CN110983617A - 一种聚乳酸纸质热轧布制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，该制备方法包括投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧步骤，本发明用双组份聚乳酸纤维与单组分聚乳酸纤维充分混合，再在合理温度下经光轧辊轧制成表面光洁的纸质热轧布，制得的聚乳酸纸质热轧布不含塑化剂、粘结剂，不会发生增塑剂迁移，力学强度较高，制得的40‑60g/m2聚乳酸热轧布，横向强力达到97‑171N，纵向强力达到108‑157N，同时食品接触性安全，耐高温能力强，可以作为食品包装材料用来包装油脂性、温度高的食品，且可绿色降解，对环境无污染，符合国家绿色发展政策需求。

Description

一种聚乳酸纸质热轧布制备方法
技术领域
本发明属于无纺布制作技术领域，具体涉及一种聚乳酸纸质热轧布制备方法。
背景技术
目前市面上广泛使用的食品包装袋、蒸笼纸有相当一部分是采用塑料或者纸作为材质。采用纸品作为原料加工食品包装袋、蒸笼纸等，相对塑料对环境和人体的危害要小或者没有，但纸品在生产过程中耗能高，且对环境污染严重，即使采取各种减轻污染的措施，仍属于严重污染行业。用塑料做材质的物品如果不能回收或者不能在自然条件下绿色降解，会造成日益严重的环境污染。《环境署2014年年鉴》和《评估塑料的价值》报告指出塑料污染威胁到了海洋生物的生存以及旅游业、渔业和商业的发展。以普通塑料为材质的塑料袋包装热熟食品时，因塑料袋普遍使用塑化剂，含塑化剂的塑料袋在接触油脂性、温度高的食品时，塑料中的塑化剂会迁移到食品上，诱发多种疾病。因此开发一种以绿色可降解的原料为材质的制品，取代普通塑料及纸品在食品包装、蒸笼纸方面的应用，具有重要研究意义。
聚乳酸纸质热轧布的最初原料来源于玉米、木薯等农作物，加工过程中耗能比纸品、塑料耗能低，生产过程消耗的水资源也较少，且可绿色降解，对环境无污染，利用聚乳酸纸质热轧布替代部分塑料、纸品应用于食品包装是有利于环境保护，国民身体健康，符合国家绿色发展政策需求。
发明专利CN106674942B公开一种基于聚乳酸树脂的生物降解塑料，其在聚乳酸树脂中添加生物基增塑剂，生物基增塑剂的添加量超过20wt％以上，此时在保证拉伸强度变化不大的同时，可以大幅度提升材料的韧性，制得聚乳酸树脂生物降解塑料的拉伸强度达到36.5-58.6MPa，断裂伸长率达到215-410%，但是该种塑料并不适宜食品包装，大量增塑剂的加入会降低材料的耐温性，塑料材料在接触油脂性、温度高的食品时，塑化剂易迁移到食品上，诱发疾病。
发明专利CN103774347A公开一种可降解非织造布制备方法，其以可降解的纤维为原料，通过原料开松、梳理、交叉铺网、多辊牵伸、水刺、等工艺流程，最终制得的聚乳酸可降解水刺非织造布，虽然无塑化剂迁移，且具有良好的透气性，但是其材料的水溶温度仅84℃，且力学强度并不好。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，对生产食品包装用纸，尤其可用于热熟食品的包装、一次性蒸笼纸材料进行进一步优化，本发明提供一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，以实现以下发明目的：
1、提高耐高温能力
2、在不加入塑化剂的前提下，保证力学强度
3、手感光滑，不会对食物产生粘连
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种聚乳酸纸质热轧布，其特征在于，制得聚乳酸热轧布在克重40-60g/m2时，横向强力达到97-171N，横向伸长率达到11.5-15.8%；纵向强力达到108-157N，纵向伸长率达到10.8-14.4%；
一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧；
所述投料，是将聚乳酸双组份短纤维和聚乳酸单组分短纤维分别喂棉，所述聚乳酸双组份短纤维，为皮芯结构，皮层为低熔点聚乳酸，熔点在125-135℃，芯层为高熔点聚乳酸，熔点在170-180℃，皮层与芯层的体积比为30-50：50-70；纤维长度为32-38mm，纤维密度为1.5D-4D；
所述单组分聚乳酸纤维，成分与双组份短纤维的芯层聚乳酸相同，均为高熔点聚乳酸，纤维长度为32-38mm，纤维线密度为1.5D-4D；
所述混棉，聚乳酸双组份短纤维与单组份短纤维混合比例为30-50:50-70；
所述梳理，出网速度设定在20m/min-60m/min，其余参数根据出网速度设定，合网速度为其90%-110%，道夫速度为其100%-130%，杂乱速度为其50%-80%，锡林速度为400 r/min -630r/min，锡林直径为1-1.1m，给棉速度300‰-450‰；
优选地，合网速度为其100%，道夫速度为其125%，杂乱速度为其60%，锡林速度为588r/min，锡林直径为1m；
所述铺网，门幅宽度1.4m-2.2m，铺叠层数4-10层；
所述牵伸，牵伸倍率为1.5-2.5；
所述热轧，热轧温度145℃-160℃，热轧压力控制在45-60kg/cm2；
本发明专利用双组份聚乳酸纤维与单组分聚乳酸纤维充分混合，再在合理温度下经光轧辊轧制成表面光洁的纸质热轧布，以聚乳酸纸质热轧布制作的食品包装或蒸笼纸对人体无害，食品接触性安全；作为食品包装材料用来包装油脂性、温度高的食品，不会影响内装食品的风味，采用聚乳酸纸质热轧布来替代塑料和纸在上述领域的应用对国家的绿色环保政策的有益推广。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、采用本发明聚乳酸热轧布制备方法，制得热轧布的力学强度高，强力均匀，制得40-60g/m2聚乳酸热轧布，横向强力达到97-171N，横向伸长率达到11.5-15.8%；纵向强力达到108-157N，纵向伸长率达到10.8-14.4%；
2、采用本发明聚乳酸热轧布制备方法，制得热轧布具有优异的耐高温性能，用水在100℃煮20分钟，聚乳酸热轧布未发生变化，且该热轧布完全由聚乳酸材质组成，不含塑化剂、粘结剂，不会发生增塑剂迁移；
3、采用本发明聚乳酸热轧布制备方法，纤维粘结性好，压制紧实，热轧布的表面光滑平整，手感光滑，视觉上与铜版纸相近；
4、本聚乳酸热轧布完全以聚乳酸为原料制作，可以完全降解，降解最终产物为水和二氧化碳。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1一种聚乳酸纸质热轧布制备方法
所述聚乳酸纸质热轧布的制备方法，包括以下步骤：
（1）投料
将聚乳酸双组份短纤维和聚乳酸单组分短纤维分别拆包，投入并联的喂棉称量机的输送帘；
所述聚乳酸双组份短纤维，为皮芯结构，皮层为低熔点聚乳酸，熔点125℃，芯层为高熔点聚乳酸，熔点170℃，皮层与芯层的体积比为30：70；纤维长度为32mm，纤维线密度为1.5D；
所述单组分聚乳酸纤维，成分与双组份短纤维的芯层聚乳酸相同，均为高熔点聚乳酸，纤维长度为32mm，纤维线密度为1.5D；
（2）粗开松
喂棉称量机的输送帘将投入的抱和成团成块的纤维原料带到角钉帘，角钉帘带动纤维块向上运动，与带有角钉的圆筒形均棉罗拉相遇；由于角钉帘和均棉罗拉间隔开的距离很小，纤维块受到角钉抓取并撕扯而获得松解，此时一部分扯松的纤维原料随角钉帘到称量***称量，另一部分被均棉罗拉所击落，然后再由角钉帘带回两者之间，进行反复扯松；在扯松的过程中，纤维相互之间发生一定的位移，纤维块变的松散；两台喂棉称量机分别将称好的双组份短纤维和单组分短纤维投到输送带上由输送带带到位于输送带尽头的混棉帘子开棉机进行初步混合并开松，粗开松后的纤维要求没有成团成块的纤维，粗开松后送到大仓混棉机里的纤维仍有较多纤维抱和一起形成的丝束；
（3）混棉
粗开松后的纤维变得比较蓬松，较多纤维仍抱和成丝束形态，这些纤维经风道送到大仓混棉机，大仓混棉机内进行初步开松纤维的混合，在大仓混棉机对后道工序供棉时，角钉帘将粗开松的纤维带动到设备上端，再由和喂棉称量机类似的均棉罗拉与角钉帘配合开松；
所述混棉，聚乳酸双组份短纤维与单组份短纤维混合比例为40:60；
（4）二次精开松
在大仓混棉机经过混棉和进一步开松的纤维经风道送入串联的两架开棉机，经两台开棉机开松后的纤维成蓬松的棉絮状，抱和成束纤维减少，且抱和根数纤维一般十余根左右；
（5）梳理
开松完成的纤维由自动喂棉机铺成纤维网送至梳理机进行梳理，纤维的厚薄由光电控制，梳理机分为上下架梳理机，梳理机对纤维进行反复梳理和剥取逐步将纤维束分解成单纤维；
梳理机参数设定如下：出网速度设定在50m/min，其余参数根据出网速度设定，合网速度为其100%，道夫速度为其125%，杂乱速度为其60%，锡林速度为588r/min，锡林直径为1m，给棉速度330‰；
（6）铺网
经梳理机梳理好的纤维被铺成上下交叠的两层厚度均匀的棉网，棉网再经交叉铺网机交叉铺网，铺网时设定门幅宽度为1.4m，铺叠层数4层；
（7）牵伸
铺好的棉网被牵伸机拉伸至工艺克重，牵伸机对棉网进行牵伸的倍率为1.8倍；
（8）热轧
牵伸后由上下两个设定好温度的热辊轧制成布，在轧布时采用上下两个光辊轧制，得到表面光滑的聚乳酸纸质热轧布；
热轧温度145℃，热轧压力45kg/cm2；
采用实施例1的制备方法制备的聚乳酸热轧布克重40g/m2，其横向强力97.76N，横向伸长率11.53%，纵向强力108.95N，纵向伸长率10.84%；不含塑化剂、粘结剂，不会发生增塑剂迁移，熔点为160℃。
实施例2一种聚乳酸纸质热轧布制备方法
所述聚乳酸纸质热轧布的制备方法，包括以下步骤：
（1）投料
将聚乳酸双组份短纤维和聚乳酸单组分短纤维分别拆包，投入并联的喂棉称量机的输送帘；
所述聚乳酸双组份短纤维，为皮芯结构，皮层为低熔点聚乳酸，熔点在130℃，芯层为高熔点聚乳酸，熔点在174℃，皮层与芯层的体积比为40：60；纤维长度为35mm，纤维线密度为2.5D；
所述单组分聚乳酸纤维，成分与双组份短纤维的芯层聚乳酸相同，均为高熔点聚乳酸，纤维长度为35mm，纤维线密度为2.5D；
（2）粗开松
喂棉称量机的输送帘将投入的抱和成团成块的纤维原料带到角钉帘，角钉帘带动纤维块向上运动，与带有角钉的圆筒形均棉罗拉相遇；由于角钉帘和均棉罗拉间隔开的距离很小，纤维块受到角钉抓取并撕扯而获得松解，此时一部分扯松的纤维原料随角钉帘到称量***称量，另一部分被均棉罗拉所击落，然后再由角钉帘带回两者之间，进行反复扯松；在扯松的过程中，纤维相互之间发生一定的位移，纤维块变的松散；两台喂棉称量机分别将称好的双组份短纤维和单组分短纤维投到输送带上由输送带带到位于输送带尽头的混棉帘子开棉机进行初步混合并开松，粗开松后的纤维要求没有成团成块的纤维，粗开松后送到大仓混棉机里的纤维仍有较多纤维抱和一起形成的丝束；
（3）混棉
粗开松后的纤维变得比较蓬松，较多纤维仍抱和成丝束形态，这些纤维经风道送到大仓混棉机，大仓混棉机内进行初步开松纤维的混合，在大仓混棉机对后道工序供棉时，角钉帘将粗开松的纤维带动到设备上端，再由和喂棉称量机类似的均棉罗拉与角钉帘配合开松；
所述混棉，聚乳酸双组份短纤维与单组份短纤维混合比例为30: 70；
（4）二次精开松
在大仓混棉机经过混棉和进一步开松的纤维经风道送入串联的两架开棉机，经两台开棉机开松后的纤维成蓬松的棉絮状，抱和成束纤维减少，且抱和根数纤维一般十余根左右；
（5）梳理
开松完成的纤维由自动喂棉机铺成纤维网送至梳理机进行梳理，纤维的厚薄由光电控制，梳理机分为上下架梳理机，梳理机对纤维进行反复梳理和剥取逐步将纤维束分解成单纤维；
梳理机参数设定如下：出网速度设定在80m/min，其余参数根据出网速度设定，合网速度为其100%，道夫速度为其125%，杂乱速度为其60%，锡林速度为588r/min，锡林直径为1m，给棉速度360‰；
（6）铺网
经梳理机梳理好的纤维被铺成上下交叠的两层厚度均匀的棉网，棉网再经交叉铺网机交叉铺网，铺网时设定门幅宽度为1.8m，铺叠层数4层；
（7）牵伸
铺好的棉网被牵伸机拉伸至工艺克重，牵伸机对棉网进行牵伸的倍率为1.8倍；
（8）热轧
牵伸后由上下两个设定好温度的热辊轧制成布，在轧布时采用上下两个光辊轧制，得到表面光滑的聚乳酸纸质热轧布；
热轧温度一般控制在150℃；热轧压力控制在55kg/cm2；
采用实施例2的制备方法制备的聚乳酸热轧布克重50g/m2，其横向强力135.99N，横向伸长率15.54%，纵向强力124.88N，纵向伸长率13.28%；不含塑化剂、粘结剂，不会发生增塑剂迁移，熔点为168℃。
实施例3一种聚乳酸纸质热轧布制备方法
所述聚乳酸纸质热轧布的制备方法，包括以下步骤：
（1）投料
将聚乳酸双组份短纤维和聚乳酸单组分短纤维分别拆包，投入并联的喂棉称量机的输送帘；
所述聚乳酸双组份短纤维，为皮芯结构，皮层为低熔点聚乳酸，熔点在135℃，芯层为高熔点聚乳酸，熔点在170℃，皮层与芯层的体积比为50：50；纤维长度为38mm，纤维线密度为4D；
所述单组分聚乳酸纤维，成分与双组份短纤维的芯层聚乳酸相同，均为高熔点聚乳酸，纤维长度为38mm，纤维线密度为4D；
（2）粗开松
喂棉称量机的输送帘将投入的抱和成团成块的纤维原料带到角钉帘，角钉帘带动纤维块向上运动，与带有角钉的圆筒形均棉罗拉相遇；由于角钉帘和均棉罗拉间隔开的距离很小，纤维块受到角钉抓取并撕扯而获得松解，此时一部分扯松的纤维原料随角钉帘到称量***称量，另一部分被均棉罗拉所击落，然后再由角钉帘带回两者之间，进行反复扯松；在扯松的过程中，纤维相互之间发生一定的位移，纤维块变的松散；两台喂棉称量机分别将称好的双组份短纤维和单组分短纤维投到输送带上由输送带带到位于输送带尽头的混棉帘子开棉机进行初步混合并开松，粗开松后的纤维要求没有成团成块的纤维，粗开松后送到大仓混棉机里的纤维仍有较多纤维抱和一起形成的丝束；
（3）混棉
粗开松后的纤维变得比较蓬松，较多纤维仍抱和成丝束形态，这些纤维经风道送到大仓混棉机，大仓混棉机内进行初步开松纤维的混合，在大仓混棉机对后道工序供棉时，角钉帘将粗开松的纤维带动到设备上端，再由和喂棉称量机类似的均棉罗拉与角钉帘配合开松；
所述混棉，聚乳酸双组份短纤维与单组份短纤维混合比例为50:50；
（4）二次精开松
在大仓混棉机经过混棉和进一步开松的纤维经风道送入串联的两架开棉机，经两台开棉机开松后的纤维成蓬松的棉絮状，抱和成束纤维减少，且抱和根数纤维一般十余根左右；
（5）梳理
开松完成的纤维由自动喂棉机铺成纤维网送至梳理机进行梳理，纤维的厚薄由光电控制，梳理机分为上下架梳理机，梳理机对纤维进行反复梳理和剥取逐步将纤维束分解成单纤维；
梳理机参数设定如下：出网速度设定在60m/min，其余参数根据出网速度设定，合网速度为其100%，道夫速度为其125%，杂乱速度为其60%，锡林速度为588r/min，锡林直径为1m，给棉速度300‰；
（6）铺网
经梳理机梳理好的纤维被铺成上下交叠的两层厚度均匀的棉网，棉网再经交叉铺网机交叉铺网，铺网时设定门幅宽度为2.2m，铺叠层数6层；
（7）牵伸
铺好的棉网被牵伸机拉伸至工艺克重，牵伸机对棉网进行牵伸的倍率为2.5倍；
（8）热轧
牵伸后由上下两个设定好温度的热辊轧制成布，在轧布时采用上下两个光辊轧制，得到表面光滑的聚乳酸纸质热轧布；
热轧温度一般控制在150℃；热轧压力控制在50kg/cm2；
采用实施例3的制备方法制备的聚乳酸热轧布克重60g/m2，其横向强力171.11N，横向伸长率15.81%，纵向强力157.22N，纵向伸长率14.42%；不含塑化剂、粘结剂，不会发生增塑剂迁移，熔点为173℃。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括投料、混棉、梳理、铺网、牵伸和热轧。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述投料，是将聚乳酸双组份短纤维和聚乳酸单组分短纤维分别喂棉，所述聚乳酸双组份短纤维，为皮芯结构，皮层为低熔点聚乳酸，熔点在125-135℃，芯层为高熔点聚乳酸，熔点在170-180℃，皮层与芯层的体积比为30-50：50-70；纤维长度为32-38mm，纤维线密度为1.5D-4D；所述单组分聚乳酸纤维，成分与双组份短纤维的芯层聚乳酸相同，均为高熔点聚乳酸，纤维长度为32-38mm，纤维线密度为1.5D-4D。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热轧，热轧温度145℃-160℃，热轧压力控制在35-60kg/cm2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混棉，聚乳酸双组份短纤维与单组份短纤维混合比例为30-50:50-70。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述梳理，出网速度设定在20m/min-60m/min，其余参数根据出网速度设定，合网速度为其90%-110%，道夫速度为其100%-130%，杂乱速度为其50%-80%，锡林速度为400 r/min -630r/min，锡林直径为1-1.1m，给棉速度300‰-450‰。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铺网，门幅宽度1.4-2.2m，铺叠层数4-10层。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述牵伸，牵伸倍率为1.5-2.5。
8.根据权利要求1-7所述的制备方法，其特征在于，制得聚乳酸热轧布在克重40-60g/m2时，横向强力达到97-171N，横向伸长率达到11.5-15.8%；纵向强力达到108-157N，纵向伸长率达到10.8-14.4%。
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