CN103764369B - 同心共挤出模具以及挤出多层热塑性膜的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种具有多个环形或锥形模具芯棒层（201至205）的大的同心共挤出模具（1）。每层形成在一对相邻的环形或锥形芯棒（101至106）之间，在此之间限定用于熔融热塑性材料的从入口至环形挤出出口（110）的流动路径，通过该流动路径在使用中形成了热塑性材料管状挤出物。通过多个环形层出口（301至305）发生挤出以形成多层产品。环形或锥形模具芯棒的至少一层（203）具有围绕共挤出模具的外周设置的多个熔融材料入口，其中，每个入口均连接至进给通道（403），所述进给通道（403）具有提供2ⁿ个子出口进给通道（503）的多个分叉(403.1、403.2、403.3)，其中n为分叉的数目。每个子出口进给通道均连接至对应的螺旋形出口通道（703）。

Description

同心共挤出模具以及挤出多层热塑性膜的方法

技术领域

本发明涉及挤出模具，更特别地涉及共挤出模具，且具体地是用于利用热塑性材料挤出大宽度吹塑膜的共挤出模具。

背景技术

任何吹塑膜挤出模具的基本功能均是使一个或更多个熔体流进入模具中并将所述一个或更多个熔体流在模具出口处尽可能均匀地分布至单个同心环形熔体流。

现有技术中已知若干不同类型的挤出机模具。同心螺旋形芯棒模具为圆筒形形状并且以紧固至共有部件的一个位于另一个上方的形式安装以保持其相对位置。这种设计的变体例如可以具有中心进给，在该中心进给处所有熔体流被进给至中心并且随后被分成具有径向设置的管状端口的螺旋形出口通道。US3966377中示出了这种类型的一个示例。另一种变体是一种环形进给芯棒模具，其中熔体流穿过中心定位的同心环流动到模具中并且随后穿过向外径向延伸的管状端口流动到螺旋形出口通道。该变体可以以两个子变体的形式实施：具有进给块的中心部分的一个子变体敞开为用于IBC管的安装，另一子变体具有作为进给块的中心管的内层流。US4182603中可以找到实例。另外的变体是一种侧进给芯棒模具，其中每层具有位于模具的外侧上的单一熔体入口，并且熔体随后以一对竖直路径分布至螺旋形出口通道的入口，所述两个分布路径中的每个分布路径均位于与对应的螺旋线相同的圆筒形表面上。US7811073中可以找到这种实例。

锥形堆叠芯棒以一个位于另一个上方的方式堆叠，这种设计的一种变体由在竖直共同路径的外侧和/或内侧以一个位于另一个上方的方式堆叠的锥形形状的芯棒构成。就这些模具的螺旋形进口的进给而言还存在若干选择，例如，所有层的中心进给，或层的侧进给伴随在不同的高度处的水平分叉进给。US6702563中可以找到这种实例。

模块化板芯棒被分成两部分模块，所述两部分模块像某些锥形设计一样以一个位于另一个上的方式堆叠。主要具有两种选择；其中熔体流从每个模块的外侧流动至内侧的出-进类型以及其中熔体流从每个模块的内侧流动至外侧的进-出类型。也可以是两种类型的组合。熔体分布典型地为水平分叉但其也可以与某些竖直路径结合以减小直径。

可以将例如为同心芯棒类型的基础模具的类型与为通常用于多层吹塑膜的外层的模块化板设计的某些层相结合。

WO01/78966中公开了一种具有为通过单一侧入口进给到供给模具出口的分叉进给通道中的挤出部件中之一的共挤出模具，并且在WO90/11880和JP2011005824中示出了类似的构型。

US2004/022886公开了一种具有进给多个分叉进给通道的侧入口的单层挤出模具。

附图1示出了根据现有技术的具有中心进给的五层同心芯棒模具1。图1中示出的模具1具有1800mm的直径，即用于所有层在其融合之后流动至的环形路径110。该直径还对应于模具的中间层的芯棒的直径。由于模具为中心进给类型，因此熔融热塑性材料通过其被进给至模具的所有挤出机入口401至405（为了简化起见仅示出了其中的两个：401和405）与模具的底部邻近地设置并且围绕周界展开。如可以观察到的，这种模具具有复杂的内部结构，从而需要不同层中的部件的精确的登记（registration）。

为了避免复杂性，在图中仅示出了流动路径的一部分的主要元件，但是每个流动路径详细地包括：

●水平入口部401至405，该水平入口部401至405对于外层而言延伸至模具的中心并且朝向主模体10的中心，但是对于其余层而言延伸至非中心点。

●路径501至505，该路径501至505向上指引并且可以进行任意必要的弯曲以避免与其它层冲突并到达中心（为了简便起见仅示出了通道501）

●多个倾斜的径向端口601至605（所述多个倾斜的径向端口601至605也可以是水平的并且仅示出了端口601）。倾斜端口中的每一个在其一到达层的芯棒处时也具有额外的竖直路径（附图中示出的一个倾斜端口较小但仍然存在）。

就从内层至外层顺序的层而言，用于层201至层205的流动路径中的每个流动路径的从模具入口至螺旋形出口通道起始点的长度为2772mm、2776mm、2803mm、2834mm以及2893mm。

存在从50mm至2500mm的直径的尺寸的吹塑膜模具。用于封装薄膜应用的大多数模具的最大直径为900mm至1000mm，并且至多达十一层。这些模具具有模块化或锥形的同心芯棒或者混合的同心芯棒。锥形堆叠芯棒和模块化板设计可以实施为从600mm至700mm扩至高达900mm的直径尺寸。存在从600mm至700mm扩至1300mm的模块化板设计并且具有很长的扩口熔体流动路径的模具。

较大的模具（至多2500mm）典型地为三层至五层并且通常为中心或环形芯棒模具，典型地用于其中较大薄膜尺寸（例如8m至22m的泡状物周长，100μm至200μm的厚度）是必须的农业应用（例如温室薄膜）或者用于土工膜应用（6m至8m的泡状物周长，500μm至2500μm的厚度）。

在现存的侧进给设计的同心模具中，材料遵循从层的单侧入口至每个挤出螺旋形出口的起始点的二叉分裂（binary split）分布进给通道布置。随着模具在直径方面变得越来越大，这种流动通道的长度变得越来越长。因此，在使用中产生了更高的熔体压力并且材料停留时间变得越来越长，从而导致增大了的熔体温度和材料劣化。因此侧进给同心芯棒模具被限制为约1200mm模具直径。

在具有3层至5层和1800mm模具直径的典型的较大吹塑膜中，所有的层为中心进给。对于模具的中间层而言，这使得模具入口与螺旋形出口之间的总长度大于2700mm（以上参照图1观察）。

因此，平均停留时间和停留时间分布的尾部变得很长。另外，模具的尺寸不允许减小特定层的厚度同时保持该层的良好的厚度的均匀性，这是由于熔体在模具内必须流动穿过很长的路径和用于该层的所需的材料数量较低。此外，由于总可用压力受到限制的事实，因此层入口与螺旋形出口的起点之间产生的背压变得很高，从而减小了可以用于层的螺旋形出口部的其余可用的压力以改善厚度的均匀性。

由于碳积累、高清洗时间、浪费、沉积等（缓慢移动的微粒易于退化和长的清洗时间），围绕模具圆周的停留时间和熔体分布对较大的模具尤其是对敏感材料而言是非常关键的问题。

一个实例是2m直径的五层同心芯棒模具，在该五层同心芯棒模具中，中间层设计成以很低的输出和百分比（例如小于4%）并且以围绕模具圆周非常好的厚度公差分布挤出乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）薄膜。

由于相对于标准材料而言这种材料的成本非常高，因此这种材料需要以非常短的停留时间进行处理并且还需要以非常低的百分比使用。例如，EVOH的成本相比聚烯烃高5至6倍的范围，因此在结合了两种材料的薄膜的情况下，EVOH必须以较小的百分比使用以使薄膜的成本比较合理，同时保持就其提供的阻隔性能而言利用EVOH具有的优点。

因此，通常期望减小停留时间分布以使润湿表面区域（聚合物与金属接触时所处的区域）最小化，以使模具内的熔体体积最小化，以使背压最优化，以避免过度加热模具，以使得能够快速清洗以有效的进行产品转换并减少树脂浪费，以消除最终产品中的流动线，以消除熔体破裂、界面不稳定、凝胶剂、黑点、碳积累等，以在树脂选择和工艺参数方面改善操作灵活性，以增大输出水平和/或效率，以改善每层的厚度公差和总薄膜厚度，以改善薄膜光学，以及以在层尤其是具有显著差异的处理温度的层之间实现绝热。

特别地，本发明意在用于生产较大周长（8m至22m）的薄膜泡状物的较大的共挤出吹塑膜模具（具有高于1200mm的芯棒直径）。

发明内容

根据本发明，提供了一种具有多个环形或锥形模具芯棒层的同心共挤出模具，每层均包括一对相邻的环形或锥形模具芯棒，在所述一对相邻的环形或锥形模具芯棒之间限定了用于熔融热塑性材料从入口至环形挤出出口的流动路径，通过该流动路径在使用中形成了热塑材料管状挤出，通过多个环形或锥形层出口的挤出形成了多层产品，所述同心共挤出模具的特征在于，

环形或锥形模具芯棒的至少一层具有围绕共挤出模具的外周设置的多个熔融材料入口，每个入口均连接至进给通道，该进给通道具有提供了2ⁿ个子出口进给通道的多个分叉，其中n为分叉的数目，并且每个子出口进给通道均连接至对应的螺旋形出口通道。

这种构型特别地适于具有直径在高于1200mm的环形膜输出的模具。

围绕共挤出模具的外周设置的熔融材料入口可以经由穿过与芯棒分离的模具主体的相应入口路径连接至对应的进给通道。

或者，围绕共挤出模具的外周设置的熔融材料入口可经由穿过与芯棒分离并与模具的主体分离的中心模块的各个入口路径连接至对应的进给通道。

本发明可以实施为用于同心芯棒模具或锥形中心进给模具或这些模具的组合。

已发现相比用于常规的中心进给同心芯棒模具中的相同尺寸的相同层的对应的流动路径长度，极大地缩短了层入口与螺旋形出口通道的起点之间的流动路径的长度，同时极大地缩短了在模具中的停留时间。另外，相比跨经相同尺寸的中心进给同心芯棒模具的相同层的对应截面的压降，使层入口与螺旋形出口通道的起点之间的压降最小化。压力的减小允许获得用于或部分用于层的螺旋形截面的压力以改善厚度的均匀性。这通过使围绕模具的圆周的熔体流的分布最优化而导致更好地控制该层的厚度的均匀性。

另外，尽管多侧入口进口的存在由于侧入口必须穿过模具的多个其他层而使模具的构型复杂化，但是避免了与其他层中的通道干扰，并因此与常规相反，由于材料的周界进给和更短的流动路径，因此熔体围绕圆周以最优的方式分布，从而即使以很低的百分比也能够产生均匀的厚度分布以及相应层的输出。

这些因素在利用特定的热塑性材料如上述的EVOH、聚酰胺、PVDC以及含氟聚合物（fluoropolymers）时特别重要，并且特别是在膜之间获得正确的匹配条件也很重要的复合多层膜中。

在本发明的模具中，模具的层的总数可以从二至二十一，并且侧进给层的数目对应地可以从一至十一。该侧进给层可以具有带有分叉进给通道的多个熔融材料入口，所述分叉进给通道根据使用的芯棒的类型以竖直、水平或锥形取向中的一个或更多个取向设置在其长度的部分或全部长度上。其余层可以具有中心进给或环形进给。

所述层的入口的数目可以在2至16之间。

这些类型的模具可以安装在向上吹塑的构型中或者向下吹塑的构型中。

对于供给芯棒的挤出机中的每个挤出机而言可以具有不同的材料，从而围绕薄膜和所得泡状物的圆周产生不同特性。

另外一种可能性是通过分别控制供给所述芯棒的每个挤出机的生产量来改善厚度公差，并以这种方式校正围绕泡状物圆周的偏差。这可以在具有熔体泵或不具有熔体泵的情况下执行，并且可以与厚度测量单元连接以用于在线厚度控制。

本发明包括一种利用如前限定的共挤出同心模具挤出多层热塑性膜的方法。根据该方法可以通过至少一层挤出的特别关注的材料包括聚酰胺或乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）或PVDC或含氟聚合物。用于该方法的特别关注的材料为热塑性聚氨酯（Thermoplastic Polyurethanes，TPU）或聚1-丁烯（Polybutene-1，PB-1）。

附图说明

附图中示出了根据现有技术和本发明的多层同心环形模具的实例，在附图中：

图1（现有技术）为五层同心环形挤出模具的现有技术设计的纵向截面；

图2（现有技术）为穿过相对小尺寸的常规侧进给共挤出模具的纵向截面；

图3（现有技术）为七层同心环形挤出模具的常规设计的纵向截面；

图4具有根据本发明的主要视图和第二视图，其中所述主要视图为具有中间挤出出口层（第三层）的熔体流动路径的五层同心环形共挤出模具的第一实施例的纵向截面，所述第二视图示出了穿过中间层的展开（developed）局部环形截面；

图5示出了围绕图4的共挤出模具的挤出机的布置的平面图；

图6类似于图4，但是示出了根据本发明的具有第五层即外层的熔体流动路径的另一共挤出模具和展开部分；

图7为类似于图5的但是示出了围绕七层挤出模具的挤出机的布置的平面图；

图8示出了关于图7的共挤出模具的对应的纵向截面和展开截面；

图9示出了关于图7的共挤出模具的对应的纵向截面和展开截面的另一实施方式；

图10示出了提供同心模具的外层的模块化板部分的俯视图；

图11A至图11F为相应的同心模具的一部分的局部横截面图以示出通道相对于模具部件的形状和位置；和

图12和图13分别以纵向截面图和平面图的形式示出了具有从相同挤出机进给的两个侧进给层的多层同心模具。

具体实施方式

在以下描述的实施例中，芯棒出口部直径示出为1800mm。然而，根据本发明的共挤出模具可以具有任意期望的出口部直径，但其特别适于1300mm至2500mm范围内的直径。所有部件的细节设计取决于最终的应用和所需的停留时间、压力以及其他流变学参数。

在以下的详细描述中，所提到的模具的所有数据（挤出机的尺寸、数目、总层数、作为进给多个入口的侧的层的数目、每层的入口数目、分叉数目、螺旋交叠数目、螺旋数目、径向端口的数目、端口的倾斜度、侧进给入口的倾斜度等）是指示性的并且仅为示例的目的。

在图4中，示出了第一同心共挤出模具的纵向截面以及中间层的展开的局部环形截面。共挤出模具1具有在其间限定了五个环形挤出层201至205的六个同心芯棒101至106，所述五个环形挤出层201至205的出口301至305进给环形出口部110。模具芯棒102、103支承在主模体10上，该主模体10的一部分形成了模具芯棒101，而如以下更详细描述的模具芯棒104、105、106支承在中心模块11上。

层201、202、204以及205具有常规的进给通道布置，其中每层的熔体穿过主模体10朝着模具的中心轴20分别遵循大致水平的入口路径401、402、404以及405（应当指出的是，因为截面的位置，在图4中没有示出入口路径402和404），并且所述路径中的每个路径随后均沿着进给通道501、502、504以及505（可以进行任意必要的弯曲以避免与其他层的熔体流流动路径冲突）朝上指向（如所示出的）。在相应的进给通道到达模具的中心时所处的进给通道的端部处，该进给通道分别分为从中心指向主模体10的周界的若干径向通道601、602、604以及605，对于每层而言典型地为16。图4中示出了用于每层的这些径向通道中的仅一个径向通道。径向通道的出口围绕主模体均匀地分布，从而通向相应芯棒的相应外圆周中。

径向通道601和径向通道602延伸至对应的层的相应芯棒，在此处它们进一步分叉成两个（未示出），并且每个这种分叉分别进给层的单个螺旋形出口通道701和702，使得每个径向通道供给两个螺旋形出口。螺旋形出口进给相应的环形通道801和802，相应的环形通道801和802转而进给如所示的延伸至环形模具出口部110的倾斜锥形出口通道901和902，在所述环形模具出口部110处，在操作中，膜的所有单个层在最终的环形挤出中汇聚在一起。在另一方面，通道604、605在其延伸至中心模块11时采取略微不同的形式，通道604、605在该点处转向以在进入相应的模具层204、205中之前位于与模具轴20大致平行。在其他方面，通道604、605的路径与径向通道601、602类似。在对应层的相应芯棒处，通道604、605进一步分叉成两个（未示出），并且每个这种分叉均分别进给层的单个螺旋形出口通道704和705，使得每个径向通道供给两个螺旋形出口。在替代性形式中，在芯棒内发生或不发生进一步分叉的情况下，通道604、605可以在中心模块11内分叉。螺旋形出口进给相应的环形通道804和805，相应的环形通道804和805转而进给如所示出的延伸至环形模具出口部110的倾斜锥形出口通道904和905，在所述环形模具出口部110处，操作中薄膜的所有单个层在最终的环形挤出中汇聚在一起。

然而，根据本发明，如图4中所指出的，层203从侧部穿过四个水平入口进给通道403（图4的截面图中仅示出了其中一个）进给，其中，水平入口进给通道403从模具的外周30穿过中心模块11直接延伸直至其到达与第三层或中间层203对应的芯棒103的外周表面时为止。在到达芯棒103的表面之后，每个进给通道403分叉三次（如图4的展开部分中示出的在403.1、403.2以及403.3处），使得基本上每个进给通道403进给八个子进给通道503，所述八个子进给通道503中的每个子进给通道转而进给层203的相应螺旋形出口703，因此对于层203而言总计具有32个。形成为单一环形部件的中心模块11与芯棒104、105、106的下部环形表面连接以支承它们并且还与芯棒103的外周表面接合并提供用于进给通道403的路线，该路线避免了芯棒104、105、106之间的复杂密封和/或登记（registration）的需求，所述复杂密封和/或注册使得进给通道必须直接穿过这些芯棒层中的每一层。中心模块11因此还有效地缩短了模具芯棒104至106。

图4的展开的局部环形截面图中指示了四个进给通道403中的单独一个进给通道的分叉分布。在下表2中，计算了模具的中间层的入口与相应的螺旋形出口的入口之前的最后分叉的进口403.3之间的长度。对于中间层或第三层而言其为940mm。该实施例可与图1的现有技术的模具进行比较，在图1的现有技术的模具的情况下，相同直径的模具的相同中间层的流动路径的长度计算为2803mm。如可以观察到的，在模具的根据现有技术进给的中心层的进给路径的长度为表1中指示的2803mm而根据本发明的相同路径的长度为940mm（如以下表2所示），总长度减小了66.4%。考虑到路径长度对停留时间和背压具有非常重要的影响，这种减小也将减小停留时间和背压，从而使得能够在模具（尤其是较大的模具）中使用热敏材料。

另外，在流动路径的分布截面中具有更小的压降使得在螺旋形出口通道701至705中能够（完全地或部分地）消耗更多可用的压力。这改善了厚度的均匀性。如果压力余量仅在螺旋形出口处被局部消耗或如果压力余量一点也没消耗，则模具入口处减小的背压将由于减小的压力还导致熔体温度的降低，这也是优点。

表1

图5示出了图4的用于五层吹塑膜线的同心模具挤出机的俯视图。在该实施方案中，五层线挤出模具1的中间层203具有来自四个小挤出机2的侧进给，而其余层201、202、204、205各自均被单一的较大挤出机3中心进给。

尽管图4和图5中示出了四个挤出机，一个挤出机对应于每个入口通道403，然而也可以使用其他数目的挤出机以进给挤出机的中心层或第三层203。例如，可以对应于入口进给通道403的数目使用两个或三个挤出机。

另外，任何层均可以为供给有任意期望数目的挤出机的侧进给，然而根据本发明多于一层（两层、三层等）也可以同时为进给侧。此外，挤出模具可以具有等于或多于两个的任意数目的层和任意的直径，特别地在大于1300mm。

在其他实施方案中，一个挤出机可以从模具的每侧进给多于一个的所述层。

图6中示出的根据本发明的另外的实施方案中，外层205通过穿过芯棒106的进给通道405’侧进给。在这种情况下，参照下表2，流动路径长度为874mm。如上表1中所示，用于根据现有技术的模具的相同层的流动路径的长度为2893mm，因此根据本发明的该实施例在长度方面减小了69.7%。

表2

图7中示出了根据本发明的另一个实施方案。在这种情况下，具有七层模具的俯视图。在这种模具中，层201、202、203、205、206、207均通过相应的挤出机3中心进给。层204通过四个更小的挤出机2侧进给。

图8示出了图7的1800mm的模具的纵向截面和展开截面的第一实施方案。根据本发明，熔体进给至层204通过四个入口404、入口通道404类似图4的入口通道403，穿过中心模块11直接至层204来实施。如参照下表3示出的计算的长度为1020mm。将此与对应的现有技术的模具设计的相同层进行比较，可以观察到如下表5中所示对于根据现有技术实施的模具设计而言对应的长度为2968mm。因此，根据本发明，获得减小了65.6%的长度。

表3

图9示出了图7的1800mm的模具的纵向截面和展开截面的另一实施方案。根据本发明，熔体进给至层204通过四个入口404直接穿过模具的主体10进入模具并随后在进入芯棒之前转向与模具轴20平行来实施。为了能够使平行部404’机械加工，从主模体10的下表面12钻孔并且随后用塞件封闭下部部分404’’。如参照下表4所示计算的长度为1320mm。将此与对应的现有技术的模具设计的相同层进行比较，可以观察到如下表5中所示对于根据现有技术实施的模具设计而言对应的长度为2968mm。因此，根据本发明，获得减小了55.5%的长度。在另外的实施方案（未示出）中，通道入口404的径向部分可以穿过管路而非穿过主模体10延伸至通道部404’’的底部。

表4

对于图3中所示出的现有技术设计的对应的七层中心进给同心模具（模具直径1800mm）而言，熔体流动路径中的每一个的长度在下表5中示出。

表5

将表3和表4与表5进行比较，可以推断对于外层G而言，也在长度方面明显减小了2165mm或70.1%。

如果期望，至图7、图8以及图9中示出的其他层的进给也可以以类似的方式实施。

对于已知的具有从单一入口和分叉进给通道侧进给的450mm的直径的五层同心芯棒模具（在图2中示出）的计算示出了用于中心层的流动路径长度为1141mm。这与图4的示出了940mm的流动路径长度的1800mm的模具形成对比，因此，甚至更小直径的现有技术同心模具具有比本发明的共挤出模具更长的流动路径。

在所有的实施方案中，分叉通道根据如图11A至图11F中通过实施例的方式示出的模具的构造和位置以竖直、水平或锥形取向中的一个或更多个取向设置在其长度的一部分或全部长度上。此外，给出的分叉通道BC可以在特定芯棒M的表面处整体定位在模具芯棒M中的一个的本体内（例如图11B、图11C以及图11F中观察到的）或者部分定位在模具的可以竖直、水平或锥形地定向的两个相邻芯棒M中的每一个芯棒内（例如图11A、图11D和图11E中观察的）。另外，可以实施通道的以上定位的组合，例如，分叉通道在其长度的一部分可以部分地定位在模具芯棒中的一个的本体内而其长度的不同的部分可以部分地定位在两个相邻芯棒中的每个芯棒内。根据需求任何这种组合均是可以的。另外，如图11A至图11F中所示，分叉通道可以具有不同的截面形状。进给通道的截面形状可以为环形、椭圆形或可以被机器加工的任意其他形状并且其长度可以改变。

根据本发明的同心模具的外层中可以具有一个或更多个模块化板模具部分。图10中示出了具有1800mm的模块化板6的这种设计。在该实施方案中，设置以与以上实施例类似的方式分叉的四个入口403，并且在这种情况下，至32个螺旋形出口通道703的端部的流动路径长度为1056mm。同样地，可以减小流动路径长度，与之前的实施例中所获得的类似。

应当指出的是，以上实施例和表中提到的所有的长度为指示性的并且其可以根据详细设计而改变。然而，在所有的情况下，根据本发明实施的模具的长度与具有同等大小和数目的层的现有技术的模具相比更短。

在图12中示出的另外的实施方案中，挤出机2中的一个或更多个可以设置成将熔体供给至多于一层。例如，其可以通过将挤出机2的出口部通道21分成两个出口部通道213、215来执行，其中，所述两个出口部通道213、215中的每一个连接至并供给不同的模具层207、204。在这种情况下，可以（但并非必须）使用用于流动至每个入口的精确控制的熔体泵22。为了进一步理解，图13示出了该布置的俯视平面图。

此外，一个单独入口例如405’可以设置成供给模具的多于一个层，例如204和205。

此外，分叉进给通道的出口部例如403.1和403.2或403.3可以设置成供给多于一层的螺旋形通道。

尽管本发明的各个实施例的附图表明入口通道的分叉主要在与模具的轴20垂直的平面中延伸，但是对于分叉分支而言可以在模具的轴向方向上至少部分地延伸，即，使得其大致平行于轴20或者与轴20成另外的角度。

下表6示出了现有技术的模具与类似尺寸的但其中中间层根据本发明实施的一个模具之间的压力和停留时间的比较。特别地，计算了用于现有技术的1800mm直径的7层同心中心进给共挤出模具设计的中间层的压力和停留时间。计算了用于三种不同材料的线性低密度聚乙烯（LLDPF）、聚酰胺（PA）以及乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）的这些压力和停留时间。另外，考虑了10-13秒^-1和10-15秒^-1两种水平的剪切率。重复用于1800mm直径的7层模具的相同运算，在7层模具中，中间层根据图8和图9中示出的实施方案实施为从四个入口侧进给。如表中所指示的，相比现有技术的中心进给模具，侧进给层中的压力和停留时间可以改善50%至60%。

表6

Carreau（卡罗）是已知的用于模拟熔体塑料的流变特性的流变模型。表的第一部分中示出的用于每层的“层百分比”为的材料的（预计）重量百分比。

此外，模拟表明可以在通过如从本发明提议的侧进给模具的四个（4）挤出机构造的1800mm的模具的中间层中运行EVOH，并且在根据原材料供应商建议的工艺条件（剪切应力、剪切率、停留时间等）的情况下实现将输出降至33kg/h。

Claims (19)

1.一种具有直径等于或大于1300mm的环形挤出出口并具有多个环形或锥形模具芯棒层的同心共挤出模具，每层包括一对相邻的环形或锥形模具芯棒，在此之间限定用于熔融热塑性材料从入口至所述环形挤出出口的流动路径，通过所述流动路径在使用中形成热塑性材料管状挤出物，通过多个环形层出口的挤出形成多层产品，所述同心共挤出模具的特征在于，

所述环形或锥形模具芯棒的至少一层具有围绕所述共挤出模具的外周间隔开设置的多个熔融材料入口，每个熔融材料入口均连接至进给通道，所述进给通道具有提供2ⁿ个子出口进给通道的多个分叉，其中n为分叉的数目，并且每个子出口进给通道均连接至对应的螺旋形出口通道。

2.根据权利要求1所述的同心共挤出模具，其中围绕所述共挤出模具外周设置的所述熔融材料入口经由各自的入口路径连接至对应的进给通道，所述入口路径穿过与至少一些所述芯棒分离开的所述模具的主体。

3.根据权利要求1所述的同心共挤出模具，其中围绕所述共挤出模具外周设置的所述熔融材料入口经由各自的入口路径连接至对应的进给通道，所述入口路径穿过与所述芯棒分离开并与所述模具的主体分离开的中心模块。

4.根据权利要求1所述的同心共挤出模具，所述同心共挤出模具具有多个所述层，每个所述层均具有围绕所述共挤出模具外周设置的多个熔融材料入口，每个入口均连接至具有多个分叉的进给通道。

5.根据权利要求4所述的同心共挤出模具，其中具有多个熔融材料入口的每个所述层均具有相同数目的入口。

6.根据权利要求4所述的同心共挤出模具，其中，一个或更多个所述层具有与所述层中的一个或更多个其他层不同数目的入口。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的同心共挤出模具，其中具有多个熔融材料入口的每个所述层中的分叉的数目在每个所述层中相同。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的同心共挤出模具，其中具有多个熔融材料入口的一个或更多个所述层的分叉的数目与所述层中的一个或更多个其他层的分叉的数目不同。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的同心共挤出模具，其中具有多个熔融材料入口的所述层或每个所述层具有分叉进给通道，所述分叉进给通道以竖直、水平或锥形取向中的一个或更多个取向设置在其长度的一部分或全部长度之上。

10.根据权利要求9所述的同心共挤出模具，其中所述分叉进给通道在所有所述层中的取向是相同的。

11.根据权利要求9所述的同心共挤出模具，其中一个或更多个所述层具有与所述层中的一个或更多个其他层取向不同的所述分叉进给通道。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的同心共挤出模具，还包括另外的层，所述另外的层包括模块化板，所述模块化板具有用于供给熔融聚合物的多个入口并且设置为提供所述挤出膜的外层。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的同心共挤出模具，还包括多个另外的层，所述多个另外的层中的每一个均包括模块化板，每个板均具有用于供给熔融聚合物的多个入口，所述板设置为提供所述挤出膜的外层。

14.一种同心共挤出模具系统，其具有根据权利要求1至13中任一项所述的同心共挤出模具以及对所述层或每个所述层供给熔融材料的多个热塑性材料挤出机。

15.根据权利要求14所述的同心共挤出模具系统，其中，每个挤出机供给所述模具的一层或更多层的一个或更多个入口。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的同心共挤出模具系统，其中所述挤出机的全部或一部分经由熔体泵连接至所述模具的所述入口。

17.一种利用根据前述权利要求中任一项所述的同心共挤出模具挤出多层热塑性膜的方法。

18.根据权利要求17所述的方法，其中通过所述至少一层挤出的材料包括聚酰胺或乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)或PVDC或含氟聚合物。

19.根据权利要求17所述的方法，其中通过所述至少一层挤出的材料包括热塑性聚氨酯(TPU)或聚1-丁烯(PB-1)。