CN104312106B - 一种完全生物降解防伪塑料袋及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完全生物降解防伪塑料袋及其制备方法，一种完全生物降解防伪塑料袋，按重量份计，包括如下组分：100份完全生物降解塑料；0.1~20份防伪母粒；所述防伪母粒按重量百分比计，包括：30~99.9%完全生物降解塑料；0.01~15%荧光粉；0.01~65%编码物质；0~3.25%助剂；所述的完全生物降解塑料为PBS、PBAT、PBSA、PBST的一种以上；其制备方法：用大、小两台挤出机分别将完全生物降解塑料和防伪母粒挤塑至共挤机头，完全生物降解塑料从大挤出机中挤出，防伪母粒从小挤出机中挤出，挤出双色泡管后经吹胀、牵引、印刷、收卷、制袋、冲口，即得；通过采用特定共挤吹膜工艺，使得防伪条与完全生物降解塑料袋融结为一体，具有良好的结合力；生产工艺简单，且防伪成本低，更容易加工成型和批量化生产；根据防伪条上的荧光特征和编码信息实现对完全生物降解防伪塑料袋的真伪鉴别和溯源。

Description

一种完全生物降解防伪塑料袋及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料制品领域，特别涉及一种完全生物降解防伪塑料袋及其制备方法。

背景技术

塑料是从石油或煤炭中提取的化学石油产品，一旦生产出来很难自然降解，塑料埋在地下200年也不会腐烂降解，大量的塑料废弃物填埋在地下，会破坏土壤的通透性，使土壤板结，影响植物的生长。传统的垃圾袋是由塑料做成的，城市生活每天都会产生大量垃圾，大量垃圾袋的使用在给人们带来便利的同时也使得环保压力越来越大，所以一方面政府积极引导民众不再使用或者少使用塑料袋，另一方面生产企业积极研制出对环境污染小或者无污染的环保型垃圾袋。

而目前市场上的环保型垃圾袋生产企业如果没有采取防伪措施的话，其他厂家可以轻易地仿制并销售假冒伪劣的环保型垃圾袋，这样既不利于研发环保型垃圾袋生产企业的品牌推广和市场效益，同时也不利于消费者区分普通垃圾袋和环保垃圾袋。

因此，各环保型垃圾袋生产企业为了防止自己的产品被假冒，大多采用防伪标识对其所生产的环保型垃圾袋进行防伪，防伪标识能帮助消费者迅速鉴别商品的真伪，保护消费者权益，同时帮助生产企业打击假冒产品、杜绝批量仿造、保护企业品牌、维护企业形象，避免经济损失。

防伪手段多种多样，如采用激光防伪、二维条码防伪、荧光粉防伪、具有光学变色或感温变色油墨防伪等物理特性的防伪标识或带有查询电话、网址的防伪标贴等，以增加商品的防伪和保真性能。

但是对于现有的防伪手段，其防伪标识仅仅是通过印刷、嵌入、涂覆或者贴在垃圾袋本体上面，而不是与垃圾袋本体融为一体，容易导致防伪标识单独被揭开或损毁，从而使得垃圾袋的防伪标识的防伪功能遭到破坏，不能实现垃圾袋的溯源，且防伪标识的成本较高。到目前为止，亟需一种生产成本低，且能将防伪标识和垃圾袋本体加工成融为一体的防伪垃圾袋的生产工艺。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种防伪效果好、能实现真伪鉴别与溯源，且防伪成本低的完全生物降解防伪塑料袋。

本发明的另一目的是提供上述完全生物降解防伪塑料袋的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种完全生物降解防伪塑料袋，按重量份计，包括如下组分：

完全生物降解塑料 100份；

防伪母粒 0.1~20份；

所述防伪母粒，按重量百分比计，包括如下组分：

完全生物降解塑料 30~99.9%；

荧光粉 0.01~15%；

编码物质 0.01~65%；

助剂 0~3.25%；

其中，所述完全生物降解塑料为聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯与聚己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBST）及改性助剂与PBS、PBAT、PBSA、PBST的共混物的一种以上；所述改性助剂选自淀粉、聚乳酸、聚己内酯的一种或几种；所述完全生物降解塑料具有被自然界中的微生物完全分解为水和二氧化碳的环保特性。

优选地，所述改性助剂与PBS、PBAT、PBSA、PBST的共混物中改性助剂占共混物总重量的百分比为10~50%。

本发明所述的防伪母粒的制备方法，包括如下步骤：

将完全生物降解塑料、荧光粉、编码物质和助剂按配比称量，倒入高混机中混合均匀，在双螺杆挤出机中140~200℃熔融，挤出造粒，得到防伪母粒。

本发明的防伪母粒加入量优选为0.1~20重量份；防伪母粒与完全生物降解塑料的比例决定了防伪条在塑料袋上的宽度，为了得到宽度为0.3~5cm的防伪条，需添加0.1~20份的防伪母粒；添加0.1~20份的防伪母粒可以节约成本，且能增强防伪效果，因为制备防伪母粒所用的荧光粉和编码物质组分，其原材料价格较完全生物降解塑料贵，且添加量越少就越难以分析仿冒；而如果添加的防伪母粒超过20份，其原材料的成本高，且容易被分析仿冒。

其中，所述编码物质选自选自镁、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、 铜、锌、镓、锗、硒、锶、钇、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、锑、碲、钡、镧、铈、镨、钕、钐、钆、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铋的化合物的一种或几种；所述编码物质具有易于被检测、区分和准确识别的特性，目的在于通过其组合形成一定数量的编码，捆绑相关的产品信息。

所述荧光粉选自紫外激发荧光粉和/或红外激发荧光粉；所述紫外激发荧光粉优选为激发波长为360nm的苝的甲酸二酰亚胺衍生物（1,7-二溴-3,4,9,10-苝四甲酸二酰亚胺），所述红外激发荧光粉优选为激发波长为980nm的无机稀土氟化物（YErYbF₃）；所述荧光粉具有荧光的特性，使得防伪母粒能吸收紫外光或红外光，发出特征荧光，目的在于提供一种易于识别的防伪特征。

所述助剂为偶联剂、润滑剂、抗氧剂或抗静电剂中的一种或几种的混合；所述偶联剂优选为乙烯基三乙氧基硅烷，所述润滑剂优选为硬脂酸，所述抗氧剂优选为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，所述抗静电剂优选为聚醚酯酰胺。

更进一步地，所述完全生物降解防伪塑料袋，还可以包括0~5份的加工助剂，所述加工助剂选自热稳定剂、颜料、耐候剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂、抗静电剂、填料、脱模剂、分散剂的一种或几种。

本发明所述的完全生物降解防伪塑料袋的制备方法，包括如下步骤：

用大、小两台挤出机分别将完全生物降解塑料和防伪母粒挤塑至共挤机头，完全生物降解塑料从大挤出机中挤出，防伪母粒从小挤出机中挤出，挤出双色泡管后经吹胀、牵引、印刷、收卷、制袋、冲口，得到带有防伪条的完全生物降解防伪塑料袋。

所述大、小两台挤出机的料筒温度均分为3段控制，依次为加料段90~130℃、中段100~150℃、前段110~180℃，共挤机头温度110~180℃，吹胀比1.5~6.0。

所述完全生物降解防伪塑料袋上的防伪条宽度为0.3~5.0cm，可以通过调节大、小两台挤出机的喂料量来控制吹胀后的防伪条的宽度。

本发明通过完全生物降解塑料袋与防伪条结合，采用特定的共挤吹膜工艺制备得到带有防伪条的完全生物降解防伪塑料袋，在吹膜的时候，即在完全生物降解塑料袋上生成防伪条及防伪编码，防伪条采用与塑料袋相同的完全生物降解塑料，防伪条与塑料袋融结为一体，具有良好的结合力，从而保持了完全生物降解防伪塑料袋的优异性能。在完全生物降解防伪塑料袋的生产、销售、使用环节中，将防伪条的编码信息与完全生物降解防伪塑料袋的批次信息，流通信息相互捆绑，建立防伪信息管理系统。通过在完全生物降解防伪塑料袋的使用终端截取小段防伪条，用快速精密分析检测仪检测其编码信息，通过防伪信息管理系统可以快速、准确地查询到完全生物降解防伪塑料袋的生产、流通信息，从而实现真伪鉴别与溯源。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1）本发明通过采用特定的共挤吹膜工艺，使得制备得到的防伪条与完全生物降解塑料袋融结为一体，具有良好的结合力，以完全生物降解防伪塑料袋自身的特性进行防伪，防伪效果难以被仿制。

2）本发明制备得到的完全生物降解防伪塑料袋，与现有带防伪标识的防伪塑料袋相比，不需要额外生产和粘贴防伪标识，生产工艺简单，且防伪成本低，更容易加工成型和批量化生产。

3）本发明制备得到的完全生物降解防伪塑料袋，能够将编码信息与其生产、流通信息绑定，根据防伪条上的荧光特征和编码信息实现对完全生物降解防伪塑料袋的真伪鉴别和溯源。

附图说明

图1为本发明完全生物降解防伪塑料袋的挤出膜泡示意图；

图2为本发明完全生物降解防伪塑料袋的A-A截面示意图；

图3为本发明完全生物降解防伪塑料袋成品示意图；

图中：1为完全生物降解塑料袋，2为防伪条，3为共挤模头。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

以下实施例和对比例中：

所使用的完全生物降解塑料：市面上购买的通用型PBS、PBAT、PBSA、PBST均可以。

所使用的荧光粉：紫外激发荧光粉选用苝的甲酸二酰亚胺衍生物（1,7-二溴-3,4,9,10-苝四甲酸二酰亚胺），激发波长360nm，发出绿色荧光；红外激发荧光粉选用无机稀土氟化物（YErYbF₃），激发波长：980nm，发出绿色荧光。

所使用的助剂：偶联剂选用乙烯基三乙氧基硅烷，润滑剂选用硬脂酸，抗氧剂选用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，抗静电剂选用聚醚酯酰胺。

实施例A1~A40及对比例B1~B4：防伪母粒的制备

将完全生物降解塑料、荧光粉、编码物质和助剂按表1~5所示配比称量，倒入高混机中混合均匀，在双螺杆挤出机中140~200℃熔融，挤出造粒，制备得到防伪母粒。

实施例1~40及对比例1~6：完全生物降解防伪塑料袋的制备

一种完全生物降解防伪塑料袋的制备方法，其原料配方如表6~10所示，其制备方法包括以下步骤：

按重量份称取好各组分，用大、小两台挤出机分别将完全生物降解塑料和表1~5制备得到的防伪母粒挤塑至共挤机头，完全生物降解塑料从大挤出机中挤出，防伪母粒从小挤出机中挤出，挤出双色泡管后经吹胀、牵引、印刷、收卷、制袋、冲口，得到带有防伪条的完全生物降解防伪塑料袋；其中，所述大、小两台挤出机的料筒温度均分为3段控制，依次为加料段105℃、中段125℃、前段145℃，共挤机头温度为145℃，吹胀比为2.5。测定其防伪条的宽度、防伪条相对撕裂强度，防伪条荧光、防伪编码检测效果、防伪成本，具体数据列于表6~10中。

各性能指标的测试方法或标准如下：

防伪条相对撕裂强度测试按GB/T 16578.1-2008塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的测定 第1部分：裤形撕裂法进行，分别测试防伪条和完全生物降解塑料袋的撕裂强度，以二者的比值作为防伪条的相对撕裂强度。

防伪条荧光检测采用便携式紫外灯或红外灯，在遮光环境下照射防伪条表面，目测其荧光亮度。

防伪编码检测的检测方法：从完全生物降解防伪塑料袋上截取一小段防伪条，采用专用精密XRF荧光光谱分析仪检测编码物质的种类和含量，从而准确检测出防伪编码。

防伪成本，是指生产完全生物降解防伪塑料袋较生产普通完全生物降解塑料袋增加的成本，主要是指防伪条较同等量的完全生物降解塑料所增加的原材料成本，防伪母粒的加工成本以及防伪条的挤出成本这三部分占完全生物降解防伪塑料袋的总成本的比例。

Claims (9)

1.一种完全生物降解防伪塑料袋，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：

完全生物降解塑料 100份；

防伪母粒 0.1~20份；

所述防伪母粒，按重量百分比计，包括如下组分：

完全生物降解塑料 30~99.9%；

荧光粉 0.01~15%；

编码物质 0.01~65%；

助剂 0~3.25%；

其中，所述完全生物降解塑料为聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯与聚己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBST）及改性助剂与PBS、PBAT、PBSA、PBST的共混物的一种以上；所述改性助剂选自淀粉、聚乳酸、聚己内酯的一种或几种；

所述防伪塑料袋的完全生物降解塑料与防伪母粒的完全生物降解塑料完全一致；

所述荧光粉选自紫外激发荧光粉和/或红外激发荧光粉；

所述紫外激发荧光粉为激发波长为360nm的苝的甲酸二酰亚胺衍生物1,7-二溴-3,4,9,10-苝四甲酸二酰亚胺，所述红外激发荧光粉为激发波长为980nm的无机稀土氟化物YErYbF3。

2.根据权利要求1所述的完全生物降解防伪塑料袋，其特征在于，所述改性助剂与PBS、PBAT、PBSA、PBST的共混物中改性助剂占共混物总重量的百分比为10~50%。

3.根据权利要求1所述的完全生物降解防伪塑料袋，其特征在于，所述编码物质选自选自镁、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、 铜、锌、镓、锗、硒、锶、钇、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、锑、碲、钡、镧、铈、镨、钕、钐、钆、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铋的化合物的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的完全生物降解防伪塑料袋，其特征在于，所述助剂为偶联剂、润滑剂、抗氧剂或抗静电剂中的一种或几种的混合。

5.根据权利要求4所述的完全生物降解防伪塑料袋，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，所述润滑剂为硬脂酸，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。

6.根据权利要求1所述的完全生物降解防伪塑料袋，其特征在于：所述防伪母粒的制备方法，包括如下步骤：将完全生物降解塑料、荧光粉、编码物质和助剂按配比称量，倒入高混机中混合均匀，在双螺杆挤出机中140~200℃熔融，挤出造粒，得到防伪母粒。

7.如权利要求1~6任一项所述的完全生物降解防伪塑料袋的制备方法，包括如下步骤：

用大、小两台挤出机分别将完全生物降解塑料和防伪母粒挤塑至共挤机头，完全生物降解塑料从大挤出机中挤出，防伪母粒从小挤出机中挤出，挤出双色泡管后经吹胀、牵引、印刷、收卷、制袋、冲口，得到带有防伪条的完全生物降解防伪塑料袋。

8.根据权利要求7所述的完全生物降解防伪塑料袋的制备方法，所述大、小两台挤出机的料筒温度均分为3段控制，依次为加料段90~130℃、中段100~150℃、前段110~180℃，共挤机头温度110~180℃，吹胀比1.5~6.0。

9.根据权利要求8所述的完全生物降解防伪塑料袋的制备方法，所述完全生物降解防伪塑料袋上的防伪条宽度为0.3~5.0cm。