專利名稱：植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無污染一次性快餐盒和包裝容器的生產(chǎn)工藝。
八十年代末期塑料工業(yè)的發(fā)展，一次性發(fā)泡塑料制造的快餐盒應(yīng)運(yùn)而生。它雖然具有潔白美觀、防水、防油、保溫等特點(diǎn)，但用后形成垃圾難以分解，入土破壞農(nóng)田、土壤，燒毀有礙空氣環(huán)境，棄入江河湖泊污染水源并破壞漁業(yè)，給地球的生態(tài)環(huán)境帶來了永久性的破壞，威脅著人類的生存，被世人稱為“白色污染”。于是世界上許多國家已禁止或限制其生產(chǎn)和使用范圍，并尋求替代品。綜合目前關(guān)于快餐盒替代物的種類，大約可分為紙制品和植物纖維制品兩類。前者又可分紙漿模塑成型和紙板成型兩種不同的工藝。紙漿模塑成型，是利用全漂木漿或碎白化漿為原料，加入食用膠后由真空模具抄制成型，即成成品；而紙板成型即是以進(jìn)口食品包裝用白紙板為原料，用類似于金屬板加工的沖壓工藝成型，或由普通紙板成型后再在表面復(fù)合一層聚乙烯，增加紙板的防油防水性能。紙類快餐盒不足之處是，紙漿的生產(chǎn)過程，幾乎都用氯做漂白劑，它不僅產(chǎn)生嚴(yán)重的水體污染，而且其制品中還會(huì)殘留對人體健康不利的物質(zhì)，成本也高難于推廣。利用植物纖維加工而成的快餐盒，原料可選用麥桿、稻桿、蘆葦或其它禾本科野生植物，其工藝依次是先將植物纖維粉碎研磨、加入水和食用膠混合、模壓成型、再在表面涂復(fù)耐水膠或復(fù)合一層防水膜而成。該工藝不足之處是植物纖維經(jīng)粉碎后，纖維變短，生產(chǎn)時(shí)需加入較多的膠質(zhì)，而且餐盒抗拉力差，易碎裂；另則還需在餐盒表面復(fù)合一層防水膜，增加了工藝難度，也可能導(dǎo)致污染。
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)過程無污染、易分解的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣完成的，一種植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征在于其生產(chǎn)工序依次為選料、制漿、漿料脫色、添加助劑、成型和消毒。各道工序的細(xì)節(jié)要求分別敘述如下選料作為快餐盒用漿較好的原料，其植物纖維長度應(yīng)大于1.2mm，纖維素含量在40％以上的植物均可，從植物的理化性質(zhì)上看，木本植物的纖維優(yōu)于草本植物。
制漿其工序依次是原料常溫水浸、汽蒸、螺旋擠壓機(jī)擠散后，經(jīng)熱磨、盤磨、漿料洗滌后，再由盤磨機(jī)磨至所需叩解度。原料的水浸及汽蒸目的是使木素磺化或軟化，從而使纖維在盤磨中盡量不被切斷而分離開；多道的盤磨工序目的是使纖維分離成單根纖維。漿料洗滌是將植物纖維的浸出液過濾掉。汽蒸時(shí)的溫度在105-115℃之間，時(shí)間4-6秒即可；而磨漿蒸汽壓力在0.15-0.25MPa之間。
對原料為杉木間伐材或松木、樺木的，其制漿亦可采用磨石磨木機(jī)在常溫常壓下直接磨制成所需叩解度的漿料。
漿料脫色為了滿足生產(chǎn)出的快餐盒符合感官要求，需對原漿料進(jìn)行脫色，使其色澤潔白一致。脫色是指在取得的中濃漿料中加入重量為漿料固含物總重2％的過氧化氫，在常壓、溫度80℃以上的條件下攪拌30分鐘以上。利用過氧化氫做脫色劑，基本做到對環(huán)境無污染。根據(jù)不同的白度要求，可重復(fù)進(jìn)行多次脫色工序和延長脫色時(shí)間。
添加助劑許多食品包裝制品，包括快餐盒，都要求具有很高的耐油、防水及耐溫性能。傳統(tǒng)工藝的耐油機(jī)理是在原紙表面形成物理性障礙，使油透過的速度變慢或使之幾乎不透過，但其負(fù)作用是大大降低了制品原有的透氣性，進(jìn)而影響包裝制品的降解。本發(fā)明利用物質(zhì)表面的張力原理，也即當(dāng)液體的表面張力大于某種物質(zhì)時(shí)，液體不能透過此物質(zhì)。為此本發(fā)明提出一種聚合物助劑，其附著在纖維表面上時(shí)，密集物的表面張力小于在密集物上面的液體的表面張力值。聚合物助劑是由以下物質(zhì)共聚而成1、硫酸鋁或明礬，2、雙-N-乙基-全氟烷基磺氨基磷酸乙酯，3、樹脂F(xiàn)C-807，4、樹脂F(xiàn)R-2P，5、硬脂酸，6、燒堿，7、陽離子聚丙烯酰胺。生產(chǎn)工藝是在反應(yīng)器內(nèi)邊攪拌邊依次加入1號(hào)物質(zhì)(1號(hào)是指上述的編號(hào)即硫酸鋁或明礬，下同)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)，在加料的同時(shí)充入氮?dú)?；攪?-4小時(shí)后，加入燒堿調(diào)整PH值至5.5-7.4之間，并停止攪拌，靜置1-2小時(shí)，上述反應(yīng)需在150-240℃的溫度及1-5個(gè)大氣壓的條件下進(jìn)行，而后在常壓下冷卻至80℃，再次調(diào)整PH值至5.5-7.4之間，即成助劑。漿料脫色后調(diào)整稀釋至2-5％的纖維濃度，加入重量比為1-3‰的助劑，在常溫常壓下邊攪拌邊加入即可。由于本發(fā)明自制的耐油抗水劑依據(jù)表面自由能之間的關(guān)系原理將耐油抗水合二為一，大大降低了成本，提高了質(zhì)量，試驗(yàn)證明其性能穩(wěn)定可靠。
成型經(jīng)過上述預(yù)處理后的漿料，利用真空模具抄制成一定規(guī)格并有初步密實(shí)度的濕坯，并經(jīng)熱壓機(jī)完成成型。在溫度和壓力的聯(lián)合作用下，使?jié)衽鞯乃终舭l(fā)，密度增加，同時(shí)熱壓過程使冷凝固著在纖維表面的木素熔融，高壓下流展，使纖維表面覆蓋物之間的界面消失且融為一體，冷卻后將纖維牢固地重新粘合起來。使快餐盒的強(qiáng)度大大提高。濕坯經(jīng)135 °-150℃的溫度和0.25-0.4Mpa壓力下，經(jīng)35-45S熱壓成型。
消毒將已成型的快餐盒經(jīng)紫外線殺菌后包裝供運(yùn)輸和消費(fèi)使用。
本發(fā)明的特點(diǎn)是以植物纖維為原料，采用機(jī)械制漿，過氧化氫做脫色劑，并配以耐油抗水助劑，一次成型工藝，使產(chǎn)品的強(qiáng)度提高，而成本大大降低，與發(fā)泡塑料快餐盒價(jià)格相近，而且生產(chǎn)無污染，易降解，具有很高的實(shí)用價(jià)值，并具良好的社會(huì)和環(huán)保效益?？蓮V泛用于餐飲業(yè)和其它包裝行業(yè)上使用，是一種較好的替代物。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明實(shí)例一以杉木間伐材為原料，經(jīng)切片、105℃汽蒸5秒，在蒸汽壓力0.15MPa下熱磨，叩解度達(dá)37-45°，漿料濃縮至含漿料固含物10-15％(此濃度范圍的漿料也稱為中濃漿料，下同)，在常壓、80溫度下，加入漿料固含物總重2％的H2O2，經(jīng)1.5小時(shí)脫色，白度達(dá)57-60°SB，漂后漿料稀釋成含漿料固含物2％，加入漿料固含物總重2‰的助劑，經(jīng)真空成型，于熱壓機(jī)140℃溫度和0.3MPa壓力下，經(jīng)35-45S熱壓成型，并再經(jīng)紫外線殺菌后，即成制成品。實(shí)施例二以蔗渣為原料，經(jīng)除髓、篩選后，入池浸泡2小時(shí)，入蒸泵、110℃蒸汽蒸6秒，進(jìn)入熱磨機(jī)，蒸汽壓力0.2MPa下熱磨，叩解度達(dá)35-42°，漿料濃縮至10-15％，在常壓80℃溫度下，加入2％的H2O2，經(jīng)2小時(shí)脫色，白度達(dá)55-58°SB，漂后漿料稀釋成2％，加入3‰的助劑，經(jīng)真空成型，于熱壓機(jī)145℃溫度和0.35MPa壓力下，經(jīng)35-45S熱壓成型，并經(jīng)紫外線殺菌后，成品制成。(各比例關(guān)系與上例同)實(shí)施例三以杉木的間伐材為原料，木材切段，由磨石磨木機(jī)磨至叩解度33-42°，漿料濃縮至10-15％，在常壓、80℃溫度下，加入2％的H2O2，經(jīng)1小時(shí)脫色，白度達(dá)57-60°SB，漂后漿料稀釋成2％，加入2.5％的助劑，經(jīng)真空成型，于熱壓機(jī)140℃溫度和0.3MPa壓力下，經(jīng)35-45S熱壓成型，并經(jīng)紫外線殺菌后，成品制成。(各比例關(guān)系與例一同)在上述例子中配以各種真空模具，可生產(chǎn)出快餐盒、杯子、盤碟及其它包裝容器。
權(quán)利要求
1.一種植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征在于其生產(chǎn)工序依次為選料、制漿、漿料脫色、添加助劑、成型和消毒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征是制漿工序是指原料常溫水浸、汽蒸、螺旋擠壓機(jī)擠散后，經(jīng)熱磨、盤磨、漿料洗滌后，再由盤磨機(jī)磨至所需叩解度，汽蒸時(shí)的溫度在105-115℃之間，時(shí)間4-6秒即可，而磨漿蒸汽壓力在0.15-0.25MPa之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征是制漿亦可采用磨石磨木機(jī)在常溫常壓下直接將原料磨制成所需叩解度的漿料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征是漿料脫色是指在中濃漿料中加入重量為漿料固含物總重2％的過氧化氫，在常壓、溫度80℃以上的條件下攪拌30分鐘以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征是助劑是由以下物質(zhì)共聚而成1、硫酸鋁或明礬，2、雙-N-乙基-全氟烷基磺氨基磷酸乙酯，3、樹脂F(xiàn)P-150，4、樹脂F(xiàn)R-2P，5、硬脂酸，6、燒堿，7、陽離子聚丙烯酰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征是添加助劑是指漿料脫色后調(diào)整稀釋至2-5％的漿料固含物濃度，加入重量為漿料固含物總重1-3‰的助劑，在常溫常壓下邊加入邊攪拌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產(chǎn)工藝，其特征是成型是指經(jīng)過預(yù)處理后的漿料，利用真空模具抄制成一定規(guī)格并有初步密實(shí)度的濕坯，濕坯經(jīng)熱壓機(jī)在135-150℃的溫度和0.25-0.4Mpa壓力下，經(jīng)35-45S熱壓成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無污染一次性餐盒和包裝容器的生產(chǎn)工藝,其特征在于其生產(chǎn)工序依次為:選料、制漿、漿料脫色、添加助劑、成型和消毒。本發(fā)明的特點(diǎn)是以植物纖維為原料,采用機(jī)械制漿,過氧化氫做脫色劑,并配以耐油抗水助劑,一次成型工藝,使產(chǎn)品的強(qiáng)度提高,而成本大大降低,與發(fā)泡塑料快餐盒價(jià)格相近,而且生產(chǎn)無污染,易降解,具有很高的實(shí)用價(jià)值,可廣泛用于餐飲業(yè)和其它包裝行業(yè)上使用。
文檔編號(hào)D21J3/00GK1251870SQ98111
公開日2000年5月3日 申請日期1998年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月16日
發(fā)明者黃祖泰, 謝擁群 申請人:福建林學(xué)院