CN106592103A

CN106592103A - 一种用秸秆生产包装材料的生产方法

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Publication number: CN106592103A
Application number: CN201610997687.XA
Authority: CN
Inventors: 赵健伟
Original assignee: Jiaxing University
Current assignee: Jiaxing University
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明涉及一种用秸秆生产包装材料的生产方法包括以下步骤：（1）秸秆预处理；（2）通过机械梳理秸秆形成短纤维束；（3）将短纤维束织构初步成型，喷涂胶黏剂；（4）将步骤（3）初步成型的半成品加热，加压。本发明有以下有益效果：1、本发明建立在干法加工基础上，不产生污水，对环境无二次污染；2、成本低、设备投入少，适合各个分散的农村地区发展；3、与本发明所制备的包装材料相比背景技术中所公开的技术可以做得薄，也可以做出各种形状适应不同的使用环境和目的；4、采用的原料可为环保可降解，对环境无影响。

Description

一种用秸秆生产包装材料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种用秸秆生产包装材料的生产方法。

背景技术

秸秆纤维是自然界中最丰富的天然高分子材料，其价格低廉、密度小，具有较高的弹性模量和拉伸强度，而它的生物降解性和可再生性是其他任何增强材料无法比拟的。在我国，对其的开发利用就目前来说还是远远不够的，绝大部分秸秆被当成废料来处理，如焚烧秸秆对空气造成污染，形成雾霾天气；如填埋等产生运输费用、人工费用和其他处理费用，而且无法产生经济效益。这会造成巨大的资源浪费。如果可以通过技术开发，充分利用其较高的弹性模量和拉伸强度等特性，以及其生物降解性、可再生性，将秸秆变废为宝，产生经济效益，形成产业链条，必然会带来极大的影响。

现有技术对秸秆再利用主要分为以下两类：

一、提取高附加值物质，例如纤维素。但是这种方式一般加工工艺长，需要投入资本多，对环境的附带污染比较严重，同时秸秆处理量小，对设备、技术等依赖严重。

二、秸秆经深度机械加工，再结合生物、化学等处理后，做成板材或包装材料，这种方式循环再利用价值更大，需求量大，处理工艺相对前者简单。但是这类应用技术中，仍有大量的实际问题。例如，有些技术将秸秆粉碎，浪费了秸秆纤维的较高弹性模量和抗拉强度的机械性能；生物或化学处理由于大量利用了水和酸碱等化学品，会产生二次污染；粉碎秸秆的固化成型利用大量的粘结剂；板材或包装材料过厚，限制了这类技术的大规模应用等。目前有以下专利公开了秸秆再利用做成板材或包装材料的技术：

CN201210437842公开了一种利用农作物秸秆的包装方法，包括以下步骤：对农作物秸秆进行灭菌处理；利用压缩机将上述灭菌处理后的一半的农作物秸秆压缩成板状；将物品包裹在另一半上述灭菌处理后的农作物秸秆内；将上述压缩机压缩的板状农作物秸秆压包裹在外层；利用农作物秸秆制作的包装绳将上述包裹板状农作物秸秆后的物品捆绑固定。这种技术制备的包装其结合力并不好。

CN201410660790公开的强化秸秆纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：1) 秸秆纤维的预处理；2) 秸秆纤维的改性；3) 秸秆纤维的混炼；4) 热压成型；5) 产品包装。通过粉碎、溶液法加微波处理秸秆，工艺复杂，用到的溶液体系会对环境会造成二次污染。尽管能解决秸秆强度问题，但上述不足带来的成本高和污染限制了这种技术的实际应用推广。

CN201610126007公开了一种环保复合型包装材料，这是一种由植物秸秆与糊状食用淀粉为原料复合成型的包装材料，所述植物秸秆与糊状食用淀粉按重量配比1:1 的比例混合搅拌后于模具中复合成型。这种技术所制成的包装材料稳定性差。另外，将秸秆粉碎，真空脱水成模，工艺复杂，而且不易将包装材料做薄。

CN201510796732公开一种生物质包装材料的生产方法，所述生产方法是以玉米秸秆和小麦秸秆等培养原料，混合均匀后进行高温灭菌，冷却后接种特定真菌菌种，然后将接种后的培养原料装入无菌包装模具内，于无菌环境中培养若干天后，再在常温条件下经干燥脱水处理得到所述生物质包装材料。技术要求高，难以大规模应用。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种用秸秆生产包装材料的制造方法。

本发明所采取的技术方案如下：一种用秸秆生产包装材料的制造方法，包括以下步骤：

（1）秸秆预处理；

（2）通过机械梳理秸秆形成短纤维束；

（3）将短纤维束织构初步成型，喷涂胶黏剂；

（4）将步骤（3）初步成型的半成品加热，加压。

其中，短纤维束织构可以为但不限于按照经纬编制或气流成网。

步骤（1）中，对秸秆预处理的方式可以为以下两种：

优选方式一，将秸秆加热、加压1~3min，然后恢复至常温。优选方式二，步骤（1）中，秸秆预处理即对秸秆喷洒柔化剂，其中，柔化剂的组成及其含量如下：

NaOH 0.2~2%；

H₂O₂ 0.2~1.5%；

Na₃PO₄ 0.2~2.5 %；

聚乙二醇 0.1~1.0%；

TritonX-100（曲拉通-100） 0.1~1.0%；

其余为水。

喷洒柔化剂的条件如下：使秸秆总体含水量在10~50%，保持2~20分钟。

优选方式一通过仅加热加压，未用到化学试剂处理，对环境无危害。优选方式二喷洒柔化剂，柔化剂中包含化学试剂，通过喷洒的方式，相比于常规的浸泡方式，可以避免大量化学污水产生，大大减少对环境的危害，这种方式处理后的秸秆其强度、韧性、可加工性等会有较大的优化。

优选地，步骤（2）中，通过机械梳理得到的短纤维束其长度为2.0~10.0厘米，宽度为0.1~1.0毫米。

优选地，步骤（2）中，秸秆与胶黏剂的质量比为：100:1~100:50，所述胶黏剂为环保胶。环保胶定义为对环境无污染，对人体无伤害或污染和伤害程度很小的胶黏剂，常见的环保胶有以下几种：1、淀粉胶:包括糊化、氧化、酯化和树脂改性淀粉胶黏剂。2、水性胶黏剂:包括水溶性和乳液型等各种无毒胶黏剂，酚醛胶和环氧胶等。3、热熔胶:包括乙酸乙烯酯热熔胶、聚乙烯热熔胶、聚酰胺热熔胶等。4、低毒或无毒胶:主要包括降低甲醛含量的脲醛胶、无“三苯”的聚氨酯和橡胶胶黏剂、更换无毒溶剂的各种胶黏剂。5、天然胶黏剂:博阿凯虫胶、紫胶、蛋白胶、阿拉伯胶、明胶等。本发明所述的环保胶可以为上述环保胶的一种或多种。

优选地，步骤（4）中，压力为100~800N/cm²，温度为60~120摄氏度。

优选地，将步骤（4）加热、加压后的产品再进行反复加压1~8次，温度为60~120摄氏度。使产品加密、加严，不容易损坏。

优选地，最后加压后的产品在温度90~250摄氏度下加热5 s ~ 1 min。使产品中的水分减少，便于后续的生产使用。

优选地，最后对成品进行消臭、消毒和杀菌。使最终成型的产品高品质地作为包装材料使用。

本发明的有益效果如下：1、本发明建立在干法加工基础上，用到的溶液量小，即便用到也是通过喷涂的方式，不产生的污水，对环境的无二次污染；2、成本低、设备投入少，适合各个分散的农村地区发展，本发明所公开的核心技术，强化液和环保胶等集中生产，其均为固体普通化学品，用量少便于运输，设备小，操作简单，设备生产易于规模化，成本低；3、本发明所制备的包装材料相比背景技术中所公开的技术可以做薄，也可以做出各种形状适应不同的使用环境和目的；4、采用的原料均为环保可降解，对环境无影响。

具体实施方式

实施例一：

（1）秸秆预处理：将秸秆加热、加压2.5 min，然后恢复至常温；

（2）通过机械梳理秸秆形成短纤维束，长度为5.5±2.0厘米，宽度为0.5~1.0毫米；

（3）将短纤维束按照经纬编制或气流成网初步成型，喷涂明胶，秸秆与明胶的质量比为100:10；

（4）将步骤（3）初步成型的半成品压缩，加热，压力为540 N/cm²，温度为95摄氏度；

（5）将半成品反复加压3次，温度为75摄氏度；

（6）加热板加热20s，温度220摄氏度；

（7）对产品进行消臭、消毒和杀菌。

成品测试，将成品用拉力机测试，测试结果如下表所示，

实施例二：

（1）秸秆预处理：对秸秆喷洒加强液，其中，加强液的组成及其含量如下：

NaOH 0.5；

H₂O₂ 0.5；

Na₃PO₄ 0.5；

聚乙二醇 0.2；

TritonX-100 0.5；

其余为水。喷洒加强液的条件如下：使秸秆总体含水量在10-~50%，保持温度85度，保持时间2.5分钟；

（2）通过机械梳理秸秆形成短纤维束，长度为5.5±2.0厘米，宽度为0.5~1毫米；

（3）将短纤维束按照经纬编制或气流成网初步成型，喷涂大豆胶，秸秆与大豆胶的质量比为100:1；

（4）将步骤（3）初步成型的半成品压缩，加热，压力为100 N/cm²，温度为120摄氏度；

（5）将半成品反复可加压1次，温度为120摄氏度；

（6）加热1min，温度90摄氏度；

（7）对产品进行消臭、消毒和杀菌。

成品测试，将成品用拉力机测试，测试结果如下表所示，

实施例三：

（1）秸秆预处理：对秸秆喷洒柔化剂，其中，柔化剂的组成及其含量如下：

NaOH 2%；

H₂O₂ 1.5%；

Na₃PO₄ 2.5 %；

聚乙二醇 1.0%；

TritonX-100 0.5%；

其余为水。喷洒柔化剂的条件如下：使秸秆总体含水量在10~50%，保持温度80~90度，保持时间20分钟；

（3）将短纤维束按照经纬编制或气流成网初步成型，喷涂蛋白胶，秸秆与蛋白胶的质量比为100:50；

（4）将步骤（3）初步成型的半成品压缩，加热，压力为800N/cm²，温度为60摄氏度；

（5）将半成品反复加压8次，温度为60摄氏度；

（6）烘箱加热5 s，温度250摄氏度；

（7）对产品进行消臭、消毒和杀菌。

成品测试，将成品用拉力机测试，测试结果如下表所示，

。

以上所述仅为本发明的实施例，并非用来限制本发明的保护范围；本发明的保护范围由权利要求书中的权利要求限定，并且凡是依发明所作的等效变化与修改，都在本发明专利的保护范围之内。

Claims

1.一种用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）秸秆预处理；

（2）通过机械梳理使秸秆形成短纤维束；

（3）将短纤维束织构初步成型，喷涂胶黏剂；

（4）将步骤（3）初步成型的半成品加热，加压。

2.根据权利要求1所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的秸秆预处理的过程如下：将秸秆加热、加压1~3min，然后恢复至常温。

3.根据权利要求1所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：步骤（1）中，秸秆预处理即对秸秆喷洒柔化剂，其中，柔化剂的组成及其含量如下：

NaOH 0.2~2%；

H₂O₂ 0.2~1.5%；

Na₃PO₄ 0.2~2.5 %；

聚乙二醇 0.1~1.0%；

TritonX-100 0.1~1.0%；

其余为水。

4.根据权利要求3所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：喷洒柔化剂的条件如下：使秸秆总体含水量在10~50%，保持2~20分钟。

5.根据权利要求1所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：步骤（2）中，通过机械梳理得到的短纤维束其长度为2.0~10.0厘米，宽度为0.1~1.0毫米。

6.根据权利要求1或5所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：步骤（2）中，秸秆与胶黏剂的质量比为：100:1~100:50，所述胶黏剂为环保胶。

7.根据权利要求1所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：步骤（4）中，压力为100~800N/cm²，温度为60~120摄氏度。

8.根据权利要求1所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：将步骤（4）加热、加压后的产品再进行反复加压1~8次，温度为60~120摄氏度。

9.根据权利要求1或8所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：最后加压后的产品在温度90~250摄氏度下加热5 s ~ 1 min。

10.根据权利要求1~8任一项所述的用秸秆生产包装材料的生产方法，其特征在于：最后对成品进行消臭、消毒和杀菌。