，用以提供此類表面粗糙度或紋理?？蓪υ龌瑒┑氖褂貌⑷氡景l(fā)明的光學(xué)膜中。然而，加入增滑劑顆?？梢肷倭繜熿F，并且可減小膜的光學(xué)透射。根據(jù)本發(fā)明，如果通過在膜澆鑄期間使?jié)茶T幅材與微壓花輥接觸來提供表面粗糙度或紋理，則可以在不使用增滑劑的情況下有效阻止牛頓環(huán)出現(xiàn)。優(yōu)選的是，微壓花輥將用作澆鑄輪的壓料輥?；蛘?，澆鑄輪自身可以具有微紋理以提供類似效果。此外，微壓花澆鑄輪和微壓花壓料輥可以一起使用，以提供兩邊均進(jìn)行微壓花的膜。各種工藝階段中的停留時間也可能至關(guān)重要，即使在固定剪切速率下也是如此。例如，各層之間的相互擴(kuò)散可以通過調(diào)整停留時間來改變和控制。本文檔中使用的“相互擴(kuò)散”是指各層的材料之間的融合和反應(yīng)過程，包括，例如，例如正態(tài)擴(kuò)散、交聯(lián)反應(yīng)或酯交換反應(yīng)等各種分子運動。足夠的相互擴(kuò)散是確保良好層間粘合以及阻止分層所需的。然而，過度的相互擴(kuò)散可能產(chǎn)生有害影響，例如，基本上喪失層間成分差異。相互擴(kuò)散還可以造成各層之間發(fā)生共聚或混合，這可能降低層在被牽伸時進(jìn)行取向的能力。發(fā)生此類有害相互擴(kuò)散的停留時間比例通常遠(yuǎn)大于實現(xiàn)良好層間粘合所需的比例(例如，就量級而言)，因此可以對停留時間進(jìn)行優(yōu)化。但是，一些大范圍的相互擴(kuò)散可有助于對層間組成進(jìn)行壓型，例如，以制備帶褶皺的結(jié)構(gòu)。相互擴(kuò)散的效果還可以通過另外的層壓縮來改變。因此，給定停留時間下的效果也取決于相對于最終層壓縮率的該間隔中的層壓縮狀態(tài)。由于較薄層更易受相互擴(kuò)散的影響，因此它們通常置于最接近澆鑄輪處，以便實現(xiàn)最大程度的驟冷。申請人:還發(fā)現(xiàn)，可以在多層膜已進(jìn)行澆鑄、驟冷和牽伸之后通過高溫?zé)岫ㄐ蝸碓鰪?qiáng)相互擴(kuò)散。熱定形通常在拉幅烘箱中在橫向牽伸區(qū)之后的區(qū)內(nèi)進(jìn)行。通常，對于聚脂膜而言，熱定形溫度經(jīng)過選擇，以最大化結(jié)晶率并且優(yōu)化尺寸穩(wěn)定性特性。該溫度通常被選擇成在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與熔融溫度之間，并且與這兩個溫度并不十分接近。對于需要在最終狀態(tài)下維持取向的多層膜中的聚合物，如果所選熱定形溫度較為接近這些聚合物中熔點最低的聚合物的熔點，則層間粘合將得到顯著增強(qiáng)。這是料想不到的，因為在線熱定形期間所涉及的停留時間較短，且聚合物在此工藝階段中處于非熔融狀態(tài)。此外，盡管已知持續(xù)時間較長的離線熱處理能夠增強(qiáng)多層膜中的層間粘合，但這些熱處理也趨于降低例如彈性模量或膜平坦度等其他特性，該情況未出現(xiàn)于在線高溫?zé)岫ㄐ翁幚碇?。澆鑄輪方面的條件根據(jù)所需結(jié)果進(jìn)行設(shè)定。驟冷溫度必須足夠冷，以便在需要光學(xué)清晰度時限制霧度。對于聚酯而言，典型的澆鑄溫度在10°c與60°C之間。該范圍中的較高部分可以結(jié)合平滑或壓花輥使用，而較低部分能使厚幅材更有效地驟冷。還可以利用澆鑄輪的速度來控制驟冷和層厚度。例如，可以減慢擠出機(jī)泵送速率以降低剪切速率或者增大相互擴(kuò)散，而澆鑄輪速度增加以維持所需的澆鑄幅材厚度。澆鑄幅材厚度經(jīng)過選擇，以便在伴隨著厚度減小的所有牽伸操作結(jié)束時，使最終層厚度分布覆蓋所需光譜帶。對多層幅材進(jìn)行牽伸以產(chǎn)生最終的多層光學(xué)膜。進(jìn)行牽伸的主要原因在于通過在一個或多個材料層中誘發(fā)雙折射來增大最終光學(xué)堆疊件的光學(xué)功率。通常，至少一種材料在牽伸中獲得雙折射性。這種雙折射性起因于材料在所選牽伸工藝中的分子取向。這種雙折射性通常隨著由牽伸工藝的應(yīng)力或應(yīng)變誘發(fā)的晶體的成核和生長(例如，應(yīng)力誘發(fā)結(jié)晶)而大大增加。結(jié)晶度會抑制分子松弛，這會抑制雙折射的發(fā)展，并且晶體本身也可隨著牽伸 取向。有時，部分或所有晶體可以是預(yù)先存在的，或者通過在牽伸之前進(jìn)行澆鑄或預(yù)加熱而誘發(fā)。對光學(xué)膜進(jìn)行牽伸的其他原因可包括(但不限于)增加產(chǎn)出量并且提高膜的機(jī)械特性。在一種用于制造多層光學(xué)偏振器的典型方法中，使用單個牽伸步驟。該工藝可以在拉幅機(jī)或長度取向機(jī)中進(jìn)行。典型的拉幅機(jī)相對于幅材路徑進(jìn)行橫向牽伸(TD)，但某些拉幅機(jī)裝配有使膜在尺寸上沿幅材路徑或縱向(MD)進(jìn)行牽伸或松弛(收縮)的機(jī)構(gòu)。因此，在此典型方法中，膜沿一個面內(nèi)方向進(jìn)行牽伸。第二面內(nèi)尺寸在傳統(tǒng)拉幅機(jī)中保持恒定，或者在長度取向機(jī)中可以頸縮至較小寬度。這種頸縮可以是相當(dāng)大的，并且隨著牽伸比增加。對于不可壓縮的彈性幅材，最終寬度可以在理論上估計為長度方向上的牽伸比的平方根的倒數(shù)乘以初始寬度。在此理論情況中，厚度也以此相同比例減小。實際上，此種頸縮可導(dǎo)致在一定程度上寬于理論寬度，在此情況下，可以減小幅材厚度，以維持近似的體積守恒。然而，由于體積不必守恒，因此可能產(chǎn)生偏離此說明的偏差。在一種用于制造多層反射鏡的典型方法中，采用兩步牽伸工藝來使雙折射材料沿兩個面內(nèi)方向取向。該牽伸工藝可以是上述允許沿著兩個面內(nèi)方向牽伸的各單步工藝的任何組合。另外，可以使用允許沿MD牽伸的拉幅機(jī)，例如，可以沿兩個方向有序牽伸或同時牽伸的雙軸拉幅機(jī)。在后一種情形中，可使用單一雙軸牽伸工藝。在另一種用于制造多層偏振器的方法中，使用多重牽伸工藝，以將各種材料的不同性能用于各個牽伸步驟中，從而使得單個共擠出多層膜內(nèi)包括不同材料的不同層相對于彼此具有不同取向程度和取向類型。也可以采用該方法形成反射鏡。此類光學(xué)膜和工藝在1998年 I 月 13 日提交的名稱為“An Optical Film and Process for Manufacture Thereof(光學(xué)膜及其制造工藝)”的第6，179，948號美國專利(Merrill等人)中進(jìn)一步描述。多層光學(xué)偏振器膜的牽伸條件通常經(jīng)過選擇，以使第一材料在牽伸之后在面內(nèi)高度雙折射。雙折射材料可以用作第二材料。如果第二材料具有與第一材料相同的雙折射指向(例如，這兩種材料均為正雙折射)，那么通常優(yōu)選的是，選擇第二材料以使其維持基本的各向同性。在其他實施例中，所選第二材料的雙折射指向在牽伸時與第一材料相反(例如，如果第一材料是正雙折射，那么第二材料就是負(fù)雙折射)。對于正雙折射的第一材料，最高面內(nèi)折射率的方向，即第一面內(nèi)方向，與牽伸方向相符，而第一材料的最低面內(nèi)折射率的方向，即第二面內(nèi)方向，與第一方向垂直。類似地，對于多層反射鏡膜，第一材料經(jīng)過選擇以具有較大面外雙折射，這樣，就正雙折射材料而言，面內(nèi)折射率均高于初始各向同性值(或者就負(fù)雙折射材料而言，面內(nèi)折射率均低于初始各向同性值)。在反射鏡情況中，通常優(yōu)選的是，面內(nèi)雙折射率較小，以使兩種偏振狀態(tài)下反射情況類似，即平衡反射鏡。對于反射鏡情況而言，與偏正器情況類似，隨后選擇各向同性或者雙折射指向相反的第二材料。在多層光學(xué)膜的另一個實施例中，偏振器可以通過雙軸工藝制成。在另一項實施例中，平衡反射鏡可由特定工藝制成，該工藝形成具有顯著面內(nèi)雙折射性且因而具有面內(nèi)不對稱性的兩種或更多種材料，以使這些不對稱部分匹配形成平衡結(jié)果，例如，在兩個主要面內(nèi)方向上折射率差值近似相等。在某些工藝中，由于包括張力在內(nèi)的工藝條件的效果沿著幅材發(fā)生變化，因此這些軸可以旋轉(zhuǎn)。這有時被稱作在傳統(tǒng)拉幅機(jī)上制成的膜中“前曲”或“后曲”。光學(xué)軸的均勻方向性通常是提高產(chǎn)率和性能所需的?？梢允褂孟拗拼祟惵N曲和旋轉(zhuǎn)的工藝，例如通過 機(jī)械或熱學(xué)方法進(jìn)行的張力控制或隔離。很多情況下，人們觀察到，在拉幅機(jī)中相對于縱向而橫向牽伸膜是不均勻的，其中厚度、方向或這兩者將隨著膜接近幅材的夾持邊緣而改變。通常，這些改變與幅材溫度在夾持邊緣附近處低于幅材中心處這一假設(shè)相符。這種非均勻性的結(jié)果可能嚴(yán)重減小成品膜的可用寬度。這種限制對于本發(fā)明的光學(xué)膜而言可能甚至更為嚴(yán)重，因為膜厚度上的極小差值可導(dǎo)致整個幅材的光學(xué)特性不均勻性。如發(fā)明人意識到的那樣，可以通過使用紅外加熱器進(jìn)一步加熱膜幅材在拉幅機(jī)夾子附近處的邊緣，來改進(jìn)牽伸、厚度和色彩均勻性。此類紅外加熱器可以在拉幅機(jī)預(yù)加熱區(qū)之前，在預(yù)加熱區(qū)中、在拉伸區(qū)中、或這些位置組合中使用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解到用于對紅外熱添加進(jìn)行分區(qū)和控制的許多選項。此外，也顯而易見可以將紅外邊緣加熱與澆鑄幅材的幅材橫向厚度分布變化相結(jié)合。對于某些本發(fā)明的多層光學(xué)膜，需要以特定方式對膜進(jìn)行牽伸，使得在成品膜上測量的一個或多個特性在縱向和橫向上具有相同值。此類膜通常稱作“平衡”膜?？v向和橫向平衡可以通過使用雙軸取向膜制備領(lǐng)域中熟知的技術(shù)選擇工藝條件來實現(xiàn)。通常，所探究的工藝參數(shù)包括縱向取向預(yù)加熱溫度、拉伸溫度和牽伸比，拉幅機(jī)預(yù)加熱溫度、拉幅機(jī)拉伸溫度和拉幅機(jī)牽伸比，并且有時包括有關(guān)拉幅機(jī)的后拉伸區(qū)的參數(shù)。其他參數(shù)也可非常重要。通常，進(jìn)行并分析所設(shè)計的實驗，以便得到合適的條件組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，需要針對每種膜構(gòu)造和制備該膜的每種膜生產(chǎn)線單獨執(zhí)行此評估。類似地，尺寸穩(wěn)定性參數(shù)(例如在高溫度下的收縮程度以及熱膨脹的可逆系數(shù))受各種工藝條件的影響。此類參數(shù)包括(但不限于)熱定形溫度、熱定形持續(xù)時間、熱定形期間的橫向尺寸松弛(“內(nèi)束”)、幅材冷卻、幅材張力、以及卷繞成卷之后的熱“浸泡”(或退火)。而且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行所設(shè)計的實驗，以針對一組給定的尺寸穩(wěn)定性要求、針對給定的膜組成、以及針對給定的膜生產(chǎn)線而確定最佳條件。一般而言，多層流動穩(wěn)定性是通過匹配或平衡第一和第二材料之間的例如粘度和彈性等流變特性使其在特定公差內(nèi)來實現(xiàn)。所需公差或平衡水平還取決于為PBL和表皮層選擇的材料。在許多情況下，需要在各種PBL或表皮層中單獨使用一種或多種光學(xué)堆疊件材料。對于聚酯，為實現(xiàn)送料區(qū)塊、倍增器和膜頭的典型工藝條件，高粘度和低粘度材料之間的典型比率不超過4:1，優(yōu)選地不超過2:1，最優(yōu)選地不超過1.5:1。將較低粘度的光學(xué)堆疊件材料用于PBL和表皮層中通常會增強(qiáng)流動穩(wěn)定性。通?？梢酝ㄟ^為PBL和表皮層選擇額外的材料，使得對與給定第一材料一起使用的第二材料的要求更為寬松。通常，這些第三材料(PBL和表皮層)的粘度要求隨后與包括第一和第二材料的多層堆疊件的有效平均粘度平衡。通常，PBL和表皮層的粘度應(yīng)當(dāng)?shù)陀诖硕询B件的平均值，以便實現(xiàn)最大穩(wěn)定性。如果穩(wěn)定性的工藝窗口較大，則可將較高粘度的材料用于這些額外的層中，例如，以避免粘附到在長度取向機(jī)中的鑄模下游的輥上。牽伸相容性意指第二材料可以經(jīng)受在第一材料中實現(xiàn)所需雙折射所需的牽伸加工，而不對多層膜造成有害影響，例如，斷裂、空隙或應(yīng)力泛白。這些影響可以產(chǎn)生不需要的光學(xué)特性。牽伸相容性通常要求第二材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不得比第一材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高約40°C以上。這種限制可以通過以下項得到改善(1)使第一材料的取向工藝即使在較高溫度下也有效的極快牽伸速率；或者(2)在此類較高溫度下也能增強(qiáng)第一材料的取向的結(jié)晶或交聯(lián)現(xiàn)象。另外，牽伸相容性要求第二材料可以在加工結(jié)束時實現(xiàn)所需光學(xué)狀 態(tài)，無論該狀態(tài)是實質(zhì)各向同性狀態(tài)還是高度雙折射狀態(tài)。如果第二材料要在最終加工之后保持各向同性狀態(tài)，則可以使用至少三種材料選擇和加工方法來滿足該牽伸相容性的第二要求。第一，第二材料可以固有地是非雙折射的。固有地非雙折射材料的一個實例是聚甲基丙烯酸甲酯，因為即使在牽伸之后存在可觀的分子取向，它也保持光學(xué)上的各向同性(如通過折射率進(jìn)行測量的那樣)。第二，第二材料可以經(jīng)過選擇以在第一材料的牽伸條件下保持非取向，即使在不同條件下進(jìn)行牽伸時可以使該第二材料具有雙折射性。第三，如果第二材料可能失去在例如熱定形步驟等后續(xù)工藝中獲得的取向，則第二材料可以在牽伸工藝期間進(jìn)行取向。就其中最終所需的膜包含一種以上的高度雙折射材料的多個牽伸方案(例如，在特定雙軸牽伸方案中制成的偏振器)而言，牽伸相容性可能無需這些方法中的任何方法?；蛘撸梢詫嵤┑谌椒ㄒ栽诮o定牽伸步驟之后實現(xiàn)各向同性，或者可以將這些方法中的任何方法用于第三材料或另外的材料。牽伸條件還可以經(jīng)過選擇以利用第一和第二光學(xué)材料以及用于表皮層和PBL層中的任何材料的不同粘彈性特性，以根據(jù)上述第二方案使第一材料在牽伸期間高度取向，而第二材料在牽伸之后保持非取向的或僅稍稍取向。粘彈性是聚合物的基本特性。聚合物的粘彈性特性可以用于描述其如同粘性液體或彈性固體那樣對應(yīng)變做出反應(yīng)的趨勢。在高溫度和/或低應(yīng)變速率下，聚合物趨于在牽伸時如同粘性液體那樣流動，其中分子取向極少或不存在。在低溫度和/或高應(yīng)變速率下，聚合物趨于如同固體一樣進(jìn)行彈性牽伸，同時增加分子取向。通常將低溫工藝看作在接近聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時進(jìn)行，而高溫工藝基本上在高于玻璃化溫度時進(jìn)行。粘彈性性能一般起因于聚合物材料中的分子松弛速率。一般而言，分子松弛由許多分子機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，這些分子機(jī)構(gòu)中的許多分子機(jī)構(gòu)取決于分子量。因此，多分散聚合物材料具有一定的松弛時間分布，其中多分散聚合物中的每個分子量分?jǐn)?shù)具有自己的最長松弛時間。分子松弛速率的特征可在于平均最長總松弛時間(即，總分子重排)或此類時間分布。給定分布的平均最長松弛時間的精確數(shù)值取決于如何對該分布中的各個時間進(jìn)行加權(quán)平均。平均最長松弛時間通常隨溫度的下降而增加，并且在接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時十分大。平均最長松弛時間也可以通過聚合物材料中的結(jié)晶和/或交聯(lián)而增加，出于實用目的，這種結(jié)晶和/或交聯(lián)將在通常使用的工藝時間和溫度下抑制任何松弛。分子量和分布以及化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)(例如，分支)也可影響最長松弛時間。對樹脂的選擇會強(qiáng)烈影響典型松弛時間。平均分子量(麗)是尤其明顯的因素。對于給定組成，典型時間趨于隨聚合物的分子量的函數(shù)(通常是分子量的3到3. 5次冪)而增加，所述聚合物的分子量遠(yuǎn)高于纏繞閾值。對于未纏繞的聚合物，典型時間趨于隨著分子量的較弱函數(shù)而增加。由于低于此閾值的聚合物趨于在低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時易碎，并且通常是不可取的，因此這些聚合物不是本文關(guān)注的重點。然而，某些較低分子材料可以如低分子量橡膠狀材料一樣在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時結(jié)合較高分子量的層使用，例如彈性體或發(fā)粘層。通常在實際中測量固有或本征粘度IV，而非平均分子量。IV隨著MW. sup.α .而變，其中α是依賴于溶劑的馬克-豪溫克指數(shù)(Mark-Houwink exponent)。該指數(shù)α隨著聚合物的溶解度而增加。α的典型值對于PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)可為O. 62，對于PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)可為O. 68，這兩個值均在60:40的酚鄰二氯苯溶液中 測量，并且具有針對這兩者的共聚物(例如，聚PEN)的中間值。如果假設(shè)較長烷烴二醇(例如，己烷二醇)的聚酯在所選溶劑中的溶解度增大，則預(yù)期PBT (聚丁烯對苯二甲酸)將具有比PET更大的α值。對于給定聚合物，較佳溶劑的指數(shù)高于所引用的那些指數(shù)。因此，預(yù)期典型時間將以冪定律隨IV而變，其冪指數(shù)在3/. α.與3. 5/. α.之間。例如，預(yù)期PEN樹脂的IV增加20%將使有效的典型時間增加。因此，在給定工藝溫度和應(yīng)變速率下，韋森堡數(shù)(Weissenberg number)(如下文定義)和牽伸流動的有效強(qiáng)度增長約2. 4到2. 8倍。由于較低IV的樹脂將經(jīng)受較弱流動，因此就所需最終雙折射低的第二聚合物而言，本發(fā)明中優(yōu)選IV相對較低的樹脂，對于需要高雙折射性的第一聚合物的較強(qiáng)流動而言，優(yōu)選IV相對較高的樹脂。操作限制取決于低IV端的脆性以及共擠出期間對具有充足流變相容性的需要。在其中第一和第二材料中均需要強(qiáng)流動和高雙折射性的其他實施例中，這兩種材料可能都需要較高IV。其他加工考慮因素，例如可能出現(xiàn)于熔融流過濾器中的上游壓降，也可能變得至關(guān)重要。應(yīng)變速率分布的烈度的特征可在于，用韋森堡數(shù)(Ws)表示的第一逼近程度，該韋森堡數(shù)是給定材料的應(yīng)變速率與平均最長松弛時間的乘積。弱牽伸和強(qiáng)牽伸之間的閾值Ws值(高于該值和低于該值時，材料分別保持各向同性，或者經(jīng)歷強(qiáng)力取向、結(jié)晶以及高雙折射)取決于將此平均最長松弛時間精確定義為多分散聚合物材料中的最長松弛時間的平均值。應(yīng)了解，給定材料的響應(yīng)可以通過控制牽伸溫度、工藝速率和比率來更改。在足夠短的時間內(nèi)和/或足夠低的溫度下進(jìn)行以誘發(fā)實質(zhì)分子取向的工藝是取向或強(qiáng)力牽伸工藝。在足夠長的時期內(nèi)和/或足夠高的溫度下進(jìn)行使得極少或不發(fā)生分子取向的工藝是非取向或弱工藝。雖然已參考優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可在形式上和細(xì)節(jié)上做出修改。除非另外指明，否則在說明書和權(quán)利要求中使用的表示特征的尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)被理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反的指示，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求中提出的數(shù)值參數(shù)為近似值，其可根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員利用本申請所公開的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性而變化。
本文中所引用的所有參考文獻(xiàn)及出版物以引用方式明確地全文并入本文中，但與 本發(fā)明直接沖突的部分除外。盡管本文示出和描述了特定實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，大量的替代形式和/或等效實施方式可替換所示和所述的特定實施例。本申請旨在涵蓋本文所討論的特定實施例的任何改動或變型。因此，本發(fā)明應(yīng)該僅僅由權(quán)利要求及其等效物進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種用于制備多層膜的送料區(qū)塊，包括 墊片子単元的堆疊件，所述墊片子単元中的每個墊片子單元依序包括 第一層墊片，其具有第一流動剖面切口和第一開ロ ； 第一阻擋墊片，其具有第二開口和第三開ロ ； 第二層墊片，其具有第二流動剖面切口和第四開ロ ；以及 第二阻擋墊片，其具有第五開ロ和第六開ロ， 其中所述第一流動剖面切ロ、所述第二開ロ、所述第四開ロ以及所述第五開ロ中的每一者對齊以形成第一歧管，以及 另外，其中所述第一開ロ、所述第三開ロ、所述第二流動剖面切ロ以及所述第六開ロ中的每ー者對齊以形成與所述第一歧管隔開的第二歧管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一流動剖面切口和所述第二流動剖面切ロ各自包括出口孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的送料區(qū)塊，其中所述出ロ孔中的每個出ロ孔對齊以形成送料區(qū)塊出口孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第一阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的每ー者各自具有在約0.01mm與約3. Omm之間的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第一阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的每ー者各自具有厚度在約0. 13mm與約0. 76mm之間的鋼墊片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片是所述第二層墊片的鏡像。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第一阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括模頭切削墊片。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第一阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括激光切削墊片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第一阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括線材EDM切削墊片。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括化學(xué)蝕刻切削墊片。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的每ー者還包括對齊特征。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的送料區(qū)塊，其中所述對齊特征包括至少兩個開ロ。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的送料區(qū)塊，其中所述至少兩個開ロ是圓形開ロ。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的送料區(qū)塊，還包括設(shè)置在所述圓形開口中的每個開口中的對齊桿。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述墊片子単元的堆疊件被壓縮固定。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中在所述第一層墊片與所述第一阻擋墊片，或者所述第二層墊片與所述第二阻擋墊片中，至少有ー組是粘接在一起的。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述墊片子単元的堆疊件粘接在一起以形成一體化送料區(qū)塊堆疊件。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的送料區(qū)塊，其中所述墊片子単元的堆疊件包括約50個以上的第一層墊片以及約50個以上的第二層墊片。
19.一種多層膜模頭,包括 送料區(qū)塊，其用于制備多層膜，所述送料區(qū)塊包括 墊片子単元的堆疊件，所述墊片子単元中的每個墊片子單元依序包括 第一層墊片，其具有第一流動剖面切口和第一開ロ ； 第一阻擋墊片，其具有第二開口和第三開ロ ； 第二層墊片，其具有第二流動剖面切口和第四開ロ ；以及 第二阻擋墊片，其具有第五開ロ和第六開ロ， 其中所述第一流動剖面切ロ、所述第二開ロ、所述第四開ロ以及所述第五開ロ中的每一者對齊以形成第一歧管，以及 另外，其中所述第一開ロ、所述第三開ロ、所述第二流動剖面切ロ以及所述第六開ロ中的每ー者對齊以形成與所述第一歧管隔開的第二歧管；以及 擠出模頭，其具有模頭入口孔和模唇，所述擠出模頭經(jīng)設(shè)置以使送料區(qū)塊出口孔與所述模頭入口孔相鄰。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多層膜模頭，還包括設(shè)置在所述送料區(qū)塊出ロ孔與所述入ロ孔之間的壓縮段。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的多層膜模頭，其中所述壓縮段還包括層倍增器。
22.一種用于制備多層膜的送料區(qū)塊，包括 墊片子単元的堆疊件，所述墊片子単元中的每個墊片子單元依序包括 第一層墊片，其具有第一入口和第一流動剖面切ロ ； 第一阻擋墊片； 第二層墊片，其具有第二入口和第二流動剖面切ロ ； 第二阻擋墊片；以及 梯度板，其具有與各個第一入口對齊的第一歧管，以及與各個第二入口對齊的第二歧管， 其中所述第一歧管和所述第二歧管并不流體連通。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一流動剖面切口和所述第二流動剖面切ロ各自包括出口孔。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的送料區(qū)塊，其中所述出ロ孔中的每個出ロ孔對齊以形成送料區(qū)塊出口孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的每ー者各自具有在約0. Olmm與約3. Omm之間的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的每ー者各自具有厚度在約0. 13mm與約0. 76mm之間的鋼墊片。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片是所述第二層墊片的鏡像。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括模頭切削墊片。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片和所述第二層墊片中的至少ー者包括至少兩個分開的片件。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括激光切削墊片。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括線材EDM切削墊片。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的至少ー者包括化學(xué)蝕刻切削墊片。
33.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述第一層墊片、所述第二層墊片、所述第ー阻擋墊片以及所述第二阻擋墊片中的每ー者還包括對齊特征。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的送料區(qū)塊，其中所述對齊特征包括至少兩個開ロ。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的送料區(qū)塊，其中所述至少兩個開ロ是圓形開ロ。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的送料區(qū)塊，還包括設(shè)置在所述圓形開ロ中的每個開口中的對齊桿。
37.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述墊片子単元的堆疊件被壓縮固定。
38.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中在所述第一層墊片與所述第一阻擋墊片， 者所述第二層墊片與所述第二阻擋墊片中，至少有ー組是粘接在一起的。
39.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中在所述第一層墊片與所述第一阻擋墊片，或者所述第二層墊片與所述第二阻擋墊片中，至少有ー組是一體化的。
40.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述墊片子単元的堆疊件粘接在一起以形成一體化送料區(qū)塊堆疊件。
41.根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊，其中所述墊片子単元的堆疊件包括約50個以上的第一層墊片以及約50個以上的第二層墊片。
42.—種多層膜模頭,包括 根據(jù)權(quán)利要求22所述的送料區(qū)塊；以及 擠出模頭，其具有模頭入口孔和模唇，所述擠出模頭經(jīng)設(shè)置以使送料區(qū)塊出口孔與所述模頭入口孔相鄰。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的多層膜模頭，還包括設(shè)置在所述送料區(qū)塊出ロ孔與所述入ロ孔之間的壓縮段。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的多層膜模頭，其中所述壓縮段還包括層倍增器。
全文摘要
本發(fā)明整體涉及一種用于形成聚合物多層膜的送料區(qū)塊和多層膜模頭。所述送料區(qū)塊包括具有流動剖面切口的多個薄金屬板層的堆疊件，以形成交替聚合物層。
文檔編號B29C47/14GK102811849SQ201180014976
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者威廉·T·費伊, 特倫斯·D·尼維恩, 羅伯特·M·比格勒, 威廉·J·科佩基, 丹尼爾·J·齊利希 申請人:3M創(chuàng)新有限公司