一种抗菌矿泉水瓶盖的制备方法与流程

文档序号:11099170阅读:539来源:国知局

本发明涉及塑料加工应用领域,尤其涉及一种抗菌矿泉水瓶盖的制备方法。



背景技术:

矿泉水是当今具有巨大市场的快消产品。市售的矿泉水多用塑料瓶灌装,并用塑料瓶盖密封。目前,适用于矿泉水灌装工艺的塑料瓶盖的材料,一般采用均聚聚丙烯瓶盖专用料或者共聚聚丙烯瓶盖专用料。但是这两种材料均存在着一定的缺点。

均聚聚丙烯瓶盖专用料在国外生产矿泉水塑料瓶盖时普遍使用,但是由于该材料脆性大,低温冲击性能较差,在瓶盖制备的工序中(如切环、加垫片等工序)以及在饮料灌装厂的使用过程中,容易出现瓶盖脆裂的情况。因此国内很少有瓶盖生产厂家使用。

共聚聚丙烯瓶盖专用料的物理机械性能较好,因此国内在生产矿泉水塑料瓶盖时,普遍使用共聚聚丙烯。但是该材料在应力作用下产生大量银纹,银纹区内由于折光指数降低而呈现一片银白色。由于瓶盖压塑工艺的特点,瓶盖的螺纹位置在脱模时会产生应力,因此造成瓶盖螺纹处会与瓶盖其他部位产生明显的色差,从而影响产品的外观。从该材料生产的瓶盖外观看,螺纹处发白较为严重,限制了该材料在高端产品上的应用。

塑料本身的性能,决定了矿泉水瓶盖的物理性能。现有技术中,矿泉水瓶盖多采用改性塑料制造。按改性中是否发生了化学反应,可将塑料的改性方法分为物理改性和化学改性;按使用功能可分为共混增韧改性、填充增强改性、功能化改性和阻燃改性。塑料的物理改性主要通过加入其它聚合物、填料及相容剂,达到改善材料性能的目的,包括共混改性、无机粒子增强增韧改性等。塑料共混物研究和应用已得到了学术界与工业界的广泛关注和迅速发展。

此外,矿泉水瓶盖会和人体以及水产生密切接触,由于瓶盖的制造、运输、以及使用过程中,制品平常使用中难免会接触带菌体,因此,在瓶盖的抗菌性也是急需解决的问题。



技术实现要素:

本发明提供了一种抗菌矿泉水瓶盖的制备方法,解决了现有矿泉水塑料瓶盖的上述不足,本发明得到的瓶盖韧性高、耐磨性能强、抗冲击性能优异,且能有效抑制细菌滋生。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种抗菌矿泉水瓶盖的制备方法,包括如下步骤:

(1)制备高分子材料混合物

将聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯、聚己内酯按照质量比(3-5)∶(1-3)∶(1-2)均匀混合后,快速加热至115-119℃,以120-150r/min速度搅拌35-50分钟后,添加混合物质量1.5%-2%的马来酸,继续加热至123-125℃,以150-200r/min速度搅拌25-40分钟后,自然冷却至室温,即得高分子材料混合物;

(2)按照如下重量份配料:

(3)将上述所有配料在108-115℃下搅拌75-95分钟,搅拌速度为300-450r/min,使其混合均匀;

将混合物加入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的加工温度一区温度170-185℃,二区温度为180-195℃,三区温度为195-210℃,四区温度为220-235℃,五区温度为235-245℃,六区温度为225-235℃,七区温度为235-245℃,八区温度为215-230℃,主机转速为300-450r/min;挤出后冷却牵条、风干切粒,得到混合物料;

(4)将上述混合物料经料斗输入到压盖设备加热熔化后,注入模具中,上下模具合模、压塑并冷却定型、脱模,再经过切环,得到矿泉水瓶盖成型品。

(5)将上述矿泉水瓶盖成型品进行杀菌处理,得到矿泉水瓶盖。

优选的,所述杀菌处理具体工艺如下:

瓶盖进入一级冲洗杀菌区,瓶盖的盖口侧向外并在沿螺旋形瓶盖通道向下移动;

设置在螺旋形瓶盖通道外侧的喷头向瓶盖通道内的瓶盖喷射高浓度杀菌液,位于瓶盖通道上部的喷头喷射的杀菌液在与瓶盖接触后,一部分留在瓶盖上,其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶盖上,依次往下对瓶盖重复杀菌;

瓶盖离开一级冲洗杀菌区后进入二级清洗杀菌区的瓶盖通道中,瓶盖的盖口侧向前,瓶盖通道上方的喷头通过喷口喷射低浓度的杀菌液对瓶盖进行冲洗杀菌;

瓶盖离开二级清洗杀菌区后进入直线状设置的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中,瓶盖在无菌空气喷冲区内通过瓶盖通道的90度翻转段翻转90度使瓶盖的盖口侧向下,瓶盖通道上下两侧的喷头喷射无菌空气对瓶盖内外的残余杀菌液进行冲离并推动瓶盖继续前进直至瓶盖离开无菌空气喷冲区。

优选的,所述高浓度杀菌液浓度为25-30ppm,所述低浓度杀菌液的浓度为5-10ppm,所述杀菌液为次氯酸钠。

优选的,所述增塑剂选自环己烷-1,2-二羧基二异壬脂、领苯二甲酸二苯脂或葵二酸二丁酯中的一种或一种以上。

优选的,所述纳米氮化钛为经过偶联剂处理的纳米氮化钛,处理方法为,将纳米氮化钛加入偶联剂的乙醇溶液中超声分散,过滤后进行干燥,得到处理的纳米氮化钛。

优选的,所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韧剂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韧剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韧剂中的一种或两种以上。

优选的,抗氧剂为N-异丙基-N-苯基-对苯二胺、N-环己基-N’-苯基对苯二胺、N,N-二仲丁基对苯二胺中一种或多种的混合物。

优选的,抗菌剂为氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂的任意一种或者两种以上的组合。

本发明提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:(1)主料为高分子材料混合物,通过共混处理聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯和聚己内酯,能够极大的塑料的加工流变性,其拉伸强度、断裂伸长率以及抗冲击性能都很优异;(2)抗氧剂、增塑剂和增韧剂的选择及其配比,增强了塑料的加工性能,并进一步提升了塑料瓶盖的机械性能;(3)纳米氮化钛的加入降低了材料的表面电阻率,进一步提升了瓶盖的抗静电性能,改善了用户的体验;(4)通过添加抗菌剂,使改性塑料具备良好的抗菌性能,所述瓶盖在出厂之前,还经过两级的杀菌处理,以保障所述瓶盖在使用前,以及在使用中都具有较低的细菌存在率。

具体实施方式

实施例一

将聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯、聚己内酯按照质量比3∶1∶1均匀混合后,快速加热至115℃,以120r/min速度搅拌35分钟后,添加混合物质量1.5%的马来酸,继续加热至123℃,以150r/min速度搅拌25-40分钟后,自然冷却至室温,即得高分子材料混合物。

按照如下重量份配料:

所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧基二异壬脂。

所述纳米氮化钛为经过偶联剂处理的纳米氮化钛,处理方法为,将纳米氮化钛加入偶联剂的乙醇溶液中超声分散,过滤后进行干燥,得到处理的纳米氮化钛。

所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韧剂。抗氧剂为N-异丙基-N-苯基-对苯二胺。抗菌剂为氧化锌。

将上述所有配料在108℃下搅拌75分钟,搅拌速度为300r/min,使其混合均匀。

将混合物加入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的加工温度一区温度170℃,二区温度为180℃,三区温度为195℃,四区温度为220℃,五区温度为235℃,六区温度为225℃,七区温度为235℃,八区温度为215℃,主机转速为300r/min;挤出后冷却牵条、风干切粒,得到混合物料;

将上述混合物料经料斗输入到压盖设备加热熔化后,注入模具中,上下模具合模、压塑并冷却定型、脱模,再经过切环,得到矿泉水瓶盖成型品。

将上述矿泉水瓶盖成型品进行杀菌处理,得到矿泉水瓶盖。所述杀菌处理具体工艺如下:

瓶盖进入一级冲洗杀菌区,瓶盖的盖口侧向外并在沿螺旋形瓶盖通道向下移动;

设置在螺旋形瓶盖通道外侧的喷头向瓶盖通道内的瓶盖喷射高浓度杀菌液,位于瓶盖通道上部的喷头喷射的杀菌液在与瓶盖接触后,一部分留在瓶盖上,其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶盖上,依次往下对瓶盖重复杀菌;

瓶盖离开一级冲洗杀菌区后进入二级清洗杀菌区的瓶盖通道中,瓶盖的盖口侧向前,瓶盖通道上方的喷头通过喷口喷射低浓度的杀菌液对瓶盖进行冲洗杀菌;

瓶盖离开二级清洗杀菌区后进入直线状设置的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中,瓶盖在无菌空气喷冲区内通过瓶盖通道的90度翻转段翻转90度使瓶盖的盖口侧向下,瓶盖通道上下两侧的喷头喷射无菌空气对瓶盖内外的残余杀菌液进行冲离并推动瓶盖继续前进直至瓶盖离开无菌空气喷冲区。

所述高浓度杀菌液浓度为25ppm,所述低浓度杀菌液的浓度为5ppm,所述杀菌液为次氯酸钠。

实施例二

将聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯、聚己内酯按照质量比4∶2∶1均匀混合后,快速加热至117℃,以130r/min速度搅拌40分钟后,添加混合物质量2%的马来酸,继续加热至124℃,以180r/min速度搅拌30分钟后,自然冷却至室温,即得高分子材料混合物。

按照如下重量份配料:

所述增塑剂为领苯二甲酸二苯脂。

所述纳米氮化钛为经过偶联剂处理的纳米氮化钛,处理方法为,将纳米氮化钛加入偶联剂的乙醇溶液中超声分散,过滤后进行干燥,得到处理的纳米氮化钛。

所述增韧剂为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韧剂。抗氧剂为N-环己基-N’-苯基对苯二胺。抗菌剂为氧化铜。

将上述所有配料在112℃下搅拌80分钟,搅拌速度为350r/min,使其混合均匀。

将混合物加入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的加工温度一区温度175℃,二区温度为190℃,三区温度为205℃,四区温度为225℃,五区温度为240℃,六区温度为230℃,七区温度为235-245℃,八区温度为225℃,主机转速为350r/min;挤出后冷却牵条、风干切粒,得到混合物料;将上述混合物料经料斗输入到压盖设备加热熔化后,注入模具中,上下模具合模、压塑并冷却定型、脱模,再经过切环,得到矿泉水瓶盖成型品。

将上述矿泉水瓶盖成型品进行杀菌处理,得到矿泉水瓶盖。所述杀菌处理具体工艺如下:

瓶盖进入一级冲洗杀菌区,瓶盖的盖口侧向外并在沿螺旋形瓶盖通道向下移动;

设置在螺旋形瓶盖通道外侧的喷头向瓶盖通道内的瓶盖喷射高浓度杀菌液,位于瓶盖通道上部的喷头喷射的杀菌液在与瓶盖接触后,一部分留在瓶盖上,其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶盖上,依次往下对瓶盖重复杀菌;

瓶盖离开一级冲洗杀菌区后进入二级清洗杀菌区的瓶盖通道中,瓶盖的盖口侧向前,瓶盖通道上方的喷头通过喷口喷射低浓度的杀菌液对瓶盖进行冲洗杀菌;

瓶盖离开二级清洗杀菌区后进入直线状设置的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中,瓶盖在无菌空气喷冲区内通过瓶盖通道的90度翻转段翻转90度使瓶盖的盖口侧向下,瓶盖通道上下两侧的喷头喷射无菌空气对瓶盖内外的残余杀菌液进行冲离并推动瓶盖继续前进直至瓶盖离开无菌空气喷冲区。

所述高浓度杀菌液浓度为27ppm,所述低浓度杀菌液的浓度为8ppm,所述杀菌液为次氯酸钠。

实施例三

将聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯、聚己内酯按照质量比5∶3∶2均匀混合后,快速加热至119℃,以150r/min速度搅拌50分钟后,添加混合物质量2%的马来酸,继续加热至125℃,以200r/min速度搅拌40分钟后,自然冷却至室温,即得高分子材料混合物。

按照如下重量份配料:

所述增塑剂为葵二酸二丁酯。

所述纳米氮化钛为经过偶联剂处理的纳米氮化钛,处理方法为,将纳米氮化钛加入偶联剂的乙醇溶液中超声分散,过滤后进行干燥,得到处理的纳米氮化钛。

所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韧剂。抗氧剂为N,N-二仲丁基对苯二胺。抗菌剂为碳酸锂。

将上述所有配料在115℃下搅拌95分钟,搅拌速度为450r/min,使其混合均匀。

将混合物加入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的加工温度一区温度185℃,二区温度为195℃,三区温度为210℃,四区温度为235℃,五区温度为245℃,六区温度为235℃,七区温度为245℃,八区温度为230℃,主机转速为450r/min;挤出后冷却牵条、风干切粒,得到混合物料;将上述混合物料经料斗输入到压盖设备加热熔化后,注入模具中,上下模具合模、压塑并冷却定型、脱模,再经过切环,得到矿泉水瓶盖成型品。

将上述矿泉水瓶盖成型品进行杀菌处理,得到矿泉水瓶盖。所述杀菌处理具体工艺如下:

瓶盖进入一级冲洗杀菌区,瓶盖的盖口侧向外并在沿螺旋形瓶盖通道向下移动;

设置在螺旋形瓶盖通道外侧的喷头向瓶盖通道内的瓶盖喷射高浓度杀菌液,位于瓶盖通道上部的喷头喷射的杀菌液在与瓶盖接触后,一部分留在瓶盖上,其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶盖上,依次往下对瓶盖重复杀菌;

瓶盖离开一级冲洗杀菌区后进入二级清洗杀菌区的瓶盖通道中,瓶盖的盖口侧向前,瓶盖通道上方的喷头通过喷口喷射低浓度的杀菌液对瓶盖进行冲洗杀菌;

瓶盖离开二级清洗杀菌区后进入直线状设置的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中,瓶盖在无菌空气喷冲区内通过瓶盖通道的90度翻转段翻转90度使瓶盖的盖口侧向下,瓶盖通道上下两侧的喷头喷射无菌空气对瓶盖内外的残余杀菌液进行冲离并推动瓶盖继续前进直至瓶盖离开无菌空气喷冲区。

所述高浓度杀菌液浓度为30ppm,所述低浓度杀菌液的浓度为10ppm,所述杀菌液为次氯酸钠。

经测试,本发明各实例中的实施例的瓶盖(瓶盖直径为30mm,壁厚为1.5mm,高度为15mm),主要技术指标如下表所示:

由上表可知,本发明得到的瓶盖的力学性能好,具备较好力学性能,且具有较强的抗菌性能。

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