CN1363628A - 调控水溶性薄膜的水溶解速度的方法 - Google Patents

调控水溶性薄膜的水溶解速度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种调控水溶性薄膜的水溶解速度的方法,其特点是以部分醇解聚乙烯醇、完全醇解的聚乙烯醇及淀粉为主要原料,添加增塑剂、表面活性剂、快干剂等,温度在85℃～95℃混合制胶,胶液固含量13～18%,再通过溶液流涎法制膜。水溶解速度的调控是通过调节部分醇解聚乙烯醇完全醇解聚乙烯醇及淀粉的配比实现的。使用本发明可根据用户要求任意设定常温下(25℃)水溶性薄膜的水溶开始时间及速度。该薄膜具有水溶性、生物降解性,可用于包装农药、洗涤剂、颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、混凝土添加剂、摄影用之化学试剂及园艺护理的化学试剂等各种水中使用的化学产品,亦可用作水转印膜而用于水转移印刷、刺绣载体等。

Description

调控水溶性薄膜的水溶解速度的方法
技术领域
本发明涉及一种调控水溶性薄膜的水溶解速度的方法；更详细地说，是一种调节水溶性薄膜配方配比的方法，采用本方法，可任意调节设定水溶性薄的水溶解速度；该薄膜具有环保特性，可生物降解为CO2和H2O。
背景技术
目前，水溶性薄膜产品主要是美国、日本、法国等国家生产，国内仅有本发明的水溶性薄膜产品投入市场。国外产品主要是利用完全醇解型聚乙烯醇或部分醇解型聚乙烯醇，加入增塑剂(甘油等)、表面活性剂等，制成胶液，流延制成产品，主要品种有高温水溶膜(完全醇解型聚乙烯醇为主要原料)、低温水溶膜(部分醇解型聚乙烯醇为主要原料)两种，水溶性只与温度及厚度有关，温度、厚度给定后，水溶速度恒定，不可调。这样就限制了水溶性薄膜在市场上的应用范围，尤其是不能满足一些特殊场合要求水溶速度可调控的需要。
发明内容
本发明的目的是提出一种调控水溶性薄膜水溶解速度的配方方法，即在水的温度及水溶性薄膜厚度给定后，水溶速度通过调节配方中成膜剂各组分的比例进行调控，从而解决了水溶性薄膜水溶速度调控问题。本发明技术方案是以部分醇解聚乙烯醇、完全醇解的聚乙烯醇及淀粉为主要原料，添加增塑剂、表面活性剂、快干剂等，在85℃～95℃温度下利用反应釜混合制胶，胶液固含量13～18％，再通过溶液流涎法制膜。水溶解速度的调控是通过调节成膜剂中部分醇解聚乙烯醇、完全醇解聚乙烯醇及淀粉的配比实现的。其成膜剂：完全醇解型聚乙烯醇(如10-99、13-99、17-99，18-99、19-99、20-99、24-99等)；部分醇解型聚乙烯醇(如15-97、17-97、18-97、22-97、28-97、17-95、24-95、15-92、20-92、24-92、10-88、13-88，15-89、17-88、20-88、22-88、24-88、26-88、17-80、24-80等)；淀粉有以下几种：玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等各种淀粉。方法包括成膜剂组分配比、溶液制备、干燥成膜固化，溶液中是包括成膜剂、增塑剂、表面活性剂、快干剂、增稠剂、香精和色素。经流涎法制成薄膜后，薄膜各组份的重量配比如下：
成膜剂80％～95％    增塑剂10％～12％  表面活性剂0.5％～4％
增稠剂0.1％～0.15％ 香精0.1％～0.15％
色素0.1％～0.15％   水5％～16％
其中含水量与环境温湿度有关，环境温湿度大时，含水量大，环境温湿度小时，含水量小。快干剂在干燥成膜过程中随水分挥发，成品薄膜中含量近于零。
水溶性薄膜的成膜剂为完全醇解型聚烯醇、部分醇解型聚乙烯醇和淀粉三种成份组合，通过调节三种成份的不同配比，来调节设定水溶性薄膜的水溶解速度；也就是说本发明的重要技术特征就是在成膜剂中加入淀粉成份来调节水溶解速度。增塑剂为甘油、聚乙二醇、乙二醇、或它们的任意组合；表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醇胺、聚氧乙烯烷基醚、吐温、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基醇酰胺、或它们的任意组合；增稠剂为羧甲基纤维素钠；快干剂为甲醇或乙醇，或它们的组合，起到加快成膜速度和快干的作用，其作用仅限于干燥固化成膜过程中。
水溶性薄膜制膜工艺是将成膜剂、增塑剂和水按比例加入到反应釜中，搅拌并加热到温度为80℃～95℃制胶成胶后，降温至60℃～70℃后，按比例加入快干剂、表面活性剂、增稠剂、香精和色素，搅拌均匀，制成胶料，胶料固含量为13％～18％，胶量经静置除泡后，利用水溶胶流涎机制膜，流涎时胶液温度为40℃～60℃。
本发明的方法包括成膜剂组分配比、快干剂的使用，其特征在于：
所述的成膜剂中的完全醇解型聚乙烯醇、部分醇解型聚乙烯醇和淀粉三种成份通过不同的组合配比来进行设定和调控水溶性薄膜的水溶解速度，常温状态(25℃)下，开始时间从10秒～120秒，其控制精度为±5秒～8秒，完全溶解后无任何残留；随着完全醇解型聚乙烯醇配比增加，水溶解速度减慢，而随着部分醇解型聚乙烯醇配比增加，水溶解速度加快，同时，当完全醇解型聚乙烯醇配比增加时，会影响水溶膜低温水溶解的完全性，产生溶解残留，为此，加入淀粉以消除因加入完全醇解型聚乙烯醇而造成的溶解残留，加入淀粉可减小(消除)水溶膜粘连问题。具体的配比比例根据水溶膜的溶解速度要求，调整确定。各组分之间不发生化学反应，在85℃～95℃温度下制胶，各组分仅物理溶解，制胶后通过流延机流涎成膜。
快干剂的作用在于起到促进水分蒸发加快成膜速度的作用，其作用仅限于干燥固化成膜过程中，快干剂在干燥成膜过程中随水分蒸发而挥发掉，成品薄膜中含量近于零，快干剂的加入量按成膜剂重量的1％～3％计。
本发明的优点在于可根据用户的要求任意调节水溶性薄膜的水溶解速度，在常温(25℃)水中且不产生任何残留情况下，开始水溶时间从10S～120S，完全溶解时间30S～5min，因而能满足各种不同用户的需要。使用本发明可根据用户要求任意设定常温下水溶性薄膜的水溶开始时间及速度。该薄膜具有水溶性、生物降解性，可用于包装农药、洗涤剂、颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、混凝土添加剂、摄影用之化学试剂及园艺护理的化学试剂等各种水中使用的化学产品，亦可用作水轮印膜而用于水转移印刷、刺绣载体等。
具体实施方式：
本发明的水溶性薄膜制膜工艺是将成膜成分、增塑剂、淀粉和水按比例加入到反应釜中，搅拌并加热到一定温度(80℃～95℃)制胶成胶后，降至一定温度(60℃～70℃)加入快干剂、表面活性剂、增稠剂、香精、颜料等各种添加剂，搅拌均匀，制成胶料，胶料固含量13％～18％，胶料经静置除泡后，利用水溶胶流涎机流涎制膜。
本发明的具体实施例列表如下：
   实例1    实例2
薄膜成分的重量配比(％) 备    注 薄膜成分的重量配比(％) 备   注
聚乙烯醇17-99     2     20 工业品级
聚乙烯醇17-88     70 工业品级     52 工业品级
聚乙烯醇17-92     8 工业品级     5 工业品级
水   5％～16％ 随环境温湿度变化     5％～16％ 随环境温湿度变化
淀粉     10 工业品级(玉米)     15 工业品级(玉米)
十二烷基硫酸钠     1.5 化学纯     1 化学纯
十二烷基苯磺酸钠     0.5 化学纯     1 化学纯
羧甲基纤维素钠     0.1 化学纯     0.1 化学纯
乙醇     0.5 工业品级     0.5 工业品级
甘油     5 工业品级     5 工业品级
聚乙二醇     5 工业品级     5 工业品级
香精     0.1 工业品级     0.1 工业品级
色素     0.1 工业品级     0.1 工业品级
制胶 胶液固含量13％～15％，制胶过程中连续搅拌，反应釜内制胶。胶液中配有3％(按成膜剂重量)乙醇作为快干剂。
制膜 水溶胶流涎机上制膜，流涎时胶液温度50℃
膜厚                  30μm     30μm
水溶温度                  25℃     25℃
水溶开始时间                  16s     30s
完全溶解时间                  80s     2min
注：溶解过程中轻微搅动，完全溶解后无任何残留。

Claims (1)

1、一种调控水溶性薄膜的水溶解速度的方法，该方法包括成膜剂组分配比、快干剂的使用，其特征在于：
A、所述的水溶性薄膜的成分重量配比如下：
成膜剂80％～95％增塑剂10.5～12％表面活性剂0.5％～4％
增稠剂0.1％～0.15％香精0.1％～0.15％色素0.1％～0.15％
水5％～16％
其中成膜剂为完全醇解型聚烯醇、部分醇解型聚乙烯醇和淀粉三种成份组合，通过调节三种成份的不同配比，调节设定水溶性薄膜的水溶解速度；
所述的增塑剂为甘油、聚乙二醇、乙二醇、或它们的任意组合；
所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醇胺、聚氧乙烯烷基醚、吐温、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基醇酰胺、或它们的任意组合；
所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠；
所述的快干剂为甲醇或乙醇，或它们的组合，加入量为1％～3％(按成膜剂重量)，起到加快成膜速度和快干的作用；
B、所述的成膜剂中的完全醇解型聚乙烯醇、部分醇解型聚乙烯醇和淀粉三种成份通过不同的组合配比来进行设定和调控水溶性薄膜的水溶解速度，常温状态(25℃)下，开始时间从10秒～120秒，其控制精度为±5秒～8秒，完全溶解后无任何残留；随着完全醇解型聚乙烯醇配比增加，水溶解速度减慢，而随着部分醇解型聚乙烯醇配比增加，水溶解速度加快，同时，当完全醇解型聚乙烯醇配比增加时，会影响水溶膜低温水溶解的完全性，产生溶解残留，为此，加入淀粉以消除因加入完全醇解型聚乙烯醇而造成的溶解残留，加入的淀粉配比随着完全醇解型聚乙烯醇配比增加而相应增加；
C、所述的快干剂为甲醇或乙醇，或它们的组合，制胶过程中加入快干剂，加入量按成膜剂量重量为，1％～3％，快干剂的作用在于起到促进水分蒸发加快成膜速度的作用，其作用仅限于干燥固化成膜过程中，快干剂在干燥成膜过程中随水分蒸发而挥发掉，成品薄膜中含量近于零。
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