制造用于食品容器的板材的方法技术

本发明专利技术涉及制造用于食品容器的板材的方法，该方法包括：在回收PET的湿薄片中加入扩链剂；将包含该扩链剂的该回收PET的薄片装入具有两个或多个排气孔的挤出机中；随着通过排气孔抽吸以脱气，熔融和捏合该回收PET的薄片，同时分子量已经被降低的该回收PET的分子链通过扩链剂互相键合以提供较高分子量，和同时，在通过水和热降解的过程中产生的乙二醇和乙醛通过该扩链剂被捕获以除去残余醛；以及将该回收PET从该挤出机挤出成为板材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造用于食品容器的板材(sheet)的方法，更特别的是，涉及利用由 PET瓶或PET盘制得的回收的PET薄片(flake)，其改善了用于食品容器的板材的性能并且使得无残留乙醛。
技术介绍
近来，由于其优异的机械强度、透明度和高的食品安全以及卫生性，以PET瓶和 PET盘为代表的由PET树脂制得的容器使用量很大。然而，一旦模塑成容器，PET树脂就会由于在模塑时的热量被解聚而切断分子链。低分子量的PET分子由此产生了降低性能。因此，回收的PET不能再次重新用作食品容器。那么，回收的PET仅再循环为纤维材料，如用于填充棉(cotton stuffing)和衣服、蛋箱(egg carton)、建筑材料或者化学再循环成一部分原始化工原材料。一些改进较低分子量PET性能的方法被提出。一种方法是通过对回收的PET薄片进行固相聚合来提供高分子量，这些薄片已经在200°C以上的温度和7kPa以下的压力下完全干燥(日本专利4013031)。另一种方法是利用改性剂，其结合较低分子链以提供高分子量(日本专利3503952、4255838和JP2006-176711A)。它也已知为无干燥下进行PET树脂的挤压成型(JP4-278310A 和 JP2004-155968A)。然而，固相聚合需要彻底干燥和干燥后长时间处于200°C以上的高温，这需要大量的设备成本和能源成本。利用改性剂的方法存在残留乙醛的问题，并且鉴于食品安全和卫生方面这也是不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用回收的PET薄片， 其改善了回收的PET树脂的性能并且使得无残留乙醛。为了解决上述问题，专利技术人热切地研究，并发现，通过在回收PET薄片中添加扩链剂并且在具有两个或更多的排气孔的挤出机中熔融和捏合这些薄片，同时抽吸以从该回收 PET中脱气(degas)水、乙醛等，即使回收PET的薄片没有变干(dry up)，较低分子量PET 的分子链也可以有效地互相键合以提供较高的分子量，并且可以捕获通过由水和热量解聚生成的乙二醇以及由乙二醇生成的乙醛，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术的包括在回收PET湿薄片中加入扩链剂；将包含扩链剂的回收PET的薄片装入具有两个或多个排气孔的挤出机内；随着通过排气孔抽吸以脱气，熔融并捏合该回收PET的薄片，同时分子量已经被降低的回收PET的分子链通过扩链剂互相键合而提供较高的分子量；同时，扩链剂捕获由水和解聚过程中产生的乙二醇和乙醛，以清除残留醛；以及从挤出机里将回收PET挤出成板材。本专利技术的一个方面，上述扩链剂有两个或多个环氧基团。本专利技术的另一个方面，上述回收PET的湿薄片在加入扩链剂之前用0. 05-0. 2wt% 的液体石蜡或蓖麻油涂覆。本专利技术的另一个方面，挤出是通过T型模口共挤出或通过膨胀工艺共挤出进行。仍然是本专利技术的另一个方面，用于食品容器的板材是通过具有回收PET层/作为接触食品的最里层设置的纯净PET层或纯净PET层/回收PET层/纯净PET层的层结构共挤出形成的。本专利技术的方法中，使用没有变干的回收PET薄片来制造用于食品容器的板材。因此，可以省去大量的用于干燥的设备成本和能源成本，并且可以便宜地生产该板材。由于在挤出机里加热和熔融之前将扩链剂加到回收PET的薄片里，较低分子量 PET的分子链可以在放入挤出机后立即通过扩链剂互相键合，以提供较高的分子量。此外， 通过水和热的解聚产生的乙二醇和由乙二醇生成的乙醛可以通过扩链剂键合到PET分子链上以捕捉它们。作为加热、熔融和挤出该回收PET的薄片的挤出机，由于使用具有两个或多个排气孔的挤出机，通过排气孔抽吸乙二醇和乙醛以从回收PET中去除它们，该乙二醇和乙醛由于挤出机内在常压下的高温处于气态。因此，与扩链剂一起作用，乙醛不会留在树脂上。 此外，由于水分也通过排气孔被抽吸去除，即使使用未干燥的湿PET薄片也没有问题发生。第一方面，由于使用了具有两个或多个环氧基团的扩链剂，在结合PET分子链的同时形成三维网状结构，从而，性能得到改善。第二方面，由于在加入扩链剂之前，用液体石蜡或蓖麻油涂覆回收的PET的薄片， 扩链剂可以均勻混合。因此不必制备母料，可以降低板材的制造成本。第三方面，由于挤出是通过T型模口共挤出或通过膨胀工艺共挤出进行，挤出模塑可以利用现有设备简单地进行。第四方面，由于纯净PET层作为最里层设置以接触食品，该回收PET层并不接触食品。附图说明图1为具有两个排气孔的挤出机的机筒部分的示意图，该挤出机适用于本专利技术的方法。1…机筒2…螺杆3…第一排气孔4…第二排气孔21…捏合部分22…密封部分具体实施例方式制造用于食品容器的板材的主要原材料是以容器或类似物形式的回收PET材料， 例如，PET瓶或盘。回收PET材料首先被筛选、粉碎和清洗。例如，回收的PET瓶、盘和类似物通过目视观察手工挑选，然后被粉碎。被粉碎的物料经历气流分级(air classification)去除标签等，经历洗涤，然后经历重选(gravity concentration)去除聚烯烃等。粉碎通过使用粉碎机、切割机等进行，以将回收PET材料粉碎成薄片，这些薄片优选具有约10-20mm 或更小的直径。粉碎的PET薄片的清洗通常首先用碱水，然后用水进行。清洗过的薄片经离心脱水，并空气干燥。在这种情况下，薄片的含湿量一般为0.3-1.0%，典型地为 0. 3-0. 5%，以重量计。将扩链剂加入到回收PET的湿薄片中。扩链剂的示例为环氧化合物，例如丙烯酸缩水甘油脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、环氧大豆油、环氧亚麻油以及类似物。优选的扩链剂具有至少两个环氧基。通过使用扩链剂，在结合PET分子链时形成了三维网络结构，其性能得到进一步地改善。优选的用量为薄片的0. 2-2%重量，并且其可以根据扩链剂的性能进行变化。在加入扩链剂之前，优选用液体石蜡、蓖麻油或类似物涂覆回收PET的薄片，优选的用量为薄片的0. 05-2%重量。液体石蜡、蓖麻油或类似物可以用亨舍尔混合器等涂覆在回收PET的薄片的表面上。通过用液体石蜡、蓖麻油或类似物涂覆薄片，扩链剂可以均勻地加入。至于扩链剂的粒径，当尺寸太小时，容易产生团块(lump)；当尺寸过大时，分布趋于不均勻。鉴于均勻混合和粘合，优选的粒径为平均约30 μ m-约300 μ m。虽然可以制备扩链剂与PET树脂的母料，但是其增加了成本。反之，通过一开始就加入扩链剂，可以节省成本。此外，即使发生解聚，由此产生的PET分子链可以立即键合。该反应可以在挤出机螺杆的全长内发生。随后，已经添加了扩链剂的回收PET的薄片被装入到具有两个或更多个的排气孔的挤出机里。薄片在挤出机里加热到熔融，并通过排气孔抽吸以脱气，优选用高真空度， 如-750mmHg或更高。图1是适用于本专利技术的具有两个或更多个的排气孔的挤出机的示意图。在图1中， 数字1表示水平设置的机筒，其中装有螺杆2。第一排气孔3和第二排气孔4形成于机筒1 的上部，将第一排气孔3设置于上游侧。机筒1的内部间隔地分为三个捏合部分21和两个密封部分22。对填充在捏合部分21的熔融树脂施加100-200kg/cm2的背压，并且对排气孔 3和4世施加-750mmHg或更大的高真空。在密封部分22中，螺纹间距比在捏本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．制造用于食品容器的板材的方法，该方法包括：在回收ＰＥＴ的湿薄片中加入扩链剂；将包含该扩链剂的该回收ＰＥＴ的薄片装入具有两个或多个排气孔的挤出机中；随着通过排气孔抽吸以脱气，熔融和捏合该回收ＰＥＴ的薄片，同时分子量已经被降低的该回收ＰＥＴ的分子链通过该扩链剂互相键合以提供较高分子量，和同时，在通过水和热降解的过程中产生的乙二醇和乙醛通过该扩链剂被捕获以除去残余醛；以及将该回收ＰＥＴ从该挤出机挤出成为板材。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小西礼一，笹内克郎，
申请(专利权)人：中本包装株式会社，
类型：发明
国别省市：JP