聚-l-乳酸茶包網(wǎng)片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于收納綠茶、紅茶或?yàn)觚埐璧炔枞~的聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片、其制備方法以及用所述網(wǎng)片制備的茶泡袋；具體的，本發(fā)明涉及用聚-L-乳酸單絲制備茶包網(wǎng)片以及茶泡袋。
【背景技術(shù)】
[0002]茶葉作為一種健康飲品，深受人們的喜愛(ài)。使用熱水來(lái)萃取綠茶、紅茶等的茶泡袋是用非織造布、紙、編織物等透水膜做成袋狀來(lái)使用，特別是萃取性良好且有高級(jí)感的尼龍織物做成的茶包袋更被大眾喜愛(ài)。但是，由于尼龍織物是石化產(chǎn)品，在自然界幾乎無(wú)法降解。
[0003]因此，目前急需一種可自然降解的、非石化源的茶泡袋產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種使用可生物降解的纖維來(lái)制備茶泡袋。本發(fā)明制造聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片具有足夠的單絲強(qiáng)力，且茶包網(wǎng)片或茶泡袋產(chǎn)品在熱水或沸水中徑向纖維絲兩相鄰間距離和瑋向纖維絲兩相鄰間距離保持穩(wěn)定、無(wú)明顯變化。
[0005]發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究發(fā)現(xiàn)，采用以淀粉制備的乳酸為原料，聚合之后經(jīng)紡絲可制得聚-L-乳酸單絲，然后，由該聚-L-乳酸單絲制造用于收納綠茶、紅茶或?yàn)觚埐璧炔枞~的聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片和茶泡袋；該茶包網(wǎng)片和茶泡袋屬于完全自然循環(huán)型，具有生物降解性。本發(fā)明所述茶包網(wǎng)片和茶泡袋完全不使用石油等化工原料，并且，其廢棄物在土壤和海水中的微生物作用下，可分解成二氧化碳和水，不會(huì)污染地球環(huán)境。
[0006]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的，聚乳酸包括聚d-乳酸(I3DLA)、聚L-乳酸(PLLA)和聚dL-乳酸(PDLLA)等。經(jīng)過(guò)發(fā)明人的長(zhǎng)期研究，發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)采用聚L-乳酸(PLLA)切片紡單絲，由此制得的茶泡袋具有優(yōu)良的茶泡袋所需性能。
[0007]—方面，本發(fā)明提供一種聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片，其中，所述茶包網(wǎng)片通過(guò)以下步驟制得:
[0008](I)以聚-L-乳酸切片為原料進(jìn)行紡絲，制得聚-L-乳酸單絲；
[0009](2)將聚-L-乳酸單絲進(jìn)行織網(wǎng)；和
[0010](3)在100°C _120°C的溫度下定型；
[0011]其中，所述茶包網(wǎng)片的徑向纖維絲為35?45根/厘米，瑋向纖維絲為30?40根/厘米，開(kāi)口率為60%?70% ;且
[0012]所述茶包網(wǎng)片的徑向纖維絲兩相鄰間距離和瑋向纖維絲兩相鄰間距離在熱水或沸水中保持基本不變。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚-L-乳酸單絲的纖度為20?30D，斷裂強(qiáng)力彡3.0cN/D、和/或斷裂伸長(zhǎng)率為18%?30%。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述茶包網(wǎng)片的熱水收縮率小于1%。
[0015]另一方面，本發(fā)明提供一種聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片的制備方法，所述方法包括:
[0016](I)將聚-L-乳酸單絲進(jìn)行織網(wǎng)；和
[0017](2)在100°C _120°C的溫度下定型；由此制得聚_L_乳酸茶包網(wǎng)片。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚-L-乳酸單絲以聚-L-乳酸切片為原料進(jìn)行紡絲。
[0019]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片的制備方法還包括:
[0020](I)在織網(wǎng)前，將聚-L-乳酸單絲進(jìn)行整經(jīng)；和
[0021](2)在定型之后進(jìn)行熱熔分切。
[0022]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述紡絲在以下條件下進(jìn)行:
[0023](I)紡絲溫度為210?220°C ;且
[0024](2)牽伸倍數(shù)為4.5?5.5倍。
[0025]在本發(fā)明中，使用所述方法制得的聚-L-乳酸單絲的纖度為20?30D，斷裂強(qiáng)力彡3.0cN/D、以及斷裂伸長(zhǎng)率為18 %?30 %。
[0026]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚-L-乳酸切片進(jìn)行干燥處理后進(jìn)行熔融紡絲:結(jié)晶溫度控制在100?110°C之間，干燥溫度控制在110?130°C之間。
[0027]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述紡絲在以下條件下進(jìn)行:冷卻區(qū)設(shè)定為35?45°C，螺桿各區(qū)溫度控制在200?215°C，以及聯(lián)苯加熱氣相溫度控制在205?220°C;優(yōu)選的，預(yù)前壓力在5?1Mpa之間。
[0028]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述織網(wǎng)選用的鋼筘為32.5#?42.5#，瑋密為28.5根/厘米?38.5根/厘米。
[0029]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述定型通過(guò)以下方式進(jìn)行:
[0030](I)任選的采用2次超聲波熱水箱對(duì)茶包網(wǎng)片表面油劑進(jìn)行預(yù)清洗；
[0031](2)任選的經(jīng)過(guò)I次蒸餾水熱水箱和I次蒸餾水冷水箱對(duì)茶包網(wǎng)片進(jìn)行清洗；
[0032](3)經(jīng)過(guò)設(shè)定溫度為100_120°C的定型機(jī)，對(duì)茶包網(wǎng)片進(jìn)行定型。
[0033]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“乳酸”從玉米等可再生天然物質(zhì)中發(fā)酵制取，是一種近年來(lái)人們十分關(guān)注發(fā)展較快的有機(jī)酸。乳酸的學(xué)名為2—羥基丙酸，分子內(nèi)有一個(gè)不對(duì)稱(chēng)碳原子，存在右旋(D)乳酸和左旋(L)乳酸兩種旋光對(duì)應(yīng)異構(gòu)體。
[0034]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“聚-L-乳酸切片”是指由左旋(L)乳酸單體聚合而成的聚-L-乳酸(PLLD)切片，通常購(gòu)自美國(guó)NatureWorks公司。其主要物性是一種可完全生物降解的聚合物，降解產(chǎn)物是二氧化碳和水，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，并且來(lái)源廣泛。
[0035]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“徑向纖維絲”是指織物生產(chǎn)過(guò)程中，由經(jīng)軸產(chǎn)生的纖維絲，同卷網(wǎng)長(zhǎng)度方向。
[0036]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“瑋向纖維絲”是指與徑向纖維絲垂直的纖維絲，同卷網(wǎng)幅寬方向。術(shù)語(yǔ)“開(kāi)口率”是指織物正面投影中孔隙面積與總面積的百分比。
[0037]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“熱水收縮率”是指把成品茶包網(wǎng)放在沸水中煮30min后，網(wǎng)的煮沸前后長(zhǎng)度差的百分比，體現(xiàn)了產(chǎn)品放在熱水中保持網(wǎng)孔尺寸穩(wěn)定性能，檢測(cè)方法是測(cè)定網(wǎng)的煮沸前后長(zhǎng)度，并計(jì)算出長(zhǎng)度差的百分比，也即收縮率。
[0038]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“紡絲溫度”是指紡絲過(guò)程中，螺桿擠出機(jī)中加熱溫度。
[0039]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“牽伸倍數(shù)”是指纖維在紡絲過(guò)程，將長(zhǎng)絲導(dǎo)入牽伸盤(pán)中，兩組速度不同牽伸盤(pán)的速度比，使產(chǎn)品得到良好的取向度、結(jié)晶度，從而得到工藝的強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率。
[0040]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“纖度”是指纖維粗細(xì)，其中，D(旦尼爾)是表示纖維粗細(xì)的單位之一，是指9000米長(zhǎng)度纖維的重量克數(shù)；其測(cè)量方式是用縷紗測(cè)長(zhǎng)儀測(cè)量90米標(biāo)準(zhǔn)纖維長(zhǎng)度并用天平稱(chēng)其克重量，再轉(zhuǎn)化為9000米纖維長(zhǎng)度的克重量。
[0041]在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“斷裂強(qiáng)力”是指在規(guī)定條件下，對(duì)單絲進(jìn)行拉伸，記錄斷裂時(shí)的數(shù)值，再除以產(chǎn)品的纖度即為產(chǎn)品斷裂強(qiáng)力，其中，單位是cN/D(厘牛/旦);其測(cè)量方法是用單絲強(qiáng)力機(jī)測(cè)試500mm長(zhǎng)的纖維，以500mm/min的速度勾速拉伸，記錄斷裂時(shí)的最大值；術(shù)語(yǔ)“斷裂伸長(zhǎng)率”是指纖維斷裂前后長(zhǎng)度差的百分比，測(cè)量方法是測(cè)量纖維斷裂前后的長(zhǎng)度，并計(jì)算出長(zhǎng)度差的百分比，也即伸長(zhǎng)率。
[0042]在本發(fā)明所述聚-L-乳酸切片進(jìn)行干燥處理中，術(shù)語(yǔ)“結(jié)晶溫度”是指為了防止切片在干燥箱中出現(xiàn)結(jié)塊影響紡絲，所以切片在進(jìn)入干燥箱前需先進(jìn)行結(jié)晶處理，用熱風(fēng)去除切片表面及內(nèi)部的水份，此時(shí)的熱風(fēng)溫度即為結(jié)晶溫度。
[0043]具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片，所述網(wǎng)片通過(guò)以下步驟或僅由以下步驟制得:
[0044](I)對(duì)作為原料的聚-L-乳酸切片進(jìn)行干燥處理，優(yōu)選地，結(jié)晶溫度控制在100?110°C之間，干燥溫度控制在110?130°C之間；
[0045](2)將干燥后的聚-L-乳酸切片進(jìn)行紡絲，制得聚-L-乳酸單絲；優(yōu)選地，將制得的聚-L-乳酸單絲進(jìn)行整經(jīng)；
[0046](3)將聚-L-乳酸單絲進(jìn)行織網(wǎng)；
[0047](4)在100°C _120°C的溫度下定型；和
[0048](5)進(jìn)行熱熔分切，制得聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片；
[0049]其中，所述茶包網(wǎng)片的徑向纖維絲為35?45根/厘米，瑋向纖維絲為30?40根/厘米，開(kāi)口率為60%?70%。在本發(fā)明中，所述茶包網(wǎng)片或由此制得的茶泡袋產(chǎn)品在熱水或沸水中保持絲間距穩(wěn)定，即，徑向纖維絲兩相鄰間距離和瑋向纖維絲兩相鄰間距離基本不變。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述茶包網(wǎng)片的熱水收縮率小于1%。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明聚-L-乳酸單絲的纖度為20?30D，斷裂強(qiáng)力多3.0cN/D、以及斷裂伸長(zhǎng)率為18%?30%。
[0050]本發(fā)明還提供所述聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片的制備方法，包括或由以下步驟組成:
[0051](I)對(duì)作為原料的聚-L-乳酸切片進(jìn)行干燥處理，優(yōu)選地，結(jié)晶溫度控制在100?110°C之間，干燥溫度控制在110?130°C之間；
[0052](2)將干燥后的聚-L-乳酸切片進(jìn)行紡絲，制得聚-L-乳酸單絲；優(yōu)選地，將制得的聚-L-乳酸單絲進(jìn)行整經(jīng)；
[0053](3)將聚-L-乳酸單絲進(jìn)行織網(wǎng)；
[0054](4)在100°C _120°C的溫度下定型；和
[0055](5)進(jìn)行熱熔分切，制得聚-L-乳酸茶包網(wǎng)片。
[0056]在本發(fā)明中，所述紡絲條件如下:
[0057](I)紡絲溫度為210?220°C ;和
[0058](2)牽伸倍數(shù)為4.5?5.5倍。
[0059]在一個(gè)實(shí)施方式中，所得聚-L-乳酸單絲的纖度為20?30D，斷裂強(qiáng)力多3.0cN/D、和/或斷裂伸長(zhǎng)率為18%?30%。
[0060]在本發(fā)明中，所述紡絲在以下設(shè)備條件下進(jìn)行:冷卻區(qū)設(shè)定為35?45°C，螺桿各區(qū)溫度控制在200?215°C，以及聯(lián)苯加熱氣相溫度控制在205?220°C;優(yōu)選的，預(yù)前壓力在5?1Mpa之間。
[0061]在本發(fā)明中，所述定型可以通過(guò)以下方式進(jìn)行:
[0062](I)采用2次超聲波熱水箱對(duì)茶包網(wǎng)片表面油劑進(jìn)行預(yù)清洗；
[0063](2)經(jīng)過(guò)I次蒸餾水熱水箱和I次蒸餾水冷水箱對(duì)茶包網(wǎng)片進(jìn)行清洗；和
[0064](3)經(jīng)過(guò)設(shè)定溫度為100_120°C的