多層管及其制造方法
【專利說明】多層管及其制造方法
[0001 ]優(yōu)先權(quán)要求
[0002] 本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求2013年8月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/ 872，260、2013年8月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/872,368、以及2013年8月30日提交 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61 /872，183的優(yōu)先權(quán)，其中每一個(gè)通過引用明確地結(jié)合在此。
【背景技術(shù)】
[0003] 本披露涉及擠出材料，并且具體地涉及由聚合物材料制成的擠出材料。更具體地， 本披露涉及一種用于制造擠出材料的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本披露的一種器皿被配置成將一種產(chǎn)品保持在一個(gè)內(nèi)部區(qū)域內(nèi)。在說明性實(shí) 施例中，所述器皿是絕熱容器，如飲料杯。在說明性實(shí)施例中，所述器皿是容器，如香波瓶。
[0005] 在說明性實(shí)施例中，容器是在多層共擠出吹塑過程中由多層管形成的。所述多層 管包括內(nèi)聚合物層、與內(nèi)聚合物材料間隔開的外聚合物、以及位于內(nèi)聚合物層與外聚合物 層之間的中間多孔非芳香族聚合物材料。
[0006] 在說明性實(shí)施例中，中間多孔非芳香族聚合物層具有在約〇.Olg/cm3至約0.8g/cm3 范圍內(nèi)的密度。在說明性實(shí)施例中，中間多孔非芳香族聚合物層具有在約〇.3g/cm3至約 0.5g/cm3范圍內(nèi)的密度。在說明性實(shí)施例中，中間多孔非芳香族聚合物層具有在約0.3g/cm3 至約0 · 35g/cm3范圍內(nèi)的密度。
[0007] 在考慮對(duì)如目前認(rèn)為的執(zhí)行本披露的最佳模式進(jìn)行舉例說明的說明性實(shí)施例后， 本披露的另外的特征將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得清楚。
【附圖說明】
[0008] 詳細(xì)的說明具體地涉及附圖，在所述附圖中：
[0009] 圖1是用于制造根據(jù)本披露的多層管的根據(jù)本披露的共擠出系統(tǒng)的透視和圖解視 圖，示出了所述共擠出系統(tǒng)包括外層擠出機(jī)，所述外層擠出機(jī)被配置成接收外層配制品并 且提供外層型坯；內(nèi)層擠出機(jī)，所述內(nèi)層擠出機(jī)被配置成接收內(nèi)層配制品并且提供內(nèi)層型 坯;芯層擠出機(jī)，所述芯層擠出機(jī)被配置成接收芯層配制品并且提供芯層型坯；以及共擠出 模，所述共擠出模聯(lián)接到所述擠出機(jī)中的每個(gè)上以便接收相關(guān)型坯并且擠出所述內(nèi)層型 坯、芯層型坯以及外層型坯以便形成所述多層管；
[0010]圖2是根據(jù)本披露的共擠出過程的圖解視圖，示出了所述共擠出過程包括制備內(nèi) 層配制品的操作，擠出內(nèi)層型坯的操作，制備芯層配制品的的操作，擠出芯層型坯的操作， 制備外層配制品的操作，擠出外層型坯的操作，使所述內(nèi)層型坯、芯層型坯、以及外層型坯 對(duì)準(zhǔn)的操作，擠出多層管的操作，以及形成所述多層管的操作；
[0011]圖3是圖1的擠出模和多層管的放大局部透視圖，其中多層管的部分已剖開以便展 現(xiàn)所述多層管包括(從內(nèi)到外）內(nèi)層、芯層、以及外層；
[0012] 圖4是從圖3的圈出區(qū)域取得的放大視圖，示出了所述內(nèi)層是由相對(duì)高密度聚合物 材料制成的，所述芯層是由相對(duì)低密度絕熱多孔非芳香族聚合物材料制成的，并且所述外 層是由相對(duì)高密度聚合物材料制成的;并且
[0013] 圖5是示出了部件(從左上角開始順時(shí)針)石托、平臺(tái)、懸架支架、以及懸架隔離件 的未組裝的密度測(cè)定設(shè)備的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 根據(jù)本披露的多層管10是使用如圖1中所示的共擠出系統(tǒng)12通過如圖2中所示的 共擠出過程100形成的。多層管10包括外層14、與外層14間隔開的內(nèi)層16、以及位于所述外 層與所述內(nèi)層之間的芯層18。外層14和內(nèi)層16是由相對(duì)高密度聚合物材料制成的，而芯層 18是由相對(duì)低密度的絕熱多孔非芳香族聚合物材料制成的，如圖4中所示。芯層18被配置成 提供用于使多層管10的密度最小化的裝置，這樣使得在共擠出過程100期間使用的材料的 量最小化。在一個(gè)說明性實(shí)例中，多層管10可以用于形成多層容器。
[0015] 多層管10是由如圖1中說明性地示出且在圖2中圖解示出的共擠出過程100形成 的。共擠出過程100包括準(zhǔn)備階段102，其中將不同材料配制品提供到共擠出系統(tǒng)12;擠出階 段104,其中所述不同材料配制品通過共擠出系統(tǒng)12進(jìn)行加工以便提供相關(guān)型坯；以及共擠 出階段106,其中將所述不同型坯擠出以便提供多層管10,如圖1中所示且圖2中所示。
[0016] 在共擠出系統(tǒng)12上進(jìn)行共擠出過程100,如圖1中所示。共擠出系統(tǒng)12包括內(nèi)層擠 出機(jī)20、外層擠出機(jī)22、芯層擠出機(jī)24、以及共擠出模26，如圖1中所示。內(nèi)層擠出機(jī)20接收 相對(duì)高密度聚合物材料的內(nèi)層配制品28并且加工內(nèi)層配制品28以便將內(nèi)層型坯30提供到 共擠出模26,如圖1中所示且圖2中所示。外層擠出機(jī)22接收相對(duì)高密度聚合物材料的外層 配制品32并且加工外層配制品32以便將外層型坯34提供到共擠出模26,如圖1中所示且圖2 中所示。芯層擠出機(jī)24接收相對(duì)低密度的絕熱多孔非芳香族聚合物材料的芯層配制品36并 且加工芯層配制品36以便將芯層型坯38提供到共擠出模26,如圖1中所示且圖2中所示。共 擠出模26接收不同型坯30、34、38并且擠出多層管10，如圖1中所示。
[0017] 共擠出過程100以準(zhǔn)備階段102開始。準(zhǔn)備階段102包括準(zhǔn)備操作102A，其中制備內(nèi) 層配制品28并且將所述內(nèi)層配制品提供到內(nèi)層擠出機(jī)20,如圖1中所示且圖2中所示。準(zhǔn)備 階段102還包括另一個(gè)準(zhǔn)備操作102B，其中制備芯層配制品36并且將所述芯層配制品提供 到芯層擠出機(jī)24。準(zhǔn)備階段102進(jìn)一步包括另一個(gè)準(zhǔn)備操作102C，其中制備外層配制品32并 且將所述外層配制品提供到外層擠出機(jī)22。雖然在此論述了三種配制品，但是可以將更多 或多少配制品進(jìn)料到相關(guān)擠出機(jī)以便產(chǎn)生具有更多或更少層的多層管。
[0018] 共擠出過程100的擠出階段104在準(zhǔn)備階段102完成之后開始，如圖2中所示。擠出 階段104以擠出操作104A開始，其中內(nèi)層擠出機(jī)20加工內(nèi)層配制品28以便提供內(nèi)層型坯30， 如圖2中所示。擠出階段104進(jìn)一步包括另一個(gè)擠出操作104B，其中芯層擠出機(jī)24加工芯層 配制品36以便提供芯層型坯38,如圖2中所示。擠出階段104進(jìn)一步包括又另一個(gè)擠出操作 104C，其中外層擠出機(jī)22加工外層配制品32以便提供外層型坯34。雖然在此論述了三個(gè)擠 出機(jī)，但是更多或更少擠出機(jī)可以用于產(chǎn)生相關(guān)型坯以用于形成具有更多或更少層的多層 管。
[0019] 共擠出過程100的共擠出階段106在擠出階段104完成之后開始，如圖2中所示。共 擠出階段106以對(duì)準(zhǔn)操作106A開始，其中將內(nèi)層型坯30、外層型坯34、以及芯層型坯38從相 關(guān)擠出機(jī)20、22、24進(jìn)料到共擠出模26并且通過包括在共擠出模26中的上部加工工具 (upper too ling)對(duì)準(zhǔn)，這樣使得芯層型還38位于內(nèi)層型還30與外層型還34之間，如圖1中 所示。共擠出階段106然后進(jìn)行到擠出操作106B，其中所有三個(gè)型坯30、34、38通過包括在共 擠出模26中的下部加工工具（lower tooling)在同時(shí)共擠出，以便開始形成多層管10,如圖 1中所示且圖3中所示。當(dāng)已經(jīng)形成足夠長(zhǎng)度的多層管10時(shí)，共擠出階段106然后進(jìn)行至形成 操作106C。一旦形成操作106C完成，多層管10就準(zhǔn)備好用于隨后操作，如其中可以形成多層 容器的吹塑過程或其中可以形成多層薄片的開縫過程。關(guān)于涉及使用多層管形成多層容器 的方法的披露內(nèi)容，特此參考2013年8月30日提交且標(biāo)題為容器及其制造方法(CONTAINER AND PROCESS FOR MAKING SAME)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/872,183和2014年9月2日提交 且標(biāo)題為容器及其制造方法的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)朹___________，所述申請(qǐng)?zhí)卮送ㄟ^引用以其 全部?jī)?nèi)容結(jié)合在此。
[0020] 在準(zhǔn)備階段102的準(zhǔn)備操作102A過程中，制備內(nèi)層配制品28并且將所述內(nèi)層配制 品提供到內(nèi)層擠出機(jī)20，如圖1中所示。在一個(gè)實(shí)例中，內(nèi)層配制品28包含至少一種聚合物 材料。聚合物材料可以包含一種或多種基礎(chǔ)樹脂。在一個(gè)實(shí)例中，內(nèi)層配制品28包含相對(duì)高 密度聚合物材料。在又另一個(gè)實(shí)例中，內(nèi)層配制品28是FORMOLENE?HB5502F HDPE己烯 共聚物(購自臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份有限公司）。
[0021] 在另一個(gè)實(shí)例中，內(nèi)層配制品28包含相對(duì)高密度聚合物材料和著色劑。相對(duì)高密 度聚合物材料可以是FORMOLENE?HB5502F HDPE己烯共聚物(購自臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份 有限公司），并且著色劑可以是COLORTFJTH? I 1 9 3 3 - 1 9氧化鈦著色劑（購自 COLORTFX:H?，PPM公司）。
[0022]對(duì)于不同試驗(yàn)運(yùn)行，不同內(nèi)層配制品28通過內(nèi)層擠出機(jī)20。以下表1示出用于每個(gè) 試驗(yàn)運(yùn)行的內(nèi)層擠出機(jī)20的操作參數(shù)。用于內(nèi)層擠出機(jī)20中的每個(gè)螺桿可以使用直徑和L/ D比率來定義，其中"L"是螺桿的長(zhǎng)度且"D"是螺桿的直徑。
[0023] 表1.內(nèi)層擠出機(jī)操作參數(shù)
[0024]

[0026] *對(duì)于此試驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)不可獲得
[0027] 在準(zhǔn)備階段102的準(zhǔn)備操作102C過程中，制備外層配制品32并且將所述外層配制 品提供到外層擠出機(jī)22,如圖1中所示。在一個(gè)實(shí)例中，外層配制品32包含至少一種聚合物 材料。聚合物材料可以包含一種或多種基礎(chǔ)樹脂。在另一個(gè)實(shí)例中，外層配制品32包含相對(duì) 高密度聚合物材料。在又另一個(gè)實(shí)例中，內(nèi)層配制品28是FORMOLENE? HB5502F HDPE己 烯共聚物(購自臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份有限公司）。
[0028] 在另一個(gè)實(shí)例中，外層配制品32包含相對(duì)高密度聚合物材料和著色劑。相對(duì)高密 度聚合物材料可以是FORMOLENE?.HB5502F HDPE己烯共聚物(購自臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份 有限公司），并且著色劑可以是.(：01^01^它(3^@ 1 1 933-1 9氧化鈦著色劑（購自 COLORTECH?，PPM公司）。
[0029] 對(duì)于不同試驗(yàn)運(yùn)行，不同外層配制品32通過外層擠出機(jī)22。以下表2示出用于每個(gè) 試驗(yàn)運(yùn)行的外層擠出機(jī)22的操作參數(shù)。用于外層擠出機(jī)22中的每個(gè)螺桿可以使用直徑和L/ D比率來定義，其中"L"是螺桿的長(zhǎng)度且"D"是螺桿的直徑。
[0030] 表2.外層擠出機(jī)操作參數(shù)
[0031]

[0033] *對(duì)于此試驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)不可獲得
[0034] 在一些實(shí)例中，內(nèi)層配制品28和外層配制品32可以是相同的。在其他實(shí)例中，內(nèi)層 配制品28和外層配制品32可以是不同的。
[0035]在準(zhǔn)備階段102的準(zhǔn)備操作102B過程中，制備芯層配制品36并且將所述芯層配制 品提供到芯層擠出機(jī)24,如圖1中所示。芯層配制品36是絕熱多孔非芳香族聚合物材料。在 一個(gè)實(shí)例中，芯層配制品36包含聚乙烯基礎(chǔ)樹脂和一種或多種成孔劑。芯層配制品36使用 基于聚乙烯的配制品來在通過芯層擠出機(jī)24加工之后產(chǎn)生絕熱多孔非芳香族聚合物材料。 將芯層配制品36在芯層擠出機(jī)24中加熱，在所述芯層擠出機(jī)中將成孔劑引入到熔融芯層配 制品36M中，之后使所述材料從芯層擠出機(jī)24移動(dòng)到共擠出模26。隨著熔融芯層配制品36M 在內(nèi)層16與外層14之間離開共擠出模26,孔在所述熔融材料中成核并且所述材料膨脹以便 形成由絕熱多孔非芳香族聚合物材料制成的芯層18。
[0036]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，用于產(chǎn)生絕熱多孔非芳香族聚合物材料的芯層配制品36 包含至少一種聚合物材料。聚合物材料可以包含一種或多種基礎(chǔ)樹脂。在一個(gè)實(shí)例中，基礎(chǔ) 樹脂是高密度聚乙烯(HDPE)。在另一個(gè)實(shí)例中，基礎(chǔ)樹脂是單峰HDPE。在又另一個(gè)實(shí)例中， 基礎(chǔ)樹脂是單峰、高熔體強(qiáng)度HDPE。在再又另一個(gè)實(shí)例中，基礎(chǔ)樹脂是單峰、高熔體強(qiáng)度 HDPE，如 DOW?D0WLEX? IP 41HDPE(購自陶氏化學(xué)公司（The Dow Chemical Company))， 所述HDPE已進(jìn)行電子束改性以便提供長(zhǎng)鏈支化和約0.25g/10分鐘的熔融指數(shù)。單峰、高熔 體強(qiáng)度HDPE的另一個(gè)實(shí)例是EQUISTAR? AL.ATH0N? H5520HDPE共聚物（購自萊昂德 爾化學(xué)公司（Lyondell Chemical Company))，所述HDPE共聚物已進(jìn)行電子束改性以便具有 長(zhǎng)鏈支化和約〇 . 2 5 g / I 0分鐘的熔融指數(shù)。適合的單峰H D P E的另一個(gè)實(shí)例是 FORMOLENE? HB5502F HDPE己烯共聚物(購自臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份有限公司）。
[0037] 在某些示例性實(shí)施例中，芯層配制品36可以包含為HDPE的兩種基礎(chǔ)樹脂。芯層配 制品36的