CN103302835B - 分流倍增装置、分流系统、方法与多层膜结构 - Google Patents

Abstract

一种具有厚度梯度变化的分流倍增装置、分流系统、方法与由该方法制作的多层膜结构，其中分流倍增装置是结合制作多层膜结构制作中分流与倍增功能的装置，装置包括有接收输入材料的进料部，还包括有分流部，可将材料区分为多个流道的流体，各层材料通过对应的流道输送。多个流道的流体经装置内切分部切分为两个或以上的流体段，各流体段即经对应的具有厚度梯度变化的流道转换部继续在装置内输送，每个流道转换部包括多个流道，以设定各流道的相对位置，于装置后端的倍增部结合，产生具有多层材料叠合的结构，再通过挤出部输出一多层膜结构。

Description

分流倍增装置、分流系统、方法与多层膜结构

技术领域

本发明涉及一种具有厚度梯度变化的分流倍增装置、系统、方法与由该方法制作的多层膜结构，特别是一种结合分流与倍增效果，且具有设计弹性的分流倍增装置，并以此装置制作的多层膜结构的方法。

背景技术

用于光学系统或是特定用途的多层膜结构由多层薄膜叠合组成的，各层之间依据需求设计为物理特性(如折射率)相异的薄膜。若应用于光学系统中，多层膜的设计可以使某波长区段的光通过或阻挡特定波长的光线，此类具有多层光学膜的光学元件可以高分子聚合物所组成。各种用途的多层膜结构特别利用一种共挤出(co-extrsion)的制作方法，如图1所示的示意图。

图1中所示为一共挤出装置的大致构造，材料分别由第一进料口100与第二进料口102输入装置内，材料混入后，先经过一前置处理，包括清洗、烘干(含水控制)、去杂质等步骤。经过前置处理后的材料可经第一分流单元104进行第一次分流，将材料分别以不同的流道输送，此例可依据需求再经第二分流单元110进行第二次分流，将材料有层次地混合，并经过多个流道输送。

之后，多个流道的流体将经过倍增单元106处理，以产生多倍数的层数，此时也可以再引入表面材料进料口108，作为各层结构的保护层。经过倍增单元106之后，可以将原有的层数进行倍增为数倍的层数，之后由多层挤出单元111压缩，输送至模头(extrusiondie，挤压模具)112输出，模头112的作用是可以使挤出的塑料温度与厚度较为均匀并产生特定厚度与特定形状的成品。

接着设置有一整形单元114，此为模头112输出的半成品输送时用来微调结构与成品厚度与导向的用途，滚轮116则是用来平整整个多层膜结构，并输送至平台。延伸滚轮组118能够通过延伸机构的设计，将多层膜结构材料进行单轴延伸，之后经过拉幅单元120可在施以单轴或双轴延伸，辅以加热单元122，以加热方式加热多层膜结构，使之能够依据设计进行型塑、解应力，并改善材料的机械或热力与光学性质，最后由收集单元124收纳为产品。

在共挤出装置内的分流器(feedblockdevice)的实作方式之一如图2所示现有技术示意图。其中所示的分流器2具有多个进料口20，21，23，24，可以分别输入不同的材料，如流质的高分子聚合物材料，经过进料口20，21，23，24输入至分流单元27内。利用分流单元27内的机构设计，将进料区分为多层结构，之后挤出由出口22输出。

此现有技术的分流器所产生的多层结构的层数将以输入的入口数与分流器内设计分开的流道(channel)数目相乘而定。

图3A，3B接着显示现有技术的倍增器运作原理与装置示意图。

图3A描述倍增器的运作原理，其中举例包括有初始进料301，经过分流切割为多个(此例为4个)输送部分，如图中所示的切割进料303a，303b，303c，303d，之后依据需求，可以重新排列切割进料303a，303b，303c，303d的相对顺序，如图所示，原本切割进料303a，303b，303c，303d的顺序改为303c，303a，303d与303b(由上而下)。

之后依设计的顺序叠合各层结构，可扩展为图标较长的结构，输出形成如倍增进料305的多层结构，最后经压出膜堆形成多层膜结构307。

执行上述倍增原理的设计之一如图3B所示的现有技术的倍增器示意图。

倍增器如图1所示，可能设于分流之后，图3B的进料区31显示将进料分别由分流入口311，312，313，314进入装置内，各个入口的材料经过不同的流道输送，到达如图显示的转换处311’，312’，313’，314’，流道的相对位置可以依据设计进行转换，到了倍增出口32的位置时，除了相对位置改变外，层数倍增为四层，最后经压缩后输出。

现有技术中，当圆盘形超多层分流器内部的超多层流道本身不具有厚度或宽度或长度等尺寸的梯度变化时，高分子在超多层分流器的内部流动所受的背压较稳定且均匀，较不易造成过大的流速差异，理论上各流道流动的稳定性会很好，制作出的多层膜在整体的厚度变化较为均匀，不容易产生色斑与色块等缺陷，但实际应用上为达成具有厚度梯度变化的超多层分流器，常常在超多层分流器制造时就制作出具有厚度或宽度或长度变化的超多层流道，但因流道厚度宽度或长度等机械尺寸有差异，高分子在其内部流动所受的背压也有差异，所以此造成超多层膜在流道内部所受的背压差距过大，造成挤出成膜时超多层流道的不稳定，使得多层膜厚度均匀性质量不佳，造成多层膜的色斑与色条纹。

发明内容

为提供有效且一次性产生多层膜结构的制作方法，本发明提出一种具有厚度梯度变化的分流倍增装置，将多层膜结构工艺中的分流与倍增的功能结合在一个分流倍增装置中，可应用在一共挤出工艺中。

此分流倍增装置主要包括接收进料的一进料部，也就是接收材料注入装置的部位，由此进料部注入材料至此具有厚度梯度变化的分流倍增装置。

连接进料部，装置包括有一分流部，制作此多层膜结构的材料将经此分流部区分为多个流道的流体，依据需求，分流部将各层材料通过对应的流道输送。流体接着输送至装置的一切分部，切分部设置于分流部的输出端，经多个流道输送的流体输送至切分部时，将切分为两个或以上的流体段，各流体段包括有经过切分的多个流道的流体。

接着，流体将分别流经装置的两个或以上的流道转换部，每个流道转换部包括有多个经切分的多个流道，之后于倍增部结合，多个流道可于倍增部叠合，包括设定叠合的流道的相对位置，之后输出具有多层材料叠合而成的多层膜结构，装置后端包括共挤输出多层膜结构的挤出部。

上述具有厚度梯度变化的分流倍增装置特别的是，切分部可将多个流道的流体切分为两个流体段，而两个流体段具有相同数目的流道，切分部的切面可为一非线性的不规则切面，如斜面或是曲面，经此切分部的不规则切面所切分的两个流体段可在装置的后端造成多层膜结构的厚度梯度变化。

装置内的流道转换部的数目也根据切分部所切分的数目包括具有相同流道数目多个(如两个)流道转换部，特别的是，流道转换部内多个流道的厚度有梯度变化，且其中的流道具有一特定相对输送位置，并可能依照需求在结合于倍增部时改变相对位置。

根据发明实施例，利用上述具有厚度梯度变化的分流倍增装置的多层膜制作方法的步骤如下：

输入制作多层膜结构的材料，再输送材料至具有厚度梯度变化的分流倍增装置中的分流部，材料经过分流部区分为多个流道的流体。接着以切分部根据切面的构造切分为两个或以上的流体段，各流体段包括有经过切分的多个流道的流体。

两个或以上的流体段分别流经两个或以上的流道转换部，流道转换部中各流道的流体将结合于倍增部，其中多个流道的流体依据需求可设计转换为不同的相对输送位置，最后叠合于倍增部，并经挤出部输出，产生具有多层材料叠合而成的多层膜结构。

上述的流道转换部多个流道的厚度具有梯度变化，使得最终输出的多层膜结构各层具有不同的厚度。

根据实施例之一，分流倍增装置可与另一前置分流器结合，形成一个分流系统，可产生更多层的多层膜结构。

本发明实施例还包括由上述制作方法制作的多层膜结构。

附图说明

图1显示为现有技术共挤出工艺装置设置示意图；

图2所示为现有技术的分流器示意图；

图3A所示为现有技术的倍增器运作原理示意图；

图3B所示为现有技术的倍增器示意图；

图4显示为一多层膜结构示意图；

图5所示为本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置示意图；

图6描述利用本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置制作多层膜结构的程序示意图；

图7所示为本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置的结构实施例示意图之一；

图8所示为本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置的结构实施例示意图之二；

图9所示为本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置的结构实施例示意图之三；

图10所示为本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置的结构实施例示意图之四；

图11A、图11B、图11C、图11D所示为分流时切割的实施例示意图；

图12A、图12B、图12C、图12D所示为分流时切割的实施例示意图；

图13描述为共挤出工艺；

图14所示的流程描述利用本发明的分流倍增装置的多层膜制作方法；

图15A，B，C显示为利用本发明的分流倍增装置所形成的一分流系统示意图；

图16A、16B显示为本发明的分流系统的外观示意图。

【主要元件符号说明】

第一进料口100第二进料口102

第一分流单元104第二分流单元110

倍增单元106表面材料进料口108

多层挤出单元111模头112

整形单元114滚轮116

延伸滚轮组118拉幅单元120

加热单元122收集单元124

分流器2进料口20，21，23，24

出口22分流单元27

初始进料301倍增进料305

切割进料303a，303b，303c，303d

多层膜结构307进料区31

分流入口311，312，313，314

转换处311’，312’，313’，314’

倍增出口32第一功能层401

多层膜结构403第二功能层405

基板层407进料口一501

进料口二502分流倍增装置50

进料部506分流部508

切分部510流道转换部512

倍增部514挤出部516

多层膜结构体520

初始多层材料601斜面切割结构603

第一切割结构605a第二切割结构605b

第一挤出结构607a第二挤出结构607b

挤出成品609分流部701

切分部703第一流道转换部705a

第二流道转换部705b倍增部707

挤出部709前置分流器152

流道153，41，42，43，44，45，46，47，48

总流道154分流倍增装置150

分流部151

步骤S131～S139共挤出工艺

步骤S141～S159多层膜制作流程

具体实施方式

本发明涉及一种具有厚度梯度变化的分流倍增装置、方法与由该方法制作的多层膜结构，所提出的具有厚度梯度变化的分流倍增装置利用机构上的设计，结合了分流与倍增的功能，可以依据需求作弹性的设计，加强了分流与倍增的效果，本发明并涉及以此具有厚度梯度变化的分流倍增装置制作的多层膜结构的方法。

其中值得一提的是，经过本发明分流倍增装置所产生的多层膜结构可为具有厚度梯度变化的设计，如果多层膜内的膜堆厚度不具有厚度梯度变化时，所制作的光学膜片产品会有反射率或穿透率无法扩展到较宽广的频宽与波长分布的范围，如此应用将会受限。因此本发明的动机之一即提供此具有厚度梯度变化的分流倍增装置当中斜切的部分制造出厚度梯度效果，可参考图11的示意图，就可以达成广频宽广波长反射率或穿透率的光学膜。

一般多层膜的结构可参考图4所示的多层膜结构示意图，依据需求设计有厚度不同与功能不同的多层膜结构，包括应用在光学系统的光学膜，或是其他用途的多层膜结构，如防爆。

此例包括有第一功能层401，如防水、吸收紫外光或特定波长的光、抗反射、结构强化、防刮、耐冲击等保护的结构。

多层膜结构403有厚度一致或不一致的结构，可以共挤出工艺制作。多层膜结构403由多层高分子聚合物材料形成，材料如聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(Methylmethacrylate)，PMMA)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate，PC)、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯((Methylmethacrylate)Styrene，MS)及聚苯乙烯(PolyStyrene，PS)，并聚苯二甲酸二乙酯(Poly(EthyleneTerephthalate)，PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(Poly(EthyleneNaphthalate)，PEN)，聚丙烯(Polypropylene，PP)等组成的材料群组中的至少一种材料或其共聚合物体，但不以上述为限。

接着可再设计有第二功能层405，使整体结构具有特定效果。最后有结构的基板层407。

制作上述的多层膜结构，特别是具有厚度设计的多层膜结构，本发明提出的具有厚度梯度变化的分流倍增装置可参考图5所示的分流倍增装置示意图。

此图披露分流倍增装置的各个部的描述，包括有进料部506、分流部508、切分部510、流道转换部512、倍增部514与挤出部516。

进料可包括单一或是多种材料，图中有进料口一501与进料口二502，可分别输入相同或不同的材料至分流倍增装置50。

分流倍增装置50包括进料部506，可以藉此注入单一或是对应多层结构的不同材料，材料为可流动的流体。

分流部508连接进料部506，上述的材料经过此分流部508区分为多个流道(channel)的流体，分别以对应的流道输送。

装置包括有设于分流部508输出端的切分部510，经过上述多个流道输送的流体输送至此切分部510时，将切分为两个或以上的流体段，各流体段包括有经过切分的多个流道的流体。切分部510结构上根据需求可设计有不同的切面，如图11与图12的各实施例图式。

切分部510连接着流道转换部512，流道转换部512的数量决定于切分的设计(两个或以上)，各流道转换部512为多个经过切分的流道所组成，经切分后的流体段分别通过不同的流道转换部512输送。

装置接着包括一倍增部514，连接着上述的流道转换部512，将结合两个或以上的流道转换部512的输出端，用以将经过流道转换部512的流道叠合，输出具有多层材料叠合而成的多层膜结构。最后再以一连接着倍增部514的挤出部516共挤输出多层膜结构体520。

在结构上，流体经过上述流道转换部512时，会因为厚度的设计在各流道中形成不同的压力，可以通过结构设计克服，倍增器514设于分流倍增装置的后段，用来执行厚度排列的设计，并可加以微调。

应用上述的分流倍增装置，图6接着描述利用此具有厚度梯度变化的分流倍增装置制作多层膜结构的程序示意图。

开始时，显示有一初始多层材料601，此例经分流产生4层初始材料，接着经过上述切分部510切割形成斜面切割结构603，图式以一斜面为例。切分的方式将会影像最后多层膜结构的厚度。

此例中，经过斜面切分后的结构分为第一切割结构605a与第二切割结构605b，两个结构605a与605b显见有一斜切面，第一切割结构605a与第二切割结构605b可具有相同数目的层数。

之后，切割为二的第一切割结构605a与第二切割结构605b分别由不同的流道转换部输送，由于两部分的多层结构因为斜向切分后具有不同的体积，因此经流道转换后，各层结构呈现具有不同的厚度，如第一挤出结构607a与第二挤出结构607b所示。另外，根据另一实施例，挤出成品膜片的厚度的设计还可以由流道转换部的内流道的厚度梯度变化达成，即本实施例挤出成品膜片的厚度是通过中流道转换部内流道彼此之间的厚度变化来改变挤出成品膜片中各层之间的的厚度比例。

最后，经倍过增部叠合第一挤出结构607a与第二挤出结构607b，形成挤出成品609。

图7接着显示本发明所提出的具有厚度梯度变化的分流倍增装置的结构实施例示意图。

图中显示的分流倍增装置先将单一或多种材料经由此进料入口注入此具厚度梯度变化的分流倍增装置。

接着是结构连接进料部的分流部701，分流部701在此实施例中将输入的材料区分为多个流道的流体，此例(不限于此图的范例)显示有四个相同厚度的流道，因此进料将区分由四个流道输送，各层材料以对应的流道输送至切分部703。

此例中的切分部703设置于分流部701的输出端，将原本四个流道的流体切分为两个或以上的流体段部份，此例显示切分为两个流体段，各流体段包括有经切分的四个流道的流体，分别通过同样具有四个流道的第一流道转换部705a与第二流道转换部705b输送。

上述第一流道转换部705a与第二流道转换部705b连接至切分部703，根据实施例，流道转换部的数量依据切分部703的切面设计而定，所切割的流体段分别流经对应的一流道转换部。

经第一流道转换部705a与第二流道转换部705b的流体段最后结合于倍增部707，倍增部707的一端连接第一流道转换部705a与第二流道转换部705b，将经这些流道转换部的流道叠合，以输出具有多层材料叠合而成的多层膜结构，最后经挤出部709输出。

由图可见，出口处，也就是经挤出部709输出的结构呈现具有厚度梯度变化的多层膜结构，根据实施例，多层膜结构的厚度变化由上述切分部703的切面设计有关；另外，上述第一流道转换部705a与第二流道转换部705b的多个流道之间也有厚度梯度变化的设计，也影响最后多层膜结构的样态。

根据图7的分流倍增装置结构实施例，图8接着显示此分流倍增装置的另一角度的结构实施例示意图。

换个角度来看，此分流倍增装置实施例包括有输入材料的分流部701，可据以决定多层膜结构的基础层数；将流道区分为二的切分部703，可以据以决定多层膜结构基础层数发展的倍数，并且依据切面的设计可决定多层膜结构的厚度变化。

流道之后区分为第一流道转换部705a与第二流道转换部705b，分别由不同的方向发展，最后结合于倍增部707，此处流道的转换可以决定各流道间的排列顺序，因此可以改变产品的厚度排列；并且，流道转换部内的流道设计也可具有厚度梯度变化，因此也可决定最后结构的厚度变化。挤出部709即衔接倍增部707，输出经过压缩的制品。

图9所示为此分流倍增装置的另一角度结构实施例示意图。此例为俯视图，显见第一流道转换部705a与第二流道转换部705b分别由不同的方向输送流体，并汇集于倍增部707。

图10则显示分流倍增装置的侧视结构示意图，此例可看出在不同部位的流道厚度设计。

此例中，一端为流道具有相同厚度的分流部701，之后进入切分部703，分别输送至第一流道转换部705a与第二流道转换部705b，由此侧视图可见，第一流道转换部705a或/与第二流道转换部705b中的流道设计可具有厚度梯度变化，藉此可改变最终产品的设计。

当进入倍增部707后，叠加第一流道转换部705a与第二流道转换部705b流道中输送的流体，有不同厚度梯度的设计，最后由挤出部709输出。

在本发明所描述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其中切分部的分流效果可由切分部的切面设计而定，可为一不规则切面。

比如图11A所示的切面为一斜面，斜面的切面可以分配不同流道同一时间输送不同体积的流体，除了决定工艺中发展的层数倍数(两倍)，也可以有效控制多层膜结构的厚度变化。

图11B显示切分部具有两个斜面的切面，因此可以将多个流道的流体切分为三个流体段，再分别以不同的流道转换部输送，除了可以决定倍数(三倍)，也可以控制多层膜结构厚度。

其他切分部的实施例如图11C所示有三个斜切面，图11D所示有四个斜切面。

分流倍增装置的切分部的切面设计也可为曲面等不规则切面，如图12A、图12B、图12C、图12D分别所示的各种曲面切面的态样，藉此切面设计决定工艺发展的层数倍数与厚度梯度变化。

图13描述为制作多层膜结构的共挤出工艺，共挤出工艺包括先由主进料区、次进料区或更多进料区进料后，先进行材料除尘清洁(步骤S131)、干燥烘烤(步骤S132)、加热(步骤S133)与将材料进行混炼与捏炼作业(步骤S134)。混炼聚合体通常需要加热器加热聚合物，使其为熔融。

材料的机械或热力性质等(步骤S115)。混炼过程可由汉塞尔混合机、旋带式混合机、滚桶混合机等充分混合后再经捏炼装置捏炼使其高分子材质胶化。

之后，将达混炼捏炼的共聚合物体经再经滤网过滤(步骤S135)杂质，并由齿轮控制吐出量(步骤S136)。之后，利用本发明所提出的具有厚度梯度变化的分流倍增装置进行分流、倍增，以决定最终产品的层数、厚度变化与尺寸(步骤S137)，最后挤出成型(步骤S138)，经裁切后制成成品(步骤S139)。

此熔融态高分子聚合物材料经本发明的具有厚度梯度变化的分流倍增装置进行分流、倍增，之后由模头处连续共挤出(步骤S119)，可以使挤出的塑料温度与厚度较为均匀，且有效控制挤出时吐出量与挤出时的膜片厚度与尺寸大小。

图14所示的流程描述利用本发明分流倍增装置的多层膜制作方法，其中的分流与倍增步骤包括先输入材料(步骤S141)，经输送至分流部后(步骤S143)，将输入材料区分为多个流道的流体(步骤S145)，此时分流的步骤可以决定多层膜结构的基础层数。

再将分流的流体输送至切分部(步骤S147)，切分部将根据需求设计不同的切面，依此切分的方式(步骤S149)将流体区分为多个流体段(数目依据切面数目而定)，并据此决定多层膜结构的层数倍数。一般来说，此倍数乘上由分流产生的层数，即为最终多层膜结构的整体层数。其他还可通过额外工艺形成其他功能层或结构。

之后，通过多个流道转换部中的多个流道继续输送不同的流体段(步骤S151)，流道转换中，将可通过结构设计不同的厚度梯度，以此决定产品的厚度变化，并同时改变各层相对位置(顺序)(步骤S153)。

再经流道转换部的输送后，如步骤S155，由倍增部结合多个流道的流体(步骤S157)，各流道将可能依据设计有不同的厚度变化，使得输出的结构(步骤S159)有层数、各层位置、厚度梯度的变化。

在本发明提出的分流倍增装置的前端，根据一实施例，可以增设一“前置分流器”，连接此分流倍增装置的前端的分流部(如图7的标号701)，形成一分流系统，即先接收来自前置分流器所分流出的多层的输入材料，之后这多层输入材料将经本发明的分流倍增装置后，可形成具有不同厚度梯度变化而又倍增的多层膜。

上述分流系统的实施例可参考图15A、图15B与图15C所示的示意图，同时参考图16A与图16B的外观结构示意图。

如图15A，此例前段为一圆盘式的前置分流器152，此前置分流器一般成圆盘状且内部一般具有超多层微流道设计，前置分流器152主要目的是将两种以上的材料流体做流体的会合、分流与重整排列。圆盘式的前置分流器152的内部一般为多片盘状模具组合而成，图16A中显示出前置分流器152与分流倍增装置150结合的实施例的外观，图16B显示出形状类似圆盘式的前置分流器152由五片盘状体组合构成，其功能是达成高分子流体的材料进料会合、微流道分流与微流道重整排列的目的。

在图15A前置分流器152中的多片盘状模具中设置在最内部的微流道分流用的盘状体其内部包括有多个辐射状安排的流道，经接收自外部进料部输入的流体高分子材料，通过内部多个流道153的结构设计，可以将输入的材料分隔为多层流体。流道153彼此之间可以为不同厚度或长度与宽度，流道153的结构都会影响到高分子流体在内部流动时的流速、流体流动时反馈的背向压力和剪切力等。流道153的尺寸变化常依照不同的需求设计，流道153的宽度变化反映到最后的挤出膜片就会反应到内部膜堆的各层厚度变化。流道153的宽度尺寸一般是渐渐缩小或渐渐放大设计，这样可能会造成流体本身流动的不对称与流速差异过大的问题，造成流体紊乱遭受破坏，使最后挤出成品膜片内部的多层膜层产生厚度不均匀与产生色斑与色块问题。

根据图15B所显示的本发明实施例之一，图中显示在前置分流器152内有宽度与长度具有尺寸变化的流道41至48，且呈U字型的变化形式，此时流道41到流道48的流道的宽度变化与层数的排列两者作图就呈现类似U型对称的形式，最后挤出成膜的结果就如图15C所示的厚度与层数的关系。

图15C中的成膜成品其内部的多层膜层数约两百层，代表在图15A(或图15B)中的流道153数量也约两百个左右，且流道153的宽度由随层数的排列先逐渐变小再逐渐变大呈现U字型的变化。如图15B所示的实施例，其中的流道41到流道44之间的流道宽度的变化是宽度是越来越小，流道45到流道48之间的流道宽度是越来越大的变化趋势。如之前所说，图15B中41～48之间的流道宽度排列方式将会造成由总流道口154所会合所流出的高分子流体在后段挤出成膜后也具有U字型的多层厚度变化结构，当然高分子流体成膜的最后的成膜厚度也会因为流体吐出量、流体速度、流体压力与高分子固有的膨润(Swelling，膨胀)现象、膜片延伸速率，与延伸倍率等因子而有所变化。这具有厚度梯度变化的通道的分流器加上分流倍增装置150内有斜切的切分部组合，藉此可以根据流道厚度或长度或宽度的设计产生不同厚度梯度的多层流体。

经多个流道153产生的材料之后再经总流道口154结合为多层的结构，输入至分流倍增装置150，分流倍增装置的实施例可参阅上述图7至图10。

分流倍增装置所形成的分流系统为上前置分流器152结构连接于分流倍增装置150前端的分流部151，材料经此分流倍增装置150，将再分流后倍增为更多层数的多层膜结构。

综上所述，本发明提出一种具有厚度梯度变化的分流倍增装置、方法与由该方法制作的多层膜结构，其中可先利用制造出不具有厚度梯度变化的分流部，之后再利用倍增部造成梯度变化，因此能同时达成制造出具厚度梯度变化的多层膜，且制造过程稳定。此分流倍增装置结合了分流与倍增的功能，并能依据需求修正装置中的切分与流道转换的设计制作多层膜结构，藉此提供具有设计弹性的硬件设计。

然而以上所述仅为本发明的优选可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效结构变化，均同理包含于本发明的权利要求范围内，合予陈明。

Claims (16)

1.一种用于一多层膜结构制作的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述装置包括：

一进料部，制作所述多层膜结构的材料经由所述进料部注入所述具有厚度梯度变化的分流倍增装置；

一分流部，连接所述进料部，所述材料经过所述分流部区分为多个流道的流体；

一切分部，设置于所述分流部的输出端，经过所述多个流道输送的流体在输送至所述切分部时被切分为两个以上的流体段，所述两个以上的流体段分别包括有经过切分的多个流道的流体，其中所述切分部的不规则切面切分所述两个以上流体段以造成所述多层膜结构的厚度梯度变化；

两个以上的流道转换部，连接所述切分部，所述两个以上的流道转换部分别包括有经过切分的所述多个流道，所述两个以上的流体段分别流经所述两个以上的流道转换部中的一个；

一倍增部，结合所述两个以上的流道转换部的输出端，将经过所述两个以上的流道转换部的流道叠合，输出具有多层材料叠合而成的所述多层膜结构；以及

共挤输出所述多层膜结构的一挤出部，连接所述倍增部的输出端。

2.根据权利要求1所述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述切分部将所述多个流道的流体切分为两个流体段，所述两个流体段具有相同数目的流道。

3.根据权利要求1所述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述切分部的切面为一斜面或一曲面。

4.根据权利要求2所述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述流道转换部包括具有相同流道数目的一第一流道转换部与一第二流道转换部，所述两个流体段分别流经所述第一流道转换部与所述第二流道转换部。

5.根据权利要求1所述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述两个以上的流道转换部用以转换其中各流道转换部内的多个流道的相对输送位置。

6.根据权利要求5所述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述倍增部将经过所述两个以上的流道转换部转换相对输送位置的流道叠合，且进入所述倍增部的流道的相对输送位置不同于初始经过所述分流部区分的多个流道的相对位置。

7.根据权利要求5所述的具有厚度梯度变化的分流倍增装置，其特征在于，所述两个以上的流道转换部内的多个流道的厚度具有梯度变化。

8.一种利用一具有厚度梯度变化的分流倍增装置的多层膜制作方法，其特征在于，所述的方法包括：

输入材料；

输送材料至所述具有厚度梯度变化的分流倍增装置的一分流部，材料经过所述分流部区分为多个流道的流体；

所述多个流道的流体输送至一切分部，所述切分部设于所述分流部的输出端，切分为两个以上的流体段，所述两个以上的流体段分别包括有经过切分的多个流道的流体，其中所述切分部的不规则切面切分所述两个以上流体段以造成所述多层膜结构的厚度梯度变化；

所述两个以上的流体段分别流经两个以上的流道转换部，所述流道转换部连接所述切分部，并结合于一倍增部；

所述两个以上的流体段中的每一个所包括的多个流道的流体叠合于所述倍增部；以及

叠合于所述倍增部的多个流道的流体在一挤出部输出，产生具有多层材料叠合而成的一多层膜结构。

9.根据权利要求8所述的多层膜制作方法，其特征在于，所述两个以上的流道转换部中的每一个的多个流道的厚度具有梯度变化，经过所述两个以上的流道转换部中的每一个的多个流道的流体经过梯度变化的结构压缩而在所述倍增部产生各层具有不同厚度的结构。

10.根据权利要求8所述的多层膜制作方法，其特征在于，分别流经所述两个以上的流道转换部的多个流道具有一定的相对输送位置，并在所述倍增部结合时改变相对输送位置。

11.根据权利要求8所述的多层膜制作方法，其特征在于，所述的多个流道的流体输送至所述切分部，切分为两个流体段，所述两个流体段具有相同数目的流道。

12.根据权利要求11所述的多层膜制作方法，其特征在于，经过所述切分部切分为所述两个流体段的多个流道具有一定的相对输送位置，并在经过两个流道转换部时改变相对输送位置。

13.一种结合根据权利要求1所述的用于一多层膜结构制作的具有厚度梯度变化的分流倍增装置与一前置分流器所形成的分流系统，其特征在于，经过所述前置分流器输出的流体将接着通过所述分流倍增装置的一端的分流部输入所述分流倍增装置。

14.根据权利要求13所述的分流系统，其特征在于，所述前置分流器为一圆盘式的分流器，内部包括有呈辐射状的多个流道。

15.根据权利要求14所述的分流系统，其特征在于，所述多个流道具有不同的厚度。

16.根据权利要求14所述的分流系统，其特征在于，所述多个流道具有不同的长度。