植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝的製作方法
2023-04-25 15:20:41
專利名稱：植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無汙染一次性快餐盒和包裝容器的生產工藝。
八十年代末期塑料工業的發展，一次性發泡塑料製造的快餐盒應運而生。它雖然具有潔白美觀、防水、防油、保溫等特點，但用後形成垃圾難以分解，入土破壞農田、土壤，燒毀有礙空氣環境，棄入江河湖泊汙染水源並破壞漁業，給地球的生態環境帶來了永久性的破壞，威脅著人類的生存，被世人稱為「白色汙染」。於是世界上許多國家已禁止或限制其生產和使用範圍，並尋求替代品。綜合目前關於快餐盒替代物的種類，大約可分為紙製品和植物纖維製品兩類。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，加入食用膠後由真空模具抄製成型，即成成品；而紙板成型即是以進口食品包裝用白紙板為原料，用類似於金屬板加工的衝壓工藝成型，或由普通紙板成型後再在表面複合一層聚乙烯，增加紙板的防油防水性能。紙類快餐盒不足之處是，紙漿的生產過程，幾乎都用氯做漂白劑，它不僅產生嚴重的水體汙染，而且其製品中還會殘留對人體健康不利的物質，成本也高難於推廣。利用植物纖維加工而成的快餐盒，原料可選用麥杆、稻杆、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、再在表面塗復耐水膠或複合一層防水膜而成。該工藝不足之處是植物纖維經粉碎後，纖維變短，生產時需加入較多的膠質，而且餐盒抗拉力差，易碎裂；另則還需在餐盒表面複合一層防水膜，增加了工藝難度，也可能導致汙染。
本發明的目的是提供一種生產過程無汙染、易分解的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝。
本發明的任務是這樣完成的，一種植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵在於其生產工序依次為選料、製漿、漿料脫色、添加助劑、成型和消毒。各道工序的細節要求分別敘述如下選料作為快餐盒用漿較好的原料，其植物纖維長度應大於1.2mm，纖維素含量在40％以上的植物均可，從植物的理化性質上看，木本植物的纖維優於草本植物。
製漿其工序依次是原料常溫水浸、汽蒸、螺旋擠壓機擠散後，經熱磨、盤磨、漿料洗滌後，再由盤磨機磨至所需叩解度。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儘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。汽蒸時的溫度在105-115℃之間，時間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，其製漿亦可採用磨石磨木機在常溫常壓下直接磨製成所需叩解度的漿料。
漿料脫色為了滿足生產出的快餐盒符合感官要求，需對原漿料進行脫色，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，基本做到對環境無汙染。根據不同的白度要求，可重複進行多次脫色工序和延長脫色時間。
添加助劑許多食品包裝製品，包括快餐盒，都要求具有很高的耐油、防水及耐溫性能。傳統工藝的耐油機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，但其負作用是大大降低了製品原有的透氣性，進而影響包裝製品的降解。本發明利用物質表面的張力原理，也即當液體的表面張力大於某種物質時，液體不能透過此物質。為此本發明提出一種聚合物助劑，其附著在纖維表面上時，密集物的表面張力小於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FC-807，4、樹脂FR-2P，5、硬脂酸，6、燒鹼，7、陽離子聚丙烯醯胺。生產工藝是在反應器內邊攪拌邊依次加入1號物質(1號是指上述的編號即硫酸鋁或明礬，下同)、5號、6號、7號、2號、3號、4號，在加料的同時充入氮氣；攪拌2-4小時後，加入燒鹼調整PH值至5.5-7.4之間，並停止攪拌，靜置1-2小時，上述反應需在150-240℃的溫度及1-5個大氣壓的條件下進行，而後在常壓下冷卻至80℃，再次調整PH值至5.5-7.4之間，即成助劑。漿料脫色後調整稀釋至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。由於本發明自製的耐油抗水劑依據表面自由能之間的關係原理將耐油抗水合二為一，大大降低了成本，提高了質量，試驗證明其性能穩定可靠。
成型經過上述預處理後的漿料，利用真空模具抄製成一定規格並有初步密實度的溼坯，並經熱壓機完成成型。在溫度和壓力的聯合作用下，使溼坯的水分蒸發，密度增加，同時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，冷卻後將纖維牢固地重新粘合起來。使快餐盒的強度大大提高。溼坯經135 °-150℃的溫度和0.25-0.4Mpa壓力下，經35-45S熱壓成型。
消毒將已成型的快餐盒經紫外線殺菌後包裝供運輸和消費使用。
本發明的特點是以植物纖維為原料，採用機械製漿，過氧化氫做脫色劑，並配以耐油抗水助劑，一次成型工藝，使產品的強度提高，而成本大大降低，與發泡塑料快餐盒價格相近，而且生產無汙染，易降解，具有很高的實用價值，並具良好的社會和環保效益。可廣泛用於餐飲業和其它包裝行業上使用，是一種較好的替代物。
下面結合具體實施例對本發明做進一步說明實例一以杉木間伐材為原料，經切片、105℃汽蒸5秒，在蒸汽壓力0.15MPa下熱磨，叩解度達37-45°，漿料濃縮至含漿料固含物10-15％(此濃度範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1.5小時脫色，白度達57-60°SB，漂後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，經真空成型，於熱壓機140℃溫度和0.3MPa壓力下，經35-45S熱壓成型，並再經紫外線殺菌後，即成製成品。實施例二以蔗渣為原料，經除髓、篩選後，入池浸泡2小時，入蒸泵、110℃蒸汽蒸6秒，進入熱磨機，蒸汽壓力0.2MPa下熱磨，叩解度達35-42°，漿料濃縮至10-15％，在常壓80℃溫度下，加入2％的H2O2，經2小時脫色，白度達55-58°SB，漂後漿料稀釋成2％，加入3‰的助劑，經真空成型，於熱壓機145℃溫度和0.35MPa壓力下，經35-45S熱壓成型，並經紫外線殺菌後，成品製成。(各比例關係與上例同)實施例三以杉木的間伐材為原料，木材切段，由磨石磨木機磨至叩解度33-42°，漿料濃縮至10-15％，在常壓、80℃溫度下，加入2％的H2O2，經1小時脫色，白度達57-60°SB，漂後漿料稀釋成2％，加入2.5％的助劑，經真空成型，於熱壓機140℃溫度和0.3MPa壓力下，經35-45S熱壓成型，並經紫外線殺菌後，成品製成。(各比例關係與例一同)在上述例子中配以各種真空模具，可生產出快餐盒、杯子、盤碟及其它包裝容器。
權利要求
1.一種植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵在於其生產工序依次為選料、製漿、漿料脫色、添加助劑、成型和消毒。
2.根據權利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵是製漿工序是指原料常溫水浸、汽蒸、螺旋擠壓機擠散後，經熱磨、盤磨、漿料洗滌後，再由盤磨機磨至所需叩解度，汽蒸時的溫度在105-115℃之間，時間4-6秒即可，而磨漿蒸汽壓力在0.15-0.25MPa之間。
3.根據權利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵是製漿亦可採用磨石磨木機在常溫常壓下直接將原料磨製成所需叩解度的漿料。
4.根據權利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵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.根據權利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵是助劑是由以下物質共聚而成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FP-150，4、樹脂FR-2P，5、硬脂酸，6、燒鹼，7、陽離子聚丙烯醯胺。
6.根據權利要求1或5所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵是添加助劑是指漿料脫色後調整稀釋至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.根據權利要求1所述的植物纖維快餐盒及包裝容器的生產工藝，其特徵是成型是指經過預處理後的漿料，利用真空模具抄製成一定規格並有初步密實度的溼坯，溼坯經熱壓機在135-150℃的溫度和0.25-0.4Mpa壓力下，經35-45S熱壓成型。
全文摘要
本發明涉及一種無汙染一次性餐盒和包裝容器的生產工藝,其特徵在於其生產工序依次為:選料、製漿、漿料脫色、添加助劑、成型和消毒。本發明的特點是以植物纖維為原料,採用機械製漿,過氧化氫做脫色劑,並配以耐油抗水助劑,一次成型工藝,使產品的強度提高,而成本大大降低,與發泡塑料快餐盒價格相近,而且生產無汙染,易降解,具有很高的實用價值,可廣泛用於餐飲業和其它包裝行業上使用。
文檔編號D21J3/00GK1251870SQ98111
公開日2000年5月3日 申請日期1998年10月16日 優先權日1998年10月16日
發明者黃祖泰, 謝擁群 申請人:福建林學院