CN1654186A - 挤出加工中的方法，一种挤出加工和一种用于挤出加工的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工中的方法，所述加工用于通过使可挤出的树脂状热塑性材料的热塑化流流动穿过一个挤出孔制备挤出制件。本发明还涉及一挤出加工和设备。在本发明中，可以将材料流分成一个中间的芯流和至少一个在芯流外部上的边界流。将多个调节添加剂加到边界流上，而同时保持芯流和边界流的物理分离。各材料流在材料排出挤出孔之前重新混合，上述边界流作为一种比较薄的表面层施加，所述表面层在芯层和挤出孔的表面之间具有改变的性能。可供选择地，各添加剂可以在没有任何物理分离步骤的情况下直接加到材料流的表面部分上。

Description

挤出加工中的方法，一种挤出加工 和一种用于挤出加工的设备

技术领域

本发明涉及一种加工中的方法，所述加工方法通过使可挤出的树脂状热塑性材料的热塑化流流动穿过挤出孔，制备挤出制件，本发明还涉及一种挤出加工，以及还涉及一种用于制备挤出制品的设备。

背景技术

本发明涉及用于挤出高粘度聚合材料的一种方法，一种加工和一种设备。更具体地说，本发明打算在对熔体不产生过大的剪切力而导致熔体断裂的情况下，用高粘度聚合材料制造挤出品，因而当与先有技术相比时，可以达到高挤出速率、较低温度和较低能耗。换句话说，本发明可以做到避免在定型模中的熔体流动不规则性，上述熔体流动不规则性会导致产品质量和生产能力上的损失。

聚合材料倾向于在挤出加工中熔体断裂和表面光滑度的损失已是深入研究努力多年的课题。解决这个问题的一个途径是改变树脂和它的分子量分布，同时使分子量分布变宽或甚至产生复杂的分布。然而，这些改变包括材料的一些物理性能，并且实际上高性能聚合物在挤出加工中往往具有狭窄的处理的最佳时间。

已知导致表面不规则性的剪切力可以通过润滑最终成形操作而减少，上述润滑最终成形操作或是通过将润滑剂加到挤出工具的金属表面上，或是用一种低摩擦力的材料例如Teflon涂覆表面。在这种方法中的一些困难是比较软的涂覆材料层的耐久性差，尤其是当挤出各种磨料时更是如此，而另外一些困难是控制润滑剂的分布，以便得到均匀的润滑层。在许多应用中，还必需清除最终产品表面上的润滑剂。润滑层可以通过将含氟聚合物类型的加工助剂与聚合物一起连续地加到挤出机进料中而保持在挤出工具的金属表面上，并因此可以使剪切应力减小，但由于全部熔体都用添加剂处理，所以需要过量的添加剂，而且这些添加剂象该领域所用的其它润滑剂一样，往往会在最终产品的表面上移动，同时改变了最终产品的印刷和粘合性能。

熔体流动边界条件通过只调节熔体流动的表皮层用至少侧边效应有效地控制。已知一种方法，在所述方法中将一部分熔体分开并加热以便降低它的粘度，和然后将上述分开的部分作为一个表面涂布在挤塑机的机头中。然而，这种方法难以控制，它有有限的粘度差，并且它对聚合物具有十分不希望有的高温载荷。已知在一些方法中，是用另一台挤出机加入较低粘度的表皮层，或者将这种表皮层加在挤出机机头中的熔体上。然而，这种方法采用多个设备，所述多个设备导致结构复杂和控制设备困难。

先有技术的一些例子可以参见美国专利5,573,720、4,187,269和4,629,650。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，一种加工和一种设备，利用上述方法、加工和设备可以消除先有技术的缺点。这已通过本发明达到。

本发明的方法其特征在于：方法包括在挤出步骤之前实施下列步骤：

选择性地将各调节添加剂加入并混合到可挤出的树脂状热塑性材料流的表面部分上。

本发明的加工其特征在于：在挤出步骤之前实施下述步骤，

将多个调节添加剂加入并混合到材料流的表面部分上。

本发明的设备其特征在于：设备包括在挤出孔之前的一个加入装置，所述加入装置用于选择性地将调节添加剂加到可挤塑的热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变的性能。

本发明提供制造聚合挤出物的一种方法，一种加工和一种设备，上述聚合挤出物例如在薄膜挤塑高清晰度薄膜的情况下具有光滑的表面。在本发明中，将一种聚合物材料在正压下送进一个模腔，在该模腔处一部分熔体穿过一个混合部分，在所述混合部分中将多个粘度调节添加剂加入并混合到熔体中。添加剂混合于其中的这部分材料作为一个表面加到熔体芯部分上。熔体的表面现在具有较低的粘度，因而在模具内壁处的边界条件被调节，因此熔体的流动图形将改变。经过调节的边界条件对熔体产生较小的剪力，同时与先有技术中的技术相比有较高的生产速度和改善的表面质量。

附图说明

下面，将通过附图更详细地说明本发明，附图中：

图1示出一种典型的热塑性材料通过一个挤出模具流动时的流动速度特性，

图2示出一种带具有较低粘度的表皮层的热塑性材料流动速度特性，和

图3示出本发明的设备其中一个实施例。

具体实施方式

图1示出一种典型的热塑性材料的流动速度特性。图1清楚地示出，当把壁附近的速度值与熔体流面积中部区域的速度值进行比较时，有相当大的速度差别。上述差别是由于边界条件引起的，在图1所示的实施例中，上述差别对熔体产生例如相当强的剪切效应，因而当与熔体流面积的中部区域比较时，在壁附近流动值明显更低。图2示出一种具有一表皮层的热塑性材料流动速度特性，上述表皮层具有比熔体的芯部分低的粘度。图2清楚地示出，当与图1中所示的速度分布进行比较时，在整个流动面积上的速度分布均匀得多，也就是在图2的实施例中，经过修改的边界条件对熔体产生较小的剪力，同时能实现较高的生产速度和改善表面质量。本发明提供一种简单方法来得到图2中所示的条件。

图3示意示出本发明中所用的一种设备的一个实施例。在图3中，标号1表示一种螺杆装置，通过所述螺杆装置1将可挤出的树脂状热塑性材料朝挤出孔2输送，也就是螺杆装置1产生可挤出的树脂状热塑性材料流。图3中所示的设备包括第一装置3，所述第一装置3用于把上述树脂状热塑性材料流用物理方法分成一个中间芯流和至少一个在芯流外部上的边界流。上述第一装置3包括一个槽***，所述槽***将一部分热塑性材料流导引到一个第二装置，亦即一个引入装置4，所述引入装置4用于选择性地将粘度调节添加剂引入到边界流中，而同时保持芯流和边界流的物理分离。上述引入装置包括一个室和一个管道***，通过上述管道***可以将各种添加剂加到边界流中。各种添加剂可以包括一种混合物，所述混合物具有一种粘度调节成分。上述室可以是例如第一装置3的槽***的一个整体部分。

设备还包括第三装置5，所述第三装置5用于在将材料排出挤出孔之前使各流重新组合。边界流作为一种比较薄的表面层加上，所述表面层在芯层和挤出孔的表面之间具有改变的粘度。上述第三装置5包括一个槽***，所述槽***将与一些添加剂混合的边界流导引到芯流中，以便如上所述形成上述薄表面层。各材料一般在挤出孔附近重新混合。

上述本发明的实施例使用将材料流分成两部分，也就是分成芯流和边界流的装置，和将上述两个材料流重新混合的装置。然而，这不是使用本发明的唯一方法，而是十分有可能在没有任何分离步骤的情况下将调节添加剂直接引入和混合到可挤出的树脂状热塑性材料流动的表面部分上，以便改变上述表面部分的性能。

图3中所述的实施例涉及一种简单的产品。然而，十分有可能在多层薄膜和其它多层产品加工方面也利用本发明。换句话说，图3必须仅看作是本发明原理的一个例子，在多机头安排的设备中也可以用本发明。

上面用一个实施例说明了本发明，在所述实施例中边界流的粘度改变。术语粘度在此处必需广泛理解，例如，上述术语意思是指，如果边界流已改变了粘度性能，则它意思是指上述边界流是比没有改变粘度性能的芯流更容易流动的材料流。因此，所用的术语说明功能性，比如流量调节性能。也可以说，一种材料流改变的粘度性能，因而该材料流具有比未改变性能的芯流低的内部摩擦性能。然而，本发明决不限于粘度，而是通过利用本发明的原理可以修改或增加其它的性能。例如，十分有可能加进一种添加剂，所述添加剂对边界流具有某些抗菌性能，并因而产生一种在其表面上具有某些抗菌性能的制品，或者可供选择地具有另一些有益和/或功能性能，例如反应性能。本发明还可以例如用来得到某些加工助剂性能和接枝性能。作为利用本发明可得到改善性能的一个例子，可以提到多层制品的各层之间更好的粘合性能。

上述示例性实施例不是用来限制本发明，而是本发明可以在权利要求书范围内可以修改和改型。因此，很显然，例如本发明的设备及其一些细节不一定必需如上所述，而是其它的解决方案也是可行的。

Claims (11)

1.在一种加工中通过使可挤出的树脂状热塑性材料的热塑化流流动穿过一个挤出孔制备挤出制件的方法，其特征在于：所述的方法包括在挤出步骤之前实施下列步骤：

选择性地将一些调节添加剂引入和混合到可挤出的树脂状热塑性材料流的表面部分上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的方法在挤出步骤之前还包括下列步骤：

用物理方法将上述材料流分成一个中心芯流和至少一个在芯流外部上的边界流；

当保持芯流和边界流的物理分离时，选择性地将一些调节添加剂引入边界流中；和在此之后，

在材料排出挤出孔之前将各材料流重新混合，上述边界流作为一种比较薄的表面层加上，所述表面层在芯层和挤塑孔的表面之间具有改变的性能。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：各材料流一般在挤出孔附近重新混合。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：引入和混合的添加剂包括一种具有粘度调节成分的混合物。

5.一种用于制备挤出制件的挤出加工，在所述挤出制件加工中，安排可挤出的树脂状热塑性材料的热塑化流流动穿过一个挤出孔，所述的加工包括下列步骤：

提供一种热塑化式可挤出的合成树脂状热塑性材料源；

使材料沿着一第一流动路线朝挤出孔前进，

其特征在于：在挤出步骤之前实施下述步骤：

将多个调节添加剂引入和混合到材料流的表面部分中。

6.如权利要求5所述的挤出加工，其特征在于还包括下列步骤：

将一部分材料从第一流动路线转移到一第二流动路线，并将多个调节添加剂引入和混合到转移的材料流中；和

在材料通过挤出孔之前将经过调节的材料作为比较薄的一层施加到在第一流动路线中流动的树脂表面上。

7.如权利要求6所述的加工，其特征在于：转移流动路线的步骤和将经过调节的材料施加到第一流动路线上的步骤安排成在挤出孔之前进行。

8.如权利要求5或6所述的加工，其特征在于：引入和混合的添加剂包括一种具有一粘度调节成分的混合物。

9.一种用于通过使可挤出的树脂状热塑性材料的热塑化流流动穿过挤出孔制备挤出制件的设备，其特征在于：所述的设备包括在挤出孔之前的一个引入装置，所述引入装置用于选择性地将调节添加剂引入到可挤出的树脂状热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变的性能。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述的设备还包括一个第一装置(3)，所述第一装置(3)用于将材料流用物理方法分成一个中间芯流和在芯流外部上的至少一个边界流；还设有一个引入装置(4)，以便将多个调节添加剂引入到边界流上，而同时保持芯流和边界流的物理分离；所述的设备还包括一个第三装置(5)，所述第三装置(5)用于使各材料流在材料排出挤出孔之前重新混合，上述的边界流作为一种比较薄的表面层施加，该表面层在芯层和挤出孔的表面之间具有改变的性能。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于：第三装置一般安放在挤出孔附近。

Images