[发明专利]用于通过产色嫁接处理羟基化的基底的机器和方法

说明书

发明领域

本发明涉及经由羟基化的基底(hydroxylated substrate)的产色(chromatogenous)嫁接(grafting)而处理的机器，和借助所述机器进行的方法。

发明背景

已经提出了用于形成面对水、油脂、气体和/或水蒸气具有屏障(barrier)性质的膜(film)的方法。

这类的膜在例如包装的领域，尤其是食品包装领域，是特别地优选的。

特别地，文件WO99/08784提出将疏水基团嫁接在具有亲水功能的支持物(support)上。

文件WO2009/083525更加具体地提出将脂肪酸嫁接到聚乙烯醇(PVA)的膜上，使其变得疏水。所述PVA膜可以附接于基底，使其不透水(watertight)。

这两个文件提出采用通过产色化学(chromatogenic chemistry)的嫁接。

产色化学与所谓的“经典”化学不同；“经典”化学中反应必须要在溶液中进行，所述溶液能够将基底的表面和试剂相接触并捕获(trap)释放的盐酸；产色化学利用试剂的蒸汽压以及气体流动(gas flow)以使试剂在基底内扩散(diffuse)，免除(dispensing)了溶剂。

特别有意思的产色嫁接反应通常包括具有羟基化的基底S与长链脂肪酰氯(fatty acid chloride)反应并且可以写作公式：

其中K1和K2分别是缔合(association)和解离(dissociation)速率的常数。

当前，该嫁接过程仅在实验室中使用。

然而，产色化学在过程的方面具有优势，因而现在优选的是设计连续处理过程(continuous treatment process)，即其可用在基底上，所述基底受驱动以在辊(roller)之间卷动(scroll)。

事实上，在产色化学中，不需要溶剂以使待处理的基底和试剂之间相接触—因此无需使用漂洗以消除过量的试剂。

而且，在反应中使用的气体流同时会消除释放的HCl(这避免了需要将其捕获)和过量的试剂。

而且，在上面提到的出版物中已经证明了令人满意的屏障效应可以以低嫁接速率获得，其允许使用低量的试剂。

然而，为使该处理与工业施用相容，有必要解决特定数目的问题。

首先，有必要使在待处理的基底的表面上具有控制的量的试剂。

所需要的量依赖基底的性质，但其在0.01-10g/m²的范围和更精确地在0.1-2g/m²范围内变化。

由于反应不使用溶剂，该沉积物(deposit)需要制成纯的产物的形式。

第二，有必要尽可能的降低反应时间。

事实上，对于卷动速度600米/分钟，对应于一秒钟反应时间的反应速率导致10米的发生反应器(development reactor)。

因此有必要定义反应参数，其可以提升反应速率。

另一个为工业使用要解决的问题是在反应中释放的盐酸是对动理学(kinetics)有害的并且，由于该气体腐蚀性的特征，其也可能损坏基底。

因此有必要能够正确地消除释放的HCl。

另一个问题是在嫁接后消除残留的试剂，其没有与基底反应。

事实上，如果基底一旦卷绕而试剂保持与基底接触，释放HCl的嫁接反应会继续进行，释放的HCl会在两个基底层(thicknesses)中捕获，有损坏后者的危险。

因此本发明的一个目标是设计一种机器，其允许在工业规模(industrial scale)上通过产色而嫁接。

本发明的另一个目的是优化处理过程使其在经济和工业的平面上可行(viable on the economic and industrial plane)。

发明概述

根据本发明，提出了一种用于产色嫁接处理具有羟基化的面的卷动的基底的机器，其包含：

-用于开卷(unwind)基底的卷绕机(winder)，

-在基底的羟基化的面上的嫁接试剂的施用装置，

-用于使嫁接反应在基底的羟基化的面上发生的加热辊(heating roller)，所述辊提供有杆-端系统(bar-end system)用于使基底的面倚靠(against)所述加热辊，

-在嫁接反应过程中产生的盐酸的提取装置(extraction device)，