專利名稱：一種聚乳酸pla片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高新科技中以可再生生物資源制成的聚乳酸樹脂為原料制作聚乳酸PLA片材 的技術(shù)方案，具體是一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
聚乳酸PLA (Polylacticacid)屬線型脂肪族聚酯，是一種無毒、無剌激性的迄今認(rèn)為 最具市場(chǎng)潛力的完全可生物降解塑料，聚乳酸PLA片材及其制成品在微生物的作用下，最終 可100%降解成為二氧化碳和水，這是其它塑料無可比擬的，深受歐美國(guó)家青睞。這種全新的 可生物降解材料在機(jī)械性能和生物可降解性能方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)。
目前，世界各國(guó)對(duì)環(huán)保呼聲高漲，而且，全球原油資源持續(xù)緊張，造成石油基塑料原材 料價(jià)格飚升，使得聚乳酸的開發(fā)和利用成為發(fā)達(dá)國(guó)家力爭(zhēng)的熱門課題，現(xiàn)在關(guān)于聚乳酸PLA 樹脂生產(chǎn)僅在美國(guó)和中國(guó)，而中國(guó)的聚乳酸PLA樹脂及其制成品的開發(fā)尚處于初級(jí)階段，國(guó) 內(nèi)有不少?gòu)S家正在計(jì)劃投入、開發(fā)研究聚乳酸PLA樹脂生產(chǎn)和制成品生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
已知的聚乳酸薄膜，如中國(guó)專利CN1182183C公開了一種層合生物降解性薄膜的貼窗膜， 但是作為二次熱成型材料的聚乳酸PLA片材，比薄膜厚，其生產(chǎn)工藝比薄膜生產(chǎn)難度大。
申請(qǐng)?zhí)?00710057285.2公布的聚乳酸片材及生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)明，其中所提供的冷卻輥筒 工藝溫度為60'C-80°C，但是，聚乳酸PLA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度《6(TC，因此，如采用上述冷 卻溫度，從擠出機(jī)模頭擠出的PLA熔膜會(huì)粘附在輥上，不可能在冷卻輥上冷卻定型為片材。
要生產(chǎn)出具有良好的機(jī)械性能及二次加工性能的、能夠完全可生物降解的聚乳酸PLA片 材，冷卻是一個(gè)十分重要環(huán)節(jié)，而干燥又是一個(gè)首先的、重要的環(huán)節(jié)。由于聚乳酸PLA樹脂 極易吸收空氣中的水分，在高溫?cái)D出過程中，水份的存在會(huì)使聚乳酸PLA高分子降解成為較 低的分子，從而使聚乳酸PLA片材的物理機(jī)械性能變差而失去實(shí)用意義。
聚乳酸PLA片材生產(chǎn)對(duì)原料聚乳酸PLA樹脂的含水量要求嚴(yán)格，其片材的生產(chǎn)工藝對(duì)干 燥設(shè)備要求很高，在過去有關(guān)的發(fā)明專利申請(qǐng)中，往往容易忽視或輕視這道環(huán)節(jié)，得不到理 想的、機(jī)械物理性能良好的聚乳酸PLA片材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備的技術(shù)方案，采取積極措 施把握干燥、冷卻等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，達(dá)到產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的、二次加工性能優(yōu)良的聚乳酸PLA片材。
本發(fā)明的技術(shù)方案通過下列的工藝流程實(shí)現(xiàn)；
原材料聚乳酸PLA樹脂通過裝有分子篩的除濕干燥器進(jìn)行干燥，使原材料的含水量達(dá)到 工藝要求，干燥工藝條件是干燥空氣溫度在80'C—13(TC之間，干燥空氣露點(diǎn)在一20'C至 —55。C之間。
干燥后的原材料進(jìn)入擠出機(jī)，原材料經(jīng)擠出機(jī)螺桿機(jī)筒與物料聚乳酸PLA磨擦、剪切及 機(jī)筒外加熱，使原料聚乳酸PLA樹脂充分熔融塑化，從擠出機(jī)里擠出成為熔融聚乳酸PLA熔 體，經(jīng)過過濾網(wǎng)除去熔體中雜質(zhì)及不熔物，然后通過熔體泵均勻持續(xù)地將熔體泵入分配器、 模頭，從模頭擠出的熔體膜鑄入冷卻輥三個(gè)冷卻棍可以垂直排列、水平排列或45度排列， 把熔膜溫度急冷至2(TC—59"C之間，軋光成型為聚乳酸PLA片材。成型的PLA片材經(jīng)測(cè)厚儀 在線測(cè)出片材厚度，經(jīng)切邊機(jī)切去多余的邊料，在牽引裝置牽引下至巻取機(jī)，巻成一定規(guī)格 片巻，或用切片機(jī)在線切成一定規(guī)格的平片。
整個(gè)生產(chǎn)工藝進(jìn)行的同時(shí)，產(chǎn)生一定量的邊角料；二次熱成型時(shí)也會(huì)產(chǎn)生不合格的制品 及邊框料，由于原材料價(jià)格高，將這些邊框邊角料的回收利用是十分重要的。這些邊框邊角 料均是非晶的，在投入干燥前必須先結(jié)晶，提高其耐熱程度以適應(yīng)干燥工藝要求。其結(jié)晶工 藝流程為回收邊框邊角料，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后的粉碎料進(jìn)入帶有攪拌器的結(jié)晶器，通以熱空 氣加熱進(jìn)行結(jié)晶。結(jié)晶工藝溫度為8(TC — 12(TC。
為了改變聚乳酸PLA片材的物理性能和表面性能，可以采用多臺(tái)擠出機(jī)進(jìn)行同步擠出， 成為共擠聚乳酸PLA復(fù)合片材。在共擠聚乳酸PLA片材表面層添加抗靜電劑/防粘劑/抗紫外 線劑等助劑，使片材具有抗靜電/防粘/抗紫外線等功能性共擠聚乳酸PLA復(fù)合片材；若是在 工藝中加入阻隔材料，則需要添加粘結(jié)劑，使產(chǎn)品成為高阻隔性能的聚乳酸PLA復(fù)合片材。
本發(fā)明按照上述工藝技術(shù)方案進(jìn)行，采取積極措施把握干燥、冷卻等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，達(dá)到產(chǎn) 出優(yōu)質(zhì)的、二次加工性能優(yōu)良的聚乳酸PLA片材的目的。


附圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝及設(shè)備流程示意圖，附圖2是本發(fā)明邊框邊角料回收利用的 生產(chǎn)工藝示意圖。圖中數(shù)字標(biāo)明流程中相關(guān)設(shè)備1、干燥器，2、擠出機(jī)，3、過濾網(wǎng)，4、 熔體泵，5、分配器、模頭，6、冷卻輥，7、測(cè)厚儀，8、切邊機(jī)，9、牽引輥，10、巻取機(jī)或 切片機(jī)，11、粉碎機(jī)，12、帶攪拌器的結(jié)晶器。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)

，進(jìn)一步解釋本發(fā)明的具體實(shí)試方式；
具體實(shí)施方式
一本發(fā)明所述的加工聚乳酸PLA片材生產(chǎn)工藝流程，第一步原料聚乳酸 PLA樹脂干燥，原材料進(jìn)入裝有分子篩的除濕干燥器(1)干燥，使原材料的含水量達(dá)到工藝
要求，干燥工藝條件是干燥空氣溫度在8CTC — 13(TC之間，干燥空氣露點(diǎn)在一2(TC — 一55 'C之間。第二步擠出，干燥后的原料進(jìn)入擠出機(jī)(2)加熱塑化，在擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)進(jìn)行充分熔 融塑化，擠出的是熔融流體；第三步過濾，熔體經(jīng)過過濾網(wǎng)(3)濾去熔體中的雜質(zhì)及不熔物； 接著是熔體通過熔體泵(4)使熔體均勻持續(xù)地泵向分配器、模頭；第四步"鑄片"，熔體膜 從模頭鑄入冷卻輥(6)，三個(gè)冷卻棍可以垂直排列、水平排列或45度排列，急冷工藝條件是 冷卻輥溫度在20'C — 59'C之間，成型為聚乳酸PLA片材，成型片材經(jīng)測(cè)厚儀(7)在線檢測(cè) 厚度；第五步切邊，經(jīng)切邊機(jī)(8)切去多余的邊料；由牽引輥(9)牽引聚乳酸PLA片材至 收巻機(jī)或切片機(jī)(10);第六步收巻或切片，巻成一定規(guī)格片巻，或用切片機(jī)在線切成一定規(guī) 格的平片。最后是包裝，成品進(jìn)入倉庫，備用二次熱成型加工。
具體實(shí)施方式
二整個(gè)生產(chǎn)工藝實(shí)施過程中，產(chǎn)生一定量的聚乳酸PLA片材邊角料，二 次熱成型加工時(shí)也會(huì)產(chǎn)生不合格的制品及邊框料，將這些邊框邊角料粉碎后加以回用，由于 這些邊框邊角料均是非晶的，在投入干燥前必須先結(jié)晶，以提高其耐熱程度來適應(yīng)干燥工藝
要求。其結(jié)晶工藝流程為回收邊框邊角料進(jìn)粉碎機(jī)(11)粉碎，粉碎料進(jìn)入帶有攪拌器的
結(jié)晶器(12)，通以熱空氣加熱進(jìn)行結(jié)晶。結(jié)晶工藝溫度為8(TC — 12(TC，然后再進(jìn)入具體實(shí) 施方式一工藝流程。
權(quán)利要求
1、一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其工藝流程是第一步聚乳酸PLA樹脂進(jìn)入裝有分子篩的除濕干燥器(1)干燥，第二步干燥后的原料進(jìn)入擠出機(jī)(2)加熱塑化，擠出的是熔融流體；第三步熔體經(jīng)過過濾網(wǎng)(3)濾去熔體中的雜質(zhì)及不熔物；接著是熔體通過熔體泵(4)使熔體均勻泵入分配器、模頭；第四步熔體從模頭鑄入冷卻輥(6)冷卻，成為聚乳酸PLA片材，成型片材經(jīng)測(cè)厚儀(7)在線檢測(cè)厚度；第五步經(jīng)切邊機(jī)(8)切去多余的邊料；由牽引輥(9)牽引聚乳酸PLA片材至收卷機(jī)或切片機(jī)(10)；第六步收卷或切片后包裝，成品進(jìn)入倉庫備用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其特征是聚乳酸PLA樹 脂通過裝有分子篩的除濕干燥器進(jìn)行干燥，干燥工藝條件是干燥空氣溫度在80°C——130 "C之間，干燥空氣露點(diǎn)在一2(TC--55'C之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其特征是三個(gè)冷卻棍可 以垂直排列、水平排列或45度排列，急冷工藝條件是冷卻輥溫度在2(TC—59。C之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其特征是回收聚乳酸 PLA片材邊框邊角料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，進(jìn)入帶有攪拌器的結(jié)晶器，通以熱空氣加熱結(jié)晶，結(jié) 晶工藝條件是熱空氣溫度在8(TC—120。C之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種聚乳酸PLA片材的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，原材料聚乳酸PLA樹脂通過干燥器進(jìn)行干燥，進(jìn)入擠出機(jī)擠出成為熔融流體，經(jīng)過過濾網(wǎng)濾去熔體雜質(zhì)及不熔物，通過熔體泵均勻持續(xù)地將熔體泵向分配器、模頭，熔體經(jīng)分配器、模頭形成熔膜鑄入冷卻輥急冷，冷卻成型為聚乳酸PLA片材，成型后的聚乳酸PLA片材經(jīng)測(cè)厚儀在線測(cè)出片材厚度，切去邊料，在牽引裝置牽引下至卷取機(jī)，卷成一定規(guī)格聚乳酸PLA片卷，或用切片機(jī)在線切成一定規(guī)格的聚乳酸PLA平片。整個(gè)生產(chǎn)工藝包括邊框邊角料回用，工藝流程為回收邊框邊角料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎、進(jìn)入帶有攪拌器的結(jié)晶器、通以熱空氣進(jìn)行結(jié)晶。
文檔編號(hào)B29C47/88GK101357506SQ200810108900
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者徐圣偉, 王智敏, 軍 郭 申請(qǐng)人:軍 郭