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幅材

文献发布时间:2023-06-19 18:32:25


幅材

背景技术

用于制造幅材和连续挤出管材的方法在本领域中是已知的。如今,许多类型的管和软管由使用挤出机和挤出模头挤出的聚合物材料(例如,聚乙烯)制成。

相对较小尺寸的管材,诸如毛细管材和中空纤维,需要精密模头以实现管形状一致。这是因为材料的流速非常依赖于模头内的阻力。腔体尺寸的微小变化对于所得的挤出部件具有显著影响。因此,针对流动的均匀度,模头内的通道阻力对于均匀管材的形成至关重要。

中空纤维和毛细管材可在管材壁为可渗透的情况下提供质量传递,并且在管材壁为可导热的情况下提供热量传递。该模头可用弹性体材料提供填充和缓冲。小尺寸的管材可导致难以同时管理多个管。

小尺寸管材的连接幅材可用于易碎元件的填充和缓冲。小管提供用于压缩的气密层。小管材幅材可用于热传递应用(例如,电池、电子和机械设备冷却)。小管材尺寸使得能够与针对待冷却设备的冷却介质紧密接触。小管材幅材也可用作隔层以使重量最小化。

存在对另选的管构造及其制造方法的需要。

发明内容

在一个方面,本公开描述了一种包括离散聚合物管阵列的幅材,其中每个聚合物管的横截面具有非圆形形状;其中相邻聚合物管具有粘结区;其中聚合物管是中空聚合物管;其中相邻聚合物管在粘结区连接;并且其中幅材是连续幅材。

在另一方面,本文的本公开描述了一种制造权利要求的幅材的方法,该方法包括:提供挤出模头和分配表面,该挤出模头包括彼此相邻定位的多个垫片,该垫片一起限定至少第一腔体和第二腔体,其中分配表面具有交替的分配孔口的阵列,其中多个垫片包括多个垫片的重复序列,其中重复序列包括:提供从第一腔体延伸至第一多个封闭多边形孔口的第一通道的垫片,以及提供从第二腔体延伸至位于封闭多边形孔口区域内的第二多个孔口的第二通道的垫片;并且其中相邻多边形孔口的相邻孔口区彼此大致平行,以及从第一分配孔口分配第一聚合物管,并提供用于第二腔体和第二分配孔口的开放空气通道。

在另一方面,本公开描述了一种制造权利要求的幅材的方法,该方法包括:提供挤出模头,该挤出模头包括彼此靠近定位的孔口阵列,使得从孔口分配的材料一旦离开孔口就熔接在一起,其中相邻孔口区彼此大致平行,其中第一模腔连接到多个封闭多边形孔口,并且第二腔体连接到位于封闭多边形孔口区域内的第二多个孔口;以及从第一分配孔口分配第一聚合物管,并提供用于第二腔体和第二分配孔口的开放空气通道。

附图说明

图1是本文所述的示例性共挤出聚合物制品的示意性剖视图。

图2是在本文所述的示例性共挤出聚合物制品的形成中采用的模头的分配表面处的示例性模孔口图案的示意性剖视图。

图3A是适于形成垫片序列的垫片的示例性实施方案的平面图,该垫片序列能够形成例如如图1的示意性剖视图所示的示例性共挤出聚合物制品。

图3B是图3A所示的垫片的分配表面附近的放大区域。

图4A是适于形成垫片序列的垫片的示例性实施方案的平面图,该垫片序列能够形成例如如图1的示意性剖视图所示的共挤出聚合物制品。

图4B是图4A所示的垫片的分配表面附近的放大区域。

图5A是适于形成垫片序列的垫片的示例性实施方案的平面图,该垫片序列能够形成例如如图1的示意性剖视图所示的共挤出聚合物制品。

图5B是图5A所示的垫片的分配表面附近的放大区域。

图6是适于形成垫片序列的垫片的示例性实施方案的平面图,该垫片序列能够形成例如如图1的示意性剖视图所示的共挤出聚合物制品。

图7是若干不同示例性垫片序列的透视装配图,该垫片序列采用图3A、图4A、图5A和图6的垫片,以用于制造本文所述的示例性共挤出聚合物制品、如图1所示以重复布置方式的区段和突起部。

图8为图7的垫片序列中的一些垫片序列的透视图,其被进一步地分解以显示出单独的垫片。

图9是安装座的示例的分解透视图,该安装座适用于由图7的垫片序列的多次重复构成的挤出模头。

图10是处于半装配状态的图9的安装座的透视图。

图11是实施例1制品的光学图像。

图12是实施例2制品的光学图像。

具体实施方式

参见图1,示例性幅材100包括离散聚合物管102的阵列。聚合物管102可以是中空聚合物管(即,中空芯116及围绕中空芯的外皮114)。在一些实施方案中,具有中空横截面积的管的中空横截面面积大于幅材的顶部表面与底部表面之间的面积的50%、60%、70%或80%。相邻聚合物管102在粘结区118处连接。粘结区118的长度L大于聚合物管102的平均直径的5%。

通常,当粘结长度较长时,粘结区的长度L产生相邻连接管的更直线的管状开口。具有圆角(诸如方圆形)的直线形状导致中空横截面面积,该中空横截面面积与仅在切点处结合在一起的圆形形状相比,在幅材的顶部表面与底部表面之间具有更大部分的面积。短粘结长度L产生形状更椭圆的管状形状。这些方圆形形状也可以挤出到平坦的淬火表面上,以产生方圆形形状的平坦顶部片段或底部片段。与圆形管的与顶部平面表面和底部平面表面的接触面积相比,直线形的方圆形能够具有与顶部平面表面和底部平面表面的更大的接触面积。这种较大的接触面积可用于在顶部表面或底部表面与管内的冷却介质之间传热。在一些实施方案中,粘结区的长度L在从0.1mm至5mm的范围内。在一些实施方案中,粘结区的厚度T2沿其长度基本上均匀。如图1的示例性幅材100中所示,聚合物管102的横截面具有不同形状。在一些其它实施方案中,聚合物管102的横截面可具有不同形状。聚合物管102的横截面可以是任何合适的形状,例如,方圆形。聚合物管102具有在从0.025mm至0.25mm范围内的管壁厚T1。相邻聚合物管具有第一粘结点120和第二粘结点121,并且粘结点具有大于0.1T1、0.2T1、0.3T1、0.4T1或0.5T1的半径。这些粘结点表示相邻管之间的粘结区的开始和结束。因此,它们是粘结线(如图1示出为长度L)的开始点和结束点。具有相邻管壁的粘结点在粘结长度的末端产生半径。具有半径的粘结点在管之间提供裂纹传播阻力。在一些实施方案中,管之间的粘结或熔接的强度大于管的壁T1的强度。如图1所示,幅材100可以是连续幅材。如图1的示例性幅材100中所示,聚合物管102位于同一平面内。图1示出了单个管宽度W1和单个管高度H1。方圆形管在幅材的顶部表面和底部表面上具有平坦表面。图1中所示的尺寸W2和尺寸t可用于确定方圆形形状管状幅材的接触面积。可以通过比较图1中所示的尺寸W1与W2来计算作为百分比的表面接触面积。

在一些实施方案中,方圆形幅材的顶部表面和底表面的接触面积可以是顶部平坦表面或底部平坦表面面积的多达10%、多达25%、多达50%或甚至多达95%。

在一些实施方案中,本文所述的幅材具有高达5,000(在一些实施方案中,高达2,00、1,000、500或甚至高达100;在100至5,000、100至2,000、100至1,000或甚至100至500)微米的高度H1的范围内。

在一些实施方案中,聚合物管具有在从0.1mm至5mm范围内的平均横截面直径。

在一些实施方案中,厚度T2是厚度T1的两倍。在一些实施方案中,厚度T1围绕管的周边是均匀的。在一些实施方案中,变化厚度T1以帮助形成期望的管状形状。

在一些实施方案中,按数量计至少25%(在一些实施方案中,至少30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或甚至100%)的中空聚合物管各自具有在从0.1mm

在一些实施方案中,聚合物包括填充材料(例如,氧化铝、氮化铝、三水合铝、氮化硼、铝、铜、石墨、石墨烯、氧化镁、氧化锌)以提供热导率。

在一些实施方案中,聚合物管的阵列呈现椭圆形或方圆形横截面开口中的至少一者。

在一些实施方案中,聚合物管具有顺维方向(例如如图1所示的t方向)和横维方向。聚合物管基本上在顺维方向上延伸。

在本文所述的幅材的一些实施方案中,其中流体(例如,气体(例如,空气)或液体(例如,水、乙二醇或矿物油)中的至少一者)的带外皮的芯可用作例如填充和隔离物材料(例如,用于个人填充和包装应用)。

在一些实施方案中,本文所述的幅材的管的至少一些管填充有导热材料(即,热导率为至少0.5瓦特/米·开氏的材料)。示例性导热材料包括以下各者的功能性颗粒以为本文所述的制品提供期望的热特性:例如,氧化铝、氮化铝、三水合铝、氮化硼、铝、铜、石墨、石墨烯、氧化镁、氧化锌。

可在美国专利公开WO 2020/003065 A1(Ausen等人)中找到与本公开结合时可用于制造和使用本文所述的管的另外信息,该专利的公开内容以引用方式并入本文。

本文所述的幅材的实施方案可例如由以下方法制成,该方法包括:提供挤出模头和分配表面,该挤出模头包括彼此邻近定位的多个垫片,该垫片一起限定至少第一腔体、第二腔体和第三腔体,其中分配表面具有交替的分配孔口的阵列,其中多个垫片包括多个垫片的重复序列,其中重复序列包括:提供第一腔体至第一多个封闭多边形孔口之间的流体通道的垫片,以及提供从第二腔体延伸到位于封闭多边形孔口区域内的第二多个孔口的第二通道的垫片;以及从第一分配孔口分配第一聚合物管,并提供用于第二腔体和第二分配孔口的开放空气通道。在一些实施方案中,第二通道填充有空气或气体并且不含其它材料。在一些实施方案中,从第二分配孔口分配填充材料(例如,流体)。

本文所述的幅材的实施方案可例如由以下方法制成,该方法包括:提供挤出模头,该挤出模头包括彼此靠近定位的孔口阵列,使得从孔口分配的材料一旦离开孔口就熔接在一起,其中相邻孔口区彼此大致平行,其中第一模腔连接到多个封闭多边形孔口,并且第二腔体连接到位于封闭多边形孔口区域内的第二多个孔口;以及从第一分配孔口分配第一聚合物管,并提供用于第二腔体和第二分配孔口的开放空气通道。孔口之间的间隔小于OW1。相邻孔口区域的平行孔口的长度大于1OT1,并且通常大于2OT1、5OT1或甚至10OT1。

在一些实施方案中,第一分配孔口和第二分配孔口共线。在一些实施方案中,第一分配孔口共线,并且第二分配孔口也共线,但与第一分配孔口偏置且不共线。在一些实施方案中,孔口厚度OT1围绕孔口形状是均匀的。在一些实施方案中,孔口厚度OT1在孔口形状的不同侧上不同。

在一些实施方案中,本文所述的挤出模头包括用于支撑多个垫片的一对端块。在这些实施方案中,垫片中的一个垫片或所有垫片适宜各自具有用于使端块对之间的连接器通过的一个或多个通孔。设置在此类通孔内的螺栓是一种用于将垫片装配到端块的便利方法,但普通技术人员可认识到用于装配挤出模头的其它替代方式。在一些实施方案中,至少一个端块具有入口端口以用于将流体材料引入腔体中的一个或两个腔体中。

在一些实施方案中,垫片将根据提供各种不同类型的垫片重复序列的方案进行装配。重复序列的每个重复可具有各种不同数量的垫片。

示例性的通道横截面形状包括正方形和矩形。在例如垫片重复序列内的通道的形状可以是相同或不同的。例如,在一些实施方案中,提供在第一腔体和第一分配孔口之间的通道的垫片与提供在第二腔体和第二分配孔口之间的导管的垫片相比可具有流量限制。在(例如)垫片重复序列内远端开口的宽度可以是相同或不同的。例如,由提供在第一腔体和第一分配孔口之间的导管的垫片提供的远侧开口的部分可比由提供在第二腔体和第二分配孔口之间的导管的垫片所提供的远侧开口的部分窄。

在一些实施方案中,装配好的垫片(便利地在端块之间用螺栓连接)还包括用于支撑垫片的歧管主体。歧管主体具有至少一个(或多个(例如,两个、三个、四个、或更多个))歧管,该歧管具有出口。膨胀密封件(例如,由铜或其合金制成)被设置以密封歧管主体和垫片,使得膨胀密封件限定腔体中的至少一个腔体的一部分(在一些实施方案中,第一腔体和第二腔体两者的一部分),并且使得该膨胀密封件允许在歧管和腔体之间形成管道。

通常,腔体和分配孔口之间的通道的长度为至多5mm。有时,流体通道的第一阵列比流体通道的第二阵列更多地限流。

用于本文所述的模头的垫片通常具有在50微米至125微米范围内的厚度,然而这个范围之外的厚度也是可用的。通常,流体通道具有在50微米至750微米范围内的厚度,以及小于5mm的长度(其中对于渐渐变小的通道厚度,通常优选的是较小的长度),然而这些范围之外的厚度和长度也是可用的。对于大直径的流体通道,可以将数个厚度较小的垫片堆叠在一起,或者可以使用具有所需通道宽度的单个垫片。

紧紧地压缩垫片,以防止垫片之间出现间隙以及聚合物渗漏。例如,通常使用直径为12mm(0.5英寸)的螺栓,并在挤出温度下将其紧固到推荐扭矩额定值。另外,对准垫片,以通过挤出孔口提供均匀的挤出,因为未对准可能导致从模头成一定角度挤出管,这阻碍了结网所需的粘结。为了有助于对准,可以将对准键(alignment key)切割成垫片。另外,振动台可用于提供挤出顶端的平滑表面对准。

图2是在本文所述的示例性共挤出聚合物制品的形成中采用的模头的分配狭槽处的示例性模孔口图案的示意性剖视图。孔口平面200示出了第一孔口214和第二孔口216。区域217将孔口214与216分离并且帮助形成管的中心。孔口214具有总高度OH1和总宽度OW1。孔口214的宽度具有尺寸OT1。孔口216用于用空气填充管。孔口214是连续多边形孔口并且形成一体式闭合管结构。当聚合物流离开挤出孔口而合并在一起时,孔口214之间的间隙221形成分界线。分界线在由间隔垫片以最小量隔开的孔口之间形成。这些垫片通常具有在50微米至200微米范围内的厚度。多个间隔垫片可用于在孔口214之间产生期望距离。距离222有助于确定管之间的粘结长度。例如,孔口214之间的短的间隔221与长的长度222在管之间产生长粘结长度。这些长粘结长度使得能够具有在使用时保持其形状的非圆形管形状(诸如方圆形)。

现在参见图3A和图3B,示出了垫片300的平面图。垫片300具有第一孔360a、第二孔360b、第三孔360c和第四孔360d。当垫片300如图7和图8所示与其它垫片一起装配时,孔360a有助于限定第一腔体362a,孔360b有助于限定第二腔体362b,孔360c有助于限定第三腔体362c,并且孔360d有助于限定第四腔体362d。当垫片如图7和图8所示进行装配时,通道368a、368b、368c和368d与相邻垫片上的类似通道协作以实现从腔体362a、362b、362c和362d至适当垫片的分配表面的通道。

垫片300具有数个孔穴347,以允许例如用于保持垫片300和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片300还具有分配表面367,并且在该实施方案中,分配表面367具有标引沟槽380,该标引沟槽可容纳适当形状的键,以轻松地将各种不同的垫片装配成模头。该垫片还可具有识别凹口382,以有助于验证模头已按所需的方式进行装配。该实施方案具有可有助于将装配好的模头与图10所示类型的安装座一起装配的肩部390和392。垫片300具有分配开口358。分配开口358具有与腔体362c的连接并且提供图1中所示的管的侧壁结构。

现在参见图4A和图4B,示出了垫片400的平面图。垫片400具有第一孔460a、第二孔460b、第三孔460c和第四孔460d。当垫片400如图7和图8所示与其它垫片一起装配时,孔460a有助于限定第一腔体462a,孔460b有助于限定第二腔体462b,孔460c有助于限定第三腔体462c,并且孔460d有助于限定第四腔体462d。当垫片如图7和图8所示进行装配时,通道468a、468b、468c和468d与相邻垫片上的类似通道协作以实现从腔体462a、462b、462c和462d至适当垫片的分配表面的通道。

垫片400具有数个孔穴447,以允许例如用于保持垫片400和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片400还具有分配表面467,并且在该实施方案中,分配表面467具有标引沟槽480,该标引沟槽可容纳适当形状的键,以轻松地将各种不同的垫片装配成模头。该垫片还可具有识别凹口482,以有助于验证模头已按所需的方式进行装配。该实施方案具有可有助于将装配好的模头与图10所示类型的安装座一起装配的肩部490和492。垫片400具有分配开口456和457。分配开口457具有与腔体462a的连接并且提供图1中所示的管的底壁结构。分配开口456具有与腔体462d的连接并且提供图1中所示的管的顶壁结构。

现在参见图5A和图5B,示出了垫片500的平面图。垫片500具有第一孔560a、第二孔560b、第三孔560c和第四孔560d。当垫片500如图7和图8所示与其它垫片一起装配时,孔560a有助于限定第一腔体562a,孔560b有助于限定第二腔体562b,孔560c有助于限定第三腔体562c,并且孔560d有助于限定第四腔体562d。当垫片如图7和图8所示进行装配时,通道568a、568b、568c和568d与相邻垫片上的类似通道协作以实现从腔体562a、562b、562c和562d至适当垫片的分配表面的通道。

垫片500具有数个孔穴547,以允许例如用于保持垫片500和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片500还具有分配表面567,并且在该实施方案中,分配表面567具有标引沟槽580,该标引沟槽可容纳适当形状的键,以轻松地将各种不同的垫片装配成模头。该垫片还可具有识别凹口582,以有助于验证模头已按所需的方式进行装配。该实施方案具有可有助于将装配好的模头与图10所示类型的安装座一起装配的肩部590和592。垫片500具有分配开口556、557和559。分配开口556具有与腔体562d的连接,并且开口557具有与腔体562a的连接,并且提供图1中所示的管的顶部结构和底部结构。分配开口559具有与腔体562b的连接并且提供图1中所示的管内部的空气。

现在参见图6,示出了垫片600的平面图。垫片600具有第一孔660a、第二孔660b、第三孔660c和第四孔660d。当垫片600如图7和图8所示与其它垫片一起装配时,孔660a有助于限定第一腔体662a,孔660b有助于限定第二腔体662b,孔660c有助于限定第三腔体662c,并且孔660d有助于限定第四腔体662d。当垫片如图7和图8所示进行装配时,通道668a、668b、668c和668d与相邻垫片上的类似通道协作以实现从腔体662a、662b、662c和662d至适当垫片的分配表面的通道。

垫片600具有数个孔穴647,以允许例如用于保持垫片600和下文将描述的其它垫片的螺栓进入组件中。垫片600还具有分配表面667,并且在该实施方案中,分配表面667具有标引沟槽680,该标引沟槽可容纳适当形状的键,以轻松地将各种不同的垫片装配成模头。该实施方案具有可有助于将装配好的模头与图10所示类型的安装座一起装配的肩部690和692。垫片600不具有分配孔口。垫片600形成孔口壁和分配表面上的孔口之间的间隔,用于产生图1中所示的管。

参见图7,示出了数个不同垫片重复序列(统称为700)的透视装配图,这些垫片序列采用图3、图4、图5和图6的垫片以制备图1所示的共挤出聚合物制品100。可以看出,这些垫片共同形成更详细地示于图2中的分配表面。

参见图8,示出了利用图3、图4、图5和图6的垫片的垫片重复序列的分解透视装配图。在例示的实施方案中,重复序列按绘图取向从下到上包括300、300、300、300、400、400、500、500、400、400、500、500、400、400、300、300、300、300、600、600、600、600、600。

现在参见图9,示出了安装座900的分解透视图,该安装座适于由图7的垫片的重复序列的多次重复构成的挤出模头。安装座900特别适于使用图3至图6所示的垫片300、400、500和600。然而,为了视觉上清晰,在图9中仅示出了垫片的单个实例。在两个端块944a和944b之间压缩垫片的重复序列的多次重复。便利地,可使用贯穿螺栓将垫片装配至端块944a和944b,从而穿过垫片300内的孔穴347等。

在该实施方案中,入口配件950a、950b、950c和第四配件(未示出)提供用于使熔融聚合物的四股料流通过端块944a和944b到达腔体362a、362b和362c和362d的流动路径。压缩块904具有便利地接合300上垫片上的肩部(例如,390和392)的凹口906。当安装座900被完全装配时,通过例如机械螺栓将压缩块904附接到后板908。在组件中便利地设置了孔穴,用于插入筒状加热器52。

参见图10,示出了处于部分装配状态的图9的安装座900的透视图。几个垫片(例如,300)在其装配位置示出它们如何适配在安装座900内,但为了视觉上清晰,已省略了将组成装配好的模头的大多数垫片。

如图9和图10所示,垫片堆叠和模头安装座与垫片组装并且压缩在一起。用于聚合物和空气或流体供应的挤出机连接到模头,用于挤出管幅材。管幅材的产生是使用来自多边形形状的聚合物挤出而形成的,其中空气或气体压力在管内调节以维持内部管状腔。管的尺寸(相同或不同)可例如通过挤出聚合物的组成、挤出管的速度和/或孔口设计(例如,横截面积(例如,孔口的高度和/或宽度))进行调节。内部管压力的量将确定管在离开模头时膨胀的量,并有助于确定管的最终尺寸和粘结长度L。用于维持管状腔内部的空气或液体是使用可控压力或流速来调节的。

通常,在重力方向上挤出聚合物管。在一些实施方案中,尤其是当第一聚合物和第二聚合物的挤出孔口彼此不共线时,希望在水平方向挤出管。方圆形管可以被水平地挤出到平滑的骤冷辊上。任选地,可以使用间隙辊隙将管的顶部和底部平等地淬灭,并且有助于形成方圆形管的平行顶部壁区段和底部壁区段。可以水平或垂直地将管挤出到无间隙辊隙的骤冷辊上。在这种情况下,可以产生圆顶方圆形管。可以改变粘结长度L以产生各种管形状。可能期望产生半圆形管,其中在此管的一侧上有长粘结长度L,并且在另一侧具有短粘结长度L的点粘结。可能期望产生非平面幅材,其中管之间的粘结彼此不直接跨越。可以围绕圆周以90度生成粘结部,例如以产生具有非平面幅材的半圆形结构。

在本文所述的实践方法中,可以通过冷却简单地硬化聚合物材料。这可以便利地通过环境空气来被动地实现,或者通过(例如)使所挤出的第一聚合物材料和第二聚合物材料在变冷的表面(例如,冷却辊)上骤冷来主动地实现。在一些实施方案中,第一和/或第二聚合物材料是低分子量聚合物,它们需要经过交联来凝固,这可以(例如)通过电磁或粒子辐射来完成。在一些实施方案中,希望最大化骤冷的时间以增强熔接强度。

适合从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方法挤出以及适合本文所述的复合层的聚合物材料包括热塑性树脂,所述热塑性树脂包含聚烯烃(例如,聚丙烯和聚乙烯)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯)以及它们的共聚物和共混物。用于从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方法挤出以及用于本文所述的复合层的合适聚合物材料还包括弹性材料(例如,ABA嵌段共聚物、聚氨酯、聚烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、茂金属聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、乙烯乙酸乙烯酯弹性体和聚酯弹性体)。其它期望的材料包括例如苯乙烯-丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、丙酸纤维素、聚氨基甲酸酯、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯,基于萘二羧酸、聚烯烃、聚酰亚胺、它们的混合物和/或组合的共聚物或共混物。用于从本文所述的模头挤出、根据本文所述的方法挤出以及用于本文所述的复合层的示例性隔离材料包括有机硅接枝聚烯烃(诸如在美国专利No.6,465,107(Kelly)和No.3,471,588(Kanner等人)中描述的那些)、有机硅嵌段共聚物(诸如在1996年12月12日公开的PCT公开No.WO96039349中描述的那些)、低密度聚烯烃材料(诸如在美国专利No.6,228,449(Meyer)、No.6,348,249(Meyer)和No.5,948,517(Meyer)中描述的那些),这些专利的公开内容以引用方式并入本文。

在一些实施方案中,第一聚合物和第二聚合物独立地为热塑性的(例如,粘合剂、尼龙、聚酯、聚烯烃、聚氨酯、弹性体(例如,苯乙烯嵌段共聚物)及其共混物)。

在一些实施方案中,多个管包括交替的第一聚合物管和第二聚合物管。

在一些实施方案中,管提供热冷却,由此管输送冷却或加热流体并且向幅材表面的上方表面或下方表面提供热传输。方圆形形状使幅材的顶部表面与底部表面之间的内部管状面积最大化,以与流体输送介质一起使用。方圆形形状、高度和宽度可以经由粘结L的长度来调节,如图1所示,采用宽度W1和高度H1。

方圆形形状使得能够具有与幅材结构的顶部表面和底部表面的高接触面积。图1示出了每个管状组件的宽度W2乘以长度t的接触面积。具有平坦顶部表面和底部表面的结构使得能够具有高接触面积,即顶部表面或底部表面的总面积的百分比。横截面长度窄并且在高度方向上长的方圆形管可以用具有紧密间隔的直线形状的挤出模头孔口来产生,该直线形状是在高度方向上长,在横向上短,并且紧密地间隔在一起以产生长粘结长度L。

在一些实施方案中,对于管而言,可能期望在芯中包括流体(例如,气体(例如,空气)、液体(例如,水、乙二醇或矿物油)或粘性流体(例如,热油脂)中的至少一者),例如用于控制电子元件和电池或机械装置的温度和/或为该电子部件以及电池或机械装置散热的热界面制品中的热传输。示例性气体包括空气和惰性气体。示例性液体包括水、乙二醇和矿物油。在一些实施方案中,对于管而言,可能期望在芯中包括吸热材料(例如,蜡),该吸热材料在熔融时吸收热量并在固化时释放热量。此类实施方案可用于例如电子部件和电池或机械装置。通常需要随着挤出幅材而添加填充材料以防止中空管塌缩。可能期望首先用空气填充中空管,随后用合适的填充材料替换。这可在幅材骤冷后注入。在一些实施方案中,液体可用于在中空管的纵向方向上将热能传递穿过中空管。在一些实施方案中,液体可用于在中空管的整个厚度方向上将热能从幅材的第一面传递到第二面。这样,芯材料为热传输提供柔性以适应于不规则形状。在这种情况下,可使用较高粘度的材料,诸如热油脂。

在一些实施方案中,第一聚合物管和第二聚合物管均使用中空芯布置来形成。具体地,第一聚合物管可具有不同于第二聚合物管的聚合物材料的外皮。

在一些实施方案中,用于制造本文所述的幅材的聚合物材料可包括用于功能目的(例如,光学效果)和/或美观目的(例如,各自具有不同的颜色/阴影)的着色剂(例如,颜料和/或染料)。合适的着色剂是本领域中已知用于各种聚合物材料中的那些。由着色剂赋予的示例性颜色包括白色、黑色、红色、粉红色、橙色、黄色、绿色、浅绿色、紫色和蓝色。在一些实施方案中,期望的水平是对于聚合物材料中的一种或多种而言具有一定程度的不透明度。待用于具体实施方案中的(一种或多种)着色剂的量可由本领域技术人员容易地进行确定(例如,以实现期望的颜色、色调、不透明度、透射率等)。如果需要,可将聚合物材料配制成具有相同或不同的颜色。当着色的管具有相对细(例如,小于50微米)的直径时,幅材的外观可能闪光,让人联想到丝绸。

如下制造如图1中示出的幅材。制造如图9和图10中示出的共挤出模头,该共挤出模头利用如图7和图8中示出的挤出孔口的多垫片重复图案来装配。重复序列中的垫片的厚度是4密耳(0.102mm)。这些垫片由不锈钢形成,具有通过放电机加工(电火花线切割)而切割的穿孔。垫片堆叠成具有以下重复序列:300、300、300、300、400、400、500、500、400、400、500、500、400、400、300、300、300、300、600、600、600、600、600。垫片300、400、500和600的设计分别示于图3至图6中。需要说明的是,垫片300和500可以两种可能的构型取向。对于该实施例,垫片300被取向成利用第一中心腔体,并且垫片500被取向成利用第二中心腔体。该第二中心腔体向管的中心提供空气。此构型产生92密耳(2.34mm)的重复长度,具有腔体、通道和孔口,使得第一挤出机进料给管状通道的顶部、底部和侧面的中心腔体和通道。第二中心腔体连接到低压空气以填充管结构的中心。未使用外部第三腔体和第四腔体。在这种构型中,这些腔体的回填可能是由于第一中心腔体与第三腔体和第四腔体之间的连接而导致的。这种结果不是理想的,但是在这个实施例的情况下为权宜之计可以接受。将垫片与所示的其它部件装配以形成宽度为约8cm的模头。挤出孔口以共线布置对准,在管状通道与连接膜区段之间交替,从而在模头出口处得到分配表面,如图2所示。

第一中心腔体的入口配件通过颈管连接到常规单螺杆挤出机。为模头的腔体供料的挤出机装载有与色母料(以商品名“PP23642905”得自明尼苏达州明尼阿波利斯的科莱恩公司(Clariant,Minneapolis,MN))以2%干混的聚乙烯(以商品名“ELITE 5230”得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical,Midland,MI))。使用单独的腔体将压缩空气供应到管状通道中。使用阀和调节器限制通向模腔的气流。通过在线连接的管进一步调节气流,该管终止于水容器中,管的末端浸没在水下5mm,以维持腔体内的恒定压力。

将熔体垂直挤出到挤出物骤冷带离装置中。骤冷辊是平滑温度受控的20cm直径镀铬钢辊。骤冷辊隙温度由内部水流控制。幅材路径绕铬钢辊180度,然后进入收卷辊。

其它工艺条件列出如下:

使用光学显微镜测量幅材尺寸:

图11中以透视图示出幅材横截面的显微图。

与实施例1相同地制备实施例2,不同的是带离速度为每分钟1.5m。

使用光学显微镜测量幅材尺寸:

图12中以透视图示出幅材横截面的显微图。

有关进一步的详细信息,参见PCT专利公开号WO2020/003066 A1(Kuduva RamanThanumoorthy等人),其公开内容以全文引用的方式并入本文中。

在不脱离本发明的范围和实质的情况下,本公开的可预知的变型和更改对本领域的技术人员来说将显而易见。本发明不应受限于本申请中为了说明目的所示出的实施方案。

相关技术
  • 用于幅材的卷绕芯和在其上的卷
  • 包括天然纤维幅材的非织造复合物及其形成方法
  • 用于纤维幅材、特别是纸幅或纸板幅的连续操作式开卷设备中的方法及用于纤维幅材、特别是纸幅或纸板幅的连续操作式开卷设备
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技术分类

06120115607483