CN106894278A - 一种竹纤维纸杯及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹纤维纸杯及其生产工艺，其技术方案要点是包括杯体，其特征是：所述杯体包括有第一基层、第二基层及设置在第一基层和第二基层之间的中间层，所述第一基层和第二基层材质包括有如下重量份数的组分：25~40份漂白的竹纤维浆，5~10份淀粉，1~5份壳聚糖，1~5份的滑石粉，1~2份分散剂；所述中间层材质包括有如下重量份数的组分：55~70份植物纤维浆，3~5份碳纤维，1~5份壳聚糖，1~5份的滑石粉，1~2份分散剂。通过上述设置，第一基材层和第二基材层使用竹纤维浆生产，竹纤维浆既具备环保性，而且由于竹纤维本身含有的竹琨，具有优良的抗菌、抑菌、无异味的特点，而中间层的植物纤维也能够具备环保性，同时作为纸杯用纸使用时比较安全。

Description

一种竹纤维纸杯及其生产工艺
技术领域
本发明涉及纸杯领域，特别涉及一种竹纤维纸杯及其生产工艺。
背景技术
日常生活中，一次性水杯被广泛使用，普通的纸杯是把用化学木浆制成的原纸(白纸板)进行机械加工、粘合所做得的一种纸容器，虽然其使用方便、成本低廉，但是在制作过程中会消耗大量木材，不利于生态环保；而普通的塑料杯含有不可降解的聚苯乙烯，在喝完后，随手就把杯子扔了，也使得这种一次性塑料杯成为了“白色污染”的主要来源。所以亟需开发一种新的材质的制备代替原有的化学木浆纸杯或塑料杯，提高制备的环保性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种竹纤维纸杯，该竹纤维纸杯具备优良的环保性，竹纤维可再生性强，符合可持续发展性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种竹纤维纸杯，包括杯体，所述杯体包括有第一基层、第二基层及设置在第一基层和第二基层之间的中间层，所述第一基层和第二基层材质包括有如下重量份数的组分：漂白的竹纤维浆25～40份，5～10份淀粉，1～5份壳聚糖，1～5份的滑石粉，1～2份分散剂；
所述中间层材质包括有如下重量份数的组分：植物纤维浆55～70份，3～5份碳纤维，1～5份壳聚糖，1～5份的滑石粉，1～2份分散剂。
通过上述技术方案，第一基层和第二基层选择的竹纤维浆是由于其原料为竹子，竹子的生长周期短，从种植到采伐只需要3～4年的时间，在间隔3～4年便可年年采伐，符合绿色环保的要求，而且纸纤维中具有天然成分“竹琨”，独具抗菌、抑菌、无异味的特点，符合健康环保消费的需要；而加入的淀粉能够被纤维裹住，然后凝化，从而能够提高纸张的挺度、紧度、撕裂度和层间结合强度，并大大降低纸张的透水性；壳聚糖的加入能够起到粘结的作用效果使得组分中的填料能够更好地与竹纤维浆分散均匀，形成的原纸强度高，挺度高，而且具有抑制细菌的作用；加入的滑石粉作为填料使用，一方面能够减少成本，另一方面也能够增强结构的强度，其与壳聚糖和分散剂相互配合，能够更加均匀的分布在竹纤维内，增强了材料的整体强度；而加入的分散剂，则能够减少组分的结块的现象，同时也使得滑石粉，淀粉、壳聚糖分散均匀，使得生成的竹纤维纸整体性能优良；中间材质层加入的植物纤维能降低经济成本，其中加入的碳纤维能够与植物纤维相互交联使得材料的结构强度更加优良，壳聚糖、滑石粉、分散剂能够在中间材质层起到与第一基层和第二基层同样的作用效果，而同时使用的植物纤维和碳纤维共同作用能够实现良好的杯身挺度，植物纤维能够减少对木材的砍伐同样具备环保性。
本发明进一步设置为：所述第一基层和第二基层和中间层的分散剂均选择耐水性聚乙烯醇和硬脂酸钙中的一种或两种。
通过上述技术方案，耐水性聚乙烯醇分子链上含有大量羟基，具有良好的水溶性，同时还具有良好的水溶性、成膜性、粘结力和乳化性，有卓越的耐油质和耐溶剂性能，在第一基层、第二基层和中间层的材质中添加形成非常坚韧、耐撕裂的膜，膜的耐磨性优良，也能促进组分中的各种物质混合分散均匀，形成的纸张均匀度好，而添加的硬脂酸钙既可以作为分散剂起到挡水的作用效果，同时还能在造纸中起到防水剂的作用；而当聚乙烯醇和硬脂酸钙共同作用时，能够使得纸张体系的热稳定性进和耐水性能明显增强。
本发明进一步设置为：所述植物纤维将包括长纤维针叶木浆、短纤维阔叶木浆、蔗渣短纤维浆和马尾松长纤维浆中的两种或两种以上。
通过上述技术方案，植物纤维选择为长短不一致的纤维能够使得在造纸的过程中长短纤维相互交联，形成结构稳定的网状结构，则结构强度更高。
本发明的又一发明目的，一种竹纤维纸杯的生产工艺，包括有如下的制备步骤，
步骤1：浆料的制备
第一基层浆料和第二基层浆料制备，
a.按照重量份数称取竹纤维25～40份，加入至打浆机中使纤维两头分丝，形成毛绒状；
b.在a中的打浆机中按照重量份数加入1～5份的滑石粉混合均匀后继续按照重量份数加入5～10份淀粉，1～5份壳聚糖，1～2份耐水性聚乙烯醇，浆料混合均匀；
中间层浆料的制备：
c.按照重量份数称取植物纤维浆55～70份，3～5份碳纤维加入打浆机中进行纤维疏解；
d.在向疏解后的植物纤维将中加入1～5份的滑石粉混合均匀后继续加入1～5份壳聚糖，1～2份耐水性聚乙烯醇，打浆均匀；
步骤2：原纸的制备
将第一基层浆料、第二基层浆料和中间层浆料加入至造纸机的两个料斗内进行纸张抄造，形成原纸；
步骤3：纸杯的制备加工成型
e.对原纸的正和/或反面进行淋膜处理；
f.模切，淋膜后的原纸利用模具切割呈形状大小均一的扇形纸片；
g.成型，利用纸杯成型机经超声波粘合形成纸筒、纸筒传输到位、杯底成型、纸筒上送、翻底调节、底部滚花、杯口卷边、成品下卸、计数检测、成品收集形成竹纤维纸杯。
通过上述技术方案，同时将浆料加入造纸机中就能实现第一基层浆料和第二基层浆料与中间层料将接处处发生交联，则就能够形成三层结构的纸张，然后在经过淋膜处理能够增强纸张的防水性能，在使用时就具有优良的防水性能，挺度足够。
本发明进一步设置为：步骤1中的第一基层浆料、第二基层浆料和中间层浆料的打浆浓度均为2.8～3.2％。
通过上述技术方案，打浆浓度设置在该范围内能够实现生产出纸张的均匀度及结构强度，挺度足够，性能优良。
本发明进一步设置为：步骤3中的淋膜的浆料包括有如下重量份数的组分，10～15份聚乙烯和3～7份聚乳酸。
通过上述技术方案，加入的聚乙烯能够起到防水的作用效果，同时使得纤维纸的表面更加光滑，然后组分中加入的聚乳酸具有可降解的性能，则聚乳酸与聚乙烯共混能够一方面能够减少聚乙烯的使用，另一方面也能够降低成本，在共同使用时，相互作用既能够产生防水的效用，而且还能够降解。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
1、使用竹纤维浆生产的纸杯原纸的第一基材层和第二基材层，竹纤维浆既具备环保性，而且由于竹纤维本身含有的竹琨，具有优良的抗菌、抑菌、无异味的特点，则使用比较安全；
2、中间层的材质选用植物纤维既能够降低成本而且同样具备环保性；
3、淋膜的材料选用两种组分的共同的作用，能够减少不可降解材料的使用量，而且增加了纸杯的环保性。
附图说明
图1为实施例1的整体结构图，旨在表示各层间的位置关系。
附图标记：1、杯体；11、第一基层；12、第二基层；13、中间层。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种竹纤维纸杯，如图1所示，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，25份漂白的竹纤维浆，5份淀粉，1份壳聚糖，1份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，30份长纤维针叶木浆，25份短纤维阔叶木浆，3份碳纤维，1份壳聚糖，1份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇。
实施例2
一种竹纤维纸杯，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，25份漂白的竹纤维浆，5份淀粉，1份壳聚糖，1份滑石粉，2份耐水性聚乙烯醇；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，30份长纤维针叶木浆，25份短纤维阔叶木浆，3份碳纤维，1份壳聚糖，1份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇。
实施例3
一种竹纤维纸杯，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，28份漂白的竹纤维浆，6份淀粉，2份壳聚糖，2份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇和1份硬脂酸钙；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，30份长纤维针叶木浆，25份短纤维阔叶木浆，10份蔗渣短纤维浆，3份碳纤维，1份壳聚糖，1份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇。
实施例4
一种竹纤维纸杯，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，32份漂白的竹纤维浆，7份淀粉，3份壳聚糖，3份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇和1份硬脂酸钙；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，25份长纤维针叶木浆，15份短纤维阔叶木浆，10份蔗渣短纤维浆，10份马尾松长纤维浆，3份碳纤维，1份壳聚糖，1份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇。
实施例5
一种竹纤维纸杯，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，36份漂白的竹纤维浆，8份淀粉，4份壳聚糖，4份的滑石粉，2份耐水性聚乙烯醇；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，30份长纤维针叶木浆，20份短纤维阔叶木浆，10份蔗渣短纤维浆，10份马尾松长纤维浆，4份碳纤维，4份壳聚糖，4份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇和1份硬脂酸钙。
实施例6
一种竹纤维纸杯，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，38份漂白的竹纤维浆，9份淀粉，5份壳聚糖，5份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇和1份硬脂酸钙；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，30份长纤维针叶木浆，20份短纤维阔叶木浆，10份蔗渣短纤维浆，10份马尾松长纤维浆，3份碳纤维，5份壳聚糖，5份的滑石粉，1份耐水性聚乙烯醇。
实施例7
一种竹纤维纸杯，包括杯体1，杯体1包括有第一基层11、第二基层12及设置在第一基层11和第二基层12之间的中间层13；
其中，第一基层11和第二基层12材质包括如下重量份数的组分，40份漂白的竹纤维浆，10份淀粉，4份壳聚糖，4份的滑石粉，2份耐水性聚乙烯醇；
中间层13材质包括有如下重量份数的组分，30份长纤维针叶木浆，20份短纤维阔叶木浆，10份蔗渣短纤维浆，10份马尾松长纤维浆，5份碳纤维，4份壳聚糖，4份的滑石粉，2份耐水性聚乙烯醇。
实施例8
一种竹纤维制备的生产工艺
步骤1：浆料的制备，
第一基层浆料和第二基层浆料制备，
a.按照重量份数称取实施1-7中的竹纤维，加入至打浆机中使纤维两头分丝，形成毛绒状；
b.在a中的打浆机中按照重量份数加入滑石粉混合均匀后继续按照重量份数加入淀粉，壳聚糖，耐水性聚乙烯醇，硬脂酸钙，浆料混合均匀；
中间层浆料的制备
c.按照重量份数称取植物纤维浆，碳纤维加入打浆机中进行纤维疏解；
d.在向疏解后的植物纤维将中加入滑石粉混合均匀后继续加入壳聚糖，耐水性聚乙烯醇，打浆均匀；
步骤2：原纸的制备
将第一基层浆料和第二基层浆料及中间层浆料加入至造纸机的两个料斗内进行纸张抄造，形成原纸；
步骤3：纸杯的制备加工成型
e.对原纸的正和/或反面进行淋膜处理，淋膜的浆料包括有如下重量份数的组分，15份聚乙烯和6份聚乳酸；
f.模切，淋膜后的原纸利用模具切割呈形状大小均一的扇形纸片，
g.成型，利用纸杯成型机经超声波粘合形成纸筒、纸筒传输到位、杯底成型、纸筒上送、翻底调节、底部滚花、杯口卷边、成品下卸、计数检测、成品收集形成竹纤维纸杯。
实验检测
按照GB/T 27590-2011《纸杯(附标准修改单1)》对纸杯的渗漏性能和杯身挺度进行检测；
按照GB/T5009.78的标准对纸杯重金属含量、荧光性物质、脱色实验和微生物含量进行测定；
按照GB/T5009.60的标准对纸杯的蒸发残渣、高锰酸钾消耗量进行测定。
纸杯的渗漏性能指标：其底部和侧面均不应漏水、渗水；
杯身挺度≥2.1N；
重金属含量：铅≤5.0mg/kg，砷≤1.0mg/kg；
荧光性物质：(254nm及365nm)100cm2为5；
脱色实验：在水中或者乙醇中浸泡液不应有颜色；
微生物含量：不得检出沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、溶重性链球菌；单场杆菌含量≤30g；
蒸发残渣：蒸发残渣1表示在表示不同浸泡液中的溶出量，在4％乙酸中、60℃下，蒸发2h时≤30mg/L；蒸发残渣2表示在正己烷中20℃下，蒸发2h时≤30mg/L；
高锰酸钾消耗量：用浸泡液浸泡后，测定其高锰酸钾消耗量，表示可溶出有机物质的含量；结果值≤10mg/L。
表1实施例1～7的组分按照实施例8的实验步骤制得纸杯的实验检测结果
通过对比实施例1～7的检测结果，发现实施例的1～7的检测结果均符合标准所规定的检测结果。其中实施例5的纸杯各项检测结果均比较优良，所以优选实施例5作为优选实施例。
对比例1
对比例1与实施例5的区别在于对比例1的第一基材层和第二基材层中不含有滑石粉，其他均与实施例5保持一致；
隧比例2
对比例2与实施例5的区别在于对比例1的第一基材层和第二基材层中不含有壳聚糖，其他均与实施例5保持一致；
对比例3
对比例3与实施例5的区别在于对比例1的第一基材层和第二基材层中不含有滑石粉和壳聚糖。
表2对比例1～3的实验检测结果
对比上述对比例1～2与实施例5的实验检测结果，发现在组分中不含有滑石粉或壳聚糖时纸杯的挺度和蒸发残渣均发生改变，而对比例3中在组分中同时不含有滑石粉和壳聚糖时，纸杯的挺度和蒸发残渣均发生更大的改变，从结果上看较同时含有滑石粉和壳聚糖是存在很大的差异，纸杯的性能下降很多较加和效果的2倍还小，则说明滑石粉和壳聚糖之间存在配合的作用效果，壳聚糖溶解后能够使得滑石粉粘附的牢固，而且还能够避免掉粉现象，另外滑石粉与壳聚糖交联能够使纸杯的结构强度增加。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种竹纤维纸杯，包括杯体(1)，其特征是：所述杯体(1)包括有第一基层(11)、第二基层(12)及设置在第一基层(11)和第二基层(12)之间的中间层(13)，所述第一基层(11)和第二基层(12)材质包括有如下重量份数的组分：25~40份漂白的竹纤维浆，5~10份淀粉，1~5份壳聚糖，1~5份的滑石粉，1~2份分散剂；
所述中间层(13)材质包括有如下重量份数的组分：55~70份植物纤维浆，3~5份碳纤维，1~5份壳聚糖，1~5份的滑石粉，1~2份分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种竹纤维纸杯，其特征是：所述第一基层(11)和第二基层(12)和中间层(13)的分散剂均选择耐水性聚乙烯醇和硬脂酸钙中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种竹纤维纸杯，其特征是：所述植物纤维将包括长纤维针叶木浆、短纤维阔叶木浆、蔗渣短纤维浆和马尾松长纤维浆中的两种或两种以上。
4.一种竹纤维纸杯的生产工艺，其特征是：包括有如下的制备步骤，
步骤1：浆料的制备
第一基层浆料和第二基层浆料制备，
a.按照重量份数称取竹纤维25~40份，加入至打浆机中使纤维两头分丝，形成毛绒状；
b.在a中的打浆机中按照重量份数加入1~5份的滑石粉混合均匀后继续按照重量份数加入5~10份淀粉，1~5份壳聚糖，1~2份耐水性聚乙烯醇，浆料混合均匀；
中间层浆料的制备：
c.按照重量份数称取植物纤维浆55~70份，3~5份碳纤维加入打浆机中进行纤维疏解；
d.在向疏解后的植物纤维将中加入1~5份的滑石粉混合均匀后继续加入1~5份壳聚糖，1~2份耐水性聚乙烯醇，打浆均匀；
步骤2：原纸的制备
将第一基层浆料、第二基层浆料和中间层浆料加入至造纸机的两个料斗内进行纸张抄造，形成原纸；
步骤3：纸杯的制备加工成型
e.对原纸的正/或反面进行淋膜处理；
f.模切，淋膜后的原纸利用模具切割呈形状大小均一的扇形纸片；
g.成型，利用纸杯成型机经超声波粘合形成纸筒、纸筒传输到位、杯底成型、纸筒上送、翻底调节、底部滚花、杯口卷边、成品下卸、计数检测、成品收集形成竹纤维纸杯。
5.根据权利要求4所述的一种竹纤维纸杯的生产工艺，其特征是：步骤1中的第一基层浆料、第二基层浆料和中间层浆料的打浆浓度均为2.8~3.2%。
6.根据权利要求4所述的一种竹纤维纸杯的生产工艺，其特征是：步骤4中的淋膜的浆料包括有如下重量份数的组分，10~15份聚乙烯和3~7份聚乳酸。
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Denomination of invention: Bamboo fiber paper cup and its production process

Effective date of registration: 20211029

Granted publication date: 20181012

Pledgee: Zhejiang Tailong commercial bank Taizhou branch of Limited by Share Ltd.

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