聚合物共擠專利技術綜述

陸萬祥　王靜

摘 要：本文通過檢索、統(tǒng)計、分析國內(nèi)外聚合物共擠成型技術的專利申請文獻，從中獲取申請量趨勢、各分支技術發(fā)展趨勢、重要申請人信息，并通過具體案例介紹撰寫專利技術綜述報告對審查員在審查實踐中的意義。

關鍵詞：共擠成型；聚合物；專利技術

中圖分類號：TB33-18 文獻標識碼：A 文章編號：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)濟的發(fā)展，人們對聚合物產(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。改進上述不足的方式有多種，其中最重要的一個就是共擠成型工藝。聚合物共擠成型技術是指使用數(shù)臺擠出機分別供給不同的熔融料流，在一個復合機頭內(nèi)匯合共擠出得到多層復合制品的加工過程。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，在特性上進行互補，從而得到特殊要求的性能和外觀。

1 共擠成型技術的發(fā)展路線及共擠設備

1.1 發(fā)展路線

在專利申請方面，主要包括以下幾個技術方向，即薄膜共擠成型技術、管材共擠成型技術、型材/異型材共擠成型技術、板材/片材共擠成型技術以及電線、電纜、光纖、光纜共擠成型技術，特別是在異型材共擠成型技術方面，國內(nèi)的相關研究成果已達到國際先進水平。共擠成型技術的發(fā)展路線如圖1所示。

1.2 共擠設備

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

2 共擠成型領域重點專利技術介紹

2.1 薄膜共擠成型技術

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

相關專利有：CN1358618A，七層共擠抗卷曲復合薄膜的非對稱結構，根據(jù)力學平衡原理，利用同種或同類材料的相同特性，將七層不對稱結構共擠復合薄膜的第2、3、4層設計成平衡橋結構，以此抵消其他層之間由于結晶溫度不同而造成的應力不平衡，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)受的剪應力大于或等于40kPa。

2.2 管材共擠成型技術

多層共擠復合管材中比較典型的是鋁塑復合管和芯層發(fā)泡復合管。

相關專利有：CN102001183A，二次復合鋁塑軟管制管機及其制造復合鋁塑軟管的方法，通過在鋁塑復合軟管外表面上復合擠出軟管，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，在金屬管外設有塑料微發(fā)泡隔熱層，在塑料微發(fā)泡隔熱層外設有防老化外層保護層。

2.3 型材/異型材共擠成型技術

共擠出技術在異型材擠出上的應用主要分為兩類[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性能，相應增加的成本也較低[2]。

2.4 板材/片材共擠成型技術

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

相關專利有：CN101913241A，一種PVC發(fā)泡板制作機，通過增加和改造配置一些標準零部件，可實現(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、復合成品膜的形式，以注塑擠壓三層的方式，達到并超過了現(xiàn)有技術PVC發(fā)泡板的質(zhì)量水平；CN1807063A，共擠片材擠出設備，設有五個擠出機，并且設有分配器，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)整各層材料的復合比例。

2.5 電線、電纜、光纖、光纜共擠成型技術

電線、電纜共擠出的目的是除鑲?cè)爰訌娊睢⒙菪y等花紋或在制品外周表面進行全涂覆取得色別標志外，還可采用物理性能不同的材料對其進行多層共擠出包覆。同時，共擠復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擠出，然后在機頭中復合。塑料光纖共擠復合法的關鍵是擠出機的選擇、共擠模具的設計及冷卻裝置和牽引裝置的設計與選擇。

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

3 申請量分析

在確定了聚合物共擠出的技術領域定義后，在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）中以分類號和關鍵詞進行檢索，檢索對象限定在公開日在2004-2013年的發(fā)明和實用新型專利申請，并對檢索結果進行分析，如圖2所示。

從圖2可以看出，在共擠出成型技術中，型材/異型材、板材/片材、電線/電纜/光纖/光纜共擠成型技術的專利量相對較少，整體走勢上升中趨向平穩(wěn)，說明該技術已經(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的專利量相對較大，特別是2009年以后，其發(fā)展迅速，且整體走勢直接影響專利總量的走勢，這與近些年來國內(nèi)不斷出現(xiàn)的食品安全問題有關，因此急需提高各類食品包裝或保護膜的質(zhì)量，所以對于薄膜共擠成型技術的研究也得到飛速發(fā)展；而管材共擠成型技術的發(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)展狀態(tài)。

參考文獻：

[1]王強等.共擠技術在PVC-U發(fā)泡擠出中的應用[J].化學建材，2004（5）：31.

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