挤塑设备和方法及挤出的热塑性聚合物的制作方法

专利名称：挤塑设备和方法及挤出的热塑性聚合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及挤塑、模塑设备及方法，更具体地说，涉及用于，例如聚合物片材、薄膜及其他形式的聚合物制品及材料挤塑或模塑的设备及方法。本发明还涉及具有某些新颖特性的聚合物本身。
单或多(例如双)螺杆喂料设备是已知的，借助这些设备可以将有机聚合物组合物送至口模或模具组件，以便进行挤塑或模塑。上述螺杆装在一个机筒内转动，于是螺纹便推动组合物沿着机筒前进。还知道，这种螺杆轴的根部直径可以沿螺杆长度变化，这样，该组合物在沿着机筒移动期间，就可以受到不同程度的压缩和加热，这对于制备用于挤塑或模塑的物料是必须的。
某些有机聚合物比其他聚合物更容易因这种压缩作用，尤其是当受到过分切割及弄碎时，而受损。例如，某些级别的聚乙烯醇可能发生降解，致使产品混浊、发硬，然而这时实际上希望得到的却可能是一种透明、柔软的薄膜。这种降解作用已查明是由于交联所致。因此，如果能让这种物料经过恰到好处的加热及加工区，而又不使其降解，则是很理想的。
多层层合的复合挤出薄膜可以通过设置许多平行布置的这种设备，再配合将这些平行的新挤出的膜结合起来的手段来制取，这种复合膜，例如象国际申请PCT/WO93/22125中所描述的，往往具备不同，然而经过周到搭配的性能。
本发明一方面提供一种改进，按照这种改进，在用于向口模或模具供应这种组合物的螺杆至少部分表面上，涂上一种减(少)黏(附力的)涂层。
按照本发明，一种用于将有机聚合物组合物(例如聚乙烯醇(PVOH)或聚烯烃，连同任选的滑爽剂及任选的增塑剂)供应给口模或模具的机筒-螺杆供料设备的特征在于，其螺杆(单或多)对贴在其上的组合物的黏附力比机筒的小。这种螺杆表面的至少一部分，优选地基本上全部，对贴在其上的聚乙烯醇的室温粘合强度小于200kPa，优选地不超过100kPa，更优选不超过50kPa。这样一种减黏表面可以就是构成螺杆的材料本身所具备的，也可以是一种涂层，它优选地是不黏附，而不一定是特别滑溜的涂层，故可以是，例如聚氟烃，而且优选地其使用温度可高达至少240℃。优选的是，其口模和/或机筒也带有涂层，优选地涂以既不黏附又滑溜的涂层，在这种情况下，该机筒对PVOH的摩擦系数要高于螺杆，尽管反过来也是可以想象的(机筒比螺杆更滑溜)。在本说明中，当将PVOH作为参考材料或一种特定的进料提到时，指的是分子量(数均)为100000～120000，以及(重均)为200000～300000的聚乙烯醇。
在室温下测得的该螺杆表面对聚乙烯醇动摩擦系数可小于0.2，优选地小于0.15，更优选小于0.12，最优选小于0.11，且可能低至0.06。(相比之下，无涂层钢制成的螺杆的摩擦系数为0.34，其粘合强度为每平方英寸540牛顿，即865kPa)在室温下测得的该口模表面对聚乙烯醇动摩擦系数可小于0.2，优选地小于0.15，例如小于0.13，以便尽量降低口模处的背压。PVOH贴在口模表面的粘合强度优选地小于150kPa，更优选小于80kPa，最优选小于50kPa。该口模可以是带模芯的支架式模头，将产品包着该模芯拉伸，成形为管状薄膜，或者挤出为直径6mm的纤维，拉细为3mm，最后切成粒料，以供再加工。
本发明还涉及一种在上述的设备中加工有机聚合物组合物的方法。该组合物可以包含聚乙烯醇。优选地，在将组合物送过该机筒或者送过该口模(二者之中任何一个)的过程中所作的功不超过，将同一组合物送过无涂层钢制机筒或口模时所作功的四分之一，更优选不超过其八分之一。
这种涂层能降低将物料送过机筒时所消耗的机械能，尤其是降低消耗在剪切破坏的机械能。这又意味着，焦耳温升减少了，因此也减少了为使温度维持在低得足以防止诱导聚合物组合物出现结晶的水平所带来的对辅助风扇冷却(或滑爽剂)的需要。
合适的涂层可以包括含碳不粘涂层，例如聚氟烃材料。该涂层宜于采用传统的方法涂布到螺杆上去。在每种情况下，涂布之前可先涂底漆，其目的是为了，例如增强该涂层的附着力及使用可靠性，并赋予诸如回弹性等性能。
优选的是，基本上所有要与组合物接触的螺杆表面都涂以该减黏涂层。按照这样去作，对剪切敏感的聚合物，例如聚乙烯醇(PVOH)，就可以用一种比迄今缓和得多的方式进行加工，其作用原理据信是这样的随着螺杆在机筒内旋转，物料在螺杆的螺棱之间象是在“滚动”，如同面团，通过机筒却没有拖曳力或起漩涡，从而避免因过度剪切而导致的失控降解，这种危险，据解释，尤其容易发生在这类聚合物身上。
在一个特定形式中，该挤塑机的机筒壁也可以，附加或替代地，在其至少一部分表面上涂上减黏涂层，宜于同上述涂层相同类型，优选略带回弹性，并且其使用温度至少为300℃。优选的是，该机筒壁不带涂层，或者，如果带涂层的话，其对PVOH的动摩擦系数应高于螺杆对PVOH的动摩擦系数。
另一方面，本发明提供一种向口模或模具供应可挤塑有机聚合物组合物的方法和设备，其中一个或多个挤塑螺杆是可旋转地安装在机筒内部的，同时设有温度控制手段，以使机筒保持在某一或沿机筒全长的一系列受控的温度下，其配置方式应使机筒内组合物所获热能的主要部分来自通过温控手段提供的外部加热。
这可通过按照本发明的非传统设备操作方式来实现。随着传统螺杆的转动，聚合物往往会粘在机筒和螺杆上，因此螺杆反抗这种粘合力转动所作的功完全用于剪切及割裂聚合物，从而升高了聚合物的温度。而在本发明的设备中，聚合物不会粘附到(带涂层的)螺杆上，其加工采用滚动或捏合作用的形式，这种形式在撕开聚合物时耗散极小的能量，所需要的软化温度可以靠外加热量来维持，由于这种方式比传统的内部生热更为可控、可预测且沿整个聚合物分散得更均匀，因而是优选的。用不同的方式来重新表述上述定义比值(内生热量)/(外加热量)小于1，优选地小于0.1。该比值应尽可能低。在先有技术的某些例子中，用来“启动”外加热的恒温器实际上一直不动作，这就是说，该比值是无穷大，而在先有技术中，有时的确是必须设置冷却风扇来移出多余的内生热量。
该温度应处处超过所谓的“分解温度”(对典型的PVOH而言，约为180℃)，且其最高值应刚好超过其“晶体熔点”(典型地为230℃)，即按绝对温标计，优选地不超过3％，更优选不超过1％，同时优选地维持在低于交联和化学分解的温度。PVOH的理想化化学式为
本发明适用于PVOH类，例如热水可溶性(全水解的)PVOH，的挤塑或模塑，能改善这类聚合物用多种多样口模及模具(希望的话，它们同样可以是本质不粘性滑溜材料或加涂层后达到同样效果的材料制造的)的可加工性，这些口模及模具例如有，“支架式模头”、“上开窗式”口模以及用于单膜挤塑的流延挤塑口模、复合挤出口模，例如在我们已提到的申请号W093/22125(该公开的内容收入本文作为参考)中描述的那种，或者在注塑、吹塑、真空模塑及起发(例如发泡)模塑中的那类。
优选的是，在按照该方法加工之前，该组合物包含13～27wt％增塑剂，优选地含有10～20％甘油及3～7％水，且按照本方法，(i)组合物在加工之前，在225℃下模塑，随后在室温的水中放置48小时以后的可润胀性，不超过该组合物在按本方法加工以后的相应可润胀性的110％，以及/或者(ii)组合物中含有的水溶性物质的比例，在经(i)那样润胀并干燥后，在本方法加工期间降低不到一半，以及/或者(iii)组合物的质量流率因采用本方法而改进了至少5％，以及/或者(iv)因采用本方法，组合物的数均分子量升高不超过10％。优选的是，聚合物组合物在喂料螺杆机的机筒内的停留时间比喂入传统的一般用途螺杆机或者用于聚丙烯或聚乙烯挤塑的螺杆机的其他塑性材料的停留时间要长，例如至少是1分钟。
在过了喂料区以后，该机筒宜于沿其全长在一系列温度区内维持不同的温度。例如在头3个或4个区内，该部分可能延伸至机筒全长的至少一半，其温度从一区到下一区逐渐升高。此后，宜于设置一个压缩区，此处螺杆轴的根部直径加大和/或螺杆螺距减小，该区长度为一个或多个(以3～4个为宜)螺杆螺距。机筒内的最高温度宜位于压缩区或其附近，且可能比离开此前的升温区高出1～3％(按绝对温标计)。压缩区内组合物体积宜于减少，例如少1/3，就是说，在一股连续的进料流中1ml的单元体积，当到达压缩区之后将被限制在只占2/3ml了。这种在体积上的减少是加工力度的标志，因此优选不超过50％。
过了压缩区以后，优选地设置一个排气区，在此区中，让组合物沿着基本上一个或多个(以2～3个为宜)螺杆螺距的范围内膨胀，此时物料维持在与在压缩区时相同(优选地相差不超过3％，例如在1％以内)的温度。于是，由于为此已留有了充足的多余容积，从而使物料得以任其自然地膨胀。气体宜于从该排气区排掉，任选地可使用真空抽出装置。
因此，排气区优选地应足够宽敞，以便其中的物料不受任何压缩作用，因此排气区的螺杆的螺纹深度及螺距应大于进料区。
在排气区的下游宜设置一个跨越一个或多个(宜于约5～6个)螺杆螺距的挤出区，在此组合物被推出机筒朝口模进口前进，这段期间没有压缩，且温度与压缩区相差不超过3％。该螺杆优选地突出于机筒端面以外(例如1/4～1个螺距)，以便将物料推出，而且优选地设有一个“鼻子”，以避免粘料、“螺线”或抹芯效应。
螺杆速度不应过高，否则会导致对组台物的剪切和过度加工。对单螺杆挤塑机而言，采用的螺杆速度最高约50r.p.m.是合适的，例如介于约15～20r.p.m.之间。
已发现，由于采用了本发明，使得系统能有效地自清理，这就避免了在螺杆或机筒停车时加入热塑性清机料或其他磨料的需要，从而消除损伤涂层的危险并缩短了清理时间。
在本发明的又一方面，供组合物通过、挤出的口模组件，在其至少一部分内表面上带有降低摩擦的表面。优选的是，与可挤塑组合物接触的口模组件表面几乎全都是低摩擦的。这一点通过采用适当的涂层很容易做到。
该口模组件(包括其开始处可能有的连接部分)除出口处以外优选地不存在任何超过40度(例如25度)(半锥角)的缩小或扩大部分，即消除了先有技术的“胡椒瓶”，由这种胡椒瓶带来的额外加工作用现已发现是不必要了，而且它的确是对产品不利的。该螺杆，如果它伸出到超过机筒的端面，如同上面建议的，在这种情况下就会深入到口模组件内部，特别是深入到可能有的连接部分中去。
已发现，本发明使得敏感的聚合物，例如PVOH类，能连续地加工成高质量的片材、薄膜及其他形式。这些形式中特别值得一提的一种就是用于切粒的连续纤维形式，它能连续地通过一个模孔(例如直径6mm)挤出，引出(例如将其拉伸至直径3mm)，冷却并以传统的方式用切断刀片进行切粒。该聚合物粒料，据发现在储存和运输时都很稳定，而且看上去夹杂的气泡大大减少了。这种纤维/粒料由于具备如下的任何一项或多项性能而可以独一无二地加以鉴别(i)除了着色剂、二氧化硅、甘油和/或水之外不含其他添加剂；(ii)在225℃下模塑并在室温蒸馏水中放置48小时之后，其润胀超过
40％(优选地42％)；(iii)在经过如同(ii)那样润胀并干燥之后，它含有5.8％～6.6％(优选地6.0％～6.4％)(质量)水溶性物质；(iv)在225℃、公称负荷10千克以及通过的口模直径为4.2mm的条件下，其质量流率至少是20克/分。
因此，本发明又涉及具备上述性能、作为一种新物质的PVOH本身，它具有重要的工业优越性。该粒料可在以后重新挤塑或模塑，优选地采用标准热塑性材料用螺杆设备，其中，该螺杆沿其至少一部分表面涂有按照本发明的减黏涂层，或者更为优选地采用标准无涂层设备，所谓标准是指除了如下的要求之外是标准的，即如果使用的是支架式模头，则该口模应在模头的下游之后延续至少10倍，例如至少50倍的组合物厚度(以便在过了模头之后组合物自身能有效地熔结在一起)。这种粒料(以及其前体纤维)的特征在于，当在标准无涂层螺杆挤塑机中挤塑时不增稠或不变为触变体。
本发明进一步提供纤维或切断纤维形式的聚乙烯醇，就是说，在挤出以后，在这种纤维中用13C核磁共振检测不到碳-碳双键。这种双键是聚合物主链热脱水的结果，并且是交联的前体。因此，在已经挤出的产品中不存在这类结构就表明了一种无比缓和的加工历程，同时也暗示不存在交联。因此，这种产品特别适合进行进一步加工。此外，它还可能具备下列中任何一项或多项性能(i)除了着色剂、二氧化硅、甘油和/或水之外不含其他添加剂；(ii)在225℃下模塑并在室温蒸馏水中放置48小时之后，其润胀超过40％(优选地42％)；(iii)在经过如同(ii)那样润胀并干燥之后，它含有5.8％～6.6％(优选地6.0％～6.4％)(质量)水溶性物质；(iv)在225℃、公称负荷10千克以及通过的口模直径为4.2mm的条件下，其质量流率至少是20克/分。
所用的PVOH组合物可以是WO93/22125中所描述的那种。
下面，将结合实例并参考附图来说明本发明，在附图中

图1画出了一台涂有不粘涂层(未表示出)的单螺杆供料机，该图的部分(a)标出了螺杆的每个螺纹的编号顺序，部分(b)包括一个表格，载明每个螺纹的螺纹深度及根部直径以及试样温度，
图2表示一种适合聚乙烯醇的挤塑生产线，以及图3表示挤塑机的末端以及口模组件，后者包括一个连接件和支架式模头。
在所描述的设备中，有两种级别的聚乙烯醇，其中任何一种均可挤塑。当把两种挤出物结合在一起时，就构成了一种双层膜，从而提供了一种适用于包装并具备可生物降解性能的材料。这两种级别是(a)冷水可溶级Mowiol26-88 100重量份甘油(食品级甘油)15份蒸馏水 5份二氧化硅(表面积很高) 1/4份以及(b)热水可溶级Mowiol 28-9950重量份Mowiol 56-9850份甘油(食品级甘油)20份蒸馏水 5份二氧化硅(表面积很高) 1/4份“Mowiol”是Hoechst公司的一种商标，它是一种聚乙烯醇。指数“26”、“28”是粘度(20℃的4％水溶液，单位为mPa.s)，“88”、“98”及“99”指的是相应级别的水解度，即理论或实际上作为PVOH的主要成分的前体化合物
中已被水解的X基团的百分数。对于冷水可溶级产品，水解度优选地在85％以上，对于热水可溶级产品，在97％以上。
这些成分应在高于其熔点，然而小心分别不要超过(a)73℃或(b)110℃，按照给出的顺序进行掺合。
与制备可挤塑PVOH的某些先有技术配方不同，所有这些成分均对环境无毒、无害。
这种产品，以粒料的形式，冷却至大约30℃，通过1mm筛网，然后立即或在48小时内使用(除非包装在真空密封的容器内)。
这些产品经过双螺杆计量供料机送入机筒-螺杆挤塑机，其螺杆如图1所示。这是个单头螺杆，24个螺距长(每个螺距的重复距离P＝32mm，外径＝32mm)，其螺纹的螺顶宽度L固定等于6mm，但是其螺纹深度TD及根部直径RD是可变的，转速为15或20r.p.m.。螺距编号为，从进口处的1至出口处的24，TD及RD以及加工温度都列在图1(b)的表中。
初期的混合，从大约螺距1到11，对粒料的作用类似于揉面团，并且是非绝热进行的，就是说，用外部提供的热量来维持温度，螺杆提供的机械功远小于为达到图(b)要求温度的需要量。“塑炼”时间越长，最终产品越好，因此在图1(b)中建议增加一个额外区11/2，以便得到更长的升温时间。如果有区11/2，则将在11与12之间占据6个额外的新螺距11A、11B…11F。组合物在机筒内的停留时间长达2～3分钟，因为组合物倾向于朝着与螺杆输送的前进方向相反的方向自身捏合。看来，停留时间长(加热慢、加工缓和)是有利的。
图2表示一个典型的聚乙烯醇挤塑生产线，其中加工的PVOH通过一个包括连接区5和口模区6、7及8(4区的温度均为230℃)的口模组件运动，其中按照维持这些区温度的需要，各自设有单独的加热器及冷却器(包括图1中表示出来的那些)。该口模涂了一种减摩，即“滑溜”的聚氟烃，其级别应适合于商业快餐小面包的烤制。(对于这样一种用途，低摩擦是需要的，因为需要在230℃下耐用，然而却不需要很高的耐磨，因为面包面团的磨损作用可忽略不计。)不成功的涂层是那些受不住230℃的。由于该涂层对PVOH的摩擦系数(动态)是0.12，以及对贴在其上的PVOH的室温拉脱黏附结合强度低得无法测出(每平方英寸不足50 N，而且很可能不足50kPa，这样低的数值要做剥离试验是没有意义的)，况且，PVOH在230℃的操作温度下是软的，故耐机械磨损对这种涂层来说不是一项重要性能。
将螺杆涂上一层湿厚度为约100μm的氟烃基含水树脂分散介质专利产品，该涂层在90℃下干燥5分钟并在400℃下固化5分钟后，形成20～200μm，例如20～25μm厚耐磨(＝商业快餐烤鸡标准)、减黏不粘(室温时对贴在其上的PVOH的黏附力小到测不出来，不足50kPa)平滑、缎光蜡感觉的氟烃聚合物涂层，它在室温下对PVOH的μ(动态)测定值是0.10，最高使用温度为250℃。替代的涂层是可能的，然而相应的底漆及涂层在低于240℃时不应软化。虽然用于此目的的专利产品底漆，通常为液态形式且在市场上流通的，但是最合适的底漆及涂料要通过试验选出。另一种替代方案是本质就具备这种表面特性的固体材料。
整个本说明书中的粘合强度是采用按照BS EN 269321993的拉脱试验测定的。将两根用于测定对PVOH的黏附力的25mm宽试样条用PVOH粘结成十字形。在粘结前，用甲苯除去测试表面上的油脂。将试样条测试面朝上放在温度控制在295±15℃的电热板上，保持5分钟。将聚乙烯醇粉末撒在待粘结的表面上。再继续加热3分钟。粘结点形成了，然后将试样从电热板上取下来。取下以后，在粘结区上施加足够大的压力，以使变软的聚乙烯醇从粘结点挤出。让此组合件冷却至室温。在下列条件下采用Lloyd LR30K张力计测定了结合强度环境温度22℃环境湿度44％滑动横梁分离速度6mm/分结合点内聚乙烯醇厚度1.3±0.3mm所有的试样均在PVOH底层界面处发生了黏性破坏，即没有一个是内聚性破坏的。在所谓“50 kPa以下”的这些试样粘合得如此之弱，轻轻一拿就分开了。
将按照上面所述的在加工容器1和2中制备的粒料加入到计量供料机3中，由该机出来后以77g/min的速率喂入料斗4，从而进入以20r.p.m.转动的单或双螺杆挤塑机。该螺杆的区1、11/2、2、3、D及4如图所示，又在螺杆上设有一个最终的附加半个螺距，为的是使加工好的料出得干净，整个物料穿过全长用了2～3分钟。
此后，让物料通过低阻力涂层连接件5，继而通过三件(6、7、8)式带涂层的口模，一律维持在230℃，制成厚度约100μm的内吹胀管(“吹胀膜”)。
按螺杆转速16r.p.m.及如下变化的温度，得到了类似的结果区1＝190℃；区2＝225℃；区3＝235℃；区4＝225℃；区5、6和7＝230℃；区8＝225℃。通过试差可以优化上述温度，以获得不同级别的PVOH。
吹胀膜9由经过设置维持在适当张力的夹辊10引出，并按常规卷绕。
代替图1中所画出的单螺杆机，可以使用一种双螺杆挤塑机，图2画出了一种用双螺杆挤塑机的本发明挤塑生产线。这两个螺杆的涂层与图1的螺杆相同，且都带有相同的不变螺距(43.7mm)。自进料端开始，编号顺序如下螺距编号相当于图1 TD(mm)1-7 升温区1248-11 加长区11/2 2412-14升温区22415-17压缩区31618-21排气区D3622-25/26) (24)挤出区4(26/27-29) (16每个区都维持在与图1(b)所示相同的温度。
图3表示该挤塑机的末端，以及包括连接件及制作管形膜的支架式模头的口模组件。表示出图1(a)螺杆的末端，其中自机筒伸出、任选附加的半个螺距没有画出。
加工的组合物通过涂有不粘聚氟烃的挤塑机30，其中自园柱体缩小或扩大部分均不超过20度(半锥角)。挤塑机30后面同样也连接一个带内涂层的连接件5，然后再接口模下区6，其缩小或扩大部分都是同样地缓和。这样就保证了在组合物上所做的机械功为最小，这一点与先有技术的观点不同，后者主张反复、高强度的压缩和解压。
从口模下区6出来，物料进入口模中区7，该区包括模芯17，其中钻有压缩空气流道18。过了该区之后，经过挤塑机30、连接件5及口模区6出来的组合物进入口模上区8，该区装有对中调节装置，用于保证沿模芯一周的组合物的厚度一致。从区8出来，组合物，这时已呈壁厚为约100μm的管状薄膜，依靠来自流道18的气压维持为一个鼓胀的管子，直至被外部的空气冷却。这些区的温度列在图1(b)中。
应当理解，除了由该组合物制取薄膜之外，还可以稍作调整后利用该挤塑机30挤出6mm直径的纤维来；该纤维可以拉细至3mm，再切断成粒料，以供进一步加工。经13C核磁共振检测，未发现该粒料中含有碳-碳双键。所述对粒料的进一步加工可以在按照图3的设备中进行，然而这时，螺杆却不带减黏聚氟烃内涂层，换句话说，现在采用完全标准的制膜装置把粒料再加工成薄膜，只是其中的口模还必须带有如上述的滑溜涂层。
据发现，由于这种粒料的直径是3mm，使得聚乙烯醇尽管导热率低，仍能比较快地熔融。然而直接制取3mm的纤维却要求使用更细的挤出口模，该口模本身可能会对从该细孔被强迫挤出的聚乙烯醇的性质产生不利影响，正是出于这样的原因，这种适用的3mm粒料是通过先挤出为6mm直径的纤维，然后再将其拉细而制成的。然而，把这种粒料再加工(例如注塑或挤塑)成，例如薄膜时，却不得超过该聚乙烯醇以前达到过的最高温度(在这种情况下是230/235℃，且优选地不超过240℃)，只有这样来控制温度才能保证不再释放出气体。
凡是试图采用传统的钢口模及未经特殊表面处理的螺杆来加工聚乙烯醇(仅加入甘油、水及二氧化硅作为添加剂)时，出来的产品都是部分交联的，其手感僵硬得象橡胶似的。而当采用如上述处理过的表面时，则产品的手感与聚乙烯没什么两样。需要的话，通过把设备的各个工作表面的黏附及摩擦特性调整到中间的数值，可以得到具有中间性能的产品。
权利要求
1.一种用于机筒-螺杆供料设备的螺杆，其中该螺杆的表面至少一部分是减黏的。
2.一种向口模或模具供应有机聚合物组合物的机筒-螺杆供料设备，其特征在于其螺杆对该组合物的黏附力小于机筒对组合物的黏附力。
3.按照权利要求1或2的螺杆或设备，其中该螺杆的至少一部分表面对贴在其上的聚乙烯醇的室温粘合强度低于200kPa。
4.按照前述权利要求中任何一项的螺杆或设备，其中该螺杆表面是涂有聚氟烃材料的。
5.按照前述权利要求中任何一项的螺杆或设备，其中该螺杆表面的使用温度最高达240℃。
6.按照前述权利要求中任何一项的设备，还包括位于沿机筒中途的气体出口，且其中该螺杆的形状使得它所输送的物料在经过该气体出口时能占据比该物料刚刚加入到螺杆中时更大的容积，该螺杆的形状还提供了一个居间的压缩作用。
7.按照权利要求2～6中任何一项的设备，进一步包括一种为供料组合物穿过的口模，该口模带有减摩的表面。
8.按照权利要求7的设备，其中该口模是不粘和滑溜的。
9.按照权利要求8的设备，其中该螺杆和/或口模对聚乙烯醇的室温动摩擦系数小于0.2。
10.按照权利要求2～9中任何一项的设备，进一步包括用于将该设备控制在某一控制温度或沿设备全长的一系列温度控制点的温度控制手段。
11.一种加工有机聚合物组合物或将可挤塑有机聚合物组合物供应给口模或模具的方法，包括将该组合物引入到按照权利要求2～10中任何一项的机筒-螺杆供料设备的上游端。
12.按照权利要求11的方法，其中向该设备加入热能，以便使该组合物在该方法进行期间维持在热的状态。
13.按照权利要求12的方法，其中比值(内生热量/外加热量)小于1。
14.按照前述权利要求中任何一项的方法，其中该有机聚合物组合物是易于发生交联的。
15.按照前述权利要求中任何一项的方法，其中该有机聚合物组合物包含聚乙烯醇。
16.按照权利要求15的方法，其中该温度超过分解温度和晶体熔点，然而低于交联及化学分解温度。
17.按照权利要求16的方法，其中进入该方法过程之前的组合物含有13～27wt％增塑剂、任选地还含有10～20％甘油和3～7％水，并且在该方法中，(i)组合物在加工之前，在225℃下模塑随后在室温的水中放置48小时后的可润胀性，不超过该组合物在加工以后的相应可润胀性的110％，以及/或者(ii)组合物中含有的水溶性物质的比例，在经(i)那样润胀并干燥后，在本方法加工期间降低不到一半，以及/或者(iii)组合物的质量流率因采用本方法改进了至少5％，以及/或者(iv)因采用本方法，组合物的数均分子量升高不超过10％。
18.按照权利要求12～17中任何一项的方法，其中聚合物组合物在该设备的机筒中的停留时间至少是1分钟。
19.按照权利要求11～18中任何一项的方法，还包括将该加工的组合物通过口模挤出，成形为纤维(然后任选地切断为粒料)或薄膜。
20.按照权利要求11～19中任何一项的方法，其中将该聚合物以足够低的速率加入到该机筒-螺杆供料设备的上游端，以便使之占据螺杆开始部分的可占容积的不足一半。
21.具备下列性能中一项或多项的聚乙烯醇(i)除了着色剂、二氧化硅、甘油和/或水之外不含其他添加剂；(ii)在225℃下模塑并在室温蒸馏水中放置48小时之后，其润胀超过40％(优选地42％)；(iii)在经过如同(ii)那样润胀并干燥之后，它含有5.8％～6.6％(优选地6.0％～6.4％)(质量)水溶性物质；(iv)在225℃、公称负荷10千克以及通过的口模直径为4.2mm的条件下，其质量流率至少是20克/分。
22.不含能被13C核磁共振能检测出来的碳-碳双键的呈纤维或切断纤维形式的聚乙烯醇。
23.具备下列性能中一项或多项的、按照权利要求22的聚乙烯醇(i)除了着色剂、二氧化硅、甘油和/或水之外不合其他添加剂；(ii)在225℃下模塑并在室温蒸馏水中放置48小时之后，其润胀超过40％(优选地42％)；(iii)在经过如同(ii)那样润胀并干燥之后，它含有5.8％～6.6％(优选地6.0％～6.4％)(质量)水溶性物质；(iV)在225℃、公称负荷10千克以及通过的口模直径为4.2mm的条件下，其质量流率至少是20克/分。
24.一种制取聚乙烯醇产品，例如薄膜，的方法，该方法包括将按照权利要求22或23的切断纤维喂入一台机筒-螺杆供料机并将其注塑或挤塑成，例如薄膜，在该方法中，该切断纤维的温度不得超过240℃。
25.一种制取聚乙烯醇产品，例如薄膜，的方法，该方法包括将按照权利要求22或23的切断纤维喂入一台机筒-螺杆供料机并将其注塑或挤塑成，例如薄膜，在该方法中，该切断纤维的温度不得超过相应组合物被加工成纤维时所达到过的最高温度。
全文摘要
聚乙烯醇在一种螺杆-机筒挤塑机中被加工成纤维或粒料供进一步加工，或者直接加工成水溶性薄膜(9)，由于在螺杆的表面涂有不粘涂层，故该设备具有升温慢、捏合作用缓和的特点。
文档编号D01F6/14GK1154674SQ95194488
公开日1997年7月16日 申请日期1995年8月3日 优先权日1994年8月3日
发明者R·L·杰克 申请人:英国技术集团对外许可有限公司