CN109627703B - 一种生物降解自封条的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物降解自封条的制备方法，按PLA:20～40％、PBAT：60～80％的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到螺杆挤出机挤出成型，混合料经挤出螺杆塑化，模头成型，冷却后制得成型的自封条。本申请采用PLA和PBAT配伍，实现了在不添加其他任何助剂的情况下生产出了满足使用要求的全降解自封条产品。
Description
技术领域
本发明涉及自封结构的制备方法，尤其是一种可生物降解自封条的制备方法。
背景技术
传统自封条、自封条是以PP、PE等材料生产，被丢弃后难以在环境中被生物降解，形成污染。目前市面上已经出现了可降解材料制成的包装袋，袋体本身由于是采用可降解材料生产，可通过生物降解，应用范围越来越广，但在实际应用中常需要为袋体配置自封条或自封条等，为了实现全降解，有必要开发可生物降解的自封条产品。
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。
自封条是由自封条和封条扣组成，不同的部件要求的生产性能也不相同，目前采用纯的PLA材质还无法进行自封条的注塑生产。因此，开发生物降解自封条的制备方法迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种生物降解自封条的制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种生物降解自封条的制备方法，按PLA:20～40％、PBAT：60～80％的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到螺杆挤出机挤出成型，混合料经挤出螺杆塑化，模头成型，冷却后制得成型的自封条。
优选地，挤出螺杆与模头成90度，模头出口向下使自封条挤出时直接进入冷却水槽冷却，可避免骨条在拐弯下落过程中因重力导致弯曲变形。
具体地，根据本申请的原料配比，设置挤出螺杆的加热温度：一级温度135 度；二级温度145度；三级温度160度；四级温度165度，该四级温度也是模头处的温度，螺杆转速16-18转/min，牵引速度按照满足自封条尺寸设定，牵引速度的确定主要依据最终自封条尺寸，厚度越大、宽度越宽则牵引速度越慢，反之越快。
为了达到正常的使用强度，需要将原料和尺寸综合考虑，针对本申请的原料设计股条的尺寸：带封条扣的自封条的断面尺寸为厚度1.9-2.1mm、宽度 10.5-11mm；手压自封条的自封条厚度2-2.5mm、宽度20-22mm。
上述尺寸的生物降解自封条的柔韧性完全满足使用要求。
对于有拉头的自封条，拉头也采用生物降解材料制备，拉头采用注塑成型工艺：按PLA50％+PBAT50％的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到注塑机，设置螺杆温度：入料口130℃、150℃、160℃、170℃、喷嘴180℃，由于材料粘性大，注塑模具的拔模斜度设计为大于5°。
相比自封条，拉头强度和硬度都更高，因此本申请发明人在自封条配料的基础上提高了PLA的含量，改进后的配料也更加适用于注塑生产。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)生物降解自封条，采用PLA+PBAT生物降解可塑性材料为基料，PLA 取材于本年生谷物经提炼聚合而成，材料本质决定其可持续再生及遇水经微生物降解回归自然。PLA材料本身硬度高，无法单独用于挤塑生产满足正常使用的自封套，需要加入其他助剂，这样会存在环境危害，本申请采用PLA和PBAT 配伍，实现了在不添加其他任何助剂的情况下生产出了满足使用要求的全降解自封条产品。
2)拉头是自封条的非必要配件，但往往也具有一定市场份额，本申请的另一个目的就是要制备一种PLA+PBAT生物降解可塑性材料的拉头，拉头采用注塑成型，所生产的拉头经检测其硬度与采用PE材质以同样的生产设备达到了的拉头的硬度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
生物降解自封条的制备方法：按PLA:40％、PBAT：60％的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到螺杆挤出机挤出成型，混合料经挤出螺杆塑化，模头成型，冷却后制得成型的自封条。
生产工艺参数：挤出螺杆与模头成90度，模头出口向下使自封条挤出时直接进入冷却水槽冷却。挤出螺杆的加热温度：一级温度135度；二级温度145 度；三级温度160度；四级温度165度，该四级温度也是模头处的温度，螺杆转速16-18转/min，牵引速度按照满足自封条尺寸设定，调节牵引速度使自封条的断面尺寸为厚度1.9-2.1mm、宽度10.5-11mm。
手压自封条的自封条厚度2-2.5mm、宽度20-22mm。
生物降解自封条拉头的制备方法，拉头采用注塑成型工艺：按 PLA50％+PBAT50％的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到注塑机，设置螺杆温度：入料口130℃、150℃、160℃、170℃、喷嘴180℃，由于材料粘性大，注塑模具的拔模斜度设计为5°，便于顺利脱模。
实施例2
手压自封条，调节牵引速度，使自封条尺寸满足厚度2-2.5mm、宽度20-22mm。
实施例3
一种带有实施例1全降解的保温环保速运包装袋，包括袋体，袋体采用双层面料：内层热轧无纺布、外层淋膜无纺布、中间夹层，中间夹层内填充有保温纤维，袋体是采用PLA生物降解可塑性材料为基料，袋体采用自封条实现封口，自封条的链体和自封条头材料为PLA和PBAT的复合材料。
上述包装袋依次经过PLA纺丝-薄型无纺布制造-无纺布淋膜-印刷-制袋-充棉制成。具体生产步骤如下
(1)PLA纺丝：为了制备PLA纤维，采用纺丝级PLA切片为原料，进行熔融纺丝，采用螺杆式纺丝机，PLA的熔点为175度，纺丝箱采用低沸点热媒使与PLA相适合，具体操作：原料干燥至含水量低于30ppm—将螺杆预熔温度设置为200℃、螺杆出口温度为215℃—纺丝头温度200℃—冷却—卷绕—切段—PLA短纤维；所述PLA短纤维采用规格4D的纤维作为保温芯填充材料。
(2)薄型无纺布制造：以PLA纤维为原料，采用热轧无纺布设备生产：对 PLA纤维梳棉-气动送棉-振动筛式铺棉-对辊热轧-成型；
(3)无纺布淋膜：对薄型无纺布的包装外面进行淋膜，淋膜选用PBAT材料，将纯PBAT切片放入淋膜机料斗中，进入挤出螺杆按设定的各级温度向前推动至淋膜模头，螺杆和模头各级温度由淋膜机PLC控制仪器控制，螺杆共设置六级温度，依次为160℃、190℃、200℃、223℃、223℃、223℃，模头的温度设置为223℃，无纺布走速为50米/min，有效控制淋膜厚度在40g/平方米，最后经冷却滚筒冷却；
(4)印刷：在无纺布的淋膜层上印刷，淋膜层不仅能够有效防水还能够提高印刷效果；
(5)制袋：以无纺布自封条制袋机制造，生产工艺：双层无纺布放料-两边超声波自动焊接自封条-折叠-自动安装自封条拉头-超声波横烫-切断成袋，袋体侧面留充棉孔。
(6)充棉：以PLA纤维作为保温纤维，将保温纤维填充到袋体的夹层，填充工艺：PLA纤维开棉蓬松-自动吸入充棉机-将袋子的充棉孔对准充棉机的充棉口-定量充棉-充棉孔封口-保温袋成品。
上述自封条采用实施例1的产品。
为了防止淋膜表面与冷却滚筒粘连，冷却滚筒表面设置聚四氟乙烯接触层，在冷却时淋膜表面与冷却滚筒的聚四氟乙烯接触层接触。
实施例3的性能测试数据如下表所示
本申请原料非常简单，没有添加其他化学试剂，通过对工艺进行优化设计生产出一种可真正意义上全降解的、产品原料成分单一的包装袋。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种生物降解自封条的制备方法，其特征在于：按PLA:20～40%、PBAT：60～80%的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到螺杆挤出机挤出成型，混合料经挤出螺杆塑化，模头成型，冷却后制得成型的自封条；
自封条配置有拉头，拉头采用注塑成型工艺：按PLA50%+PBAT50%的质量百分比配备混合料，将混合均匀的混合料加入到注塑机，设置螺杆温度：入料口130℃、150℃、160℃、170℃、喷嘴180℃，由于材料粘性大，注塑模具的拔模斜度设计为大于5°。
2.根据权利要求1所述的生物降解自封条的制备方法，其特征在于：挤出螺杆与模头成90度，模头出口向下使自封条挤出时直接进入冷却水槽冷却。
3.根据权利要求1所述的生物降解自封条的制备方法，其特征在于：设置挤出螺杆的加热温度：一级温度135度；二级温度145度；三级温度160度；四级温度165度，所述四级温度也是挤出模头处的温度，螺杆转速16-18转/min，牵引速度按照满足自封条尺寸设定。
4.根据权利要求3所述的生物降解自封条的制备方法，其特征在于：股条的尺寸设置：带封条扣的自封条的断面尺寸为厚度1.9-2.1mm、宽度10.5-11mm；手压自封条的自封条厚度2-2.5mm、宽度20-22mm。
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