CN110105726A - 一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法 - Google Patents

一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法，所述一次性餐具包括纸基以及压合在所述纸基表面的全生物降解薄膜；所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下组份：聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇。其制造方法，包括以下步骤：1)称取原料，混合、制粒，并通过流延挤出制备全生物降解薄膜；2)将纸基与全生物降解薄膜通过热压复合；3)印刷产品设计；4)模切；5)餐具成型。本发明的一次性餐具可完全降解，并且价格与现有的普通一次性餐具价格几乎持平，具有巨大的市场潜力。本发明的制造方法工艺简单，可控性高，能大批量生产。

Description

一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法
技术领域
本发明涉及包装材料，具体涉及一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法。
背景技术
一次性杯、碗等一次性餐具是人们日常生活中必不可少的用品，特别是餐饮行业中，一次性杯、碗的使用量非常大，但是目前使用的很多一次性餐具几乎都是不可降解的塑料制品。现有的一次性塑料杯、碗等一次性餐具多采用纸张和塑料膜复合的方法制备。所采用的塑料膜不可降解或不可完全降解，不环保。塑料由于具有独特的性质，在使用弃置后于自然环境中不容易自动降解消失，上百年也不会降解，造成视觉污染和破坏生态平衡。
随着科技和社会发展要求，人们研究和开发新型热塑性可降解材料替代传统塑料的使用，出现了“降解塑料”的概念。“降解塑料”既有环保的要求，又有无限的商机。各国政府、科研机构、企业和民间团体等科研人员不遗余力地投资研发和生产。经过20多年来的努力，塑料领域增加了新的成员，那就是生物塑料。
本发明人基于上述背景下，经过研发提出过多种可降解生物塑料材料的生产方法，本发明就是基于以往方案的基础上，经过改进所提出的一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法，该一次性餐具可完全降解，并且价格与现有的普通一次性餐具价格几乎持平，具有巨大的市场潜力。该制造方法工艺简单，可控性高，能大批量生产。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可全生物降解的一次性餐具，包括纸基以及压合在所述纸基表面的全生物降解薄膜；所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下组份：聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇。
更优的，所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：8％-12％聚乳酸、65％-75％PBAT、3％-6％相容剂、3％-5％偶联剂、2％-4％石蜡、2％-4％甘油、0.1％-0.3％山梨醇。
更优的，所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：10％聚乳酸、70％PBAT、3％-6％相容剂、5％偶联剂、3％石蜡、2％-4％甘油、0.1％-0.3％山梨醇。
更优的，所述全生物降解薄膜的厚度为0.004mm-0.012mm。
更优的，所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或多种的混合物。
更优的，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，或硅烷类偶联剂，或多羟基的高分子超分散改性剂。
更优的，一种可全生物降解的一次性餐具的制造方法，包括以下步骤：
1)称取原料，混合、制粒，并通过流延挤出制备全生物降解薄膜；
2)将纸基与全生物降解薄膜通过热压复合；
3)印刷产品设计；
4)模切；
5)餐具成型。
更优的，所述步骤1)，包括以下步骤：
(1)称取聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇混合搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，制得全生物降解塑料颗粒；
(3)将制得的全生物降解塑料颗粒加入挤出机内，采用流延挤出的方式挤出，制得全生物降解薄膜；挤出机的螺杆长径比为1:40以上；螺杆转速低于600转/min。
(4)将制备好的全生物降解薄膜进行收卷。
更优的，所述全生物降解薄膜的厚度为0.004mm-0.012mm。
更优的，所述步骤2)中，热压复合的热压温度为170℃-180℃，热压压力为3MPa-5MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的全生物降解的一次性餐具性能优良、可完全降解，无毒性，对环境无污染，不会土壤结构产生破坏；本发明丢弃在大自然中或堆埋在垃圾中，可被完全分解成二氧化碳和水等，是一种可完全生物降解的、对农作物的生长有益的包装材料；
2、本发明能够解决取代石油资源消耗的问题。所述可全生物降解材料为全生物材料，能够有效的替代石油资源；同时，本发明的产品在生命周期中所产生的碳排放只有普通石化塑料的1％左右；
3、本发明的全生物降解的一次性餐具的耐热温度达110℃，能够满足餐具的使用要求；
4、本发明复合好的材料比普通的PE复合材料成本仅高0.05元/平方，几乎与普通的一次性餐具价格持平，具有巨大的市场潜力；
5、本发明的生产方法工艺简单，成品率高。采用一步法把各种原料混合，通过双螺杆挤出机造粒，所制塑料可通过吹膜设备加工成薄膜或者可通过注塑加工成塑料制品。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
本发明的一种可全生物降解的一次性餐具，包括纸基以及压合在所述纸基表面的全生物降解薄膜；所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：8％聚乳酸、65％PBAT、3％相容剂、3％偶联剂、2％石蜡、2％甘油、0.1％山梨醇。所述全生物降解薄膜的厚度为0.004mm。
所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或多种的混合物。
所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，或硅烷类偶联剂，或多羟基的高分子超分散改性剂。
上述生物降解塑料的制备方法包括以下步骤：
1)制备全生物降解薄膜：
(1)按比例称取聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇混合搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，制得全生物降解塑料颗粒；
(3)将制得的全生物降解塑料颗粒加入挤出机内，采用流延挤出的方式挤出，制得全生物降解薄膜；挤出机的螺杆长径比为1：40；螺杆转速为600转/min。
(4)将制备好的全生物降解薄膜进行收卷。
2)将纸基与全生物降解薄膜通过热压复合。热压复合的热压温度为170℃，热压压力为3MPa。
3)印刷产品设计；
4)模切；
5)餐具成型。
实施例2
本发明的一种可全生物降解的一次性餐具，包括纸基以及压合在所述纸基表面的全生物降解薄膜；所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：12％聚乳酸、75％PBAT、6％相容剂、5％偶联剂、4％石蜡、4％甘油、0.3％山梨醇。所述全生物降解薄膜的厚度为0.012mm。
所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或多种的混合物。
所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，或硅烷类偶联剂，或多羟基的高分子超分散改性剂。
上述生物降解塑料的制备方法包括以下步骤：
1)制备全生物降解薄膜：
(1)按比例称取聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇混合搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，制得全生物降解塑料颗粒；
(3)将制得的全生物降解塑料颗粒加入挤出机内，采用流延挤出的方式挤出，制得全生物降解薄膜；挤出机的螺杆长径比为1：50；螺杆转速为500转/min。
(4)将制备好的全生物降解薄膜进行收卷。
2)将纸基与全生物降解薄膜通过热压复合。热压复合的热压温度为180℃，热压压力为5MPa。
3)印刷产品设计；
4)模切；
5)餐具成型。
实施例3
本发明的一种可全生物降解的一次性餐具，包括纸基以及压合在所述纸基表面的全生物降解薄膜；所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：10％聚乳酸、70％PBAT、4.5％相容剂、4％偶联剂、3％石蜡、3％甘油、0.2％山梨醇。所述全生物降解薄膜的厚度为0.008mm。
所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或多种的混合物。
所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，或硅烷类偶联剂，或多羟基的高分子超分散改性剂。
上述生物降解塑料的制备方法包括以下步骤：
1)制备全生物降解薄膜：
(1)称取聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇混合搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，制得全生物降解塑料颗粒；
(3)将制得的全生物降解塑料颗粒加入挤出机内，采用流延挤出的方式挤出，制得全生物降解薄膜；挤出机的螺杆长径比为1:40以上；螺杆转速低于600转/min。
(4)将制备好的全生物降解薄膜进行收卷。
2)将纸基与全生物降解薄膜通过热压复合。热压复合的热压温度为175℃，热压压力为4MPa。
3)印刷产品设计；
4)模切；
5)餐具成型。
本发明具有如下优点：本发明的全生物降解的一次性餐具性能优良、可完全降解，无毒性，对环境无污染，不会土壤结构产生破坏；本发明丢弃在大自然中或堆埋在垃圾中，可被完全分解成二氧化碳和水等，是一种可完全生物降解的、对农作物的生长有益的包装材料；本发明的可全生物降解材料为全生物材料，能够有效的替代石油资源；同时，本发明的产品在生命周期中所产生的碳排放只有普通石化塑料的1％左右；本发明的全生物降解的一次性餐具的耐热温度达110℃，能够满足餐具的使用要求；本发明复合好的材料比普通的PE复合材料成本仅高0.05元/平方，几乎与普通的一次性餐具价格持平，具有巨大的市场潜力；本发明的生产方法工艺简单，成品率高。采用一步法把各种原料混合，通过双螺杆挤出机造粒，所制塑料可通过吹膜设备加工成薄膜或者可通过注塑加工成塑料制品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可全生物降解的一次性餐具，其特征在于：包括纸基以及压合在所述纸基表面的全生物降解薄膜；所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下组份：聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇。
2.如权利要求1所述的一种可全生物降解的一次性餐具，其特征在于：所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：8％-12％聚乳酸、65％-75％PBAT、3％-6％相容剂、3％-5％偶联剂、2％-4％石蜡、2％-4％甘油、0.1％-0.3％山梨醇。
3.如权利要求1所述的一种可全生物降解的一次性餐具，其特征在于：所述全生物降解薄膜的制备原料包括以下重量百分比组份：10％聚乳酸、70％PBAT、3％-6％相容剂、5％偶联剂、3％石蜡、2％-4％甘油、0.1％-0.3％山梨醇。
4.如权利要求1-3任一所述的一种可全生物降解的一次性餐具，其特征在于：所述全生物降解薄膜的厚度为0.004mm-0.012mm。
5.如权利要求1-3任一所述的一种可全生物降解的一次性餐具，其特征在于：所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或多种的混合物。
6.如权利要求1-3任一所述的一种可全生物降解的一次性餐具，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，或硅烷类偶联剂，或多羟基的高分子超分散改性剂。
7.如权利要求1所述的一种可全生物降解的一次性餐具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取原料，混合、制粒，并通过流延挤出制备全生物降解薄膜；
2)将纸基与全生物降解薄膜通过热压复合；
3)印刷产品设计；
4)模切；
5)餐具成型。
8.如权利要求7所述的一种可全生物降解的一次性餐具的制造方法，其特征在于，所述步骤1)，包括以下步骤：
(1)称取聚乳酸、PBAT、相容剂、偶联剂、石蜡、甘油、山梨醇混合搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，制得全生物降解塑料颗粒；
(3)将制得的全生物降解塑料颗粒加入挤出机内，采用流延挤出的方式挤出，制得全生物降解薄膜；挤出机的螺杆长径比为1:40以上；螺杆转速低于600转/min；
(4)将制备好的全生物降解薄膜进行收卷。
9.如权利要求7或8所述的一种可全生物降解的一次性餐具的制造方法，其特征在于，所述全生物降解薄膜的厚度为0.004mm-0.012mm。
10.如权利要求7或8所述的一种可全生物降解的一次性餐具的制造方法，其特征在于，所述步骤2)中，热压复合的热压温度为170℃-180℃，热压压力为3MPa-5MPa。
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