CN113025074A - 高挺度可降解环保餐盒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高挺度可降解环保餐盒及其制备方法，属于材料技术领域，由下列重量份的原料制成：30～40份玉米秸秆，15～20份稻草，10～20份水，10～20份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，10～20份交联淀粉，5～15份凡士林或甘油或液体石蜡，5～10份聚葡萄甘露糖半纤维素。餐盒的制备方法，包括以下步骤：将玉米秸秆，稻草和水按比例放入打浆机中进行打浆，搅拌得到初步混合物；将得到的初步混合物进行干燥，控制含水量在5％～10％之间，过筛；将得到的初步混合物，交联淀粉，聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，凡士林或甘油或液体石蜡，聚葡萄甘露糖半纤维素按比例投入搅拌器中，搅拌均匀，压制成型。本发明制作的高挺度可降解环保餐盒对比市售餐盒具有挺度高，抗张强度大等优良性能。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及高挺度可降解环保餐盒及其制备方法。
背景技术
近几年，我国餐饮外卖行业发展迅速。据了解，2019年互联网餐饮市场规模同比增长达到112.5％。但如今的外卖包装大部分以塑料为主，急剧扩大的外卖市场也给环境带来了不小的压力。为了减少环境污染问题，可降解环保包装正成为外卖包装行业新趋势，纸质餐盒是其中之一。
随着人们环保意识的加强，可降解的纸质餐盒开始进入包装市场。从环保方面来看，纸质餐盒易降解，环境污染小；从安全成分上来看，纸质餐盒无毒无害；从包装质感上来看，纸质餐盒让外卖显得更高端、更有品质。
塑料不可降解餐盒在向可降解餐盒逐渐转变，可降解餐盒具有以下好处：零污染，产品主原料均可降解，在自然条件下可生物降解形成二氧化碳和水；不对土壤和空气产生危害，更不会造成白色污染；节约资源，纸制餐具和塑料餐具需大量的木材和石油化工产品，而以玉米秸秆，稻草等为原料可节省大量的石油资源和森林资源；品质高，可降解餐盒制品密织性好、耐水、耐油、防渗透，同时具有良好的耐高温和耐低温性，适合冰箱冷冻、冷藏、保鲜食品，微波炉加热食品等；对人体无害，产品由玉米秸秆和稻草为主与少量其他绿色材料有机精制而成，不含任何对人体有害物质，可放心长期使用。
随着一次性可降解环保餐盒的需求量大幅度提高，人们对可降解环保餐盒的要求也越来越高，市售的可降解餐盒普遍存在挺度低，抗张强度差等缺点。设计生产一种挺度高，各方面性能优异的可降解环保餐盒迫在眉睫。
随着材料化学的不断发展，新型的生物降解材料的技术越来越完善，例如聚乳酸，是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这非常对保护环境有利，是公认的环境友好材料。
目前，人们提高餐盒挺度的方法有，添加挺度增强剂，或者在原料中添加生物降解材料等，但是普遍效果不是很理想，均有些不足之处，例如，添加挺度增强剂，会提高餐盒的成本；在原料中添加生物降解材料，会增加制作工艺的难度。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供高挺度可降解环保餐盒，挺度高，抗张强度大；本发明的另一目的在于提供其制备方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
高挺度可降解环保餐盒，包括以下重量份原料：30～40份玉米秸秆，15～20份稻草，10～20份水，10～20份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，10～20份交联淀粉，5～15份凡士林或甘油或液体石蜡，5～10份聚葡萄甘露糖半纤维素。
进一步地，高挺度可降解环保餐盒，由以下重量份原料制成：35份玉米秸秆，16份稻草，14份水，15份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，15份交联淀粉，10份凡士林或甘油或液体石蜡，8份聚葡萄甘露糖半纤维素。
进一步地，所述的高挺度可降解环保餐盒制备方法，包括如下步骤：
A、将玉米秸秆，稻草和水按比例放入打浆机中进行打浆，得到初步混合物；
B、将步骤A得到的初步混合物进行干燥，控制含水量，过筛；
C、将步骤B得到的初步混合物，交联淀粉，聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，凡士林或甘油或液体石蜡，聚葡萄甘露糖半纤维素按比例投入搅拌器中，搅拌均匀；
D、将上述步骤中的产物放入餐盒压制机中，压制成型。
进一步地，步骤A中，打浆转速为300rpm～2000rpm，打浆时间为10s～10min。
进一步地，步骤B中，初步混合物的干燥温度为80～120℃，控制含水量为5％～10％，过80～100目筛。
进一步地，步骤C中，搅拌器的搅拌温度控制在175～178℃。
进一步地，步骤D中，餐盒压制机中，成型温度为80～100℃。
有益效果：本发明的高挺度可降解环保餐盒及其制备方法，原料资源广泛丰富、制备工艺简单、成本低廉、不含有害物质，可保证消费者安全。本发明中的餐盒在与市售餐盒各方面性能按国标进行测定，抗张强度，弯曲挺度，耐折度，防水性等餐盒性能对比市售餐盒有着显著提高，其中本发明的新型的高挺度可降解环保餐盒在弯曲挺度的测定中，纵向挺度可达到1355mN·m，横向挺度达到566mN·m。餐盒主要原料为可再生可降解的植物纤维，可通过生物降解方法降解，在微生物作用下缓慢分解，最终碎片化至完全降解消失，周期较短降解性能良好，相对于餐饮市场上的塑料包装餐盒，极大地减轻了环境污染压力，有利于构建资源节约型、环境友好型生态。
附图说明
图1为高挺度可降解环保餐盒制备工艺流程图；
图2为高挺度可降解环保餐盒与市售餐盒Cobb值随时间变化图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
高挺度可降解环保餐盒，包括以下重量份原料：30～40份玉米秸秆，15～20份稻草，10～20份水，10～20份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，10～20份交联淀粉，5～15份凡士林或甘油或液体石蜡，5～10份聚葡萄甘露糖半纤维素。
最佳比例为：高挺度可降解环保餐盒，由以下重量份原料制成：35份玉米秸秆，16份稻草，14份水，15份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，15份交联淀粉，10份凡士林或甘油或液体石蜡，8份聚葡萄甘露糖半纤维素。
高挺度可降解环保餐盒制备工艺为：
A、将玉米秸秆，稻草和水按比例放入打浆机中进行打浆，300rpm～2000rpm的转速条件下，搅拌10s～10min，得到初步混合物；
B、将步骤A得到的初步混合物80～120℃进行干燥，控制含水量在5％～10％之间，过80～100目筛；
C、将步骤B得到的初步混合物，交联淀粉，聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，凡士林或甘油或液体石蜡，聚葡萄甘露糖半纤维素按比例投入搅拌器中，温度控制在175～178℃，搅拌均匀；
D、将上述步骤中的产物放入餐盒压制机中，温度控制在80～100℃下压制成型。
步骤A中，打浆转速为300rpm～2000rpm，打浆时间为10s～10min。
步骤B中，初步混合物的干燥温度为80～120℃，控制含水量为5％～10％，过80～100目筛。
步骤C中，搅拌温度控制在175～178℃。
步骤D中，餐盒压制成型温度为80～100℃。
实施例1
新型的高挺度可降解环保餐盒的制备：
将35重量份的玉米秸秆，16重量份的稻草和14重量份的水放入打浆机中进行打浆，打浆转速为1500rpm，打浆时间为8min，得到初步混合物。
将初步混合物在100℃下进行干燥，控制含水量在6％，过90目筛。
将经干燥过筛后的初步混合物，15重量份的聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，15重量份的交联淀粉，10重量份的凡士林或甘油或液体石蜡，8重量份的聚葡萄甘露糖半纤维素投入搅拌器中，温度控制在176℃，搅拌均匀。
将上述步骤的混合物放入餐盒压制机中，温度控制在90℃下压制成型。即得成品。
实施例2
新型的高挺度可降解环保餐盒抗张强度的测定：
根据GB/T 22898-2008《纸和纸板抗张强度的测定恒速拉伸法(100mm/min)》对按实施例1制作的新型的高挺度可降解环保餐盒与市售可降解餐盒A的抗张强度进行测定，测定数据如下表1所示。由表1可得，按实施例1制作的新型的高挺度可降解环保餐盒的纵向和横向的抗张强度均比市售可降解餐盒A高，说明按实施例1原料配比和工艺制作的可降解餐盒比一般市售可降解餐盒的抗张强度高。
表1可降解餐盒的抗张强度测试
实施例3
新型的高挺度可降解环保餐盒弯曲挺度的测定
根据GB/T 22364-2018《纸和纸张弯曲挺度的测定》对按实施例1制作的新型的高挺度可降解环保餐盒与市售可降解餐盒A的弯曲挺度进行测定，测定数据如下表2所示。由表2可得，按实施例1制作的新型的高挺度可降解环保餐盒的纵向和横向的弯曲挺度均比市售可降解餐盒A高，说明按实施例1原料配比和工艺制作的可降解餐盒比一般市售可降解餐盒的弯曲挺度高。
表2可降解餐盒的恒速弯曲法挺度测试
实施例4
新型的高挺度可降解环保餐盒耐折度的测定
根据GB/T 457-2008《纸和纸张耐折度的测定》对按实施例1制作的新型的高挺度可降解环保餐盒进行测定，测定数据为纵向耐折度30次，横向耐折度为20次，由数据表明，按实施例1制作的新型的高挺度可降解环保餐盒具有良好的耐折度。
实施例5
新型的高挺度可降解环保餐盒可降解性的测定
对实施例1制备的餐盒的生物可降解性能进行测试，根据户外现场堆肥分解结果进行分析。首先把餐盒埋入由混合生物分解得到的有机土壤中(堆肥取自于城市固体废料中有机物产生的堆肥)，对餐盒进行生物分解测试，堆肥分解法表征餐盒可生物降解性指标如表3所示，包括一定时间的质量损失率、生物分解率及CO2释放量。表3说明本发明中的新型的高挺度可降解环保餐盒可生物降解性能良好，使用后不会对生态环境造成污染压力。
表3可降解餐盒的降解性能指标
实施例6
新型的高挺度可降解环保餐盒防水性的测试
根据GB/T 1540-89《纸和纸板吸水性的测定法》对新型的高挺度可降解环保餐盒表面吸水量(Cobb)值定量，准确量取100mL水倒入圆筒中，将称好的餐盒片放于环形面上，压紧试样盖，圆筒翻转180℃，同时计时，并以两者普通市售餐盒A和B作为对比，餐盒的Cobb值较小，Cobb值反映了餐盒的吸水程度，Cobb值越小，表明渗透至餐盒内的水分越少，说明餐盒的防水能力越强，测定结果如图2所示，说明本发明制备的可降解餐盒防水性好；使用动态接触角测试仪测定餐盒触水30，60，120，300s接触角值并比较，结果如表4，接触角越大表明防水效果越好，且其变化较小，与其他餐盒相比，本发明的高挺度可降解餐盒防水性能优异，表明餐盒的防水性良好。
表4可降解餐盒的接触角测试
实施例7
新型的高挺度可降解环保餐盒的耐热水渗透性测试
由于包装餐盒直接和饭菜接触，通常食品饭菜本身温度较高，因此需要对其耐热水渗透性进行评估，判断餐盒是否能防止热水渗透方法为在平整的桌面上平放一层纸巾将高挺度可降解环保包装餐盒置于其上，取55℃、65℃、75℃、85℃、95℃的热水滴在餐盒底部，10min后用纸巾擦干多余水渍，观察本发明中的餐盒没有热水渗入痕迹，说明餐盒的耐热水渗透性良好。
实施例8
新型的高挺度可降解环保餐盒的密封性能测试
根据GB/T 15171－94《软包装件密封性能试验方法》对新型的高挺度可降解环保餐盒进行检测，利用Labthink兰光的MFY-01密封试验仪，采用水中减压原理的设备，测试过程如下：在真空罐内放入适量蒸馏水，将餐盒放入真空罐内置于压板下侧使包装完全浸没入水中；然后设置试验的真空压力与时间，真空度为-0.1MPa时停止抽真空，并保持该真空度的时间为30s。启动试验，对真空室抽真空，使浸在水中的试样产生内外压差，观测餐盒内气体外逸情况，结果显示餐盒内无明显连续气泡逸出，表明本发明餐盒的密封性能良好。
实施例9
新型的高挺度可降解环保餐盒的制备：
将30重量份的玉米秸秆，20重量份的稻草和15重量份的水放入打浆机中进行打浆，打浆转速为1500rpm，打浆时间为6min，得到初步混合物。
将初步混合物在100℃下进行干燥，控制含水量在6％，过90目筛。
将经干燥过筛后的初步混合物，10重量份的聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，20重量份的交联淀粉，10重量份的凡士林或甘油或液体石蜡，8重量份的聚葡萄甘露糖半纤维素投入搅拌器中，温度控制在176℃，搅拌均匀。
将上述步骤的混合物放入餐盒压制机中，温度控制在100℃下压制成型。即得成品。
实施例10
新型的高挺度可降解环保餐盒的制备：
将28重量份的玉米秸秆，16重量份的稻草和13重量份的水放入打浆机中进行打浆，打浆转速为1500rpm，打浆时间为8min，得到初步混合物。
将初步混合物在100℃下进行干燥，控制含水量在6％，过90目筛。
将经干燥过筛后的初步混合物，16重量份的聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，17重量份的交联淀粉，10重量份的凡士林或甘油或液体石蜡，8重量份的聚葡萄甘露糖半纤维素投入搅拌器中，温度控制在176℃，搅拌均匀。
将上述步骤的混合物放入餐盒压制机中，温度控制在100℃下压制成型，即得成品。
Claims (7)
1.高挺度可降解环保餐盒，其特征在于，包括以下重量份原料：30～40份玉米秸秆，15～20份稻草，10～20份水，10～20份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，10～20份交联淀粉，5～15份凡士林或甘油或液体石蜡，5～10份聚葡萄甘露糖半纤维素。
2.根据权利要求1所述的高挺度可降解环保餐盒，其特征在于，由以下重量份原料制成：35份玉米秸秆，16份稻草，14份水，15份聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，15份交联淀粉，10份凡士林或甘油或液体石蜡，8份聚葡萄甘露糖半纤维素。
3.权利要求1或者2所述的高挺度可降解环保餐盒制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将玉米秸秆，稻草和水按比例放入打浆机中进行打浆，得到初步混合物；
B、将步骤A得到的初步混合物进行干燥，控制含水量，过筛；
C、将步骤B得到的初步混合物，交联淀粉，聚乳酸或聚乙酸乙烯酯或硬脂酸，凡士林或甘油或液体石蜡，聚葡萄甘露糖半纤维素按比例投入搅拌器中，搅拌均匀；
D、将上述步骤中的产物放入餐盒压制机中，压制成型。
4.根据权利要求3所述的高挺度可降解环保餐盒的制备方法，其特征在于，步骤A中，打浆转速为300rpm～2000rpm，打浆时间为10s～10min。
5.根据权利要求3所述的高挺度可降解环保餐盒制备方法，其特征在于，步骤B中，初步混合物的干燥温度为80～120℃，控制含水量为5％～10％，过80～100目筛。
6.根据权利要求3所述的高挺度可降解环保餐盒制备方法，其特征在于，步骤C中，搅拌器的搅拌温度为175～178℃。
7.根据权利要求3所述的高挺度可降解环保餐盒制备方法，其特征在于，步骤D中，餐盒压制机中，成型温度为80～100℃。
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| CN113498920A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-10-15 | 苏州丰连实业有限公司 | 环保耐热型餐盒及其制备方法 |
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