[发明专利]多层吹塑中空制品的生产方法

说明书

本发明涉及吹塑的多层中空制品以及生产所述多层中空制品的共挤出吹塑成型方法，该制品由热塑性聚合物制成，并且特征在于具有特定的视觉效果。更特别地，本发明涉及多层中空制品以及生产所述多层中空制品的共挤出吹塑成型方法，其中至少一层是具有均匀厚度的连续层，并且至少一层是具有变化的厚度的不连续的或者不均匀的连续的层，其导致特定的表面图案和/或视觉色彩效果。

为了本发明的目的，吹塑的中空制品优选是容器，如瓶子。

热塑性中空制品的吹塑通常是通过吹塑经挤出的热塑性聚合物的型坯或者通过吹塑热塑性聚合物预成型体而进行，后者通常是由热塑性聚合物的注射模塑。在模腔内部接收热的热塑性聚合物型坯或者加热的预成型体，在那里压力气体为中空制品的吹塑提供模腔的形状。

挤出技术对热塑性聚合物工程方面的技术人员来说是众所周知的。塑化的热塑性聚合物(即加热到它们可以流向模具的程度的聚合物)通常在塑化挤出机中形成，其中聚合物粒料熔化同时被螺杆传送和转向通过伸长的圆筒。

在特定树脂所特有的温度下降商业可得的热塑性树脂挤出。为了保持树脂的性质，挤出期间的流动温度必须在预先确定的树脂的熔体流动温度范围内。当加热树脂到略微高于熔体流动温度时，树脂的性质可能降低。

特别地，共挤出吹塑是常规实践的两步骤的方法，该方法在于通过由至少两个挤出机连续共挤出至少两种经塑化的聚合物初始形成多层的管状型坯。通常，对于每层使用单独的挤出机。这些挤出机迫使经塑化的聚合物进入具有对每层而言的一个同轴通道的模头。在模头中的各个通道具有自己的进口、自己的型坯头以及自己的排出孔，使得多个同轴的聚合物管在模头中结合，并且具有多个同轴的聚合物层的最终管状型坯从多通道模头的最终排出孔或者最终的挤出模头挤出。

US 5 840 232在图2中公开了用于共挤吹塑以共挤三层型坯的多层模头。在内环形通道内形成第一管层，然后在进一步下游处在中间环形通道内形成第二管层并从它的排出孔挤出，并由此与第一管层结合或者排列到第一管层上，然后在更远的下游，在外环形通道内形成第三管层并从它的排出孔挤出，并由此作为第三层与由第一和第二层组成的通过管层结合或者排列到其上。最终，将该管状三层型坯通过最后的挤出孔挤出，所述最后的挤出孔即模头最后的模间隙，由销钉和套管构成。在US 5 840 232的图2中显示汇集型模间隙。

与US 5 840 232(其中各个同轴通道的排出孔以彼此之间一定的间距顺序地相继位于物流的方向)相反，US 2003/0077347A1公开了用于生产三层管状型坯的多层模头，其中三个通道的三个排出孔空间上彼此非常接近，因此最小化了距离，在该距离上三层中仅两层已经连带地挤出，三层中的一层仍然缺失。

在多层模头中，用于每种树脂流的每个通道在其开端处(即位于其进口处)已安置有单独的型坯头，来自挤出机的聚合物流进料到其中。型坯头可以通过它们由固体熔融料束形成管的方式来区分。型坯头的三种基本设计是已知的：蜘蛛头(spider head)、芯轴头(mandrel head)和螺旋头(spiral head)。

在蜘蛛头(也称为中心进料头)中，核心部分(所谓的过滤器(strainer))被小的臂(蜘蛛)约束在位置上。

在芯轴头(或者鱼雷头，“心形曲线头”，或者心形头)中，固体核心部分(鱼雷)整合到头的基本结构中。这些头也称为侧向进料头(side-fed head)。固体熔融料束被分成两半，两者走过半途绕着鱼雷在相对侧相遇。同时一定量的熔体向下流通过狭窄的间隙。

螺旋头是以数个螺旋槽为特征的侧向进料头。这些流动通道的深度降低，这样越来越多的材料流过圆角(fillet)。

型坯头以这样的方式构造，以确保管中的流入聚合物会转入在各个通道中的垂向流动，并形成具有一致的周壁厚度分布的圆形地完全闭合的管。为了改进该功能，这三个基本类型的各种变型在文献中是已知的。因此，多层型坯中的各层是圆形完全闭合的管或者层；由此确保即使在吹塑中空制品中各层又是圆形完全闭合的。这是中空制品吹塑中的先决条件。

挤出之后，将型坯置于打开的模具的两半之间。通过关闭模具，将型坯夹在模具的两半之间。然后通过向夹住的型坯内部注入气体即空气，使型坯鼓起，由此随着它被压靠在模腔的壁上，型坯膨胀到模具内部的形状，形成多层容器。一旦型坯已经呈现容器模具的形状，则吹塑步骤完成，打开模具并从模具移去容器用于进一步的加工。