專利名稱：可降解的淀粉基泡沫成型包裝材料制造方法及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泡沫成型包裝材料的制造工藝，具體是一種可降解的淀粉基泡沫成型包裝材料制造方法及其包裝制品。
背景技術(shù)：
隨著商品經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，包裝材料的使用量日趨增大，由于包裝材料多屬于一次性消費(fèi)品，從原材料到制品加工成型、消耗乃至廢棄的周期一般較短，廢棄物的排放比例大。據(jù)專家預(yù)測，目前包裝廢棄物的數(shù)量每年將以高于10％的速度遞增。可見，隨著包裝工業(yè)的發(fā)展，包裝廢棄物正日益成為一種新的污染源。尤其EPS發(fā)泡膠等傳統(tǒng)塑膠包裝材料，其“白色污染”的全球性公害，其生產(chǎn)所需的原始材料—石油資源的日益枯竭，已刻不容緩促使人們積極尋找解決方案。
在我國，生物降解塑料曾被列為“八五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，“九五”被納入重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一。到目前為止，尚難在成本、使用性能、降解性能等多方面均能滿足人們所期望的目標(biāo)。從目前淀粉基降解材料的研究現(xiàn)狀來看，能解決防水、熱塑性等技術(shù)問題，但成本又大大超過現(xiàn)有塑膠類材料，使用性能還未能如愿，尤其在淀粉基泡沫填充材料領(lǐng)域，還未出現(xiàn)具有徹底替代性及真正商品價(jià)值的淀粉基成型泡沫包裝材料。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提出一種可降解的淀粉基泡沫成型包裝材料的制造方法及其包裝制品，以滿足市場對環(huán)保型泡沫包裝制品的需求。
本發(fā)明可降解的淀粉基泡沫成型包裝材料制造方法，包括如下步驟a、將80～92重量％的淀粉和8～20重量％的添加劑混合，高速攪拌均勻，送入擠出機(jī)中加熱發(fā)泡，經(jīng)多孔出料模板擠出旋切成球形淀粉泡沫顆粒料，其中淀粉和添加劑的重量百分比之和應(yīng)為100％；b、向所述的球形淀粉泡沫顆粒料噴涂熱熔膠，常溫冷卻后填滿成型模具的模腔，合模注入熱干空氣，加壓力后使模具冷卻脫模即為成品。
按照本發(fā)明制造方法制得的包裝制品包括外殼和蓋板，其特征是外殼和蓋板均由球形淀粉泡沫顆粒模壓粘合成型，外殼為連底板框架結(jié)構(gòu)，蓋板通過熱熔膠粘合于外殼上部的框體上，在外殼的內(nèi)腔中填充球形淀粉泡沫顆粒。
本發(fā)明采用淀粉為主要原料，加入少量添加劑，加熱發(fā)泡擠出旋切成球狀顆粒，再經(jīng)熱熔膠噴霧施膠，填充成型模腔加熱成型。產(chǎn)品具有低密度、高彈性率和高壓縮強(qiáng)度，防水性能好，成本低廉，廢棄后環(huán)境降解性能優(yōu)良，可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，是替代現(xiàn)有EPS發(fā)泡膠等塑膠類泡沫包裝材料的理想選擇。


圖1為采用本發(fā)明方法制作的淀粉基泡沫包裝制品示意圖；圖2為其另一典型淀粉基泡沫包裝制品結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)描述。
經(jīng)長期探討，本發(fā)明以天然高分子材料—淀粉為主要原料，加入少量環(huán)保型添加劑通過攪拌機(jī)高速攪拌混合均勻，送入擠出機(jī)加熱發(fā)泡旋切成球狀泡沫顆粒原料；再經(jīng)熱熔膠噴霧施膠，使泡沫顆粒均勻被覆上一層薄薄的膠衣，常溫冷卻后，填滿成型模腔，合模注入120～180℃的熱干空氣，稍加壓力后經(jīng)冷卻模具脫模即成。
本發(fā)明所用的淀粉沒有嚴(yán)格的限制，玉米、薯類、大米等制得的淀粉均可。原料中含淀粉80～92重量％，添加劑8～20％，淀粉和添加劑的重量百分比之和應(yīng)為100％。
所述添加劑含聚乙烯醇20～35重量％，發(fā)泡劑5～20重量％，增塑劑8～26重量％，以及水40～50重量％。增塑劑可以是甘油或尿素。發(fā)泡劑采用AC發(fā)泡劑和發(fā)酵粉中至少一種成分，同時(shí)采用AC發(fā)泡劑和發(fā)酵粉時(shí)，兩者的重量比為1∶1～5。在選材上依據(jù)天然、環(huán)保無毒或可水溶性為原則。在擠出過程中，水既作為廉價(jià)的增塑劑，又對熔融粘度、壓力的調(diào)節(jié)，及擠出后泡沫的體積等起到重要的作用。
本發(fā)明涉及的熱熔膠，無嚴(yán)格限定，熱熔膠采用具有防水性、降解性的改性聚乙烯醇或聚酯類熱熔膠，熱熔膠的熔融溫度為120～180℃。
本發(fā)明采用雙軸同向擠出機(jī)，長徑比可為15～45∶1；擠出壓力為10～80Kg/cm；擠出量20～150Kg/h；擠出?？跍囟葹?50～230℃；轉(zhuǎn)速為60～250/rpm。如使用不同的出料口模板，單孔或多孔，在出料口加上旋切裝置，即可制得直徑大小不一的相對光滑的球狀發(fā)泡顆粒，一般球狀顆粒的直徑為￠3～15mm即能滿足后續(xù)產(chǎn)品成型工藝的要求。
本發(fā)明涉及的噴霧施膠及成型、冷卻機(jī)，可用通用機(jī)型，無特別要求。本發(fā)明方法制得的泡沫成型材料，密度在0.03～0.1g/cm3，彈性率在30％以上，壓縮強(qiáng)度在0.35Kg/cm3以上實(shí)施例1第一步驟配料，取玉米淀粉100Kg，聚乙烯醇4Kg，甘油1.5Kg，AC發(fā)泡劑0.5Kg，發(fā)酵粉2.5Kg，水8Kg，將所述各組份混合。上述材料經(jīng)高速均勻攪拌后，送入雙軸同向擠出機(jī)中，設(shè)定出模溫度為170℃左右，經(jīng)多孔出料模板擠出，調(diào)整旋切速度，即制得表面相對光滑的直徑為￠4～6mm泡沫顆粒。
第二步驟選用聚乙烯醇熱熔膠，熔融溫度為130℃，經(jīng)加熱噴霧機(jī)噴霧施膠，泡沫顆粒均勻被覆上一層薄薄的膠衣，常溫冷卻后，裝填滿成型模腔，合模后，注入130℃的熱干空氣約數(shù)秒鐘，合模稍加壓，保持?jǐn)?shù)秒鐘后迅速冷卻模具，脫模即成所需形狀、尺寸、外觀光潔的可降解淀粉基泡沫成型包裝制品。
實(shí)施例2第一步驟取大米淀粉100Kg，聚乙烯醇3.5Kg，尿素4.5Kg，AC發(fā)泡劑1Kg，水8.5Kg混合。上述材料經(jīng)高速均勻攪拌后，送入雙軸同向擠出機(jī)中，設(shè)定出模溫度為160℃左右，經(jīng)多孔出料模板擠出，調(diào)整旋切速度，即制得表面相對光滑的￠3～8mm泡沫顆粒。
第二步驟選用聚酯熱熔膠，熔融溫度在160℃，經(jīng)加熱噴霧機(jī)噴霧施膠，泡沫顆粒球均勻被覆上一層薄薄的膠衣，常溫冷卻后，裝填滿成型模腔，合模后，注入相同熔融溫度的熱干空氣約數(shù)秒鐘，合模稍加壓，保持?jǐn)?shù)秒鐘后迅速冷卻模具，脫模即成所需形狀、尺寸、外觀光潔的可降解淀粉基泡沫成型包裝制品。
本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)使用廢棄后，在江、河、海水中浸泡少于15天，環(huán)境土壤或堆肥埋置少于45天，經(jīng)環(huán)境生物降解作用，可完全腐敗變形，并可成為良好土壤腐植質(zhì)，為環(huán)境友好材料。
本發(fā)明的產(chǎn)品，顏色為白色、淺白色或淀粉本體淺色，外觀、使用性能近似于EPS發(fā)泡膠，制造成本可相當(dāng)或低于相同體積的EPS發(fā)泡膠成型材料。
圖1是按照本發(fā)明制造方法制得的一典型包裝制品結(jié)構(gòu)圖。該包裝制品包括外殼1和蓋板4，其特征是外殼1和蓋板4均由球形淀粉泡沫顆粒模壓粘合成型，外殼1為連底板框架結(jié)構(gòu)，蓋板4通過熱熔膠粘合于外殼1上部的框體上，在外殼1的內(nèi)腔2中填充球形淀粉泡沫顆粒3。外殼1和蓋板4的密度均為0.03～0.1g/cm3。
圖2是在圖1所示的可降解的淀粉基泡沫緩沖包裝制品上的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，在外殼1的內(nèi)腔2內(nèi)設(shè)置若干加強(qiáng)筋5，加強(qiáng)筋5通過熱熔膠與外殼1粘合固定，加強(qiáng)筋5也采用球形淀粉泡沫顆粒模壓粘合成型，內(nèi)腔2中填充球形淀粉泡沫顆粒。
上述泡沫包裝成型制品，可依據(jù)模具得到各種形狀，其外觀、形狀相同或相似于EPS成型制品。其產(chǎn)品所用原材料及經(jīng)使用廢棄后，均符合降解、環(huán)保無毒的環(huán)境材料性能。
權(quán)利要求
1.一種可降解的淀粉基泡沫成型包裝材料制造方法，其特征是包括如下步驟a、將80～92重量％的淀粉和8～20重量％的添加劑混合，高速攪拌均勻，送入擠出機(jī)中加熱發(fā)泡，經(jīng)多孔出料模板擠出旋切成球形淀粉泡沫顆粒料，其中淀粉和添加劑的重量百分比之和應(yīng)為100％；b、向所述的球形淀粉泡沫顆粒料噴涂熱熔膠，常溫冷卻后填滿成型模具的模腔，合模注入熱干空氣，加壓力后使模具冷卻脫模即為成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是所述淀粉是玉米、薯類、大米、魔芋、小麥制成的淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是所述添加劑含聚乙烯醇20～35重量％，發(fā)泡劑5～20重量％，增塑劑8～26重量％，以及水40～50重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征是所述增塑劑是甘油或尿素；所述發(fā)泡劑采用AC發(fā)泡劑和發(fā)酵粉中至少一種成分，同時(shí)采用AC發(fā)泡劑和發(fā)酵粉時(shí)，兩者的重量比為1∶1～5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是所用的雙軸同向擠出機(jī)的出模溫度為150～230℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是所述球形淀粉泡沫顆粒的直徑為φ3～15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是熱熔膠采用具有防水性、降解性的改性聚乙烯醇或聚酯類熱熔膠，熔融溫度為120～180℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是注入成型模腔的熱干空氣溫度為120～180℃。
9.一種可降解的淀粉基泡沫成型包裝制品，包括外殼和蓋板，其特征是外殼和蓋板均由球形淀粉泡沫顆粒模壓粘合成型，外殼為連底板框架結(jié)構(gòu)，蓋板通過熱熔膠粘合于外殼上部的框體上，在外殼的內(nèi)腔中填充球形淀粉泡沫顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包裝制品，其特征是外殼和蓋板的密度均為0.03～0.1g/cm3。
全文摘要
一種可降解的淀粉基泡沫成型包裝材料制造方法，包括如下步驟a.將80～92重量％的淀粉和8～20重量％的添加劑混合，高速攪拌均勻，送入擠出機(jī)中加熱發(fā)泡，擠出旋切成球形淀粉泡沫顆粒料；b.向所述球形淀粉泡沫顆粒料噴涂熱熔膠，常溫冷卻后填滿成型模具的模腔，合模注入熱干空氣，加壓力后使模具冷卻脫模即為成品。產(chǎn)品具有低密度、高彈性率、高壓縮強(qiáng)度，防水性能好，成本低廉，廢棄后環(huán)境降解性能優(yōu)良，可連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，是替代現(xiàn)有EPS發(fā)泡膠等塑膠類泡沫包裝材料的理想選擇。
文檔編號C08L3/02GK1523049SQ03113798
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者劉濤, 劉 濤 申請人:劉濤, 劉 濤