多层共挤出头及用于制造多层产品的方法与流程

塑料加工应用技术1.本发明涉及多层共挤出头(multi-layercoextrusionhead，多层共挤压头)。2.具体而言，本发明尤其但并非唯一地被设计用于制备例如可用于食品产品的包装中的共挤出材料，所述共挤出材料尤其包含“阻挡层”，也就是说，不透氧的层。背景技术：：：3.存在制造由塑料材料制成的多层膜的现有技术共挤出头。4.更详细地，尤其在包装诸如，例如单剂量咖啡胶囊的食品产品的领域中，现有技术通过膜的共挤出教导生产，该膜包括聚丙烯或另一聚烯烃的外层、以及中心阻挡层，该中心阻挡层通过合适的粘合剂层接合至先前层。5.阻挡层可为乙烯-乙烯醇(“evoh”)或不透氧的不同类型的聚合物。6.取决于应用的类型，可希望阻挡层为沿着其横向延伸方向中的一个或多个，在膜内侧偏心的，或在任何情况下，更一般而言，定心经适当地调整。7.市场当前没有提供允许以上提到的需求以精确和通用方式得以满足的共挤出头，从而相对于多层膜可具有的各种用途分裂市场，该各种用途从食品部门中的许多应用开始，并且到达农业部门、生物医学部门或包装部门等。技术实现要素：8.因此，形成本发明的基础的技术目的将提供能够克服现有技术的缺点的共挤出头。9.此目标通过使用根据权利要求1制造的共挤出头且使用根据权利要求16致动的共挤出方法实现。10.根据本发明的共挤出头包含用于流体产品的多个进料口(infeed，横向进给，横切，进给机构)、位于所述进料口下游且通过相应输送导管与所述进料口连通以便允许所述产品流流动至所述进料口中的内汇合空间(innerjoiningspace，内接合空间)。11.此外，根据本发明的头包括在内部汇合空间(internaljoiningspace，内汇合空间)下游的出料口(outfeed)和被提供以接收第一产品流的中心输送导管，以及被提供以分别接收第二产品流及第三产品流的两个或更多个侧向(lateral)输送导管。12.然后，头包含可调整收缩装置(adjustablenarrowingmeans，可调整窄化装置)，该可调整收缩装置至少在中心输送导管中起作用且被设计以使相应开口变化，从而允许相对于在汇合空间内部形成的复合流(compositeflow)的第一流(firstflow)的相对位置的调整。13.因为第一流的导管的开口的构造可在该第一流汇合该第一流在汇合空间中遇到的另外两个流之前，以可调整方式改变，因而在通过第一流及另外两个流形成的二次流(secondaryflow)内部，决定第一流与另外两个流之间的相对位置，所以本发明使得可以获得一个或多个内层的相对位置由用户根据需要来建立的最终多层产品。附图说明14.在包含在介绍中所使用的意义上的阻挡层的带状多层产品的状况下，本发明使得可以精确地确立阻挡层距带状物的矩形截面的短边多近或多远，并且提供将在根据本发明的共挤出头的优选的非限制性实施方式的以下描述中详细解释的若干有利结果，该优选的非限制性实施方式如在附图中示出的，其中：[0015]-图1为使用根据本发明的共挤出头的设备的示意图；[0016]-图2为在竖直(vertical，垂直)平面中截取的根据本发明的共挤出头的纵向截面(longitudinalcross-section，纵向横截面)；[0017]-图3为在垂直于图3的平面的竖直平面中截取的头的纵向截面；且[0018]-图4、图5、图6及图7为根据可通过使用者执行的各种调整，可用本发明获得的多层产品的横向截面的示意性表示。具体实施方式[0019]参考附图，数字1指示根据本发明制造的共挤出头。[0020]根据本发明的头1尤其被设计以用于图1中示意性地例示的共挤出系统10中，该共挤出系统包括多个进料管线21、22、23、24，所述进料管线连接至头1的进料口11、12、13、14、15(图2中所示)，管线各自包含被设计以供应挤出流体产品(extrudedfluidproduct)的挤出机211、221、231、241，以及泵212、222、232、242，在可调整流动速率(flowrate，流量)的情况下，该泵将挤出产品流进料至进料口11、12、13、14、15中的一个或多个。[0021]更具体而言，每个管线21、22、23、24可包括在以上提到的泵212、222、232、242上游的挤出机211、221、231、241，且在该泵下游，静态混合器213、223、233、243连接至头1的一个或多个进料口11、12、13、14、15。[0022]在所示的实例中，共挤出头1具有五个进料口11、12、13、14、15，该五个进料口连接至四个进料管线21、22、23、24。[0023]在其优选的应用中，本发明包含：用于进料诸如乙烯-乙烯醇的不透氧的挤出材料流的第一管线24，该第一管线连接至头1的中心进料口11；用于进料粘合剂材料的第二管线24，该第二管线分叉且连接至两个侧向进料口(lateralinfeed)12、13；以及用于进料诸如聚丙烯或其他类似聚合物的塑料材料的第三管线21及第四管线22，该第三管线及该第四管线连接至第四侧向进料口14及第五侧向进料口25。[0024]本质上，本发明虽然并非唯一地，但尤其被设计以用于制造具有矩形截面(图4至图7中标记为t)的多层产品，即，所谓的“带状物”，该多层产品包括阻挡氧的中心层e、一个或多个外丙烯层p及插入在阻挡层e与聚丙烯p之间的一个或多个内胶层(innerlayersofglue)c，以允许后者的相互粘合。[0025]从根据本发明的头1退出的连续多层产品可经分装，以制造例如一次性使用咖啡胶囊或用于食品工业的其他应用及其他应用。[0026]如将在以下描述中变得更清楚的，在以上所描述的优选应用的情况下，本发明有利地允许阻挡层e的横向位置沿着带状物的横截面t的纵向方向，在带状物中被调整，即，其相对于截面自身的短边l1的距离a、b的调整。[0027]应注意，使用一些优选但非粘结特征，本发明也允许在正交于如以上所指示的截面t的纵向方向k的方向上的阻挡层e的位置的调整以及层的厚度的调整。[0028]如已部分地提到的，图1、图2及图3中所示的根据本发明的共挤出头包含用于挤出流体产品的多个进料口11、12、13、14、15；产品流的至少一个内汇合空间16、17，该至少一个内汇合空间定位在进料口11、12、13、14、15下游并且使用相应且分离输送导管110、120、130、140、150与所述进料口连通，以便允许所述产品流在至少一个内汇合空间处汇聚；以及用于最终多层产品的出料口18，该出料口位于内汇合空间16、17下游。[0029]优选地，头1由金属材料制成，可通过由两个镜面式半体(specularhalf-bodies)组成的主体100限定，该两个镜面式半体的接合限定内导管，挤出材料流在所述内导管中流动。[0030]主体100也可以利用导管来容纳以下所描述的调整装置。[0031]在头1中，存在中心输送导管110及若干侧向输送导管120、130、140、150，例如，与第一中心导管110相对的第二侧向导管120及第三侧向导管130以及再次与第一导管110相对且相对于其他导管位于更外侧的第四侧向输送导管140及第五侧向输送导管150。[0032]以第一进料口11接入的第一导管110运送阻挡材料流，第二导管120及第三导管130运送从第二进料口12及第三进料口13接收的胶，且第四导管140及第五导管150运送通过第四进料口14及第五进料口15接入的聚丙烯。[0033]头1优选地定向成进料口11、12、13、14、15在顶部处且出料口18在底部处，因此，材料流的进料方向下行。[0034]第一导管110、第二导管120及第三导管130合并至第一内汇合空间16中，该第一内汇合空间通过汇合导管171与第二内汇合空间17连通，从而也存在介于第二内空间17与出料口18之间的抽吸导管(drawingduct)181。[0035]出料口18可为四边形的，且优选地，其为矩形的，以便制造具有带状多层的最终产品，该最终产品具有矩形截面。[0036]以上所提到的头1内部的各种导管也可具有大体上矩形截面，至少在其长度的主部分上具有大体上矩形截面。[0037]优选地，中心输送导管110、第一汇合空间16、汇合导管171、抽吸导管181及出料口18对准(aligned，对齐)，以限定连续的中心流体动力路径。[0038]此外，所有的导管可限定在共挤出头1的相同(same，同一)中平面(mid-plane)上。[0039]根据本发明的重要方面，头1包含可调整收缩装置31、32，所述可调整收缩装置至少在中心输送导管110中起作用且被设计以使相应开口变化，以允许相对于通过在汇合空间16、17中汇合第一流、第二流及第三流产生的复合二次流的第一流的相对位置的调整。[0040]本质上，通过使用者以可调整方式控制且允许第一导管110的开口的形状及尺寸变化，即其横向截面的形状及尺寸变化的收缩装置31、32在第一中心导管110的截面111中起作用，该截面优选地位于紧接第一汇合空间16中的该第一中心导管的出口之前。[0041]此调整改变优选地包含阻挡材料的第一流进入内汇合空间16的位置，该内汇合空间限定在制造于头1的主体中的空腔中。[0042]仍然更详细地，收缩装置31在其中的操作的第一导管110的截面或展宽(stretch，拉伸)111设置有在第一流的进料方向上的锥形，即，横向尺寸的收缩，该进料方向在实践中为竖直方向；锥形限定于第一导管的矩形截面的长度的方向上，该方向平行于第一汇合空间16的矩形截面的长度方向。[0043]收缩装置31在横向于平行于第一汇合空间16的矩形截面的长度(或纵向中心轴线)的第一流的进料方向的方向上起作用，使得相对于空间16的截面的短边的第一流的位置可被调整。[0044]第一汇合空间16的尺寸经选择以使得未由第一流占据的空间由第二流及第三流占据。[0045]根据本发明的优选实施方式，收缩装置31、32包括至少两个相对的(相反的，opposite)截流元件311、312、321、322，即，彼此相对，所述相对的截流元件独立地可移动，以使得改变第一导管110的横向截面。[0046]截流元件311、312、321、322沿着第一导管110的以上提及的截面111的纵向方向以直线移动方式导引，且可例如通过相应螺杆313、314、323、324操作，所述螺杆的头为外部可接近的。[0047]优选地，每个截流元件具有成形头311、312、321、322，该成形头被设计以在第一导管110中，在其中该成形头定位在导管110外部的缩回位置(retractedposition，内缩位置)与该成形头穿透导管内所在的多个前进位置之间移动，从而修改开口。[0048]仍然更详细地，截流元件的成形头311、312、321、322可配备有面对该成形头起作用的导管的内侧的壁，该壁相对于导管自身的中心轴线倾斜，即，相对于进料该流的竖直轴线倾斜，以向下或在任何情况下在与进料方向相同的方向上限定锥形。[0049]如以上所提到的，第一内汇合空间16及第二内汇合空间17通过汇合导管171彼此连通，通过阻挡和胶层形成的二次流在该汇合导管中流动，且第四输送导管14及第五输送导管15也通向第二汇合空间17。[0050]还存在第二收缩装置32，该第二收缩装置优选地等同于以上所描述的第一装置31，该第二收缩装置在汇合导管171中起作用，在第二汇合空间17上游。[0051]本质上，除第二收缩装置32允许与第四产品流及第五产品流一起形成于第二汇合空间17中的、优选由聚丙烯组成的汇合复合流(jointcompositeflow)内部的以上提及的二次流的相对位置的调整之外，关于第一收缩装置31的形状及功能、第一收缩装置在其中起作用的第一导管110的截面111的形状及功能及第一汇合空间16的形状及功能所陈述的事物可同等地适用于第二收缩装置31，适用于第二收缩装置在其中起作用的汇合导管171的相应截面(该相应截面可以或可以不大体上与汇合导管171一致)，且适用于第二汇合空间17。[0052]由于第二收缩装置32，可以确定内三层式核心胶-阻挡-胶与带状物的截面t的短边l1之间的距离c、d。[0053]此外，根据本发明的头1还可包括用于变化可调整厚度41、42、43、44的装置，所述装置被设计以在侧向导管120、130、140、150中起作用，且被设计以调整第二和/或第三和/或第四和/或第五产品流的厚度。[0054]更准确地，变化装置可包含可单独操作且配备具有不同尺寸的多个活动构件(activemember，主动构件)的成形元件(shapedelement)41、42、43、44，所述活动构件可选择性地定位在相应侧向导管中。[0055]例如，成形元件可由成形插脚(pin，销)41、42、43、44组成，所述成形插脚设置有以角度间隔隔开的不同尺寸的多个侧向表面，以允许通过使插脚旋转的选择。[0056]优选地，以上提及的收缩装置31、32的截流元件311、312、321、322定位且起作用于横向于厚度变化装置的成形元件41、42、43、44的活动构件定位且起作用的平面的平面中。[0057]出于此原因，变化以上提及的表面，或用于变化厚度41、42、43、44的装置的其他活动构件的尺寸，变化运载胶流或聚丙烯流的侧向导管120、130、140、150的横向尺寸，借此通过确定带状物的矩形截面t的宽度方向z上的厚度。[0058]以下描述本发明的操作。[0059]取决于多层产品的特定应用，操作者调整收缩装置31、32的四个螺杆313、314、323、324(或在自动地调整这些装置的命令下起作用)，从而适当地定位成形插脚41、42、43、44，所述成形插脚调整用于变化厚度的装置且选择泵的流动速率，具体参考进料聚丙烯的管线21、22的泵212、222的流动速率。[0060]然后，设备开始将挤出材料流发送至头1的进料口11、12、13、14、15，以用于制造多层产品。[0061]阻挡层流通过第一导管110降落且遇到第一调整装置31；基于螺杆313、314已如何定位，截流元件311、312限定导管110的开口的特定构造，该特定构造决定阻挡材料的第一流进入第一汇合空间16的方式，因此相对于胶流的截面的长度方向，该第一流在二次流中相对于胶流如何定位。[0062]同时，基于第一厚度调整装置的插脚41、42如何定向，两个胶流找到相应导管12、13的不同开口，且在复合二次流中，相应层采用特定厚度，在其截面t的宽度z的方向上，阻挡层e的厚度也以该特定厚度自动地建立。[0063]此时，复合流沿着汇合导管171降落，其中该复合流遭遇第二调整装置32，该第二调整装置决定该复合流进入第二汇合空间17的模式，借此也决定其在通过与聚丙烯流相遇形成的汇合流的横截面k的长度j的方向上的位置。[0064]为更清楚地理解可如何调整带状物中的内层的位置，可具体参考图4至图7。[0065]当截流元件311、312、321、322中无一个通过使用者，例如通过作用于以上提及的螺杆313、314、323、324上，进料至相应导管110、171中，且因此收缩装置31、32为不活动时，层以图7中所示的方式定位在由头1产生的产品中。[0066]实际上，在该状况下，阻挡层e未由相应的两个截流元件311、312的头侧向地限制，且因此在横向方向z上采用与胶层c相同的长度。若第二收缩装置32的截流元件321、322保持不活动，则相同情况适用于具有相对于聚丙烯p的胶-阻挡-胶的三个中心层的核心。[0067]若仅第一收缩装置31接通，则获得图4的构造，若仅第二装置32为活动的，则带状物的横截面如图6中所示，且最后，在所有收缩装置31、32为活动的情况下，达成图5的构造。[0068]同时，聚丙烯已经历两个调整，与使用描述若干次的特定装置的插脚43、44的其厚度有关的一个，及与影响阻挡e及胶c层在复合产品流的横截面t的宽度z的方向上的相对位置的相应泵212、222的流动速率差异有关的一个，即，垂直于收缩装置31、32的调整方向的一个。[0069]实际上，基于两个流动速率之间的差异的梯度及符号，存在在一个方向或另一方向上通过聚丙烯对由阻挡e及胶c层形成的内核心的较大或较少推力。[0070]以此方式，具体而言，有可能根据需要决定阻挡层e与多层或带状物产品的横截面t的长边l2之间的距离x、y。[0071]此时，精确地具有由使用需要的构造的多层带状物从矩形出料口18出来。[0072]本发明关于用于制造多层产品的共挤出方法，该共挤出方法可通过根据本发明的共挤出头1致动。[0073]方法包含以下步骤：[0074]-提供至少第一挤出产品流、第二挤出产品流及第三挤出产品流；[0075]-使三个产品流汇合，使得第一产品流介入第二产品流与第三产品流之间，借此获得具有矩形截面的复合二次产品流；[0076]-至少沿着复合二次产品流的截面的纵向线，相对于第二产品流和/或相对于第三产品流调整第一产品流的位置。[0077]优选地，调整第一产品流的位置的步骤通过在与第二产品流及第三产品流汇合的步骤之前调整横向截面执行。[0078]还可使第三产品流及第四产品流为可利用的(available，可获得的)，且在此状况下，方法包含以下步骤：[0079]-将通过汇合第一产品流、第二产品流及第三产品流获得的复合二次产品流汇合至第三产品流及第四产品流，使得二次产品流介入第三产品流与第四产品流之间，借此获得复合汇合产品流；以及[0080]-至少沿着复合汇合产品流的横截面的纵向线，相对于第三产品流和/或第四产品流调整二次产品流的位置。[0081]优选地，调整二次产品流的位置的步骤通过在与第四产品流及第五产品流汇合的步骤之前调整横向截面执行。[0082]在通过以上所描述的设备实行的方法的实施例中，第一产品流由不透氧的材料组成，第二产品流及第三产品流由粘合剂材料组成且第四产品流及第五产品流由聚合物组成，优选地由聚丙烯组成。[0083]优选地，本发明包含调整胶c和/或聚丙烯p的层的厚度(即，更一般而言，第二层和/或第三层和/或第四层和/或第五层的厚度)的步骤，其中相应产品流的横向截面在汇合来限定该第二复合产品流和/或第三复合产品流之前，在横向于受调整位置的以上提及的步骤影响的该方向的方向上，被调整。[0084]本质上，在胶汇合阻挡层产品流和/或聚丙烯与胶-阻挡-胶三层产品流汇合在一起之前，相对产品流经历相应产品流的横向尺寸的变化，使得在最终产品中，存在具有由使用者根据需要确立的在平行于带状物的横截面t的短边l1的方向z上的尺寸的层。[0085]此外，基于已在解释根据本发明的共挤出头1的操作期间说明的原理，在平行于多层产品的横向截面t的短边l1的方向z上的内胶-阻挡-胶层的相对位置可通过变化聚丙烯流(或使用在第四产品流及第五产品流中的其他材料)的流动速率差异加以调整。[0086]最后，以下描述根据本发明的设备的优选特征。[0087]在用于使设备开始或停止的步骤中，且在两个不同类型的多层产品的共挤出之间的瞬时步骤中，设备10经启动以用于清洁导管的步骤，或如贸易中已知的，“清洗”的步骤。[0088]在此步骤期间，从头1退出的材料将被视为废弃物且必须朝向处置容器且并非朝向喷嘴19发送；另一方面，当设备的正常活动重新开始时，从头1退出的多层产品必须发送至分配喷嘴19或在任何状况下，发送至其生产目的地。[0089]限定为旁路的选路装置5已经设计来允许出料口处的产品自头1至喷嘴19或至容器的选择性选路，该容器具备“闸门”，该闸门包含可移动主体51，两个选路连接器52、53制造于该可移动主体中，该两个选路连接器允许多层产品的通过。[0090]第一连接器52为直线性的，且与来自头1的出料口18处的带状物的进料方向同轴，且因此，在实践中为垂直的。[0091]位于第一连接器旁边的第二连接器53可为直线性的，且具有相对于第一连接器52的该纵向轴线倾斜的纵向轴线。[0092]闸门51在诸如液压或气动致动器或类似移动装置的平移装置54的致动时可在至少两个位置之间移动，该至少两个位置中的一个为操作位置，其中第一导管52与头1的出料口18且与喷嘴19的进料口对准，该至少两个位置中的一个为准备位置，其中第二导管53的进料口直接面对头1的出料口18且允许废弃产品将朝向收集容器导向。当前第1页12当前第1页12









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!