一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝的製作方法

2023-11-07 19:07:47

一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及塑料瓶蓋加工【技術領域】，尤其是指一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，瓶蓋由混合塑料顆粒與塑料原料注塑而成，將水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液與水溶性矽酸鹽水溶液混合，攪拌均勻，將水溶性金屬鹽水溶液加入到混合物中沉澱、乾燥、粉碎得到抗菌劑，將抗菌劑與塑料原料混合後製得塑料瓶蓋。水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽混合後，矽酸鹽會逐漸水解為矽酸，加入金屬鹽後，聚矽酸和聚胍在水溶液體系中相互纏繞的分子鏈與金屬離子互相作用，產生絮凝，從而形成沉澱，這樣使聚胍的分子鏈很難從形成的聚胍/聚矽酸鹽的體系中掙脫出來，從而形成厭水性的聚胍複合抗菌劑，將其應用於塑料瓶蓋的原料中大大提高了抗菌成份的穩定性。
【專利說明】一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料瓶蓋加工【技術領域】，尤其是指一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高和衛生意識的增強，以及近年來多種傳染病的流行，使得人們對各種抗菌材料製品的要求不斷增加。最近，也有研究嘗試將聚胍用於塑料、橡膠等領域的抗菌用途。例如，專利CN101037503A，發明了一種製備聚六亞甲基胍丙酸鹽粉末的生產方法，該發明利用離子分離交換膜，成功地將聚六亞甲基胍丙酸鹽從水溶液中分離出來，製成粉末狀樣品，使其可以用於塑料、橡膠的抗菌助劑。但是，這種聚六亞甲基胍丙酸鹽仍然具有一定的吸潮性，加入塑料或橡膠中後，如果經常在水中浸泡或者經常與水接觸後，長時間後會逐漸從塑料或橡膠中析出來，抗菌效率會降低，甚至消失。因此，難以滿足一些對耐水性要求較高的抗菌塑料。
[0003]目前，塑料容器在工業生產和人們的日常生活中得到廣泛的應用，特別是廣泛地應用在各種食品和醫藥產品的包裝上，塑料容器蓋作為塑料容器的配套產品，同樣在各種食品和醫藥產品的包裝上起到重要的作用。在實際應用中，食品和醫藥塑料容器的內、外部極易感染和滋生細菌，與之配套的塑料包裝容器蓋的內、外同樣也極易感染和滋生細菌。
[0004]食品和醫藥用塑料包裝內感染細菌，會導致食品和藥品變質或縮短包裝有效期，食品和醫藥用塑料包裝外 感染細菌極易使人們交叉傳播細菌，影響人們的身體健康。 [0005]現有各種食品和藥品的塑料包裝容器蓋是由塑料經模壓成型，產品的消毒是在加工成型過程中完成，在加工成型後一般都不再清洗消毒。
[0006]因為成型產品的清洗消毒要使用酒精、漂白粉、次氯酸納和過氧化氫等藥劑或使用紫外線、微波照射或用高壓蒸汽消毒滅菌。而使用酒精、漂白粉、次氯酸納和過氧化氫等藥劑進行消毒時，容易殘留對人體有害的化學成份，使用紫外線、微波照射或用高壓蒸汽消毒滅菌，這些消毒滅菌方法費用高，增加成本。即使採用這些消毒滅菌方法，消毒滅菌效果較差。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是提供一種具有難溶於水、不影響製品顏色，且具有具有長久抗菌和抑菌效果的高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝包括以下步驟:
I)、將水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液與水溶性矽酸鹽水溶液混合，攪拌均勻，得到混合物，所述的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽為聚六亞甲基胍鹽酸鹽、聚六亞甲基胍丙酸鹽、聚六亞甲基胍硝酸鹽、聚六亞甲基胍碳酸鹽或水溶性的聚氧乙烯基胍無機酸鹽或有機酸鹽；2)、將水溶性金屬鹽水溶液加入到步驟I)中得到的混合物中，攪拌，得到沉澱物
3)、將步驟2)中的得到的沉澱物乾燥、粉碎得到抗菌劑，備用；
4)、各原料按下列質量百分比進行備料，無機粉體為75~78%，分散劑為3~4%，潤滑劑為I~3%，偶聯劑為3~6%，熱穩定劑為0.8~1.3%，載體樹脂為15~25% ；
5)、先將高速混合機升溫至110~120°C，恆溫10~20分鐘；
6)、投入步驟4)準備的無機粉體和偶聯劑到混合機中進行活化處理，先啟動低速攪拌I~2min，然後啟動高速攪拌混合5~7min，至料溫達到105~115°C ；
7)投入步驟4)準備的分散劑、潤滑劑和熱穩定劑，繼續高速攪拌直到料溫達到115~120。。；
8)轉換成低速攪拌，並迅速投入步驟4)準備的載體樹脂攪拌混合I~2min，放料冷
卻；
9)步驟8)所得物料擠出、造粒後即得可增加塑料瓶蓋強度、韌度和透明度的塑料原料，備用;
10)將步驟3)中得到的抗菌劑均勻地滲透到熔化狀態的塑料原料中；經均勻混合後，在180°C~210°C的條件下融合、拉條、冷卻、切斷，製成混合塑料顆粒；
11)然後再將佔總重量9~12%的混合塑料顆粒與佔總重量88~91%的塑料原料混合，經均勻混合後，在170°C~230°C的條件下經注塑機注塑壓模成型，製造成高穩定性抗菌塑料瓶蓋。
[0009]其中，所述步驟2)中的水溶性金屬鹽為鋅離子鹽，鈣離子鹽，鋁離子鹽，銅離子鹽，鐵離子鹽，銀離子鹽以及鈰離子鹽中的一種或幾種。
[0010]其中，所述步驟I)中的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽摩爾比為1:1~1:3，水溶性矽酸鹽與水溶性金屬鹽摩爾比為6:1~7:1。
[0011]其中，所述步驟I)中的水溶性矽酸鹽為矽酸鈉或矽酸鉀。
[0012]本發明的有益效果在於:
與現有技術相比，本發明所提供的塑料原料，成本低廉，替代部分合成樹脂後，可大幅降低生產成本；本發明所採用的塑料原料，由於其中的無機粉體經過了特殊的表面偶聯活化處理，在替代部分合成樹脂後，可顯著降低混合物料的體系粘度，降低體系擠出壓力，提高生產效率，同時由於塑料原料具有高導熱性，所製備的塑料瓶蓋冷卻成型速度較快，使產品出現各向異性，有助於產品機械性能的提高。
[0013]本發明所述的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽混合後，矽酸鹽會逐漸水解為矽酸，並與聚胍高分子的分子鏈互相纏繞，當加入金屬鹽後，聚矽酸和聚胍在水溶液體系中相互纏繞的分子鏈與金屬離子互相作用，產生絮凝，從而形成沉澱，這樣使聚胍的分子鏈很難從形成的聚胍/聚矽酸鹽的體系中掙脫出來，從而形成厭水性的聚胍複合抗菌劑，將其應用於塑料瓶蓋的原料中大大提高了抗菌成份的穩定性。
[0014]本發明的製備方法簡單易行，可以在室溫下進行，本發明的抗菌劑難溶於水，殺菌效率高，並且不影響製品顏色，應用前景光明。
【具體實施方式】
[0015]為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步的說明，實施方式提及的內容並非對本發明的限定。
[0016]實施例一
1、一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，包括以下步驟:
1)、將水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液與水溶性矽酸鹽水溶液混合，攪拌均勻，得到混合物，所述的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽為聚六亞甲基胍鹽酸鹽、聚六亞甲基胍丙酸鹽、聚六亞甲基胍硝酸鹽、聚六亞甲基胍碳酸鹽或水溶性的聚氧乙烯基胍無機酸鹽或有機酸鹽；
2)、將水溶性金屬鹽水溶液加入到步驟I)中得到的混合物中，攪拌，得到沉澱物
3)、將步驟2)中的得到的沉澱物乾燥、粉碎得到抗菌劑，備用；
4)、各原料按下列質量百分比進行備料，無機粉體為75%，分散劑為3%，潤滑劑為3%，偶聯劑為6%，熱穩定劑為0.8%，載體樹脂為25% ；
5)、先將高速混合機升溫至110°C，恆溫20分鐘；
6)、投入步驟I)準備的無機粉體和偶聯劑到混合機中進行活化處理，先啟動低速攪拌Imin,然後啟動高速攪拌混合7min,至料溫達到105°C ；
7)投入步驟4)準備的分散劑、潤滑劑和熱穩定劑，繼續高速攪拌直到料溫達到115°C;
8)轉換成低速攪拌，並迅速投入步驟4)準備的載體樹脂攪拌混合lmin，放料冷卻；
9)步驟8)所得物料擠出、造粒後即得可增加塑料瓶蓋強度、韌度和透明度的塑料原料，備用;
10)將步驟3)中得到的抗菌劑均勻地滲透到熔化狀態的塑料原料中；經均勻混合後，在180°C~190°C的條件下融合、拉條、冷卻、切斷，製成混合塑料顆粒；
11)然後再將佔總重量9%的混合塑料顆粒與佔總重量91%的塑料原料混合，經均勻混合後，在170°C的條件下經注塑機注塑壓模成型，製造成高穩定性抗菌塑料瓶蓋。
[0017]本實施例中，所述步驟2)中的水溶性金屬鹽為鋅離子鹽，鈣離子鹽，鋁離子鹽，銅離子鹽，鐵離子鹽，銀離子鹽以及鈰離子鹽中的一種或幾種。
[0018]本實施例中，所述步驟I)中的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽摩爾比為1:1，水溶性矽酸鹽與水溶性金屬鹽摩爾比為6:1。
[0019]本實施例中，所述步驟I)中的水溶性矽酸鹽為矽酸鈉。
[0020]需要補充說明的是，低速攪拌是指攪拌機內攪拌部件的轉速在O~1000轉/分，高速攪拌是指攪拌機內攪拌部件的轉速在1000~1500轉/分。
[0021]本發明中水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽的摩爾比例可以在一定的範圍內調節，優選聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與矽酸鹽摩爾比為1:1~1:3，經過實際的實驗數據測得:當聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與矽酸鹽摩爾比為1:2.5時，聚胍保持水溶性狀態存在於水溶液的量最少，聚胍轉化為厭水性的聚胍/聚矽酸鹽的產率最高，且使製備的聚胍/聚矽酸鹽中的有效抗菌成分，即聚胍含量較高，使得抗菌效率較高，同時也大大降低了在製備高穩定性抗菌塑料瓶蓋時其對瓶蓋的加工、力學以及表面性能的影響。
[0022] 本發明中水溶性矽酸鹽與水溶性金屬鹽的摩爾比例也可以在一定範圍內調節，優選娃酸鹽與金屬鹽摩爾比為1: 4~1: 5。如果金屬鹽相對比例太低,會導致聚胍/聚娃酸鹽的產率降低，這是因為沒有足夠的金屬鹽使水溶液中聚胍和矽酸鹽水解形成的聚矽酸高分子鏈從水中沉澱出來；如果金屬鹽相對比例太高，則會造成不必要的浪費。[0023]但矽酸鹽與金屬鹽摩爾比為1: 4.5時，不僅能保證聚胍/聚矽酸鹽具有較高的產率，而且大大降低了抗菌劑的金屬鹽比例，降低了瓶蓋生產投入成本。
[0024]本發明中將聚胍水溶液與矽酸鹽水溶液混合攪拌時，攪拌的時間優選為20分鐘~I小時。攪拌時間並不局限在這個範圍，但是攪拌時間過短，矽酸鹽難以全部水解成為聚矽酸或者聚合度不夠大，這樣聚矽酸與聚胍在水溶液中纏繞程度不夠，也會使聚胍的厭水程度不夠，而如果時間過長，超過2個小時，則造成時間上的浪費。將金屬鹽水溶液緩慢倒入混合溶液中時，攪拌速度越快，生成的聚胍/聚矽酸鹽粒子的粒徑就越小，
本發明的複合抗菌劑的製備可以在室溫下進行，當然，也可以加熱進行，使矽酸鹽水解為聚矽酸的速度更快，加快反應過程。反應最後形成的不溶性沉澱可以通過抽濾提純，也可以放置一段時間，沉澱物會從水中沉澱到容器底部，將上層水液抽乾，將下層沉澱收集烘乾、粉碎即可。因此，本發明的複合抗菌劑的製備方法簡單易行，反應條件溫和，易於工業化生產。
[0025]本發明的複合抗菌劑製備方法為:將聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液和矽酸鹽水溶液混合均勻，得到混合物，然後將水溶性金屬鹽水溶液加入到上述得到的混合物中，攪拌，得到沉澱物，乾燥，粉碎。
[0026]將沉澱物乾燥的方法可以是普通的乾燥方法，包括自然晾乾，烘箱烘乾，或者利用噴霧乾燥法等等。將乾燥後產物進行粉碎，粉碎方法也不限制。
[0027]本發明的製備方法簡單易行，可以在室溫下進行，本發明的抗菌劑難溶於水，殺菌效率高，並且不影響 製品顏色，應用前景光明。
[0028]實施例二
1、一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，包括以下步驟:
1)、將水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液與水溶性矽酸鹽水溶液混合，攪拌均勻，得到混合物，所述的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽為聚六亞甲基胍鹽酸鹽、聚六亞甲基胍丙酸鹽、聚六亞甲基胍硝酸鹽、聚六亞甲基胍碳酸鹽或水溶性的聚氧乙烯基胍無機酸鹽或有機酸鹽；
2)、將水溶性金屬鹽水溶液加入到步驟I)中得到的混合物中，攪拌，得到沉澱物
3)、將步驟2)中的得到的沉澱物乾燥、粉碎得到抗菌劑，備用；
4)、各原料按下列質量百分比進行備料，無機粉體為76%，分散劑為3.5%，潤滑劑為2%，偶聯劑為4.5%，熱穩定劑為1.9%，載體樹脂為20% ；
5)、先將高速混合機升溫至115°C，恆溫16分鐘；
6)、投入步驟I)準備的無機粉體和偶聯劑到混合機中進行活化處理，先啟動低速攪拌1.5min，然後啟動高速攪拌混合6.5min，至料溫達到112°C ；
7)投入步驟4)準備的分散劑、潤滑劑和熱穩定劑，繼續高速攪拌直到料溫達到118°C;
8)轉換成低速攪拌，並迅速投入步驟4)準備的載體樹脂攪拌混合1.6min,放料冷卻；
9)步驟8)所得物料擠出、造粒後即得可增加塑料瓶蓋強度、韌度和透明度的塑料原料，備用;
10)將步驟3)中得到的抗菌劑均勻地滲透到熔化狀態的塑料原料中；經均勻混合後，在190°C~200°C的條件下融合、拉條、冷卻、切斷，製成混合塑料顆粒；
11)然後再將佔總重量10%的混合塑料顆粒與佔總重量90%的塑料原料混合，經均勻混合後，在190°C的條件下經注塑機注塑壓模成型，製造成高穩定性抗菌塑料瓶蓋。
[0029]本實施例中，所述步驟2)中的水溶性金屬鹽為鋅離子鹽，鈣離子鹽，鋁離子鹽，銅離子鹽，鐵離子鹽，銀離子鹽以及鈰離子鹽中的一種或幾種。
[0030]本實施例中，所述步驟I)中的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽摩爾比為1:2，水溶性矽酸鹽與水溶性金屬鹽摩爾比為6.5:1。
[0031 ] 本實施例中，所述步驟I)中的水溶性矽酸鹽為矽酸鉀。
[0032]實施例三
1、一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，包括以下步驟:
1)、將水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液與水溶性矽酸鹽水溶液混合，攪拌均勻，得到混合物，所述的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽為聚六亞甲基胍鹽酸鹽、聚六亞甲基胍丙酸鹽、聚六亞甲基胍硝酸鹽、聚六亞甲基胍碳酸鹽或水溶性的聚氧乙烯基胍無機酸鹽或有機酸鹽；
2)、將水溶性金屬鹽水溶液加入到步驟I)中得到的混合物中，攪拌，得到沉澱物
3)、將步驟2)中的得到的沉澱物乾燥、粉碎得到抗菌劑，備用；
4)、各原料按下列質量百分比進行備料，無機粉體為78%，分散劑為4%，潤滑劑為1%，偶聯劑為3%，熱穩定劑為1.3%，載體樹脂為15% ；
5)、先將高速混合機升溫至120°C，恆溫10分鐘；
6)、投入步驟4)準備的無機粉體和偶聯劑到混合機中進行活化處理，先啟動低速攪拌2min,然後啟動高速攪拌混合5min,至料溫達到115°C ；
7)投入步驟4)準備的分散劑、潤滑劑和熱穩定劑，繼續高速攪拌直到料溫達到120°C;
8)轉換成低速攪拌，並迅速投入步驟4)準備的載體樹脂攪拌混合2min，放料冷卻；
9)步驟8)所得物料擠出、造粒後即得可增加塑料瓶蓋強度、韌度和透明度的塑料原料，備用;
10)將步驟3)中得到的抗菌劑均勻地滲透到熔化狀態的塑料原料中；經均勻混合後，在200°C~210°C的條件下融合、拉條、冷卻、切斷，製成混合塑料顆粒；
11)然後再將佔總重量12%的混合塑料顆粒與佔總重量88%的塑料原料混合，經均勻混合後，在230°C的條件下經注塑機注塑壓模成型，製造成高穩定性抗菌塑料瓶蓋。
[0033]本實施例中，所述步驟2)中的水溶性金屬鹽為鋅離子鹽，鈣離子鹽，鋁離子鹽，銅離子鹽，鐵離子鹽，銀離子鹽以及鈰離子鹽中的一種或幾種。
[0034]本實施例中，所述步驟I)中的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽摩爾比為1:3，水溶性矽酸鹽與水溶性金屬鹽摩爾比為7:1。
[0035]本實施例中，所述步驟I)中的水溶性矽酸鹽為矽酸鈉。
[0036]上述實施例為本發明較佳的實現方案，除此之外，本發明還可以其它方式實現，在不脫離本發明發明構思的前提下任何顯而易見的替換均在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝:其特徵在於包括以下步驟: 1)、將水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽水溶液與水溶性矽酸鹽水溶液混合，攪拌均勻，得到混合物，所述的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽為聚六亞甲基胍鹽酸鹽、聚六亞甲基胍丙酸鹽、聚六亞甲基胍硝酸鹽、聚六亞甲基胍碳酸鹽或水溶性的聚氧乙烯基胍無機酸鹽或有機酸鹽； 2)、將水溶性金屬鹽水溶液加入到步驟I)中得到的混合物中，攪拌，得到沉澱物； 3)、將步驟2)中的得到的沉澱物乾燥、粉碎得到抗菌劑，備用； 4)、各原料按下列質量百分比進行備料，無機粉體為75~78%，分散劑為3~4%，潤滑劑為I~3%，偶聯劑為3~6%，熱穩定劑為0.8~1.3%，載體樹脂為15~25% ； 5)、先將高速混合機升溫至110~120°C，恆溫10~20分鐘； 6)、投入步驟4)準備的無機粉體和偶聯劑到混合機中進行活化處理，先啟動低速攪拌I~2min，然後啟動高速攪拌混合5~7min，至料溫達到105~115°C ； 7)投入步驟4)準備的分散劑、潤滑劑和熱穩定劑，繼續高速攪拌直到料溫達到115~120。。； 8)轉換成低速攪拌，並迅速投入步驟4)準備的載體樹脂攪拌混合I~2min，放料冷卻； 9)步驟8)所得物料擠出、造粒後即得可增加塑料瓶蓋強度、韌度和透明度的塑料原料，備用; 10)將步驟3)中得到的抗菌劑均勻地滲透到熔化狀態的塑料原料中；經均勻混合後，在180°C~210°C的條件下融合、拉條、冷卻、切斷，製成混合塑料顆粒； 11)然後再將佔總重量9~12%的混合塑料顆粒與佔總重量88~91%的塑料原料混合，經均勻混合後，在170°C~230°C的條件下經注塑機注塑壓模成型，製造成高穩定性抗菌塑料瓶蓋。
2.根據權利要求1所述的高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，其特徵在於:所述步驟2)中的水溶性金屬鹽為鋅離子鹽，鈣離子鹽，鋁離子鹽，銅離子鹽，鐵離子鹽，銀離子鹽以及鈰離子鹽中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，其特徵在於:所述步驟O中的水溶性聚胍無機酸鹽或有機酸鹽與水溶性矽酸鹽摩爾比為1:1~1:3，水溶性矽酸鹽與水溶性金屬鹽摩爾比為6:1~7:1。
4.根據權利要求1所述的高穩定性抗菌塑料瓶蓋的製造工藝，其特徵在於:所述步驟O中的水溶性矽酸鹽為矽酸鈉或矽酸鉀。
【文檔編號】B29C45/78GK104017383SQ201410259935
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】陳金培 申請人:東莞市金富實業有限公司