聚-l-乳酸茶包网片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于收纳绿茶、红茶或乌龙茶等茶叶的聚-L-乳酸茶包网片、其制备方法以及用所述网片制备的茶泡袋；具体的，本发明涉及用聚-L-乳酸单丝制备茶包网片以及茶泡袋。
【背景技术】
[0002]茶叶作为一种健康饮品，深受人们的喜爱。使用热水来萃取绿茶、红茶等的茶泡袋是用非织造布、纸、编织物等透水膜做成袋状来使用，特别是萃取性良好且有高级感的尼龙织物做成的茶包袋更被大众喜爱。但是，由于尼龙织物是石化产品，在自然界几乎无法降解。
[0003]因此，目前急需一种可自然降解的、非石化源的茶泡袋产品。
【发明内容】
[0004]本发明的技术目的是提供一种使用可生物降解的纤维来制备茶泡袋。本发明制造聚-L-乳酸茶包网片具有足够的单丝强力，且茶包网片或茶泡袋产品在热水或沸水中径向纤维丝两相邻间距离和玮向纤维丝两相邻间距离保持稳定、无明显变化。
[0005]发明人经过长期的研究发现，采用以淀粉制备的乳酸为原料，聚合之后经纺丝可制得聚-L-乳酸单丝，然后，由该聚-L-乳酸单丝制造用于收纳绿茶、红茶或乌龙茶等茶叶的聚-L-乳酸茶包网片和茶泡袋；该茶包网片和茶泡袋属于完全自然循环型，具有生物降解性。本发明所述茶包网片和茶泡袋完全不使用石油等化工原料，并且，其废弃物在土壤和海水中的微生物作用下，可分解成二氧化碳和水，不会污染地球环境。
[0006]如本领域普通技术人员熟知的，聚乳酸包括聚d-乳酸(I3DLA)、聚L-乳酸(PLLA)和聚dL-乳酸(PDLLA)等。经过发明人的长期研究，发明人意外发现采用聚L-乳酸(PLLA)切片纺单丝，由此制得的茶泡袋具有优良的茶泡袋所需性能。
[0007]—方面，本发明提供一种聚-L-乳酸茶包网片，其中，所述茶包网片通过以下步骤制得:
[0008](I)以聚-L-乳酸切片为原料进行纺丝，制得聚-L-乳酸单丝；
[0009](2)将聚-L-乳酸单丝进行织网；和
[0010](3)在100°C _120°C的温度下定型；
[0011]其中，所述茶包网片的径向纤维丝为35?45根/厘米，玮向纤维丝为30?40根/厘米，开口率为60%?70% ;且
[0012]所述茶包网片的径向纤维丝两相邻间距离和玮向纤维丝两相邻间距离在热水或沸水中保持基本不变。
[0013]在本发明一个实施方式中，所述聚-L-乳酸单丝的纤度为20?30D，断裂强力彡3.0cN/D、和/或断裂伸长率为18%?30%。
[0014]在本发明一个实施方式中，所述茶包网片的热水收缩率小于1%。
[0015]另一方面，本发明提供一种聚-L-乳酸茶包网片的制备方法，所述方法包括:
[0016](I)将聚-L-乳酸单丝进行织网；和
[0017](2)在100°C _120°C的温度下定型；由此制得聚_L_乳酸茶包网片。
[0018]在优选的实施方式中，所述聚-L-乳酸单丝以聚-L-乳酸切片为原料进行纺丝。
[0019]在本发明一个实施方式中，所述聚-L-乳酸茶包网片的制备方法还包括:
[0020](I)在织网前，将聚-L-乳酸单丝进行整经；和
[0021](2)在定型之后进行热熔分切。
[0022]在本发明一个实施方式中，所述纺丝在以下条件下进行:
[0023](I)纺丝温度为210?220°C ;且
[0024](2)牵伸倍数为4.5?5.5倍。
[0025]在本发明中，使用所述方法制得的聚-L-乳酸单丝的纤度为20?30D，断裂强力彡3.0cN/D、以及断裂伸长率为18 %?30 %。
[0026]在本发明一个实施方式中，所述聚-L-乳酸切片进行干燥处理后进行熔融纺丝:结晶温度控制在100?110°C之间，干燥温度控制在110?130°C之间。
[0027]在本发明一个实施方式中，所述纺丝在以下条件下进行:冷却区设定为35?45°C，螺杆各区温度控制在200?215°C，以及联苯加热气相温度控制在205?220°C;优选的，预前压力在5?1Mpa之间。
[0028]在本发明一个实施方式中，所述织网选用的钢筘为32.5#?42.5#，玮密为28.5根/厘米?38.5根/厘米。
[0029]在本发明一个实施方式中，所述定型通过以下方式进行:
[0030](I)任选的采用2次超声波热水箱对茶包网片表面油剂进行预清洗；
[0031](2)任选的经过I次蒸馏水热水箱和I次蒸馏水冷水箱对茶包网片进行清洗；
[0032](3)经过设定温度为100_120°C的定型机，对茶包网片进行定型。
[0033]在本发明中，术语“乳酸”从玉米等可再生天然物质中发酵制取，是一种近年来人们十分关注发展较快的有机酸。乳酸的学名为2—羟基丙酸，分子内有一个不对称碳原子，存在右旋(D)乳酸和左旋(L)乳酸两种旋光对应异构体。
[0034]在本发明中，术语“聚-L-乳酸切片”是指由左旋(L)乳酸单体聚合而成的聚-L-乳酸(PLLD)切片，通常购自美国NatureWorks公司。其主要物性是一种可完全生物降解的聚合物，降解产物是二氧化碳和水，不会对环境产生污染，并且来源广泛。
[0035]在本发明中，术语“径向纤维丝”是指织物生产过程中，由经轴产生的纤维丝，同卷网长度方向。
[0036]在本发明中，术语“玮向纤维丝”是指与径向纤维丝垂直的纤维丝，同卷网幅宽方向。术语“开口率”是指织物正面投影中孔隙面积与总面积的百分比。
[0037]在本发明中，术语“热水收缩率”是指把成品茶包网放在沸水中煮30min后，网的煮沸前后长度差的百分比，体现了产品放在热水中保持网孔尺寸稳定性能，检测方法是测定网的煮沸前后长度，并计算出长度差的百分比，也即收缩率。
[0038]在本发明中，术语“纺丝温度”是指纺丝过程中，螺杆挤出机中加热温度。
[0039]在本发明中，术语“牵伸倍数”是指纤维在纺丝过程，将长丝导入牵伸盘中，两组速度不同牵伸盘的速度比，使产品得到良好的取向度、结晶度，从而得到工艺的强力及伸长率。
[0040]在本发明中，术语“纤度”是指纤维粗细，其中，D(旦尼尔)是表示纤维粗细的单位之一，是指9000米长度纤维的重量克数；其测量方式是用缕纱测长仪测量90米标准纤维长度并用天平称其克重量，再转化为9000米纤维长度的克重量。
[0041]在本发明中，术语“断裂强力”是指在规定条件下，对单丝进行拉伸，记录断裂时的数值，再除以产品的纤度即为产品断裂强力，其中，单位是cN/D(厘牛/旦);其测量方法是用单丝强力机测试500mm长的纤维，以500mm/min的速度勾速拉伸，记录断裂时的最大值；术语“断裂伸长率”是指纤维断裂前后长度差的百分比，测量方法是测量纤维断裂前后的长度，并计算出长度差的百分比，也即伸长率。
[0042]在本发明所述聚-L-乳酸切片进行干燥处理中，术语“结晶温度”是指为了防止切片在干燥箱中出现结块影响纺丝，所以切片在进入干燥箱前需先进行结晶处理，用热风去除切片表面及内部的水份，此时的热风温度即为结晶温度。
[0043]具体来说，本发明提供一种聚-L-乳酸茶包网片，所述网片通过以下步骤或仅由以下步骤制得:
[0044](I)对作为原料的聚-L-乳酸切片进行干燥处理，优选地，结晶温度控制在100?110°C之间，干燥温度控制在110?130°C之间；
[0045](2)将干燥后的聚-L-乳酸切片进行纺丝，制得聚-L-乳酸单丝；优选地，将制得的聚-L-乳酸单丝进行整经；
[0046](3)将聚-L-乳酸单丝进行织网；
[0047](4)在100°C _120°C的温度下定型；和
[0048](5)进行热熔分切，制得聚-L-乳酸茶包网片；
[0049]其中，所述茶包网片的径向纤维丝为35?45根/厘米，玮向纤维丝为30?40根/厘米，开口率为60%?70%。在本发明中，所述茶包网片或由此制得的茶泡袋产品在热水或沸水中保持丝间距稳定，即，径向纤维丝两相邻间距离和玮向纤维丝两相邻间距离基本不变。在优选的实施方式中，所述茶包网片的热水收缩率小于1%。在优选的实施方式中，本发明聚-L-乳酸单丝的纤度为20?30D，断裂强力多3.0cN/D、以及断裂伸长率为18%?30%。
[0050]本发明还提供所述聚-L-乳酸茶包网片的制备方法，包括或由以下步骤组成:
[0051](I)对作为原料的聚-L-乳酸切片进行干燥处理，优选地，结晶温度控制在100?110°C之间，干燥温度控制在110?130°C之间；
[0052](2)将干燥后的聚-L-乳酸切片进行纺丝，制得聚-L-乳酸单丝；优选地，将制得的聚-L-乳酸单丝进行整经；
[0053](3)将聚-L-乳酸单丝进行织网；
[0054](4)在100°C _120°C的温度下定型；和
[0055](5)进行热熔分切，制得聚-L-乳酸茶包网片。
[0056]在本发明中，所述纺丝条件如下:
[0057](I)纺丝温度为210?220°C ;和
[0058](2)牵伸倍数为4.5?5.5倍。
[0059]在一个实施方式中，所得聚-L-乳酸单丝的纤度为20?30D，断裂强力多3.0cN/D、和/或断裂伸长率为18%?30%。
[0060]在本发明中，所述纺丝在以下设备条件下进行:冷却区设定为35?45°C，螺杆各区温度控制在200?215°C，以及联苯加热气相温度控制在205?220°C;优选的，预前压力在5?1Mpa之间。
[0061]在本发明中，所述定型可以通过以下方式进行:
[0062](I)采用2次超声波热水箱对茶包网片表面油剂进行预清洗；
[0063](2)经过I次蒸馏水热水箱和I次蒸馏水冷水箱对茶包网片进行清洗；和
[0064](3)经过设定温度为100_120°C的