CN1006616B - 生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的方法，其特征在于：制备一个由模芯和围绕上述模芯并在那里形成环形树脂输送管的外模环构成的模具；供给熔化的热塑性树脂进入树脂输送管；当轴向上离开上述树脂出料口下端不超过30mm并面对上述树脂输送管的模芯表面温度低于面对树脂输送管的外模环表面温度5～60℃时，由与树脂输送管相连通的树脂出料口管状地排出熔化的热塑性树脂；与此同时，让排出的管状树脂内保存空气，由此模塑上述热塑性树脂膜呈管状形状，并在管状膜内侧形成有均匀细密起伏的粗糙表面。

Description

本发明涉及一个生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的方法及实现该方法的设备。

软氯乙烯树脂以其可加工性、生理稳定性、透明性和价格低廉而见长。由于有这些优点，作为医疗器具，如：血浆袋、输液袋和渗析液袋的原材料，它已获得了广泛的应用。

然而，由软氯乙烯树脂制成的医疗器具会在其相对的内表面之间产生所谓的阻塞现象（即，在制成医疗器具的材料的熔点温度以下，相对的材料间出现的相互附着现象）。一旦出现这种现象，打开这些医疗器具有口相当困难，因而，使药物和血浆不便注入到这些医疗器具中。

作为防止软氯乙烯膜出现阻塞的手段，在软氯乙烯膜的生产中已推荐采用了一种方法，该方法包括在安装于膜片牵引机上的托辊及对应辊的表面上刻花，由此，把花纹压在所制片膜的一面上。此方法需要使用昂贵的压花辊，并且，由于经长期使用，该辊的粗糙表面要被磨平，压花辊终将不能在片材上压出均匀一致的粗糙表面。

吹塑成型方法通常包含用挤压成型技术把热塑性树脂挤压呈管状;当挤出的树脂其温度仍高于其软化点时，向管内吹入空气，由此让树脂管呈所要求尺寸的形状;其后骤然把膜冷却到软化温度以下，从而使膜硬化;然后用夹辊把膜管折叠成紧密重合的两层，并把叠起来的管缠到牵引辊上。用吹塑成型方法生产的片材，在其内外的每一面通常都有镜子似的表面。当膜管被夹辊压扁时，在压扁的管的相对内表面之间出现阻塞现象。作为防止这种阻塞的一种手段，已经提出了一种冷却模具内的模芯的方法[日本公开特许昭55（1980）-42，802和昭50（1975）-55，672]。当热塑性树脂，尤其是软氯乙烯，使用上述发明结构的模具，用吹塑成型方法成型时，膜管的内外表面仍是平整而又光滑的，在它的内表面形成均匀的粗糙表面是不可能的。既使某种程度上形成了这种均匀的粗糙内表面，其表面粗糙程度也根本不足以防止在相对的内表面间出现阻塞现象。

因此，本发明的目的之一是提供一个生产有粗糙内表面的新的管状热塑性膜的方法及实施该方法的设备。本发明的另一目的是提供生产适用于防止在相对内表面出现阻塞并用于医疗器具的软氯乙烯片材的方法及实施该方法的设备。

上述目的是由一种生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的方法来完成的，此方法其特征在于：制备一个由模芯和围绕模芯并在那里形成一个环形树脂输送管的外模环组成的模具;然后把熔化的热塑性树脂供入树脂输送管;当至少在轴向上离开树脂出料口下端不超过30mm并对着树脂输送管的模芯表面处温度低于外模环的温度5～60℃时，通过与树脂输送管相连通的树脂出料口管状地排出溶化的热塑性树脂;与此同时，让排出的管状树脂内保存空气，由此模塑热塑性树脂呈管状形状，并在管状膜的内侧形成有均匀细密起状的粗糙表面。

本发明进一步涉及一个生产管状热塑性树脂膜的方法，其特征在于保持模芯与外模环之间的温度差在10～50℃范围内，以15～35℃为更好。

通过一个生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的设备来进一步完成上述目的，该设备装有一个模具，它包含模芯、环绕模芯的外模环，在模芯和外模环之间形成的环形树脂输送管和与树脂输送管相连通的树脂出料口。该设备特征为装有适用于至少保持模芯表面温度低于对着树脂输送管的外模环表面处温度的冷却装置，该冷却装置被装在轴同上从树脂出料口朝树脂输送管离开不超过30mm的模芯处。

本发明还涉及一个生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的设备，其中的冷却装置包括一个环形构成的冷却剂输送管，它沿树脂出料口尽量接近模芯的外表面，并且冷却剂可以通过该管流动。本发明还涉及一个生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的设备，其中冷却剂输送管被构成在接近与树脂出料口齐平的模芯外表面处。本发明进一步涉及一个生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的设备，其中冷却剂输送管被构成在接近从树脂出料口外表伸出的模芯表面处。本发明进一步涉及一个生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的设备，其中冷却剂输送管被构成在伸出于树脂出口外表面的模芯内侧，事实上落在与外模环外表面相平齐的模芯的位置上。

图1至图5是实施本发明方法的模具的横断面图。

图6是沿图5Ⅵ-Ⅵ线所取得的横断面图。

图7是一个使用本发明模具的成型机的说明图。

图8是在常规吹塑成型方法中使用的模具的横断面图。

现在，参照附图更准确地描述本发明。如图1所示，模具5由以下部件组成，圆柱体横断面所示的模芯1;用于调节树脂膜厚度并围绕模芯1设置的外模环2;以模芯1和外模环2之间的间隙构成的环形树脂输送管3;设置在模芯1中心的空气排出口4和冷却剂输送管7，此冷却剂输送管落在模具5的与树脂输送管3相连通的树脂出料口6的内侧，并接近模芯1的外表面，沿树脂出料口6环形地构成。通过使用这个模具，把热塑性树脂吹塑成型。此处使用“环形的”这个词，不仅仅包括真正的 圆环形的形状，也包括各种比例的椭圆形。在这种情况下，在接近模芯1的外表面处构成了冷却剂输送管7，它落在树脂出口6（实际上该出料口被凹进不大于1mm的深度）的内侧并且实际上与外模环2的外表面相平齐，而该外模2位于树脂出料口6的外侧。该冷却剂输送管7与进口8和出口9相连通。这个冷却剂输送管必须是沿树脂出料口6而构成。但是，冷却剂输送管7也可朝中心呈螺旋形成沿树脂输送管呈两三个圆螺旋或以一些其它形式而构成。为形成这个冷却剂输送管7，许多方法是可行的。例如：可以由在模心1上预先加工出规定形状的槽，然后用盖子10盖上，并由焊接或螺栓（图中未示出）来固定盖子10，而构成冷却剂输送管道7。

图2所示的是实施本发明方法的另一个可用的典型模具，在相似于图1所示模具的模具5中，模芯1的外表面突出于外模环2的外表面，落在树脂出料口的内侧。冷却剂输送管就被构成在这个突出部分11内。在图2中，与图1中一样的标号表示相同的部件。

图3所示的是实施本发明所使用的又一个典型模具。在这个与图2所示模具相似的模具5中，模芯1的外表面突出于外模环2的外表面。在与外模环2外表面相平齐的突出部分上构成冷却剂输送管7。在此情况下，为形成这个冷却剂输送管7，许多方法是可行的。例如在模芯1上加工有规定形状的槽，一个环形的盖，盖上有与预先在模芯1上加工的一样的环形槽，这两个槽恰好相对，用螺栓（图中未示出）将盖子固定。在图3中，与图1中同样的标号表示相同部部件。

图4所示的还是在实施本发明方法中使用的又一个典型的模具。在与图2所示模具相似的模具5中，模芯外表面突出于外模环外表面。在模芯的这个突出部分11中，呈螺旋形构成冷却剂输送管7。在图4中与图1中一样的标号表示同一部件。

图5和图6进一步表示出实施本发明方法中使用的典型的模具。在与图1所示模具相似的模具5中，在接近模芯1外表面处构成螺旋形的冷却剂输送管。在图5、6中，与图1中相同的标号表示同一部件。

在各个情况下，从冷却剂输送管7上端到模芯1外表面的距离要小于30mm，以小于20mm为较好，小于15mm为最佳。

对于上述用于热塑性树脂吹塑成型的模具，配置一台吹塑成型机，该机包括缸筒20、驱动部件22、原料供给部件21和装在缸筒20一端的模具5。在图7所示的吹塑成型机中，通过原料供给部件21，给定的原料被加入，来自驱动装置22中的动力源（如电机）23的动力经传递动力的机械装置（如齿轮24、25）被传递到主轴26上，使安装在上述主轴26和缸筒20之间的螺杆轴由旋转动力驱动而被共轴地转动。为防止原料树脂从那个供给部位以近乎熔化的状态进入到缸筒20中去，通过原料供给部件21供给的原料树脂由冷却装置27被冷却。在其它部位，通过加热装置（如电加热器、加热介质等）按规定温度把树脂加热，使之熔化，然后由螺杆轴的作用将熔化的树脂输送到终端，并经排料嘴29加注到模具5中。在模具5里面，熔化的热塑性树脂可以通过树脂输送管流动。同时，为了局部地冷却树脂出料口内侧的模芯外表面部分，通过冷却剂进口8把冷却剂引入冷却剂输送管7中。与此同时，通过树脂出料口6，把熔化的热塑性树脂管状地排出。在上述排出的管状热塑性树脂被固化以前，由空气排出口4把空气输入到管状树脂内保存，此处使用“保存空气”这个词的意思是规定量的空气被置于管状树脂内，因此将防止树脂刚一从出口排出后就被挤压，并使其相对内表面被迫相互接触。按照本发明，因为在树脂输送管内，熔化状态的树脂实际上没被冷却，并且由于树脂在从树脂出料口排出以前，仅仅是对着内表面的熔化树脂被骤然冷却，所以在排出熔化的树脂的同时只在该树脂内表面发生扰动，具有均匀细密起伏的粗糙表面由此被形成。在这种情况下，用以下手段能得到非常合乎需要的产品，在轴向上距离树脂出料口下端30mm内，以20mm以内为理想，以15mm以内为最佳的内表面处，保持此处温度低于外表面温度5～60℃，以10～50℃为理想，以15～35℃为最佳。

就软氯乙烯树脂而言，举例来说由控制外模环2的温度在150～200℃的范围内，模芯1前端温度在120～160℃、并且当仅保持排出的熔化的树脂内表面冷却时，就能得到有均匀细密起伏的粗糙内表面和镜面似的外表面的管状树脂。如果模具两边温度差小于5℃，会形成不充分粗糙的内表面。 如果这个温度超过60℃，树脂温度会过分地下降，从而使树脂整体到处发生扰动，使生产出的片材不均匀。

对于冷却剂输送管来说，其结构不只限于图1-6所容许的范围内。只要仅局部地冷却模芯的树脂出料口处，冷却剂输送可采取任何结构。例如，它可以采取两重或三重螺旋的形状。当冷却剂输送管以上述螺旋形状被构成时，要求它被布置成冷却剂从模芯内侧朝树脂出料口方向流动的形式。由这个布置，能提高排出树脂的温度稳定性。

本发明方法可模塑的所有树脂中，证明软氯乙烯树脂是最理想的。这当然不是指本发明的方法只限于这个特殊的树脂。该方法被提供给只要其流动特性相似于软氯乙烯树脂的任何热塑性树脂。适合这个要求的热塑性树脂中，一些典型的例子包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯。冷却剂例如可以是硅酮油、空气和类似的物质。

现在参照以下实施例，将更准确地描述本发明。

例1：

在如图7所示结构的挤压成型机中，使用了一个模具，该模具如图1所示，把冷却剂输送管下端置于离开模芯1前端10mm处。将软的氯乙烯熔体料（160℃）加入到树脂输送管并通过树脂出料口6排入周围的空气中。该熔体料组成为：100份重的氯乙烯树脂（聚合度1300）、50份重的邻苯二甲酸二2-乙基己酯（DOP）、3份重的环氧化豆油、0.5份重的Zn-Ca金属脂肪酸盐类稳定剂和0.5份重的润滑剂。通过空气排出口输入的空气被保持在排出的管状树脂层内。因此而得到直径为180mm，厚度为0.4mm的管状膜。与此同时为了仅冷却模芯的树脂出料口处温度到135℃，把作为冷却剂的压缩空气或硅酮油通过冷却剂进口8高速地引进冷却剂输送管7，然后通过冷却剂排放口9从该系统中把冷却剂排出。因此，得到的膜有均匀细密起伏的粗糙内表面。然后把这个膜带裁为长300mm的片，在规定的位置封闭这些片就得到了袋形的医疗器具。

膜的牵引速度取5米/分（通常取0.5～20米/分）。冷却剂是压缩空气，以80公升/分的速度将其输入（通常取20～100升/分）。缸筒20中的螺杆的L/D比是24。压缩比是3.0。在缸筒中使用Fulflight型螺杆。

为了确定其内表面阻塞现象的状况而检查所获得的袋状医疗器具，其结果被表示于表1中。通过如下5个标准观察阻塞的状况。把这些医疗器具在高压容器中消毒以后，同样地再次检查他们的阻塞状况。

0：表示完全没有阻塞现象，即：在给出的片材的一端上捏挤，结果是袋嘴自发打开。

1：表示局部出现阻塞现象，阻塞没有严重到以致妨碍袋口容易打开的程度。

2：表示局部出现阻塞现象，阻塞严重到以致妨碍袋口容易打开的程度。

3：表示整个内表面到处全阻塞，阻塞是这样的以致于袋嘴不易打开，但是一旦完全打开袋嘴，粘附的相对的内表面就自发地打开。

4：表示整个内表面到处全阻塞，阻塞是如此严重，以致打开袋嘴相当困难，当费很大劲打开袋嘴后，粘附的相对内表面仍原封不动。

为了检验袋形医疗器具的透明性，一个给出的空的医疗器具被用水装满，在700～400nm（logIo/I）测量它的吸收率。在使用的所有样品中，在700～400nm之间的光谱中吸收差小于0.05，从而否定了关于依据波长吸收的关系。其结果被表示在表1中。以吸收性为依据的透明度如下：

白色不透明的＞1.0

白色半透明的：0.5～1.0

无色透明的：＜0.5

例2：

使用一个模具，如图2所示，该模具的冷却剂输送管被置于离开模芯1前面的环形突出的前端1110mm处。除了使用硅酮油（Toshiba硅酮油产品，产品上的商标标记“TSF451”）作为冷却剂实现冷却（冷却模具的树脂出料口的内侧在130℃）以外，仍用例1的方法实现吹塑成型。由此获得有均匀细密起伏的粗糙内表面的膜。当医疗器具由这个与例1中的膜近似的膜制成，并就阻塞的状况而被检验时，其结果表示于表1中。

例3-4：

除了用如图4所示结构的模具（在该模具的树脂出料口内侧的温度保持在135℃）以外，仍用例 1的方法实现吹塑成型。由此得到有均匀细密起伏的粗糙内表面的膜。当医疗器具由这个与例1中的膜近似的模制成，并就阻塞的状况而被检验时，其结果在表1中被表示出。

对比例1：

使用一个模具，它有如图8所示螺旋形构成的冷却剂输送管，以便冷却模芯轴向的整个外表面，实际上就象日本公开特许昭55（1980）-55，672（其中使用与图1中同样的标号表示相同部件）所公开的那样。当医疗器具由相似于例1中膜的这个膜制成，并就阻塞状况而被检验时，其结果被表示在表1中。

对比例2：

当使用与对比例1中相同的模具和与例2中相同的硅酮油来实现吹塑成型时，产生的树脂片材被严重地弄皱呈波纹管状。从模具有出料口排出的熔化的树脂强度太差，以致于经不起吹塑成型。

综上所述，本发明涉及生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的方法，其特征在于：制备一个模具，该模具由模芯和围绕模芯并在该处形成环形树脂输送管的外模环构成;供给熔化的热塑性树脂进入树脂输送管;当在轴向上从树脂出料口下端离开30mm以内并面对树脂输送管的模芯外表面处的温度至少低于面对树脂输送管的外模环表面处温度5～60℃时，由与树脂输送管相连通的前述模具的树脂出料口排出管状的熔化热塑性树脂;与此同时，让排出的管状树脂内保存空气，由此成型热塑性树脂呈管状，并在管状膜内侧形成有均匀细密起伏的粗糙表面。该表面用常规吹塑成型的方法决不会被得到。

进一步说，由于用本发明的方法而被得到的膜有均匀细密起伏的粗糙内表面，它具有以下优点：甚至当把管状膜相对的内表面相互接触时，也不会发生阻塞现象;当把液体置于由管膜相对内表面接合而制成的容器中时，它呈现出高度的透明性。这样，用本发明方法制成的膜作为如血浆袋、输液袋、渗析液袋和储尿袋的医疗器具的制造材料是极为有用的。

本发明进一步涉及生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂模的设备，该设备装有一个模具，它包含模芯，围绕模芯的外模环，在模芯和外模环间形成的管状树脂输送管，与树脂输送管相连通的树脂出料口，该设备特征为装有冷却装置，它被用于保持模具的模芯表面处温度至少要低于对着树脂输送管的外模环表面处温度，并且该冷却装置被置于轴向上，从树脂出料口朝树脂输送管离开不超过30mm的模芯处。这样在树脂出料口内侧，通过树脂出料口排出的熔化的树脂可以局部地被骤然冷却，结果，由此而引起的树脂表面皱缩仅使树脂内表面能够呈均匀细密起伏的粗糙表面。

Claims (15)

1、一种生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的设备包括：

一个模具它包括带有第一端和第二端的模芯，一个围绕该模芯的外模环，因而在两者之间形成环形的树脂输送管，它通到靠近树脂出料口中的该模芯的第二端，该模芯有一个在其中央贯通而形成的空气排出通道，从该第一端的一个进口延伸到该第二端的空气排出口，其中形成有一个用来引导冷却剂的冷却剂通道装置，它从该第一端的一个进口延伸到冷却剂分配装置以冷却该模芯的靠近该第二端的部分，该冷却剂通道装置被形成于靠近该空气通道，至少是沿着其一部分的长度，该冷却剂分配装置有一个最高端，离该树脂出料口不大于30mm，因此只有挤压出的树脂膜的内表面在树脂从树脂出料口被排出前直接地受到突然冷却。因此在排出时只有熔化树脂的内表面受到干扰，这样，形成了带有均匀细小凹凸的粗糙表面。

2、根据权利要求1的设备，其中所述的冷却装置包括沿上述树脂出料口并接近上述模芯的外表面而构成的冷却剂输送管，冷却剂可流动通过该管。

3、根据权利要求2的设备，其中所述冷却剂输送管在接近与上述树脂出料口外表面相平齐的模芯外表面处构成。

4、根据权利要求3的设备，其中所述的冷却剂输送管在接近从上述树脂出料口外表面突出的模芯表面处被构成。

5、根据权利要求2的设备，把上述冷却剂输送管设置在从上述树脂出料口的外表面突出的模芯内，而同时实际上又是与外模环外表面相平齐的位置上。

6、根据权利要求1的设备，其中从上述冷却剂输送管上端到上述模芯的外表面的距离不超过20mm。

7、根据权利要求1的设备，其中该树脂出料口被形成于该模具的靠近该模芯第二端的扩大的环座部分。

8、根据权利要求1的设备，其中该冷却剂分配装置包括在该模芯第二端中绕圆周形成的环形通道。

9、一种使用权利要求1的模具生产有粗糙内表面的管状热塑性树脂膜的方法，包括：

制备一个由模芯和围绕上述模芯并在那里形成一个环形树脂输送管的外模环构成的模具;

供给熔化的热塑性树脂进入树脂输送管;

当在轴向上从树脂出料口下端离开不超过30mm并对着上述树脂输送管的上述模芯的表面处的温度低于对着上述树脂输送管的上述外模环表面处温度5～60℃时，由上述树脂输送管相连通的上述模具有树脂出料口管状地排出熔化的热塑性树脂;

与此同时，让排出的管状树脂膜内保存空气，由此模塑上述树脂膜呈管状形状，并在管状膜内侧形成有均匀细密起伏的粗糙表面。

10、根据权利要求9的方法，其中在上述模芯和外模环间的温度差是在10～50℃的范围内。

11、根据权利要求10的方法，其中在上述模芯和外模环间的温度差是在15～35℃的范围内。

12、根据权利要求9的方法，其中从上述冷却剂输送管的上端到上述模芯外表面的距离不超过20mm。

13、根据权利要求10的方法，其中内表面的冷却温度低于外面的温度10～50℃。

14、根据权利要求9的方法，其中所述的热塑性树脂至少是从软氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯组成的一组树脂中选择的一种。

15、根据权利要求14的方法，其中所述的树脂是软氯乙烯树脂。

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