專利名稱：一種多層材料制備裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種復合材料加工技術，更具體地說，是涉及一種通過 分割層疊材料方法制備多層復合材料的裝置。
背景技術：
現(xiàn)實當中許多材料或者物體具有多層結構，它是由許多層堆疊起來形成。 具有多層結構的材料或者物體包括功能性材料、動物的骨頭、食品等多種。 該食品，例如多層蛋糕、餅干等，采用多層結構可增加美觀、口味，減少成 本等。該功能性材料，例如多層聚合物材料、含金屬或者半導體等組分的電 子材料，尤其是聚合物復合材料，研究發(fā)現(xiàn)多層復合結構能使得材料在力學 性能、光學性能、阻隔性能、導電性能等方面具有獨特的優(yōu)點，它已經(jīng)在光 學薄膜、裝飾材料、阻隔材料等方面取得了商業(yè)化應用。因此，多層材料制 備技術以及裝置在許多國家得到越來越多的重視。目前制備多層材料的技術 主要包括多層共擠出、層壓成型、旋涂、噴涂、逐層組裝等多種。不同技術
的側重點不同，所適用的材料也不盡相同，例如 一般情況下層壓成型、旋 涂、噴涂、逐層組裝等能夠對多層結構，特別是不同層、不同材料時，進行 多樣性調(diào)節(jié)； 一般情況下多層共擠出技術適合大M^莫的工業(yè)化生產(chǎn)。當然， 一些材料也可以采用多種方法進行制備，但同樣的材料產(chǎn)品用不同的方法加 工，性能也會有不同。
早期的多層共擠出， 一般采用供料頭技術， 一個供料頭含有許多個料流 通道， 一個通道控制一層物料，將幾種材料共擠出形成多層復合材料。該技 術存在有如下的不足1、擠出材料的層數(shù)有限；2、擠出裝置結構復雜，擠出工藝不易掌控。
針對上述不足，有人提出了一些特殊共擠出裝置的解決方案，如美國專
利US3051453、 US3565985、 US3645837、 US6905324等、中國專利CN1511694 等。該解決方案雖然能使制備多層結構材料更加簡單可行，但是現(xiàn)有的裝置 也存在有如下的不足結構單一，不容易對層數(shù)以及層厚度進行多樣化、簡 易化調(diào)控。
實用新型內(nèi)容
本實用新型提供一種多層材料制備裝置，其克服了背景技術的共擠出裝 置所存在的不容易對層數(shù)、層厚度進行多樣化、簡易化調(diào)控的不足。
本實用新型解決其技術問題所釆用的技術方案是
一種多層材料制備裝置，它包括至少兩個枝狀模塊，該些個枝狀模塊以 多級樹枝狀連接組合在一起；該每一個枝狀模塊都包括至少兩個分枝才莫塊和 一個作為結點連接匯合該至少兩個分枝模塊的供料頭；該最上游的分枝模塊 包括一進料器；該些個分枝模塊中至少有一個分枝模塊包括一個層倍增部， 該層倍增部由一個或者多個相同或者不相同的層倍增器在三維空間上排列組 合而成。
本實用新型的一較佳實施例中，該層倍增器包括至少兩個分支料流通道， 該分支料流通道具有分流入口和分流出口 ，該些分流入口沿料流層寬度方向 排布，該些分流出口沿料流層高度方向排布，該每相鄰的兩分流入口之間都 設有分割片。
本實用新型的一較佳實施例中，該些層倍增器還包括一在分支料流通道 匯合的同時開始進行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整并結束于層倍增器內(nèi)的匯合主料
流通道o本實用新型的一較佳實施例中，該些層倍增器還包括一在分支料流通道 匯合的同時開始進行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整至層倍增器出口結束的匯合主料 流通道。
本實用新型的一較佳實施例中，該些層倍增器還包括重新堆疊后同時進 行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整并匯合于層倍增器內(nèi)的分支料流通道，以及一不再 進行橫截面調(diào)整的匯合主料流通道。
本實用新型的一較佳實施例中，該些層倍增器還包括重新堆疊后同時進 行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整并匯合于層倍增器出口的分支料流通道。
本實用新型的一較佳實施例中，該分支料流通道的橫斜面從分流入口至 分流出口逐漸調(diào)整，其中，該些分流道中任意一處的橫截面面積與其分流入
口相比在50% - 200%。
本實用新型的一較佳實施例中，該供料頭中分支料流通道匯合前其數(shù)量 不少于進料料流數(shù)量，即該供料頭可以是簡單的分支料流通道數(shù)量與進料料 流數(shù)量相等的裝置或者是具有分流分支料流通道而具有增層能力的裝置。 本實用新型的一較佳實施例中，該供料頭具有固定的料流通道。 本實用新型的一較佳實施例中，該供料頭具有大小可調(diào)的料流通道。 本技術方案與背景技術相比它可以隨意組合、操作方便，能夠對復合 材料，特別是多層復合材料的層數(shù)、層厚度、層厚度比以及其他結構進行多 樣化調(diào)控。它可以簡單地進行模塊化組合，適用于任何適合擠出加工的材料， 通過調(diào)整或者選擇進料的種類和數(shù)量，各進料料流的流速，供料頭的進料通 道的數(shù)量和大小，層倍增部中層倍增器的種類、數(shù)量以及放置方式，模塊組 合的級數(shù)、擠出頭口模的大小和形狀等，可以生產(chǎn)制備不同層數(shù)、不同層厚 度、不同層厚度比、不同結構的多層復合材料或者其他類層狀材料。它能夠連接多種進料器，能夠復合多個材料層。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖l是本實用新型的一個典型樹枝狀裝置結構示意圖。
圖2是本實用新型的另一個典型樹枝狀裝置結構示意圖 圖3是本實用新型的第三個典型樹枝狀裝置結構示意圖 圖4 - 1是本實用新型的一種具有三個分支料流通道的供料頭的一種結構
的剖面俯;f見示意圖。
圖4 - 2是本實用新型的一種具有三個分支料流通道的供料頭的一種結構
的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D。
圖5 - l是本實用新型的另一種具有三個分支料流通道的供料頭的一種結
構的剖面俯視示意圖。
圖5 - 2是本實用新型的另一種具有三個分支料流通道的供料頭的一種結
構的剖面?zhèn)萟f見示意圖。
圖6是本實用新型的層倍增器的不同分支料流通道在調(diào)向時在高度方向
重新堆疊的兩種不同順序示意圖。
圖7是本實用新型的一種雙重層倍增器的一種結構的示意圖。 圖8是本實用新型的一種三重層倍增器的一種結構的示意圖。 圖9是本實用新型的一種由一個雙重和一個三重層倍增器組合成的層倍
增器組合的示意圖。
圖IO是本實用新型的一股二元料流在被用圖9所示的層倍增器組進行加
工時料流橫截面結構在不同步驟的示意圖。


圖11-1是本實用新型的第一種層倍增器的連接排列組合方式示意圖。圖n-2是本實用新型的第二種層倍增器的連接排列組合方式示意圖。 圖ii-3是本實用新型的第三種層倍增器的連接排列組合方式示意圖。
圖ll-4是本實用新型的第四種層倍增器的連接排列組合方式示意圖。
圖11-5是本實用新型的第五種層倍增器的連接排列組合方式示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供的用于生產(chǎn)制備多層復合材料的一種多層材料制備裝 置，它包括至少兩個枝狀模塊，該些個枝狀模塊以多級樹枝狀連接組合在一 起。該每一個枝狀模塊都包括至少兩個分枝模塊和一個作為結點連接匯合該 至少兩個分枝模塊的供料頭。該最上游的分枝;漠塊包括一進料器；該些個分 枝模塊中至少有一個分枝模塊包括一個層倍增部。該供料頭用于層疊、匯合 兩股或者兩股以上相同或者不相同的料流，并在一定條件下進行料流橫截面 調(diào)整， 一般情況下向下游模塊輸送層狀料流。其中， 一級分枝模塊連接匯合 于一級供料頭，二級分枝模塊連接匯合于二級供料頭，……同理n級分枝模 塊連接匯合于n級供料頭。除了層倍增部外，其他模塊還包括但不僅限于進 料器模塊、計量泵模塊、供料頭模塊、分流器模塊、擠出頭模塊等其中的一 種或者多種。各個模塊都可隨意拆卸更換等。各個模塊分管不同的功能。例 如進料器用于對下游模塊提供物料，并且一般具有對物料進行推進和混合 的功能；計量泵用于計量進料，連接進料器以及下游模塊；分流器用于在一 定條件下將料流分割成兩個或者兩個以上分支料流，以便進入下游模塊如計 量泵、供料頭、層倍增部(器)或者擠出頭等的特定入口；該層倍增部由一 個或者多個相同或者不相同的層倍增器在三維空間上排列組合而成，用于對 物料料流進行層倍增操作。
圖1為本實用新型的一個典型的多層材料制備裝置，它包括三個一級枝狀模塊111、 112、 113， 一個二級枝狀模塊121和一個擠出頭26。該一級枝 狀模塊包括三個一級分枝模塊和一個連接該三個一級分枝模塊的一級供料 頭，該一級分枝模塊包括一個進料器和一個計量泵。圖中的九臺進料器l、 2、 3、 9、 10、 11、 17、 18、 19分別與九臺計量泵4、 5、 6、 12、 13、 14、 20、 21、 22相連構成九個一級分枝模塊，圖中的三個供料頭7、 15、 23構成三個 一級供料頭。該計量泵4、 5、 6與下游的一級供料頭7相連，該計量泵12、 13、 14與下游的一級供料頭15相連，該計量泵20、 21、 22與下游的一級供 料頭23相連。該二級枝狀4莫塊包括三個二級分枝模塊和一個連接該三個二級 分枝模塊的二級供料頭25。該二級分枝模塊為層倍增部8、 16、 24及其分別 與其相連的三個上游一級枝狀才莫塊111、 112和113。該層倍增部8上游連接 一級供料頭7，該層倍增部16上游連接一級供料頭15，該層倍增部24上游 連接一級供料頭23，該層倍增部8下游、層倍增部16下游和層倍增部24下 游連接在二級供料頭25。該擠出頭26連接二級供料頭25下游。
圖2為本實用新型的另一個典型的多層材料制備裝置，它包括一個一級 枝狀模塊211、 一個二級枝狀模塊221和一個擠出頭40。該一級枝狀模塊211 包括三個一級分枝模塊和一個連接該三個一級分枝纟莫塊的一級供料頭33。該 一級分枝4莫塊包括一個進料器和一個計量泵。圖中的三臺進料器27、 28、 29 分別與三臺計量泵30、 31、 32相連構成三個一級分沖支才莫塊。該計量泵30、 31、 32與下游的一級供料頭33相連。該二級枝狀模塊包括三個二級分枝模塊和一 個連接該三個二級分枝模塊的二級供料頭39。該第一個二級分枝模塊為層倍 增部34及其與其相連的上游一級枝狀模塊211，該第二個二級分枝模塊包括 一個進料器35和一個計量泵36，該第三個二級分枝模塊包括一個進料器37 和一個計量泵38。該層倍增部34上游連接一級供料頭33，該層倍增部34下游、計量泵36下游、計量泵38下游連接二級供料頭39。該擠出頭40連接二 級供料頭39。
圖3是本實用新型的第三個典型的多層材料制備裝置，其與第二個實例 不同之處在于該二級供料頭39下游連接了一個層倍增部54，該層倍增部 54再與下游的擠出頭55相連。
由上述的三個實例可以看出，進料器就是樹枝狀裝置的樹梢，層倍增部 是主樹干或者分支樹干，而樹根一般就是擠出頭。進行擠出操作時，料流由 樹梢流向樹才艮。
除了以上所描述的三個典型例子外，對于模塊連接組合方式還有許多種 選擇。例如，如果有必要而且條件允許，可以不斷增加分枝(枝狀模塊)的 級數(shù)；可以調(diào)整各級分枝的數(shù)量；可以調(diào)整不同分枝特別是高級分枝中的模 塊組合，特別是種類、數(shù)量以及連接方式等；可以調(diào)整各分枝之間的異同以 及空間放置方式等等。除了以上列出的模塊類別外，還可以選擇引入分流器
際情況進行合理的模塊選擇和裝置組合，搭建最佳的多層材料擠出裝置。
各個模塊可以直接相連也可以通過連接器等相連，各模塊都可隨意拆卸 更換等。各個模塊分管不同的功能。上游模塊的出口輪廓、大小以及取向較 優(yōu)選地是與與之最近相連的下游模塊相應的入口相同，當不相同時可以采用 連接器等連接。
以下通過對各模塊進行說明，以便令本實用新型的結構和功能更加清晰 明了。
進料器用于對下游模塊提供物料，即為喂料裝置。 一般情況下，進料器 可以對物料提供部分或者全部推進力，當沒有其他提供推力的裝置存在的情況下進料器必須提供足夠的推力將物料輸送到并順利通過層倍增部等下游模 塊。當整套擠出裝置比較長，特別是當層倍增部中有許多層倍增器單元并且 層倍增器單元結構比較復雜的時候，可能擠出裝置內(nèi)的壓力會非常高，需要 合適的推進力才能順利擠出。進料器與其他裝置模塊的連接可以通過合適的 連接器、管道等進行。進料器可以是有混合功能也可以是沒有混合功能的， 比如多螺桿擠出機、雙螺桿擠出機和單螺桿擠出機都具有混合和提供推力的
功能，多螺桿和雙螺桿擠出機的混合效果比單螺桿相對較好；注射機可以提 供推力，但一般不能進行混合操作；如果僅僅是帶攪拌器的料筒或者是普通 料斗，那么其所能提供的最大推力就是物料本身的重力，所以必須與流體泵 組合使用。其他合適的裝置設備也可以被采用，在該領域經(jīng)驗豐富的技術人 員可以很容易地進行選擇使用。每一臺進料器輸送一個物料組成，該組成中 可包含一種或者多種材料。當具有兩臺或者兩臺以上進料器時，各進料器可 以是相同的或者是不相同的，取決于物料組成的性質(zhì)以及操作方便的需要； 各進料器中的物料組成可以是相同的也可以是不相同的；例如當有三臺進料 器時，可以是一臺單螺桿擠出機、 一臺雙螺桿擠出機、 一臺注射機，三臺中 的物料組成可以都相同也可以都不相同也可以任意兩臺中的相同。
計量泵是可選模塊，較優(yōu)選地是選用此裝置。計量泵一般是具有提供推 進力功能并具有調(diào)整料流流速功能的流體泵。計量泵一般用于將一臺或者多 臺進料器，與下游裝置例如供料頭、分流器或者層倍增部連接起來，提供控 制料流^i4和流動均勾性的作用。
供料頭用于將兩股或者兩股以上相同或者不相同的物料料流以分開的或 者匯合的層狀料流輸送到下游裝置^f莫塊，特別是層倍增部，進行層倍增操作。 供料頭可以是簡單的能連接匯合上游模塊并向下游模塊提供層狀料流的裝置，這種供料頭一般是每一個分支料流通道用于接受并輸送一股進料料流，
即入口數(shù)量與進料料流數(shù)量相等；也可以是比較復雜的能夠將進料料流處理 成層數(shù)比進料料流數(shù)量更多的層狀料流的多層共擠出供料頭或者多歧道模 頭，這種供料頭一般類似于簡單供料頭與連接在其上游的分流器的組合。供 料頭中的料流通道，包括分支料流通道和主料流通道(用于通過匯合后的料 流的通道)，可以是固定的或者可以調(diào)整的。固定的料流通道不能人為調(diào)整通 道數(shù)量、走向、大小以及橫截面輪廓；可調(diào)整的料流通道可以調(diào)整其數(shù)量、 走向、大小以及橫截面輪廓。固定的料流通道具有擠出穩(wěn)定的優(yōu)點，可調(diào)整 的料流通道具有多樣性的優(yōu)點。這些不同的供料頭或者多歧道模頭已經(jīng)比較 常見，例如參見美國專利US37738882、 US3884606、 US4144011， US3743459、 US4533308、 US4152387、 US6767492、 US6783349，以及歐洲專利EP0299736 和中國專利CN1292746A和CN1511694A等。不管供料頭內(nèi)的通道是否可以調(diào) 整，供料頭作為一個模塊可以隨意更換。在構建本實用新型的多層擠出裝置 時，可以根據(jù)需要選擇、改進已有供料頭或者重新設計最佳的供料頭，而且 不同位置的供料頭可以不相同。為了便于理解供料頭的作用，以下對供料頭 的一般結構進行說明。 一般情況下供料頭中各分支料流通道出口的橫截面輪 廓是平行四邊形， 一般為矩形或者正方形，較優(yōu)選地是長邊(寬度方向)是 底邊、短邊(高度方向/厚度方向)是側邊的矩形，底邊定義為與料流層平面 或者層與層之間界面平行，也即側邊在料流層的高度方向上。當供料頭不用 于接受層狀進料料流時，其各分支料流通道在其出口上游的橫截面可以是任 意形狀，較優(yōu)選地是圓形或者平行四邊形，更優(yōu)選地是矩形或者正方形，特 殊情況下可以有環(huán)形通道。供料頭中的各分支料流通道在任何一處的橫截面 面積與該分支通道出口相比一般沒有太大改變， 一般在50% - 200%之間，最好相同。分支料流通道的橫截面的輪廓可以平滑地或者不平滑地從分支通道 入口處連續(xù)或者不連續(xù)地過渡到分支通道出口處。各個分支料流通道的出口 橫截面面積可以設計成相同、不相同或者可以調(diào)整，因為寬度一般相同，所 以是高度或者厚度是相同、不相同或者可以調(diào)整，以便制備多樣性層厚度比 的多層材料。 一般情況下各分支料流通道在供料頭內(nèi)進行方向和位置以及橫 截面調(diào)整，使各分支料流通道出口的底邊平行相鄰，并且各分支通道的底邊 寬度相同，所以側邊也得到對齊。各分支料流通道的底面或者在料流流向上 某位置上的底邊平行相鄰時，可以被定義為各分支料流通道進行了層疊，層 疊后的各分支料流通道發(fā)生合并變?yōu)橐粋€主通道時才定義為匯合，即分支料 流通道匯合發(fā)生后各分支料流才以層疊方式匯合并有物理接觸而成為一股整 體的層狀料流，待進入下游模塊，進行層倍增操作或者其他成型加工。主料 流通道也可以是固定的或者是可以調(diào)整的。供料頭中的各分支料流通道可以 在供料頭出口或者供料頭內(nèi)距離供料頭出口 一定距離處匯合，也可以在供料 頭出口處還沒有匯合發(fā)生。根據(jù)上述情況，供料頭的出口可以是一個單一的 通道出口也可以是一個包含兩個或者兩個以上分支料流通道出口的復合通道 出口 ，單一通道出口出來的料流為一股已經(jīng)在供料頭內(nèi)層疊匯合的整體料流，
這里稱為主料流；復合通道出口出來的是在供料頭出口處發(fā)生層疊匯合的或 者是仍然分開著的分支料流。供料頭出口的輪廓一般是平行四邊形，較優(yōu)選 地是底邊與層平面或者層與層界面平行的矩形或者正方形。當兩個或者兩個 以上分支料流的物料組成相同，分支料流通道層疊匯合后，理論上來自于不 同的分支料流通道的分支料流構成主料流中的不同層，但最后相鄰的具有相 同物料組成的層之間的界面可能消失而融合成一個層，這里考慮的是層界面 未消失的情況。所以理論上從供料頭出來的可以是一股經(jīng)過層疊匯合但具有單一組成的的層狀料流，也可以是一股經(jīng)過層疊匯合后具有兩個或者兩個以 上物料組成的層狀料流，也可以是沒有匯合的多股料流，這些沒有匯合的料 流在出口處可馬上發(fā)生匯合或者在下游裝置模塊中發(fā)生匯合。較優(yōu)選地是供 料頭中的各分支料流通道在供料頭內(nèi)或者供料頭出口處匯合， 一般進入下游
模塊入口的是匯合的層狀料流。 一個供料頭的例子如圖4所述，此供料頭的 三個分支料流通道均為由入口段的圓形截面逐漸過渡到出口段的矩形截面。 三個分支料流通道入口在不同方向上錯位設置，三個具有矩形出口分支料流 通道在供料頭內(nèi)匯合，將分支料流匯合成一股具有矩形截面的主料流。這種 供料頭只適合于匯合非層狀進料料流，比如作為一級供料頭使用。另一個典 型的供料頭如圖5所示，此供料頭的三個分支料流通道均為矩形截面。三個 分支料流通道入口在不同方向上錯位設置，三個分支料流通道在供料頭內(nèi)匯 合，將分支料流匯合成一股具有矩形截面的主料流。該供料頭更加通用。需 要明白的是，許多其他結構的供料頭，例如通道可調(diào)的以及具有增層能力的， 沒有在這里給予詳細說明，但技術人員可以根據(jù)需要而選用、改進或者重新 設計。 一般而言，當進料具有層狀結構時，所對應的供料頭的分支通道最好 在任意一點具有矩形或者正方形截面。所以二級以上的高級供料頭中至少有 一個分支通道是矩形或者正方形的通道。
分流器可以將上游裝置模塊中(進料器、供料頭或者層倍增部)出來的 料流，不管是匯合的或者是沒匯合的，單一組成的或者多元組成的，進行分 割并調(diào)整流向，分配輸送到下游模塊中特定的入口。有時分流器可以與其上 游或者下游裝置模塊，比如供料頭或者層倍增部，整合成一個模塊。分流器 對于減少進料器的數(shù)量，以及當層倍增部具有復雜的結構時特別重要。這在 以下描述中可以清楚地看出。層倍增部是整套裝置的核心部分。層倍增部中可以含有一個或者多個相 同或者不相同的層倍增器，層倍增器之間可以以任意合適的方式和順序利用 任意合適的方法積木化組合連接。理論上任何一股料流通過某一個層倍增器 后其層數(shù)都得到倍增，但最后相鄰的具有相同物料組成的層之間的界面可能 消失而融合成一個層。除非特別指出，這里一般描述的是層與層之間界面未 消失融合的情況。雙重層倍增器一次可以將物料料流的層數(shù)增加到原來的兩 倍，而且一般情況下個體層厚度縮小到其原厚度的一半。三重層倍增器一次
可以將料流的層數(shù)增加到三倍，四重層倍增器一次可以將料流的層數(shù)增加到4 倍，相應地n重倍增器一次可以將料流的層數(shù)增加到n倍。以下對層倍增器 的結構和功能進行具體描述。
層倍增器的入口和出口的輪廓、大小和取向可以設計為相同或者不相同。 輪廓一般為矩形或者正方形，較優(yōu)選地是入口和出口都是長邊(料流/料流通 道寬度方向)平行于料流層平面或者層與層界面的矩形。高度可以為lnm-100m，較優(yōu)選地是1咖-1000mm;寬度可以為lnm- 100m，較優(yōu)選地是lmm-10000mm。較優(yōu)選地是，入口和出口的寬度和高度分別相等。入口和出口的取 向這里包括其所在的平面方向以及其中的層平面或者層與層界面(出入口截 面與層平面或者層與層界面的交線)的方向。入口和出口一般在相同的平面 方向，即入口截面和出口截面平4??；也可以在4壬意不同的平面方向，例如一 個在水平面上， 一個在豎直平面上。當出口相對于入口發(fā)生以料流流向為軸 的旋轉時，入口與出口處的層平面或者層與層界面(出入口截面與層平面或 者層與層界面的交線)可以有不同取向，較優(yōu)選地是旋轉90度或者180度或 者沒有旋轉角度差。 一個層倍增器的出口可以同另一個相同的或者不相同的 層倍增器直接或者通過其他元件連接，而且較優(yōu)選地是上游出口與下游入口的取向相同，即兩截面平行而且層與層界面在兩處不存在旋轉夾角。直接連 接可以通過螺絲、插槽、插銷、夾具等常用的固定裝置或者方法實現(xiàn)。
一個層倍增器設計為具有對料流進行包括分割、調(diào)向、橫截面調(diào)整以及 重新層疊匯合等操作的裝置，該裝置中不同的操作具有不同的功能，各操作 可以分開進行也可以交叉重疊進行。分割是鋒口與層倍增器入口側邊相平行 的分割片將初始主料流(被分割前的料流)沿著層與層界面方向(即料流寬
度方向)分割成兩股或者多股寬度變小的分支料流；調(diào)向是各分支料流通道 在不同空間方向上分開，再逐漸靠近并以底面相鄰堆疊或者合并起來；橫截 面調(diào)整是調(diào)整分支料流通道或者匯合后的主料流通道的橫截面輪廓和大小， 即形狀、寬度和高度；重新層疊匯合時，兩股或者兩股以上的分支料流從各 分支料流通道中流出以層疊方式重新匯合成一股層倍增的主料流。 一般情況 下，橫截面調(diào)整完成后以及重新層疊匯合后的主料流橫截面大小以及輪廓與 層倍增器出口大小以及輪廓相同。
層倍增器的分割片鋒口可以放置在層倍增器入口處，或者放置在與層倍 增器入口有一定距離處，較優(yōu)選地是放置在入口處。分割片可以均勻或者不 均勻地放置，可將主料流平均或者不平均地分割成至少兩股寬度變小的分支 料流。分割片的不均勻放置能更有利于制備具有多樣性層厚度以及厚度比的 物品，但一般情況下選擇均勻放置。
調(diào)向的目的是使得各分支料流最后能在高度方向上層疊匯合，實現(xiàn)層數(shù) 的增加。層倍增器的分支料流通道的調(diào)向可以與分割同時發(fā)生，也可以在分 割發(fā)生后一定距離上開始，并在所有分支料流重新層疊匯合之前任意地方結 束。各個分支料流通道的調(diào)向不必同時發(fā)生或者同時結束。調(diào)向時，分支通 道先沿相對于原方向的上下左右等不同方向分開，再逐漸靠近并使各分支通道在高度方向上堆疊，這時各分支通道橫截面的高度方向上的中線在一個平
面內(nèi)。堆疊時，各分支通道的相鄰順序可以是任意的，只要是合適的。如圖6 所示，當一個層倍增器有四個分支通道a、 b、 c、 d時，這些分支通道調(diào)向開 始前在主料流寬度方向的順序依次abcd，調(diào)向并在高度方向上堆疊時的順序 可以是bdac或者bade或者其他。較優(yōu)選地是采取有利于調(diào)向，有利于減少 分支通道路徑長度，有利于調(diào)整各分支通道路徑長度比以及調(diào)整旋轉扭曲程 度等的堆疊順序。調(diào)向過程中分支通道發(fā)生的旋轉，有時有利于調(diào)向，有時 有利于設計特定功能的層倍增器結構。例如當有相鄰兩個分支通道的旋轉角 度差是180度時，有對疊情況發(fā)生，即兩個分支料流的原來在同一主料流底 面上的兩個底面將層疊匯合。這樣就使得分支通道的一個底邊可以與另 一個 分支通道的任何一個底邊相鄰堆疊，即可以使得料流被分割調(diào)向后發(fā)生按原 來的層與層順序堆疊或者發(fā)生分支料流面對面堆疊。在這種情況下，當利用 具有兩個不同的物料組成的初始料流進行層倍增操作時，復合料流的邊界層 將永遠是同一個物料組成。對疊情況有利于某些特定結構的復合材料的制備。 調(diào)向過程中可以發(fā)生部分分支料流通道的層疊匯合，合并為更大的分支料流 通道，例如當有四個分支料流通道時，其中的任意兩個或者三個可以先發(fā)生 層疊匯合，然后繼續(xù)與剩下的兩個或者一個再層疊匯合。當所有分支通道完 成了匯合，或者這些分支通道的橫截面中心在空間上的位置不再發(fā)生變化時， 定義為調(diào)向完成。
層倍增器的各個分支料流通道可以設計為入口與出口大小相同或者不相 同，較優(yōu)選地是大小相等，但寬度和高度不一定分別相等。分支料流通道內(nèi) 入口與出口之間任意一點上的橫截面輪廓可以是任意形狀，較優(yōu)選地是平行
四邊形，最優(yōu)選地是矩形或者正方形。入口大小取決于分割片的放置方式，出口大小和長寬比例取決于分支通道何時匯合以及層倍增器出口大小和輪 廓。
一般情況下分支通道內(nèi)任意一點處的橫截面面積與該分支通道出口截面
面積相比沒有太大改變，較優(yōu)選地是在50% - 200%之間。
層倍增器的主料流通道以及分支料流通道中的任何一面通道壁為曲面， 可以是連續(xù)或者不連續(xù)的平滑曲面或者不平滑曲面，即可以包括多個平面和/ 或者弧面連接而成，較優(yōu)選地是連續(xù)的平滑曲面。這樣易以保證上述對分支 料流通道中橫截面輪廓和大小的要求，滿足分支料流在流動過程當中平穩(wěn)流 動，并不被過渡壓縮或者扭曲等。同時保證各分支料流通道在空間上分開， 不互相干擾，最好做到不過分扭曲旋轉或者變形。各分支料流通道一般不相 互平行，而且最多只可能有部分平行，例如在調(diào)向開始前或者結束后，或者 調(diào)向中間有一些小段相互平行。
層倍增器的各個分支料流通道的長度可以設計為相同或者不相同。相同 的分支料流通道長度可以令料流在層倍增器當中流過的路徑相同，有利于制 ^MJ'J、穩(wěn)定的多層結構。不相同的分支料流通道長度可以令各分支料流到 達出口的時間不同，產(chǎn)生各種特殊的多層結構。
層倍增器中各分支料流通道以及主料流通道的橫截面調(diào)整包括輪廓的改 變、寬度或者高度的擴展、寬度或者高度的收縮等，最重要的是寬度的擴展 和高度的收縮，因為層倍增后層狀料流中的個體層厚度與層倍增前相比一般 變小。分支通道橫截面的調(diào)整是為了調(diào)向的順利，以及為了在各分支通道匯 合時有相同的寬度以及合適的高度。主料流通道的橫截面調(diào)整是為了層倍增 器有合適的出口輪廓和大小。分支通道橫截面的調(diào)整一般伴隨調(diào)向進行，為 了調(diào)向的順利橫截面可以任意調(diào)整，例如可以先高度擴展和寬度收縮，然后 再寬度擴展和高度收縮，但以不被過度擴展、壓縮或者扭曲為前提。各分支通道橫截面的調(diào)整可以同時或者不同時發(fā)生，可以在各分支料流通道重新層 疊匯合成一個主料流通道之前任意處開始，并可以在各分支料流重新層疊匯 合之前或者同時完成。主料流通道的橫截面可以不發(fā)生調(diào)整，或者其調(diào)整可 以在各分支料流通道匯合的同時或者之后開始，并在層倍增器出口處或者出 口上游完成。因此為了達到合適的層倍增器出口輪廓和大小， 一般是與層倍 增器入口寬度和高度分別相等的矩形或者正方形，料流通道的寬度擴展和高 度收縮可以部分或者全部發(fā)生在分支料流通道內(nèi)，或者部分或者全部發(fā)生在 匯合后的主料流通道內(nèi)，即部分發(fā)生在分支通道內(nèi)部分發(fā)生在主通道內(nèi)或者 全部發(fā)生在分支通道或主通道內(nèi)。較優(yōu)選地是在各分支通道凈皮調(diào)向并在高度 方向上堆疊起來后開始寬度擴展和高度收縮，而且較優(yōu)選地是寬度擴展和高 度收縮同時進行，并且在所有分支料流匯合之前完成或者之后開始，即全部 發(fā)生在分支通道或主通道內(nèi)。分支料流通道的重新層疊匯合與初始料流在供 料頭中的層疊匯合類似，各分支料流通道的底面或者在料流流向上某位置上 的底邊平行相鄰，可以被定義為各分支料流通道進行了層疊，層疊后的各分 支料流通道發(fā)生合并變?yōu)橐粋€主通道時才定義為匯合，即分支料流通道匯合 發(fā)生后各分支料流才以層疊方式匯合并有物理接觸。各分支料流通道可以在 層倍增器出口或者層倍增器內(nèi)或者距離層倍增器出口外一定距離處匯合。當 各分支料流通道在層倍增器出口處或者出口外匯合時，實際上層倍增器出口 流出的是分開的層狀料流。寬度擴展和厚度收縮可以是對稱的或者不對稱的， 可以是均勻的或者不均勻的，可以是連續(xù)的或者不連續(xù)的，較優(yōu)選地是對稱 均勻連續(xù)的，有利于保持層結構的穩(wěn)定性。
根據(jù)上述情況，層倍增器的出口與供料頭出口相類似，可以是一個主料 流通道出口也可以是一個包含兩個或者兩個以上分支料流通道出口的復合通道出口，主料流通道出口出來的料流為一股整體的料流，復合通道出口出來 的是分開的多股料流。所以理論上從層倍增器出來的可以是一股經(jīng)過分割再 重新層疊匯合但仍然具有單一組成的的料流，也可以是一股經(jīng)過分割再重新 層疊匯合具有兩個或者兩個以上組成的層狀料流，也可以是沒有匯合的但經(jīng) 過寬度擴展和高度收縮的多股料流，這些沒有匯合的料流在出口處可以馬上 發(fā)生匯合或者在下游裝置模塊中發(fā)生匯合。較優(yōu)選地是層倍增器中的各分支 料流通道在層倍增器內(nèi)或者層倍增器出口處匯合， 一般進入下游裝置入口的 是匯合的層狀料流。上游層倍增器出口出來的料流將成為下游最近相連的層 倍增器入口的初始料流。 一般情況下，每一個入口處的料流層平面或者層與 層界面都與入口的底邊平行，即與分割片鋒口正交，可以被分割成至少兩股 寬度變小的分支料流。
本實用新型當中，最好將分割片的鋒口放置于層倍增器入口處，分割的 同時調(diào)向開始發(fā)生，對稱、均勻、連續(xù)的寬度擴展以及高度收縮在調(diào)向開始 后合適的地方開始，并在層倍增器出口處結束，即重新層疊匯合也發(fā)生在層 倍增器出口處。這樣可以縮短層倍增器的長度，有利于縮短物料在裝置中停 留時間，盡可能減少不必要的麻煩。
圖7、圖8分別給出一個雙重和一個三重層倍增器的結構示意圖。在圖7 所示的雙重結構中，分割片的鋒口在層倍增器入口處，調(diào)向與分割同時進行， 兩個分支通道被調(diào)整走向，先上下錯開，再沿著上下左右方向重新靠近并在 高度方向上沒有旋轉角度差地堆疊，然后合并成一個主通道，并開始同時進 行對稱連續(xù)的寬度擴展和高度收縮直至完成于層倍增器出口。在圖8所示的 三重結構中，分割片的鋒口也在層倍增器入口處，調(diào)向在分割后一定距離處 開始，三個分支通道被調(diào)整走向，先上下錯開，再沿著上下左右方向重新靠近并在高度方向上沒有角度差地堆疊，再過一定距離后合并成一個主通道， 并開始同時進行對稱連續(xù)的寬度擴展和高度收縮直至完成于層倍增器出口 。 這里的雙重結構中，分支通道的通道壁為光滑連續(xù)的弧面，只是在分支通道 與主通道結合處有些突兀。三重結構中，分支通道的通道壁均為分段平面構
成，平面與平面結合的地方有突兀，所以這里的通道壁為不光滑的曲面。圖9 給出這兩個層倍增器首尾相連的情況，可以看出上游雙重層倍增器的出口和 與W目連的下游層倍增器入口輪廓和大小都相同。圖IO給出一股二元層狀料 流(含兩個物料組成的初始料流)通過一個雙重和一個三重層倍增器組合時 層倍增操作的情況示意圖。如
圖10所示，初始二元雙層主料流在第一個雙重 層倍增器入口處被分割成平均的兩股寬度為原來一半的分支料流，分支料流 被調(diào)向、重新層疊匯合后，寬度擴展和高度收縮成為層倍增到四層的主料流； 該四層的主料流作為下游三重層倍增器的初始料流，在三重層倍增器入口處 被平均分割成寬度為原來三分之一的三股分支料流，被調(diào)向、重新層疊匯合 后，寬度擴展和高度收縮成為層倍增到12層的主料流；該主料流可以被繼續(xù) 層倍增下去，如果有必要。其他的層倍增器的具體結構沒有在本說明書中畫 出，在該領域經(jīng)驗豐富的技術人員可以很容易地從說明書的描述中理解各種 結構，并有效地實現(xiàn)對裝置的加工制造。
以上描述的是本實用新型中的層倍增器的通常情況，層倍增器可以具有 不同的層倍增能力，即一個層倍增器可以有兩個或者兩個以上分支料流通道， 相同層倍增能力的層倍增器也可以有不同的長度，不同的通道結構，不同的 出入口輪廓和大小，以及不同的層倍增方式，這些層倍增器可以任意排列組 合在空間上以合適的方式連接放置，用于制備加工不同層數(shù)，層厚度以及層 厚度比和層結構的材料。這里列出幾種常見情況以說明不同因素對層倍增器組合(層倍增部)的層倍增能力和效果的影響。
層倍增器在空間上可以采取任何合適的方式放置， 一般可以采取并聯(lián)連
接(包括兩種1、左右(側邊相鄰)，2、上下(底邊相鄰))、串聯(lián)連接(首 尾相鄰(上游的出口與下游的入口相連))三種方式中的一種或者多種在一維 或者多維空間上進行排列組合放置，各個層倍增器之間可以有相互取向和位 移，即可以排成直線或者一定的曲線，并可以在空間上錯開。當只有直線排 列時，左右相鄰排列組合成行(如
圖11 - 1所示)，上下相鄰排列組合成列(如
圖11-2所示)，首尾相連排成串(如
圖11-3所示)。 一般首尾連接都排列 成直線，左右上下除了排成直線外還可以排列成閉合或者不閉合的曲線，閉 合的曲線可以稱為一圏(如
圖11-4所示)，不閉合的曲線稱為一條(如
圖11 -5所示)。所以可以把層倍增器組合看成一個陣列中，在串方向上(料流擠 出方向)可以有一層或者許多層層倍增器組合，每一層含有一行、 一列、許 多行，許多列，許多行列、 一圈、許多圏或者許多條或者僅僅是許多個排列 組成。那么一種特殊的情況是一個陣列中只有一串、 一行、 一列、 一圏或者 一條層倍增器組合。最特殊的情況是一個陣列中只有一個層倍增器。這些排 列組合而成的層倍增器的陣列可以作為一個層倍增部，該模塊可進而與其他 相同或者不相同的層倍增部繼續(xù)排列組合成更大的陣列層倍增部，并可繼續(xù) 排列組合下去，只要有必要并且條件允許。所以層倍增部是含有至少一個層 倍增器的模塊。層倍增器在空間上以任何一種方式進行連接或者相鄰放置時， 不同的層倍增器之間的順序和位置可以是任意的，例如當一個上下、左右或 者首尾直線連接組合有一個雙重、 一個三重、 一個4重、 一個5重共四個層 倍增器時，可以有24種排列方式，對首尾連接方式這24種排列方式是等效 的，但對上下以及左右連接方式這24種排列方式則可能不等效。各個層倍增器的長度還可以不 一樣，這樣排列組合以及空間放置的方式等又可以更加多 樣性。所以層倍增部的層倍增能力不僅與層倍增器的種類和數(shù)量有關，還與 空間上的連接或者相鄰放置方式以及層倍增器的結構有關。這種多樣性正是 本實用新型的優(yōu)勢所在。
當層倍增器組合陣列中的層倍增器只以首尾相鄰排成一 串時，料流通過 層倍增器組合后，不管最后的層倍增器出口取向如何，層數(shù)被增加到原來的
倍數(shù)為2"2 x 3n3 x 4"4 x ... x n咖，其中指數(shù)m2， m3， m4，…，咖分別是在料流 擠出方向上所采用的雙重、三重、四重、…，n重層倍增器的數(shù)量。當陣列中 的層倍增器只有一列而且最后出口與初始入口取向相同時，料流通過層倍增 器纟且合后，層數(shù)#皮增力口至寸>^來的倍數(shù)為2xm2 + 3xm3 + 4xm4 + ... + nxmn， 其中m2， m3， m4，…，mn分別是在料流擠出方向上所采用的雙重、三重、四 重、…，n重層倍增器的數(shù)量；最后出口與初始入口平行且沒有位移但旋轉正 交時，不同區(qū)域被層倍增的倍數(shù)不同，各個區(qū)域只被層倍增到其相應的單個 層倍增器的層倍增倍數(shù)，即2、 3、 4或者n;當最后出口與初始入口取向即不 相同也不正交時，、情況比較復雜，但仍然可以根據(jù)實際情況進行計算分析。 當陣列中的層倍增器只有一行而且最后出口與初始入口取向相同時，不同區(qū) 域被層倍增的倍數(shù)不同，各個區(qū)域只被層倍增到其相應的單個層倍增器的層 倍增倍數(shù)，即2、 3、 4或者n;當最后出口與初始入口平行且沒有位移M轉 正交時，層數(shù)#皮增力口多>^來的倍數(shù)為2 x m2 + 3 x m3 + 4 x m4 + ... + n x mn，其 中m2，m3，m4，…，mn分別是在料流擠出方向上所采用的雙重、三重、四重、…， n重層倍增器的數(shù)量；當最后出口與初始入口取向既不相同也不正交時，情況 比較復雜，但也仍然可以根據(jù)實際情況進行計算分析。當陣列含有許多行、 許多列以及許多串或者許多圈、許多條以及許多串時，并且有多種取向時，一般也可相應地進行計算分析。利用雙重以上的層倍增器，達到同樣的材料 層數(shù)可以用更少的層倍增器數(shù)量， 一般會減少物料在制備裝置中的停留時間，
還可能使多層材料更順利的成功擠出。例如要制備層數(shù)增加512倍的材料， 需要9個雙重層倍增器，而只需要4個四重層倍增器加一個雙重層倍增器， 更只需要3個八重層倍增器。利用多種不同的層倍增器組合在空間上以不同 方式放置還可以更加靈活有效地設計制備更加多樣性的層數(shù)和結構。這是本 實用新型的創(chuàng)新和優(yōu)勢所在。
本實用新型當中，層倍增部中至少含一個層倍增器， 一般情況下，當層 倍增部含有兩個或者兩個以上層倍增器單元時，層倍增器單元以首尾連接的
方式串聯(lián)使用，或者首尾串聯(lián)后再將兩個或者兩個以上的串以上下、左右方 式放置排列組合使用。因為層倍增部可以由層倍增器按多種方式組合而成， 一個層倍增部可以有多于一個的入口或者出口。這些入口和出口的數(shù)量、輪 廓和大小可以相同也可以不相同，需要根據(jù)具體情況確定，但較優(yōu)選地是入 口和出口都是矩形或者正方形。而且層倍增部的入口不一定就是某個或者某
些層倍增器的入口 ，層倍增部的出口也不一定是某個或者某些層倍增器的出 cr 。
擠出頭也是可選模塊。擠出頭可以是任意在材料擠出工業(yè)上合適的，包 括固定出口以及可調(diào)出口的具有各種出口形狀的裝置。
除進料器模塊、層倍增部、供料頭模塊外，其他的模塊，例如計量泵、 分流器、擠出頭、連接器等，可以根據(jù)需要選用，以達到最優(yōu)效果為佳。例 如當層倍增部中的層倍增器排列多于一 串時， 一般需要在一級供料頭下游連 接分流器，向不同的層倍增器入口喂料；連接這種層倍增部出口的其他模塊， 如高級供料頭或者擠出頭，也需要有相應的入口結構。有時可以在進料器或者其他模塊下游連接分流器，使一臺進料器能夠向多級供料頭或者其他在不 同枝狀模塊上的模塊供料。有時這些分流器、連接器、供料頭等可以整合到
層倍增部上；有時高級供料頭可以整合到擠出頭上。除了圖l、圖2、圖3所 示的三種裝置結構外，還有許多種可能，但一般情況下供料頭模塊不超過三 級，層倍增部不超過兩級，否則會因壓力過大造成擠出困難，而且由于級數(shù) 的增加容易造成層結構的不穩(wěn)定。另外需要強調(diào)的是，除了以上描述的之外， 還可以有其他的替代方案，比如可以省略供料頭，而直接利用連接器將分枝 模塊(組合)連接與下游模塊，這種情況下這些連接器可視為等同于供料頭， 因此也在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。而當一個供料頭所連接的兩個或者多 個進料器輸送的物料組成相同時，則實際上可以減少進料器的數(shù)量并可同時 省略供料頭。這些由層倍增器參與組合的多級樹枝狀多層材料制備裝置可以 用于生產(chǎn)、制備、加工許多多層材料或者對材料進行混合復合等。
本實用新型當中的多層材料制備裝置的各模塊本身可以采用多種材料來 制造。這些制造多層制備裝置的材料可以是金屬材料、高分子聚合物材料、 有機材料、無機材料非金屬材料等其中一種或多種。所采用制造材料不同， 所制造的多層材料制備裝置可適用于不同材料的制備加工。例如利用金屬材 料制造，則工藝成熟，加工簡單，所制造的裝置能廣泛用于對多種材料進行 加工；采用陶瓷材料制造，則工藝會比較復雜，但做得裝置可以用來制備原 料具有腐蝕性的產(chǎn)品。
本實用新型提出的制備多層材料的含有層倍增器或者其組合的制備裝置 可用于多種材料進行加工制備。這些材料包括高分子材料、有機材料、金屬 材料、無機非金屬材料等及其一種或者多種復合物或者混合物。各種添加劑 以及助劑等在需要的情況下，也可以按需要的量加入。本實用新型當中，可以將一種或者多種材料或者材料的復合物或者混合 物由進料器，如擠出機等，經(jīng)計量泵輸送到供料頭的料流通道中。當供料頭 具有多個料流通道時，各通道中的材料可以是相同的或者是不相同的，取決 于所要生產(chǎn)制備的材料產(chǎn)品。當供料頭中料流通道出口面積不相同是，可以 通過調(diào)節(jié)物料輸送部分，例如擠出機和計量泵，進行準確控制，從而制備不 同材料層厚度比的產(chǎn)品。
本實用新型當中， 一般情況下，層倍增器種類以及數(shù)量依據(jù)需要加工的 材料的物理化學性質(zhì)，例如熔點、粘度、穩(wěn)定性、反應性、外形、尺寸等， 進行選擇。當對顆粒樣品進行加工時，以層的厚度不小于顆粒的某個方向上 的最大尺寸為宜。材料經(jīng)過層倍增或者層疊混合、復合后，可以直接從層倍
增部出口出料，收集起來；也可以通過另外連接的口?；蛘咂渌b置采用常 用的材料加工方法進行成型加工；制備成各種薄膜以及片狀、板狀或者其他 形狀的材料以及通過切割、造粒、研磨手段制成的塊料、粒料、粉料等。這 些產(chǎn)品可以是功能性材料、結構材料、消耗性材料和裝飾性材料，也可以是 其他材料的原材料等等。
本實用新型當中，各模塊的溫度可控制在-200攝氏度至3000攝氏度之 間，較優(yōu)選地是在-50度至500度之間。以保證裝置的構造材料不發(fā)生明顯
本實用新型當中的裝置制造技術簡單，所涉及的其他設備常見易得，所 能加工的材料豐富多樣且一般容易獲得。實用新型的多層材料加工方法加工 過程操作簡單，效率高，成本低。所制備的產(chǎn)品功能多樣，用途非常廣泛。
以下通過一些實施例對本實用新型進行進一步的具體描述。這些實施例 可以說明實用新型的裝置和方法的良好效果。實施例1
根據(jù)本實用新型的一個實施例，制備多層材料的裝置整體外形如圖l所示，
包括9臺擠出機1、 2、 3、 9、 10、 11、 17、 18、 19和與^目連接的計量泵4，、 5、 6、 12、 13、 14、 20、 21、 22;三個一級供料頭7、 15、 23分別連接三個 擠出機-計量泵組合，三個一級供料頭7、 15、 23均采用圖5所示的通道結 構；三個層倍增部8、 16、 24均含有4個以首尾串聯(lián)連接的層倍增器，其中 雙重層倍增器一個，三重層倍增器兩個，四重層倍增器1個，各層倍增器中 的分割片采用均勻方式放置；層倍增部8、 16、 24由一個具有圖5所示結構 的二級供料頭25連接匯合，通往下游的擠出頭26。往9臺擠出機1、 2、 3、 9、 10、 11、 17、 18、 19中分別投入PC(聚碳酸酯)、PMMA (聚曱基丙烯酸酯)、 PS (聚苯乙烯)、HDPE (高密度聚乙烯)、PP (聚丙烯)、LLDPE (線性低密度 聚乙烯)、PA6 (尼龍6)、 PET (IW苯二曱酸乙二醇酯)、PA66 (尼龍66)， 設置好各部分的溫度，條件擠出機轉速和計量泵泵速，待溫度到達后，開始 擠出操作，通過擠出頭獲得3 x 3 x ( 2 x 3 x 3 x 4 ) = 648層的多層薄膜材料。 實施例2
本實施例用于說明利用本實用新型的多層擠出裝置制備帶邊界層的多層 復合材料。裝置整體外形如圖2所示，這里的一級供料頭33也采用圖5所示 的通道結構，這里的層倍增部34由4個四重層倍增器首尾串聯(lián)組合而成，二 級供料頭39具有類似與圖5所示的矩形通道但是其通道大小可調(diào)。往三臺一 級分枝擠出機27、 28、 29中分別^PP、 PP和炭黑、PP，再往兩臺二級分 枝上擠出機35、 37中分別^HDPE，設置好各部分的溫度，條件擠出機轉速 和計量泵泵速，調(diào)整二級供料頭39中連接兩個沒有分枝的二級分枝的通道高 度至第三個通道高度的十分之一，待溫度到達后，開始擠出操作，通過擠出頭獲得1 + 3 x 45 + 1 = 770層的具有兩個HDPE邊界層的多層材料。 實施例3
本實施例用于說明利用兩級層倍增部的效果。裝置整體外形如圖3所示， 這里的一級47和二級供料頭53均采用圖5所示的通道結構，而且所以通道 出口大小相同。 一級供料頭47下游連接的層倍增部48含有2個雙重層倍增 器，二級供料頭53下游連接的層倍增部54含有3個雙重層倍增器。往擠出 機41、 42、 43、 49、 51中分別投入EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)、LLDPE、 LLDPE、 PET、 PET，設置好各部分的溫度，條件擠出機轉速和計量泵泵速，待溫度到 達后，開始擠出操作，通過擠出頭最后實際得到41層的層狀薄膜材料。
雖然上面為了說明本實用新型的各個方面而詳細描述了本實用新型的具 體實例，但應當理解，這不旨在于將本實用新型限制于所給出的具體內(nèi)容。
用新型的精神以及其涵蓋范圍內(nèi)的所有修改形式、實施例和替代方案。
權利要求1.一種多層材料制備裝置，其特征在于它包括至少兩個枝狀模塊，該些個枝狀模塊以多級樹枝狀連接組合在一起；該每一個枝狀模塊都包括至少兩個分枝模塊和一個作為結點連接匯合該至少兩個分枝模塊的供料頭；該最上游的分枝模塊包括一進料器；該些個分枝模塊中至少有一個分枝模塊包括一個層倍增部，該層倍增部由一個或者多個相同或者不相同的層倍增器在三維空間上排列組合而成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種多層材料制備裝置，其特征在于該層倍 增器包括至少兩個分支料流通道，該分支料流通道具有分流入口和分流出口 ， 該些分流入口沿料流層寬度方向排布，該些分流出口沿料流層高度方向排布， 該每相鄰的兩分流入口之間都設有分割片。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種多層材料制備裝置，其特征是該些層倍 增器還包括一在分支料流通道匯合的同時開始進行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整并 結束于層倍增器內(nèi)的匯合主料流通道。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種多層材料制備裝置，其特征是該些層倍 增器還包括一在分支料流通道匯合的同時開始進行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整至 層倍增器出口結束的匯合主料流通道。
5. 根據(jù)權利要求2所述的一種多層材料制備裝置，其特征是該些層倍 增器還包括重新堆疊后同時進行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整并匯合于層倍增器內(nèi) 的分支料流通道，以及一不再進行橫截面調(diào)整的匯合主料流通道。
6. 根據(jù)權利要求2所述的一種多層材料制備裝置，其特征是該些層倍 增器還包括重新堆疊后同時進行對稱連續(xù)的橫截面調(diào)整并匯合于層倍增器出 口的分支料流通道。
7. 根據(jù)權利要求2所述的一種多層材料制備裝置，其特征在于該分支料流通道的橫斜面從分流入口至分流出口逐漸調(diào)整，其中，該些分流道中任意一處的橫截面面積與其分流入口相比在50% - 200%。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種多層材料制備裝置，其特征在于該供料 頭中分支料流通道匯合前其數(shù)量不少于進料料流數(shù)量。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種多層材料制備裝置，其特征是該供料頭具有固定的料流通道。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種多層材料制備裝置，其特征是該供料頭 具有大小可調(diào)的料流通道。
專利摘要本實用新型公開了一種多層材料制備裝置，它包括至少兩個枝狀模塊，該些個枝狀模塊以多級樹枝狀連接組合在一起；該每一個枝狀模塊都包括至少兩個分枝模塊和一個作為結點連接匯合該至少兩個分枝模塊的供料頭；該最上游的分枝模塊包括一進料器；該些個分枝模塊中至少有一個分枝模塊包括一個層倍增部，該層倍增部由一個或者多個相同或者不相同的層倍增器在三維空間上排列組合而成。它可以隨意組合、操作方便，能夠對復合材料，特別是多層復合材料的層數(shù)、層厚度、層厚度比以及其他結構進行多樣化調(diào)控。
文檔編號A23P1/10GK201349516SQ2008202296
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權日2008年12月26日
發(fā)明者翁文桂 申請人:翁文桂