CN108589431A - 一种纸浆模塑餐具的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有纸浆模塑餐具制备工艺的不足，提供了一种改进的纸浆模塑餐具制备工艺，通过对纸浆模塑工艺关键控制点的工艺条件进行了优化，尤其在配浆过程中，对浆水比例及防油剂和防水剂配比的优化，以及对成型、定型过程中对真空度、温度、压力等工艺条件的控制，提高了产品的抗张强度，在脱模过程中，不易撕裂，提高产品合格率，同时减少了吸湿霉变现象。

Description

一种纸浆模塑餐具的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种纸浆模塑产品领域，特别涉及一种纸浆模塑产品制备工艺。

背景技术

随着经济的快速发展，污染问题也越来越来严重，饮食行业中的各种快餐用具也是其中污染源，早期的快餐用具大部分由聚苯乙烯发泡塑料，易形成白色污染。为了解决这一问题，出现了以纸质代替该材料作为包装材料和快餐容器，其中利用纸浆模塑工艺是目前生产纸浆模塑餐具的主要方法。

中国专利99121800.0公开了一种纸浆模塑制品的生产工艺，包括制浆、成型与定型等工序，工艺简单、提高了生产效率，但是产品的抗张强度、抗撕裂性不够，在使用中带来不方便。

中国专利00122895.1公开了一种纸浆模塑制品的生产方法，该方法将纸浆经成型机成型后的产品毛坯经分段挤压定型烘干后，制得相应产品，但该方法未公开浆料的配比和具体的工艺条件。

中国专利201710266495.6公开了一种纸浆模塑包装材料的制备方法，公开了一种降低纸浆模塑湿坯含水率，提高结构强度纸浆模塑包装材料制备方法。但未涉及如何提高纸浆模塑餐具的抗张强度、减少霉变现象。

针对现有方法的不足，特别是纸浆模塑餐具易霉变的现象，本申请提供了一种优化的制备方法，可改善产品的抗张强度，使脱模过程不易撕裂，提高产品合格率，同时减少吸湿霉变现象。

发明内容

针对现有纸浆模塑餐具的不足，本发明通过对纸浆模塑工艺关键控制点的工艺条件进行了优化，尤其在配浆过程中，对化学助剂配比的优化，以及对成型、定型过程中对真空度、温度、压力、时间的控制，提高了产品的抗张强度，在脱模过程中，不易撕裂，提高产品合格率，同时减少了吸湿霉变现象。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纸浆模塑餐具制备工艺，包括如下步骤：

1)配浆：把纸浆泵入配浆池内，加水稀释至重量比纸浆：水＝(0.3-0.8)：100，再把稀释好的四种化学助剂分别单独地加入到配浆池内，每种化学助剂加入后，搅拌约8min-10min，然后由浆泵把配好的浆依次经过磨浆机、压力筛、除砂器，进入成品浆池中得到成品浆待用；

其中所述的四种化学助剂为防油剂、防水剂、湿强剂、改性淀粉；

2)吸附成型：用输浆泵把步骤1)配好的成品浆，经浆管输送到各成型机管道中，真空度在0.04MPa-0.08Mpa，打开各管路阀门，开启电源，放入网模，进行吸附成型；

3)热压定型：上下加热板加热到所需温度150℃-200℃，空气压力0.3MPa-0.5MPa，将网模湿坯转移到定型模中，热压时间25s-80s。

优选地，本发明在配浆之前还包括水力分解、打浆的步骤：按重量比，浆板:水＝(3-6):100，把浆板放入清水，再把已浸泡晾干的湿浆板放入碎浆机桶内，用碎浆机进行打浆，时间5min-15min，桶内浆板成棉花样，无纸浆颗粒状，停止打浆。

进一步地，本发明在步骤3)之后还包括切边、检验、消毒、包装步骤。

优选地，所述切边、检验操作如下：调整压力0.3MPa-0.5MPa，把产品放入切边模内，进行切边；如果连续工作10-15万次时，必须更换切刀片。每班开始生产后，第一模压出的产品要立即进行防油、防水检验。

所述的消毒为：将检验合格的产品通过输送带，送至紫外消毒区，紫外消毒区设置有紫外线灯具7只，功率40W，输送带速度为20m/min-30m/min。

优选地，按重量比，防油剂：纸浆＝0.3-0.5：100；更优选0.4-0.45：100；

进一步地，按重量比，防水剂：纸浆＝2-5：100；更优选3.5-4：100；

优选地，按重量比，湿强剂：纸浆＝2-5：100；更优选3-3.5：100；

进一步地，按重量比，改性淀粉：纸浆＝0.5-3：100；更优选1.5-2：100；

优选地，成品浆水重量比：0.6-0.8：100。

对于原辅材料，本领域技术人员应当根据不同产品进行水分、重量、尺寸、白度、污垢计数、合格证、卫生等进行检验/验证，合格的可入库使用，不合格禁止入库使用。

根据申请人的试验，本发明纸浆模塑餐具制备工艺的关键控制点包括：

a)配浆:严格控制浆水比例及防油剂和防水剂配比，特别是加入改性淀粉。

b)成型:真空度0.04MPa--0.08Mpa。

c)定型：时间25s-80s，150℃-200℃，空压0.3MPa-0.5MPa。

本发明所涉及的化学助剂与纸浆，桨板与水、纸浆或浆与水的重量比例中，纸浆、桨板、浆的重量是指其绝干重量。

本发明的有益效果：本发明对关键的工艺控制点进行优化：在配浆过程中对化学助剂配比进行了优化，并且在成型、定型过程中对真空度、温度、压力等的控制，提高了产品的抗张强度，在脱模过程中，不易撕裂，提高产品合格率，同时显著减少了吸湿霉变现象。

附图说明

图1：本申请纸浆模塑餐具的制备工艺流程

具体实施方式

为使本发明的技术方案及其技术效果更加清楚、明确，列举下面实施例对本发明具体实施方式做进一步详述，但并不用于限定本发明。

本发明制备工艺过程包括备料、打浆、配浆、成型、定型、切边、消毒、包装、入库。本申请的实施例按如下工艺进行：

原辅材料进厂时根据不同产品进行水分、重量、尺寸、白度、污垢计数、合格证、卫生等进行检验/验证，合格后入库，不合格禁止入库使用。

关闭碎浆机放浆阀门，按浆板：水＝(3-6)：100的比例放入清水，再把已浸泡晾干的湿浆板放入碎浆机桶内，接着启动碎浆机进行打浆，时间5min-15min，桶内浆板成棉花样，无纸浆颗粒状，关闭碎浆机。

打开碎浆机底部阀门，启动输浆泵把浆泵入配浆池内，加水稀释至纸浆：水＝(0.3-0.8)：100，再把稀释好的的化学助剂放入配浆池内，每种化学助剂单独加入，加入后，搅拌约8min---10min，然后由浆泵把配好的浆经过磨浆机----压力筛-----除砂器，入成品浆池中待用。成品浆桶在使用中，必须启动搅拌机，进行无死角、无沉淀搅拌。其中所述的化学助剂有4种，分别为防油剂、防水剂、湿强剂、改性淀粉。

启动输浆泵，把成品浆经浆管输送到各成型机管道中。真空度在0.04MPa-0.08MPa，打开各管路阀门，开启电源，放入网模，按下自动按钮进行吸附成型。

上下加热板加热到所需温度150℃-200℃，空气压力0.3MPa-0.5MPa，将网模湿坯转移到定型模中，热压时间25s-80s。

启动按钮，调整压力0.3MPa-0.5MPa，把产品放入切边模内，进行切边。注意连续工作10-15万次时，必须更换切刀片。每班开始生产后，第一模压出的产品要立即进行防油、防水检验。将检验合格的产品通过输送带，送至紫外消毒区，紫外消毒区设置有紫外线灯具7只，功率40W，输送带速度为20m/min-30m/min。

其中，主要工艺参数及操作程序如下

1、水力分解打浆

工艺参数：1)干浆板20kg-220kg；2)干浆板：水＝(3-6)：100(kg/kg)；3)疏解时间5min-15min(按干浆材质而定)。操作方法：1)将浆板过磅；2)每次打浆20kg-220kg；3)打浆机运行5min-15min(具体按板材质确定)。

2、化学调浆

1)浆水比例为0.3-0.8：100；

2)防油剂

a)防油剂浆比例0.4-0.45：100；b)均匀加入后搅拌时间8min---10min。

3)防水剂

a)防水剂浆比例3.5-4：100；b)均匀加入后搅拌时间8min---10min。

4)湿强剂

a)湿强剂浆比例3-3.5：100；b)均匀加入后搅拌时间8min---10min。

5)改性淀粉

a)改性淀粉浆比例1.5-2：100；b)均匀加入后搅拌时间8min---10min。

6)成品浆水比例0.6-0.8：100

3、成型机参数

参数：1)真空吸力0.04MPa--0.08MPa；2)设备空气压力为0.3MPa-0.5MPa。

操作方法：a)先将已备好的网膜，清理干净，不挂浆，对准放入成型机成型模；b)按下启动按钮；c)成型机按程序自动完成进水、灌浆、真空脱水；d)模具开启后，尽速在三秒钟内取出毛坯，避免水滴太多，形成水印。

4、定型机参数

参数：定型温度150℃-200℃

操作方法：1)先开启热源，加热体加热；2)将已成形的餐具湿坯，带网一起，对准放入固化模具；3)开动气缸按钮，加温固化(根据产品的重量设定固化时间)；4)所设定的时间内完成固化后，上模自动开启，取出即可。

5、切边整理

操作方法：1)将固化的成品，对准刀模定位器；2)按下按钮开关，刀模自动下降；3)切断后上升，取出成品；4)反复操作。

6、紫外线消毒包装

参数：a)紫外线灯具7只功率40W；b)输送带速度20m/min-30m/min。

操作方法：1)开启电源开关；2)将产品排放在输送带(不得重叠)；3)经紫外线灯照射；4)消毒后进入包装车间。

根据上述操作方式，进行如下试验：

实施例1

关键控制点条件为：按重量比，防油剂：纸浆＝0.40：100；防水剂：纸浆＝3.7：100；湿强剂：纸浆＝3.2：100；改性淀粉：纸浆＝2.0：100；成型条件:真空度0.07MPa；定型条件：时间30s，温度170℃，空压0.3MPa。

实施例2

关键控制点条件为：防油剂：纸浆＝0.44：100；防水剂：纸浆＝4.0：100；湿强剂：纸浆＝3.0：100；改性淀粉：纸浆＝2.0：100；成型条件:真空度0.04MPa；定型条件：时间50s，温度180℃，空压0.5MPa。

实施例3

关键控制点条件为：防油剂：纸浆＝0.43：100；防水剂：纸浆＝3.8：100；湿强剂：纸浆＝3.4：100；改性淀粉：纸浆＝1.8：100；成型条件:真空度0.05MPa；定型条件：时间70s，温度160℃，空压0.5MPa。

实施例4

关键控制点条件为：防油剂：纸浆＝0.45：100；防水剂：纸浆＝3.5：100；湿强剂：纸浆＝3.5：100；改性淀粉：纸浆＝1.5：100；成型条件:真空度0.06MPa；定型条件：时间60s，温度185℃，空压0.5MPa。

实施例5

关键控制点条件为：防油剂：纸浆＝0.42：100；防水剂：纸浆＝3.6：100；湿强剂：纸浆＝3.3：100；改性淀粉：纸浆＝1.7：100；成型条件:真空度0.08MPa；定型条件：时间40s，温度175℃，空压0.4MPa。

对照例1：除了未加入改性淀粉外，其它按实施例1的关键控制点条件进行制备。

抗张强度测试

采用抗张强度测定仪测定上述制备得到的纸浆模塑餐具的抗张强度，结果记录在表1中：

表1

防水性及抗霉测试

为了研究本发明产品在减少吸湿霉变方面的性能，对按照本发明制备得到的餐具吸湿性，和霉变现象进行测试。将同一样品分为两组，分别浸在常温水和100℃沸水中，持续1h，然后，取出样品分别测量其含水率，含水率越低代表其防水性越好；另外，将100℃浸泡过的样品置于一般环境中，自然挥干，放置30天，观察霉点数量，测试其抗霉能力；结果见表2。其中，市售产品1和市售产品2是随机从市场购买的等级较高的同类产品。

表2

由表2可知，本发明工艺制备的纸浆模塑餐具相较于现有同类产品具有较好的防水性，特别是作为餐具，其抗霉变能性有显著的提高，一方面更容易储存，另一方面，对使用者为说，也更加安全。

尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims (9)

1.一种纸浆模塑餐具制备工艺，包括如下步骤：

1)配浆：把纸浆泵入配浆池内，加水稀释至重量比纸浆：水＝(0.3-0.8)：100，再把稀释好的四种化学助剂分别单独地加入到配浆池内，每种化学助剂加入后，搅拌约8min-10min，然后由浆泵把配好的浆依次经过磨浆机、压力筛、除砂器，进入成品浆池中得到成品浆待用；其中，所述的四种化学助剂分别为防油剂、防水剂、湿强剂、改性淀粉；

2)吸附成型：用输浆泵把步骤1)配好的成品浆，经浆管输送到各成型机管道中，真空度在0.04MPa-0.08MPa，打开各管路阀门，开启电源，放入网模，进行吸附成型；

3)热压定型：上下加热板加热到所需温度150℃-200℃，空气压力0.3MPa-0.5MPa，将网模湿坯转移到定型模中，热压时间25s-80s。

2.根据权利要求1所述纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：按重量比，防油剂：纸浆＝0.3-0.5：100；更优选0.4-0.45：100。

3.根据权利要求1-2任一项所述纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：按重量比，防水剂：纸浆＝2-5：100；更优选3.5-4：100。

4.根据权利要求1-3任一项所述纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：按重量比，湿强剂：纸浆＝2-5：100；更优选3-3.5：100。

5.根据权利要求1-4任一项所述纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：按重量比，改性淀粉：纸浆＝0.5-3：100；更优选1.5-2：100。

6.根据权利要求1-5任一项所述纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：步骤1)所得成品浆中浆水重量比为0.6-0.8：100。

7.根据权利要求1-6任一项所述的纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：在步骤1)配浆之前还包括打浆的步骤：按重量比，浆板:水＝(3-6):100，把浆板放入清水，再把已浸泡晾干的湿浆板放入碎浆机桶内，用碎浆机进行打浆，时间5min-15min，桶内浆板成棉花样，无纸浆颗粒状，停止打浆。

8.根据权利要求1-7任一项所述的纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：在步骤3)热压定型之后还包括切边、检验、消毒、包装步骤。

9.根据权利要求1-8任一项所述的纸浆模塑餐具制备工艺，其特征在于：所述切边操作如下：调整压力0.3MPa-0.5MPa，把产品放入切边模内，进行切边；所述检验操作如下：每班开始生产后，第一模压出的产品要立即进行防油、防水检验；所述的消毒操作为：将检验合格的产品通过输送带，送至紫外消毒区，紫外消毒区设置有紫外线灯具7只，功率40W，输送带速度为20m/min-30m/min。