專利名稱：擠出加工中的方法，一種擠出加工和一種用于擠出加工的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工中的方法，所述加工方法通過使可擠出的樹脂狀熱塑性材料的熱塑化流流動穿過擠出孔，制備擠出制件，本發(fā)明還涉及一種擠出加工，以及還涉及一種用于制備擠出制品的設(shè)備。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于擠出高粘度聚合材料的一種方法，一種加工和一種設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明打算在對熔體不產(chǎn)生過大的剪切力而導(dǎo)致熔體斷裂的情況下，用高粘度聚合材料制造擠出品，因而當與先有技術(shù)相比時，可以達到高擠出速率、較低溫度和較低能耗。換句話說，本發(fā)明可以做到避免在定型模中的熔體流動不規(guī)則性，上述熔體流動不規(guī)則性會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力上的損失。
聚合材料傾向于在擠出加工中熔體斷裂和表面光滑度的損失已是深入研究努力多年的課題。解決這個問題的一個途徑是改變樹脂和它的分子量分布，同時使分子量分布變寬或甚至產(chǎn)生復(fù)雜的分布。然而，這些改變包括材料的一些物理性能，并且實際上高性能聚合物在擠出加工中往往具有狹窄的處理的最佳時間。
已知導(dǎo)致表面不規(guī)則性的剪切力可以通過潤滑最終成形操作而減少，上述潤滑最終成形操作或是通過將潤滑劑加到擠出工具的金屬表面上，或是用一種低摩擦力的材料例如Teflon涂覆表面。在這種方法中的一些困難是比較軟的涂覆材料層的耐久性差，尤其是當擠出各種磨料時更是如此，而另外一些困難是控制潤滑劑的分布，以便得到均勻的潤滑層。在許多應(yīng)用中，還必需清除最終產(chǎn)品表面上的潤滑劑。潤滑層可以通過將含氟聚合物類型的加工助劑與聚合物一起連續(xù)地加到擠出機進料中而保持在擠出工具的金屬表面上，并因此可以使剪切應(yīng)力減小，但由于全部熔體都用添加劑處理，所以需要過量的添加劑，而且這些添加劑象該領(lǐng)域所用的其它潤滑劑一樣，往往會在最終產(chǎn)品的表面上移動，同時改變了最終產(chǎn)品的印刷和粘合性能。
熔體流動邊界條件通過只調(diào)節(jié)熔體流動的表皮層用至少側(cè)邊效應(yīng)有效地控制。已知一種方法，在所述方法中將一部分熔體分開并加熱以便降低它的粘度，和然后將上述分開的部分作為一個表面涂布在擠塑機的機頭中。然而，這種方法難以控制，它有有限的粘度差，并且它對聚合物具有十分不希望有的高溫載荷。已知在一些方法中，是用另一臺擠出機加入較低粘度的表皮層，或者將這種表皮層加在擠出機機頭中的熔體上。然而，這種方法采用多個設(shè)備，所述多個設(shè)備導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜和控制設(shè)備困難。
先有技術(shù)的一些例子可以參見美國專利5,573,720、4,187,269和4,629,650。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法，一種加工和一種設(shè)備，利用上述方法、加工和設(shè)備可以消除先有技術(shù)的缺點。這已通過本發(fā)明達到。
本發(fā)明的方法其特征在于方法包括在擠出步驟之前實施下列步驟選擇性地將各調(diào)節(jié)添加劑加入并混合到可擠出的樹脂狀熱塑性材料流的表面部分上。
本發(fā)明的加工其特征在于在擠出步驟之前實施下述步驟，將多個調(diào)節(jié)添加劑加入并混合到材料流的表面部分上。
本發(fā)明的設(shè)備其特征在于設(shè)備包括在擠出孔之前的一個加入裝置，所述加入裝置用于選擇性地將調(diào)節(jié)添加劑加到可擠塑的熱塑性材料流的表面流部分上，以便在形成表面流部分的材料中具有改變的性能。
本發(fā)明提供制造聚合擠出物的一種方法，一種加工和一種設(shè)備，上述聚合擠出物例如在薄膜擠塑高清晰度薄膜的情況下具有光滑的表面。在本發(fā)明中，將一種聚合物材料在正壓下送進一個模腔，在該模腔處一部分熔體穿過一個混合部分，在所述混合部分中將多個粘度調(diào)節(jié)添加劑加入并混合到熔體中。添加劑混合于其中的這部分材料作為一個表面加到熔體芯部分上。熔體的表面現(xiàn)在具有較低的粘度，因而在模具內(nèi)壁處的邊界條件被調(diào)節(jié)，因此熔體的流動圖形將改變。經(jīng)過調(diào)節(jié)的邊界條件對熔體產(chǎn)生較小的剪力，同時與先有技術(shù)中的技術(shù)相比有較高的生產(chǎn)速度和改善的表面質(zhì)量。


下面，將通過附圖更詳細地說明本發(fā)明，附圖中圖1示出一種典型的熱塑性材料通過一個擠出模具流動時的流動速度特性，圖2示出一種帶具有較低粘度的表皮層的熱塑性材料流動速度特性，和圖3示出本發(fā)明的設(shè)備其中一個實施例。
具體實施例方式
圖1示出一種典型的熱塑性材料的流動速度特性。圖1清楚地示出，當把壁附近的速度值與熔體流面積中部區(qū)域的速度值進行比較時，有相當大的速度差別。上述差別是由于邊界條件引起的，在圖1所示的實施例中，上述差別對熔體產(chǎn)生例如相當強的剪切效應(yīng)，因而當與熔體流面積的中部區(qū)域比較時，在壁附近流動值明顯更低。圖2示出一種具有一表皮層的熱塑性材料流動速度特性，上述表皮層具有比熔體的芯部分低的粘度。圖2清楚地示出，當與圖1中所示的速度分布進行比較時，在整個流動面積上的速度分布均勻得多，也就是在圖2的實施例中，經(jīng)過修改的邊界條件對熔體產(chǎn)生較小的剪力，同時能實現(xiàn)較高的生產(chǎn)速度和改善表面質(zhì)量。本發(fā)明提供一種簡單方法來得到圖2中所示的條件。
圖3示意示出本發(fā)明中所用的一種設(shè)備的一個實施例。在圖3中，標號1表示一種螺桿裝置，通過所述螺桿裝置1將可擠出的樹脂狀熱塑性材料朝擠出孔2輸送，也就是螺桿裝置1產(chǎn)生可擠出的樹脂狀熱塑性材料流。圖3中所示的設(shè)備包括第一裝置3，所述第一裝置3用于把上述樹脂狀熱塑性材料流用物理方法分成一個中間芯流和至少一個在芯流外部上的邊界流。上述第一裝置3包括一個槽系統(tǒng)，所述槽系統(tǒng)將一部分熱塑性材料流導(dǎo)引到一個第二裝置，亦即一個引入裝置4，所述引入裝置4用于選擇性地將粘度調(diào)節(jié)添加劑引入到邊界流中，而同時保持芯流和邊界流的物理分離。上述引入裝置包括一個室和一個管道系統(tǒng)，通過上述管道系統(tǒng)可以將各種添加劑加到邊界流中。各種添加劑可以包括一種混合物，所述混合物具有一種粘度調(diào)節(jié)成分。上述室可以是例如第一裝置3的槽系統(tǒng)的一個整體部分。
設(shè)備還包括第三裝置5，所述第三裝置5用于在將材料排出擠出孔之前使各流重新組合。邊界流作為一種比較薄的表面層加上，所述表面層在芯層和擠出孔的表面之間具有改變的粘度。上述第三裝置5包括一個槽系統(tǒng)，所述槽系統(tǒng)將與一些添加劑混合的邊界流導(dǎo)引到芯流中，以便如上所述形成上述薄表面層。各材料一般在擠出孔附近重新混合。
上述本發(fā)明的實施例使用將材料流分成兩部分，也就是分成芯流和邊界流的裝置，和將上述兩個材料流重新混合的裝置。然而，這不是使用本發(fā)明的唯一方法，而是十分有可能在沒有任何分離步驟的情況下將調(diào)節(jié)添加劑直接引入和混合到可擠出的樹脂狀熱塑性材料流動的表面部分上，以便改變上述表面部分的性能。
圖3中所述的實施例涉及一種簡單的產(chǎn)品。然而，十分有可能在多層薄膜和其它多層產(chǎn)品加工方面也利用本發(fā)明。換句話說，圖3必須僅看作是本發(fā)明原理的一個例子，在多機頭安排的設(shè)備中也可以用本發(fā)明。
上面用一個實施例說明了本發(fā)明，在所述實施例中邊界流的粘度改變。術(shù)語粘度在此處必需廣泛理解，例如，上述術(shù)語意思是指，如果邊界流已改變了粘度性能，則它意思是指上述邊界流是比沒有改變粘度性能的芯流更容易流動的材料流。因此，所用的術(shù)語說明功能性，比如流量調(diào)節(jié)性能。也可以說，一種材料流改變的粘度性能，因而該材料流具有比未改變性能的芯流低的內(nèi)部摩擦性能。然而，本發(fā)明決不限于粘度，而是通過利用本發(fā)明的原理可以修改或增加其它的性能。例如，十分有可能加進一種添加劑，所述添加劑對邊界流具有某些抗菌性能，并因而產(chǎn)生一種在其表面上具有某些抗菌性能的制品，或者可供選擇地具有另一些有益和/或功能性能，例如反應(yīng)性能。本發(fā)明還可以例如用來得到某些加工助劑性能和接枝性能。作為利用本發(fā)明可得到改善性能的一個例子，可以提到多層制品的各層之間更好的粘合性能。
上述示例性實施例不是用來限制本發(fā)明，而是本發(fā)明可以在權(quán)利要求書范圍內(nèi)可以修改和改型。因此，很顯然，例如本發(fā)明的設(shè)備及其一些細節(jié)不一定必需如上所述，而是其它的解決方案也是可行的。
權(quán)利要求
1.在一種加工中通過使可擠出的樹脂狀熱塑性材料的熱塑化流流動穿過一個擠出孔制備擠出制件的方法，其特征在于所述的方法包括在擠出步驟之前實施下列步驟選擇性地將一些調(diào)節(jié)添加劑引入和混合到可擠出的樹脂狀熱塑性材料流的表面部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的方法在擠出步驟之前還包括下列步驟用物理方法將上述材料流分成一個中心芯流和至少一個在芯流外部上的邊界流；當保持芯流和邊界流的物理分離時，選擇性地將一些調(diào)節(jié)添加劑引入邊界流中；和在此之后，在材料排出擠出孔之前將各材料流重新混合，上述邊界流作為一種比較薄的表面層加上，所述表面層在芯層和擠塑孔的表面之間具有改變的性能。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于各材料流一般在擠出孔附近重新混合。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于引入和混合的添加劑包括一種具有粘度調(diào)節(jié)成分的混合物。
5.一種用于制備擠出制件的擠出加工，在所述擠出制件加工中，安排可擠出的樹脂狀熱塑性材料的熱塑化流流動穿過一個擠出孔，所述的加工包括下列步驟提供一種熱塑化式可擠出的合成樹脂狀熱塑性材料源；使材料沿著一第一流動路線朝擠出孔前進，其特征在于在擠出步驟之前實施下述步驟將多個調(diào)節(jié)添加劑引入和混合到材料流的表面部分中。
6.如權(quán)利要求5所述的擠出加工，其特征在于還包括下列步驟將一部分材料從第一流動路線轉(zhuǎn)移到一第二流動路線，并將多個調(diào)節(jié)添加劑引入和混合到轉(zhuǎn)移的材料流中；和在材料通過擠出孔之前將經(jīng)過調(diào)節(jié)的材料作為比較薄的一層施加到在第一流動路線中流動的樹脂表面上。
7.如權(quán)利要求6所述的加工，其特征在于轉(zhuǎn)移流動路線的步驟和將經(jīng)過調(diào)節(jié)的材料施加到第一流動路線上的步驟安排成在擠出孔之前進行。
8.如權(quán)利要求5或6所述的加工，其特征在于引入和混合的添加劑包括一種具有一粘度調(diào)節(jié)成分的混合物。
9.一種用于通過使可擠出的樹脂狀熱塑性材料的熱塑化流流動穿過擠出孔制備擠出制件的設(shè)備，其特征在于所述的設(shè)備包括在擠出孔之前的一個引入裝置，所述引入裝置用于選擇性地將調(diào)節(jié)添加劑引入到可擠出的樹脂狀熱塑性材料流的表面部分中，以便在形成材料流表面部分的材料中具有改變的性能。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述的設(shè)備還包括一個第一裝置(3)，所述第一裝置(3)用于將材料流用物理方法分成一個中間芯流和在芯流外部上的至少一個邊界流；還設(shè)有一個引入裝置(4)，以便將多個調(diào)節(jié)添加劑引入到邊界流上，而同時保持芯流和邊界流的物理分離；所述的設(shè)備還包括一個第三裝置(5)，所述第三裝置(5)用于使各材料流在材料排出擠出孔之前重新混合，上述的邊界流作為一種比較薄的表面層施加，該表面層在芯層和擠出孔的表面之間具有改變的性能。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于第三裝置一般安放在擠出孔附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加工中的方法，所述加工用于通過使可擠出的樹脂狀熱塑性材料的熱塑化流流動穿過一個擠出孔制備擠出制件。本發(fā)明還涉及一擠出加工和設(shè)備。在本發(fā)明中，可以將材料流分成一個中間的芯流和至少一個在芯流外部上的邊界流。將多個調(diào)節(jié)添加劑加到邊界流上，而同時保持芯流和邊界流的物理分離。各材料流在材料排出擠出孔之前重新混合，上述邊界流作為一種比較薄的表面層施加，所述表面層在芯層和擠出孔的表面之間具有改變的性能?？晒┻x擇地，各添加劑可以在沒有任何物理分離步驟的情況下直接加到材料流的表面部分上。
文檔編號B29C47/10GK1654186SQ20051000784
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者H·哈留哈托, 亞科·哈留哈托, 揚內(nèi)·哈留哈托 申請人:梅勒菲爾股份有限公司