CN102529101A

CN102529101A - 具环保及耐热的容器的制法

Info

Publication number: CN102529101A
Application number: CN2010105767562A
Authority: CN
Inventors: 詹泳铭; 杨丁发
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种具环保及耐热的容器的制法，包含有胶片成型步骤、第一次冷却步骤、加热步骤、第二次冷却步骤以及第三次冷却步骤。本发明主要针对由已知容器制法所制成的容器存在结构强度不足以及不耐高温的问题，通过反复多次的冷却步骤与加热步骤，使容器在成型的过程中先破坏结晶程序，再形成结晶度较高的稳定结构，从而提升成型容器的耐热性与结构强度。

Description

具环保及耐热的容器的制法

技术领域

本发明涉及一种容器的制法，具体属于一种具环保及耐热的容器的制法。

背景技术

由于聚乳酸具有在自然环境中自行分解的特性，使用后将其弃置并不会对环境造成不利影响，因此，目前用来盛装食品的容器都以聚乳酸作为成型的主要材料。然而，单纯使用聚乳酸制成的环保容器，其比重相对于一般常用的塑料聚丙烯(PP)及聚苯乙烯(HIPS)制成的容器大约略高出20％～30％，而由于每单位聚乳酸的成本高于每单位塑料聚丙烯(PP)及聚苯乙烯(HIPS)的成本，因此造成环保容器的成本居高不下。

为此，查台湾地区专利申请第096142471号“环保发泡材料之制法”，其主要是将预定比例的淀粉与聚乳酸(学名：Poly Lact-ide Acid，简称PLA)的粒状料混合形成高分解聚合物复合材料，经押出机熔融并同时注入高压气体，使该高分解聚合物复合材料产生发泡，再经押出机根据模头型态或配合模具而押制出各种所需形状的环保发泡容器。然而，由该已知环保发泡材料的制法所制成的容器在实际使用中仍具有以下缺陷：

其一，该制法采用高压气体发泡的方式进行发泡以降低比重，但由于发泡倍数过高会造成容器表面多气孔性，致使热成型后的容器结构强度不足；

其二，该常用制法制成的环保容器耐热温度约为55℃，因此，常用的环保容器仅适用于盛装温度较低的冷饮或冷食，对于温度较高的热饮或热食则不适用，且当该环保容器作为商品进行运输时，因为货舱内的温度过高而容易导致环保容器软化变形，因而暴露出其适用性不足的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具环保及耐热的容器的制法，可以提高所制成容器的结构强度，增强所制成容器的适用性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具环保及耐热的容器的制法，其包含有：胶片成型步骤，取含有预定比例的聚乳酸以及无机成核剂的混合物在密闭空间内搅拌均匀后，送入一台挤出机，配合发泡剂或者气体灌入发泡，且发泡后的混合物经挤出机的模头挤出成片状的胶片；第一次冷却步骤，取温度维持在20℃～70℃范围内的一组固定滚轮将由模头挤出的胶片降温并延压定型；加热步骤，将胶片送至一个温度维持在250℃～350℃范围内的加热炉内进行加热；第二次冷却步骤，将胶片送至一台成型机内压制成型出半成品容器，其中胶片在该成型机的模具内保持6～15秒，且该模具的温度维持在80℃～150℃范围内；第三次冷却步骤，将成型后的半成品容器保持在温度15℃～70℃范围内6～15秒，完成成品容器。

本发明由于采用上述制造方法，可以显著增加所制成容器的结构强度，且所制成容器的适用性增强，适用范围更广。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明第一实施例的流程图；

图2是本发明第一实施例的侧视示意图，显示胶片的成型是由一台挤出机以及一组固定滚轮卷取成筒状的状态；

图3是本发明第一实施例的侧视示意图，显示成品容器是由一个加热炉、一台成型机以及一个降温装置所制成的状态；

图4是本发明第一实施例的侧视示意图，显示胶片为三层结构的状态；

图5是本发明第二实施例的侧视示意图，显示胶片的成型是由一台挤出机以及一组固定滚轮卷取成筒状的状态。

其中附图标记说明如下：

胶片成型步骤 11 第一次冷却步骤 12

加热步骤 13 第二次冷却步骤 14

第三次冷却步骤 15

聚乳酸 21 无机成核剂 22

无机吸热型发泡剂 23 胶片 24

聚乳酸发泡层 241 外表面 241a

内表面 241b 第一聚乳酸未发泡层 242

第二聚乳酸未发泡层 243

半成品容器 25 成品容器 26

气体 29

挤出机 30 模头 31

固定滚轮 41 加热炉 42

成型机 43 模具 431

降温装置 44

具体实施方式

参阅图1、2、3，本发明第一实施例提供的一种具环保及耐热的容器的制法，其包含有胶片成型步骤11、第一次冷却步骤12、加热步骤13、第二次冷却步骤14以及第三次冷却步骤15。

胶片成型步骤11，取含有预定比例的聚乳酸21、无机成核剂22以及无机吸热型发泡剂23的混合物在密闭空间内搅拌均匀后，送入一台挤出机30内先熔融后混合，混合物经挤出机30的模头31在发泡的同时挤出片状的胶片24；其中混合物的比例取重量80％～84％的聚乳酸21、重量10％～15％的无机成核剂22以及重量5％～1％的无机吸热型发泡剂23，且该聚乳酸21置于密闭式干燥系统3～6小时，在60～80℃范围内的热风进行干燥，干燥后的聚乳酸21残余湿度在300PPM以下；挤出机30的温度维持在170℃～230℃范围内，且挤出机30的模头31的温度维持在230℃～250℃范围内，当混合物被挤出机30的螺杆推至模头31内时，该混合物的无机吸热型发泡剂23则在模头31内气化，且根据发泡倍数的不同，胶片24内含有一定量的微小气孔，所述气孔的直径尺寸小于3μm，所述混合物的发泡倍数在1.1～3.0范围内。

值得说明的是，当挤出机30通过单一螺杆进行挤出作业时，胶片24为单层结构；当该挤出机30通过二根螺杆共同进行挤出作业时，胶片24为三层结构。

第一次冷却步骤12，取温度维持在20℃～70℃范围内的一组固定滚轮41将由模头31挤出的胶片24降温并延压定型，通过固定滚轮41将空气封闭于胶片24内部，使得该胶片24的比重降低，随后将胶片24卷取成筒状，以便押出成型为预设形状的容器。

加热步骤13，将卷取成筒状的胶片24送至一个温度维持在250℃～350℃范围内的加热炉42内进行加热。

第二次冷却步骤14，紧接着将胶片24送至一台成型机43内，且根据成型机43内模具431的形状压制成型出预定形状的半成品容器25，其中胶片24在该成型机43的模具431内保持6～15秒，且该模具431的温度维持在80℃～150℃范围内，而该成型机43通过真空吸塑成型或正压力热成型的方式成型出该半成品容器25。

第三次冷却步骤15，将成型后的半成品容器25送至一个降温装置44，并保持在温度15℃～70℃范围内6～15秒，使该半成品容器25停止结晶状态以完成成品容器26，最后再进行裁切分装。值得说明的是，该降温装置44可以是额外设置的装置或者是成型机43中另一部分的模具，由于该成型机43可分别控制其模具的温度，因此，可作为半成品容器25停止结晶状态的装置。

以上所述即为本发明第一实施例各主要步骤的说明。

通过本发明第一实施例的制法所制成的容器至少具有以下特点：

其一，由于成品容器26是以聚乳酸21为主要成分制成的，因此，当该成品容器26使用后或无法使用而废弃时，可以在自然环境中自行分解，使该成品容器26具有环保实用的价值；

其二，本发明在生产成品容器26的过程中，通过反复多次的冷却步骤与加热步骤，使该成品容器26在成型过程中先破坏其结晶程序再形成结晶度较高的稳定结构，这样提升了所押出成品容器26的耐热性与结构强度。

因此，通过本发明的制法能使容器同时具有环保及耐热的特性，还能增加其结构强度，达到了增加所制成容器的结构强度以及适用性的目的。

较佳的，在完成成品容器26后以凸版印刷方式进行图案印制。

较佳的，当胶片24送至成型机43内，且通过真空吸塑成型或正压力热成型方式成型出半成品容器25后，其成型所剩余的边料经过破碎作业进行回收至挤出机30以便再次进行胶片24的挤出成型。

较佳的，参阅图4，当胶片24为三层结构时，包括有一个聚乳酸发泡层241、一个第一聚乳酸未发泡层242以及一个第二聚乳酸未发泡层243，其中聚乳酸发泡层241具有一个外表面241a以及一个反向于该外表面241a的内表面241b，且该聚乳酸发泡层241的比重为0.4～0.9g/cm³，第一聚乳酸未发泡层242挤出成型于聚乳酸发泡层241的外表面241a，第二聚乳酸未发泡层243挤出成型于聚乳酸发泡层241的内表面241b。

参阅图5，本发明第二实施例提供的一种具环保及耐热的容器的制法，其同样包含有胶片成型步骤11、第一次冷却步骤12、加热步骤13、第二次冷却步骤14以及第三次冷却步骤15，由于其制法的各步骤及功效和第一实施例相同，故在此不再赘述。第二实施例与第一实施例不同之处在于：

胶片成型步骤11中，混合物是预定比例的聚乳酸21以及无机成核剂22，送入挤出机30内熔融混合，同时加入气体29作为发泡源，且该气体29的工作压力介于2bar～215bar之间，该气体29为一般空气、氮气或二氧化碳或其他惰性气体，利用该气体29取代第一实施例中使用的发泡剂作为发泡源可以有效地降低容器的制作成本，以形成另一较佳的实施制法。

综上所述，上述具体实施方式中的二个实施例及附图只是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明，任何熟知以上技术者，在不脱离本发明的精神与范围内，凡是依照本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，都属于本发明专利涵盖的范围。

Claims

1.一种具环保及耐热的容器的制法，其特征在于，包含有：

胶片成型步骤，取含有预定比例的聚乳酸以及无机成核剂的混合物在密闭空间内搅拌均匀后，送入一台挤出机，且发泡所述混合物经挤出机的模头挤出呈片状的胶片；

第一次冷却步骤，取温度维持在20℃～70℃范围内的一组固定滚轮将由模头挤出的胶片降温并延压定型；

加热步骤，将所述胶片送至一个温度维持在250℃～350℃范围内的加热炉内进行加热；

第二次冷却步骤，将所述胶片送至一台成型机内压制成型出半成品容器，其中胶片在所述成型机的模具内保持6～15秒，且该模具的温度维持在80℃～150℃范围内；

第三次冷却步骤，将成型后的半成品容器保持在温度15℃～70℃范围内6～15秒，完成成品容器。

2.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，所述聚乳酸置于密闭式干燥系统进行3～6小时，在60～80℃范围内的热风干燥，干燥后所述聚乳酸的残余湿度为300PPM以下。

3.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，发泡是在混合物中添加无机吸热型发泡剂，所述混合物的比例取重量80％～84％的聚乳酸、重量10％～15％的无机成核剂以及重量1％～5％的无机吸热型发泡剂。

4.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，发泡是在混合物送入挤出机内熔融混合时加入气体，且所述气体的工作压力是介于2bar～215bar之间。

5.如权利要求4所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：所述气体为空气或氮气或二氧化碳。

6.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，所述挤出机的温度维持在170℃～230℃范围内，且挤出机的模头温度维持在230℃～250℃范围内。

7.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，所述混合物的发泡倍数在1.1～3.0范围内。

8.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，所述挤出机通过单一螺杆挤出单层结构的胶片。

9.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在胶片成型步骤中，所述挤出机通过二根螺杆共同挤出三层结构的胶片。

10.如权利要求9所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：所述胶片包括有一个聚乳酸发泡层、一个第一聚乳酸未发泡层以及一个第二聚乳酸未发泡层，其中聚乳酸发泡层具有一个外表面以及一个反向于该外表面的内表面，且该聚乳酸发泡层的比重为0.4～0.9g/cm³，第一聚乳酸未发泡层挤出成型在聚乳酸发泡层的外表面，第二聚乳酸未发泡层挤出成型在聚乳酸发泡层的内表面。

11.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在第一次冷却步骤中，所述胶片被固定滚轮降温并延压定型后卷取成筒状。

12.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：完成所述成品容器后以凸版印刷方式进行图案印制。

13.如权利要求1所述的具环保及耐热的容器的制法，其特征在于：在第二次冷却步骤中，所述成型机通过真空吸塑成型或正压力热成型方式成型出半成品容器。