[发明专利]为聚合膜生产机器提供惰性气氛的方法和系统

说明书

本发明一般地涉及生产聚合膜的方法和系统。更准确地说，本发明涉及在敞开空间的选定区域提供惰性气氛以通过挤出生产聚合膜的方法和系统。

聚乙烯、聚丙烯膜之类的聚合膜是通过挤出生产的。这类膜产品的每一种都可包含许多层膜，一般包含三层或多层。

在本领域中，生产聚合膜所用的设备由许多加料线组成，加料线的数目与膜的层数相同。每一条加料线都有混合和装料的漏斗，在漏斗中混合原始配料成分，原始配料包括化学试剂，例如聚合物、色素和其它添加剂，在制膜之前，用电将装有输送螺旋的圆筒形容器加热。在化学试剂输送过程中提供热量，使其升高到适合模塑聚合膜的温度。产品在挤出机中的摩擦，生产推动产品通过挤出模所需的压力。在离开挤出机前，聚合膜产品通过一个过滤器，分离出粗的和不希望有的材料。在挤出模中，产品通过不同的通道，在模的全长范围内得到分布均匀的产品。

在离开模时，聚合膜被冷却，使聚合物结晶，并使其在处理时更难损坏。在线性模的情况下，可向膜吹风进行冷却，和使膜在装冷却水的圆筒上通过进行冷却。在膜冷却以后，按所要求的宽度进行切割，然后卷制成卷。在圆形模的情况下，在外部通过环形分布装置吹风和在膜的内部通过挤出吹塑冷却膜。

在加热产品后，一些物理(例如热分解)和化学(例如氧化和碳化)现象可能产生硬的黑色颗粒，它们既保留在挤出机中的过滤器上，也沉积在模的出口处。在这二种情况下，生产过程不得不停止，因为在过滤器被堵塞的场合，产品不能再以所要求的流量进入挤出模，或(在模出口有沉积物的情况下)沉积物使所生产的膜受损(例如厚度不同)。至少沉积物会粘附在模的出口上，对膜的质量产生不利的和不希望有的影响，其中包括发生擦痕、膜的厚度不均匀和降低膜的变形。在停产期间，必须清洗挤出设备。整个操作会造成产品损失和生产能力的下降。由于设备经常停车，也会使生产较大的膜卷出现进一步的困难。

为了解决生产聚合膜的问题，采用各种现有技术进行的尝试均未获得成功。颗粒在挤出机模中积累的问题已被人们所公认。在商业上已经推荐并采用了各种方法，例如改变模的结构和加入化学添加剂。现在来回顾一下对该课题的研究和解决方法。见J.D.甘德等人在聚合物工程和科学，1997年7月，37卷，7期，1113-1126页上的论文“对塑料挤出过程中模边缘积累的评述”。在美国专利3,847,522和2,252,689中叙述了在生产非线型(Unrelated to linear)聚合纤维过程中惰性气体对旋转挤出机台面上复杂机械加工的应用。在美国专利5,391,071中叙述了应用化学溶剂清洗模的边缘。

在美国专利3,847,522中还发现一些在应用引入挤出机的惰性气体之前需要加热提高氮温度的比较复杂的方法。

因此，本发明的目的是提供一种生产聚合膜的方法和系统，其中的挤出模对干扰聚合物膜挤出过程的不希望有的氧化产物的生成或其所引起的损坏是不敏感的。

本发明的目的是提供一种在通过挤出生产聚合膜的过程中对敞开空间的选定区域提供惰性气氛的方法和装置。

本发明的一个方面是针对采用制膜设备生产聚合膜的方法。以惰性气氛的形式向漏斗入口和/或挤出机出口提供惰性气体。将原料聚合物(作为原始配料的一部分)加入漏斗入口。然后从挤出机的出口获得聚合物膜产品。

本领域的技术人员会从下面对优选的实施方案和附图的说明中发现本发明的其它目的、特性和优点，其中：

图1是本发明生产聚合膜装置的侧视图；

图2a和2b是本发明中圆形分布系统的平面侧视图；

图3是本发明气体分布系统的侧视图，该系统安装在薄层挤出模的出口上；和

图4是吹塑制膜机外部和内部产生惰性气氛的示意图。

下述的本发明解决了由聚合物膜生产机器造成的氧化、碳化和沉积物生成问题。这是通过用惰性气体例如氮置换含有能引起氧化作用的水和氧的空气解决的。本发明不需要改变产品的配料成分，并能很容易地安装到挤出机上。本发明采用惰性气体层流阻挡层技术在敞开空间的指定区域获得惰性气氛。参见诺沃塔斯基的美国专利4,823,680，在此将其引入作为参考。