CN1990209A - 制膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过流延法制备高分子膜制膜装置，包括带门的箱体、供气系统、出气系统、温控系统和置于箱体内的制膜架，制膜架主要由水平底座(20)、支撑柱(14)、固定板(17)和调平螺母(18)组成。本发明的制膜装置，结构简单、操作方便、膜厚薄均匀、表面光滑、洁净。

Description

制膜装置

技术领域

本发明涉及一种用于高分子材料加工成膜的装置，特别是高分子溶液或熔体的加工成膜的装置。

背景技术

溶液或者熔液流延法制膜在生产和科研中经常遇到，尤其在医用高分子加工领域，要求膜的厚度很薄，甚至达几微米到几十微米之间，而且要求膜厚薄均匀、表面光滑、洁净(尤其是细菌含量少)以及溶剂含量低、杂质(尤其是尘埃)含量少和成品率高，象这样的要求，用一般的设备是很难达到的，而且其成品率很低。现行的生产和科研用的方法都采用真空干燥箱或者一般的干燥箱进行简易的改造来加热蒸发溶剂，在培养皿或者一般的玻璃板上溜延进行制膜。但是这很难达到要求，无法解决膜的厚度均匀性、表面光滑性以及制膜过程中的无污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种制膜装置，通过流延法制备高分子膜。本发明的制膜装置，结构简单、操作方便、膜厚薄均匀、表面光滑、洁净。

本发明的制膜装置，包括箱体、供气系统、出气系统、温控系统和置于箱体内的制膜架，制膜架主要由水平底座、柱子、固定板和调平螺母组成。

本发明的制膜装置中，支撑柱具有细牙螺纹，支撑柱数3个，呈等腰三角形或等边三角形。

本发明的制膜装置中，调平螺母紧扣于支撑柱上，分别位于3个支撑柱的调平螺母，形成一个水平层。当每一支撑柱上有多个调平螺母时，可以形成多层。

供气系统主要由置于箱体的进气连接口、气体调节阀和气体流量计、压力表组成，还可以加入进气过滤膜。

本发明的制膜装置中，置于箱体内的进气口呈喇叭形状，可以通过隔板将呈喇叭形状的进气孔分隔成多层三角形的扁口进气。

本发明的制膜装置中，置于箱体内的出气口与进气口呈对称的喇叭形状，也可以通过隔板将呈喇叭形状的进气孔分隔成多层三角形的扁口进气。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的箱体示意图。

图2为本发明的箱体结构示意图。

图3为本发明制膜架结构示意图。

具体实施方式

制膜箱箱体的中间部位是供放置制膜架用的空间，此空间可以是长方体，也可以是正方体。空间的正面用带有硅橡胶密封条的门6来关闭密封。门上有视窗，可以观察到腔体内成膜过程。

制膜箱的箱体为三层，外层为金属层外壳11，中间层为保温层12，由保温材料和加热带8组成，内层为不锈钢层10。

箱体左端设计有进气系统，是由气体调节阀和气体流量计4、压力表1(-0.1MPa～0.1MPa)、钢瓶进气连接口5、箱体内进气喇叭口9组成。此外，进气系统可以加装过滤膜，进气过滤膜也可以采用玻沙过滤片。若对大气湿度有要求时还可以在进气口安装干燥装置，对进气的湿度加以调节。根据具体的使用情况也可以采用热气体加热。

右端设计有出气系统，出气系统包括置于箱体外的出气连接口7和箱体内出气喇叭口9，出气连接口7是可以与溶剂回收装置和真空系统相连接的接口。溶剂回收装置是冷凝器，该冷凝器在常温下能对常用溶剂进行冷凝回收。连接在箱体的右侧。

下端设计有温控系统装置，温控系统装置包括具有常规的精密温控仪2、开关元件、加热报警提示和电源开关3。并箱体内加热元件组成的加热带8四面或者五面加热。温控系统采用程序升温。箱体受热范围是室温～250℃。

箱体空腔左右侧壁为进气和出气喇叭口9，两侧对称，喇叭口内分别设有层状排列的隔板以形成三角形的进出气扁口。扁口数量和扁口之间的距离取决于制膜架中的层数和层间距。每个扁口对应着制膜架中的每层空间，一般情况是扁口的位置略低于制膜架中每层空间中的上一层底部。扁口的边长大于制膜玻璃模具19的边长。

置于箱体空腔内的制膜架是由水平底座20、支撑柱14、固定板17和调平螺母18组成。所有的材料都是不锈钢或者其它惰性材料。水平底座20是由1厘米以上的不锈钢板、三颗可调节升降的螺钉15、三颗圆柱凹形底座16组成。不锈钢板上除了用来安装调节升降螺钉的三个成等腰三角形或者等边三角形的孔以外，还有三个也是成等腰三角形或者等边三角形的孔，用于安装支撑柱。支撑柱是具有细牙螺纹的不锈钢柱子，数量为三根。柱子通过六角形不锈钢螺母13固定在底座的不锈钢板上，上端用三角形固定板17加上固定螺母21固定。调平螺母18象“蘑菇”形状，上部平顶是圆形且水平和光滑，柱体是圆柱形或者棱柱形，和六角形不锈钢螺母紧扣固定于柱子的适当高度上，根据三点确定一个平面的理论给水平板提供三个支撑点，用于放置成膜玻璃模具19。

实施例

1.制膜架的组装和水平调节

A.按一个定位螺母和一个调平螺母(“蘑菇”形状)配对方式穿在三根细牙螺杆上。

B.将三根细牙螺杆固定在底板上。

C.在底板上装上三颗可调节螺钉后，将整个部件置于三颗凹形底座中。

D.将三角形固定板固定在三根螺杆的顶部。

E.用精密度在0.02mM/M以上精密水平仪调节成膜架的底座水平。

F.在固定一对定位螺母和调平螺母后，放置水平的浮法玻璃板，通过水平仪，依次固定另外两对定位螺母和调平螺母。本层水平位置就确定好。

G.确定一定的高度后，重复F步骤，依次确定其余各层的水平位置。

2.设备操作过程

A.将已经调节好的制膜架置于制膜箱的腔体中，再次调节制膜架底座的水平。

B.放置盛有计量成膜液体的成膜板后，关闭箱体的门，静止一段时间。

C.打开冷凝系统，设置冷凝温度。

D.打开进气阀，启动真空系统，调节一定气体流速，确定一定的真空度。或者采用钢瓶进气，调节一定气体流速，确定一定的箱体压力。

E.启动加热系统，设计一定的升温速率，确定一定的升温梯度。

F.按设定条件进行溶剂蒸发。

G.关闭进气阀，关闭冷凝系统，恒温真空干燥一定时间。

H.关闭加热系统和真空系统，自然冷却降温。

I.打开钢瓶进气，正压开门取出水平板，取膜。

3.具体实施例

用溶液流延法制备厚度为20微米的聚乳酸薄膜

启动冷凝系统。将已经配制好的聚乳酸乙酸乙酯溶液倒入用玻璃板做成的有边缘的水平板中，将水平板置于已经调节好的成膜架上，关闭箱体门。静止半小时后，打开进气阀，通过G3玻砂过滤板，采用大气进气，启动真空系统，调节气体流量为2.0M³/秒，使箱体的真空度达到-0.3MPa。启动加热系统，采用5℃/分钟的加热速率升温到50℃。恒定参数，保持2小时。关闭冷凝系统和供气系统，以0.5℃/分钟升温到80℃，继续真空干燥4小时。关闭加热系统和真空系统，自然冷却降温。到室温时，打开进气阀进入过滤大气，保持常压后，开门取出水平板，取出聚乳酸膜。经测量有效区的面积为90％，在有效区域内，切取一块膜测试其厚度，其厚度在18～22微米范围之内。乙酸乙酯溶剂的回收率是91％。符合设计要求。

本发明的优点在于：

1.膜的厚度均匀性主要是由水平板的水平性和放置的水平性引起的，根据这个情况，选用浮法玻璃板、聚四氟乙烯板等作为水平板，制膜架提供了放置的水平性，从而解决膜的厚度均匀性。

2.膜的表面平整性主要是由溶剂蒸发过快，溶剂液滴掉入，制膜箱体内的气体扰动过大等因素引起的，从而造成膜的表面有波纹、凹凸不平等情况。通过进气快速带走溶剂，解决溶剂液滴掉入；通过设置一个一分多层的进气口和气体流速调节阀，以减小箱体进气对成膜的扰动；通过温控采用程序升温或者使用热气体，以达到溶剂蒸发适度的目的。

3.膜的清洁主要是由气体带入的尘埃、细菌等原因造成的。通过在供气系统中设置过滤膜(尤其是在使用大气尤为有效)或者使用特殊的钢瓶气体，使得进气的清洁度可以达到十万级或者万级的标准。溶剂的回收采用冷凝器，减少了环境污染。

本发明是一种结构简单、操作方便、成品率高的制膜装置，其用途广泛，实用价值高。

Claims (9)

1.一种制膜装置，包括带门的箱体、进气系统、出气系统、温控系统和置于箱体内的制膜架，其特征在于：制膜架主要由水平底座(20)、支撑柱(14)、固定板(17)和调平螺母(18)组成。

2.按照权利要求1所述的制膜装置，其特征在于：支撑柱(14)具有细牙螺纹，支撑柱数3个，呈等腰三角形或等边三角形。

3.按照权利要求1所述的制膜装置，其特征在于：调平螺母(18)紧扣于支撑柱(14)上，分别位于3个支撑柱的对应调平螺母(18)，形成一个水平层。

4.按照权利要求1所述的制膜装置，其特征在于：进气系统包括置于箱体外的进气连接口(5)和相连的气体调节阀和气体流量计(4)、压力表(1)和箱体内进气喇叭口(9)。

5.按照权利要求4所述的制膜装置，其特征在于：供气系统还包括进气过滤膜。

6.按照权利要求4所述的制膜装置，其特征在于：所述的箱体内进气喇叭口(9)置有层状排列的三角形的进气扁口。

7.按照权利要求1所述的制膜装置，其特征在于：出气系统包括置于箱体外的出气连接口(7)和箱体内出气喇叭口(9)。

8.按照权利要求7所述的制膜装置，其特征在于：所述的箱体内出气喇叭口置有层状排列的三角形的出气扁口。

9.按照权利要求1所述的制膜装置，其特征在于：所述的箱体为三层，外层为金属层(11)，中间层为保温层(12)，内层为不锈钢层(10)。

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