用于制造膜的模具组件
阅读说明：本技术 用于制造膜的模具组件 (Mold assembly for manufacturing film ) 是由 黄文艺 J·D·文策尔 冯捷 R·E·瑞斯丽 H·金 K·A·科皮 S·R·卡勒塔 H 于 2018-06-28 设计创作，主要内容包括：本公开提供用于制造微毛细管膜(54)的模具组件(10)。模具组件(10)包括第一模板(12、28)、第二模板(12、28)、将第一模板(12、28)连接到第二模板(12、28)的多个多顶推螺栓张紧器(30)、歧管(36)和多个喷嘴(58)。歧管(36)位于一对模板之间，并在其间限定多个膜通道(38)。多个膜通道(38)汇聚成细长出口(52)，其中热塑性材料(4)可穿过多个膜通道(38)和细长出口(52)挤出以形成微毛细管膜(54)。多个喷嘴(58)位于多个膜通道(38)之间。多个喷嘴(58)可操作地连接到通道流体(66、68)源，用于排放微毛细管膜(54)的层之间的通道流体(66、68)，从而在微毛细管膜(54)中形成多个微毛细管通道(68)。(The present disclosure provides a mold assembly (10) for making microcapillary films (54). The mold assembly (10) includes a first platen (12, 28), a second platen (12, 28), a plurality of jack bolt tensioners (30) connecting the first platen (12, 28) to the second platen (12, 28), a manifold (36), and a plurality of nozzles (58). A manifold (36) is positioned between the pair of die plates and defines a plurality of membrane channels (38) therebetween. The plurality of membrane channels (38) converge into an elongated outlet (52), wherein the thermoplastic material (4) is extrudable through the plurality of membrane channels (38) and the elongated outlet (52) to form a microcapillary membrane (54). A plurality of nozzles (58) are located between the plurality of membrane channels (38). A plurality of nozzles (58) are operatively connected to a source of channel fluid (66, 68) for discharging the channel fluid (66, 68) between the layers of the microcapillary membrane (54) to form a plurality of microcapillary channels (68) in the microcapillary membrane (54).)
背景技术
本公开涉及一种用于制造膜的模具组件。
由膜制成的直立袋(SUP)在许多应用(包括食品、家庭和个人护理应用)中已经获得了优于硬包装的市场认可。直立袋具有以下优点：重量更轻、材料使用更好、良好视觉吸引力(直接打印而不是使用标签)和整体可持续性更好。然而，由于缺乏特定功能性(包括产品流量控制)，如当用户需要从包装“喷雾”或“喷洒”分配时，因此SUP的商业利用受到限制。这是家用和汽车清洁剂、消毒剂、玻璃清洁剂、液体蜡；如洗液和防晒霜等个人护理用品；以及如沙拉酱和调味料等食品所必需的常见功能。在大多数情况下，当需要细雾分配时，通常需要具有专用喷嘴的硬包装或成本很高且限制了这种包装应用的复杂的触发泵喷雾系统。
微毛细管膜是低成本的替代品，允许用户以最低的成本增量实现喷雾或喷洒分配。为了将微毛细管膜整合到SUP中，通常需要进行层压，这需要均匀的膜厚度。然而，用于形成微毛细管膜的常规模具组件已知会制造膜厚度变化较大的微毛细管膜(即，具有不均匀厚度的膜)。
需要一种能够形成膜厚度变化较小的微毛细管膜的模具组件。
发明内容
本公开提供一种用于制造微毛细管膜的模具组件。所述模具组件含有：
第一模板和第二模板；
将所述第一模板连接到所述第二模板的多个多顶推螺栓张紧器；
歧管，其位于一对模板之间并在其间限定多个膜通道，所述多个膜通道汇聚成细长出口，其中热塑性材料可穿过所述多个膜通道和所述细长出口挤出以形成微毛细管膜；和
多个喷嘴，其位于所述多个膜通道之间，所述多个喷嘴可操作地连接到通道流体源，用于排放所述微毛细管膜的层之间的所述通道流体，从而在所述微毛细管膜中形成多个微毛细管通道。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的模具组件的透视图。
图2是根据本公开的实施例沿图1的线P-P截取的模具组件的剖视图。
图3为图2的区域3的放大视图。
图4是根据本公开的实施例沿图1的线Q-Q截取的模具组件的剖视图。
图5为根据本公开的实施例的模具组件的俯视图。
图6为根据本公开的实施例的模具组件的前正视图。
图7为根据本公开的实施例的模具组件的仰视图。
图8为根据本公开的实施例的模具组件的分解视图。
图8A为根据本公开的实施例的多顶推螺栓张紧器的透视图。
图9是根据本公开的实施例的歧管的透视剖视图。
图10为根据本公开的实施例的多个喷嘴的放大视图。
图11为根据本公开的实施例沿着图1的线Q-Q截取的底部剖视图，不具有筒式加热器。
图12为根据本公开的实施例的模具组件和微毛细管膜的透视图。
图13为根据本公开的实施例的微毛细管膜的正视图。
定义和测试方法
任何情况下提及的元素周期表是指1990到1991年CRC出版公司(CRC Press，Inc.)出版的元素周期表。通过用于对各族进行编号的新编号方案提及此表中的元素的族。
出于美国专利实践的目的，任何所提及的专利、专利申请或公开的内容都以全文引用的方式并入(或其等效美国版以引用的方式如此并入)，尤其是关于定义的公开(达到与公开具体提供的任何定义无不一致的程度)和本领域中的通用知识。
本文所公开的数值范围包括来自上限值和下限值、并且包括上限值和下限值的所有值。对于含有确切值(例如，1或2；或3到5；或6；或7)的范围，包括任何两个确切值之间的任何子范围(例如，1到2；2到6；5到7；3到7；5到6等)。
除非相反地说明、由上下文暗示或在本领域中惯用，否则所有份数和百分比都以重量计，并且所有测试方法都是截止到本公开的提交日的现行方法。
“通道流体”是可流动的物质。合适的通道流体的非限制性实例包括空气、气体和熔融的聚合材料。合适的聚合材料的非限制性实例是熔融的热塑性材料。在一个实施例中，通道流体是空气或气体。在一个实施例中，通道流体不包括聚合材料。
术语“组合物”是指包含所述组合物，以及由所述组合物的材料形成的反应产物和分解产物的材料混合物。
术语“包含”、“包括”、“具有”和其衍生词并不意欲排除任何额外组分、步骤或程序的存在，无论所述组分、步骤或程序是否具体地公开。为了避免任何疑问，除非相反地说明，否则通过使用术语“包含”所要求的所有组合物可包括任何额外添加剂、佐剂或化合物，无论聚合或以其他方式。相反，术语“基本上由......组成”从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、步骤或程序，除对可操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由...组成”排除没有特定叙述或列出的任何组分、步骤或程序。除非另外陈述，否则术语“或”是指单独列出的以及以任何组合列出的成员。单数的使用包括复数的使用，且反之亦然。
根据ASTM D792，方法B测量密度。以克/立方厘米(g/cc)为单位记录结果。
如图11所示，术语“水平偏转”是指在挤出期间由于热塑性材料施加在每个模板的内表面上的压力，第一模板沿X轴远离第二模板的变形。
“低密度聚乙烯”(或“LDPE”)由包含至少一种C3-C10 α-烯烃或C3-C4 α-烯烃的乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃共聚物组成，其密度为0.915g/cc到0.940g/cc并且含有具有较宽MWD的长链分支。通常借助于高压自由基聚合(具有自由基引发剂的管式反应器或高压釜)产生LDPE。LDPE的非限制性实例包含MarFlexTM(雪佛龙菲利普斯(Chevron Phillips))、LUPOLENTM(莱昂德巴塞尔(LyondellBasell))以及来自北欧化工、英力士、埃克森美孚、陶氏化学公司(例如DowTM LDPE 5011)等的LDPE产品。
使用ASTM D-1238-04(190℃/2.16kg)测量以g/10min为单位的熔融指数(MI)(I2)。
如本文所使用，术语“平行”是指在相同方向上延伸且从不相交的部件、表面或开口。
“聚合物”是通过使呈聚合形式提供构成聚合物的多个和/或重复“单元”或“单体单元”的无论相同或不同类型的单体聚合而制备的化合物。因此，通用术语聚合物包涵术语均聚物，其通常用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物，并且术语共聚物通常用于指由至少两种类型的单体制备的聚合物。聚合物还包涵所有形式的共聚物，例如，无规共聚物、嵌段共聚物等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”表示分别将乙烯或丙烯与一种或多种另外的可聚合α-烯烃单体聚合制备的如上所述的共聚物。应注意，尽管聚合物经常称作由一种或多种特定的单体“制成”、“基于”特定的单体或单体类型、“含有”特定的单体含量等，但在此上下文中，应理解术语“单体”是指特定单体的聚合遗留物，而不是未聚合的物质。一般而言，本文所指的聚合物基于对应单体的聚合形式的“单元”。
“热塑性塑料”为当加热时可反复地软化并变得可流动，而当冷却到室温时返回到硬状态的线性或支化聚合物。根据ASTM D638-72测量，热塑性塑料的弹性模数通常大于10,000psi(68.95MPa)。此外，热塑性塑料在加热到软化状态时，可以模制或挤出成具有任何预定形状的物品。合适的热塑性材料的非限制性实例包括一种或多种α-烯烃，如乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯的均聚物和共聚物(包括弹性体)，如通常由聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-3-甲基-1-丁烯、聚-3-甲基-1-戊烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物和丙烯-1-丁烯共聚物表示；α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物(包括弹性体)，如通常由乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-亚乙基降冰片烯共聚物表示；和聚烯烃(包括弹性体)，如两种或更多种α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物，如通常由乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物和乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯共聚物表示；乙烯-乙烯基化合物共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯酸或乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯类共聚物(包括弹性体)，如聚苯乙烯、ABS、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯乙烯醇、苯乙烯丙烯酸酯(如苯乙烯丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯酸丁酯、苯乙烯甲基丙烯酸丁酯)和苯乙烯丁二烯与交联的苯乙烯聚合物；和苯乙烯嵌段共聚物(包括弹性体)，如苯乙烯-丁二烯共聚物和其水合物，和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物；聚乙烯化合物，如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺，如尼龙6、尼龙6，6和尼龙12；热塑性聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚氯酯、聚碳酸酯、聚苯醚等；以及基于烃的玻璃态树脂，包括聚-二环戊二烯聚合物和相关的聚合物(共聚物、三元共聚物)；饱和的单烯烃，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯和丁酸乙烯酯等；乙烯基酯，如单羧酸的酯，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯等；丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、其混合物；通过开环易位和交叉易位聚合产生的树脂等；和其组合。合适的乙烯/α-烯烃共聚物的非限制性实例是低密度聚乙烯(LDPE)。
如图11中所示，术语“垂直偏转”是指在挤出期间，由于热塑性材料施加在每个模板的内表面上的压力，第一模板沿Y轴与第二模板分离。
具体实施方式
本公开提供一种模具组件。模具组件包括第一模板、第二模板、将第一模板连接到第二模板的多个多顶推螺栓张紧器、歧管和多个喷嘴。所述歧管位于一对模板之间，并在其间限定多个膜通道。所述多个膜通道汇聚成细长出口，其中热塑性材料可穿过所述多个膜通道和所述细长出口挤出以形成微毛细管膜。所述多个喷嘴位于所述多个膜通道之间。所述多个喷嘴可操作地连接到通道流体之源，用于在所述微毛细管膜的层之间排放所述通道流体，从而在所述微毛细管膜中形成多个微毛细管通道。
如本文所用，“模具组件”是热塑性材料流经并成形的多部件设备。将模具组件用于制造膜，并且进一步制造微毛细管膜。
在图1中，模具组件10可操作地连接到具有穿过其的热塑性材料的挤出机2。图1描绘了可操作地连接至模具组件10的挤出机2的一部分。在一个实施例中，挤出机2包括材料外壳、材料料斗、螺杆和电子设备(例如，控制器、处理器和电动机)。合适的挤出机2的非限制性实例包括单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。合适的挤出机2的非限制性实例为在2015年11月12日公布的美国公开案第2015/0321409号中描述的挤出机，其全部内容以引用的方式并入本文中。
在一个实施例中，将热塑性材料放置到材料料斗中并且传递到材料外壳中以用于掺合。通过旋转可旋转地位于挤出机2的外壳中的螺杆来加热和掺合热塑性材料。可以提供电动机来驱动螺杆或其他驱动器以推进熔融的热塑性材料。如图1的箭头A所示，分别从热源和压力源(例如，螺杆)向掺合的熔融热塑性材料施加热量和压力，以迫使材料穿过模具组件10。熔融的热塑性材料穿过模具组件10，并成形为期望的形状和横截面。
A.第一模板和第二模板
本模具组件包括第一模板和第二模板。如本文所用，“模板”是限定模具组件的主体的硬结构。如图1、图2和图4所示，一对模板包括第一模板12和第二模板28。第一模板12和第二模板28可以是或可以不是彼此的镜像。在一个实施例中，如图2所示，第一模板12和第二模板28是彼此的镜像。第一模板12和第二模板28经由多个多顶推螺栓张紧器连接。
如图2和图3所示，每个模板(12、28)具有顶表面14、底表面16、外表面18和内表面20。
第一模板12和第二模板28彼此对准，使得第一模板12的内表面20与第二模板28的内表面20相邻。第一模板12和第二模板28间隔开，使得熔融的热塑性材料4可在第一模板12和第二模板28之间流动。
如图1所示，每个模板(12、28)的宽度为W。在一个实施例中，每个模板(12、28)的宽度W为50cm、或55cm、或60cm、或70cm、或75cm、或80cm、或85cm至87cm、或90cm、或100cm、或110cm、或120cm、或150cm、或200cm、或250cm。在一个实施例中，每个模板(12、28)的宽度W为86.36cm(34英寸)。第一模板12的宽度W等于第二模板28的宽度W。
如图2所示，每个模板(12、28)的厚度为T。在一个实施例中，每个模板(12、28)的厚度T为7cm、或8cm、或9cm、或10cm、或11cm至12cm、或13cm、或14cm、或15cm。在一个实施例中，每个模板(12、28)的厚度T为11.43cm(4.5英寸)。第一模板12的厚度T等于第二模板28的厚度T。
如图4中所示，每个模板(12、28)具有高度H。在一个实施例中，每个模板(12、28)的高度H为20cm、或21cm、或22cm、或23cm、或24cm、或25cm至27cm、或30cm、或35cm、或40cm、或50cm、或60cm。在一个实施例中，每个模板(12、28)的高度H为25.4cm(10英寸)。第一模板12的高度H等于第二模板28的高度H。
在一个实施例中，每个模板(12、28)包括：
(a)多个多顶推螺栓开口22(图2)；
(b)可选地，多个调节开口24(图2)；和
(c)可选地，多个筒式加热器开口26(图4)。
如图2所示，多个多顶推螺栓开口22延伸穿过每个模板(12、28)。“多顶推螺栓开口”是模板中的空隙，其尺寸和形状经设计以容纳多顶推螺栓张紧器。每个多顶推螺栓开口22从模板(12、28)的外表面18延伸到相应模板(12、28)的内表面20。多顶推螺栓开口22沿着模板(12、28)的宽度W间隔开。
在一个实施例中，每个多顶推螺栓开口22彼此平行。图1和图2描绘了平行的多顶推螺栓开口22。在一个实施例中，如图1和2所示，每个多顶推螺栓开口22沿着模板(12、28)的厚度T在相同方向上延伸。
在一个实施例中，如图1和图2所示，每个多顶推螺栓开口22平行于模板(12、28)的顶表面14延伸。
在一个实施例中，如图1所示，多顶推螺栓开口22沿着模板(12、28)的宽度W以线性配置对准。
如图2中所示，第一模板12中的每个多顶推螺栓开口22经定位以与第二模板28中的多顶推螺栓开口22对准，使得多顶推螺栓张紧器可延伸穿过第一模板12和第二模板28，由此将第一模板12连接到第二模板28。
在一个实施例中，每个模板(12、28)包括2、或4、或6、或8、或10至12、或14、或16、或18、或20个多顶推螺栓开口22。在一个实施例中，每个模板(12、28)包括十二个多顶推螺栓开口22。
在一个实施例中，如图2和图3所示，多个调节开口24延伸穿过每个模板(12、28)。“调节开口”是模板中的空隙，其尺寸和形状经设计以容纳调节组件。如图2和3所示，每个调节开口24从模板(12、28)的外表面18朝向相应模板(12、28)的内表面20延伸，但是不延伸穿过相应模板(12、28)的内表面20。换句话说，第一模板12中的调节开口24从第一模板12的外表面18朝向第一模板的内表面20延伸，但是不延伸穿过第一模板12的内表面20。
在一个实施例中，每个调节开口24彼此平行。图1和图2描绘了平行的调节开口24。在一个实施例中，如图1和2所示，每个调节开口24沿着模板(12、28)的厚度T在相同方向上延伸。
在一个实施例中，如图3所示，每个调节开口24从模板(12、28)的内表面20以角度G延伸。在一个实施例中，模板(12、28)的内表面20与调节开口24之间的角度G为20°、或25°至30°、或35°、或40°、或45°、或50°、或60°、或70°、或80°、或90°。在另一个实施例中，模板(12、28)的内表面20与调节开口24之间的角度G为30°。
如图2所示，多顶推螺栓开口22位于调节开口24上方，使得多顶推螺栓开口22和调节开口24不相交。
在一个实施例中，每个模板(12、28)包括2、或4、或6、或8、或10至12、或14、或16、或18、或20个调节开口24。在另一个实施例中，每个模板(12、28)包括十个调节开口24。
在一个实施例中，如图4所示，多个筒式加热器开口26延伸穿过每个模板(12、28)。“筒式加热器开口”是模板中的空隙，其尺寸和形状经设计以容纳筒式加热器。每个筒式加热器开口26从模板(12、28)的顶表面14延伸到相应模板(12、28)的底表面16。
在一个实施例中，每个筒式加热器开口26彼此平行。图4和7描绘了平行的筒式加热器开口26。如图4和7所示，每个筒式加热器开口26沿着模板(12、28)的高度H在相同的方向上延伸。
如图4所示，筒式加热器开口26位于多顶推螺栓开口22之间，以使得筒式加热器开口26和多顶推螺栓开口22不相交。此外，如图4所示，筒式加热器开口26位于调节开口24之间，以使得筒式加热器开口26和调节开口24不相交。
在一个实施例中，每个模板(12、28)包括2、或4、或6、或8、或10至11、或12、或14、或16、或18、或20个筒式加热器开口26。在另一个实施例中，每个模板(12、28)包括十二个筒式加热器开口26。
第一模板12可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
第二模板28可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
B.多顶推螺栓张紧器
本模具组件包括多个多顶推螺栓张紧器。
“多顶推螺栓张紧器”是包括主螺栓、多个顶螺栓、垫圈和螺栓主体的螺栓结构。“螺栓主体”是硬结构，其螺纹与多个顶螺栓啮合。螺栓主体和主螺栓可以是或可以不是一体的。在一个实施例中，螺栓主体和主螺栓是一体的，使得主螺栓是螺栓主体的延伸。在另一个实施例中，螺栓主体和主螺栓是分开的部件，并且螺栓主体例如通过与主螺栓的螺纹啮合而连接到主螺栓。在一个实施例中，主螺栓延伸穿过或部分穿过螺栓主体的中心，并连接到螺栓主体。垫圈包围或环绕螺栓主体。
“顶螺栓”是具有与螺栓主体啮合的螺纹的可旋转结构，所述顶螺栓能够在垫圈上施加力。顶螺栓沿轴向排列在螺栓主体的周围。每个顶螺栓延伸穿过螺栓主体，并且具有两个相对端，包括尺寸和形状经设计使得使用者可以旋转顶螺栓(例如用扳手)的第一端和与垫圈接触的第二端。当顶螺栓以拧紧方式旋转(与松开方式相反)时，顶螺栓的第二端在垫圈上施加力，从而使螺栓主体与垫圈分离，在螺栓主体与垫圈之间形成间隙。当多顶推螺栓张紧器位于模板(12、28)内时，垫圈与模板(12、28)的外表面18接触。当顶螺栓以拧紧方式旋转时，顶螺栓的第二端在垫圈上施加力，之后垫圈在模板(12、28)的外表面18上施加力。在垫圈和螺栓主体之间形成间隙。因为主螺栓连接到螺栓主体，所以当螺栓主体与垫圈分离时(随着顶螺栓拧紧)，螺栓主体拉动主螺栓。
在图8A中提供了合适的多顶推螺栓张紧器30的非限制性实例。图8A的多顶推螺栓张紧器30包括主螺栓32、多个顶螺栓34、垫圈33和螺栓主体31。螺栓主体31具有与主螺栓32啮合的螺纹和与多个顶螺栓34啮合的螺纹。垫圈33围绕螺栓主体31。主螺栓32延伸穿过或部分螺栓主体31的中心，且连接到螺栓主体31。每个顶螺栓34具有与螺栓主体31啮合的螺纹，并且能够在垫圈33上施加力。顶螺栓34沿轴向设置在螺栓主体31的周围。每个顶螺栓34延伸穿过螺栓主体31，并且具有两个相对端，包括尺寸和形状经设计以使得使用者可以旋转顶螺栓34(例如用扳手)的第一端和与垫圈33接触的第二端。当顶螺栓34以拧紧方式旋转时，顶螺栓34的第二端在垫圈33上施加力，从而使螺栓主体31与垫圈33分离，在螺栓主体31与垫圈33之间形成间隙35。
图2示出了多顶推螺栓张紧器30，其经定位以从第一模板12的外表面18延伸穿过第一模板12和第二模板28，使得主螺栓32的螺纹与第二模板28啮合且垫圈33与模板的外表面18接触。当一或多个顶螺栓34以拧紧方式旋转时，拧紧的顶螺栓34的第二端在垫圈33上施加力，垫圈33又在第一模板12的外表面18上施加力。在垫圈33和螺栓主体31之间形成间隙35。因为主螺栓32连接到螺栓主体31，所以当螺栓主体31与垫圈33分离时(随着顶螺栓34拧紧)，螺栓主体31拉动主螺栓32。因为主螺栓32的螺纹与第二模板28啮合，所以在与主螺栓32相同的方向上拉动第二模板28。因此，当垫圈33在第一模板12的外表面上施加力时，分别将主螺栓32和第二模板28拉向第一模板12的外表面。因此，多个多顶推螺栓张紧器30将第一模板12连接到第二模板28。
在一个实施例中，如图8A所示，多顶推螺栓张紧器30包括主螺栓32和八个顶螺栓34。
在一个实施例中，多顶推螺栓张紧器30是购自Nord-Lock公司的SUPERBOLTTM螺栓型张紧器。
多个多顶推螺栓张紧器30将第一模板12连接到第二模板28。如图2所示，每个多顶推螺栓张紧器30延伸穿过第一模板12中的多顶推螺栓开口22和第二模板28中的对应的多顶推螺栓开口22。
每个模板(12、28)中的多顶推螺栓开口22的数量等于模具组件10中包括的多顶推螺栓张紧器30的数量。在一个实施例中，模具组件包括十二个多顶推螺栓张紧器30。
申请人出人意料地发现，用多个多顶推螺栓张紧器30将第一模板连接到第二模板减少模具组件10的垂直偏转和/或水平偏转。垂直偏转和水平偏转在常规模具组件中是存在问题的，因为它们导致膜厚度的变化。随着常规螺栓的直径增加，拧紧常规螺栓所需的扭矩呈指数增加。与具有与主螺栓32相同直径的常规螺栓相比，多顶推螺栓张紧器30能够容易地在大型主螺栓32上施加较高张力，因为单个顶螺栓34的直径小于所述常规螺栓的直径。换句话说，与具有与多顶推螺栓张紧器30的主螺栓32相同直径的常规螺栓相比，拧紧多顶推螺栓张紧器30的单个顶螺栓34所需的扭矩更小。多顶推螺栓张紧器30还使得能够精确且均匀地在模板(12、28)上施加预载力。预载力抵消了热塑性材料4的熔融流动在两个模板(12、28)之间施加的偏转力。这使得在微毛细管膜54的挤出期间模板(12、28)的垂直偏转减小和/或水平偏转减小。
多顶推螺栓张紧器30可包含本文中公开的两个或更多个实施例。
C.歧管
本模具组件包括歧管。
如图2、3和4所示，歧管36位于一对模板(12、28)之间，并且在其间限定多个膜通道38。
如图8所示，歧管36包括歧管入口40和歧管出口42。如图9所示，热塑性材料4流动穿过歧管入口40，流出歧管出口42，并进入多个膜通道38。当热塑性材料4在膜通道38内的歧管36和模板(12、28)之间流动时，热塑性材料4在每个模板(12、28)的内表面20上施加压力。
在一个实施例中，如图2和8所示，模具组件10包括歧管间隔件44。歧管间隔件44位于一对模板(12、28)之间并且在歧管36上方。
如图4中所示，歧管间隔件44包括歧管间隔件入口46和歧管间隔件出口45。图8描绘了具有歧管间隔件入口46的歧管间隔件44。歧管间隔件入口46经定位以与歧管入口40对准。
在图3中，热塑性材料4通过歧管间隔件44流入歧管间隔件入口46，并从歧管间隔件出口45出来流入歧管入口40。在一个实施例中，热塑性材料4(图3)从挤出机2(图1)流入歧管间隔件入口46(图4)，通过歧管间隔件44(图4)，从歧管间隔件出口45(图4)流出，进入歧管入口40(图8)，从歧管出口42(图9)出来进入膜通道38(图2)，从细长出口52(图2)出来，形成微毛细管膜54(图12)。
如图8所示，多个歧管间隔件多顶推螺栓开口48延伸穿过歧管间隔件44。
在一个实施例中，每个歧管间隔件多顶推螺栓开口48彼此平行。图2和8描绘了平行的歧管间隔件多顶推螺栓开口48。
如图2中所示，每个歧管间隔件多顶推螺栓开口48经定位以与第一模板12中的多顶推螺栓开口22和第二模板28中的多顶推螺栓开口22对准，使得多顶推螺栓张紧器延伸穿过第一模板12、歧管间隔件44和第二模板28，由此将第一模板12连接到歧管间隔件44和第二模板28。
歧管间隔件44和每个模板(12、28)包括相同数量的多顶推螺栓开口(22、48)。在一个实施例中，歧管间隔件44包括十二个歧管间隔件多顶推螺栓开口48。
在一个实施例中，如图8所示，歧管间隔件44经由多个扣件50连接到歧管36。
歧管36和歧管间隔件44可包含本文公开的两个或更多个实施例。
D.细长出口
图2示出了多个膜通道38汇聚成细长出口52。如图2、图3和图12所示，热塑性材料4可通过多个膜通道38和细长出口52挤出，以形成微毛细管膜54。
如图7所示，细长出口52沿着模板(12、28)的宽度W的至少一部分延伸。如图2所示，细长出口52位于歧管36的下方，并且由第一模板12和第二模板28之间的间隙限定。
如图7所示，细长出口52具有宽度M。在一个实施例中，细长出口52的宽度M为50cm、或55cm、或56cm、或57cm、或58cm、或59cm、或60cm至61cm、或62cm、或63cm、或64cm、或65cm、或70cm、或100cm、或150cm、或200cm。在一个实施例中，细长出口52的宽度M为60.96cm(24英寸)。在另一个实施例中，细长出口52的宽度M为152.40cm(60英寸)。
在一个实施例中，图7示出了多个出口板56(56a、56b)连接到每个模板(12、28)的底表面16。图7描绘具有一对出口板56(56a、56b)的模具组件10，其中第一出口板56a附接到第一模板12的底表面16，且第二出口板56a附接到第二模板28的底表面16。细长出口52位于一对出口板56(56a、56b)之间。出口板(56a、56b)通过多个扣件50连接至模板(12、28)。细长出口52的开口程度(即开口的距离)可通过将出口板56(56a、56b)放置成彼此更接近或彼此更远离来调节。细长出口的开口程度也可以通过改变出口板56(56a、56b)的形状(例如，通过使用弓形出口板)来调节。
细长出口52可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
E.多个喷嘴
本模具组件包括多个喷嘴。
“喷嘴”是指具有流体通道的结构，所述结构具有延伸至凸块的锥形外表面。“流体通道”是细长的空隙，流体可以流过所述空隙。图10描绘了多个喷嘴58，每个喷嘴58具有流体通道60和延伸到凸块64的锥形外表面62。图2示出了位于多个膜通道38之间、歧管36下方和细长出口上方的多个喷嘴58。如图2所示，多个喷嘴58位于第一模板12和第二模板28之间。
喷嘴58可或可不与彼此成一体式。图8和图10描绘为一体式的多个喷嘴58。换句话说，喷嘴58由单一结构形成。
如图9的箭头F所示，流体通道60延伸穿过每个喷嘴58，使得通道流体68可以流过流体通道60并从凸块64流出。凸块64邻近细长出口52。图9描绘了以线性配置布置的多个喷嘴58。
在一个实施例中，如图10所示，每个流体通道60具有直径D。在一个实施例中，每个流体通道60的直径D为250μm、或300μm、或350μm、或375μm、或380μm至385μm、或390μm、或400μm、或450μm、或500μm、或550μm、或600μm、或650μm、或700μm、或750μm、或800μm、或850μm、或900μm、或1000μm。在一个实施例中，每个流体通道60的直径D为381μm。
多个喷嘴58位于多个膜通道38之间。
在一个实施例中，模具组件10包括5、或10、或15、或20、或50、或100、或200、或300、或400、或500至600、或700、或800、或900、或1000个喷嘴58。在一个实施例中，模具组件10包括532个喷嘴58。
如图9和图13中所示，多个喷嘴58可操作地连接到通道流体66源，用于在微毛细管膜54的层之间排放通道流体66，从而在微毛细管膜54中形成多个微毛细管通道68。在一个实施例中，通道流体66是空气或气体。在另一个实施例中，通道流体66是不同于流过挤出机2和膜通道38的熔融的热塑性材料4的熔融的热塑性材料。流过挤出机2和膜通道38的作为熔融的热塑性材料的通道流体66和熔融的热塑性材料4在成分、结构和/或性质上可以不同。
图8示出了连接到歧管36的多个喷嘴58。在一个实施例中，多个喷嘴58经由多个扣件50连接到歧管36。
细长出口52可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
多个喷嘴58可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
F.调节安装支架
在一个实施例中，如图2所示，本模具组件包括位于歧管36的相对侧上的第一调节安装支架70和第二调节安装支架72。“调节安装支架”是固定调节组件90的细长的硬结构。
如图1、2和4所示，一对调节安装支架包括第一调节安装支架70和第二调节安装支架72。
如图3中所示，每个调节安装支架(70、72)具有外表面76和内表面78。调节安装支架(70、72)的内表面78与模板(12、28)的外表面连接。
如图3所示，多个调节安装支架调节开口74延伸穿过每个调节安装支架(70、72)。每个调节安装支架调节开口74从调节安装支架(70、72)的外表面76延伸到调节安装支架(70、72)的内表面78。
在一个实施例中，每个调节安装支架调节开口74彼此平行。图2和图8描绘了平行的调节安装支架调节开口74。
在一个实施例中，如图3所示，每个调节安装支架调节开口74从调节安装支架(70、72)的内表面78以角度J延伸。在一个实施例中，调节安装支架(70、72)的内表面78与调节安装支架调节开口74之间的角度J为20°、或25°至30°、或35°、或40°、或45°、或50°、或60°、或70°、或80°、或90°。在一个实施例中，调节安装支架(70、72)的内表面78与调节安装支架调节开口74之间的角度J为30°。模板(12、28)的内表面20与调节开口24之间的角度G和调节安装支架(70、72)的内表面78与调节安装支架调节开口74之间的角度J相同。
如图2所示，每个调节安装支架调节开口74经定位以与模板(12、28)中的调节开口42对准，因此调节组件可以延伸穿过调节安装支架(70、72)和模板(12、28)。
每个调节安装支架(70、72)和每个模板(12、28)均包括相同数量的调节开口(42、74)。在一个实施例中，每个调节安装支架(70、72)包括十个节流棒调节开口74。
第一调节安装支架70和第二调节安装支架72可包含本文所公开的两个或更多个实施例。
G.调节板
在一个实施例中，如图2所示，本发明的模具组件10包括连接到每个调节安装支架(70、72)的外表面76的第一调节板80和第二调节板82。“调节板”是细长的硬质结构，其尺寸经设定以定位在节流棒的外表面上并连接至节流棒的外表面。调节板能够操纵调节组件以拉动或推动节流棒，从而调节熔融的热塑性材料的流动轮廓。调节板(80、82)还能够实现沿着节流棒(92、93)的平滑过渡，以形成抛物线轮廓用于调节歧管36和模板(12、28)之间的膜通道38的厚度。
如图1、图2和图4所示，一对调节板包括第一调节板80和第二调节板82。
如图3中所示，每个调节板(80、82)具有外表面86和内表面88。调节板(80、82)的内表面88与调节安装支架(70、72)的外表面76连接。
如图3所示，多个调节板调节开口84延伸穿过每个调节板(80、82)。每个调节板调节开口84从调节板(80、82)的外表面86延伸到调节板(80、82)的内表面88。
在一个实施例中，每个调节板调节开口84彼此平行。图2和图8描绘了平行的调节板调节开口84。
在一个实施例中，如图3所示，每个调节板调节开口84从调节板(80、82)的内表面88以角度K延伸。在一个实施例中，调节板(80、82)的内表面88与调节板调节开口84之间的角度K为20°、或25°至30°、或35°、或40°、或45°、或50°、或60°、或70°、或80°、或90°。在一个实施例中，调节板(80、82)的内表面88与调节板调节开口84之间的角度K为30°。调节板(80、82)的内表面88与调节板调节开口84之间的角度K和模板(12、28)的内表面20与调节开口24之间的角度G相同，所述角度G和调节安装支架(70、72)的内表面78和调节安装支架调节开口74之间的角度J相同。
如图2所示，每个调节板调节开口84经定位以与调节安装支架(70、72)中的调节安装支架调节开口74和模板(12、28)中的调节开口42对准，使得调节组件可以延伸通过调节板(80、82)、调节安装支架(70、72)和模板(12、28)。
每个调节板(80、82)、每个调节安装支架(70、72)和每个模板(12、28)包括相同数量的调节开口(42、74、84)。在一个实施例中，每个调节板(80、82)包括十个调节板调节开口84。
第一调节板80和第二调节板82可包含本文所公开的两个或更多个实施例。
H.调节组件
在一个实施例中，本模具组件10包括多个调节组件90。“调节组件”是将变压施加到第一节流棒92或第二节流棒93上，从而施加到相应的模板(12、28)上的设备。在图1、图2和图3中描绘了合适的调节组件90的非限制性实例。
通过拧紧一个或多个调节组件90，可沿模板(12、28)的宽度W增加施加至模板(12、28)的压力。另外，可在沿着模板(12、28)的宽度W的精细水平下调节压力，使得可在已知展现相对于沿着模板(12、28)的宽度W的其他点的最大垂直变形的区域(例如，沿着模板(12、28)的宽度W的最中间点)中增加压力。不受特定理论束缚，如图1中所示，相信利用调节组件90沿着模板(12、28)的宽度W的最中间点处增加的压力会使得热塑性材料4朝向模具组件的第一端102和第二端104的流动增加。相信这使得热塑性材料4更均匀地流过模具组件10，并且进而产生厚度变化较小的膜。
在一个实施例中，如图2和图3所示，将调节组件90连接到第一节流棒92或第二节流棒93。“节流棒”是可操作地连接到一个或多个调节组件并位于模板内的细长结构。节流棒(92、93)沿着模板(12、28)的宽度W的一部分延伸。换句话说，节流棒(92、93)不延伸模板(12、28)的整个宽度W。由于一个或多个调节组件90施加压力，节流棒(92、93)弯曲或变形。可使用调节组件90使节流棒(92、93)的全长变形或弯曲，以改变节流棒(92、93)和歧管36之间的膜通道38的区域的厚度(例如通过拧紧中心调节组件而不是外部调节组件来减少熔融的热塑性材料在模具组件中心的流动)。
调节组件90的数量等于每个调节板(80、82)或每个调节安装支架(70、72)或每个模板(12、28)中的调节开口(42，74、84)的总数量。在一个实施例中，模具组件10包括二十个调节组件90。
调节组件90可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
I.筒式加热器
在一个实施例中，本模具组件10包括多个筒式加热器100。“筒式加热器”是圆筒形的加热元件。
在一个实施例中，第一模板12包括多个筒式加热器100。
在一个实施例中，第二模板28包括多个筒式加热器100。
如图4中所示，每个筒式加热器100放置在或大体上放置在模板(12、28)中的筒式加热器开口26内。
筒式加热器100的数量等于第一模板12和第二模板28中的筒式加热器开口26的总数量。在一个实施例中，模具组件10包括24个筒式加热器100。
每个筒式加热器100电连接到电源和控制器(未图示)。每个筒式加热器100可以设置在相同的温度或不同的温度下。
不受特定理论的束缚，与使用外部加热源的模具组件相比，相信使用放置在或大体上放置在模板(12、28)内的筒式加热器100允许更有效地加热模具组件且更好地控制模具组件的温度。另外，筒式加热器100允许模具组件10包括多个加热区域，其中每个区域设置为不同的温度。
筒式加热器100可包含本文所公开的两个或更多个实施例。
J.安装板
在一个实施例中，如图1所示，本模具组件10包括安装板94。“安装板”是连接到第一模板和第二模板的结构，挤出机可以连接到所述结构。
在一个实施例中，安装板通过多个扣件50连接到第一模板12和第二模板28。
K.吊臂和吊环
在一个实施例中，如图1和2所示，本模具组件10包括连接到模板(12、28)的外表面18的多个吊臂96。吊臂96连接到吊环98。“吊环”是有助于本模具组件10与挤出机2连接的结构。
L.微毛细管膜
图13示出了由本模具组件10形成的微毛细管膜54，其含有多个延伸通过其的微毛细管通道68。微毛细管膜54包括与模具组件10的喷嘴58的数量相等的多个微毛细管通道68。
如图13所示，微毛细管膜54具有宽度B。在一个实施例中，微毛细管膜54的宽度B小于或等于细长出口52的宽度M。在一个实施例中，微毛细管膜54的宽度B为50cm、或55cm、或56cm、或57cm、或58cm、或59cm、或60cm至61cm、或62cm、或63cm、或64cm、或65cm、或70cm。在一个实施例中，微毛细管膜54的宽度B为60.96cm(24英寸)。
如图13所示，微毛细管膜54的厚度为C。在一个实施例中，微毛细管膜54的最大厚度C为25.4μm、或40μm、或45μm至46μm、或50μm、或55μm、或60μm、或70μm、或80μm、或100μm、或150μm、或200μm、或500μm、或1000μm、或1500μm、或1524μm、或1600μm。在一个实施例中，微毛细管膜54的最大厚度C为45.72μm(1.8mil)。
在一个实施例中，微毛细管膜54的膜厚度在其宽度B上的变化小于土10％、或小于土5％。在一个实施例中，微毛细管膜的厚度变化为-10％、或-5％至2％、或3％、或4％、或5％、或10％。根据以下等式1和2计算膜厚度的变化。
其中平均膜厚度是在微毛细管膜54的宽度B上测得的平均厚度值；最大膜厚度是在微毛细管膜54的宽度B上测得的最大厚度值；最小膜厚度是在微毛细管膜54的宽度B上测得的最小厚度值。
在一个实施例中，膜厚度的上限变化为0％、或0.1％至1.4％、或1.5％、或2.0％、或3.0％、或4.0％、或5.0％、或6.0％、或7.0％、或8.0％、或9.0％、或10.0％。
在一个实施例中，膜厚度的下限变化为-10.0％、或-9.0％、或-8.0％、或-7.0％、或-6.0％、或-5.0％、或-4.5％、或-4.2％至-4.0％、或-3.0％、或-2.0％、或-1.0％、或-0.5％、或-0.1％、或0％。
在一个实施例中，微毛细管膜54是多层膜。多层膜含有两层或多于两层。举例来说，多层膜可具有二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一或更多层。在一个实施例中，多层膜含有仅两层、或仅三层。图13描绘了微毛细管膜54，其是具有两层的多层膜，包括第一层53a和第二层53b。微毛细管通道68位于第一层53a和第二层53b之间。
在一个实施例中，模具组件10包括：
第一模板12和第二模板28，第一模板12和第二模板28分别含有多个筒式加热器100；
将第一模板12连接到所述第二模板28的多个多顶推螺栓张紧器30；
歧管36，其位于一对模板(12、28)之间并在其间限定多个膜通道38，多个膜通道38汇聚成细长出口52，其中热塑性材料4可穿过所述多个膜通道38和所述细长出口52挤出以形成微毛细管膜54；
位于歧管36的相对侧上的第一调节安装支架70和第二调节安装支架72；
与每个调节安装支架(70、72)接触的多个调节组件90，其中每个调节组件90能够在第一节流棒92或第二节流棒93上施加压力；
多个喷嘴58，其位于多个膜通道38之间，所述多个喷嘴58可操作地连接到通道流体66之源，用于在微毛细管膜54的层之间排放通道流体66，从而在所述微毛细管膜54中形成多个微毛细管通道68；并且
微毛细管膜54的厚度变化为土10％、或土5％、或土4.2％、或-10％、或-5％至2％、或3％、或4％、或5％、或10％。
模具组件10可包含本文中所公开的两个或更多个实施例。
尽管本公开涉及微毛细管膜54，其是具有两层的多层膜，每一层由相同的热塑性材料4形成，但是应当理解，每一层可以替代地由不同的热塑性材料4形成，热塑性材料的成分、结构和/或性质不同。
在一个实施例中，模具组件可操作地连接到多个(例如2个)挤出机，每个挤出机具有穿过其中的热塑性材料。模具组件包括歧管间隔件，其具有多个(例如2个)歧管间隔件入口和相应数量的歧管间隔件出口；歧管，其具有多个(例如2个)歧管入口和相应数量的歧管出口；多个膜通道(例如2个)。在一个实施例中，第一热塑性材料流过第一挤出机，进入第一歧管间隔件入口，从第一歧管间隔件出口流处，进入第一歧管入口，从第一歧管出口流出，进入第一膜通道。在一个实施例中，第二热塑性材料流过第二挤出机，流入第二歧管间隔件入口，从第二歧管间隔件出口流出，流入第二歧管入口，从第二歧管出口流出，流入第二膜通道。第一膜通道和第二膜通道汇聚成细长出口，第一热塑性材料和第二热塑性材料可通过相应的第一膜通道和第二膜通道挤出，并通过细长出口形成微毛细管膜。
借助于实例而非限制，提供本公开的实例。
实例
提供了图1-7、图11和图12的模具组件10。模具组件10可操作地连接到(即，与其流体连通)具有穿过其的热塑性材料4的挤出机2。热塑性材料4是DowTM LDPE 5011(LDPE的密度为0.922g/cc且熔体指数为1.9g/10min)。挤出机2是直径为1.25英寸(3.175cm)的Killion单螺杆挤压机，其向以与期望的输出速率相称的速度运行的齿轮泵进料(此处，齿轮泵的速度为每分钟50转)。尽管本实例利用齿轮泵，但是应当理解，不需要齿轮泵来用本模具组件制造微毛细管膜。挤出温度为200℃，空气流速为150ml/min。线速度为59.2ft/min(18.0米/分钟)。
模具组件10包括第一模板12、第二模板28、十二个将第一模板12连接到第二模板28的SUPERBOLTTM螺栓型S8多顶推螺栓张紧器(可购自Nord-Lock公司)、歧管36和多个喷嘴58。歧管36位于一对模板(12、28)之间，并在其间限定多个膜通道38。多个膜通道38汇聚成细长出口52，热塑性材料4可穿过多个膜通道38和细长出口52挤出以形成微毛细管膜54。多个喷嘴58位于多个膜通道38之间。多个喷嘴58可操作地连接到通道流体66之源，用于在微毛细管膜54的层之间排放通道流体66，从而在微毛细管膜54中形成多个微毛细管通道68。
第一调节安装支架70和第二调节安装支架72位于歧管36的相对侧上。十个调节组件90与每个调节安装支架(70、72)接触。与第一调节安装支架70接触的十个调节组件90能够对位于第一模板12内的第一节流棒92施加压力。与第二调节安装支架72接触的十个调节组件90能够在第二模板28内的第二节流棒93上施加压力。
每个模板(12、28)的宽度W为86.36cm(34英寸)；厚度T为11.43cm(4.5英寸)，高度H为25.4cm(10英寸)。
细长出口52的宽度M为60.96cm(24英寸)。
模具组件10包括532个喷嘴58。每个喷嘴58具有直径D为381μm的流体通道60。
模具组件10制造实例微毛细管膜54，其宽度B为60.96cm(24英寸)。实例微毛细管膜54包括532个微毛细管通道68。
实例微毛细管膜54的厚度C以从微毛细管膜的左侧到微毛细管膜的右侧的2.54cm(1英寸)的增量进行测量。结果记录在表1中，并在图14和图15中进行了描述。
表1
段号
距微毛细管膜左侧的测量距离(cm)
实例微毛细管膜厚度(μm)
1
2.54
45.72
2
5.08
45.72
3
7.62
45.72
4
10.16
45.72
5
12.70
45.72
6
15.24
45.72
7
17.78
45.72
8
20.32
45.72
9
22.86
45.72
10
25.40
43.18
11
27.94
43.18
12
30.48
45.72
13
33.02
43.18
14
35.56
45.72
15
38.10
45.72
16
40.64
45.72
17
43.18
43.18
18
45.72
45.72
19
48.26
43.18
20
50.8
45.72
如根据等式1和2所确定的，实例微毛细管膜54的膜厚度变化范围为-4.2％到1.4％。
对于实例微毛细管膜54，最大膜厚度为45.72μm(1.8mil)；最小膜厚度为43.18μm(1.7mil)；且公式1和2中的平均膜厚度为45.09μm(1.775密耳)。根据等式1，膜厚度的上限变化为1.4％。根据等式2，膜厚度的下限变化为-4.2％。因此，实例微毛细管膜54的厚度变化为土4.2％。
申请人惊奇地发现，本模具组件10形成了较薄的微毛细管膜54(最大厚度为45.72μm(1.8mil))并且表现出较小的膜厚度变化(范围为-4.2％到1.4％)。
尤其期望的是，本公开不限于本文中所含有的实施例和说明，而是包括那些实施例的修改形式，所述修改形式包括在所附权利要求书范围内出现的实施例的部分和不同实施例的要素的组合。