CN1127276A - 生物降解的植物纤维包装材料及其制法 - Google Patents

Abstract

一种用植物纤维制作一次性包装用品(如快餐盒)的方法，其特点是植物纤维经粉碎，漂白处理后，用复合粘合剂粘结，经热压模处理、干燥得成品，不需用作单独的表面涂膜处理。制得的成品具有抗水、抗盐、抗酸、抗碱、耐热的特点。

Description

生物降解的植物纤维包装材料及其制法

本发明涉及一种生物降解的植物纤维包装材料及其制法。

目前，一次性包装用品最普遍的是以聚苯乙烯无毒塑料制成的，由于它是有成本低，性能好的优点，曾在各国普遍使用，我国自1985年从日本引进设备以来，发展异常迅猛，并很快席卷了全国，1986年在火车上，各大城市，旅游景点全面使用。但这种一次性餐具不能很快被降解，专家们估算，需要二百年左右的时间才能分解这种一次性塑料制品，给世界环境带来了灾难性的“白色污染”，为此各国科学家都不断研制多种材料的食品包装物，特别是一次性快餐包装用品，其中较典型的有可食性材料，生物降解或光降解材料及纸板材料。可食性包装物基本是以淀粉为原料经热压成型，但存在产品易干裂破损，造成大量粮食浪费，成本偏高的缺点，难以推广；纸制品需要经裁料、折叠、粘合等互艺，较浪费材料，成本高，特别是当今世界，森林资源日趋紧张，不易推广；而目前的光降解及生物降解材料，仍部分地使用塑料原料，仍有一定的局限性。

中国是个农业大国，有大量廉价的植物纤维可利用，所以利用废弃的植物纤维制作一次性包装用品，具有广阔的前景，如中国专利申请号为94110038.3。但存在需加入一定量的纸浆，且需进行表面喷涂处理，制作周期长。所得成品色泽较深的缺点。

本发明的目的在于提供一种生产全部用植物纤维为原料，能够自行降解，无环境污染、价廉的一次性包装材料及其制法。

本发明的实施方案如下：将植物纤维(如玉米秸、稻草、麦秸、甘蔗渣、向日葵杆等)切碎、打浆、漂白再与无毒粘合剂混合，在模具中热压成型、干燥处理而制得成品，具体配比及互艺过程为：

(1)打浆：将上述植物秸杆切成30-50mm的段长，然且加入纤维重1-1.5倍的自来水、搅拌，使植物小段全部被水润湿后，用打浆机打浆。

(2)漂白：将(1)的浆料用10％-15％的苛性钠溶液调PH值至10-12。然后加入1％-2％的漂白粉(或双氧水)浸泡60min～120min。然后用自来水洗至PH约为7。再用离心机脱水得植物纤维原料。

(3)粘合剂制备：本粘合剂为无毒性复合粘合剂，分为二个组分，甲组分为固体粉末，乙组分为水溶液，具体制法及组成为：

甲组分(重量份)：硬脂酸钙                  0.3-0.5

                羧甲基纤维钙              0.1-0.5

                四甲基聚硅氧烷            1-1.5

将三种物质的粉末混匀即可。

乙组分(重量份)：

   淀粉如土豆淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉       1-2

   低分子量聚乙烯醇                         0.5-1

   硼砂：                                    0.1-0.3

   淀粉磷酸酯：                              0.5-1

   4，4-二羟基-苯并磺酰肼                    0.01-0.1

   水：                                      10-15

将上述几种物质溶在冷水中即成：

其中，硬脂酸钙为脱模剂，使成品表面光洁；淀粉、聚乙烯醇、淀粉磷酸酯为湿增强剂，使产品在湿状态下从模具中出来时保持一定的强度；硼砂、羧甲基纤维钙为干增强剂，使产品具一定的强度，同时使其具有抗酸、碱、盐及油的特性，四甲基的聚硅氧烷为防水剂，上述复合粘合剂能和纤维素分子的直链部分及支链部分结合，部分地生成化学链及氢链，使产品具有和塑料制品可比拟的强度，4，4-二羟基-苯并磺酰肼为发泡剂，以减轻成品的重量。

(4)粘合：将(2)植物纤维与(3)粘合剂的甲组分按重量份比为3000∶(60-72)并在带搅拌的转筒中混匀，然后将(2)植物纤维与粘合剂的乙组分按重量份比为1∶(1.3-1.6)加入到前述体系，搅拌混匀。

(5)热压模成型：将(4)放到带搅拌的料斗中，经热压模成型，将坯料热压模的温度为100-120℃，压力为10-20atm，时间为1-2min。

(6)干燥：将(5)的坯料在110℃-120℃条件下干燥。5-10min，即得成品。成品厚度为2-3mm。

例1：(1)粘合剂的制备配方(重量份)，在一个通用的混合器中加入硬脂酸钙0.4公斤，羧甲基纤维钙0.3公斤，四甲基聚硅氧烷1.2公斤，混合成均匀的甲组分粉末待用，再在另一个通用溶器内加入土豆淀粉1.5公斤，低分子量聚乙烯醇0.7公斤，硼砂0.2公斤，淀粉磷酸酯0.7公斤，4，4-二羟基-苯并磺酰肼0.05公斤，溶于10公斤水中成为乙组分。

上述甲组分中的土豆淀粉，可用玉米淀粉或小麦淀粉代替。

(2)植物纤维的处理及快餐盒的制备：将3kg玉米杆切成40mm左右的碎屑，加入4kg自来水浸泡30min。用组织捣碎机粉碎后，用15％的NaOH溶液调PH值至11，再加入1.5％的双氧水(100毫升)浸泡90min，用自来水洗至中性。并用离心机甩干。然后将前述甲组分60g加入纤维中，搅拌混匀，再加入4.5kg以土豆淀粉组成的乙组份搅拌混匀，在115℃，15atm，2min条件下热压模成坯料，再将坯料放在烘箱中在110℃条件下干燥6min，得厚度为2.2mm左右的快餐盒195只。

实施2-5，除以稻草、麦秸、甘蔗渣、向日葵杆分别代替玉米杆外，其它条件与实施例1相同。也各制得快餐盒195只，具体配方见表1。

                                      表1

			例1	例2	例3	例4	例5
								打浆	植物纤维(公斤)	玉米杆	3
稻  草		3
						麦  秸					3
甘蔗渣				3
						向日葵杆							3
	水(公斤)		3.2	3.4	3.8									3.6	4.0
						漂白浸泡时间(分)			90	75	100	120	90
粘合剂	甲组份(克)		60	70	65									72	62
						乙组份(公斤)		4.5土豆淀粉	5.2玉米淀粉	4.8小麦淀粉	5.6土豆淀粉	6玉米淀粉

本发明的优点：

(1)全部采用玉米杆、稻草杆、麦秸、甘蔗渣或向日葵杆等农作物的废料，为上述农作物废料开辟新的用途。

(2)可用来源丰富，价格低廉的土豆、玉米等制备淀粉。

(3)粘合剂，粘着强力高，制备工艺简单。

(4)整个制备工艺可采用最通用的设备。

(5)制成的快餐盒其强度可与聚苯乙烯盒相媲美。

Claims (2)

1.一种生物降解的植物纤维包装材料，其特征在于：

(1)全部采用植物纤维如：玉米杆、稻草、麦秸、向日葵杆、甘蔗渣，

(2)粘合剂的配比(重量份)：

甲组份：硬脂酸钙                0.3-0.5

        羧甲基纤维钙            0.1-0.5

        四甲基聚硅氧烷          1-1.5

乙组份：土豆淀粉(或玉米淀粉或小麦淀粉)         1-2

        低分子量聚乙烯醇                      0.5-1

        硼砂                                 0.1-0.3

        淀粉磷酸酯                           0.5-1

        4，4-二羟基-苯并磺酰肼-               0.01-0.1

        水                                   10-15

上述植物纤维与粘合剂甲组份重量份比为：3000∶(60-72)

上述植物纤维与粘合剂乙组份重量份比为1∶(1.3-1.6)。

2.一种生物降解的植物纤维包装材料的制法，其特征在于：

(1)植物纤维的处理：

a.切碎成30-50毫米长。

b.打浆：碎纤维与水重量分比为1∶(1-1.5)，打浆机打浆。

c.漂白：将b浆料加入苛性钠调至PH为10-12，加漂白粉或双氧水浸泡60-120分钟，用水洗涤至PH为7离心脱水。

(2)粘合剂的制备：

甲组分：将硬脂酸钙、羧甲基纤维钙和四甲基聚硅氧烷按比例混合。

乙组分：将淀粉(如土豆淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉)，低分子量聚乙烯醇、硼砂、淀粉、磷酸酯，4，4-二羟基-苯并磺酰肼和水按比例混合；

(3)热压成型、坯料在热压模温度为100-120℃压力为10-20大气压，时间为1-2分钟；

(4)干燥成型料在110-120℃下干燥5-10分钟。