[发明专利]多层管材或导管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫产品及其制造方法，更具体地说，涉及通过连续形成基本上柱状构造而制造的并包含多个层和/或多个部件的泡沫产品。

背景技术

近几十年中，在利用泡沫或非泡沫塑料材料形成或构造产品方面，投入了巨大的努力并保持着浓厚的兴趣。通常，这些产品通过挤压或模制来生产。但是，无论采用哪种方法，以具备竞争力的价格有效生产产品是都存在尺寸和形状方面的生产极限。

利用挤压过程产生的这类产品的一个示例是以泡沫热塑性材料形成中空细长柱状管材。这些管材用在广泛的产品中，最普遍的是作为流体输送管道或导管的绝缘件。

虽然用来形成泡沫柱状热塑性管材的挤压制造过程在这些年里已经发展成效率极高的生产系统，但是在传统设备上还是无法生产直径大于约7英寸的管材。虽然对以热塑性材料形成的大直径管材存在广阔的市场，但是利用传统挤压设备无法满足这种需求。在采用目前技术满足这种需求之前，大直径泡沫管材要求生产商投入巨资购买极其昂贵的制造设备。

鉴于制造公司必须投入巨资购买设备来满足工业上对大直径柱状管材构件的需求，所生产的满足这种需求的产品较之小直径热塑性管材的普通价格而言，也极其昂贵。但是，即便存在对这种产品的需求以及工业上对价格竞争力的渴望，现有技术也还是不能提供以节约成本、保持价格竞争力的方式生产大直径柱状管材的制造方法。

除了工业上对大直径、中空、柱状管材的需求之外，还存在对形成各种厚度的大面积板材形式的泡沫热塑性材料的需求。一般来说，生产泡沫热塑性产品的传统低成本挤压设备无法生产宽度大于约12”、厚度约为1/2”的泡沫聚合物板材。因此，具备低成本挤压设备的传统生产商无法满足对大宽度泡沫塑料板材的需求。为了满足工业上对较大较厚产品的需求，必须采购极其昂贵且专门设计的设备，使得由此生产的大宽度泡沫板材成本增大。此外，这种投资的资本回报也较低。

虽然拥有这种昂贵设备的专业制造商能生产宽度配置较大的泡沫热塑性板材，但是这些制造商仍然受制于所能生产的单一板材厚度，除非对这种生产设备进行更为巨大的投资。通常，如果不进行昂贵的改良，现有的板材挤压机能生产的板材最大厚度约为1/2”。

因此，需要厚度大于1/2”的最终产品的客户必须利用极其昂贵的制造设备生产该产品，或者利用切割好尺寸并且彼此整体结合的多片板材堆积成期望厚度的最终产品。因此，花费了额外的制造和加工费用，并且利用这种专用程序生产的最终产品的成本也会升高。

为了在不使用昂贵设备的情况下生产厚度大于1/2”的厚板，必须在二次加工中将多片板材层压或结合在一起，每次处理将型材的厚度增加1/2”。这种层压步骤显著增加了制造流程的复杂性，并且提高了总体废料率。

在一种生产厚度大于1/2”的厚板材的尝试中，构造了积存器并用于挤压机。利用挤压机/积存器的组合，泡沫塑料从挤压机直接转移到积存器中，直到填满积存器。然后，利用活塞或柱塞，将积存的塑料推出积存器。利用这种系统，可以实现厚度至多2”的厚板。但是，这种过程效率低下，因为必须间歇式运行，而不能连续操作。此外，由于间歇式的停止/启动过程，导致废料率较高。

在视图解决这一现有技术的缺陷时，Nomaco Inc.of ZebulonNorth Carolina开发了一种用于螺旋式地形成基本上具有任何期望直径的中空泡沫管材或产品的独特系统和制造过程。除了实现基本上任何期望直径和长度的中空泡沫管材之外，该过程也用来形成任何期望厚度和宽度的大型热塑性泡沫材料板材或厚板。这种独特的系统和制造过程在美国专利6,306,235和6,537,405中由完整公开。

虽然上述专利文件的教导相对于现有技术提供了明显的进步，以非常有效和有利的过程以及极具价格竞争力的方式生产了全新的产品线，但是该螺旋成形过程专利所公开的技术进步仍然没有考虑或解决仍旧存在的其他产品领域。因此，市场上仍然存在生产困难和缺陷，这些现有技术的成就还无法消除它们。

在各种商业应用场合，要求用绝缘和/或保护材料形成的大直径、细长、中空管材或导管周边包围用在各种结构、以及许多五花八门的应用场合中的细长的管道、导管、制冷线路、容器、拱顶、顶盖等。在这种不断变化的市场中，对于绝缘和/或保护产品的要求不断提出新的要求，要求这些产品具有各种形色各异的物理特性，以实现各种最终效果。