专利名称：可降解的淀粉基泡沫成型包装材料制造方法及其制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及泡沫成型包装材料的制造工艺，具体是一种可降解的淀粉基泡沫成型包装材料制造方法及其包装制品。
背景技术：
随着商品经济的快速发展，包装材料的使用量日趋增大，由于包装材料多属于一次性消费品，从原材料到制品加工成型、消耗乃至废弃的周期一般较短，废弃物的排放比例大。据专家预测，目前包装废弃物的数量每年将以高于10％的速度递增。可见，随着包装工业的发展，包装废弃物正日益成为一种新的污染源。尤其EPS发泡胶等传统塑胶包装材料，其“白色污染”的全球性公害，其生产所需的原始材料—石油资源的日益枯竭，已刻不容缓促使人们积极寻找解决方案。
在我国，生物降解塑料曾被列为“八五”重点攻关项目，“九五”被纳入重点推广项目之一。到目前为止，尚难在成本、使用性能、降解性能等多方面均能满足人们所期望的目标。从目前淀粉基降解材料的研究现状来看，能解决防水、热塑性等技术问题，但成本又大大超过现有塑胶类材料，使用性能还未能如愿，尤其在淀粉基泡沫填充材料领域，还未出现具有彻底替代性及真正商品价值的淀粉基成型泡沫包装材料。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述不足，本发明提出一种可降解的淀粉基泡沫成型包装材料的制造方法及其包装制品，以满足市场对环保型泡沫包装制品的需求。
本发明可降解的淀粉基泡沫成型包装材料制造方法，包括如下步骤a、将80～92重量％的淀粉和8～20重量％的添加剂混合，高速搅拌均匀，送入挤出机中加热发泡，经多孔出料模板挤出旋切成球形淀粉泡沫颗粒料，其中淀粉和添加剂的重量百分比之和应为100％；b、向所述的球形淀粉泡沫颗粒料喷涂热熔胶，常温冷却后填满成型模具的模腔，合模注入热干空气，加压力后使模具冷却脱模即为成品。
按照本发明制造方法制得的包装制品包括外壳和盖板，其特征是外壳和盖板均由球形淀粉泡沫颗粒模压粘合成型，外壳为连底板框架结构，盖板通过热熔胶粘合于外壳上部的框体上，在外壳的内腔中填充球形淀粉泡沫颗粒。
本发明采用淀粉为主要原料，加入少量添加剂，加热发泡挤出旋切成球状颗粒，再经热熔胶喷雾施胶，填充成型模腔加热成型。产品具有低密度、高弹性率和高压缩强度，防水性能好，成本低廉，废弃后环境降解性能优良，可连续工业化生产，是替代现有EPS发泡胶等塑胶类泡沫包装材料的理想选择。
图1为采用本发明方法制作的淀粉基泡沫包装制品示意图；图2为其另一典型淀粉基泡沫包装制品结构示意图。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明详细描述。
经长期探讨，本发明以天然高分子材料—淀粉为主要原料，加入少量环保型添加剂通过搅拌机高速搅拌混合均匀，送入挤出机加热发泡旋切成球状泡沫颗粒原料；再经热熔胶喷雾施胶，使泡沫颗粒均匀被覆上一层薄薄的胶衣，常温冷却后，填满成型模腔，合模注入120～180℃的热干空气，稍加压力后经冷却模具脱模即成。
本发明所用的淀粉没有严格的限制，玉米、薯类、大米等制得的淀粉均可。原料中含淀粉80～92重量％，添加剂8～20％，淀粉和添加剂的重量百分比之和应为100％。
所述添加剂含聚乙烯醇20～35重量％，发泡剂5～20重量％，增塑剂8～26重量％，以及水40～50重量％。增塑剂可以是甘油或尿素。发泡剂采用AC发泡剂和发酵粉中至少一种成分，同时采用AC发泡剂和发酵粉时，两者的重量比为1∶1～5。在选材上依据天然、环保无毒或可水溶性为原则。在挤出过程中，水既作为廉价的增塑剂，又对熔融粘度、压力的调节，及挤出后泡沫的体积等起到重要的作用。
本发明涉及的热熔胶，无严格限定，热熔胶采用具有防水性、降解性的改性聚乙烯醇或聚酯类热熔胶，热熔胶的熔融温度为120～180℃。
本发明采用双轴同向挤出机，长径比可为15～45∶1；挤出压力为10～80Kg/cm；挤出量20～150Kg/h；挤出模口温度为150～230℃；转速为60～250/rpm。如使用不同的出料口模板，单孔或多孔，在出料口加上旋切装置，即可制得直径大小不一的相对光滑的球状发泡颗粒，一般球状颗粒的直径为￠3～15mm即能满足后续产品成型工艺的要求。
本发明涉及的喷雾施胶及成型、冷却机，可用通用机型，无特别要求。本发明方法制得的泡沫成型材料，密度在0.03～0.1g/cm3，弹性率在30％以上，压缩强度在0.35Kg/cm3以上实施例1第一步骤配料，取玉米淀粉100Kg，聚乙烯醇4Kg，甘油1.5Kg，AC发泡剂0.5Kg，发酵粉2.5Kg，水8Kg，将所述各组份混合。上述材料经高速均匀搅拌后，送入双轴同向挤出机中，设定出模温度为170℃左右，经多孔出料模板挤出，调整旋切速度，即制得表面相对光滑的直径为￠4～6mm泡沫颗粒。
第二步骤选用聚乙烯醇热熔胶，熔融温度为130℃，经加热喷雾机喷雾施胶，泡沫颗粒均匀被覆上一层薄薄的胶衣，常温冷却后，装填满成型模腔，合模后，注入130℃的热干空气约数秒钟，合模稍加压，保持数秒钟后迅速冷却模具，脱模即成所需形状、尺寸、外观光洁的可降解淀粉基泡沫成型包装制品。
实施例2第一步骤取大米淀粉100Kg，聚乙烯醇3.5Kg，尿素4.5Kg，AC发泡剂1Kg，水8.5Kg混合。上述材料经高速均匀搅拌后，送入双轴同向挤出机中，设定出模温度为160℃左右，经多孔出料模板挤出，调整旋切速度，即制得表面相对光滑的￠3～8mm泡沫颗粒。
第二步骤选用聚酯热熔胶，熔融温度在160℃，经加热喷雾机喷雾施胶，泡沫颗粒球均匀被覆上一层薄薄的胶衣，常温冷却后，装填满成型模腔，合模后，注入相同熔融温度的热干空气约数秒钟，合模稍加压，保持数秒钟后迅速冷却模具，脱模即成所需形状、尺寸、外观光洁的可降解淀粉基泡沫成型包装制品。
本发明的产品经使用废弃后，在江、河、海水中浸泡少于15天，环境土壤或堆肥埋置少于45天，经环境生物降解作用，可完全腐败变形，并可成为良好土壤腐植质，为环境友好材料。
本发明的产品，颜色为白色、浅白色或淀粉本体浅色，外观、使用性能近似于EPS发泡胶，制造成本可相当或低于相同体积的EPS发泡胶成型材料。
图1是按照本发明制造方法制得的一典型包装制品结构图。该包装制品包括外壳1和盖板4，其特征是外壳1和盖板4均由球形淀粉泡沫颗粒模压粘合成型，外壳1为连底板框架结构，盖板4通过热熔胶粘合于外壳1上部的框体上，在外壳1的内腔2中填充球形淀粉泡沫颗粒3。外壳1和盖板4的密度均为0.03～0.1g/cm3。
图2是在图1所示的可降解的淀粉基泡沫缓冲包装制品上的改进结构，在外壳1的内腔2内设置若干加强筋5，加强筋5通过热熔胶与外壳1粘合固定，加强筋5也采用球形淀粉泡沫颗粒模压粘合成型，内腔2中填充球形淀粉泡沫颗粒。
上述泡沫包装成型制品，可依据模具得到各种形状，其外观、形状相同或相似于EPS成型制品。其产品所用原材料及经使用废弃后，均符合降解、环保无毒的环境材料性能。
权利要求
1.一种可降解的淀粉基泡沫成型包装材料制造方法，其特征是包括如下步骤a、将80～92重量％的淀粉和8～20重量％的添加剂混合，高速搅拌均匀，送入挤出机中加热发泡，经多孔出料模板挤出旋切成球形淀粉泡沫颗粒料，其中淀粉和添加剂的重量百分比之和应为100％；b、向所述的球形淀粉泡沫颗粒料喷涂热熔胶，常温冷却后填满成型模具的模腔，合模注入热干空气，加压力后使模具冷却脱模即为成品。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是所述淀粉是玉米、薯类、大米、魔芋、小麦制成的淀粉。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是所述添加剂含聚乙烯醇20～35重量％，发泡剂5～20重量％，增塑剂8～26重量％，以及水40～50重量％。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是所述增塑剂是甘油或尿素；所述发泡剂采用AC发泡剂和发酵粉中至少一种成分，同时采用AC发泡剂和发酵粉时，两者的重量比为1∶1～5。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是所用的双轴同向挤出机的出模温度为150～230℃。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是所述球形淀粉泡沫颗粒的直径为φ3～15mm。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是热熔胶采用具有防水性、降解性的改性聚乙烯醇或聚酯类热熔胶，熔融温度为120～180℃。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是注入成型模腔的热干空气温度为120～180℃。
9.一种可降解的淀粉基泡沫成型包装制品，包括外壳和盖板，其特征是外壳和盖板均由球形淀粉泡沫颗粒模压粘合成型，外壳为连底板框架结构，盖板通过热熔胶粘合于外壳上部的框体上，在外壳的内腔中填充球形淀粉泡沫颗粒。
10.根据权利要求9所述的包装制品，其特征是外壳和盖板的密度均为0.03～0.1g/cm3。
全文摘要
一种可降解的淀粉基泡沫成型包装材料制造方法，包括如下步骤a.将80～92重量％的淀粉和8～20重量％的添加剂混合，高速搅拌均匀，送入挤出机中加热发泡，挤出旋切成球形淀粉泡沫颗粒料；b.向所述球形淀粉泡沫颗粒料喷涂热熔胶，常温冷却后填满成型模具的模腔，合模注入热干空气，加压力后使模具冷却脱模即为成品。产品具有低密度、高弹性率、高压缩强度，防水性能好，成本低廉，废弃后环境降解性能优良，可连续工业化生产，是替代现有EPS发泡胶等塑胶类泡沫包装材料的理想选择。
文档编号C08L3/02GK1523049SQ03113798
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月20日 优先权日2003年2月20日
发明者刘涛, 刘 涛 申请人:刘涛, 刘 涛