专利名称：聚乙烯醇制品的注射方法以及得到的制品的制作方法
技术领域：
如在本说明书的发明名称中所表达的，本发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类型用于制造水溶性制品。
背景技术：
在工业和在日常生活应用的一些情况下，使用在与水接触时溶解的产品、制品或 其它部件是必要的。一种原因是，由于环境目的它们是可生物降解的；一个实例是猎球(hunting rounds)、棉塞充填器(tampon applicators)、高尔夫球、杀虫剂分配器或用于盛放已故者 骨灰的缸的应用，这些物品通常在使用后被丢弃。使用所述产品的另一个原因是，由于它们的用途，它们必须具有有限的使用期限； 这将是一些选择性捕鱼网装置的例子，在鱼被捕获之后，所述捕鱼网装置将部分溶解，以便 允许较小的鱼逃脱。传统上源于塑料的性质之一是它们的疏水性质，即，它们在水中具有不透性和不 溶性。然而，存在能够溶于水的塑料，诸如聚乙烯醇。这种材料在某些条件下具有溶解于水中的性质，这使得其在一些应用中非常有 用，诸如上面所述的那些应用。聚乙酸醇是得自另一种合成聚合物聚乙酸乙烯酯或聚乙酸酯(polyethanoate) 的合成聚合物。聚乙酸酯链的乙酸酯基团在标准条件下在甲醇中水解，羟基-OH保留，而乙 酸甲酯分离。因此得到聚乙烯醇。这种化学反应可以以相当精确地方式进行控制，以水解期望百分比的乙酸酯基团 (水解度)。新的聚合物具有非常类似于聚乙烯的结构，然而，-OH基团的存在具有非常重要的 作用。最重要的作用是该聚合物是亲水性的，其水溶性是链中存在的-OH基团比例和溶解 温度的函数。因此，当80%至89%之间的乙酸酯基团已用-OH基团取代时，得到的聚合物 在冷水中可溶；然而，当几乎100%的乙酸酯基团被取代时，该聚合物仅在超过85°C的温度 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无毒的。这些应用的实例是描述在美国专利US-3，186，869，发明名称为COATED FILM FOR LAUNDRY PACKAGE和美国专利US3, 322，674，发明名称为LAUNDRY PACKAGE中的那些，这些 专利描述了水溶性膜以及用于洗涤衣物的用品。这些参考文献的水溶性膜内部涂覆有蜡或 其它材料，以便防止容器的内含物与膜形式的材料相互作用以及防止其溶解性特征退化。聚乙烯醇的另一感兴趣应用是生产手术用线，该手术用线用于外科手术中的缝 合。对于这种应用，不同类型的线在不同的溶解度下使用，这取决于线溶解的速度。这种应 用的实例描述在专利E88113740中。然而，在通常条件下以及根据应用聚乙烯醇的常规制造过程，所述聚合物仅对通过挤出和挤出吹塑的成型技术有效，诸如在前述专利中描述的那些，其能够用这些专利制 造产品诸如膜、线和/或管状带(tubular bands)；这是因为常规聚乙烯醇通常具有严重的 缺陷由于其高流动性，实际上不可能在注射技术的情况下使用该聚乙烯醇，诸如注射模塑 或注射吹塑。
发明内容
为了克服这种缺陷，设想了一种注射聚乙烯醇制品的新方法，即为本发明说明书 的目的。一般而言，本发明涉及一种注射来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与30gr/10分钟之间的熔体流动速率和等于或小于10%的挥发性组分的量； 这种聚乙烯醇具有的特征使其缓慢压实以及缓慢硬化和凝固；因此使用该产品定义一种新 的制品注射方法是必要的。此外，小球必须被回火(temper)，以便当聚乙烯醇熔化时，确保其前述熔体流动速 率和含湿量，原因在于这种类型的未处理小球通常熔体流动速率在3与5gr/10分钟之间。注射聚乙烯醇制品的新方法必须以模塑技术或以吹塑技术补充，这取决于待获得 的终产品。在注射模塑的情况下，该方法需要下述组件压出机、注射器和模。最初，将聚乙烯醇小球倒入漏斗或类似装置中，该漏斗或类似装置将所述聚乙烯 醇小球递送到设置有用于强制排出气体的机构的单螺杆压出机，其气体排出量在10%与 50%之间，大于非水溶性聚合物中的常规的排出量。聚乙烯醇必须被加热并达到其处于170 与250°C之间的稳定温度下的熔融状态，此时其具有10与30gr/10分钟之间的熔体流动速 率。关于这一点要考虑的另一方面是，螺杆的几何形状必须具有进攻性剪切点和粉碎区，以 便在小球挤出过程中获得均勻的小球混合物，沿着螺杆在刀片之间具有具有不同的距离和 深度。在所述温度下熔化并具有前述熔体流动速率的聚乙烯醇膏体随后被运送至注射装 置，该注射装置设有加热元件以保持器温度稳定以及设有一组基本圆锥形的扩口截面管， 所述管的内径尺寸被加大20%与40%之间，即其大于熔体流动速率在10与30gr/10分钟 之间的聚合物常规所需的尺寸，在任何情况下不能小于1mm。当聚乙烯醇被运送经过注射器 时其温度必须通过恒温器进行控制并维持在与挤出温度相同的值，即在170与250°C之间。最后，注射器将熔融聚乙烯醇小球引入模中，该模也被加热并且保持恒温，在该模 中聚乙烯醇小球将缓慢冷却并硬化。为了使聚合物具有适当的硬化，聚乙烯醇的冷却必须缓慢，使得在模中的停留时 间比在这种熔融状态具有相同熔体流动速率的另一非水溶性聚合物情况中所需的停留时 间大5倍的级数，并且脱模温度在25与35°C之间。因此，必需要使用加热和恒温模，以防止 在环境温度下，冷却自然发生。在聚乙烯醇在模中冷却期间必须维持注射压力以防止“缩孔”(由于所述产品在所 述冷却期间收缩而引起的变形)。压出机、注射器和模设置有用于强制排出在过程中放出的蒸汽的机构，它们所具 有的总蒸汽出口数目超过对应于相同熔体流动速率以及相同温度下的另一种非水溶性塑 料加工的蒸汽出口的数目70至80%。
对于由吹塑制造的制品的注射，诸如瓶，所使用的模类型是不同的，然而，上面关 于注模(注射塑模)所述的与气体强制抽出、温度和硬化时间有关的参数和特征也适用，因 此差异仅仅来自模的操作动力学。具体而言，在吹模(吹塑塑模)中，注射器使熔融的聚乙烯醇管垂直流经温度在 170与250°C之间的压出机机头，所述聚乙烯醇被连续引入敞开的吹模，该吹模然后被闭 合，聚乙烯醇圆柱体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，该操作通过加热的金属丝或类似装置在热条件下进行；然后，压缩空气被吹动经 过所述管的开放的上面部分，所述管从而膨胀并采用塑模壁的形状；最后，如前所述进行受 控冷却和脱模。通过前述注射方法，利用具有高流动性的聚乙烯醇小球能够获得具有任意几何形 状的水溶性制品。能够通过这种注射方法获得的制品包括高尔夫球、盒、杀虫剂分配器、球的填充物 (wads for rounds)、棉塞充填器。
为了阐述以上所描述的内容，一组附图附于本说明书之后并构成其组成部分，其 中本发明的仅为说明性和非限定性的实施方式以简化的示意方式描绘。图1显示对应于根据本发明的注模的工艺的图解。图2显示对应于根据本发明的吹模的工艺的图解。
具体实施方式
详述根据图1的实施方式，其对应于通过注射模塑制造的制品，所述方法需要下述组 件压出机⑴、注射器(2)和模(3)。最初，聚乙烯醇小球(4)被倒入漏斗(5)，该漏斗将聚乙烯醇小球递送至设置有用 于强制排出气体的机构的压出机(1)中，其气体排出量比非水溶性聚合物中的常规排出量 大至少23%。聚乙烯醇必须被加热并达到其在190°C的稳定温度下的熔融状态，此时其具有至 少llgr/10分钟的熔体流动速率。聚乙烯醇小球随后被运送到注射器(2)，该注射器设置有加热元件(12)以保持器 温度稳定在190°C，和一组基本圆锥形的扩口截面管(6)，所述管的内径相对于熔体流动速 率在10与30gr/10min之间的聚合物常规所需的尺寸被加大20%。最后，注射器将熔融聚乙烯醇小球经过不同导管(7)引入模(3)中，该聚乙烯醇小 球在模中停留的时间比具有相同熔体流动速率的另一非水溶性聚合物的情况所需的停留 时间长5倍。最终脱模在32°C下进行，基于该目的，所述模具有加热机构(13)，该加热机构 防止其温度降至该值以下。压出机(1)、注射器(2)和模(3)设置有用于强制排出在过程中放出的蒸汽的机 构(8)，它们所具有的总蒸汽出口(9)的数目超过对应于相同熔体流动速率以及相同温度 下的另一种非水溶性塑料加工的蒸汽出口的数目75%。根据图2的实施方式，其对应于通过注射吹塑制造的制品，所述方法需要下述组 件压出机(1)、注射器(2)、模(3)和鼓风机(10)。
该方法的前两个组件压出机(1)和注射器(2)与在前面实施方式中已经描述的那 些相同。注射器使熔融聚乙烯醇管(11)在190°C的温度下垂直流动，该聚乙烯醇被连续引 入敞开的吹模(3)中，该吹模然后被闭合，聚乙烯醇圆柱体的下面部分由于模(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，该操作通过加热的金属丝在热条件下进 行；然后，压缩空气通过鼓风机(10)被注射经过所述管的开放的上面部分，所述管从而膨 胀并采用模(3)壁的形状；最后，如前所述进行受控冷却和脱模。
权利要求
一种聚乙烯醇制品的注射方法，该类型的聚乙烯醇制品用于制造水溶性制品，其特征在于，所述方法从熔体流动速率为10与30gr/10分钟之间和挥发性组分的量等于或小于10％的聚乙烯醇小球开始，所述方法包括下述步骤-将所述小球倒入漏斗或类似装置中，-将所述小球从所述漏斗递送到设置有用于强制排出气体的机构的单螺杆压出机，其排出量在10％与50％之间，大于非水溶性聚合物中的常规排出量，-将所述聚乙烯醇或小球加热至170与250℃之间的温度，所述小球的膏体具有10与30gr/10分钟之间的熔体流动速率，-将聚乙烯醇膏体引入注射器中，所述注射器设有加热元件以保持其温度稳定在170与50℃之间，还设置有一组基本圆锥形的扩口截面管，所述管的内径与熔体流动速率在10与30gr/10分钟之间的非水溶性聚合物尺寸相比被加大20％与40％之间，-将熔化的聚乙烯醇小球通过所述注射器引入也被加热的注模或吹模，在所述注模或吹模中开始缓慢冷却，在模中的停留时间比具有相同熔体流动速率的另一非水溶性聚合物情况中必需的停留时间大5倍的级数，和-在25与35℃之间的温度下脱模。
2.根据前述权利要求所述的聚乙烯醇制品的注射方法，其特征在于，所述压出机、所述 注射器和所述模设置有用于强制排出在过程中放出的蒸汽的机构，它们所具有的总蒸汽出 口数目超过对应于相同熔体流动速率以及相同温度下的另一种非水溶性塑料加工的蒸汽 出口的数目70至80%。
3.根据前述权利要求所述的水溶性制品，其特征在于当熔化时，其具有10与30gr/10 分钟之间的流动性的程度。
4.根据权利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是高尔夫球。
5.根据权利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是盒。
6.根据权利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是球的填充物。
7.根据权利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是棉塞充填器。
8.根据权利要求3所述的制品，其特征在于，所述制品是杀虫剂分配器。
全文摘要
本发明涉及注射聚乙烯醇制品的方法，其中聚乙烯醇小球(4)被倒入漏斗或类似装置(5)中，漏斗或类似装置(5)将聚乙烯醇小球递送到设有用于强制排出气体的机构(8)的单螺杆挤出机(1)。聚乙烯醇被加热至170与250℃之间的温度并且随后被运送到注射器(2)，该注射器设置有加热元件(12)和一组基本圆锥形的扩口截面管(6)，该扩口截面管的直径尺寸加大20％与40％之间。注射器(2)将熔融的聚乙烯醇小球引入同样被加热(13)的注模或吹模(3)，在其中开始缓慢冷却。最后，在25与35℃之间的温度下进行脱模。
文档编号C08L29/04GK101883668SQ200880118501
公开日2010年11月10日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年10月4日
发明者依伦娜·莫里诺·洛佩兹 申请人:水溶性塑料制品有限公司