泡管常温双向拉伸制造聚乙烯醇薄膜方法.pdf

本发明是熔点与分解点接近的高分子物聚乙烯醇加工成塑料薄膜方法。
    已有的熔点与分解点接近的高分子物聚乙烯醇（以下简称PVA）制造薄膜的方法有流涎法、铸膜法、吹塑法。流涎法溶液浓度低、耗能高，生产效率低;铸膜法设备庞大、耗能高;吹塑法制造PVA薄膜设备费用小、耗能低，日本专利昭49-33595方法先使PVA树脂和水助剂熔融造粒，再调整水份，加入挤出机中熔融，用齿轮泵经管道压入脱泡器中脱泡，再用齿轮泵计量经管道送入圆机头吹塑成泡管，同时予泡管内外吹风冷却，也可用日本专利昭50-9820方法予泡管内外送热风干燥，为防止粘连，用日本实用新案昭55-26094方式在泡管内喷粉或先在树脂中加无机物粉末办法解决。这些方法的缺点是多一个造粒工序，增加能耗和操作手续，无精细过滤装置，树脂中杂质和硬块易使泡管破裂，也影响产品质量;所用设备各为一个个操作单元以管道联接冗长杂乱;防止粘连的办法有粉末飞扬或薄膜透明度下降的弊病。因此所得薄膜厚度大，透明度差，抗拉强度也不高。为降低薄膜厚度，用日本专利昭55-37408方法对泡管加热，进行一次双向拉伸分切收卷后，再行热处理得产品，这样薄膜厚度虽有下降，质量有提高。但是这种泡管加热双向拉伸方式，实际上是干燥、拉伸、定型同时进行的，这样分子链难于滑动，取向程度差;因此所得薄膜透明度与强度不高未能发挥出PVA树脂的特性，而且在整个生产过程中薄膜经反复三次加热耗能增高。

    本发明的目的在于去掉现有生产方法缺点，即首先改变加工中忽视熔融体质量的现状，使熔融体精密过滤和脱泡，丢掉一向认为在加热下方能进行双向拉伸的偏见，使薄膜在含有多量水份时。也就是在常温下分子链易于滑动取向时，对泡管进行两次双向拉伸，这样可制出强度比现有生产方法高出1～3倍的、性能优良的PVA薄膜，还有工序简化能源节省特点。

    本发明首先使PVA树脂良好溶胀，控制含湿量40～55%，为防止物料粘附口模和泡管内表面相互粘连加无毒甘油酯类、硅油等作防粘剂，无粉末飞扬、薄膜透明度下降的弊病，溶胀好的树脂直接加入挤出机中熔融，不再造粒，以防止污染和节省能源，熔体用齿轮泵升压计量，经装有120～250目过滤网的烛型过滤器过滤，在脱泡后吹塑，以保证泡管不易破裂和产品质量。从溶胀好的树脂加入挤出机经熔融，计量升压、过滤、脱泡、调温器调整温度进入圆机头吹塑成泡管六个过程，所用设备各是一个个部件，成为一台包括挤出机在内的带向下吹塑机头的设备。紧凑利落，不冗长杂乱。本发明一反过去认为要在加热下方能进行泡管双向拉伸的偏见，除在机头吹塑成泡管时双向拉伸之外，于常温下（10℃～35℃）接连两次对泡管进行双向拉伸，这样包括泡管形成时在内的总双向拉伸倍数可高到7-8倍，分子链取向程度高，薄膜透明优良，抗拉强度高、延伸率低、薄膜厚度小。为防止解取向，拉伸后的泡管在双向张力下干燥定型，干燥定型时，竖道下段余热干燥上段泡管，无急剧加热，薄膜破裂或内外表面干燥程度差别很大的缺点，能源利用合理：干燥定型分切后不经收卷，当即进入热处理机中热处理，操作比现有生产方法简化。

    本发明与现有吹塑制造PVA薄膜法比较有以下特点：1.节省能源体现在树脂溶胀时温度不高又不再造粒，常温吹塑成型;常温下两次双向拉伸;干燥定型时热能利用合理。2.总双向拉伸倍数大，制得的PVA薄膜强度为现有吹塑法制得PVA薄膜的2-7倍。3.从挤出、计量升压、过滤、脱泡、调制温度，到吹塑成泡管在一台设备中进行，为现有的吹塑法不具备。4.除捏合溶胀外，整个生产是连续地。5.有精细过滤工序。

    本发明的详细过程是用聚合度500～2200的醇解度97～99.99%的PVA树脂，水洗或不水洗，加于捏合釜中，再加一定量蒸馏水或软水，逐渐升温在不超过60℃温度内，使树脂充分溶胀，并加入树脂量的0.1～0.3%的无毒防粘剂，如十二酸甘油酯、十六酸甘油酯、十八酸甘油酯与0.1～0.3%的硅油，如二甲基硅油、羟基硅油、苯甲基硅油，还加入0.1～0.6%的甘油作湿润剂，捏合结束时树脂含湿40～55%，表面无游离水份，之后，将树脂加入挤出机中在70～140℃温度范围内熔融挤出，经齿轮泵升压计量、过滤面积为挤出机机筒截面积5～20倍的装有120～250目过滤网的烛型过滤器过滤，脱泡器脱泡，以上均保温100～140℃，再进入有静态混合元件的调温器中调整温度为100～120℃进入园机头，向下吹塑成泡管，保持双向拉伸比1∶1.5～3.0，泡管经第一夹紧辊后再通入压缩空气保持双向拉伸比1∶1.2～2.5，泡管经第二夹紧辊后通入压缩空气保持双向拉伸比1∶1.1～2.0，经第二夹紧辊后通入压缩空气使双向拉伸比保持1∶0.8～1.0进入干燥定型竖道，竖道长6～8米，下段加热不超过120℃，泡管出竖道时含水10～16%，经过收卷机第一夹紧辊后分割为两幅，经收卷机第二夹紧辊后分别进入双幅热处理机中，热处理15～60秒，处理温度180～90℃，控制薄膜含湿量5～7%。所得PVA薄膜总双向拉伸4.5～7.0时，抗拉强度1000～3800公斤/厘米2，断裂伸长200～30%，厚度8～30微米，透光率90%以上，透氧量0.3～6.0 (厘米3)/(米3·天气压·24小时) （20℃、0～92%RH下测定）。所得PVA薄膜无毒无臭无味，透明度优良、阻氧性好、强度高，宜作食品包装用复合薄膜阻氧基材，包装要防油渗出产品、高级纺织品、有升华性的产品、易氧化变质产品，包装水果蔬菜、食物，还可当玻璃纸使用。

    说明书附图是本发明工艺流程示意图。

    本发明实例：聚合度1700±50醇解度99.98%PVA树脂放于捏合釜（1）中补加适量水份搅拌升温，30分内升到50℃后自然降温，待溶胀良好加入树脂量的0.1～0.3%十八酸甘油酯，0.2～0.3%二甲基硅油，0.2%甘油，到无游离水份时装于桶（2），树脂含湿45～47%，将（2）中树脂加入φ45mm挤出机（3）保持80～130℃熔融挤出，齿轮泵（4）升压计量，200目过滤网过滤面积为挤出机机筒截面积10倍的烛型过滤器（5）过滤、脱泡器（6）脱泡，这些设备保温120～130℃，物料进装有静态混合元件的调温器（7）调节温度为100～110℃入机头（8）温度为110～80℃，口模环隙0.6～0.7毫米，由机头送压缩空气吹塑成泡管，风环（9）送风冷却，口模双向拉伸比：横向吹胀2～2.5倍，纵向拉伸1.8～2.0倍，在常温下（10～35℃）进行两次泡管双向拉伸即经人字夹辊（10）第一夹紧辊（11）后横向吹胀1.8～2.0倍，纵向拉伸1.5～1.8倍，出第二夹紧辊（12）后横向吹胀1.15～1.5倍，纵向拉伸1.1～1.3倍，张力下干燥定型为出第三夹紧辊（13）横向吹胀0.8～0.85倍，纵向拉伸0.9～1.0倍，干燥定型竖道（14）下段加热100～120℃，出竖道薄膜含湿12～14%，泡管经人字夹辊（15）收卷机第一夹紧辊（16）分切刀（17）分为两幅，出收卷机第二夹紧辊（18）不经收卷直接分别进入热处理机（19）中热处理20秒，热处理温度90～110℃经导向辊（20）夹辊（21）收卷得产品。如总双向拉伸为4.5～5.5倍则产品幅宽度500mm，厚度22微米，透明度91.3%，抗拉强度横向大于2000公斤/厘米2，纵向强度大于1800公斤/厘米2，断裂伸长小于150%。

    如总双向拉伸比保持6.0～7.0，则产品幅宽度为600mm，薄膜厚度1.6微米，抗拉强度2500～3800公斤/厘米2，透明度91.4%断裂伸长小于50%。