CN105029984B - 一种双色薄壁塑料餐具及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双色薄壁塑料餐具及其加工工艺，属于餐具技术领域。所述餐具包括本体，本体包括中间的圆形底部以及向圆形底部外周边延伸的锥形挡边，本体由多层片材叠合而成，包括上表层、下表层，片材与片材之间相互贴紧，所述的片材厚度为0.2‑0.7mm，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，所述片材由塑料制成，所述塑料包括PP型聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料。本发明的餐具由多层不同颜色的片材组合而成，强度较高且不易凹陷，使用时较方便且外观更加新颖艳丽；采用配伍合理的PP型聚丙烯塑料或聚苯乙烯塑料制成，一方面有效保证杯具长效抗菌防霉等性能，另一方面减少一次性餐具造成环境污染；采用特定参数的吸塑成型工艺加工而成，提高了餐具的最终性能。
Description
技术领域
本发明属于餐具技术领域，涉及一种双色薄壁塑料餐具及其加工方法。
背景技术
餐具，是用于盛装、分发或摄取食物的器皿和用具，其中，用于盛放食物的餐具包括碗、盘、碟、杯等类型。
餐具根据其材料可分为金属餐具、瓷器餐具、木制餐具以及塑料餐具等，其中，由塑料材料制成的餐具多以用于盛放食物的碗、盘、碟等为主，通常为一次性餐具，而现有的用于盛放食物的餐具存在以下技术问题，1、餐具多由一层塑料材料制成，强度较低，使用时容易发生凹陷情况，导致使用不方便，甚至使食物洒落，其厚度较小，易传热，使用时易发生烫伤事故；2、为了控制成本，现有的一次性餐具的材质及加工方法几乎是简单粗糙，餐具的质量及卫生情况都不能得到保证；3、一次性餐具使用后容易造成垃圾污染；4、由于同一个餐具使用的是同一种材料，因此，这些餐具的内外两个表面通常是同一种颜色，而同样的颜色，导致餐具的颜色过于单一，很难吸引顾客购买，并且降低了使用者的食欲，而作为摆设物或装饰物，其装饰效果也较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种性能好，强度高且美观的双色薄壁塑料餐具。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种双色薄壁塑料餐具，包括本体，所述本体包括中间的圆形底部以及向圆形底 部外周边延伸的锥形挡边，所述本体由多层片材叠合而成，包括上表层、下表层，片材与片材之间相互贴紧，所述的片材厚度为0.2-0.7mm，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，所述片材由塑料制成，所述塑料包括PP型聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料。
在上述双色薄壁塑料餐具中，所述上表层与下表层之间还包括加强层，加强层至少由一层片材构成。
在上述双色薄壁塑料餐具中，所述PP型聚丙烯塑料包括如下重量份的组分：PP树脂：50-80份，纳米SiO2：3-8份，纳米CaCO3：3-5份，复合抗菌防霉助剂：0.5-2份，加工助剂：1-6份，抗氧剂：0.5-1份。
本发明PP型聚丙烯塑料以PP树脂为主料进行改性处理，添加有纳米SiO2、纳米CaCO3、复合抗菌防霉助剂等组分，使制得的杯具在高温高湿的环境下仍具有稳定的抗菌和防霉效果，能长久有效地抑制和杀灭有害细菌与霉菌的生产与繁殖，长时间保持杯具的清洁卫生。同时保证PP型聚丙烯塑料优异的机械性能。此外，PP型聚丙烯塑料只需要按照成份及比例将各原料进行混炼、挤出即可，其制备方法工艺简单，条件易控，对设备要求低，在有效保证杯具长效抗菌防霉等性能稳定的同时，有效降低了生产成本，适于工业化大规模生产。
进一步优选，所述的复合抗菌防霉助剂为纳米银离子抗菌剂、香草醛类化合物、乙基香草醛类化合物、甲壳素中的一种或多种。当复合抗菌防霉助剂为纳米银离子抗菌剂时，所述纳米银的粒径为50-500nm，
在基体树脂中加入了抗菌剂纳米银，银离子接触到微生物时，造成微生物共有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，银离于穿透细胞壁进入胞内，并与SH基反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。 银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统以抑制餐具中的细菌生长，提高餐具的安全可靠性。
在上述双色薄壁塑料餐具中，所述聚苯乙烯塑料包括如下重量份的组分：聚苯乙烯树脂：10-30份，玉米淀粉：40-60份，马来酸酐E树脂：3-8份，增塑剂：0.5-3份，成核剂苯甲酸钠：0.3-0.8份，加工助剂：1-5份，抗氧剂：0.3-1.5份。
本发明聚苯乙烯塑料中同时含有聚苯乙烯树脂、玉米淀粉及马来酸酐E树脂，其中淀粉含量较高，使得餐具的生产成本较低，在使用后埋在土壤中可被土壤中的细菌、霉菌等微生物及其分泌的酶降解，不会造成环境污染。另外，用上述聚苯乙烯塑料制成的餐具生物降解度高，卫生性能和物理机械性能均能满足餐具的使用性能的要求。
进一步优选，所述增塑剂为为邻苯二甲酸酯、烷基磺酸苯酯、脂肪族二元酸酯类、环氧酯类中的一种或多种。增塑剂的加入可以增加塑性、流动性和柔性，以便于加工成型。
在PP型聚丙烯塑料和聚苯乙烯塑料中所述的加工助剂均包括分散剂、润滑剂、相容剂。
再进一步优选，所述的分散剂为石蜡、滑石粉、硅烷偶联剂中的一种或多种；所述的润滑剂为硬脂酸、脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、有机硅化合物中的一种或多种；所述的相容剂为PP-g-ST、PP-g-MAH中的一种或两种。
在PP型聚丙烯塑料和聚苯乙烯塑料中所述的抗氧剂均为酚类抗氧剂、磷类抗氧剂、硫类抗氧剂中的一种或多种。
更进一步优选，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基酚、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或多种。
上述双色薄壁塑料餐具的加工方法为：将塑料原料混合均匀并添加0-3份色粉，干燥后经塑炼挤出成各色的片材，将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中上表层与下表层的片材颜色相异， 最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品。
其中，干燥温度为100-110℃，时间为2-5小时，风量为1700-1800立方米/小时，风压为1200-1300Pa。
塑炼挤出成片材的温度为150-180℃。
吸塑成型时温度为200-300℃，吸塑机成型的速度为60-80模/分钟，吸气量为0.6-0.8立方米/分钟，气压为0.4-0.6MPa。吸塑成型过程中若温度过高会使产品有毒，无法作为餐具使用，若吸塑温度过低，则不能成型。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的餐具由多层片材组合而成，强度较高且不易凹陷，使用时较方便，食物不易洒落，其厚度较大，阻热性较好，因此，不易发生烫伤事故。
2、餐具上下两个表面的片材采用不同颜色的材料，使得杯具成型后具有内外不同颜色的两个表面，其颜色较新颖，与现有单一色彩的杯具相比，其更容易吸引消费者购买，并且能极大的勾起使用者的食欲，作为装饰品，其装饰效果较好。
3、本发明的餐具采用配伍合理的PP型聚丙烯塑料或聚苯乙烯塑料制成，一方面可以有效保证杯具长效抗菌防霉等性能稳定，有效降低生产成本，另一方面可以减少一次性餐具造成的垃圾，减小环境污染。
4、本发明塑料餐具为双色薄壁，采用吸塑成型的工艺加工而成，通过控制加工中的温度、压力、时间等因素，提高餐具的最终性能。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的立体结构示意图。
图2为本发明一较佳实施例的剖视图。
图中，100、本体；110、圆形底部；120、锥形挡边；130、上表层；140、下表层；150、加强层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
为了方便理解，本实施例中的餐具以盘子为例，但本发明中所指的餐具并不限于盘子，所有以塑料为材料且用于盛放食物的餐具均在本发明的保护范围之内，例如，碟子、碗或者杯子。
如图1、图2所示，一种双色薄壁塑料餐具，包括本体100，本体100包括中间的圆形底部110以及向圆形底部外周边延伸的锥形挡边120，本体100由多层片材叠合而成，多层叠合的结构，增加了餐具本体的强度，拿捏时，餐具本体不易变形，本体内盛装的食物不易洒落，使用方便。本体100包括有位于本体上表面的上表层130以及位于本体下表面的下表层140，该上表层130与下表层140的颜色相异，也就是说上表层与下表层由不同颜色的片材所构成，当上表层与下表层叠合形成餐具本体时，餐具本体上下表面具有不同的颜色，其装饰效果较好且更易被消费者接受，因此，其市场前景更大。片材与片材之间相互贴紧，片材的厚度为0.2-0.7mm，片材由塑料制成，所述塑料包括PP型聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料。
现有的塑料餐具厚度一般在0.8mm-1mm左右，但其为单层，而本餐具本体采用多层片材叠合而成，因此，单层片材的厚度较薄，否侧，当至少两片片材叠合在一起时，会导致餐具本体的厚度过大，造成使用成本增加，而单片片材的厚度也不宜过薄，否侧不易生产和加工，本餐具本体中，每片片材的厚度在0.2-0.7mm之间，当餐具本体的片材数量不同时，可选择不同厚度的片材，保证加工后的餐具本体的整体厚度适中，以控制生产成本，同时 保证本体的强度和质量。
如图2所示，本体100还包括有加强层150，所述加强层位于上表层130与下表层140之间，通过设置加强层,进一步增加了整个餐具本体的厚度和强度，使得餐具本体更加不易变形,且进一步增强其本体的阻热性能，此处，根据实际使用需求，加强层可以为一层片材构成，也可以为多层片材构成。
其中，作为优选，所述PP型聚丙烯塑料包括如下重量份的组分：PP树脂：50-80份，纳米SiO2：3-8份，纳米CaCO3：3-5份，复合抗菌防霉助剂：0.5-2份，加工助剂：1-6份，抗氧剂：0.5-1份。进一步优选，所述的复合抗菌防霉助剂为纳米银离子抗菌剂、香草醛类化合物、乙基香草醛类化合物、甲壳素中的一种或多种。当复合抗菌防霉助剂为纳米银离子抗菌剂时，所述纳米银的粒径为50-500nm，
作为优选，所述聚苯乙烯塑料包括如下重量份的组分：聚苯乙烯树脂：10-30份，玉米淀粉：40-60份，马来酸酐E树脂：3-8份，增塑剂：0.5-3份，成核剂苯甲酸钠：0.3-0.8份，加工助剂：1-5份，抗氧剂：0.3-1.5份。进一步优选，所述增塑剂为为邻苯二甲酸酯、烷基磺酸苯酯、脂肪族二元酸酯类、环氧酯类中的一种或多种。增塑剂的加入可以增加塑性、流动性和柔性，以便于加工成型。
在PP型聚丙烯塑料和聚苯乙烯塑料中所述的加工助剂均包括分散剂、润滑剂、相容剂。再进一步优选，所述的分散剂为石蜡、滑石粉、硅烷偶联剂中的一种或多种；所述的润滑剂为硬脂酸、脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、有机硅化合物中的一种或多种；所述的相容剂为PP-g-ST、PP-g-MAH中的一种或两种。
在PP型聚丙烯塑料和聚苯乙烯塑料中所述的抗氧剂均为酚类抗氧剂、磷类抗氧剂、硫类抗氧剂中的一种或多种。更进一步优选，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基酚、抗氧剂1010、抗氧剂1076 中的一种或多种。
作为更进一步改进，所述本体由上表层130、下表层140与加强层150通过吸塑工艺一体成型，采用一体成型的吸塑工艺，增加了餐具本体的整体性和强度，简化了工艺，提高了生产效率，同时也节约了成本，具体通过下述实施例进行说明。实施例中所述色粉为钛白、新白、铁丹等氧化物或硅酸盐或铬化物等常规的色粉，其他未进一步说明具体物的原料均为现有技术中普通常见或普通市售即可得原料，如硅烷偶联剂、脂肪酸及其酯类、有机硅化合物等。
实施例1
称取如下所述的塑料原料：PP树脂：60份，纳米SiO2：5份，纳米CaCO3：4份，复合抗菌防霉助剂：1份，加工助剂：5份，抗氧剂：0.8份，其中，复合抗菌防霉助剂为纳米银离子抗菌剂，加工助剂为1份石蜡、1份硬脂酸、1份脂肪酸及其酯类、2份PP-g-ST；抗氧剂为2,6-二叔丁基酚。
将上述塑料原料混合均匀并添加1份色粉，在温度为105℃，风量为1750立方米/小时，风压为1250Pa的条件下干燥处理3小时，然后子在160℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为200-300℃，吸塑机成型的速度为70模/分钟，吸气量为0.7立方米/分钟，气压为0.5MPa。
实施例2
称取如下所述的塑料原料：PP树脂：70份，纳米SiO2：6份，纳米CaCO3：3份，复合抗菌防霉助剂：1.2份，加工助剂：4份，抗氧剂：0.6份，其中，所述的复合抗菌防霉助剂为香草醛类化合物，加工助剂为2份滑石粉、1份脂肪酸及其酯类1份PP-g-MAH；抗氧剂为酚类抗氧剂一种或多种。
将上述塑料原料混合均匀并添加1份色粉，在温度为102℃，风量为1780立方米/小时，风压为1220Pa的条件下干燥处理4小时，然后子在170℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为220℃，吸塑机成型的速度为65模/分钟，吸气量为0.8立方米/分钟，气压为0.5MPa。
实施例3
称取如下所述的塑料原料：PP树脂：50份，纳米SiO2：8份，纳米CaCO3：5份，复合抗菌防霉助剂：2份，加工助剂：3份，抗氧剂：1份，其中，所述的复合抗菌防霉助剂为1份纳米银离子抗菌剂、1份乙基香草醛类化合物，加工助剂为1份硅烷偶联剂、1份有机硅化合物、1份PP-g-ST；抗氧剂为0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂1076。
将上述塑料原料混合均匀并添加0.5份色粉，在温度为100℃，风量为1800立方米/小时，风压为1200Pa的条件下干燥处理5小时，然后子在150℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为300℃，吸塑机成型的速度为60模/分钟，吸气量为0.6立方米/分钟，气压为0.6MPa。
实施例4
称取如下所述的塑料原料：PP树脂：80份，纳米SiO2：3份，纳米CaCO3：3份，复合抗菌防霉助剂：0.5份，加工助剂：6份，抗氧剂：0.5份，其中，所述的复合抗菌防霉助剂为甲壳素，加工助剂为1份石蜡、2份硅烷偶联剂，1份硬脂酸、1份脂肪酸酰胺、1份PP-g-MAH；抗氧剂为磷类抗氧剂中的一种或多种。
将上述塑料原料混合均匀并添加2份色粉，在温度为110℃， 风量为1700立方米/小时，风压为1300Pa的条件下干燥处理2小时，然后子在180℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为200℃，吸塑机成型的速度为80模/分钟，吸气量为0.8立方米/分钟，气压为0.4MPa。
实施例5
称取如下所述的塑料原料：聚苯乙烯树脂：20份，玉米淀粉：50份，马来酸酐E树脂：5份，增塑剂：2份，成核剂苯甲酸钠：0.5份，加工助剂：3份，抗氧剂：1.0份，其中，所述增塑剂为为邻苯二甲酸酯中的一种或多种，加工助剂为1份石蜡、滑1份硬脂酸、1份PP-g-ST，抗氧剂为酚类抗氧剂中的一种或多种。
将上述塑料原料混合均匀并添加2份色粉，在温度为108℃，风量为1780立方米/小时，风压为1280Pa的条件下干燥处理4小时，然后子在170℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为250℃，吸塑机成型的速度为70模/分钟，吸气量为0.7立方米/分钟，气压为0.5MPa。
实施例6
称取如下所述的塑料原料：聚苯乙烯树脂：30份，玉米淀粉：40份，马来酸酐E树脂：3份，增塑剂：0.5份，成核剂苯甲酸钠：0.8份，加工助剂：5份，抗氧剂：0.3份，其中，所述增塑剂为为烷基磺酸苯酯、环氧酯类中的一种或多种，加工助剂为2份硅烷偶联剂、2份有机硅化合物、1份PP-g-MAH；抗氧剂为抗氧剂1076。
将上述塑料原料混合均匀并添加1份色粉，在温度为100℃，风量为1800立方米/小时，风压为1200Pa的条件下干燥处理5小 时，然后子在150℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为300℃，吸塑机成型的速度为60模/分钟，吸气量为0.6立方米/分钟，气压为0.6MPa。
实施例7
称取如下所述的塑料原料：聚苯乙烯树脂：10份，玉米淀粉：60份，马来酸酐E树脂：8份，增塑剂：3份，成核剂苯甲酸钠：0.3份，加工助剂：4份，抗氧剂：1.5份，其中，所述增塑剂为脂肪族二元酸酯类、环氧酯类中的一种或多种，加工助剂为1份石蜡、1份硬脂酸、1份脂肪酸酰胺、1份PP-g-MAH，抗氧剂为酚类抗氧剂、磷类抗氧剂中的一种或多种。
将上述塑料原料混合均匀并添加3份色粉，在温度为110℃，风量为1700立方米/小时，风压为1300Pa的条件下干燥处理2小时，然后子在180℃下塑炼挤出成各色的片材。
将多层片材叠合在一起吸塑成型，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，最后经冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品，吸塑成型时温度为200℃，吸塑机成型的速度为80模/分钟，吸气量为0.8立方米/分钟，气压为0.4MPa。
将本发明实施例1-7中的塑料餐具与普通市售的塑料餐具进行比较，比较结果如表1所示。
表1实施例1-7中塑料餐具与与普通市售的塑料餐具的比较
综上所述，本发明双色薄壁塑料餐具与现有餐具相比，有很大程度的改进，本发明的餐具由多层片材组合而成，强度较高且不易凹陷，使用时较方便；采用配伍合理的PP型聚丙烯塑料或聚苯乙烯塑料制成，一方面可以有效保证杯具长效抗菌防霉等性能稳定，有效降低生产成本，另一方面可以减少一次性餐具造成的垃圾，减小环境污染；内外两个表面的片材采用不同颜色的材料，使得杯具成型后具有内外不同颜色的两个表面，其颜色较新颖，使餐具外观更加新颖艳丽；本发明塑料餐具为双色薄壁，采用吸塑成型的工艺加工而成，通过控制加工中的温度、压力、时间等因素，提高餐具的最终性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种双色薄壁塑料餐具，包括本体，其特征在于，所述本体包括中间的圆形底部以及向圆形底部外周边延伸的锥形挡边，所述本体由多层片材叠合而成，包括上表层、下表层，片材与片材之间相互贴紧，所述的片材厚度为0.2-0.7mm，其中构成上表层与下表层的片材颜色相异，所述片材由塑料制成，所述塑料包括PP型聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料；所述的双色薄壁塑料餐具的加工方法为：将塑料原料混合均匀并添加色粉，干燥后经塑炼挤出成各色的片材，将多层片材叠合在一起吸塑成型、冷却脱模、剪切、冲裁即可加工得双色薄壁塑料餐具成品。
2.根据权利要求1所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，所述上表层与下表层之间还包括加强层，加强层至少为一层片材构成。
3.根据权利要求1所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，所述PP型聚丙烯塑料包括如下重量份的组分：PP树脂：50-80份，纳米SiO2：3-8份，纳米CaCO3：3-5份，复合抗菌防霉助剂：0.5-2份，加工助剂：1-6份，抗氧剂：0.5-1份。
4.根据权利要求3所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，所述的复合抗菌防霉助剂为纳米银离子抗菌剂、香草醛类化合物、乙基香草醛类化合物、甲壳素中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，所述聚苯乙烯塑料包括如下重量份的组分：聚苯乙烯树脂：10-30份，玉米淀粉：40-60份，马来酸酐E树脂：3-8份，增塑剂：0.5-3份，成核剂苯甲酸钠：0.3-0.8份，加工助剂：1-5份，抗氧剂：0.3-1.5份。
6.根据权利要求5所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、烷基磺酸苯酯、脂肪族二元酸酯类、环氧酯类中的一种或多种。
7.根据权利要求3或5所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，所述的加工助剂均包括分散剂、润滑剂、相容剂，所述的分散剂为石蜡、滑石粉、硅烷偶联剂中的一种或多种；所述的润滑剂为硬脂酸、脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、有机硅化合物中的一种或多种；所述的相容剂为PP-g-ST、PP-g-MAH中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，塑炼挤出成片材的温度为150-180℃。
9.根据权利要求1所述的双色薄壁塑料餐具，其特征在于，吸塑成型时温度为200-300℃，吸塑机成型的速度为60-80模/分钟，吸气量为0.6-0.8立方米/分钟，气压为0.4-0.6MPa。
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