專利名稱：制膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高分子材料加工成膜的裝置，特別是高分子溶液或熔體的加工成膜的裝置。
背景技術(shù)：
溶液或者熔液流延法制膜在生產(chǎn)和科研中經(jīng)常遇到，尤其在醫(yī)用高分子加工領(lǐng)域，要求膜的厚度很薄，甚至達幾微米到幾十微米之間，而且要求膜厚薄均勻、表面光滑、潔凈(尤其是細菌含量少)以及溶劑含量低、雜質(zhì)(尤其是塵埃)含量少和成品率高，象這樣的要求，用一般的設(shè)備是很難達到的，而且其成品率很低?，F(xiàn)行的生產(chǎn)和科研用的方法都采用真空干燥箱或者一般的干燥箱進行簡易的改造來加熱蒸發(fā)溶劑，在培養(yǎng)皿或者一般的玻璃板上溜延進行制膜。但是這很難達到要求，無法解決膜的厚度均勻性、表面光滑性以及制膜過程中的無污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制膜裝置，通過流延法制備高分子膜。本發(fā)明的制膜裝置，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、膜厚薄均勻、表面光滑、潔凈。
本發(fā)明的制膜裝置，包括箱體、供氣系統(tǒng)、出氣系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和置于箱體內(nèi)的制膜架，制膜架主要由水平底座、柱子、固定板和調(diào)平螺母組成。
本發(fā)明的制膜裝置中，支撐柱具有細牙螺紋，支撐柱數(shù)3個，呈等腰三角形或等邊三角形。
本發(fā)明的制膜裝置中，調(diào)平螺母緊扣于支撐柱上，分別位于3個支撐柱的調(diào)平螺母，形成一個水平層。當(dāng)每一支撐柱上有多個調(diào)平螺母時，可以形成多層。
供氣系統(tǒng)主要由置于箱體的進氣連接口、氣體調(diào)節(jié)閥和氣體流量計、壓力表組成，還可以加入進氣過濾膜。
本發(fā)明的制膜裝置中，置于箱體內(nèi)的進氣口呈喇叭形狀，可以通過隔板將呈喇叭形狀的進氣孔分隔成多層三角形的扁口進氣。
本發(fā)明的制膜裝置中，置于箱體內(nèi)的出氣口與進氣口呈對稱的喇叭形狀，也可以通過隔板將呈喇叭形狀的進氣孔分隔成多層三角形的扁口進氣。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1為本發(fā)明的箱體示意圖。
圖2為本發(fā)明的箱體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明制膜架結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
制膜箱箱體的中間部位是供放置制膜架用的空間，此空間可以是長方體，也可以是正方體?？臻g的正面用帶有硅橡膠密封條的門6來關(guān)閉密封。門上有視窗，可以觀察到腔體內(nèi)成膜過程。
制膜箱的箱體為三層，外層為金屬層外殼11，中間層為保溫層12，由保溫材料和加熱帶8組成，內(nèi)層為不銹鋼層10。
箱體左端設(shè)計有進氣系統(tǒng)，是由氣體調(diào)節(jié)閥和氣體流量計4、壓力表1(-0.1MPa～0.1MPa)、鋼瓶進氣連接口5、箱體內(nèi)進氣喇叭口9組成。此外，進氣系統(tǒng)可以加裝過濾膜，進氣過濾膜也可以采用玻沙過濾片。若對大氣濕度有要求時還可以在進氣口安裝干燥裝置，對進氣的濕度加以調(diào)節(jié)。根據(jù)具體的使用情況也可以采用熱氣體加熱。
右端設(shè)計有出氣系統(tǒng)，出氣系統(tǒng)包括置于箱體外的出氣連接口7和箱體內(nèi)出氣喇叭口9，出氣連接口7是可以與溶劑回收裝置和真空系統(tǒng)相連接的接口。溶劑回收裝置是冷凝器，該冷凝器在常溫下能對常用溶劑進行冷凝回收。連接在箱體的右側(cè)。
下端設(shè)計有溫控系統(tǒng)裝置，溫控系統(tǒng)裝置包括具有常規(guī)的精密溫控儀2、開關(guān)元件、加熱報警提示和電源開關(guān)3。并箱體內(nèi)加熱元件組成的加熱帶8四面或者五面加熱。溫控系統(tǒng)采用程序升溫。箱體受熱范圍是室溫～250℃。
箱體空腔左右側(cè)壁為進氣和出氣喇叭口9，兩側(cè)對稱，喇叭口內(nèi)分別設(shè)有層狀排列的隔板以形成三角形的進出氣扁口。扁口數(shù)量和扁口之間的距離取決于制膜架中的層數(shù)和層間距。每個扁口對應(yīng)著制膜架中的每層空間，一般情況是扁口的位置略低于制膜架中每層空間中的上一層底部。扁口的邊長大于制膜玻璃模具19的邊長。
置于箱體空腔內(nèi)的制膜架是由水平底座20、支撐柱14、固定板17和調(diào)平螺母18組成。所有的材料都是不銹鋼或者其它惰性材料。水平底座20是由1厘米以上的不銹鋼板、三顆可調(diào)節(jié)升降的螺釘15、三顆圓柱凹形底座16組成。不銹鋼板上除了用來安裝調(diào)節(jié)升降螺釘?shù)娜齻€成等腰三角形或者等邊三角形的孔以外，還有三個也是成等腰三角形或者等邊三角形的孔，用于安裝支撐柱。支撐柱是具有細牙螺紋的不銹鋼柱子，數(shù)量為三根。柱子通過六角形不銹鋼螺母13固定在底座的不銹鋼板上，上端用三角形固定板17加上固定螺母21固定。調(diào)平螺母18象“蘑菇”形狀，上部平頂是圓形且水平和光滑，柱體是圓柱形或者棱柱形，和六角形不銹鋼螺母緊扣固定于柱子的適當(dāng)高度上，根據(jù)三點確定一個平面的理論給水平板提供三個支撐點，用于放置成膜玻璃模具19。
實施例1.制膜架的組裝和水平調(diào)節(jié)A.按一個定位螺母和一個調(diào)平螺母(“蘑菇”形狀)配對方式穿在三根細牙螺桿上。
B.將三根細牙螺桿固定在底板上。
C.在底板上裝上三顆可調(diào)節(jié)螺釘后，將整個部件置于三顆凹形底座中。
D.將三角形固定板固定在三根螺桿的頂部。
E.用精密度在0.02mM/M以上精密水平儀調(diào)節(jié)成膜架的底座水平。
F.在固定一對定位螺母和調(diào)平螺母后，放置水平的浮法玻璃板，通過水平儀，依次固定另外兩對定位螺母和調(diào)平螺母。本層水平位置就確定好。
G.確定一定的高度后，重復(fù)F步驟，依次確定其余各層的水平位置。
2.設(shè)備操作過程A.將已經(jīng)調(diào)節(jié)好的制膜架置于制膜箱的腔體中，再次調(diào)節(jié)制膜架底座的水平。
B.放置盛有計量成膜液體的成膜板后，關(guān)閉箱體的門，靜止一段時間。
C.打開冷凝系統(tǒng)，設(shè)置冷凝溫度。
D.打開進氣閥，啟動真空系統(tǒng)，調(diào)節(jié)一定氣體流速，確定一定的真空度?；蛘卟捎娩撈窟M氣，調(diào)節(jié)一定氣體流速，確定一定的箱體壓力。
E.啟動加熱系統(tǒng)，設(shè)計一定的升溫速率，確定一定的升溫梯度。
F.按設(shè)定條件進行溶劑蒸發(fā)。
G.關(guān)閉進氣閥，關(guān)閉冷凝系統(tǒng)，恒溫真空干燥一定時間。
H.關(guān)閉加熱系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，自然冷卻降溫。
I.打開鋼瓶進氣，正壓開門取出水平板，取膜。
3.具體實施例用溶液流延法制備厚度為20微米的聚乳酸薄膜啟動冷凝系統(tǒng)。將已經(jīng)配制好的聚乳酸乙酸乙酯溶液倒入用玻璃板做成的有邊緣的水平板中，將水平板置于已經(jīng)調(diào)節(jié)好的成膜架上，關(guān)閉箱體門。靜止半小時后，打開進氣閥，通過G3玻砂過濾板，采用大氣進氣，啟動真空系統(tǒng)，調(diào)節(jié)氣體流量為2.0M3/秒，使箱體的真空度達到-0.3MPa。啟動加熱系統(tǒng)，采用5℃/分鐘的加熱速率升溫到50℃。恒定參數(shù)，保持2小時。關(guān)閉冷凝系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，以0.5℃/分鐘升溫到80℃，繼續(xù)真空干燥4小時。關(guān)閉加熱系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，自然冷卻降溫。到室溫時，打開進氣閥進入過濾大氣，保持常壓后，開門取出水平板，取出聚乳酸膜。經(jīng)測量有效區(qū)的面積為90％，在有效區(qū)域內(nèi)，切取一塊膜測試其厚度，其厚度在18～22微米范圍之內(nèi)。乙酸乙酯溶劑的回收率是91％。符合設(shè)計要求。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1.膜的厚度均勻性主要是由水平板的水平性和放置的水平性引起的，根據(jù)這個情況，選用浮法玻璃板、聚四氟乙烯板等作為水平板，制膜架提供了放置的水平性，從而解決膜的厚度均勻性。
2.膜的表面平整性主要是由溶劑蒸發(fā)過快，溶劑液滴掉入，制膜箱體內(nèi)的氣體擾動過大等因素引起的，從而造成膜的表面有波紋、凹凸不平等情況。通過進氣快速帶走溶劑，解決溶劑液滴掉入；通過設(shè)置一個一分多層的進氣口和氣體流速調(diào)節(jié)閥，以減小箱體進氣對成膜的擾動；通過溫控采用程序升溫或者使用熱氣體，以達到溶劑蒸發(fā)適度的目的。
3.膜的清潔主要是由氣體帶入的塵埃、細菌等原因造成的。通過在供氣系統(tǒng)中設(shè)置過濾膜(尤其是在使用大氣尤為有效)或者使用特殊的鋼瓶氣體，使得進氣的清潔度可以達到十萬級或者萬級的標準。溶劑的回收采用冷凝器，減少了環(huán)境污染。
本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成品率高的制膜裝置，其用途廣泛，實用價值高。
權(quán)利要求
1.一種制膜裝置，包括帶門的箱體、進氣系統(tǒng)、出氣系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和置于箱體內(nèi)的制膜架，其特征在于制膜架主要由水平底座(20)、支撐柱(14)、固定板(17)和調(diào)平螺母(18)組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的制膜裝置，其特征在于支撐柱(14)具有細牙螺紋，支撐柱數(shù)3個，呈等腰三角形或等邊三角形。
3.按照權(quán)利要求1所述的制膜裝置，其特征在于調(diào)平螺母(18)緊扣于支撐柱(14)上，分別位于3個支撐柱的對應(yīng)調(diào)平螺母(18)，形成一個水平層。
4.按照權(quán)利要求1所述的制膜裝置，其特征在于進氣系統(tǒng)包括置于箱體外的進氣連接口(5)和相連的氣體調(diào)節(jié)閥和氣體流量計(4)、壓力表(1)和箱體內(nèi)進氣喇叭口(9)。
5.按照權(quán)利要求4所述的制膜裝置，其特征在于供氣系統(tǒng)還包括進氣過濾膜。
6.按照權(quán)利要求4所述的制膜裝置，其特征在于所述的箱體內(nèi)進氣喇叭口(9)置有層狀排列的三角形的進氣扁口。
7.按照權(quán)利要求1所述的制膜裝置，其特征在于出氣系統(tǒng)包括置于箱體外的出氣連接口(7)和箱體內(nèi)出氣喇叭口(9)。
8.按照權(quán)利要求7所述的制膜裝置，其特征在于所述的箱體內(nèi)出氣喇叭口置有層狀排列的三角形的出氣扁口。
9.按照權(quán)利要求1所述的制膜裝置，其特征在于所述的箱體為三層，外層為金屬層(11)，中間層為保溫層(12)，內(nèi)層為不銹鋼層(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過流延法制備高分子膜制膜裝置，包括帶門的箱體、供氣系統(tǒng)、出氣系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和置于箱體內(nèi)的制膜架，制膜架主要由水平底座(20)、支撐柱(14)、固定板(17)和調(diào)平螺母(18)組成。本發(fā)明的制膜裝置，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、膜厚薄均勻、表面光滑、潔凈。
文檔編號B29L7/00GK1990209SQ20061016751
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者陳棟梁, 李慶, 鄧先模, 熊成東 申請人:中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司