專利名稱：一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法。
背景技術(shù)：
目前，塑料基本上都是用不可再生的石油和天然氣加工而成的，廢棄塑料污染土壤，給世界帶了了巨大的環(huán)境壓力。聚乳酸(也稱聚丙交酯,英文名稱為polylactide,英文簡稱PLA),屬于聚酯家族，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分而且可以再生，具有良好的生物降解性能和環(huán)境友好型特征，因此是理想的綠色高分子材料。在常溫下聚乳酸可保持穩(wěn)定，具有良好的機(jī)械性能，在堆肥條件下最終可降解成水和二氧化碳，不污染環(huán)境。用聚乳酸來代替塑料是減少污染，保護(hù)環(huán)境最有效的方法之一。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分廣泛，可用作制備包裝材料、纖維和非織造物等。但是，由于聚乳酸的加工溫度比較窄，對溫度比較敏感，熔體在螺桿中加溫時(shí)間長以及溫度過高都會(huì)導(dǎo)致熱降解，使其應(yīng)用受到極大的限制，因此在制備包裝材料上，目前聚乳酸主要應(yīng)用在一些簡單制品上，如包裝膜袋、農(nóng)用地膜及餐具盒等，對于一些復(fù)雜的包裝制品，如注塑模腔深度大于200mm產(chǎn)品壁厚小于1.5mm的薄壁長罐包裝制品，就比較難以加工，主要原因是聚乳酸熔體在經(jīng)過螺桿加熱、混煉進(jìn)入模腔成型時(shí)，由于熔融料體在進(jìn)入模具后的逐步冷卻而使料體所受阻力逐步增加，螺桿剪切力加大，導(dǎo)致聚乳酸部分熱降解，流動(dòng)性進(jìn)一步變差，制品不容易飽?；蛘咧破纷凕S變脆。聚乳酸加工性比較差，嚴(yán)重制約了聚乳酸的推廣和應(yīng)用，很多情況下，聚乳酸的使用必須通過改性處理， 常用的改性方法有物理共混改性、物理增塑改性、化學(xué)共聚改性、化學(xué)交聯(lián)改性以及復(fù)合改性，改性的結(jié)果往往是增加了聚乳酸的使用成本，并且犧牲了聚乳酸的高透明高光澤材料特性的優(yōu)點(diǎn)。目前尚無一種注塑成型方法能夠適用于采用聚乳酸材料制備薄壁長罐包裝制品的，薄壁長罐包裝制品(包裝罐)的尺寸如圖1所示:直徑A ^ 60mm、長度 B ^ 200mm、耀子壁厚 C-D/2 ^ 1.5mm。目前，使用未改性的聚乳酸材料作為原材料，無法批量加工上述的薄壁長罐包裝制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法。目前有關(guān)注塑成型方法，傳統(tǒng)方法一如圖2所示，模具流道溫度不可控，模具型腔僅采用一種溫控方式，主要目的是使產(chǎn)品冷卻成型，該方法一般不能用于聚乳酸原料的加工，即使用聚乳酸原料來加工產(chǎn)品也只能做一些簡單的包裝制品如包裝膜袋，無法加工包裝罐。傳統(tǒng)方法二如圖3所示，在傳統(tǒng)方法一上有所改進(jìn)，增加了模具熱流道，料體可以順利通過模具流道，可以加工一些簡單的聚乳酸包裝制品如包裝膜袋等，但是加工薄壁較長的制品時(shí)，由于料體通過模具型腔時(shí)因?yàn)樾颓坏睦鋮s使料體阻力增大，螺桿剪切力增加，導(dǎo)致聚乳酸熱降解黃變，材質(zhì)變脆，不易加工，也影響制品的透明特性。本發(fā)明的主要技術(shù)方案是，提供一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，采用聚乳酸作為原料，所述的包裝罐尺寸為:直徑> 60mm、長度> 200mm、壁厚< 1.5mm;采用的注塑成型模具為冷熱雙管道溫度控制模具。本發(fā)明提供了一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，選擇聚乳酸作為原材料，包括以下幾個(gè)步驟:(A)將聚乳酸置于真空烘箱中溫度控制在60_70°C，時(shí)間控制在3-4小時(shí)；(B)將步驟(A)得到的聚乳酸加入注塑機(jī)料斗，用于注塑成型，注塑成型模具為冷熱雙管道溫度控制模具，模具流道采用熱流道設(shè)計(jì)，模具型腔的熱管道溫度控制在100-120°C，冷管道溫度控制在10-15°C ;注塑機(jī)螺桿溫度控制在160_230°C。所述的冷熱雙管道溫度控制模具，是指模具型腔采用雙管道溫控方式，一路管道為水路冷卻管道，一路管道為電加熱管道。較佳地，所述的水路冷卻管道，為環(huán)繞在模具型腔上的環(huán)形水路管道。所述的電加熱管道，與模具型腔平行，內(nèi)置電加熱管；更佳地，電加熱管采用環(huán)繞模具型腔布置，電加熱管到模具型腔的垂直距離為10-20mm ;每個(gè)模具型腔環(huán)繞四根以上電加熱管。所述的模具流道采用熱流道設(shè)計(jì)，是由設(shè)置在模具上的熱流道控制板控制溫度。由于本發(fā)明模具型腔采用冷`熱雙管道溫度控制模具，在貼近模具型腔采用雙管道設(shè)計(jì)，一路管道為電加熱管道，另一路管道為冷卻水管道，其工藝原理，如圖4所示，在合模前及合模過程中對模具進(jìn)行電加熱，合模完成后模溫達(dá)到設(shè)定條件即可進(jìn)行注射，注射過程中模具繼續(xù)維持高溫，由于聚乳酸對溫度比較敏感，這樣可以保持聚乳酸很好的流動(dòng)性，同時(shí)由于注塑時(shí)模具持續(xù)高溫可以改善模具的排氣效果，可以使制品具有高的透明度。注射完成后，用冷卻水對模具進(jìn)行降溫處理，對制品進(jìn)行冷卻，以提高制品生產(chǎn)效率。本發(fā)明的創(chuàng)新性在于聚乳酸新的加工工藝，由于聚乳酸存在耐熱性差、加工窗口窄、易熱降解、對熱非常敏感，本方法通過注塑模具熱流道和模具采用冷熱雙管道溫度控制，使聚乳酸從烘料到進(jìn)入螺桿，通過熱流道注入模具型腔的每一個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)定在一個(gè)適合聚乳酸流動(dòng)的溫度，可有效的提高聚乳酸的流動(dòng)性，降低螺桿剪切力，減少聚乳酸在螺桿停留時(shí)間，避免聚乳酸因螺桿剪切溫度升高以及停留時(shí)間過長而導(dǎo)致的降解，保持聚乳酸的高透明性。本發(fā)明的注塑成型方法，克服了聚乳酸(PLA)難以加工薄壁長罐包裝制品(包裝罐)的技術(shù)難題，使聚乳酸不用改性就能制備薄壁長罐包裝制品(包裝罐)，而且保持了包裝制品的高透明性，本發(fā)明的方法有利于聚乳酸在包裝行業(yè)的廣泛推廣應(yīng)用。


圖1是薄壁長罐包裝制品的示意圖；圖2是傳統(tǒng)方法一的流程圖3是傳統(tǒng)方法二的流程圖；圖4是本發(fā)明方法的流程圖；圖5是冷熱雙管道溫度控制模具的結(jié)構(gòu)示意圖，其中:模具型腔1，水路冷卻管道2，電加熱管道3，熱流道控制板4。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。實(shí)施例1:一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，選擇聚乳酸購自浙江海正生物材料股份有限公司，型號為PLA樹脂REV0DE290作為原材料，加工過程包括以下幾個(gè)步驟:(A)將聚乳酸置于真空烘箱中溫度控制在60°C，時(shí)間控制在3-4小時(shí)；(B)將步驟(A)得到的聚乳酸加入注塑機(jī)料斗，用于注塑成型，注塑成型模具為冷熱雙管道溫度控制模具，模具流道采用熱流道設(shè)計(jì)(溫度210°C )，熱管道(電加熱管道)溫度控制在120°C，冷管道(冷卻水管道)溫度控制在15°C ;注塑機(jī)螺桿溫度螺桿溫度，供料段控制在160°C，混煉段控制在230°C，計(jì)量段控制在210°C，背壓設(shè)定在100-300psi。制得的包裝罐成型，不發(fā)黃也未熱降解，而且透明度高，加工性好。

實(shí)施例2:一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，選擇聚乳酸購自美國Naturefforks公司，型號為3001D作為原材料，加工過程包括以下幾個(gè)步驟:(A)將聚乳酸置于真空烘箱中溫度控制在70°C，時(shí)間控制在4小時(shí)；(B)將步驟(A)得到的聚乳酸加入注塑機(jī)料斗，用于注塑成型，注塑成型模具為冷熱雙管道溫度控制模具，模具流道采用熱流道設(shè)計(jì)(溫度200°C )，熱管道(電加熱管道)溫度控制在110°C，冷管道(冷卻水管道)溫度控制在10°C ;注塑機(jī)螺桿溫度螺桿溫度，供料段控制在170°C，混煉段控制在210°C，計(jì)量段控制在220°C，背壓設(shè)定在100-300psi。制得的包裝罐成型，不發(fā)黃也未熱降解，而且透明度高，加工性好。實(shí)施例3:冷熱雙管道溫度控制模具實(shí)施例1或2中用到的冷熱雙管道溫度控制模具，可以如圖5所示，是指模具型腔采用雙管道溫控方式，一路管道為水路冷卻管道，一路管道為電加熱管道。所述的水路冷卻管道2，為環(huán)繞在模具型腔I上的環(huán)形水路管道。所述的電加熱管道3，與模具型腔I平行，內(nèi)置電加熱管；電加熱管采用環(huán)繞模具型腔布置，電加熱管到模具型腔的垂直距離為15_ ;每個(gè)模具型腔環(huán)繞六根電加熱管。另外，實(shí)施例1或2中模具流道采用熱流道設(shè)計(jì)，如圖5所示，是由設(shè)置在模具上的熱流道控制板4控制溫度。實(shí)施例4:本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法的對比具體參數(shù)和結(jié)果如表I所示:表1:本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法的對比
權(quán)利要求
1.一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，采用聚乳酸作為原料，其特征在于，所述的包裝罐尺寸為直徑≥60mm、長度≥200mm、壁厚< I. 5mm ;采用的注塑成型模具為冷熱雙管道溫度控制模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，其特征在于，該方法包括以下幾個(gè)步驟 (A)將聚乳酸置于真空烘箱中溫度控制在60-70°C，時(shí)間控制在3-4小時(shí)； (B)將步驟(A)得到的聚乳酸加入注塑機(jī)料斗，用于注塑成型，注塑成型模具為冷熱雙管道溫度控制模具，模具流道采用熱流道設(shè)計(jì)，模具型腔的熱管道溫度控制在100-12(TC，冷管道溫度控制在10_15°C ;注塑機(jī)螺桿溫度控制在160-230°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，其特征在于，所述的冷熱雙管道溫度控制模具，是指模具型腔采用雙管道溫控方式，一路管道為水路冷卻管道，一路管道為電加熱管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，其特征在于，所述的水路冷卻管道，為環(huán)繞在模具型腔上的環(huán)形水路管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，其特征在于，所述的電加熱管道，與模具型腔平行，內(nèi)置電加熱管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，其特征在于，電加熱管采用環(huán)繞模具型腔布置，電加熱管到模具型腔的垂直距離為10-20mm ;每個(gè)模具型腔環(huán)繞四根以上電加熱管。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，目前使用未改性的聚乳酸材料作為原材料，無法批量加工薄壁長罐包裝制品。本發(fā)明提供了一種可生物降解的透明塑料包裝罐的注塑成型方法，采用聚乳酸作為原料，注塑成型模具設(shè)計(jì)為冷熱雙管道溫度控制模具，能夠減少聚乳酸在螺桿停留時(shí)間，避免聚乳酸因螺桿剪切溫度升高以及停留時(shí)間過長而導(dǎo)致的降解，保持聚乳酸的高透明性。本發(fā)明的注塑成型方法，使聚乳酸不用改性就能制備薄壁長罐包裝制品，而且保持了包裝制品的高透明性，有利于聚乳酸在包裝行業(yè)的廣泛推廣應(yīng)用。
文檔編號B29C45/73GK103252878SQ201310157750
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者郭德英, 朱永輝, 黃銀飛 申請人:上海紫華包裝有限公司