CN110938292B - 一种可降解钮扣及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及服装辅料技术领域，尤其涉及一种可降解钮扣及其制备方法。所述可降解钮扣由包含如下重量份组分的原料制备得到：聚乳酸40～60份；聚丁二酸丁二醇酯10～50份；碳酸钙10～50份；植物纤维素10～35份；扩链助剂0.1～5份。上述各组分协同作用，得到的可降解纽扣品质较优，耐水洗色牢度和耐干洗色牢度较优，耐熨烫性和耐高温高湿性能较优，抗冲击性能和眼孔拉力较优。

Description

一种可降解钮扣及其制备方法
技术领域
本发明涉及服装辅料技术领域，尤其涉及一种可降解钮扣及其制备方法。
背景技术
钮扣类产品在服装及鞋帽上有广泛的应用，是一类常见的服装辅料。目前市场上常见的钮扣产品多用不饱和聚酯树脂、塑料或金属材料制备，不具备良好的降解特征。由于当今社会环保意识的提高，客户对于服装辅料也提出了环境友好概念。为此开发可降解钮扣成为了必须。
现有的可降解钮扣的性能有待于提高，在纽扣的制备方法中：使用注塑机将注塑级PLA材料挤入到钮扣模具中，得到成品钮扣。通过注塑机注塑成型，造型受模具限制，每一个造型都需要一个模具，且模具费昂贵，生产型模具在10000元每副左右。而且，注塑模具痕无法避免，影响产品品质，给人以廉价感。受模具限制，并非所有造型都能生产。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可降解钮扣及其制备方法，本发明提供的可降解钮扣品质较优。
本发明提供了一种可降解钮扣，由包含如下重量份组分的原料制备得到：
Figure BDA0002319820280000011
优选的，所述聚乳酸包括注塑级聚乳酸，所述聚丁二酸丁二醇酯为注塑级聚丁二酸丁二醇酯。
优选的，所述碳酸钙为碳酸钙母粒；
所述植物纤维素包括杨木纤维素、麦秆纤维素、玉米杆纤维素和荞麦纤维素中的一种或几种。
优选的，所述扩链助剂包括异氰酸酯型扩链助剂、酸酐类扩链助剂和环氧型扩链助剂中的一种或几种。
本发明还提供了一种上文所述可降解钮扣的制备方法，包括以下步骤：
A)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合后，进行干燥；
B)将所述干燥后的混合物料在180～220℃下熔融压制成钮扣圆坯，然后进行固化、冷却；
C)将所述冷却后的钮扣圆坯进行造型加工、抛光，得到可降解纽扣。
优选的，步骤A)中，所述干燥的温度为50～70℃，所述干燥的时间为2～4h。
优选的，步骤B)中，所述固化的温度为80～180℃，所述固化的时间为15～25s。
优选的，步骤B)中，所述冷却具体为：在室温下冷却12～24h。
优选的，步骤C)中，所述抛光为水滚抛光。
优选的，步骤C)中，所述抛光的时间为6～24h。
本发明提供了一种可降解钮扣，由包含如下重量份组分的原料制备得到：聚乳酸40～60份；聚丁二酸丁二醇酯10～50份；碳酸钙10～50份；植物纤维素10～35份；扩链助剂0.1～5份。采用上述原料制得的可降解纽扣品质较优，耐水洗色牢度和耐干洗色牢度较优，耐熨烫性和耐高温高湿性能较优，抗冲击性能较优，眼孔拉力较优。
本发明还提供了一种上文所述可降解钮扣的制备方法，包括以下步骤：A)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合后，进行干燥；B)将所述干燥后的混合物料在180～220℃下熔融压制成钮扣圆坯，然后进行固化、冷却；C)将所述冷却后的钮扣圆坯进行造型加工、抛光，得到可降解纽扣。本发明提供的可降解纽扣的制备方法操作简单、无需开模，制得的可降解纽扣造型多变、无交接痕，无开模费成本低廉，制得的可降解纽扣品质较优，耐水洗色牢度和耐干洗色牢度较优，耐熨烫性和耐高温高湿性能较优，抗冲击性能较优，眼孔拉力较优。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种可降解钮扣，由包含如下重量份组分的原料制备得到：
Figure BDA0002319820280000031
本发明提供的可降解纽扣的制备原料包括聚乳酸。所述聚乳酸的重量份数为40～60份。在本发明的某些实施例中，所述聚乳酸的重量份数为50份或60份。
在本发明的某些实施例中，所述聚乳酸包括注塑级聚乳酸。在本发明的某些实施例中，所述聚乳酸为耐高温型注塑级聚乳酸，优选为213S型聚乳酸。
本发明提供的可降解纽扣的制备原料还包括聚丁二酸丁二醇酯。所述聚丁二酸丁二醇酯的重量份数为10～50份。在本发明的某些实施例中，所述聚丁二酸丁二醇酯的重量份数为25份或20份。
在本发明的某些实施例中，所述聚丁二酸丁二醇酯包括注塑级聚丁二酸丁二醇酯。
本发明提供的可降解纽扣的制备原料还包括碳酸钙。所述碳酸钙的重量份数为10～50份。在本发明的某些实施例中，所述碳酸钙的重量份数为20份或15份。
在本发明的某些实施例中，所述碳酸钙为碳酸钙母粒。在本发明的某些实施例中，所述碳酸钙为注塑级碳酸钙母粒。在本发明的某些实施例中，所述碳酸钙为SL-16碳酸钙母粒。
本发明提供的可降解纽扣的制备原料还包括植物纤维素。所述植物纤维素的重量份数为10～35份。在本发明的某些实施例中，所述植物纤维素的重量份数为35份、20份或25份。
在本发明的某些实施例中，所述植物纤维素包括杨木纤维素、麦秆纤维素、玉米杆纤维素和荞麦纤维素中的一种或几种。
本发明提供的可降解纽扣的制备原料还包括扩链助剂。所述扩链助剂的重量份数为0.1～5份。在本发明的某些实施例中，所述扩链助剂的重量份数为0.5份或1重量份。
在本发明的某些实施例中，所述扩链助剂包括异氰酸酯型扩链助剂、酸酐类扩链助剂和环氧型扩链助剂中的一种或几种。在本发明的某些实施例中，所述异氰酸酯型扩链助剂包括六亚甲基二畀氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的我一种或几种；所述酸酐类扩链助剂包括丁二酸酐；所述环氧型扩链助剂包括TMP-6000和/或KL-E4370。
本发明采用的制备原料中，聚丁二酸丁二醇酯可以增加可降解纽扣的韧性，碳酸钙可以提升可降解钮扣的硬度及降低制造成本，植物纤维可以提高可降解纽扣的耐冲击性能，扩链助剂可以减少制备过程中的PLA分子的摩尔质量下降，提高熔体强度。上述原料协同作用，制得的可降解纽扣品质较优，耐水洗色牢度和耐干洗色牢度较优，耐熨烫性和耐高温高湿性能较优，抗冲击性能较优，眼孔拉力较优。
本发明还提供了一种上文所述可降解钮扣的制备方法，包括以下步骤：
A)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合后，进行干燥；
B)将所述干燥后的混合物料在180～220℃下熔融压制成钮扣圆坯，然后进行固化、冷却；
C)将所述冷却后的钮扣圆坯进行造型加工、抛光，得到可降解纽扣。
本发明提供的所述可降解钮扣的制备方法中，采用的原料组分及配比同上，在此不再赘述。本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明先将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合后，进行干燥。
在本发明的某些实施例中，将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合具体为：
将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂在干燥的条件下进行搅拌混合。
本发明对所述物料混合过程中的干燥条件并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥条件即可。本发明对所述述物料混合过程中的搅拌的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌方法即可。
上述物料混合后，进行干燥。在本发明的某些实施例中，混合后的干燥的温度为50～70℃，干燥的时间为2～4h。在本发明的某些实施例中，所述混合后的干燥的温度为60℃。在本发明的某些实施例中，所述干燥的时间为2h或3h。在本发明的某些实施例中，所述混合后的干燥在干燥室内进行。
干燥完成后，将所述干燥后的混合物料在180～220℃下熔融压制成钮扣圆坯，然后进行固化、冷却。
本发明中，干燥后的混合物料熔融压制的温度为180～220℃。在本发明的某些实施例中，所述熔融压制的温度为200℃或195℃。在本发明的某些实施例中，所述熔融压制在挤出机中进行。
在本发明的某些实施例中，所述固化的温度为80～180℃，所述固化的时间为15～25s。在本发明的某些实施例中，所述固化的温度为85℃、80℃或100℃，所述固化的时间为20s、15s。
所述钮扣圆坯经固化后成型，然后进行冷却。在本发明的某些实施例中，所述冷却具体为：在室温下冷却12～24h。在本发明的某些实施例中，在室温下冷却的时间为24h。
冷却完成后，将所述冷却后的钮扣圆坯进行造型加工、抛光，得到可降解纽扣。
在本发明的某些实施例中，所述造型加工采用的设备为制扣机，制扣机中的刀具为合金刀具。
在本发明的某些实施例中，所述抛光为水滚抛光。在本发明的某些实施例中，所述水滚抛光可以为采用木滚筒进行水滚抛光。
在本发明的某些实施例中，所述抛光的时间为6～24h。在本发明的某些实施例中，所述抛光的时间为24h或12h。
本发明还提供了一种上文所述可降解钮扣的制备方法，包括以下步骤：A)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合后，进行干燥；B)将所述干燥后的混合物料在180～220℃下熔融压制成钮扣圆坯，然后进行固化、冷却；C)将所述冷却后的钮扣圆坯进行造型加工、抛光，得到可降解纽扣。本发明提供的可降解纽扣的制备方法操作简单、无需开模，制得的可降解纽扣造型多变、无交接痕，无开模费成本低廉，制得的可降解纽扣品质较优，耐水洗色牢度和耐干洗色牢度较优，耐熨烫性和耐高温高湿性能较优，抗冲击性能较优，眼孔拉力较优。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种可降解钮扣及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用的原料均为一般市售。
实施例1
制备可降解纽扣的原料为：
耐高温型注塑级聚乳酸50重量份；
注塑级聚丁二酸丁二醇酯25重量份；
注塑级碳酸钙母粒20重量份；
植物纤维素35重量份；
六亚甲基二畀氰酸酯0.5重量份。
制备方法：
1、将上述原料在干燥条件下进行搅拌混合，搅拌完成后置入干燥室内进行干燥，干燥时间2h，干燥温度60℃。
2、将干燥后的可降解材料置于挤出机中，熔融压制成钮扣圆坯，熔融压制温度200℃，然后在85℃下固化20s，成型后室温冷却24h。
3、使用制扣机对钮扣圆坯进行造型加工，使用合金刀具。
4、将造型后的钮扣进行抛光，抛光选用木滚筒进行水滚抛光。抛光时间24h，得到可降解纽扣。
实施例2
制备可降解纽扣的原料为：
耐高温型注塑级聚乳酸60重量份；
注塑级聚丁二酸丁二醇酯20重量份；
注塑级碳酸钙母粒20重量份；
植物纤维素20重量份；
环氧型扩链助剂TMP-6000 1重量份。
制备方法：
1、将上述原料在干燥条件下进行搅拌混合，搅拌完成后置入干燥室内进行干燥，干燥时间3h，干燥温度60℃。
2、将干燥后的可降解材料置于挤出机中，熔融压制成钮扣圆坯，熔融压制温度200℃，然后在80℃下固化15s，成型后室温冷却24h。
3、使用制扣机对钮扣圆坯进行造型加工，使用合金刀具。
4、将造型后的钮扣进行抛光，抛光选用木滚筒进行水滚抛光。抛光时间24h，得到可降解纽扣。
实施例3
制备可降解纽扣的原料为：
耐高温型注塑级聚乳酸60重量份；
注塑级聚丁二酸丁二醇酯25重量份；
注塑级碳酸钙母粒15重量份；
植物纤维素25重量份；
丁二酸酐1重量份。
制备方法：
1、将上述原料在干燥条件下进行搅拌混合，搅拌完成后置入干燥室内进行干燥，干燥时间3h，干燥温度60℃。
2、将干燥后的可降解材料置于挤出机中，熔融压制成钮扣圆坯，熔融压制温度195℃，然后在100℃下固化20s，成型后室温冷却24h。
3、使用制扣机对钮扣圆坯进行造型加工，使用合金刀具。
4、将造型后的钮扣进行抛光，抛光选用木滚筒进行水滚抛光。抛光时间12h，得到可降解纽扣。
比较例1
制备可降解纽扣的原料为：
耐高温型注塑级聚乳酸40重量份；
注塑级聚丁二酸丁二醇酯10重量份；
注塑级碳酸钙母粒70重量份；
植物纤维素30重量份；
环氧型扩链助剂TMP-6000 1重量份。
制备方法：
1、将上述原料在干燥条件下进行搅拌混合，搅拌完成后置入干燥室内进行干燥，干燥时间3h，干燥温度55℃。
2、将干燥后的可降解材料置于挤出机中，熔融压制成钮扣圆坯，熔融压制温度200℃，然后在85℃下固化15s，成型后室温冷却24h。
3、使用制扣机对钮扣圆坯进行造型加工，使用高硬度合金刀具。
4、将造型后的钮扣进行抛光，抛光选用木滚筒进行水滚抛光。抛光时间24h，得到可降解纽扣。
比较例2
制备可降解纽扣的原料为：
耐高温型注塑级聚乳酸20重量份；
注塑级聚丁二酸丁二醇酯70重量份；
注塑级碳酸钙母粒70重量份；
植物纤维素20重量份；
环氧型扩链助剂TMP-6000 1重量份。
制备方法：
1、将上述原料在干燥条件下进行搅拌混合，搅拌完成后置入干燥室内进行干燥，干燥时间3h，干燥温度55℃。
2、将干燥后的可降解材料置于挤出机中，熔融压制成钮扣圆坯，熔融压制温度200℃，然后在90℃下固化15s，成型后室温冷却20h。
3、使用制扣机对钮扣圆坯进行造型加工，使用高硬度合金刀具。
4、将造型后的钮扣进行抛光，抛光选用木滚筒进行水滚抛光。抛光时间24h，得到可降解纽扣。
实施例4
对实施例1～3制得的可降解纽扣以及比较例1～2制得的可降解纽扣进行性能检测，对应的检测方法如表1所示，对应的检测结果如表2所示。
表1可降解纽扣的性能检测方法
Figure BDA0002319820280000081
Figure BDA0002319820280000091
表2实施例1～3以及比较例1～2制得的可降解纽扣的性能检测方法及检测结果
Figure BDA0002319820280000092
从表2可以看出，本发明提供的可降解纽扣按照标准ISO 105-C06：2010进行耐水洗色牢度测试，实验结果表明，所述可降解纽扣的耐水洗色牢度为4级，外观无明显变化。
本发明提供的可降解纽扣按照标准ISO 105-D01：2010进行耐干洗色牢度测试，实验结果表明，所述可降解纽扣的耐干洗色牢度为4级，外观无明显变化。
本发明提供的可降解纽扣在蒸汽压力0.4MPa、温度约150℃下进行耐熨烫性测试，实验结果表明，所述可降解纽扣的色牢度为4级，外观无明显变化。
本发明提供的可降解纽扣在温度70℃、湿度95％下放置48h，进行耐高温高湿测试，实验结果表明，所述可降解纽扣的色牢度为4级，外观无明显变化。
本发明提供的可降解纽扣在1盎司圆珠从28cm高度自由落体运动撞击下不会破碎。
本发明提供的可降解纽扣按照标准ASTMF963-16 8.9进行眼孔拉力的测试，实验结果表明，可降解纽扣的眼孔通过90N可保持不低于10s的时间。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可降解钮扣，其特征在于，由如下重量份组分的原料制备得到：
Figure FDA0003233669790000011
2.根据权利要求1所述的可降解钮扣，其特征在于，所述聚乳酸包括注塑级聚乳酸，所述聚丁二酸丁二醇酯为注塑级聚丁二酸丁二醇酯。
3.根据权利要求1所述的可降解钮扣，其特征在于，所述碳酸钙为碳酸钙母粒；
所述植物纤维素包括杨木纤维素、麦秆纤维素、玉米杆纤维素和荞麦纤维素中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的可降解钮扣，其特征在于，所述扩链助剂包括异氰酸酯型扩链助剂、酸酐类扩链助剂和环氧型扩链助剂中的一种或几种。
5.权利要求1所述可降解钮扣的制备方法，包括以下步骤：
A)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、碳酸钙、植物纤维素和扩链助剂混合后，进行干燥；
B)将所述干燥后的混合物料在180～220℃下熔融压制成钮扣圆坯，然后进行固化、冷却；
C)将所述冷却后的钮扣圆坯进行造型加工、抛光，得到可降解钮扣。
6.根据权利要求5所述的可降解钮扣的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述干燥的温度为50～70℃，所述干燥的时间为2～4h。
7.根据权利要求5所述的可降解钮扣的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述固化的温度为80～180℃，所述固化的时间为15～25s。
8.根据权利要求5所述的可降解钮扣的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述冷却具体为：在室温下冷却12～24h。
9.根据权利要求5所述的可降解钮扣的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述抛光为水滚抛光。
10.根据权利要求5所述的可降解钮扣的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述抛光的时间为6～24h。
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