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
技術領域：
如在本說明書的發(fā)明名稱中所表達的，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：
在工業(yè)和在日常生活應用的一些情況下，使用在與水接觸時溶解的產(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；一個實例是獵球(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，它們在水中具有不透性和不 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)，這使得其在一些應用中非常有 用，諸如上面所述的那些應用。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在標準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。這種化學反應可以以相當精確地方式進行控制，以水解期望百分比的乙酸酯基團 (水解度)。新的聚合物具有非常類似于聚乙烯的結構，然而，-OH基團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基團比例和溶解 溫度的函數(shù)。因此，當80%至89%之間的乙酸酯基團已用-OH基團取代時，得到的聚合物 在冷水中可溶；然而，當幾乎100%的乙酸酯基團被取代時，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。這些應用的實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LAUNDRY 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用是生產(chǎn)手術用線，該手術用線用于外科手術中的縫 合。對于這種應用，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 用的實例描述在專利E88113740中。然而，在通常條件下以及根據(jù)應用聚乙烯醇的常規(guī)制造過程，所述聚合物僅對通過擠出和擠出吹塑的成型技術有效，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)；這是因為常規(guī)聚乙烯醇通常具有嚴重的 缺陷由于其高流動性，實際上不可能在注射技術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)，以便當聚乙烯醇熔化時，確保其前述熔體流動速 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或以吹塑技術補充，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、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 醇小球遞送到設置有用于強制排出氣體的機構的單螺桿壓出機，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)，此時其具有10與30gr/10分鐘之間的熔體流動速 率。關于這一點要考慮的另一方面是，螺桿的幾何形狀必須具有進攻性剪切點和粉碎區(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速率的聚乙烯醇膏體隨后被運送至注射裝 置，該注射裝置設有加熱元件以保持器溫度穩(wěn)定以及設有一組基本圓錐形的擴口截面管， 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。當聚乙烯醇被運送經(jīng)過注射器 時其溫度必須通過恒溫器進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 中聚乙烯醇小球將緩慢冷卻并硬化。為了使聚合物具有適當?shù)挠不垡蚁┐嫉睦鋮s必須緩慢，使得在模中的停留時 間比在這種熔融狀態(tài)具有相同熔體流動速率的另一非水溶性聚合物情況中所需的停留時 間大5倍的級數(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、注射器和模設置有用于強制排出在過程中放出的蒸汽的機構，它們所具 有的總蒸汽出口數(shù)目超過對應于相同熔體流動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 于注模(注射塑模)所述的與氣體強制抽出、溫度和硬化時間有關的參數(shù)和特征也適用，因 此差異僅僅來自模的操作動力學。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之間的壓出機機頭，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行；然后，壓縮空氣被吹動經(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，如前所述進行受 控冷卻和脫模。通過前述注射方法，利用具有高流動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施方式以簡化的示意方式描繪。圖1顯示對應于根據(jù)本發(fā)明的注模的工藝的圖解。圖2顯示對應于根據(jù)本發(fā)明的吹模的工藝的圖解。
具體實施方式
詳述根據(jù)圖1的實施方式，其對應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置有用 于強制排出氣體的機構的壓出機(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到其在190°C的穩(wěn)定溫度下的熔融狀態(tài)，此時其具有至 少llgr/10分鐘的熔體流動速率。聚乙烯醇小球隨后被運送到注射器(2)，該注射器設置有加熱元件(12)以保持器 溫度穩(wěn)定在190°C，和一組基本圓錐形的擴口截面管(6)，所述管的內(nèi)徑相對于熔體流動速 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)過不同導管(7)引入模(3)中，該聚乙烯醇小 球在模中停留的時間比具有相同熔體流動速率的另一非水溶性聚合物的情況所需的停留 時間長5倍。最終脫模在32°C下進行，基于該目的，所述模具有加熱機構(13)，該加熱機構 防止其溫度降至該值以下。壓出機(1)、注射器(2)和模(3)設置有用于強制排出在過程中放出的蒸汽的機 構(8)，它們所具有的總蒸汽出口(9)的數(shù)目超過對應于相同熔體流動速率以及相同溫度 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的實施方式，其對應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(1)、注射器(2)、模(3)和鼓風機(10)。
該方法的前兩個組件壓出機(1)和注射器(2)與在前面實施方式中已經(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，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 行；然后，壓縮空氣通過鼓風機(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，如前所述進行受控冷卻和脫模。
權利要求
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置有用于強制排出氣體的機構的單螺桿壓出機，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速率，-將聚乙烯醇膏體引入注射器中，所述注射器設有加熱元件以保持其溫度穩(wěn)定在170與50℃之間，還設置有一組基本圓錐形的擴口截面管，所述管的內(nèi)徑與熔體流動速率在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?；虼的Ｖ虚_始緩慢冷卻，在模中的停留時間比具有相同熔體流動速率的另一非水溶性聚合物情況中必需的停留時間大5倍的級數(shù)，和-在25與35℃之間的溫度下脫模。
2.根據(jù)前述權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、所述 注射器和所述模設置有用于強制排出在過程中放出的蒸汽的機構，它們所具有的總蒸汽出 口數(shù)目超過對應于相同熔體流動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)前述權利要求所述的水溶性制品，其特征在于當熔化時，其具有10與30gr/10 分鐘之間的流動性的程度。
4.根據(jù)權利要求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有用于強制排出氣體的機構(8)的單螺桿擠出機(1)。聚乙烯醇被加熱至170與250℃之間的溫度并且隨后被運送到注射器(2)，該注射器設置有加熱元件(12)和一組基本圓錐形的擴口截面管(6)，該擴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℃之間的溫度下進行脫模。
文檔編號C08L29/04GK101883668SQ200880118501
公開日2010年11月10日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權日2007年10月4日
發(fā)明者依倫娜·莫里諾·洛佩茲 申請人:水溶性塑料制品有限公司