CN111873117B - 一种竹勺餐具加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种竹勺餐具加工方法，采用原竹作为加工原材料，包括如下步骤：将原竹切割成预设长度的竹筒；破开所述竹筒，获得预设宽度弧形竹片；将所述弧形竹片进行刨削，去除所述弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片；将所述无毛刺竹片冲切成竹勺型胚；将所述竹勺型坯中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成。本申请提供的竹勺餐具加工方法，采用原竹直接生产，以竹代塑经济环保，对人体无伤害。

Description

一种竹勺餐具加工方法

技术领域

本发明涉及竹木制餐具加工技术领域，尤其是一种竹勺餐具加工方法。

背景技术

随着全球餐具消费速度的递增，大量塑料餐具的使用对环境污染造成了巨大影响。

塑料很难被分解，在自然状态下能存在几十年的时间，故被人们称为“白色污染”；经过调查发现，绝大多数餐具是由塑料垃圾制成，后来出现了可降解餐具，主要由天然材料制成，较于其他餐具而言，具有原料可再生，易于回收利用和处置、价格较低、品种范围广等优点。

市面上出现了木勺和竹勺，但是我国森林资源缺乏，森林覆盖率我和人均森林拥有量较低，且大径级有用原木十分缺乏，市面上的木勺子遇高温容易变形，且造价昂贵，不适合用于做餐具。我国竹资源丰富，且竹类植物具有独特生物学、力学、生态学特性，同时兼具良好的经济、生态和社会效益，被认为是最经济型的绿色原材料。

现有竹勺生产通常是采用竹纤维组成物制成，制造成本低廉，该竹纤维组成物通常包含有35～55wt%的竹纤维、25～50wt%的粘合剂、0.4～0.8wt%的固化剂、0.2～0.6wt%的防水剂以及0.5～1.5wt%的水，将这些原材料高速混合搅拌得到竹纤维组成物。而竹勺是直接口部使用接触，由于采用了常规的粘合剂、固化剂，且竹勺第一次使用时，粘合剂、固化剂含量最高，因此，长期使用这种竹勺对人体危害性极大。

发明内容

解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种竹勺餐具加工方法，采用原竹直接生产，以竹代塑经济环保，对人体无伤害。

一种竹勺餐具加工方法，采用原竹作为加工原材料，

包括如下步骤：

将原竹切割成预设长度的竹筒；

破开所述竹筒，获得预设宽度弧形竹片；

将所述弧形竹片进行刨削，去除所述弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片；

将所述无毛刺竹片冲切成竹勺型胚；

将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成。

优选地，采用原竹的竹蔸部分，在获得所述弧形竹片之后，

选取竹青层为基准面，再进行刨削，获得获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片。

优选地，将所述无毛刺竹片从厚度方向分切成两片所述无毛刺竹片。

优选地，采用原竹的竹中段部分，在获得所述弧形竹片之后，进行高温软化；

去竹青去竹黄后刨削，在厚度方向上获得一片所述无毛刺竹片。

优选地，在将所述无毛刺竹片冲切成竹勺型胚之前，

将所述无毛刺竹片锯断，锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片，两个相邻竹勺型胚之间间隔有第一长度；

位于最端部的竹勺型胚与所述待生产竹片之间的最短距离为第二长度。

优选地，在锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片之后，

在冷水中浸泡10小时以上，和/或，在热水蒸煮10min～20min。

优选地，在冷水中浸泡和/或在热水中蒸煮之后，

在40°～60°温度环境中进行通风烘干，风速为2.5m/s～5m/s。

优选地，在将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型之前，

在0.2MPa～0.3MPa的压力环境下，软化30min～40min，

在软化的过程中，通入80°～100°蒸汽。

优选地，将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型过程中，

将模具压板压力控制在0.5MPa～0.8MPa之间，保压时间为10s～15s。

优选地，当模具压板接触到竹勺型胚中竹勺口部时，对所述竹勺型胚进行预热软化，预热软化温度设为115°～120°，所述模具压板与所述竹勺型胚接触时间控制在10s～15s。

本发明提供一种竹勺餐具加工方法，采用原竹作为加工原材料，包括如下步骤：将原竹切割成预设长度的竹筒；破开所述竹筒，获得预设宽度弧形竹片；将弧形竹片进行刨削，去除弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片；将无毛刺竹片冲切成竹勺型胚；将竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成。与现有技术相比，本发明提供的竹勺餐具加工方法，以原竹为加工原材料，先将原竹切割成竹筒，将竹筒破开成多个弧形竹片，再将弧形竹片刨削，去除弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片，再将无毛刺竹片冲切成竹勺型胚，将竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成。整个过程中没有使用任何粘合剂、固化剂，采用原竹直接生产，经济环保，对人体无伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例中竹勺餐具加工方法的实施步骤图；

图2为本实施例中竹勺餐具加工方法的另一种实施步骤图；

图3为本实施例中冲切竹勺型胚的状态图；

图4为本实施例中竹勺的结构示意图。

附图中的标号说明：20、第一长度；10、第二长度。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请如图1至图4所示，本发明提供一种竹勺餐具加工方法，采用原竹作为加工原材料，包括如下步骤：将原竹切割成预设长度的竹筒；破开所述竹筒，获得预设宽度弧形竹片；将弧形竹片进行刨削，去除弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片；将无毛刺竹片冲切成竹勺型胚；将竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成。与现有技术相比，本发明提供的竹勺餐具加工方法，以原竹为加工原材料，先将原竹切割成竹筒，将竹筒破开成多个弧形竹片，再将弧形竹片刨削，去除弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片，再将无毛刺竹片冲切成竹勺型胚，将竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成。整个过程中没有使用任何粘合剂、固化剂，采用原竹直接生产，经济环保，对人体无伤害。

原竹是指直接采伐后带有竹蔸（靠近竹子下（底）部）竹蔸为壁厚较厚的部分、竹梢（竹子顶部）的竹子，本发明提供的实施例，均是以原竹作为原材料来制造竹勺，竹勺成品长度为32.5mm～33mm（该长度定义结合人体功能学以及经济成本综合考虑），而将原竹切割后的竹筒长度定义为1155mm～1200mm后，再将竹筒破开、刨削、冲切以及模压成型制成竹勺，竹勺不同于传统家庭用竹勺，因此，快消品竹勺厚度较薄，一般为2.0mm～2.2mm，而家庭用竹勺厚度一般大于3mm。为了使得一根原竹能制造出更多的竹勺，提高原竹的材料利用率，本发明提供的实施例中，分别以竹蔸部分、竹中段部分（竹蔸与竹梢之间）如何制成竹勺予以说明。

首先以竹蔸为例，竹蔸的特性是壁厚，厚度在10mm左右，但竹节之间的间距小，由于竹勺厚度在2.0mm～2.2mm，在想提高材料利用率的前提下，还需保证无毛刺竹片在冲切成竹勺型胚时不会发生开裂，因此需要保证竹片的韧性和强度。

本发明提供的实施例中，采用原竹的竹蔸部分，将原竹切割成1155mm～1200mm，可制成6个竹勺，破开竹筒，获得宽度在40mm～42mm的弧形竹片(成品竹勺宽度在36mm～38mm)，再将弧形竹片进行刨削，刨削工序分为粗加工和精加工，在粗加工时去除弧形竹片上的竹节，在精加工时，除了保证弧形竹片的宽度、厚度，出去表面上的毛刺，还以弧形竹片的竹青层为加工基准面，一方面，竹青层表面无异物，以此为加工基准面，厚度方向的加工误差小；另一方面，竹青层力学性能比竹黄层力学性能更稳定，韧性及强度更好，加工成无毛刺竹片时应尽量保留，只需去除竹青米表面上的竹节，使得外表面光滑即可。

较佳地，将无毛刺竹片从厚度方向分切成两片。加工时充分利用竹蔸部分的物理特性，以及在无毛刺竹片竹青层尽量保留，比起追求材料利用率的方法来说，竹片的力学性能、韧性、强度更好，因此，这样使得所加工的竹片在力学性能、韧性、强度以及材料利用率等方面来说均为最优。

除了将竹青面作为加工基准面，在竹片双面铣定厚度后再分片时，再取中值分片；除取中值分片之外，还可以将竹黄部分多留0.5mm～1mm，由于竹黄部分力学性能差，因此在用竹蔸部分加工竹勺时，将竹黄部分多留0.5mm～1mm，能有效预防冲切成竹勺型胚时开裂，以及竹黄部分变形的问题。

本发明提供的实施例中，采用原竹的竹中段部分，在获得弧形竹片之后，进行高温软化；去竹青去竹黄后刨削，在厚度方向上获得一片所述无毛刺竹片。原竹的竹中段部分直径变小，弧度变大，厚度更薄，采用竹中段部分加工竹勺时，将1155mm～1200mm竹中段竹筒，一分为二，得到2片弧形竹片，去除弧形竹片中的竹隔，将弧形竹片放置在定型装置内，弧形竹片一侧固定抵靠，另一侧设置横向移动装置，横向移动装置能适应弧形竹片宽度的变化，当弧形竹片变宽时，横向移动装置移动，以使得弧形竹片一侧受力稳定，不得出现靠近横向移动装置受力过大，弧形竹片出现断裂。

将弧形竹片进行蒸汽软化，2段弧形竹片进入蒸汽软化罐中，在160℃～180℃，1.0MPa～1.2MPa的压力下，高温软化3min～4min。将弧形竹片进行加压整形后得到展平竹片；弧形竹片上部采用上展平板2进行加压，弧形竹片1的边部采用侧向气缸加载1.5～2.0kN的压力，优选为1.5kN，上展平板2以1～2mm/min的速度向下运动，优选为1.5mm/min，直到将弧形竹片展平。

再将竹片送入上下设有切割辊筒，两侧均设有铣刀的刨削槽中，通过调整切割辊筒之间的间隙，以及两铣刀之间的距离，去竹青去竹黄，获得在厚度、宽度反向一致的无毛刺竹片。

请如图3所示，本发明提供的实施例中，在将无毛刺竹片冲切成竹勺型胚之前，将无毛刺竹片锯断，锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片，两个相邻竹勺型胚之间间隔有第一长度；竹勺型胚的柄部侧壁与待生产竹片端部之间距离为第二长度。无论是利用竹蔸部分，还是竹中段部分，加工成竹片宽度为36mm～38mm，厚度2.0mm～2.2mm，长度为1155mm～1200mm的无毛刺竹片，长度设置为1155mm～1200mm是为了提高加工效率，但如果以该长度直接冲切成竹勺型胚，由于环境关系，以及竹片内部应力释放等原因，会使得竹片两端容易出现翘曲，竹片处于翘曲状态，在冲切时，竹片容易开裂，使得冲切竹片型胚废品率大大增加。为了克服此问题，将长度为1155mm～1200mm的无毛刺竹片锯切成375mm～390mm的短竹片。

较佳地，短竹片长度为385mm，每次冲切2个竹勺型胚，在冲切过程中，将竹勺型胚的口部相对摆放，两个竹勺型胚间隔的距离为第一长度，第一长度设置在20mm～25mm；竹勺型胚的柄部侧壁与待生产竹片端部之间距离为第二长度，第二长度设为10mm～12mm。第二长度太长，浪费材料，经济性差；第二长度太近，冲切竹片易破裂，产生较高废品率，第二长度设置在10mm～12mm，第一长度设置在20mm～25mm，能保证冲切轮廓完整，又能保证合理的边界余量，保证了冲切合格率在95%以上，材料利用率大于92%。

本发明提供的实施例中，在锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片之后，在冷水中浸泡10小时以上，和/或，在热水蒸煮10min～20min。竹片在冲切过程中，如果竹片含水率较低，冲切容易开裂，且冲切边缘容易出现毛刺，通过将锯断的待生产竹片，放入冷水中浸泡10h，和/或，在热水中蒸煮10min～20min，使得待冲切的薄竹片细胞腔内达到一定的含水率，纤维充分润胀，得出如下实验数据：

由此可见，选择先在水中浸泡10h以上，再在热水中蒸煮10min～20min，竹片冲切合格率在97.2%以上，也可以根据实际情况需求，只选择冷水浸泡或热水蒸煮，热水蒸煮时间最短，但废品率也最高。

本发明提供的实施例中，在冲切竹勺型胚之后，在40°～60°温度环境中进行通风烘干，风速为2.5m/s～5m/s，烘干时间为1.5h～2h,由于竹勺厚度只有2.0mm～2.2mm，比较薄，如果在没有进行烘干直接进行冲压成型，由于在冲切竹勺型胚时，破坏竹片的内部组织，使得竹勺内部有冲切应力，一旦竹勺在冲压成型后快速失水，竹勺因冲切应力关系就会发生扭曲变形，使得竹勺冲压后的造型难以固定。本实施例将竹勺型胚放置在40°～60°温度环境中进行烘干，是为了防止温度过高竹勺剧烈失水后开裂；通常一次烘干很多竹勺，为了防止只有放置在表面的竹勺烘干，而堆积在内部的竹勺无法进行烘干，将风速设为2.5m/s～5m/s，带有40°～60°温度的风在一定的风速下在竹勺与竹勺之间的缝隙中穿梭，使得堆积在内部的竹勺也可进行烘干，除此之外，将烘干时间设定为1.5h～2h，是为了防止时间过长竹勺开裂扭曲，进而把烘干时间设定在合适范围内。

本发明提供的实施例中，在将竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型之前，

在0.2MPa～0.3MPa的压力环境下，软化30min～40min，在软化的过程中，通入80°～100°蒸汽。竹勺能舀汤是由于在竹勺口部位置处有凹槽，本发明实施例采用对竹勺口部进行模压成型，竹勺的模压变形包括顺纤维纹理方向和垂直纤维纹理方向，竹材构造中垂直纤维方向的连接组织主要是薄壁细胞，比较脆弱，且韧性较差，在模压变形时容易开裂。如果将蒸汽温度设为160°～180°时，竹勺含水率下降速度最快，达到23%，且竹勺最终含水率在49%以上，竹勺的力学性能不会有明显变化，而最能体现竹勺的力学性能是抗弯弹性模量和静曲强度，由于竹勺型胚厚度只有2.0mm～2.2mm，如果将温度采用160°～180°时，竹勺会迅速失水后开裂，因此，在提高竹勺力学性能的同时保证竹勺不开裂是本实施例需要达到的目的。本发明实施例采用低温曲线80°～100°，时间为30min～40min，在0°～80°低温处理5min，温度从零不断上升至80°，竹勺型胚的弹性模量和静曲强度随处理温度的升高而升高，竹勺型胚采用原竹制成，竹材是一种主要由纤维素、半纤维素、木质素组成的天然高分子聚合物，当温度为80°～100°时，半纤维素与纤维素小部分的软塑化，能有效节省能耗，又能保证合格率，减少力学性能的损失。当温度超过100°时，纤维素的晶格受热膨胀，原子间平均距离增大，导致热膨胀，从而降低其对变形的抵抗能力。因此，当处理温度在80°～100°时，且含水率控制在14%～15%，竹勺型胚的力学性能最佳。

本发明提供的实施例中，将竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型过程中，将模具压板压力控制在0.5MPa～0.8MPa之间，保压时间为10s～15s。在设备启动之前，模具压板缓慢靠近竹勺型胚，再缓慢施压，由于竹勺型胚薄，采用缓慢施压，具有一定缓冲作用，如果模具压板快速冲压过程中，对竹勺型胚有一定冲击力，进而使竹勺型胚容易开裂。

本发明提供的实施例中，当模具压板接触到竹勺型胚中竹勺口部时，对所述竹勺型胚进行预热软化，预热软化温度设为115°～120°，模具压板与竹勺型胚接触时间控制在10s～15s。在模压之前对竹勺型胚进行预热，而采用冷压时，竹勺不容易成型且容易开裂。当模具压板接触竹片，压合紧密，让竹勺型胚预热软化10s～15s，之后保持压力0.5MPa～0.8MPa，保压时间为10s～15s，整个竹勺形成过程时间控制在20s～30s，当竹勺定型不再回弹后，模具压板返回。竹勺开裂用与预热时间、预热温度、保压时间以及压力值均有关系，在确定加工参数的时，做试加工，具体实验数据如下：

为了更了解本发明的技术方案实施过程，现以最佳实施例予以说明，请如图1所示：

S100:将原竹切割成预设长度的竹筒;

S200:破开所述竹筒，获得预设宽度弧形竹片;

S300:采用原竹的竹蔸部分，在获得所述弧形竹片之后，选取竹青层为基准面，再进行刨削，获得获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片;将所述无毛刺竹片从厚度方向分切成两片;或者，采用原竹的竹中段部分，在获得所述弧形竹片之后，进行高温软化、展平；去竹青去竹黄后刨削，在厚度方向上获得一片所述无毛刺竹片。

S301:将所述无毛刺竹片锯断，锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片，两个相邻竹勺型胚之间间隔有第一长度；所述竹勺型胚的柄部侧壁与所述待生产竹片端部之间距离为第二长度。

S400:在冷水中浸泡10小时以上，和/或，在热水蒸煮10min～20min;

S401:将所述无毛刺竹片冲切成竹勺型胚;

S402:在40°～60°温度环境中进行通风烘干，风速为2.5m/s～5m/s;

S403:在0.2MPa～0.3MPa的压力环境下，软化30min～40min，在软化的过程中，通入80°～100°蒸汽;

S500:将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成;

S501:将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型过程中，将模具压板压力控制在0.5MPa～0.8MPa之间，保压时间为10s～15s;

S502:当模具压板接触到竹勺型胚中竹勺口部时，对所述竹勺型胚进行预热软化，预热软化温度设为115°～120°，所述模具压板与所述竹勺型胚接触时间控制在10s～15s，按照最优方案实施，选取最优参数实施，产品合格率（不开裂产品）能达到97%以上。

S600:进行放凉调整，主要是由于热压后的竹勺，会吸收一些水分，进行堆放调控，能平衡含水率和形变，就算竹勺较薄，但竹勺形状更稳定，这也是本发明需要克服的问题。完成上述工作后，进行成品包装。

本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种竹勺餐具加工方法，其特征在于，采用原竹作为加工原材料，

包括如下步骤：

将原竹切割成预设长度的竹筒；

破开所述竹筒，获得预设宽度弧形竹片；

将所述弧形竹片进行刨削，去除所述弧形竹片上的竹节，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片；

将所述无毛刺竹片冲切成竹勺型胚；

将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型，直至竹勺口部曲面凹槽形成；

采用原竹的竹蔸部分，在获得所述弧形竹片之后，

选取竹青层为基准面，再进行刨削，获得预设宽度和厚度的无毛刺竹片；

将所述无毛刺竹片从厚度方向分切成两片；

其中，在将所述无毛刺竹片冲切成竹勺型胚之前，将所述无毛刺竹片锯断，锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片，两个相邻竹勺型胚之间间隔有第一长度；所述竹勺型胚的柄部侧壁与所述待生产竹片端部之间距离为第二长度；

其中，在锯断成可生产至少两个竹勺长度的待生产竹片之后，在冷水中浸泡10小时以上之后，在热水蒸煮10min～20min；

当模具压板接触到竹勺型胚中竹勺口部时，对所述竹勺型胚进行预热软化，预热软化温度设为115°～120°，模具压板与竹勺型胚接触时间控制在10s～15s；

当模具压板接触竹片，压合紧密，让竹勺型胚预热软化10s～15s，之后保持压力0.5MPa～0.8MPa，保压时间为10s～15s，整个竹勺形成过程时间控制在20s～30s，当竹勺定型不再回弹后，模具压板返回。

2.如权利要求1所述的竹勺餐具加工方法，其特征在于，在冲切竹勺型胚之后，

在40°～60°温度环境中进行通风烘干，风速为2.5m/s～5m/s。

3.如权利要求1所述的竹勺餐具加工方法，其特征在于，在将所述竹勺型胚中竹勺的口部进行模压成型之前，

在0.2MPa～0.3MPa的压力环境下，软化30min～40min，

在软化的过程中，通入80°～100°蒸汽。

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