茶功能性工藝品的製造工藝方法及產品與流程
2023-12-04 23:34:56
本發明涉及一種工藝品，具體是指一種功能性工藝品,更具體地是指以茶碎末、黃片、茶梗、滯銷茶;主要是以修剪後廢棄的茶枝葉為主要原材料製造的一種茶功能性工藝品的製造工藝方法及產品。
背景技術：
一、對在先申請的闡述：
本公司獲得了在先申請號為:2016107095228、名稱為:一種茶元素功能性裝飾材料的製造工藝方法及產品的專利申請優先權。該申請提出了一種茶元素功能性材料的製造工藝方法及產品，並指出了其在各類涉茶場所和高檔場所用於裝飾文化牆、茶文化裝飾材料、茶文化內涵用具、茶文化家具、茶工藝品（茶畫、茶掛件、茶擺件）系列、典型的茶文化建築裝飾構件等多個應用領域的用途。該申請首次提出茶功能性的概念和實現的技術方法，該項目專利申請有重大的技術和市場意義，尤其對於茶產業有非常重要的意義。本公司已經投入大量資金進行研發。
但上述在先申請還來不及對該項目進行深入的研究，申請方案論述不到位，申請有重大缺陷。本專利申請提出對上述專利申請的優先權，是以上述專利申請為基礎的。本公司將構建一個茶功能性概念下的專利池，達到該項目技術發展目標，以充分保護茶功能性的概念下的技術和產品。
二、背景技術討論：
當前各種材料功能單一，用他們來製造的各類產品，在材料的性質上也就比較單一。尤其是現有的材料以及用這些材料製造的產品，在香氣本質、文化傳承的概念上沒有新的突破。還從來沒有一種能傳承發揚茶文化的茶功能性工藝品被開發、被應用。
在本申請中，對所述茶功能性工藝品的定位是：
1、在外觀性狀上要能直觀地被人們觀察認識為主要是用茶製得的產品。就是材料以及用這些材料製造的產品一眼就能看出：是茶做的。而無需通過材料分析、或生產者的介紹來認知它的主要成份。
2、要有比較明顯的茶葉固有香氣。
3、同時具備了上述兩點，茶功能性工藝品產品，才算具備茶文化傳播傳承特徵。
從以上定位分析得出這樣一個「茶功能性產品的概念」：就是在外觀性狀的表象上為茶的、有比較明顯的茶葉固有香氣的材料以及用這些材料製造的產品，叫做茶功能性產品。
按照上述慨念進行全面文獻檢索，只檢索到公告號為cn104761789a，名稱為一種茶塑餐飲器具及其製備方法的專利申請。該專利申請是用已經非常成熟的木塑、竹塑產品的工藝方法來製造茶塑餐飲器具。其權利要求如下:
1.一種茶塑餐飲器具的製備方法，其特徵在於製備步驟如下：
(1)備料：(a)製備茶副產物粉：取茶副產物，乾燥，粉碎並過100目篩，製得茶副產物粉，備用；所述茶副產物，指茶葉生產過程中產生的茶梗、茶末、茶渣和茶修剪枝；(b)烘乾高密度聚乙烯樹脂：將高密度聚乙烯樹脂，於105-110℃條件下乾燥4-5h，備用；(c)烘乾馬來酸酐接枝聚乙烯：將馬來酸酐接枝聚乙烯，於80-90℃條件下乾燥3-4h，備用;
(2)混合：按質量份數，取步驟(a)的茶副產物粉30-40份、乾燥的高密度聚乙烯樹脂基體60-70份、乾燥的馬來酸酐接枝聚乙烯6-10份，用混合機於不低於90℃的條件下混合均勻，製得混合物料；
(3)製備茶塑粉：取步驟(2)的混合物料於175℃、40r·min-1的密煉機中混合10-15min；取出冷卻至常溫，然後粉碎過20目篩，製得茶塑粉；
(4)製備茶塑餐飲器具：取步驟(3)的茶塑粉於105℃條件下乾燥4h，然後，將乾燥的茶塑粉置螺杆擠壓機中擠壓至餐飲器具的模具中成型，並冷卻至室溫即可。
2.根據權利要求1所述的一種茶塑餐飲器具的製備方法，其特徵在於所述混合：按質量份數，取步驟(a)的茶副產物粉35份、乾燥的高密度聚乙烯樹脂65份、乾燥的馬來酸酐接枝聚乙烯10份，於90℃的混合機中，300r·min-1混合15min，製得混合物料。
3.根據權利要求1所述的一種茶塑餐飲器具的製備方法，其特徵在於所述混合：取步驟(a)的茶副產物粉40kg、乾燥的高密度聚乙烯樹脂60kg、乾燥的馬來酸酐接枝聚乙烯8kg，於90℃的混合機中，300r·min-1混合20min，製得混合物料。
4.由權利要求1、2、3中的任何一種方法製備的茶塑餐飲器具。
上述專利申請中，表述了用成熟的木塑、竹塑產品的工藝方法來製造茶塑餐飲器具，我們注意到該專利申請特別提出了茶副產物粉在材料中的含量，就是權利要求2中強調的35%、以及權利要求3中強調的40%。該項目的研究過程也說明，在這種工藝方法中，茶副產物粉在材料中的含量是不能過高的。其公開發表的研究報告摘述如下：
「該項目對木塑複合材料產業以及茶產業都具有非常重要的意義。本論文以茶梗等剩餘物和高密度聚乙烯樹脂為主要原料,運用物理、化學等方法,研究明確了茶梗纖維的形貌與化學組份等基本性質。通過力學性能檢測,吸水率測定,以及熱重分析儀與電子掃描顯微鏡等儀器對茶塑複合材料的力學性能、耐水性能、流變性能、熱穩定性以及微觀結構進行了表徵與分析,從而得出了複合材料各組份的較佳配比,較適工藝流程與技術參數。並在此基礎上進行了茶塑複合材料的產品應用研究。本論文的主要研究結論如下：(1)茶梗中的纖維素、半纖維素與木質素的含量分別為9.4%、31%與9.7%,其中,纖維素與木質素和木材類原料中的含量相比明顯較低,而半纖維素含量和木材類中的幾乎接近。茶梗纖維的開始熱分解溫度為205℃左右,339.2℃左右出現最大失重速率。茶梗粉中茶梗纖維有的成束存在,有的則分散開來,整體呈現出類長方形或圓棒形。(2)茶梗粉含量為30%、目數為100目、偶聯劑mape含量為8%時複合材料的力學、耐水性能較佳,同時複合材料內部的分散性與界面相容性較好。(3)茶梗粉含量為30%時與未添加的相比,複合材料的熱穩定性差異明顯；100目複合材料的熱穩定性比20目的高；8%mape與1.8%kh-550偶聯劑的加入均可以提高複合材料的熱穩定性,但加入8%mape的熱穩定性提高更明顯。(4)通過對茶塑複合材料的微觀結構進行研究發現,茶梗粉含量為30%、目數為100目時茶梗粉與基體hdpe均結合較好；未加入偶聯劑的複合材料中,茶梗粉與基體hdpe結合併不緊密,斷層表面散布著茶梗粉顆粒,8%mape與1.8%kh-550加入後複合材料的界面相容性和分散性均得到了改善,但加入8%mape時改善效果更明顯。(5)在茶塑複合材料的應用研究方面,得出了複合材料的較佳組份配方：茶梗粉30%、目數100目、偶聯劑mape8%；確定了茶塑複合材料產品生產工藝流程；明確了本試驗的技術參數：原材料混合溫度90℃,轉速為300r·min-1混合15min；造粒輔機造粒時一、二、三段溫度設置分別為175、170、165℃,轉速為40r·min-1,注塑機的射嘴、螺杆一段與螺杆二段溫度設置分別175、170、165℃,保壓時間30s。」
作者同樣在上述項目研究報告總結中強調：在茶塑複合材料的應用研究方面,得出了複合材料的較佳組份配方：茶梗粉30%、目數100目、偶聯劑mape8%。茶梗粉30%是較佳的含量，一般不超過40%。這是注塑工藝要求本身所決定的：加入的茶粉比例過高，混塑不均勻，混合料流動性很差，也影響到注塑工藝的進行。
我公司在技術研究中也得出同樣的結論，由於茶粉來源於茶樹嫩枝葉，葉肉纖維多孔疏鬆；就是茶梗纖維，也因為細胞成熟度不夠、纖維不細密。當茶粉比例超過45%時，注塑產品質量低劣，當茶粉比例超過50%時，注塑成型已非常困難。
從以上分析可知，不論是木塑、竹塑材料，還是上述專利申請中提到的茶塑材料，加入木粉、竹粉、茶粉的目的都是為了降低塑料的使用量，達到少用化工材料的環保目的。加入茶粉後，為了達到不降低塑料產品性能的目的，強調了茶粉進行偶聯劑處理，以增強材料的強度。同時，為了茶塑材料的強度，著重強調了茶粉的使用量不能超過40%。
所以在公開的文獻中，沒有記載使茶塑材料產生新功能的論述，也沒有記載使材料產生新的功能技術手段，尤其是達到本專利申請中定位的茶功能性工藝品產品功能的技術手段，得出這種判斷是顯而易見的。
上述公開的文獻中的工藝方法所得的茶塑材料和產品，由於茶粉含量低，茶粉被塑料緊密包裹封閉，因而不能在外觀性狀上顯示出茶材料的感觀，看起來與塑料無異。注塑工藝本身也決定茶塑材料在外觀性狀上不能顯示出茶材料的感觀，這是因為注塑注料在模腔內流動時，塑料成分在腔壁表面流動阻力小，塑料成分會向腔壁匯聚，使得茶塑注塑件的外表面被塑料覆蓋，因此在外觀性狀上不能顯示出茶材料的感觀，同時，塑料注塑件是熱熔性的，不能對其進行打磨拋光處理，因而也不能通過後加工，使其在外觀性狀上顯示出茶材料的感觀；同樣，由於茶粉含量低，茶粉被塑料緊密包裹封閉，基本沒有茶香溢出。得出這種結論也是顯而易見的。
從以上論述可知，要實現所述茶功能性工藝品的性能，在技術上必須實現如下必要特徵：
1、茶粉的含量要提高。使其在外觀性狀上能直觀簡單的被人們觀察認識為主要是用茶製得的產品。就是材料以及用這些材料製造的產品一眼就能看出：是茶做的。而無需通過材料分析、或生產者的介紹來認知它的主要成分。
2、在製備工藝過程中，材料表面不能出現塑料成分匯聚現象、材料中茶顆粒不能被塑料完全包裹，才能在外觀性狀上表現為茶材料的感觀，並讓茶葉香氣溢出。
採用上述公開技術方案中茶塑注塑工藝，顯然是不能達到所述茶功能性工藝品的性能目的的。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了提供一種所述茶功能性工藝品。採用滯銷茶，或是茶葉生產中的茶葉碎末或是茶葉黃片、茶梗，尤其是以修剪茶枝葉等茶葉生產剩餘物，為主要製造材料來製造茶功能性工藝品的製造工藝方法和產品，這種新的茶功能性工藝品，具備如下特徵：
1、在外觀性狀上能直觀簡單的被人們觀察認識為主要是用茶製得的產品。
2、有比較明顯的茶葉固有香氣。
3、同時具備了上述兩點，產生豐富的茶文化傳播傳承特徵元素。
採用的技術方案是：
茶功能性工藝品的製造工藝方法，工藝步驟如下：
（1）茶主體原材料的製備：
方法一：將成品茶粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
方法二：將滯銷茶粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
方法三：進一步的，用如下方法得到較為廉價茶主體原材料：
將茶葉碎末粉碎、或者茶葉碎末、黃片、茶梗粉碎後混合，得到所述茶主體原材料；或者
方法四：更進一步的，用如下方法得到更為廉價的茶主體原材料，即對修剪得到的茶枝葉進行如下工藝處理，得到所述茶主體原材料：
工藝一：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵，再殺青、揉捻，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝二：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵再殺青，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝三：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝四：將修剪得到的茶枝葉直接殺青，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝五：將修剪得到的茶枝葉堆放至全發酵，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝六：將修剪得到的茶枝葉直接乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；
(2)原材料組合物的製備：
將上述茶主體原材料與模塑粉（熱固性樹脂粉）原料混合均勻，得到混勻組合物；茶主體原材料與模塑粉（熱固性樹脂粉）原料的質量比為(3～7)∶5；或
（3）對所述原材料組合物進行預熱；
（4）將預熱好的所述原材料組合物熱壓定型，得到所述的茶功能性工藝品。
所述模塑粉（熱固性樹脂粉）原料為含有固化劑組分、或穩定劑組分、或耐水組分、或偶聯劑組分的模塑粉（熱固性樹脂粉）原料，或為含有固化劑組分、穩定劑組分、耐水組分、或偶聯劑組分混合成分的模塑粉（熱固性樹脂粉）原料。
對所述原材料組合物進行預熱的溫度上限為135℃。
對所述原材料組合物進行熱壓定型的溫度範圍為130℃～160℃、壓力範圍為5～40mpa。
以茶為主要原料的茶功能性工藝品，採用上述製造工藝方法製成。
技術效果
上述茶功能性工藝品的製造工藝方法及產品，達到了如下發明目的：
第一、上述茶功能性工藝品的製造工藝方法產生了意想不到的技術效果，獲得的茶功能性工藝品，具備了如下茶功能性特徵：
1、在外觀性狀上能直觀簡單的被人們觀察認識為主要是用茶製得的產品。
2、有比較明顯的茶葉固有香氣。
3、同時具備了上述兩點，具有豐富的茶文化傳播傳承特徵元素，特別能受到市場的歡迎。
分析如下：
1、由於採用茶材料粉與模塑粉（熱固性樹脂粉）混合後的熱壓工藝，模塑粉（熱固性樹脂粉）尤其是固化溫度較高的三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺樹脂粉）是流動性很大的粉末，有利於材料均勻混合，其固化後枝接形成長分子鏈，有著很高強度立體網狀結構。這種組分的材料與茶塑注塑材料相比，能夠加大茶材料粉的比例，而使材料不僅具備一定的強度，體現在外觀性狀上能直觀的被人們觀察認識為主要是用茶製得的產品。茶材料粉含量高，也能夠有更多的茶香溢出。
2、由於採用茶材料粉與模塑粉（熱固性樹脂）混合後的熱壓工藝，熱壓成型過程中不存在材料的流動過程，避免了茶塑材料注塑工藝本身決定的茶塑材料在外觀性狀上不能顯示出茶材料感觀的缺陷。因為注塑注料在模腔內流動時，塑料成分在腔壁表面流動阻力小，塑料成分會向腔壁匯聚，使得茶塑注塑件的外表面被塑料覆蓋，因此在外觀性狀上不能顯示出茶材料的感觀。而茶材料粉與模塑粉（熱固性樹脂）混合後的熱壓成型過程中，在加壓到位前熱固性樹脂不融化，不會出現塑料注塑工藝那樣的流動過程，使得材料表麵茶材料粉與模塑粉（熱固性樹脂）粉的比例不會發生大的變化，避免產生茶材料產品外觀性狀上不能顯示出茶材料感觀的缺陷。
3、對於三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺樹脂粉）而言，加熱固化後呈現為無色透明性狀，即使茶材料粉含量低，也能在外觀性狀上顯示出茶材料感觀。因而茶主體原材料與模塑粉（熱固性樹脂粉）原料的質量比在(3～7)∶5範圍，也能使材料在外觀性狀上顯示出茶材料感觀。
4、此種工藝方法由於能夠加大茶材料粉的比例，模塑粉（熱固性樹脂）固化後形成的立體網狀結構，不是完全包裹封閉茶材料粉，因而能夠使茶香溢出。
第二、由於採用滯銷茶，或是茶葉生產中的茶葉碎末或是茶葉黃片、茶梗，尤其是以修剪茶枝葉等茶葉生產剩餘物，為主要製造材料來製造茶功能性工藝品，茶葉碎末或者茶葉黃片、茶梗，或滯銷茶、或修剪後得到的茶枝葉為主要原材料，來製造裝飾材料，實現了廢物利用。茶葉生產中茶葉末、茶葉黃片、茶梗分離後，一般的處理方法都是廢棄或低價出售作為一般的工業原料，修剪後的茶枝葉更是被廢棄焚燒，應用於本發明產品的生產中，實現了廢物利用，大大提高了茶葉末、茶葉黃片、茶梗，以及修剪後得到的茶枝葉的附加值。
第三、上述採用滯銷茶，或是茶葉生產中的茶葉碎末或是茶葉黃片、茶梗，尤其是以修剪茶枝葉等茶葉生產剩餘物，為主要製造材料來製造本發明產品，有效地減少了化學產品使用量，降低了白色汙染，能產生很大生態環保效益。
第四、本發明產品中茶葉副產品中含有纖維素、粗蛋白、茶多酚、胺基酸、皂甙和芳香類物質等，在一定程度上具有抑菌作用，有益於人們身體健康。
具體實施方式
舉例如下：
實施例1：
（1）茶主體原材料的製備：
方法一：將產品茶粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
方法二：將滯銷茶粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
方法三：進一步的，用如下方法得到較為廉價茶主體原材料：
將茶葉碎末粉碎、或者茶葉碎末、黃片、茶梗粉碎後混合，得到所述茶主體原材料；或者
方法四：更進一步的，用如下方法得到更為廉價的茶主體原材料，即對修剪得到的茶枝葉進行如下工藝處理，得到所述茶主體原材料：
工藝一：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵，再殺青、揉捻，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝二：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵再殺青，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝三：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝四：將修剪得到的茶枝葉直接殺青，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝五：將修剪得到的茶枝葉堆放至全發酵，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝六：將修剪得到的茶枝葉直接乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；
(2)原材料組合物的製備：
將上述茶主體原材料與三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料混合均勻，得到混勻組合物，茶主體原材料與三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料的質量比為5∶5；或
（3）對所述原材料組合物進行預熱；
（4）將預熱好的所述原材料組合物熱壓定型，得到所述的茶功能性工藝品。
三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料為含有偶聯劑組分的三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料，或為含有耐水組分、偶聯劑組分混合成分的三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）。
對所述原材料組合物進行預熱的溫度為125℃。
對所述原材料組合物進行熱壓定型的溫度為130℃、壓力為30mpa。
以茶為主要原料的茶功能性工藝品，採用上述製造工藝方法製成。
實施例2：
（1）茶主體原材料的製備：
方法一：將滯銷茶粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
方法二：進一步的，用如下方法得到較為廉價茶主體原材料：
將茶葉碎末粉碎、或者茶葉碎末、黃片、茶梗粉碎後混合，得到所述茶主體原材料；或者
方法三：更進一步的，用如下方法得到更為廉價的茶主體原材料，即對修剪得到的茶枝葉進行如下工藝處理，得到所述茶主體原材料：
工藝一：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵，再殺青、揉捻，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝二：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵再殺青，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝三：將修剪得到的茶枝葉萎凋，然後堆放至半發酵，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝四：將修剪得到的茶枝葉直接殺青，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝五：將修剪得到的茶枝葉堆放至全發酵，乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；或者
工藝六：將修剪得到的茶枝葉直接乾燥後粉碎，得到所述茶主體原材料；
(2)原材料組合物的製備：
將上述茶主體原材料與三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料混合均勻，得到混勻組合物；茶主體原材料與三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料的質量比為7∶5；或
（3）對所述原材料組合物進行預熱；
（4）將預熱好的所述原材料組合物熱壓定型，得到所述的茶功能性工藝品。
所述三聚氰胺甲醛模塑粉（密胺粉）原料含有偶聯劑組分，或含有耐水組分、偶聯劑組分混合成分。
對所述原材料組合物進行預熱的溫度為130℃。
對所述原材料組合物進行熱壓定型的溫度為155℃、壓力為40mpa。
以茶為主要原料的茶功能性工藝品，採用上述製造工藝方法製成。