專利名稱：聚乙烯醇制品的注射方法以及得到的制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如在本說明書的發(fā)明名稱中所表達(dá)的，本發(fā)明的目的涉及聚乙烯醇制品的注射方 法及得到的制品，所述聚乙烯醇制品的類型用于制造水溶性制品。
背景技術(shù)：
在工業(yè)和在日常生活應(yīng)用的一些情況下，使用在與水接觸時(shí)溶解的產(chǎn)品、制品或 其它部件是必要的。一種原因是，由于環(huán)境目的它們是可生物降解的；一個(gè)實(shí)例是獵球(hunting rounds)、棉塞充填器(tampon applicators)、高爾夫球、殺蟲劑分配器或用于盛放已故者 骨灰的缸的應(yīng)用，這些物品通常在使用后被丟棄。使用所述產(chǎn)品的另一個(gè)原因是，由于它們的用途，它們必須具有有限的使用期限； 這將是一些選擇性捕魚網(wǎng)裝置的例子，在魚被捕獲之后，所述捕魚網(wǎng)裝置將部分溶解，以便 允許較小的魚逃脫。傳統(tǒng)上源于塑料的性質(zhì)之一是它們的疏水性質(zhì)，即，它們?cè)谒芯哂胁煌感院筒?溶性。然而，存在能夠溶于水的塑料，諸如聚乙烯醇。這種材料在某些條件下具有溶解于水中的性質(zhì)，這使得其在一些應(yīng)用中非常有 用，諸如上面所述的那些應(yīng)用。聚乙酸醇是得自另一種合成聚合物聚乙酸乙烯酯或聚乙酸酯(polyethanoate) 的合成聚合物。聚乙酸酯鏈的乙酸酯基團(tuán)在標(biāo)準(zhǔn)條件下在甲醇中水解，羥基-OH保留，而乙 酸甲酯分離。因此得到聚乙烯醇。這種化學(xué)反應(yīng)可以以相當(dāng)精確地方式進(jìn)行控制，以水解期望百分比的乙酸酯基團(tuán) (水解度)。新的聚合物具有非常類似于聚乙烯的結(jié)構(gòu)，然而，-OH基團(tuán)的存在具有非常重要的 作用。最重要的作用是該聚合物是親水性的，其水溶性是鏈中存在的-OH基團(tuán)比例和溶解 溫度的函數(shù)。因此，當(dāng)80%至89%之間的乙酸酯基團(tuán)已用-OH基團(tuán)取代時(shí)，得到的聚合物 在冷水中可溶；然而，當(dāng)幾乎100%的乙酸酯基團(tuán)被取代時(shí)，該聚合物僅在超過85°C的溫度 下可溶。所有溶解的聚乙烯醇的量是可生物降解的并且其衍生物是無毒的。這些應(yīng)用的實(shí)例是描述在美國專利US-3，186，869，發(fā)明名稱為COATED FILM FOR LAUNDRY PACKAGE和美國專利US3, 322，674，發(fā)明名稱為L(zhǎng)AUNDRY PACKAGE中的那些，這些 專利描述了水溶性膜以及用于洗滌衣物的用品。這些參考文獻(xiàn)的水溶性膜內(nèi)部涂覆有蠟或 其它材料，以便防止容器的內(nèi)含物與膜形式的材料相互作用以及防止其溶解性特征退化。聚乙烯醇的另一感興趣應(yīng)用是生產(chǎn)手術(shù)用線，該手術(shù)用線用于外科手術(shù)中的縫 合。對(duì)于這種應(yīng)用，不同類型的線在不同的溶解度下使用，這取決于線溶解的速度。這種應(yīng) 用的實(shí)例描述在專利E88113740中。然而，在通常條件下以及根據(jù)應(yīng)用聚乙烯醇的常規(guī)制造過程，所述聚合物僅對(duì)通過擠出和擠出吹塑的成型技術(shù)有效，諸如在前述專利中描述的那些，其能夠用這些專利制 造產(chǎn)品諸如膜、線和/或管狀帶(tubular bands)；這是因?yàn)槌Ｒ?guī)聚乙烯醇通常具有嚴(yán)重的 缺陷由于其高流動(dòng)性，實(shí)際上不可能在注射技術(shù)的情況下使用該聚乙烯醇，諸如注射模塑 或注射吹塑。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服這種缺陷，設(shè)想了一種注射聚乙烯醇制品的新方法，即為本發(fā)明說明書 的目的。一般而言，本發(fā)明涉及一種注射來自聚乙烯醇小球的制品的新方法，所述聚乙烯 醇小球具有10與30gr/10分鐘之間的熔體流動(dòng)速率和等于或小于10%的揮發(fā)性組分的量； 這種聚乙烯醇具有的特征使其緩慢壓實(shí)以及緩慢硬化和凝固；因此使用該產(chǎn)品定義一種新 的制品注射方法是必要的。此外，小球必須被回火(temper)，以便當(dāng)聚乙烯醇熔化時(shí)，確保其前述熔體流動(dòng)速 率和含濕量，原因在于這種類型的未處理小球通常熔體流動(dòng)速率在3與5gr/10分鐘之間。注射聚乙烯醇制品的新方法必須以模塑技術(shù)或以吹塑技術(shù)補(bǔ)充，這取決于待獲得 的終產(chǎn)品。在注射模塑的情況下，該方法需要下述組件壓出機(jī)、注射器和模。最初，將聚乙烯醇小球倒入漏斗或類似裝置中，該漏斗或類似裝置將所述聚乙烯 醇小球遞送到設(shè)置有用于強(qiáng)制排出氣體的機(jī)構(gòu)的單螺桿壓出機(jī)，其氣體排出量在10%與 50%之間，大于非水溶性聚合物中的常規(guī)的排出量。聚乙烯醇必須被加熱并達(dá)到其處于170 與250°C之間的穩(wěn)定溫度下的熔融狀態(tài)，此時(shí)其具有10與30gr/10分鐘之間的熔體流動(dòng)速 率。關(guān)于這一點(diǎn)要考慮的另一方面是，螺桿的幾何形狀必須具有進(jìn)攻性剪切點(diǎn)和粉碎區(qū)，以 便在小球擠出過程中獲得均勻的小球混合物，沿著螺桿在刀片之間具有具有不同的距離和 深度。在所述溫度下熔化并具有前述熔體流動(dòng)速率的聚乙烯醇膏體隨后被運(yùn)送至注射裝 置，該注射裝置設(shè)有加熱元件以保持器溫度穩(wěn)定以及設(shè)有一組基本圓錐形的擴(kuò)口截面管， 所述管的內(nèi)徑尺寸被加大20%與40%之間，即其大于熔體流動(dòng)速率在10與30gr/10分鐘 之間的聚合物常規(guī)所需的尺寸，在任何情況下不能小于1mm。當(dāng)聚乙烯醇被運(yùn)送經(jīng)過注射器 時(shí)其溫度必須通過恒溫器進(jìn)行控制并維持在與擠出溫度相同的值，即在170與250°C之間。最后，注射器將熔融聚乙烯醇小球引入模中，該模也被加熱并且保持恒溫，在該模 中聚乙烯醇小球?qū)⒕徛鋮s并硬化。為了使聚合物具有適當(dāng)?shù)挠不垡蚁┐嫉睦鋮s必須緩慢，使得在模中的停留時(shí) 間比在這種熔融狀態(tài)具有相同熔體流動(dòng)速率的另一非水溶性聚合物情況中所需的停留時(shí) 間大5倍的級(jí)數(shù)，并且脫模溫度在25與35°C之間。因此，必需要使用加熱和恒溫模，以防止 在環(huán)境溫度下，冷卻自然發(fā)生。在聚乙烯醇在模中冷卻期間必須維持注射壓力以防止“縮孔”(由于所述產(chǎn)品在所 述冷卻期間收縮而引起的變形)。壓出機(jī)、注射器和模設(shè)置有用于強(qiáng)制排出在過程中放出的蒸汽的機(jī)構(gòu)，它們所具 有的總蒸汽出口數(shù)目超過對(duì)應(yīng)于相同熔體流動(dòng)速率以及相同溫度下的另一種非水溶性塑 料加工的蒸汽出口的數(shù)目70至80%。
對(duì)于由吹塑制造的制品的注射，諸如瓶，所使用的模類型是不同的，然而，上面關(guān) 于注模(注射塑模)所述的與氣體強(qiáng)制抽出、溫度和硬化時(shí)間有關(guān)的參數(shù)和特征也適用，因 此差異僅僅來自模的操作動(dòng)力學(xué)。具體而言，在吹模(吹塑塑模)中，注射器使熔融的聚乙烯醇管垂直流經(jīng)溫度在 170與250°C之間的壓出機(jī)機(jī)頭，所述聚乙烯醇被連續(xù)引入敞開的吹模，該吹模然后被閉 合，聚乙烯醇圓柱體的下面部分由于塑模的作用而被密封；然后，熔融聚乙烯醇管的上面部 分被切割，該操作通過加熱的金屬絲或類似裝置在熱條件下進(jìn)行；然后，壓縮空氣被吹動(dòng)經(jīng) 過所述管的開放的上面部分，所述管從而膨脹并采用塑模壁的形狀；最后，如前所述進(jìn)行受 控冷卻和脫模。通過前述注射方法，利用具有高流動(dòng)性的聚乙烯醇小球能夠獲得具有任意幾何形 狀的水溶性制品。能夠通過這種注射方法獲得的制品包括高爾夫球、盒、殺蟲劑分配器、球的填充物 (wads for rounds)、棉塞充填器。


為了闡述以上所描述的內(nèi)容，一組附圖附于本說明書之后并構(gòu)成其組成部分，其 中本發(fā)明的僅為說明性和非限定性的實(shí)施方式以簡(jiǎn)化的示意方式描繪。圖1顯示對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的注模的工藝的圖解。圖2顯示對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的吹模的工藝的圖解。
具體實(shí)施方式
詳述根據(jù)圖1的實(shí)施方式，其對(duì)應(yīng)于通過注射模塑制造的制品，所述方法需要下述組 件壓出機(jī)⑴、注射器(2)和模(3)。最初，聚乙烯醇小球(4)被倒入漏斗(5)，該漏斗將聚乙烯醇小球遞送至設(shè)置有用 于強(qiáng)制排出氣體的機(jī)構(gòu)的壓出機(jī)(1)中，其氣體排出量比非水溶性聚合物中的常規(guī)排出量 大至少23%。聚乙烯醇必須被加熱并達(dá)到其在190°C的穩(wěn)定溫度下的熔融狀態(tài)，此時(shí)其具有至 少llgr/10分鐘的熔體流動(dòng)速率。聚乙烯醇小球隨后被運(yùn)送到注射器(2)，該注射器設(shè)置有加熱元件(12)以保持器 溫度穩(wěn)定在190°C，和一組基本圓錐形的擴(kuò)口截面管(6)，所述管的內(nèi)徑相對(duì)于熔體流動(dòng)速 率在10與30gr/10min之間的聚合物常規(guī)所需的尺寸被加大20%。最后，注射器將熔融聚乙烯醇小球經(jīng)過不同導(dǎo)管(7)引入模(3)中，該聚乙烯醇小 球在模中停留的時(shí)間比具有相同熔體流動(dòng)速率的另一非水溶性聚合物的情況所需的停留 時(shí)間長(zhǎng)5倍。最終脫模在32°C下進(jìn)行，基于該目的，所述模具有加熱機(jī)構(gòu)(13)，該加熱機(jī)構(gòu) 防止其溫度降至該值以下。壓出機(jī)(1)、注射器(2)和模(3)設(shè)置有用于強(qiáng)制排出在過程中放出的蒸汽的機(jī) 構(gòu)(8)，它們所具有的總蒸汽出口(9)的數(shù)目超過對(duì)應(yīng)于相同熔體流動(dòng)速率以及相同溫度 下的另一種非水溶性塑料加工的蒸汽出口的數(shù)目75%。根據(jù)圖2的實(shí)施方式，其對(duì)應(yīng)于通過注射吹塑制造的制品，所述方法需要下述組 件壓出機(jī)(1)、注射器(2)、模(3)和鼓風(fēng)機(jī)(10)。
該方法的前兩個(gè)組件壓出機(jī)(1)和注射器(2)與在前面實(shí)施方式中已經(jīng)描述的那 些相同。注射器使熔融聚乙烯醇管(11)在190°C的溫度下垂直流動(dòng)，該聚乙烯醇被連續(xù)引 入敞開的吹模(3)中，該吹模然后被閉合，聚乙烯醇圓柱體的下面部分由于模(3)的作用而 被密封；然后，熔融聚乙烯醇管的上面部分被切割，該操作通過加熱的金屬絲在熱條件下進(jìn) 行；然后，壓縮空氣通過鼓風(fēng)機(jī)(10)被注射經(jīng)過所述管的開放的上面部分，所述管從而膨 脹并采用模(3)壁的形狀；最后，如前所述進(jìn)行受控冷卻和脫模。
權(quán)利要求
一種聚乙烯醇制品的注射方法，該類型的聚乙烯醇制品用于制造水溶性制品，其特征在于，所述方法從熔體流動(dòng)速率為10與30gr/10分鐘之間和揮發(fā)性組分的量等于或小于10％的聚乙烯醇小球開始，所述方法包括下述步驟-將所述小球倒入漏斗或類似裝置中，-將所述小球從所述漏斗遞送到設(shè)置有用于強(qiáng)制排出氣體的機(jī)構(gòu)的單螺桿壓出機(jī)，其排出量在10％與50％之間，大于非水溶性聚合物中的常規(guī)排出量，-將所述聚乙烯醇或小球加熱至170與250℃之間的溫度，所述小球的膏體具有10與30gr/10分鐘之間的熔體流動(dòng)速率，-將聚乙烯醇膏體引入注射器中，所述注射器設(shè)有加熱元件以保持其溫度穩(wěn)定在170與50℃之間，還設(shè)置有一組基本圓錐形的擴(kuò)口截面管，所述管的內(nèi)徑與熔體流動(dòng)速率在10與30gr/10分鐘之間的非水溶性聚合物尺寸相比被加大20％與40％之間，-將熔化的聚乙烯醇小球通過所述注射器引入也被加熱的注模或吹模，在所述注模或吹模中開始緩慢冷卻，在模中的停留時(shí)間比具有相同熔體流動(dòng)速率的另一非水溶性聚合物情況中必需的停留時(shí)間大5倍的級(jí)數(shù)，和-在25與35℃之間的溫度下脫模。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的聚乙烯醇制品的注射方法，其特征在于，所述壓出機(jī)、所述 注射器和所述模設(shè)置有用于強(qiáng)制排出在過程中放出的蒸汽的機(jī)構(gòu)，它們所具有的總蒸汽出 口數(shù)目超過對(duì)應(yīng)于相同熔體流動(dòng)速率以及相同溫度下的另一種非水溶性塑料加工的蒸汽 出口的數(shù)目70至80%。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的水溶性制品，其特征在于當(dāng)熔化時(shí)，其具有10與30gr/10 分鐘之間的流動(dòng)性的程度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是高爾夫球。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是盒。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是球的填充物。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是棉塞充填器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是殺蟲劑分配器。
全文摘要
本發(fā)明涉及注射聚乙烯醇制品的方法，其中聚乙烯醇小球(4)被倒入漏斗或類似裝置(5)中，漏斗或類似裝置(5)將聚乙烯醇小球遞送到設(shè)有用于強(qiáng)制排出氣體的機(jī)構(gòu)(8)的單螺桿擠出機(jī)(1)。聚乙烯醇被加熱至170與250℃之間的溫度并且隨后被運(yùn)送到注射器(2)，該注射器設(shè)置有加熱元件(12)和一組基本圓錐形的擴(kuò)口截面管(6)，該擴(kuò)口截面管的直徑尺寸加大20％與40％之間。注射器(2)將熔融的聚乙烯醇小球引入同樣被加熱(13)的注?；虼的?3)，在其中開始緩慢冷卻。最后，在25與35℃之間的溫度下進(jìn)行脫模。
文檔編號(hào)C08L29/04GK101883668SQ200880118501
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
發(fā)明者依倫娜·莫里諾·洛佩茲 申請(qǐng)人:水溶性塑料制品有限公司