CN106977969A - 抗菌防霉木纤维砧板及其制备方法 - Google Patents

抗菌防霉木纤维砧板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抗菌防霉木纤维砧板及其制备方法，所述抗菌防霉木纤维砧板由纳米银附着在基材表面构成，按质量分数计，包括纳米银1~10%和基材90~99%；所述基材，按重量份数计，包括木纤维85%~95%、木质素1~5%和水性树脂1~10%。本发明的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，采用木纤维作为基材，附着纳米银作为抗菌剂，实现制备的抗菌防霉木纤维砧板具有防霉、抗菌抑菌、不易开裂等功效。

Description

抗菌防霉木纤维砧板及其制备方法
技术领域
本发明属于厨房用具技术领域，具体涉及一种抗菌防霉木纤维砧板，进一步涉及该抗菌防霉木纤维砧板的制备方法。
背景技术
砧板，又称菜板、菜墩，是人们用来切剁肉类、蔬菜等食品不可缺少的厨房用具，传统的砧板多为木质、竹质砧板，优点天然、密度高、无毒、耐腐蚀。缺点为笨重、吸水性大、易霉烂变质，且表面硬度低，易产生刀痕，起屑掉渣，表面出现下凹，加之木头本身易受潮裂缝，藏污纳垢，极易滋生细菌、霉菌等致病性微生物，污染食物，严重危害人体健康。随着科技的发展，塑料砧板重量轻，吸水性小、形态美观，表面毛细孔小且不会受潮开裂，不易霉变，使用寿命长等优点，被越来越多的人们所喜欢。但其仍不具有抗菌、防霉效果，且结构强度较弱，在切剁时砧板表面会留下很多刀痕，刀痕处容易淤塞所处理食物的碎屑且不易清理干净，极易滋生、繁殖大量的有害细菌，这给人们的健康和环境都会造成极大的危害。另外，木质、竹质和塑料砧板在加工过程中均需添加甲醛、胶水、塑化剂等化学物质，对人们健康造成一定的担忧。随着人们对健康与环境意识日益增强，砧板的安全卫生和砧板的构成成分已成为大家关注的课题，抗菌防霉木纤维砧板就此应运而生。
CN201410387767.4涉及一种塑料砧板，该塑料砧板由以下重量份数的成分组成：聚丙烯：40-60份，玻璃纤维：5-8份，纳米无机粉体：5-8份，偶联剂：1-3份，相容剂：1-3份，增韧剂：3-5份，纳米银：3-5份，阻燃剂：8-15份，抗氧剂：0.5-1份。其制备方法包括配料混合、挤出造粒、挤出成片材、截断成长条、长条两两粘合、印刷图案和切片制得塑料砧板。该专利制得的塑料砧板具有阻燃和抗菌性能，但砧板的构成成分仍存在大量的化学物质，没有解决人们对健康的担忧问题，具有一定的局限性。
CN201510512749.9提供了一种抗菌耐切剁塑料砧板及其制备方法，该塑料砧板的原料配方按重量百分比计为：聚合物70～90％，天然抗菌剂5～17％，耐切剁剂3～8％，偶联剂2～5％；所述天然抗菌剂是由重量百分含量75～90％的黄土粉、3～9％的金银花叶提取物、2～6％的无花果叶提取物和5～10％的余甘子叶提取物制得；所述耐切剁剂是由重量百分含量30～60％的芥酸酰胺、15～30％的元宝枫籽油和25～40％的二甲基聚硅氧烷制得。该砧板具有抗菌效果，主体采用塑料材质，易出现开裂情况，且没有解决人们对健康的担忧问题，具有一定的局限性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种抗菌防霉木纤维砧板及其制备方法，采用木纤维作为基材，附着纳米银作为抗菌剂，实现其防霉、抗菌抑菌、不易开裂等功效。
一方面，本发明提供一种抗菌防霉木纤维砧板，所述抗菌防霉木纤维砧板由纳米银附着在基材表面构成，按质量分数计，包括纳米银1~10%和基材90~99%；
所述基材，按重量份数计，包括木纤维85%~95%、木质素1~5%和水性树脂1~10%。
进一步地，所述木纤维包括木粉、竹粉、蔗渣粉、稻糠粉、玉米秸秆粉或小麦秸秆粉中的至少一种。
进一步地，所述木纤维的粒径为 40~120 目。
进一步地，所述抗菌防霉木纤维砧板的密度为1.4±1 g/cm³，耐温﹣45℃~145℃。
一方面，本发明提供一种本发明所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其具体步骤为：
（1）按照上述配方比例称取基材的各原料放入高速混合机中高速混合后，送入研磨机研磨，得到粒径均匀分散的基材混合物；
（2）将步骤（1）所述基材混合物倒入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，将粒料用单螺杆挤出机挤出成片材，片材截断为长条，长条在真空罐中进行加压加热压制成板型，然后将制得的板型表面进行打平抛光制得基材柸；
（3）将基材柸采用切片机切成不同形状后置于盛有纳米银水溶液的真空罐中，然后进行施压、微波处理，取出烘干，得到抗菌防霉木纤维砧板。
进一步地，所述纳米银水溶液的制备过程如下：往0.5~1mol/L的硝酸银溶液缓慢滴加氨水，边滴加边超声加热至50℃~80℃反应10~30min，停止反应静置10~24h，得到纳米银溶液，待用；其中，AgNO3与NH3的摩尔比为1：3~5。
进一步地，所述步骤（1）中高速混合在温度为50~80℃，转速为80~250 r/min的情况下，高速混合5~25min。
进一步地，所述步骤（2）中，平行双螺杆挤出机工作时，螺杆各段温度为加料段140~160℃，输送段 160~190℃，熔融段190~220℃， 机头200~210℃，主机转速为 20~30rpm，下料速度 15~20kg/min；单螺杆挤出机工作时，挤出机温度为 160~220℃，模头温度为 190~210℃；真空罐中加压加热压制的条件为：长条置于真空罐中，抽真空度为-0.05~-0.01MPa并保持1~5min，施加压力至0.5~1MPa并保持3~10 min，施加压力时加热至50~60℃压制。
进一步地，所述步骤（3）中，盛有纳米银水溶液的真空罐中处理的条件为：真空罐抽真空度为-0.05~-0.01MPa并保持1~5 min，然后施加压力至0.5~1 MPa并保持30~60 min；施压时进行微波处理，微波频率为400 MHz~650 MHz，微波处理5~20 min。
进一步地，所述步骤（3）中，砧板从真空罐取出后，在40~60℃进行鼓风干燥，得到抗菌防霉木纤维砧板。
有益效果：
本发明提供的抗菌防霉木纤维砧板采用天然木质纤维、木质素和水性树胶作为基材，通过高温压制而成，产品密度高，在进行清洗时，水只会附在表面，不会渗透到基材内部。基材中完全没有添加胶水，纳米级高密度木质纤维加上高温加压的纳米银抗菌技术，具有真正抗菌、抑菌效果的同时，还具有防水，耐高温（145℃以内）效果。
本发明砧板表面附着的纳米银溶液（[Ag(NH3)2]OH），具有大约99.9%的抗菌特性，同时多次水洗后抗菌性几乎无明显变化。
传统竹、木与塑料砧板容易发霉、生菌、开裂，需要定期消毒保养。而本发明提供的抗菌防霉木纤维砧板解决了传统砧板的三大顽固问题，防霉、抗菌抑菌、零胶水不开裂。
本发明提供的抗菌防霉木纤维砧板的抗菌、抑菌、防霉级别达到三级。产品表面对粪肠球菌活性值≥2.0、鼠伤寒沙门氏菌活性值为3.4、大肠杆菌活性值为5.4、肺炎克雷伯氏菌活性值为5.4、绿脓杆菌活性值为3.0、金黄色葡萄球菌活性值为3.0、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的活性值为6.2，达到日本工业标准JISZ 2801:2010 ≥2的标准，且含水率不大于7%。
本发明提供的砧板不仅零胶水，抗菌、防霉、防开裂、重量轻，还适合洗碗机清洗，具有免消毒、免浸油保养的功能。本发明提供的砧板是一种食品安全级砧板。
具体实施方式
以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。
纳米银水溶液的制备过程如下：往0.5~1mol/L的硝酸银溶液缓慢滴加氨水，边滴加边超声加热至50℃~80℃反应10~30min，停止反应静置10~24h，得到纳米银溶液，待用；其中，AgNO3与NH3的摩尔比为1：3~5。
实施例1
抗菌防霉木纤维砧板，由纳米银附着在基材表面构成，按质量分数计，包括纳米银1%和基材99%； 基材，按重量份数计，包括木纤维85%，木质素5%，水性树脂9%；木纤维为木粉、竹粉，粒径为 40 目。
制得的抗菌防霉木纤维砧板的密度为1.4±1 g/cm³，耐温﹣45℃~145℃。
抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其具体步骤为：按照上述配方比例称取基材的各原料放入高速混合机中，于50~60℃，80~100r/min的转速下，高速混合18~20min，送入研磨机研磨，得到粒径均匀分散的基材混合物，粒径约为100目；将基材混合物倒入平行挺像双螺杆机中挤出造粒，螺杆各段温度为加料段 140℃， 输送段 190℃， 熔融段 220℃， 机头 200℃， 主机转速为 20rpm，下料速度 15kg/min ；将粒料用单螺杆挤出机挤出成片材，挤出机温度为 160℃，模头温度为 190℃ ；片材截断为长条，长条在真空罐中进行加压加热压制成板型，真空罐中加压加热压制的条件为：长条置于真空罐中，抽真空度为-0.01MPa并保持5min，施加压力至1MPa并保持3min，施加压力时加热至50℃压制。然后将制得的板型表面进行打平抛光制得基材柸；
将基材柸采用切片机切成不同形状后置于盛有纳米银水溶液的真空罐中，真空罐抽真空度为-0.05MPa并保持1min，然后施加压力至0.5MPa并保持60min；施压时进行微波处理，微波频率为650MHz，微波处理5min。砧板从真空罐取出，在60℃进行鼓风烘干，得到抗菌防霉木纤维砧板。
实施例2
抗菌防霉木纤维砧板，由纳米银附着在基材表面构成，按质量分数计，包括纳米银10%和基材90%； 基材，按重量份数计，包括木纤维95%，木质素1%， 水性树脂4%；木纤维为蔗渣粉、稻糠粉、玉米秸秆粉和小麦秸秆粉，粒径为120 目。
制得的抗菌防霉木纤维砧板的密度为1.4±1 g/cm³，耐温﹣45℃~145℃。
抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其具体步骤为：按照上述配方比例称取基材的各原料放入高速混合机中，于70~80℃，200~250r/min的转速下，高速混合5~8min，送入研磨机研磨，得到粒径均匀分散的基材混合物，粒径约为200目；将基材混合物倒入平行挺像双螺杆机中挤出造粒，螺杆各段温度为加料段 160℃， 输送段 160℃， 熔融段 190℃， 机头200℃， 主机转速为 30rpm，下料速度 20kg/min ；将粒料用单螺杆挤出机挤出成片材，挤出机温度为220℃，模头温度为 210℃ ；片材截断为长条，长条在真空罐中进行加压加热压制成板型，真空罐中加压加热压制的条件为：长条置于真空罐中，抽真空度为-0.05MPa并保持1min，施加压力至0.5MPa并保持10min，施加压力时加热至60℃压制。然后将制得的板型表面进行打平抛光制得基材柸；
将基材柸采用切片机切成不同形状后置于盛有纳米银水溶液的真空罐中，真空罐抽真空度为-0.01MPa并保持5min，然后施加压力至1MPa并保持30min；施压时进行微波处理，微波频率为400MHz，微波处理20min。砧板从真空罐取出，在40℃进行鼓风烘干，得到抗菌防霉木纤维砧板。
实施例3
抗菌防霉木纤维砧板，由纳米银附着在基材表面构成，按质量分数计，包括纳米银8%和基材92%； 基材，按重量份数计，包括木纤维90%，木质素5%， 水性树脂5%；木纤维为木粉、蔗渣粉和小麦秸秆粉，粒径为100 目。
制得的抗菌防霉木纤维砧板的密度为1.4±1 g/cm³，耐温﹣45℃~145℃。
抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其具体步骤为：按照上述配方比例称取基材的各原料放入高速混合机中，于60~70℃，100~150r/min的转速下，高速混合10~15min，送入研磨机研磨，得到粒径均匀分散的基材混合物，粒径约为150目；将基材混合物倒入平行挺像双螺杆机中挤出造粒，螺杆各段温度为加料段 140℃， 输送段 160℃， 熔融段 190℃， 机头200℃， 主机转速为 25rpm，下料速度 20kg/min ；将粒料用单螺杆挤出机挤出成片材，挤出机温度为220℃，模头温度为 210℃ ；片材截断为长条，长条在真空罐中进行加压加热压制成板型，真空罐中加压加热压制的条件为：长条置于真空罐中，抽真空度为-0.05MPa并保持1min，施加压力至0.5MPa并保持10min，施加压力时加热至60℃压制。然后将制得的板型表面进行打平抛光制得基材柸；
将基材柸采用切片机切成不同形状后置于盛有纳米银水溶液的真空罐中，真空罐抽真空度为-0.01MPa并保持5min，然后施加压力至1MPa并保持30min；施压时进行微波处理，微波频率为400MHz，微波处理20min。砧板从真空罐取出，在40℃进行鼓风烘干，得到抗菌防霉木纤维砧板。

Claims (10)

1.一种抗菌防霉木纤维砧板，其特征在于，所述抗菌防霉木纤维砧板由纳米银附着在基材表面构成，按质量分数计，包括纳米银1~10%和基材90~99%；
所述基材，按重量份数计，包括木纤维85%~95%、木质素1~5%和水性树脂1~10%。
2.根据权利要求1所述的抗菌防霉木纤维砧板，其特征在于，所述木纤维包括木粉、竹粉、蔗渣粉、稻糠粉、玉米秸秆粉或小麦秸秆粉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的抗菌防霉木纤维砧板，其特征在于，所述木纤维的粒径为40~120目。
4.根据权利要求1所述的抗菌防霉木纤维砧板，其特征在于，所述抗菌防霉木纤维砧板的密度为1.4±1 g/cm³。
5.权利要求1~4任一项所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
按照权利要求1所述配方比例称取基材的各原料放入高速混合机中高速混合后，送入研磨机研磨，得到粒径均匀分散的基材混合物；
将步骤（1）所述基材混合物倒入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，将粒料用单螺杆挤出机挤出成片材，片材截断为长条，长条在真空罐中进行加压加热压制成板型，然后将制得的板型表面进行打平抛光制得基材柸；
将基材柸采用切片机切成不同形状后置于盛有纳米银水溶液的真空罐中，然后进行施压、微波处理，取出烘干，得到抗菌防霉木纤维砧板。
6.根据权利要求5所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其特征在于，所述纳米银水溶液的制备过程如下：往0.5~1mol/L的硝酸银溶液缓慢滴加氨水，边滴加边超声加热至50℃~80℃反应10~30min，停止反应静置10~24h，得到纳米银溶液，待用；其中，AgNO3与NH3的摩尔比为1：3~5。
7.根据权利要求5所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中高速混合在温度为50~80℃，转速为80~250r/min的情况下，高速混合5~25min。
8.根据权利要求5所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，平行双螺杆挤出机工作时，螺杆各段温度为加料段140~160℃，输送段160~190℃，熔融段190~220℃，机头200~210℃，主机转速为20~30rpm，下料速度15~20kg/min；单螺杆挤出机工作时，挤出机温度为160~220℃，模头温度为190~210℃；真空罐中加压加热压制的条件为：长条置于真空罐中，抽真空度为-0.05~-0.01MPa并保持1~5min，施加压力至0.5~1MPa并保持3~10min，施加压力时加热至50~60℃压制。
9.根据权利要求5所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，盛有纳米银水溶液的真空罐中处理的条件为：真空罐抽真空度为-0.05~-0.01MPa并保持1~5min，然后施加压力至0.5~1MPa并保持30~60min；施压时进行微波处理，微波频率为400MHz~650MHz，微波处理5~20min。
10.根据权利要求5所述的抗菌防霉木纤维砧板的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，砧板从真空罐取出后，在40~60℃进行鼓风干燥，得到抗菌防霉木纤维砧板。
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