聚合物共擠專利技術(shù)綜述

陸萬祥　王靜

摘 要：本文通過檢索、統(tǒng)計(jì)、分析國(guó)內(nèi)外聚合物共擠成型技術(shù)的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)，從中獲取申請(qǐng)量趨勢(shì)、各分支技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、重要申請(qǐng)人信息，并通過具體案例介紹撰寫專利技術(shù)綜述報(bào)告對(duì)審查員在審查實(shí)踐中的意義。

關(guān)鍵詞：共擠成型；聚合物；專利技術(shù)

中圖分類號(hào)：TB33-18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2017）06-0144-02

Review on the Patent Technology of Polymer Coextrusion

Lu Wanxiang Wang Jing

（Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office，SIPO，Suzhou Jiangsu 215011）

Abstract： In this paper， we obtained the trend of the application， the trend of the development of the branched technology and the important applicant information through searching， statistics and analysis of domestic and abroad polymer co-extrusion technology patent application literature， at the same time.

Keywords： co-extrusion；polymer；patent technology

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)聚合物產(chǎn)品性能要求不斷提高，單一材料的制品已不能滿足產(chǎn)品的使用性能及某些特性上、外觀上的特殊要求。改進(jìn)上述不足的方式有多種，其中最重要的一個(gè)就是共擠成型工藝。聚合物共擠成型技術(shù)是指使用數(shù)臺(tái)擠出機(jī)分別供給不同的熔融料流，在一個(gè)復(fù)合機(jī)頭內(nèi)匯合共擠出得到多層復(fù)合制品的加工過程。它能夠使多層具有不同特性的物料在擠出過程中彼此復(fù)合在一起，使制品兼具幾種不同材料的優(yōu)良特性，在特性上進(jìn)行互補(bǔ)，從而得到特殊要求的性能和外觀。

1 共擠成型技術(shù)的發(fā)展路線及共擠設(shè)備

1.1 發(fā)展路線

在專利申請(qǐng)方面，主要包括以下幾個(gè)技術(shù)方向，即薄膜共擠成型技術(shù)、管材共擠成型技術(shù)、型材/異型材共擠成型技術(shù)、板材/片材共擠成型技術(shù)以及電線、電纜、光纖、光纜共擠成型技術(shù)，特別是在異型材共擠成型技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究成果已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。共擠成型技術(shù)的發(fā)展路線如圖1所示。

1.2 共擠設(shè)備

一般而言，一臺(tái)多層共擠設(shè)備包括擠出機(jī)、吹塑機(jī)頭、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及其他后續(xù)加工工序部件。

2 共擠成型領(lǐng)域重點(diǎn)專利技術(shù)介紹

2.1 薄膜共擠成型技術(shù)

薄膜是用量最大的包裝制品，其中，塑料多層復(fù)合膜是最重要和最有代表性的產(chǎn)品。

相關(guān)專利有：CN1358618A，七層共擠抗卷曲復(fù)合薄膜的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，根據(jù)力學(xué)平衡原理，利用同種或同類材料的相同特性，將七層不對(duì)稱結(jié)構(gòu)共擠復(fù)合薄膜的第2、3、4層設(shè)計(jì)成平衡橋結(jié)構(gòu)，以此抵消其他層之間由于結(jié)晶溫度不同而造成的應(yīng)力不平衡，從而克服薄膜發(fā)生卷曲的現(xiàn)象；US2007045893A1，多層熱塑性膜及制備方法，共擠出包含第一聚碳酸酯組合物的第一層，包含第二聚碳酸酯組合物的第二層，該第二聚碳酸酯組合物含有聚碳酸酯和視覺效果填料，其中第二聚碳酸酯組合物在共擠出期間經(jīng)受的剪應(yīng)力大于或等于40kPa。

2.2 管材共擠成型技術(shù)

多層共擠復(fù)合管材中比較典型的是鋁塑復(fù)合管和芯層發(fā)泡復(fù)合管。

相關(guān)專利有：CN102001183A，二次復(fù)合鋁塑軟管制管機(jī)及其制造復(fù)合鋁塑軟管的方法，通過在鋁塑復(fù)合軟管外表面上復(fù)合擠出軟管，使軟管外表面無焊接接縫，外形更美觀；兩種材料軟管的復(fù)合，增加了軟管的防滲透性；CN1537713A，塑覆微發(fā)泡隔熱保溫金屬管的制造方法，在金屬管外設(shè)有塑料微發(fā)泡隔熱層，在塑料微發(fā)泡隔熱層外設(shè)有防老化外層保護(hù)層。

2.3 型材/異型材共擠成型技術(shù)

共擠出技術(shù)在異型材擠出上的應(yīng)用主要分為兩類[1]：①改善異型材的外觀質(zhì)量；②增加功能。

按共擠材料的特性，塑料異型材的共擠出技術(shù)分為4種：軟硬共擠出、芯部發(fā)泡共擠出、廢料共擠出及雙色共擠出。塑料異型材雙色共擠出技術(shù)是近幾年來新興的塑料門窗異型材成型工藝，該異型材的主型材既可以是PVC，也可以是其他材料，由于彩色塑料共擠層很薄，基本不影響異型材的力學(xué)性能，相應(yīng)增加的成本也較低[2]。

2.4 板材/片材共擠成型技術(shù)

近年來，共擠復(fù)合板的發(fā)展也很迅速，尤其是在歐美、日本的發(fā)展更為迅速。

相關(guān)專利有：CN101913241A，一種PVC發(fā)泡板制作機(jī)，通過增加和改造配置一些標(biāo)準(zhǔn)零部件，可實(shí)現(xiàn)、改變目前PVC發(fā)泡的加工方式，取消了加工中上下兩層擠壓、復(fù)合成品膜的形式，以注塑擠壓三層的方式，達(dá)到并超過了現(xiàn)有技術(shù)PVC發(fā)泡板的質(zhì)量水平；CN1807063A，共擠片材擠出設(shè)備，設(shè)有五個(gè)擠出機(jī)，并且設(shè)有分配器，生產(chǎn)出來的片材的五層材料可以采用五種不同的材料，并且可以按造需求調(diào)整各層材料的復(fù)合比例。

2.5 電線、電纜、光纖、光纜共擠成型技術(shù)

電線、電纜共擠出的目的是除鑲?cè)爰訌?qiáng)筋、螺旋紋等花紋或在制品外周表面進(jìn)行全涂覆取得色別標(biāo)志外，還可采用物理性能不同的材料對(duì)其進(jìn)行多層共擠出包覆。同時(shí)，共擠復(fù)合法已成為光纖成型的主要方法，芯材和皮材分別由不同的擠出機(jī)擠出，然后在機(jī)頭中復(fù)合。塑料光纖共擠復(fù)合法的關(guān)鍵是擠出機(jī)的選擇、共擠模具的設(shè)計(jì)及冷卻裝置和牽引裝置的設(shè)計(jì)與選擇。

相關(guān)專利有：CN102114708A，連續(xù)化制備折射率沿徑向漸變的有機(jī)聚合物光導(dǎo)纖維的方法及裝置，將n種具有不同折射率的透明有機(jī)聚合物材料分別置于n臺(tái)各自的螺桿擠出機(jī)中加熱熔融后，分別通過各自的螺桿擠出機(jī)和在螺桿擠出機(jī)出口處安裝的有機(jī)聚合物熔體齒輪泵，由各自的有機(jī)聚合物熔體齒輪泵的出口分別進(jìn)入一具有n層同芯環(huán)形的共擠模頭的各層的進(jìn)口，并分別由具有n層同芯環(huán)形的共擠模頭的各自出口同步擠出，經(jīng)共擠模頭的機(jī)頭出口后，形成多層同心的圓棒，并經(jīng)牽引設(shè)備拉伸，得到同心圓柱體結(jié)構(gòu)的具有n層折射率沿徑向漸變的有機(jī)聚合物光導(dǎo)纖維；EP2711934A1，用于電纜的硅多層絕緣體，每種組合物使用一個(gè)擠壓機(jī)將所述組合物擠出，以便流動(dòng)，直到所述組合物聚集在其中的相同擠壓頭共同被擠出。

3 申請(qǐng)量分析

在確定了聚合物共擠出的技術(shù)領(lǐng)域定義后，在中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）中以分類號(hào)和關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，檢索對(duì)象限定在公開日在2004-2013年的發(fā)明和實(shí)用新型專利申請(qǐng)，并對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行分析，如圖2所示。

從圖2可以看出，在共擠出成型技術(shù)中，型材/異型材、板材/片材、電線/電纜/光纖/光纜共擠成型技術(shù)的專利量相對(duì)較少，整體走勢(shì)上升中趨向平穩(wěn)，說明該技術(shù)已經(jīng)處于成熟期或者存在某種不足而沒有繼續(xù)發(fā)展。而薄膜共擠成型技術(shù)的專利量相對(duì)較大，特別是2009年以后，其發(fā)展迅速，且整體走勢(shì)直接影響專利總量的走勢(shì)，這與近些年來國(guó)內(nèi)不斷出現(xiàn)的食品安全問題有關(guān)，因此急需提高各類食品包裝或保護(hù)膜的質(zhì)量，所以對(duì)于薄膜共擠成型技術(shù)的研究也得到飛速發(fā)展；而管材共擠成型技術(shù)的發(fā)展介于兩者之間，除了2010-2011年有較大增速外，基本處于穩(wěn)步發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王強(qiáng)等.共擠技術(shù)在PVC-U發(fā)泡擠出中的應(yīng)用[J].化學(xué)建材，2004（5）：31.

[2]王福彪.塑料異型材雙色共擠出技術(shù)[J].工程塑料應(yīng)用，2004（3）：35.