背景技术

塑料及树脂作为一种新型人造材料，因其具有宽泛的可选择的物理化学性能、独特的可塑性和易加工性能现已广泛应用于制作生活用品到高科技产品。

通常利用塑料制作棒材和包覆管材的方法是，采用塑料和树脂颗粒经螺杆挤出机的螺杆和机筒的热熔和压力推进经成型模具制作棒材和进行管材包覆。其过程为，加入螺杆挤出机的塑料或树脂颗粒料在机筒温度和螺杆旋转产生的压力及剪切力作用下，塑料或树脂物料得以充分熔融、塑化和均匀混合，最后被推送到机头模具，经模口完成棒材挤出和管材包覆。

塑料或树脂物料在机筒加热和螺杆转压顶推的过程中，颗粒状或粉料状的塑料或树脂在螺杆转动和与机筒熔粘中不断地被螺杆剪切而发生相互摩擦，以及塑料或树脂的间混合和压缩继而被前推输送。由于目前采用的螺杆挤出机机筒即塑化料筒的内径通常较大(最小的料筒也在25毫米或以上)，当塑料或树脂颗粒料在料筒内被加热，螺杆转动带来的剪切、旋转以及压缩作用使得物料很大程度上被塑化和混合，这对于挤出制作的棒材或包覆的管材产品都是由同一物性或颜色的塑料或树脂组成时，这样的混合是没有问题的；但是，如果要求挤出制作的棒材或包覆的管材是由多节段不同硬度或不同颜色的树脂所构成时，采用目前沿用的这样挤出技术和这样的挤出机设备是无法完成的。其原因在于当采用挤出机挤出的过程中，由于挤出机的结构构成以及挤出机筒的大容量而发生塑料或树脂的大容量过度混合、挤出机至模具间过大的塑料或树脂流经的连接通道产生了严重的混料(参见专利附图3)，这样的话，即使按顺序节段性将不同硬度或不同颜色的物料投料进入挤出机筒，挤出机内的大容量混料也无法保持物料呈节段性顺序排列、也就无法使得塑料或树脂物料保持清晰的节段性的推进。现有的挤出机设备无法实现连续挤出制作多节段不同硬度或不同颜色树脂段棒材和包覆管材分析其原因有以下几点：

(1)过大的挤出机内容量：挤出机的内容量指挤出机机筒内腔内与螺杆之间的空隙，该空隙很大部分是来自围绕螺杆的深陷的螺纹槽。以常用的微小型的25机为例，其螺杆直径为 25毫米，螺纹槽深为2-4毫米，理论数据表明，在螺杆直径为25毫米、长径仅为比20时(最常见到的是长径比大于20，达到40)，该机筒内的物料内容积就可达50-70立方厘米，如长径比为40时，机筒内的物料内容积更高达100-140立方厘米。如此大的机筒内容积是导致机筒内混料的重要原因(参见专利附图3)。

(2)螺杆与机筒之间间隙中的漏流：通常在挤出机螺杆与机筒之间存在一个配合间隙，即挤出机的塑化料筒内径与挤出机螺杆的螺陵之间的间隙，机筒与螺杆间必然要有一定的间隙螺杆才能在机筒内转动，这一间歇取决于制造厂所能达到的加工精度与装配精度和考虑到加热工作时热膨胀造成的螺杆与机筒所需的间隙，已经在较大的螺杆长径比时该间隙依然不影响螺杆在机筒内的转动。例如，螺杆的径向跳动时螺杆外圆制造公差，机筒端面与轴线的不垂直度，机筒内孔制造公差等等都必须考虑在内。通常在微小25挤出机，该间隙数值为 0.15至0.25毫米。由于这个配合间隙在螺杆直径方向上，所以也称直径间隙或装配间隙。当塑料或树脂在的挤出机的挤出过程中，在这个螺陵和机筒间隙就会有向料斗方向流动的漏流，也就是向螺杆推进方向相反的物料流动。根据流体动力学理论，由于漏流正比于螺杆机筒之间的间隙的三次方，可见该漏流也是塑料或树脂在机筒内发生混合的重要因素(参见专利附图3)。

(3)挤出机输出口以及输出口至模口之间的过大流道：挤出机热熔加压的塑料或树脂经过流道和机头内的分配器最后抵达模口，在此过程中，过大内径的流道也会导致物料的混合。由于25机内腔较大，对应的流道也过大而容易引起物料混合发生(参见专利附图3)。

综上所述，目前挤出机由于结构和工作原理上的原因，其过大的内容量、螺杆机筒之间间隙中的漏流和挤出机至模口之间过大流道不可避免地导致机筒内物料的混料，而无法实现对塑料或树脂所保持清晰的节段性的挤压推进，因而无法保持物料在挤出包覆设备内呈节段性顺序排列，无法实现连续挤出制作多节段不同硬度或不同颜色树脂段棒材和包覆管材。如能在挤出制作棒材或挤出包覆管材的过程中，大比例减小物料在热熔和被加压推送过程中的设备内容积、消除热熔加压和输送设备的反向漏流、极大地减小挤出设备与模口之间流道的内径，即可实现呈节段性对塑料或树脂物料顺序排列地热熔加压输送，最后达到通过挤出制作节段性不同硬度或不同颜色塑料或树脂制作出呈节段性物料排列的棒材和实现相应类似的节段性物料排列的管材包覆。

例如，选用在小管径的流道内顺序加入物料(塑料或树脂)并使其热熔，继而输入到可继续保持其热熔状态且可以顺序将物料加压推进，经过小流道进入微型模具抵达模口，就能进行挤出制作节段性棒材和挤出包覆节段性管材。