用于擠制一管狀薄層的方法與裝置的制作方法

專利名稱：用于擠制一管狀薄層的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于擠出一管狀的聚合材料薄層的方法與裝置，其中利用周邊均等的在一平面內或錐狀延伸的螺旋溝槽中的材料，該螺旋溝槽形成于一個或多個平的或圓錐狀的模具配件表面中，并將材料的流動向外引導。本發明的目標在于能夠充分地利用螺旋溝槽特定的配置所提供的特別的可能性。
與用于擠壓成形(特別是針對共同擠壓成形)的方法與裝置有關的專利文獻包括英國專利GB-A-1.384.979(Farrell)、歐洲專利EP-A-0.626.247(Smith)、WO-A-00/07801(Neubauer)以及WO-A-98/002834(Planeta等人)。
附圖中的

圖1基于上述參考文獻。此圖顯示了環形的擠壓成形(單一擠壓成形或是共同的擠壓成形)，其可使用使周邊材料流動均等的在一平面內或錐狀延伸的溝槽，其具有多個超過更為常見的系統的優點，其中周邊的均等由圓筒狀延伸的溝槽(亦即，形成于一個或多個圓筒狀模具配件表面中的溝槽)而建立。
因此，當將聚合材料向外擠壓成形時，在此同時通過溝槽可使周邊均等，而模具中的空間可充分地利用。這意味著模具可非常地緊湊，其重要性不僅是節省鋼料并可容易地組合與拆卸，同時可快速并安全地達到均勻的溫度。再者，對于清潔作業而言又一個大的優點，即，大部分通道形成于夾緊在一起的模具配件間并在簡單的拆卸之后易于接近。
通過螺旋溝槽以及介于溝槽間的溢流所用的空間來完成周邊的分配(原始溝槽形成于圓筒狀的表面中)約在30年前即已首先發表說明。在該分配系統中每一螺旋溝槽的橫截面以及相鄰溝槽間的空間的橫截面容許溢流，因此逐漸地越來越少的材料流經每一溝槽，而越來越多越過相鄰的溝槽，同時溝槽的深度逐漸地達到零。
已經提出一種單一的螺旋溝槽(環繞著環形模具而延伸幾圈)，其可達到完美的周邊分配，所提供的溝槽的設計與介于中間的供溢流所用的空間精確地適應于熔態聚合材料在主要的狀況下的流變學特性。然而，這是原理，實際上，聚合物流動首先必需以一種或另一種方式分成數個分流，每一分流前進入一螺旋溝槽中，并提供有在不同的溝槽間用于溢流的空間。分流與溝槽的數目越多，則每一溝槽的螺旋部分越短，但在任何的狀況下溝槽與用于溢流的空間的設計本質上取決于熔態的聚合材料的流變學特性。
如同在前述文獻中所說明的大部分技術那樣，盡管本發明的兩個方面同時適用于單一擠壓成形，但本發明主要涉及共同擠壓成形。本發明第一方面涉及用表面層將一中間薄層覆蓋，該表面層與中間薄層相比具有相當高的熔體流動指數(因而熔體的粘度相當低)。此項特性對于共同擠壓成形而言非常地重要，但以下將說明，現有技術型式的模具并不適用于該應用中。
本發明第二方面在于一種對發明者來說的全新的概念，亦即，將熱塑性塑料聚合物薄層經由位于模具周邊的排出孔擠出，一種系統對該薄層的生產提供了令人注意的新的可能性。從一環形模具周邊的擠壓成形用于制造食品構造物，而在上述WO 00/07801(Neubauer)中，通過利用一個在模型空腔截面內部(例如，介于移動的波狀帶間)的模具板制造一管狀物。然而，其并非用于制造吹制的管狀薄層。
本發明第三方面涉及在螺旋溝槽間對于溢流的實際上的調整。采用現今所熟知的技術，大且昂貴的模具配件必需更換而使一個相同的模具適用于具有相當不同的流變學特性的不同的聚合物上，或可交替地使用昂貴的反饋系統以補償螺旋溝槽均等的不足的功能。該反饋系統在薄層周邊上施以不同的冷卻空氣量(所述薄層周邊為吹制的)，或者，在模具的排出配件的不同周向位置處設定不同的溫度，這都可由成列的自動的厚度讀數而加以自動化地控制。
與該昂貴的現有系統相比，本發明第三方面的目標在于提出一相對廉價的解決方案，利用形成于平的或圓錐狀的表面中的螺旋溝槽的幾何布置，用以嵌入裝置以容許相對簡單地調整溢流，這在下文中將加以解釋。
現在回到本發明第一方面的目標，亦即，制造一薄層，其具有表面層，該表面層有相當高的熔體流動指數，一相當重要的實例是在高分子量高密度的聚乙烯(HMWHDPE)(根據ASTM D1238條件E，其熔體流動指數(m.f.i.)約為0.1或更低)的雙側邊上用線性低密度聚乙烯(LLDPE)或是另一乙烯共聚合物(熔體流動指數為0.5-1或是更高)加以涂覆。HMWHDPE特別是在定向時提供薄層強度，同時表面層提供改良的粘合特性和/或改良的光澤和/或增加摩擦系數。表面薄層實際上由共聚合物(具有較高的熔體流動指數)構成，這是因為，具有較高的熔體流動指數的共聚合物能更加容易在市場上購得，可以達到較高的光澤并使熔接更為簡易。
利用具有較高的熔體流動指數的共聚合物的表面層而將HMWHDPE進行管狀共同擠壓成形，這大致通過使用環形的共同擠壓成形的模具而制成，其中周邊的均等通過一種螺旋溝槽系統(以溢流的方式)而建立，該螺旋溝槽以一幾何布置方式沿著一圓筒狀的表面而延伸。然而，現有技術的模具使用螺旋溝槽的平的或圓錐狀的布置(之前所述具有幾種優點)，例如，對于帶有乙烯共聚合物(熔體流動指數為0.5或更高)(參考ASTM D1238條件E)的HMWHDPE(熔體流動指數為0.1或更低)的共同擠壓成形而言這非常不適合。對于與帶有共聚合物的HMWHDPE具有相似的高熔體粘度的聚丙烯的共同擠壓成形而言也是如此，實際上這適用于在該聚丙烯薄層上的表面層。
這些已知的共同擠壓成形模具由圓盤狀或殼狀(”碗狀”)的元件所組成，其相互套迭在一”碗”或殼(由幾個配件以螺釘固定在一起而組成)中，兩種或多種相結合的成分在此”碗”的圓筒狀或圓錐狀的內表面與相互套迭的元件的向外表面之間流動(見圖1)。材料的結合連續地(相繼地)發生。一表面成分首先與將成為其相鄰部分的成分結合，接著，兩種成分沿著一相互套迭的元件的向外的表面在其與共同擠壓成形的第三成分會合之前一同前進一段相對長的距離。假若在最終的薄層中需要3種以上的成分時，這些步驟為重復的，在結合發生的位置間總是具有一段相對長的距離。這是由于構造的緣故所需要的。假若擠制成3種或更多種成分并且這些成分中至少2種成分有非常不同的熔體粘度，在HMWHDPE的實例中，這意味著超過5-10公分或是一段更長的通道貫穿模具，與通道的一表面接觸的成分的粘度與接觸該通道的相對的表面的成分的粘度大大不同。這種結合產生了受到擾亂的層分布，例如可以示為橫向的條紋。
本發明所屬的技術領域已在先前加以說明，它是通過利用周邊均等的形成于一個或多個平的或圓錐狀的模具配件表面中并在平面內或錐狀延伸的螺旋溝槽來擠出一管狀的聚合物薄層的方法與裝置。更明確地說，本發明涉及方法以及擠壓成形的模具，用于通過擠壓至少一種熱塑性塑料聚合材料A而形成一管狀薄層，所用的環形的擠制模具具有至少一個用于材料A的入口以及一排放通道，其末端為一環形的排放孔，每一入口比排放孔更加接近環形模具的軸線，而處在熔化狀態下的材料A向外地流向排放孔，并且在該過程中材料A流動的成形是通過具有平的或圓錐形的表面的模具配件的布置而建立的，這些模具配件夾緊在一起，從而所述表面配置有溝槽以構成通道，以使排放孔周邊上的的流動均等，在每一入口與排放孔間的流動被分成多個大致為螺旋形式的分流，至少經過每一通道的一部分并具有一空間以用于所述部分間的溢流。
就本方法而言，本發明第一方面限定在至少一種熱塑性塑料聚合材料A與至少兩種熱塑性塑料聚合材料B及C(其熔體流動指數至少為材料A的兩倍)(以下將對其測試狀況加以說明)的共同擠壓成形，材料B施加在材料A的一側邊而材料C施加在另一側邊。因此至少材料A的共同擠壓成形依循上述方法，而共同擠壓成形的特征在于材料A與B結合的位置與材料A和材料C結合的位置相同或是緊鄰其附近，材料A在與材料B及C結合之前至少緊接著向外流動，同時材料B及C在結合之前緊接著彼此相向地流動。
用于完成該過程的共同擠壓成形模具具有類似的特性，但其用途當然不會限定在流變特性間具有特定關系的成分的共同擠壓成形。
聚合材料B及C的周邊均等通常(但非必需)以與使材料A的周邊均等的方式相同的方式完成。然而該表面成分的良好的均等性并非總是必需的，因為每一成分占有小于構造物的15％或是更小于10％的體積，并因而簡化且較無效率，周邊均等化的所熟知的裝置也可施用。
熔體流動指數可參考ASTM標準D1238-90b。假若每一種聚合材料的完整的熔化范圍低于140℃時，應使用條件E(亦即，溫度為190℃，負載為2.16公斤)。假若任一種聚合材料的熔化范圍的最高界限是從140℃至小于180℃時，應使用條件L(亦即，溫度為230℃以及負載為2.16公斤)。假若任一種聚合材料的熔化范圍的最高界限是從180℃至235℃時，應使用條件W(亦即，溫度為285℃以及負載為2.16公斤)。實際上不認為任一種聚合材料的較高的界限會超過235℃。
本發明第一方面對于至少一中間層的共同擠壓成形而言特別地有用，該中間層由以聚乙烯為基底的材料組成，根據上述條件E，其熔體流動指數為1或是更低，如上所述，該中間層由至少50％的共同擠制薄層以及具有較高熔體流動指數的表面層所構成。
本發明第一方面對于至少一中間層的共同擠壓成形而言也特別地有用，該中間層由以聚丙烯為基底的材料組成，根據上述條件L，其熔體流動指數為0.6或是更低，如上所述，該中間層由至少50％的共同擠制薄層以及具有較高熔體流動指數的表面層所構成。
分流或通道必需大致為螺旋形式的狀況不會將本發明限定為規則的螺旋形式，例如，該形式為二維或是三維曲線的形式，該曲線由一點限定，該點在固定的角速度下環繞著位于一平面中的另一點或環繞著位于空間中的一軸而移動，同時以固定的線性速度移動并且(假若在3維的狀況時)其在該軸上的突出部分同時不斷地移動。盡管這種特別規則的形式通常非常地適用于通道的構形，但其并非是較佳的均等性所必需的。因此，如一實例，假若具有很多分流(例如，16或更多)，則每一分流的”大致螺旋狀”的部分在一小角度下可非常地短并因而可為一線性形狀，該角度是與所述短的線性部分交叉的圓的切線所成的角度，并通過一個點環繞著模具軸線轉動而構成。可適用于通道的構形的不規則但大致為螺旋形式的另一實例為一錯開的形式，其中大致為螺旋狀分流的第一部份跟著一個通道，該通道是環繞著模具軸線的環形，接著在該分流與相鄰的分流會合之前通道彎曲而使所提及的第一分流突出進入一”軌道”而進一步地與模具軸線分開。通道的第二部分持續為環形的，之后再次在該兩分流互相會合之前，通道向外彎曲至一第三”軌道”，諸如此類。之后將加以解釋，這種錯開的形式是有利的，例如，與特別的裝置結合而用以調整溢流。
本發明第一方面并不限定在三種聚合材料的共同擠壓成形。其可進一步地具有如權利要求17及18中所說明的成分，因此共同擠壓成形的模具可具有超過3組通道，如權利要求52及53所述。
分流可以大致以平面的方式延伸(此方式可應用在本發明的所有的三個方面中)，或者，分流可沿著一環形圓錐狀的表面以一幾何形狀的布置而延伸。由于構造的緣故，最好為一正圓錐狀表面，亦即，其母線(genetrix)為一直線但也可為曲線，例如，如同一拋物線(其軸線與模具軸線平行但與該軸線分開)。在任一狀況中，圓錐狀表面的相切的平面最好與模具軸線構成一至少為20度的角度，更優選是45度，至少能覆蓋該表面的大部分的下游部分。在正圓錐狀表面的狀況中，該角度為介于所述平直的母線與該軸線之間的角度。
如上所述，材料A的流動在周邊均等之前分成幾個分流。應注意的是，在本發明第一方面的共同擠壓成形的例子中，符號A指具有較低熔體流動指數的聚合材料，而在本發明第二與第三方面的共同擠壓成形的例子中，權利要求僅涉及一種成分(盡管其并非限制于單一擠壓成形而是同時包含共同擠壓成形)且該成分即稱作A。以下說明涉及本發明的所有的三個方面。
最好通過美國專利第4,403,934號(Rasmussen等人)中的系統來分成分流，它被視為迷宮式分隔，但在迷宮式分隔之前可通過其它的系統完成一些分隔。通過圖3及9可容易地了解到迷宮式分隔，圖9代表一環形部分經由三個平坦的圓盤形模具配件而展開。迷宮式分隔是指一主流分支成二個大致為環形、拱狀、等長并且相互對稱的第一分支流，其基本上占相對應的圓圈周邊的50％，之后每一第一分支流以相似的方式分支成二個大致為環形拱狀的第二支流，該總共4個第二支流也基本上占相對應的圓圈周邊的50％。以相同方式持續分隔而構成8或16或32甚至或是64個分流。可對環形布置作一些小的修改，例如，四個第二支流可構成一個八邊形的四個側邊，八個第三支流可構成一個16邊的規則的多邊形八個側邊等等。
迷宮式分隔首先在美國專利第2,820,249號(Colombo)中加以說明，它涉及圓筒狀對象的擠壓成形涂覆。于上述美國專利第4,403,934號(Rasmussen等人)中可發現用于吹制薄層的擠壓成形的迷宮式分隔的第一說明，并涉及隨后通過螺旋狀通道而將溢流均等化。
用于迷宮式分隔的通道的至少一部分可與通道一體成形，以用于通過在一對接觸表面的至少一表面中的溝槽而在該第一模具配件的平的或圓錐狀的表面間的大致螺旋狀流動。
圖3示出了這一點。交替地或是附加地，至少在該迷宮式分隔的開始階段通過使用具有平的或圓錐狀的表面的第二模具配件而建立，第二模具配件與第一模具配件夾緊在一起，用于迷宮式分隔的該開始階段的通道的布置可部分地通過在該第二模具配件間或一第二配件與一第一配件間的接觸表面中的溝槽而建立并部分地通過經由該第二和/或第一配件的互連通道而建立。可見圖7、8及9。
在任一狀況中，最好形成一個環繞著模具的軸線的相對較寬的連續空腔。這對于用于電氣連接裝置的內部冷卻空氣的有效應用而言是有用的。
上述兩種類型的迷宮式分隔的選擇或二者的折衷主要取決于模具直徑以及環繞該模具軸線的連續空腔的較佳尺寸。
當本發明三個方面點中的任一方面用于共同擠壓成形時，共同擠壓的聚合材料中的一種聚合材料在擠壓另一種共同擠制材料所需的溫度下易受熱量降低的影響，優選或是必需在構成用于二種聚合材料的通道系統的模具配件之間提供熱絕緣。其中一實例是在具有乙烯/醋酸乙烯的共聚合物、根據上述ASTM測試熔體流動指數小于1的HMWHDPE的雙側邊上涂覆。可方便地利用如圖2a及3中所示的共同擠壓成形的模具而完成這一操作，但因為HMWHDPE之便利的快速擠制需要約為200℃或是更高的擠制溫度，并且假若溫度約超過180℃時共聚合物在通過模具時有降解的傾向，因此在這兩種聚合材料之間的模具內需制成一合適的熱量絕緣。于是參考圖2a，圓盤狀的模具配件7a應分成兩個半個的圓盤狀配件并在其間施以熱量絕緣，而同樣地，圓盤狀的模具配件7b應分成兩個半個的圓盤狀配件并使其彼此熱量絕緣。熱量絕緣最好通過空氣容積而建立，亦即，一個或二個構成7a或7b的半個配件配有肋材、凹口、把手或相似的構件，對其精確地施以機械加工，從而使配件可牢固地并確實地夾緊在一起。在與一聚合物流動相鄰的邊界處必須具有一有效的密封部分，用以避免材料在兩個半個的配件之間泄漏而毀壞熱量絕緣部分。例如，此密封部分可為一特氟隆或青銅環件。當在半個配件之間的熱量傳輸減至最小時，中間成分A的流動從其入口到達其與其它成分結合的位置實際上維持其溫度。
當模具配件7a及7b為圖5中所示的圓錐狀時，可布置相似的熱量絕緣部分。當完成本發明的第一方面時，排放通道可將所結合的B、A及C的共同的流動進一步地向引導外并接著使其轉向軸向，或者，共同通道可在沒有進一步向外的通道的情況下緊接著將共同流動沿大致為軸向的方向引導，因此，當其在排放孔會合時所結合的材料大致沿軸向流動。在圖2a、2b及6中示出了上述第一種可能性，而圖12示出了最后一種可能性。
第三可能性在于，排放通道將B、A及C的共同的流動引導到垂直于模具周圍表面，如圖4a、4b、6及7中所示，但該可能性將在本發明第三方面中作更詳盡地說明。
圖12中所示的具體實施例中(其屬于本發明第一方面)，進一步的特征在于，用于一表面成分的周邊均等化的螺旋溝槽形成于一圓柱狀模具配件表面中。其也可位于互相面對的兩個圓柱狀表面中，或者，這些表面可為圓錐狀但較接近于圓筒狀，例如，其母線與該軸線所成的角度不超過30度。這樣，實際上可能使共同的排放通道在開始位置成圓筒狀，因而將其長度與在材料從結合時至排放孔的壓力降減至最低。該壓力降對于表面成分的周邊均等性具有重要性，當其熔體粘度顯著地低于中間成分的粘度時，低的壓力降為較佳的。
圖4a、4b及5中示出本發明第二方面，其特征在于，排放通道垂直于模具周邊表面而引導熔融材料，排放孔位于該處，而管狀薄層離開排放孔并與模具軸線至少成20度的角度，在管狀薄層內部施以一個調整的過壓，以形成所期望的管的直徑，同時將其拉下并加以凝固。因而，放棄了用一類似的模具配件制成一管子，在離開該配件時立即地將其輸送至一運送模型(如WO 00/07801，Neubauer)的內部。根據本發明第三方面，當管狀薄層在正常擠制下時，通過維持在過壓下的內部空氣可將自其周邊離開模具的管狀薄層直接吹制，由對直徑的自動記錄作反饋控制，同時通過傳統的裝置(傳動輥、可壓扁的框架等等)將薄層的厚度向下移并在軸向上移開。然而，處在熔化狀態下的管狀薄層最好是離開模具周邊表面，應與一個與模具共心的環會合并加以固定，因此減小介于模具軸線與薄層移動方向之間的角度并在該環與薄層間建立摩擦力以助于薄層的分子定向，同時在該環上拉動該薄層。此特性能夠比傳統的吹制薄層的擠壓成形所能達成的縱向更高的縱向定向，而當聚合材料包含高含量的高分子重量材料，例如，包含至少25％的HMWHDPE(其熔體流動指數為0.1或較低(上述ASTM測試，條件E)或至少25％的聚丙烯(其熔體流動指數為0.6或較低(上述ASTM測試，條件L時，該特征特別地有用。
例如，當薄層用于制造交叉層合物時，與擠壓成形相關的較高程度的縱向定向(”熔體定向”)是重要的。為此，管狀薄層可以以螺旋的方式在以廣為熟知的方式層合之前加以切割，并可進一步地在不同處理階段加以定向，這是廣為熟知的，可見歐洲專利EP 0624126(Rasmussen)。
本發明第二方面同時適用于單一擠壓成形與共同擠壓成形。除了由于環件的布置而改良了熔體定向的優點外，本發明第二方面的優點在于從周邊均等的終止位置至排放孔的通道在從不同聚合材料結合的位置至排放孔的共同擠壓成形的狀況下可減至最小。
上述環件最好至少在與薄層接觸的表面的一部分上是圓的，并優選安裝在緊鄰排放孔的位置。無論是通過安裝熱量絕緣材料還是通過穿過環繞模具中心的中空空間的支承裝置，優選與熱模具配件達到熱量絕緣。
優選對環件加以冷卻，以避免管狀薄層粘得太牢，但如果是特別厚的薄層時，此過程并非總是必要的。冷卻作用可通過適合溫度的循環的水或油來完成。假若環件表面的溫度低于其接觸的聚合材料的熔化溫度范圍的下限時，薄層的薄的部分會凝固并因而可避免或降低粘附的傾向。此凝固通常為暫時的，因此當薄層已離開環件時薄層的薄的部分再次熔化。本領域技術人員可決定如何調整最佳的冷卻狀況(或是假若一直需要冷卻)用以獲得可選的定向量而不致因為薄層粘附在環件上造成生產停止的風險。冷卻媒介物的循環優選通過引導媒介物經由適當數目的管路進出而實現，該管路通過環繞著模具軸線的中空腔室。
通過將這一環件接近模具，可便利地完成共同擠壓成形而不致使聚合材料在模具內側結合，但當其在環件上接合時使其熔接在一起。
當制造非常薄的薄層或在室溫下具有一個由非常高摩擦系數的表面的薄層時，環件的冷卻并不足以避免太多的粘附或太高的摩擦力，該現象與薄層強度有關，同時，薄層通過環件外側。此時，環件可設計成適于將薄層支撐在”空氣枕”上，亦即，將加壓空氣從環件中的內部空間經過以一個或更多環繞著環件一部分的環形行列的緊密間隔的細微孔而吹在薄層上，該細微孔直接地與薄層相鄰。該環件的構造的細節用于將薄層支撐在空氣上，這對于熟知”空氣枕”技術的人士而言并不是問題。此空氣優選為冷卻空氣，因此其也作為用于內部冷卻的一種有效的媒介物。
環件必需適于在該空氣與成環狀行列的細微孔接觸之前能夠有效地達到壓縮空氣的流動的周邊均等化。最好從壓縮機與冷凍機引導該空氣，經由一個(優選為多個)穿過環繞著模具的軸線的中空腔室的管路，并且經過至少一根其它的與薄層氣泡內部連接的管路而離開模具。(環繞著模具軸線的空腔必然與外在環境隔離，因此在氣泡內部可維持一過壓)。在空氣出口處設置一閥，用以控制氣泡中的壓力。
發明者的觀點在于，針對環形排放孔的位置而選擇模具周邊，并與所述的與該模具共心的環件結合，將薄層翻轉到該模具上，其本身即具有創造性而與通過使用具有溢流的螺旋溝槽以及針對上述溝槽的特別布置方式而達到的周邊均等性無關。與通常管狀薄層穿過所述環件的特性無關的是，本發明第二方面的一具體實施例的特征在于，排放孔的至少一側由一唇狀構件限定，其具有足夠的撓性以容許調整該孔的間隙并提供用于作此調整的裝置。
可以立即地了解的是，當排放通道在排放孔附近直到排放孔處是平的時，該調整為可行的并切實際的，這是由于此時環形的模具可與平坦模具相比，而在平坦模具中來自排放孔的溢流幾乎總是以同樣的方式進行調整。然而，即使在通道與排放孔會合之前的位置處在排放通道中也可允許一些圓錐度。可允許的圓錐度的大小取決于詳細構造，但可由本領域技術人員加以決定。然而，無論如何，一圓錐狀的通道可在其與排放孔會合之前加以調平。
本發明第三方面的特征在于，分流之間的所述溢流可通過在該模具配件之間的可更換的嵌入物進行調整或通過與溝槽相對的可調整位置的裝置配件加以調整。這些特征適用于單一擠壓成形也適用于共同擠壓成形，例如，其可用作圖1中所示的已知型式的共同擠壓模具的附加功能。如圖2a、2b、4a、4b、5及7中所示，并在圖2a的說明中進行了進一步的解釋，可更換的嵌入物可為一嵌入填隙片(8a)，通過該填隙片可調整兩個形成通道的模具配件之間的距離，其形狀可防止通道配件之間的溢流，必需防止該溢流并在需要時容許溢流。當流動的型態如圖3所示(與圖2a相對應)時，需要溢流的區域的上游界限優選是為鋸齒狀或相交錯的，如虛線(16)以及相連的虛線圓部分(16a)所示，除此以外有溢流區域，在該處流動為靜止的。因此，利用該型態的溝槽，嵌入的填隙片(8a)的邊界優選具有該鋸齒狀或交錯的形式。
前面已提到，介于具有溢流的部件間的通道形式可為交錯的形式，其中大致為螺旋狀的分流的第一部分跟隨著環繞模具軸線的環形通道，因而恰好在此分流與相鄰的分流會合之前該通道彎曲而使上述第一個分流突出進入一”軌道”并進一步地與模具軸線分開。這是大致螺旋狀流動的適合的型態，以避免”無效的”區域并同時盡可能使模具配件得到最充分的利用。在此狀況中，嵌入的填隙片的下游邊界可為環形的。
然而，在所述交錯的螺旋溝槽的最佳形式中，其逐漸地從”軌道”至”軌道”地進行變換，從其間具有大致徑向的連接裝置的環狀形式變換成連續的螺旋狀形式，亦即，在一個或一些”軌道”中該形式為環形的，接著其變成規則的螺旋狀，其相對于圓而從”軌道”至”軌道”具有越來越大的傾斜，并且大致徑向的連接裝置的長度越來越短。
或者，可更換的嵌入物可為一空腔填注式的嵌入物。在不具有嵌入物的實施例中提供一用于溢流的空間，此空間部分地由可更換的嵌入物加以填充。該嵌入物(8b)在圖2a、2b、4a、4b及5中示出。
可以不使用可更換的嵌入物，而是使分流之間的溢流可如所述那樣通過一個與溝槽相對的可調整位置的裝置配件而加以控制。連續地調整是較佳的。該裝置可包含一可撓曲的、平坦的大致為環件形式的柔性薄片，其向內與向外的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或者，其可包含一堅硬平坦的大致為環件形式的板，其向內與向外的邊界鉸接貫穿一可撓曲的、大致為環件形式的柔性薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有位于與流動相對的平坦的大致為環件形式的薄片或板的一側上的環狀排列的調整組件。該柔性片優選為金屬薄片，其可與該堅硬的模具配件一體成形。
就圖10及11作進一步地解釋。在該圖中所示的裝置中利用了用于調整的可轉動的塞子，當然，可利用其它的裝置(諸如螺釘或楔件)而取代上述塞子。
現在參照附圖對本發明作進一步的詳細說明。
圖1是現有技術。其中顯示出用于5種成分的共同擠壓成形模具的一軸向視圖，并基于WO 98/00283。
圖2a需結合圖3一同加以研究，其中顯示了在圖3中以c-d所標示的軸向部分。其代表本發明的一具體實施例，其中每一螺旋狀分配通道系統用于3種成分(其在模具中結合)，并與前述迷宮式分隔系統一體成形，并且其中該系統的通道由夾在一起的圓盤中的溝槽構成。該圖進一步地顯示了將共同流動轉向的排放通道，因此，擠壓成形的方向在出口處變成軸向，并顯示了用于調整螺旋溝槽間的溢流的二種不同的嵌入物。
圖2b(與圖2a類似)顯示了對于圖2a中所示的模具所作的小的修改。
圖3顯示了與圖2a、2b、4a、4b及6中的軸線(1)垂直的三個部分(以a-b標示)。圖3表示了用于迷宮式分隔的溝槽，其與用于均等化的螺旋溝槽一體成形。圖3所示的部分不會延伸超越螺旋分配系統的外界限(16c)。
圖4a(其與圖2a相似)代表本發明的一具體實施例，其與圖2a中所示的貫穿模具的通道的末端部分不同，其大致沿著一與軸線(1)垂直的平面而開始并終止于模具的周邊。該圖還示出了翻倒的擠制的薄層，一冷卻的環件緊接在其從模具中退出之后，并顯示了一可撓曲并可調整的排放孔的唇狀構件。
圖4b本質上與圖4a相似，但其顯示了3種成分的共同流動的布置的改變。
圖5大致與圖4a相似，所不同的是在圖5中通道構成為圓錐表面而不是平面表面。
圖6與圖2a相似但顯示了5種成份的共同擠壓成形。
圖7必需結合圖8及9加以研究，其為圖8中以e-f所標示的軸向部分。其大致與圖4a相似，所不同的是迷宮式分隔系統的構造。在圖7中，該分隔系統在附加的圓盤表面中所構成的溝槽中開始，其夾緊在圓盤上，該圓盤帶有溝槽，以用于迷宮式分隔以及螺旋溝槽的最后的步驟。
圖8代表圖7中以e-f標示的軸向部分，并且除了入口部分外其同時代表g-h及i-j部分。其顯示了用于迷宮式分隔的最后的步驟并且與溝槽的螺旋部分一體成形。
圖9為通過環繞著模具軸線(1)轉動圖7中每一線k-l所構成的環形部分的展開圖。其顯示了迷宮式分隔的前兩個步驟。
圖10及11為詳細截面圖(其與圖2b相似但加以放大)，其顯示了用于在螺旋溝槽之間溢流的定位調整的裝置，以代替圖2b所示的用于成分A的可更換的插入件。
圖11是通過繞模具軸線(1)轉動圖10中的線m-n而形成的環形部分的展開圖。
圖12也是軸向視圖，為簡單起見，僅限于通道的最后部分，其示出了圖2a的模具的改進，其顯示了在一柱形表面中形成的用于一種表面成分的螺旋溝槽，用于另一種表面成分的螺旋溝槽形成于一平表面中，用于中間成分的螺旋溝槽形成于一錐形表面中，共同的出口通道沿軸向從內孔到出口孔。
圖1中所示的現有技術的模具具有一軸線(1)并包括夾在一起的圓盤以及殼狀或碗狀配件。因此(2a)及(2b)一起構成一外殼或”碗狀配件”，(3a)至(3i)為裝配在該”碗狀配件”中的圓盤。將5種成分供給至模具中，用以共同擠壓成形，圖中顯示具有二入口。除了入口通道外，所有用于該5種成分以及該成分中的2種或更多種成分的共同流動的通道通過圓盤或殼狀(”碗狀”)配件間的空間所構成，因此每一成分在周邊上是均等的，這種均等化由螺旋溝槽(4a)至(4e)所建立，該螺旋溝槽大致沿著與軸線(1)垂直的平面延伸并且在此為橫截面視圖。該溝槽形成于一對相鄰圓盤中的一圓盤的表面中，或是形成于”碗狀配件”與相鄰圓盤之間。(或者，在互相面對的二表面中可具有溝槽，此亦適用于本發明)。
該圖顯示了對于每一種直接從入口進料的成分而言僅有一螺旋溝槽用于該成分，但是通常有幾個大致平行的溝槽用于每一成分，在用于該成分的該溝槽與入口之間具有一種或另一種分配通道系統。這都是現有技術。
如圖中所示，在每一溝槽的不同的配件之間(該配件在軸向視圖中看時為相鄰的)有一溢流，或者，當每一成分具有幾個溝槽(也是現有技術)時，在不同的相鄰溝槽間布置一溢流。每一溝槽開始時相對較深，而逐漸地變得越來越來淺，直到末端時深度變為零。在這種螺旋分配系統中，不同尺寸間的比例對于周邊上的流動的均等性而言是重要的，其取決于在已知的溫度狀況與輸出量下擠制的熔體的流變學參數。
如上所述，擠壓成形模具的這種構造的優點在于容許多種成份的共同擠壓成形，但其缺點是該成分必需具有相對類似的流變學特性，否則各層厚度會變得不均勻。這是因為不同的成分連續地一個接著一個結合，在結合的位置之間具有一相對較長的距離。因而應了解的是所需的高擠壓壓力造成每一圓盤的厚度較厚。然而，如先前所述，假若與一通道表面接觸的一種成分具有高粘度而與相對的通道表面接觸的一第二成分具有較低的粘度，則共同流動很快地將變得不規則。
在圖2a及3中所示的本發明的具體實施例中，在圖2b中具有一些小的修改，具有一軸線(1)的環形模具由以下組件所制成兩個外殼(碗)狀配件(5)及(6)、兩個圓盤狀配件(7a)及(7b)、以及圖2b中進一步具有的圓盤狀配件(7c)、三個嵌入物(8a)及(8b)，用以調整螺旋通道間的溢流、以及一環件(9)，用以調整排放孔。
具有較高的熔體粘度的熔態熱塑性塑料聚合材料(A)與具有較低熔體粘度的兩種熔態熱塑性塑料聚合材料(B)及(C)經由單獨的入口(10)而進料。其以一”迷宮”式通道系統加以分隔，先在通道(11)中分成兩個分流，然后繼續在通道(12)中分成4個分流，在通道(13)中分成8個分流。(視模具尺寸而定，當然可構成更大或更小的分流數目，但在任何狀況下均為2的整數冪)。
在”迷宮”式分隔的直接的延續中，通道(13)中的分流繼續在一螺旋分配系統中，經由溝槽(14)從而在經由螺旋溝槽(14)的流動與介于溝槽間的溢流之間建立適當的平衡，該溢流發生在空間15的窄間隙中，其開始位置如圖3中虛線(16)所示。
以下將說明用于調整溢流的嵌入物。圖3中虛線所示的圓圈(16a)與圖10及11中所示的用于連續地調整溢流的裝置有關，而與圖2a及2b中所示的模具配件無關。
圖2a及2b中虛線(17)顯示了通道的橫截面視圖，其與在該圖式中所示的部分的外部連接。
經過通道的螺旋均等系統后，A、B及C朝向共同的環形排放通道(18)前進，從而B及C分別地通過內孔(19)及(20)而與A結合。該兩個內孔在相同的軸向位置上彼此緊接地相對(或在二者間具有微小的軸向距離)。共同通道末端為排放孔(21)。
在圖2a中，B及C以一明顯的銳角與A結合，在一些狀況下具有流變學優點，同時在圖2b中B及C垂直地向A延伸。舉例來說，若是需要縮短該排放孔的的直徑，則可選擇此種解決方式。管狀的共同擠制流B/A/C通過環形排放孔(21)并離開模具，將其以傳統方式拉下并吹制。可調整的唇狀環件(9)的布置與性能將在之后說明。
殼狀與圓盤狀的模具配件(5)、(6)、(7a)、(7b)以及圖2b中(7c)由兩個環形排列的螺栓(22a)及(22b)旋緊在一起。(在圖2a及2b中僅顯示出一個螺栓)。可通過凹槽(未示出)將這些部件精確安裝在一起并固定。
在圖2a中(但不是圖2b中)，介于用于成分A的螺旋溝槽之間的溢流通過嵌入的填隙片(8a)加以調整(如前所述)。多個不同厚度的所述嵌入的填隙片可適用于調整。例如，最薄的厚度為0.5毫米而最厚的厚度為3毫米，同時螺旋溝槽(14)在開始位置處的深度可為5-20毫米。嵌入的填隙片(8a)的內界限為環形，同時其外界限為如圖3中虛線(16)與虛線所繪的圓圈部分(16b)所限定的鋸齒狀。通過螺栓(22a)及(22b)(優選也通過凹口)將嵌入的填隙片(8a)支撐在適當的位置。因此，使每一溝槽用于”迷宮”式分隔，并且每一螺旋溝槽的開始位置為一閉合的通道，而其余每一螺旋溝槽變為開啟的，以用于溢流。可以理解，由圖2a可知，嵌入的填隙片的厚度同時對A的流動的厚度造成影響，在該處此成分與B及C會合，換句話說，其位于供A所用的”內孔”的間隙上。然而，當本發明的目的是使用模具并用于將具有較高熔體粘度的A與較低熔體粘度的B及C結合時，特別是當A的生產量應高于B及C的生產量時，則用于A的內孔的間隙在任何狀況下應遠大于用于B及C的內孔的間隙(這在現有技術中是已知的)，因而，用于A的內孔的間隙的較小的變通常并不重要。通常，用于B及C的內孔的間隙介于0.5-1毫米之間，同時用于A的內孔的間隙通常介于2-4毫米之間。
因為嵌入的填隙片(8a)在厚度上的變化致使殼狀配件(5)相對于殼狀配件(6)有不同的軸向位置，除非補償該差異，否則嵌入的填隙片(8a)會擾亂從排放孔(21)的向外流動。這可以通過與不同厚度的嵌入的填隙片(8a)相對應的具有不同軸向長度的可更換的唇狀環件(9)來完成。唇狀環件(9)相對于殼狀配件(5)可作徑向調整。其通過一環形排列的螺栓而固定至殼狀配件(5)上，而唇狀環件(9)中的螺孔足夠大，以容許此調整。
在圖2b中，用于成分C的溢流通過相似的嵌入的填隙片(8a)加以調整。這是可行的，因為，如該圖所示，用于成分C的內孔(20)的兩個壁為圓筒狀的，因而，相對于圓盤(7b)而言，殼狀配件(6)的軸向位置的小的變化對于C與A的結合并不會造成顯著的影響。相反地，當內孔壁為顯著的圓錐狀時(如圖2a中內孔(19)及(20)的壁)，通常并不使用該嵌入的填隙片(8a)。
就調整溢流而言，亦即，使用了間隙(15)以用于圖2a中的成分B及C，亦可使用另一類型的可更換的嵌入物，亦即填充空腔的嵌入物(8b)。這對內孔(19)及(20)的間隙不會造成任何的影響。在圖2b中所示的相似的嵌入物用于成分A及B，但可使用嵌入的填隙片(8a)以用于所有三種成分。
盡管嵌入的填隙片(8a)通過調整相鄰的殼狀或圓盤狀模具配件間的距離而調整溢流，填充空腔的嵌入物(8b)通過或多或少地填充位于一圓盤或外殼中的挖空的空間而調整溢流，該圓盤或外殼面對面地位于相鄰圓盤或外殼中的螺旋溝槽狀部分。
填充空腔的嵌入物(8b)可如同嵌入的填隙片(8a)那樣在入口處開始直至”迷宮”式分隔系統，以用于相應的成分，但同時可如圖示那樣在后面的階段開始。在圖2a及2b中，填充空腔的嵌入物(8b)旋緊到配件(5)、(6)或(7c)上。
一種填充空腔的嵌入物的變化形式(其用于容許調整溢流，通常為連續地而不需拆卸模具)，如上述在圖10及11中所示并將在之后加以說明。
如圖中所示，優選地提供一較大的中空連續空間，其從模具軸線(1)延伸至夾緊在一起的模具配件的最內層的圓筒狀表面(例如，該表面可為圓錐狀而不是圓筒狀)。此空間非常地有用，例如，用于建立所擠制的管狀薄層的有效內部冷卻。
為了不致使對附圖的研究太過困難，在幾個位置上可加以簡化。因此，在”迷宮”式分隔以及螺旋狀溢流系統中的用于成分A、B及C的溝槽的尺寸為相同的，盡管模具主要用于將較薄的表面層B及C共同擠壓成形在較厚的中間層A上。為了避免用于B及C的不必要長的停留時間，因而，用于每一成分的通道系統最好應有比用于成分A的通道系統低的容積。
再者，當然，用于所述三種成分中的每一成份的入口(10)沿著相同軸向平面通過是不切實際的，其應沿軸向互相有角度地分開，并且入口應最好不致貫穿管路，該管路如圖2a和b所示伸入模具的中央空腔中，但應構成為貫穿圓盤或外殼的孔。圖中并未顯示加熱組件。所顯示的溝槽的螺旋狀部分特別地短。
最后，圖中并未顯示有任何的排放系統，當用于擠壓成形的通道形成于夾緊在一起的模具配件之間時，該系統為必需的。在沒有適當的排放時，無可避免的泄漏會造成模具配件間的壓力太高。由于該排放為本領域已知的，因而，在此并不進一步地加以說明。
在圖4a中，所顯示的模具的構造在排放通道(18)以下的部分與圖2a相同，但在圖2a中該通道彎曲90度，以便沿軸向擠壓成分流B/A/C，該成分流在圖4a中徑向地前進流出，而排放孔(21)位于模具周邊處。離開排放孔后，熔態的管狀B/A/C薄層翻轉在冷卻的環件(22)上并通過傳統的裝置(未顯示)加以拉曳、吹氣并冷卻。環件(22)直接地經由熱量絕緣材料(23)而固定在模具的殼狀配件(6)上。環件(22)為中空的，通過水或油的循環達到冷卻效果，其溫度可受到控制。此冷卻介質經由管路而被抽吸進環件(22)中或抽出到環件(22)外，圖中顯示出其中一管路(24)。該管路最好通過位于環繞著模具軸線的區域中的空腔。
排放孔(21)的其中一個環形的唇狀構件(25)最好制成為可撓曲的，并通過所示的一排螺釘(26)而可調整。該調整的方法對于普通的平坦模具的構造而言是已知的，并且事實上，圖4a的模具可視為平坦模具，盡管排放孔(21)并非平直的而是環形的。所示的螺釘(26)壓在模具配件(25)的唇狀構件上，但同時有螺釘牽拉著模具唇狀構件，然而熔體中的壓力會帶來足夠的開啟力量，以避免任何螺釘的牽拉作用。或者，可使用通過熱膨脹組件而控制間隔的裝置。該裝置對于其它模具構造而言是已知的，并且特別是用于通過在擠制的薄層的寬度上的自動測量厚度的反饋而自動地避免厚度的變化。
相當清楚的是，當在出口處的流動為直接徑向流動時，排放孔(21)的調整所需的可撓性不致造成任何問題，然而應注意的是，該流動在一定程度上可為圓錐狀而不致破壞調整能力。在此連接中，其取決于所容許的圓錐度的大小，但這對本領域技術人員而言可輕易地加以決定。
圖4b的目的是顯示出本發明設計的一種變化形式，其中，不是成分A而是其中一種表面成分用于共同的擠壓成形，其中成分B以平面、徑向的方式在內孔(19)及(20)上游流動，同時A與C有角度地流向該內孔。該布置仍如權利要求1所述，A在與B及C會合之前緊接著相對于模具軸線(1)而向外流動(盡管并非以平面、徑向的方式)，同時B及C在結合之前緊接著朝向彼此而流動。
圖5中顯示出模具配件的圓錐形狀，如上所述，該圓錐形狀是有利的，特別地，當排放孔(21)具有大的直徑時，因為圓錐形式可達到機械穩定以抵抗較高的熔體壓力，因而，夾緊在一起的模具配件可制成較薄的。
與圖3類似的部分被省略，因為圓錐形狀將使其變得相當地復雜，并且由圖3可足夠地了解圖5中模具的通道形狀。
除了圓錐形式之外，圖5的模具與圖4a相似，將排放孔(21)布置在周邊的位置，以及一冷卻環件(22)固定在模具上，用以轉動熔態的管狀B/A/C薄層。圖中所示的可更換的嵌入的填隙片(8a)與圖2a、2b、4a及4b中的嵌入的填隙片(8a)相類似，所不同的是其具有下游前表面(16)及(16a)的圓錐形狀，該表面與軸線(1)平行(在此并未顯示出，但示于圖3中)。
以螺釘(26)取代圖4a中的可撓曲的唇狀構件(25)，以用于調整，一可更換的排放環件(27)可補償可更換的嵌入的填隙片(8a)的不同的厚度，并且通過小的上下移動同時可提供所擠制的管狀材料的兩表面的適當的相互定心。為了簡單起見，并未示出如圖2a、2b、4a及4b中所示的填充空腔的嵌入物(8b)，但是，這些嵌入物可以存在。在圖6中，除了在圖2a中的5個殼狀或圓盤狀配件(5)、(6)、(7a)及(7b)外還提供2個殼狀(”碗狀”)的模具配件(28)及(29)。在這些配件中建立通道，以用于迷宮式分隔以及另兩種熔態聚合材料D、E的螺旋溝槽的均等性，即，介于模具配件(28)及(7a)之間用于D的通道以及介于模具配件(7b)及(29)之間用于E的通道，該通道的末端為內孔(30)及(31)，其與用于B、C的內孔(19)及(20)緊接地相鄰。圖3同時有助于了解本圖。圖中并未顯示任何用于調整介于螺旋溝槽之間的溢流的嵌入物，但是如果需要的話，該嵌入物當然可配置上述的嵌入物(8a)或(8b)。如果B的熔體粘度接近D的熔體粘度，那么，如果需要的話，這兩個材料流可在與A共同擠壓成形之前相互完全地結合，或者，B可在D與A結合之后與D結合。這同樣適用于C與E的結合。
與圖4a相比，在圖7、8及9中所示的模具包含附加的圓盤(32)、(33)及(34)。從入口(10)(在此為一個位于圓盤(32)中的孔)開始，每一熔態聚合材料A、B及C分配在兩個通道分支(35a)及(35b)上(見圖9)，在此示為在(32)及(33)中的溝槽，但可以僅在一部分中為一溝槽。從該分支的每一端部開始，每一成分通過位于圓盤(33)中的一孔，在圓盤(33)的另一表面處所述兩個分流中每一分流分配成兩個分流(36a)及(36b)，總共為4個分支，因此，每一成分A、B及C現已變成4個分流。在4個支流中每一支流的端部處，每一成分通過位于圓盤(34)中的孔(37)，其引導進入模具配件(5)、(7a)和/或(7b)。
每一孔(37)延續為孔(38)并貫穿殼狀配件(5)，見圖7。就成分B而言，孔(38)直接地形成4個入口并到達介于(5)與(7a)間的溝槽系統。就成分A及C而言，孔(38)可延續為孔(39)并貫穿(7a)。就成分A而言，孔(39)直接地形成4個入口而到達介于(7a)與(7b)之間的溝槽系統。就成分C而言，孔(39)可延續為孔(40)并貫穿(7b)，并且該孔直接地形成4個入口而到達介于(7b)與(6)之間的溝槽系統。由于部分e-f、g-h及i-j除了入口外是相同的，圖8事實上顯示出每一成分B、A及C的連續的流動的系統。模具配件(5)、(7a)、(7b)、(6)以及嵌入填隙片(8a)通過兩個環形排列的螺栓(41)及(42)夾緊在一起。
如圖8中所示，4個分流中的每一分流分配成2個分流，因此每一成分構成了總數為8個分流，見圖8，而該8個分流利用溢流而前進通過螺旋溝槽。或者，每一成分的不僅4個分流(而且可為所有8個分流)可通過模具配件(5)、(7a)及(6)上游的迷宮式分隔而構成，或者，特別是對于大排出孔口直徑的模具來說，優選是將其分配成超過8個分流(例如，分配成16或是32個分流)。圖7-9的圓盤的出口孔(21)在周邊表面中。
在圖10及11中，填充空腔的嵌入物(8a)具有一可撓曲的環形形狀的區域，其在一環形的內界限(16a)與一環形的外界限(16c)之間延伸。在此圖中的(16a)與圖3中的(16a)相對應，而(16c)近似與螺旋溝槽端部相對應。在該可撓曲的環狀區域上游(相對于模具軸線而向內)及下游位置，嵌入物(8b)為堅硬的，因此，可撓曲區域可視為一環狀的薄膜。在下游側(即向界限(8c)的外部)的堅硬部分通過一環形排列的焊接至嵌入物(8b)上的螺栓(圖中示出了其中一個螺栓(43))而固定至相鄰的模具圓盤(7c)上。
在成分A中的壓力將(8b)的薄膜部件推向一環形排裂的螺旋彎曲的塞子(44)，每一塞子位于一轉動軸(45)上，該軸套迭在模具圓盤(7c)的孔中。具有多個這種帶有塞子的軸，其以星狀形式延伸而貫穿圓盤(7c)。通過轉動該軸，則薄膜的位置以及螺旋溝槽之間的溢流可連續地加以調整。圖中未示出用以轉動所述多個軸(45)并進行調整且將其固定在適當位置的裝置(例如，通過使用心軸以及心軸的轉輪)。
在圖12中，成分B的均等化發生在(5)的內圓筒狀表面與(7a)的外圓錐表面之間，在(5)的內圓筒狀表面上配置有螺旋溝槽(14)。成分A的均等化發生在(7a)的內圓錐狀表面與(7b)的外圓錐表面之間，在(7b)的外圓錐表面上也配置有螺旋溝槽(14)。成分C的均等化發生在(7b)的相對的表面間(該表面基本為平的)與(6)中的平表面之間，所述(6)中的平表面配置有螺旋溝槽。在圖中(5)及(7a)除了構成為環狀外并未見到其構成為”碗狀”，這是因為模具優選應具有一環繞著其中心的連續空腔。同樣地，(6)為環狀的圓盤，(7b)為一環狀的截頭圓錐體。該4個模具配件以與大部分圖中所顯示的方式類似的方式用螺栓鎖緊在一起，而在螺旋溝槽的上游部分，成分A、B及C通過與其它圖中類似的迷宮式分隔方式而分配成多個分流。將材料(B)及(C)的流動引入(A)內的內孔幾乎直接地相互面對，并且基于流變學的緣故，優選是，從該內孔至排放孔的共同通道(18)的長度實際上盡可能地短。
權利要求
1.一種構成管狀薄層的方法，其方式是將至少一種熱塑性塑料聚合材料A與熔體流動指數至少為材料A的兩倍的至少兩種熱塑性塑料聚合材料B、C共同擠壓成形，材料B施加在材料A的一側，而材料C施加在另一側，該擠壓成形是通過一個環形的擠制模具而進行的，該模具具有至少一個用于每一成分的入口以及一共同的排放通道，該排放通道末端為一個環形的排放孔，每一入口比所述排放孔更加接近環形模具的軸線，而處在熔化狀態下的可擠制的材料向外地流向排放孔，在該過程中，每一成分的每一流動的成形是通過一個具有平表面或圓錐表面的第一模具配件的布置而建立的，該模具配件通過所述表面而夾緊在一起，，所述表面配置有溝槽，用于構成用于每一聚合材料流的通道，以便在排放孔的周邊上使流動均等化，在每一入口與排放孔之間至少A的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流，其至少經過每一通道的一部分并配置有一空間以用于所述螺旋部分之間的溢流，所述的具有溢流的分流逐漸地結合為一個共同的環形流動，其特征在于，材料A與B結合的位置與它和材料C結合的位置相同或緊鄰該位置，材料A在與材料B、C結合之前緊接著相對于模具軸線而向外流動，材料B、C在結合之前緊接著朝向彼此而流動。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的大致為螺旋形式的分流以基本為平面的方式延伸。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的分流可以沿著一環形圓錐狀表面以一幾何形狀而延伸，至少在該表面的大部分下游部分上，該圓錐狀表面的切線平面與模具軸線構成一至少為20度的角度。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，該角度至少為45度。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的以螺旋形式延伸的表面為正圓錐表面。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述每一分流通過在一個或更多個流動流的模具中的迷宮式分配而構成。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，用于迷宮式分配的通道的至少一部分通過在一對接觸表面的至少一表面中的溝槽而與用于所述第一模具配件的平表面或圓錐狀表面之間的基本為螺旋狀的流動的通道一體成形。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，至少該迷宮式分配的開始階段是通過使用具有平表面或圓錐狀表面的第二模具配件而建立的，第二模具配件與第一模具配件夾緊在一起，用于迷宮式分配的所述開始階段的通道的布置部分地通過在該第二模具配件之間或在一第二配件與一第一配件之間的接觸表面中的溝槽而建立，并且部分地通過經由該第二和/或第一配件的互連的通道而建立。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，介于分流之間的所述溢流可通過在第一模具配件之間的可更換的嵌入物或通過一個與溝槽相對的可調整位置的裝置配件而加以調整。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，不同的聚合材料的流動在結合之后，共同排放通道中的共同的流動轉向為軸向或即地在此方向前進并在其抵達排放孔時基本沿軸向流動。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，不同的聚合材料的流動在結合之后，共同的流動會在該排放孔所在的位置處垂直于模具周邊表面而前進，并在與模具軸線至少成20度的角度下離開排放孔，在管狀薄層內部施以一個調整后的過壓，以形成所期望的管的直徑，同時將其拉下并加以凝固。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，處在熔化狀態下的管狀薄層離開排放孔后，與一個與模具共心的環件會合并固定在其上，將薄層翻轉到環件外部上，因此減小介于模具軸線與薄層移動方向之間的角度并在該環件與薄層之間建立摩擦力，以助于薄層的分子的定向，同時將薄層拉到該環上。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，環件的橫截面至少在與薄層接觸的表面的一部分上為圓的。
14.如權利要求12所述方法，其特征在于，該環件通過冷卻系統的內部循環而加以冷卻。
15.如權利要求12所述方法，其特征在于，該環件安裝在與排放孔緊鄰的區域中。
16.如權利要求11所述方法，其特征在于，排放孔的至少一側由一唇狀構件限定，該唇狀構件具有足夠的撓性，以容許調整所述孔的間隙，還提供了用于所述調整的裝置。
17.如權利要求1所述的方法，其特征在于，除了B及C外，至少一種另外的熱塑性塑料聚合材料D在該B及C的流動均等之后的任一階段與B或C結合，所述的材料D的熔體流動指數至少為A的兩倍。
18.如權利要求1所述的方法，其特征在于，使具有與A相同的或比A低的熔體流動指數的另一成分E共同擠壓成形，而A與E在其與B及C的流動結合之前直接地互相結合，或者在其與B及C的流動結合時在基本相同的位置處直接地互相結合。
19.一種構成管狀薄層的方法，其方式是將至少一種熱塑性塑料聚合材料A擠壓成形，該擠壓成形是通過一個環形的擠制模具而進行的，該模具具有至少一個用于A的入口以及一排放通道，該排放通道末端為一個環形的排放孔，該入口比排放孔更加接近環形模具的軸線，而處在熔化狀態下的A向外地流向排放孔，在該過程中，A的流動的成形是通過一個具有平表面或圓錐表面的模具配件的布置而建立的，該模具配件夾緊在一起，從而，所述表面配置有溝槽，用于構成通道，以便在排放孔的周邊上使流動均等化，在入口與排放孔之間的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流，其至少經過每一通道的一部分并配置有一空間以用于所述螺旋部分間的溢流，其特征在于，排放通道將熔態材料引導到與模具周邊表面垂直的方向，該排放孔位于該周邊表面處，管狀薄層在與模具軸線至少成20度的角度下離開排放孔，在管狀薄層內部施以一個調整后的過壓，以形成所期望的管的直徑，同時將其拉下并加以凝固。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，將至少一種以上的熱塑性塑料聚合材料與A共同擠壓成形，該聚合材料在熔態下與A結合。
21.如權利要求19所述的方法，其特征在于，處在熔化狀態下的管狀薄層在離開排放孔后與一個與模具共心的環件會合并固定在其上，并將管狀薄層翻轉到環件外部，因此減小介于模具軸線與薄層移動方向之間的角度，并在該環件與薄層之間建立摩擦力，以助于薄層的分子的定向，同時將所述薄層拉到該環上。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，環件的橫截面至少在與薄層接觸的表面的一部分上為圓的。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，該環件通過冷卻介質的內部循環而加以冷卻。
24.如權利要求21所述的方法，其特征在于，該環件安裝在與排放孔緊鄰的區域中。
25.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的分流以基本為平面的方式延伸。
26.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的分流可以沿著一環形圓錐狀表面以一幾何形狀的布置而延伸，至少在該表面的下游部分上，該圓錐狀表面的切線平面與模具軸線構成一至少為20度的角度。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，該角度至少為45度。
28.如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述的以螺旋形式延伸的表面為正圓錐表面。
29.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述每一該分流是通過在一個或更多個流動流的模具中的迷宮式分配而構成的。
30.如權利要求19所述的方法，其特征在于，排放孔的至少一側由一唇狀構件限定，該唇狀構件具有足夠的撓性，以容許調整所述孔的間隙，并提供有用于所述調整的裝置。
31.如權利要求19所述的方法，其特征在于，介于該分流之間的溢流可通過在該模具配件之間的可更換的嵌入物或通過與該溝槽相對的可調整位置的裝置配件而加以調整。
32.一種構成管狀薄層的方法，其方式是將至少一種熱塑性塑料聚合材料A擠壓成形，該擠壓成形是通過一個環形的擠制模具而進行的，該模具具有至少一個用于A的入口以及一排放通道，該排放通道末端為一個環形的排放孔，該入口比排放孔更加接近環形模具的軸線，而處在熔化狀態下的A向外地流向排放孔，在該過程中，A的流動的成形是通過一個具有平表面或圓錐表面的模具配件的布置而建的立，該模具配件夾緊在一起，該表面配置有溝槽，以構成通道，用以使在排放孔周邊上的流動均等化，在入口與排放孔之間的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流，其至少經過每一通道的一部分，并配置有一空間，以用于該螺旋部分之間的溢流，其特征在于，介于分流間的所述溢流可通過在該模具配件之間的可更換的嵌入物或通過與該溝槽相對的可調整位置的裝置配件而加以調整。
33.如權利要求32所述的方法，其特征在于，所述的可調整位置的裝置配件可包含一個可撓曲的、平坦的一般為環件形式的薄片，其向內與向外的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或者可包含一個堅硬平坦的基本為環件形式的板，其向內與向外的邊界處鉸接貫穿一個可撓曲的、基本為環件形式的薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有一個位于與所述流動相對的平坦的基本為環件形式的薄片或板的側部上的呈環狀排列形式的調整裝置。
34.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述的可調整位置的裝置配件可包含一個可撓曲的、平坦、基本為環件形式的薄片，其向內與向外的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或者可包含一個堅硬平坦的基本為環件形式的板，其向內與向外的邊界處鉸接貫穿一個可撓曲的、基本為環件形式的薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有一個位于與所述流動相對的平坦的基本為環件形式的薄片或板的側部上的呈環狀排列形式的調整裝置。
35.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述的可調整位置的裝置配件可包含一個可撓曲的、平坦的、基本為環件形式的薄片，其向內與向外的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或者可包含一個堅硬平坦的基本為環件形式的板，其向內與向外的邊界處鉸接貫穿一個可撓曲的、基本為環件形式的薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有一個位于與所述流動相對的平坦的基本為環件形式的薄片或板的側部上的呈環狀排列形式的調整裝置。
36.一種環形的共同擠壓成形的模具，其用于將至少一種熱塑性塑料聚合材料A與至少兩種熱塑性塑料聚合材料B及D共同擠壓成形，材料B施加在材料A的一側上，而材料C施加在另一側，用以構成一管狀薄層，該環形的擠制模具具有至少一個用于每一成分的入口(10)以及一共同的排放通道(18)，該排放通道的末端為一環形的排放孔，每一入口(10)比排放孔更加接近環形模具的軸線(1)，而可擠制的材料向外地流向排放孔(21)，并且，每一成分的每一流動的成形是通過一個具有平表面或圓錐表面的第一模具配件(5，6，7，28，29)的布置而建立的，該模具配件夾緊在一起，該配件的表面配置有溝槽(14)，以構成通道(11，12，13)，以用于每一聚合材料的流動，用以在排放孔(21)的周邊上使流動均等化，在每一入口(10)與排放孔(21)之間至少A的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流(13)，并配置一空間(15)以用于所述分流之間的溢流并適用于所述分流，所述的具有溢流的分流逐漸地結合為一個共同的環形流動，其特征在于，材料A與B結合的位置與其和材料C結合的位置相同或是緊鄰該位置，所述通道用于使材料A在與材料B及C結合之前至少緊接著相對于模具軸線而向外流動，同時通道(19，209)用于使材料B及C在其與A結合之前緊接著彼此相向地流動。
37.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的通道(11，12)以基本為平面的方式延伸。
38.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的通道(11，12)可形成于一圓錐狀的表面中，在該表面的大部分的下游部分上，該圓錐狀表面的切線平面與模具軸線構成一至少為20度的角度。
39.如權利要求38所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，該角度至少為45度。
40.如權利要求38所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，圓錐表面具有正圓錐度。
41.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，所述的每一個基本為螺旋狀形式的通道形成為所述通道的迷宮式分配系統的延續部分。
42.如權利要求41所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，用于迷宮式分配的通道的至少一部分通過在一對接觸表面的至少一個表面中的溝槽而與在所述夾緊在一起的第一模具配件之間的基本為螺旋狀形式的通道一體成形。
43.如權利要求41所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，至少所述迷宮式分配系統的第一部分包含第二模具配件(32，33，34)，其具有平表面或圓錐狀表面，第二模具配件與該第一模具配件夾緊在一起，用于迷宮式分配的所述部件的通道的布置部分地通過在該第二模具配件之間或在一第二配件(34)與一第一配件(5)之間的接觸表面中的溝槽(35，36)而建立，并且部分地通過經由該第二和/或第一配件的互連的通道(37，38，39，40)而建立。
44.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，介于該分流之間的溢流可通過在該模具中的可更換的嵌入物(8a)或通過一個與該溝槽相對的可調整位置的裝置配件而加以調整。
45.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，在用于使不同的聚合材料的流動相結合的位置的下游部分，用于共同流動(18)的通道轉向為軸向，或者，該通道從該位置基本沿軸向延伸，當其抵達排放孔(21)時基本沿軸向引導所述流動。
46.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，在用于使不同的聚合材料的流動相結合的位置的下游部分，用于共同流動(18)的通道朝向模具的周邊表面前進，該排放孔(21)位于該處，而在排放孔處，所述的用于共同流動(18)的通道與模具軸線至少成20度的角度，并提供有用于拉下所擠制的管狀薄層的裝置，同時施以一受控制的內部過壓，以形成所期望的直徑。
47.如權利要求46所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，包括一環件(22)，該環件(22)與模具共心并在一高度下固定在模具上，從而使管狀薄層可通過基本沿軸向牽拉薄層的裝置而翻轉在該環件表面上。
48.如權利要求47所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，環件(22)的橫截面在與薄層接觸的表面的至少一部分上是圓的。
49.如權利要求47所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，用于通過冷卻介質的內部循環而冷卻所述環件的裝置(24)。
50.如權利要求47所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，該環件安裝在與排放孔(21)緊鄰的區域中。
51.如權利要求46所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，排放孔的至少一側由一唇狀構件(25)所構成，該唇狀構件具有足夠的撓性，以容許調整所述間隙，并且，該模具包括用于作此調整的裝置。
52.如權利要求36所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，除了用于B及C的通道的總系統之外，還提供一個通道(10，11，30)的系統，用以將至少一種另外的熱塑性塑料聚合材料D共同擠壓，該通道的末端為一內孔(30)，該內孔用于在用于將B或C的流動均等化的通道的下游部分將D與B或C結合。
53.如權利要求52所述的共同擠壓成形的模具，其特征在于，用于將D與B或C結合的位置基本上與將A與B及C結合的位置相同。
54.一種用于構成管狀薄層的環形的擠壓成形模具，該薄層包括至少一種熱塑性塑料聚合材料A，該環形的擠壓成形模具具有至少一個用于A的入口(10)以及一排放通道(18)，該排放通道的末端為一環形的排放孔(21)，該入口比排放孔(21)更加接近環形模具的軸線，而A被引導而向外地流向排放孔(21)，并且在該模具中，A的流動的成形是通過一個具有平表面或圓錐表面的模具配件(7a，b)的布置而建立的，該模具配件夾緊在一起，所述部件的表面配置有溝槽(14)，以構成通道(11，12，13)，用以在排放孔的周邊上使流動均等化，在入口與排放通道之間的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流(13)，在該分流間具有一空間(15)以用于溢流，其特征在于，用于A的排放通道用以將材料導向模具的周邊表面，該排放孔位于所述周邊表面處，而排放通道(18)在與模具軸線至少成20度的角度下與此孔會合，并提供了用于拉下所擠制的管狀薄層的裝置，同時施以一個受控制的內部過壓，以形成所期望的直徑。
55.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，提供了用于將A與至少一種以上的熱塑性塑料聚合材料共同擠壓成形的裝置。
56.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，包括一環件(22)，該環件與模具共心并在一高度下固定在模具上，從而使管狀薄層可通過用于基本沿軸向牽拉薄層的裝置而翻轉在該環件上。
57.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，環件(22)的橫截面在與薄層接觸的表面的至少一部分上是圓的。
58.如權利要求56所述的擠壓成形的模具，其特征在于，通過冷卻介質的內部循環而冷卻所述環件的裝置。
59.如權利要求56所述的擠壓成形的模具，其特征在于，該環件安裝在與排放孔緊鄰的區域中。
60.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的通道(13)以基本為平面的方式延伸。
61.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，所述的基本為螺旋形式的通道(13)形成于一圓錐狀的表面中，至少在該表面的大部分的下游部分上，該圓錐狀表面的切線平面與模具軸線構成一至少為20度的角度。
62.如權利要求61所述的擠壓成形的模具，其特征在于，該角度至少為45度。
63.如權利要求61所述的擠壓成形的模具，其特征在于，該圓錐表面具有正圓錐度。
64.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，每一個基本為螺旋狀形式的通道(13)形成為通道的迷宮式分配系統(11，12)的延續部分。
65.如權利要求54所述的擠壓成形的模具，其特征在于，排放孔的至少一側由一唇狀構件(25)限定，該唇狀構件具有足夠的撓性，以容許調整間隙，所述模具包括用于作此調整的裝置。
66.一種用于構成管狀薄層的環形的擠壓成形模具，該管狀薄層包括至少一種熱塑性塑料聚合材料A，該環形的擠壓成形模具具有至少一個用于A的入口以及一排放通道(19)，該排放通道的末端為一環形的排放孔(21)，該入口(10)比排放孔(21)更加接近環形模具的軸線(1)，A被引導而向外地流向排放孔(21)，在該模具中，A的流動的成形是通過一個具有平表面或圓錐表面的模具配件(7a，b)的布置而建立的，該模具配件夾緊在一起，所述配件的表面配置有溝槽(14)，以構成通道(11，12，13)，用以在排放孔的周邊上使流動均等化，在入口與排放通道之間的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流(13)，在該分流之間具有一空間(15)，以用于溢流，其特征在于，介于該分流之間的溢流可通過在該模具中的可更換的嵌入物(8a)或通過與該溝槽相對的可調整位置的裝置配件(8b)而加以調整。
67.如權利要求66所述的環形的擠壓成形的模具，其特征在于，所述的可調整位置的裝置配件可包含一可撓曲的、平坦的、基本為環件形式的薄片(8b)，其向內(16a)與向外(16c)的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或者可包含一堅硬平坦的基本為環件形式的板，其向內與向外的邊界處鉸接貫穿一可撓曲的、基本為環件形式的薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有一個位于與所述流動相對的平坦的基本為環件形式的薄片(8b)或板的側部上的呈環狀排列的調整裝置(45，46)。
68.如權利要求36所述的環形的擠壓成形的模具，其特征在于，所述的可調整位置的裝置配件可包含一可撓曲的、平坦的、基本為環件形式的薄片(8b)，其向內(16a)與向外(16c)的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或合可包含一堅硬平坦的基本為環件形式的板，其向內與向外的邊界處鉸接貫穿一可撓曲的、基本為環件形式的薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有位于與所述流動相對的平坦的基本為環件形式的薄片或板的側部上的呈環狀排列的調整裝置(45，46)。
69.如權利要求54所述的環形的擠壓成形的模具，其特征在于，所述的可調整位置的裝置配件可包含一可撓曲的、平坦的、基本為環件形式的薄片(8b)，其向內(16a)與向外(16c)的邊界處固定在一堅硬的模具配件上而構成通道系統的一部分，或者可包含一堅硬平坦的基本為環件形式的板，其向內與向外的邊界處鉸接貫穿一可撓曲的、基本為環件形式的薄片而鉸接在該堅硬的模具配件上，在每一狀況下，其具有一個位于與所述流動相對的平坦的基本為環件形式的薄片或板的側部上的呈環狀排列的調整裝置(45，46)。
全文摘要
一種用于擠制聚合材料管狀薄層的方法和裝置，該裝置包括一種環形的共同擠壓成形的模具，該模具具有用于每一成分的入口(10)以及一排放通道(18)，該排放通道的末端為一環形的排放孔(21)，該模具包括幾個夾緊在一起的平的或錐狀的模具部件(5，6，7，28，29)，其表面配置有溝槽(14)，以構成通道(11，12，13)，以用于聚合材料的流動。通道的形狀用于在排放孔(21)的周邊上使流動均等化，在入口(10)與出口(21)之間，材料的流動被分成多個基本為螺旋形式的分流(13)，并配置一空間(15)以用于所述分流之間的溢流，所述的分流結合為一個共同的環形流動。
文檔編號B29C47/06GK1524035SQ01821052
公開日2004年8月25日 申請日期2001年10月15日 優先權日2000年12月22日
發明者奧利-本特·拉斯馬森, 奧利-本特 拉斯馬森 申請人:奧利-本特·拉斯馬森, 奧利-本特 拉斯馬森