[發明專利]用于連續地擠出具有不同材料的管材的裝置和方法

有效

• 申請號: 201710221713.4
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107263839B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: S·D·馬克森;V·卡特;K·J·艾維
• 申請（專利權）人: 格拉漢姆工程公司
• 主分類號: B29C48/18
• 分類號: B29C48/18;B29C48/92;B29C48/335;B29L23/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;關麗麗

一種共注射擠出設備和方法。第一擠出機與第一材料遞送通道協作，用于將第一材料遞送到模具。第二擠出機與第二材料遞送通道協作，用于將第二材料遞送到模具。第一柱塞被定位在所述第一材料遞送通道中，且第二柱塞被定位在所述第二材料遞送通道中。所述柱塞能夠在第一位置和第二位置之間移動；在所述第一位置中，所述柱塞在相應的材料遞送通道中朝向所述模具延伸；在所述第二位置中，所述柱塞在相應的材料遞送通道中遠離所述模具縮回。

技術領域

本發明涉及用于連續地擠出具有不同材料的管材(tubing)的裝置和方法。具體地，本發明涉及用于使材料的含量沿著擠出管材的長度變化的聚合物擠出系統和方法。

背景技術

由塑料制成的管(tube)、管道(pipe)、片材、膜、型材和其他擠出產品例如具有取決于所使用的特定塑料的不同特性。一種塑料將是非常柔性的，而另一種塑料將是非常僵硬的等。一種塑料可以是透明的，而另一種塑料是不透明的。對于許多應用，期望制造如下擠出產品，所述擠出產品是兩種或更多種材料的共擠出物，所述兩種或更多種材料從一種材料到另一種材料突然改變或逐漸改變，或者兩種或更多種組分材料的相對含量沿著其長度變化。

共擠出物是兩個或更多個擠出機連接到單個共擠出模具所通過的過程。個體擠出機向模具進給不同的材料；不同的材料意味著不僅僅是不同類型的材料(諸如，尼龍和聚氨酯)，而且是具有不同特性或質量(諸如，顏色、不透明度或密度)的材料。共擠出產品的一個實施例是通過一對擠出機所擠出的管，該對擠出機進給共擠出模具，該共擠出模具將第一材料引導到擠出的管的外部并且將第二材料引導到該管的內部。結果是同軸的、雙層的管狀擠出物。

擠出機被直接連接到共擠出模具，但是未達到最佳的結果。已知的塑料擠出機例如是具有大型桶的裝置，該大型桶帶有大型伺服馬達驅動螺桿。塑料小球被放到料斗的一端內。熔化塑料流從另一端出來。由于螺桿是低效的泵，它在轉動時生成大量的摩擦和熱量。足夠的能量從螺桿的機械能轉換成熱能來熔化塑料。塑料流最終被迫通過模具，形成花園軟管、醫用導管、管材、片材等。

然而，擠出機螺桿不是正排量泵。從退出端出來的塑料的量不與螺桿的速度精確地成比例。吞吐量隨著塑料的黏度、模具處的壓力以及其他變量變化。

如果改變共擠出系統的擠出機的速度，人們理論上會改變每種擠出材料的量。然而，對于擠出機，此變化不能夠被精確地控制，并且實際上不可能相對從一種材料快速地改變到另一種材料，或者改變含量以使得擠出材料能夠精確控制的方式從一種材料逐漸改變到另一種材料。如果擠出機螺桿停止，仍然存在可以從螺桿的凹槽出來的大量塑料(“滴料(drool)”)。因此，如果擠出機用于上文提及的用于改變材料含量的方案，則存在若干問題，包括：i)擠出機中螺桿的慣性是高的；ii)擠出機的輸出不與速度呈線性關系；iii)來自擠出機的滴料難以預測和控制；以及iv)每個擠出機的輸出不僅受到該擠出機中發生的情況的影響，還受到所有其他擠出機的影響。

從一種擠出材料改變到另一種擠出材料的一種已知方式是使用傾泄閥來實現改變。傾泄閥允許一種材料進入到模具內，而另一種材料被轉向并且被丟棄在廢棄箱內。然后可以根據需要顛倒兩個流動。在此系統中，螺桿以恒定速率運行，同時生成大量的廢料。此外，個體模具層經歷不一致的熔體流動。

除了螺桿之外，另一種替代方案是使用熔體齒輪泵，如美國專利號5,725,814中所描述的。在此類型的系統中，對齒輪泵的速度的控制控制從泵排出的每種材料的量。然而，此類型的系統遭受個體模具層經歷不一致的熔體流動。此外，螺桿不能夠以恒定的速度運行。

因此，將有益的是，提供能夠擠出具有重復性、穩定性和可預測性的兩種或更多種材料并且能夠突然或逐漸轉換材料的擠出裝置、系統和方法。

發明內容

本發明的一個目的是提供如下一種擠出設備，該擠出設備具有用于均勻熔體的連續且恒定的螺旋旋轉，并且該擠出設備具有從一種材料到另一種材料的快速過渡。