CN113061347A - 一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，该方法为：一、将竹笋壳浸泡后进行高压喷蒸灭菌处理；二、将高压喷蒸灭菌处理后的竹笋壳裁剪后利用蒸汽爆破设备进行两次爆破处理，然后进行抽滤，得到改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液；三、先制备抗菌乳液，再加入羟丙基淀粉、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液均匀混合后高速乳化，制成竹笋壳抗菌模塑浆料；四、将高压喷蒸灭菌处理后的竹笋壳作为餐盒内衬层，竹笋壳抗菌模塑浆料作为主体材料，采用分段真空负压成型技术，最终制得竹笋壳纤维可降解模塑餐盒。本发明采用天然可降解材料，保证使用的卫生安全性，同时实现了无废料、无废液的环保生产。

Description

一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法
技术领域
本发明属于植物纤维餐具技术领域，具体涉及一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法。
背景技术
随着外卖行业的不断发展，人们对一次性餐盒的需求量逐渐增加，根据主流外卖平台数据显示，每天大约有超过100吨的一次性餐盒，亟需生物基可降解材料和一次性生物基可降解餐盒替代这些塑料餐盒，降低对环境的污染。并且随着“禁塑令”的实施，亟需寻找可降解的环保材料制造餐盒，实现生态环境的可持续发展。
竹子是我国第二大森林资源，竹子年产量居世界首位，竹子具有生长周期短、成材快、综合用途较广的优点，其中竹笋就是作为食品利用的主要方面之一，随着大家对竹笋食品认可度和喜爱度的增加，随之而来在竹笋加工过程中及竹笋成竹后都会产生大量的笋壳，竹笋壳是竹笋生长过程中的外层包皮，起保护竹笋作用，竹笋壳表面光滑一侧为内表面，表面有绒毛一侧为外表面。竹笋壳可以用于食品化工、笋壳造纸、畜禽发酵饲料、餐具容器等，具有较高的经济价值。但是在实际生活中，竹笋壳往往未经处理堆放于野外，腐烂后会产生恶臭，不仅造成了笋壳资源浪费，还严重污染周边生态环境，因此竹笋壳的处理问题也急需有效的解决方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法。该制备方法采用天然环保原材料，通过该方法制备得到的竹笋壳纤维可降解餐盒具有良好的抗菌功效及安全性，同时具有可生物降解环保的特性，不仅可以提高竹笋壳资源利用，也可以缓解餐盒需求进展的局面。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、竹笋壳灭菌处理：将竹笋壳放置在常温水中浸泡不少于12h，充分吸水后进行冲洗，再进行高压喷蒸灭菌处理；
步骤二、改性竹笋壳纤维浆料制备：将步骤一中灭菌处理后的竹笋壳剪成条状，然后置于水中吸水后依次进行两阶段蒸汽爆破处理，爆破处理完成后进行真空抽滤，得到改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液，所述改性竹笋壳纤维浆料的固含量为50％-70％；
第一阶段蒸汽爆破处理的具体过程为：在蒸汽爆破的压力为 1.5MPa-2.0MPa的条件下爆破2-3次，每次爆破的保压时间为3min-5min，；
第二阶段蒸汽爆破处理的具体过程为：在第一阶段蒸汽爆破处理完成后得到的物料中加入塑化剂、抗氧化剂和水，混合均匀，在蒸汽爆破的压力为0.5MPa-1.0MPa的条件下爆破1次，保压时间为5min-7min；所述竹笋壳、塑化剂、抗氧化剂和水的质量比为100:(8-12):(3-6):(150-300)；
步骤三、竹笋壳抗菌模塑浆料制备：采用可生物降解的树脂、抗菌剂、接枝相容剂和去离子水按照质量比为10:10:11:1000的比例混合，在温度为50℃、真空度为0.05MPa、pH值为9-10、搅拌速度为100r/min的条件下反应80min-120min，再调节pH值为6.5，在转速为3000r/min-5000r/min 的条件下高速乳化10min，制备出抗菌乳液，再将所述抗菌乳液与羟丙基淀粉、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、步骤二中得到的改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液按照质量比为(20-35):(10-15):(5-10):(5-10):100:(70-90)的比例混合，在pH值为9-10，温度为60-80℃的条件下高速乳化，制得竹笋壳抗菌模塑浆料；
步骤四、模塑餐盒制备：用步骤一中灭菌处理后的竹笋壳作为餐盒内衬层，步骤三中制备的竹笋壳抗菌模塑浆料作为主体材料，所述竹笋壳内衬层铺放在模具底部，并通过模具底部的真空气孔抽气后将其吸附贴合在模具底部，防止所述竹笋壳错位偏移，利用单螺杆挤出机将步骤三中所述竹笋壳抗菌模塑浆料注入到模具中采用分段真空负压成型技术成型，最后经修边、消毒和包装处理后制备得到竹笋壳纤维可降解模塑餐盒。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤一中所述高压喷蒸灭菌处理操作为：将所述竹笋壳平铺在灭菌锅内层的三角搁架上，每3-5层叠放在一起，在灭菌压力为103.4kPa、温度为121.3 ℃的条件下进行20min-30min的喷蒸灭菌处理。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述条状竹笋壳长度为10cm-15cm，宽度为2cm-4cm。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐的盒制备方法，其特征在于，步骤二中所述塑化剂为木糖醇、山梨醇或麦芽糖醇，所述抗氧化剂为抗氧剂 264、抗氧剂1076、抗氧剂330或抗氧剂1010。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤三中所述竹笋壳抗菌模塑浆料的固含量为70％-80％，25℃时粘度为100 CPS-200CPS，浓度为1.05g/cm3-1.2g/cm3。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤三中所述可生物降解的树脂为聚丙烯、聚乳酸或聚乙烯；所述抗菌剂为粒径为0.01μm-10μm的纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体、纳米氧化钙粉体或纳米银粉体；所述接枝相容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、乙烯 -辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物或乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物；所述聚乙烯醇为PVA-1788型或 PVA-2488型。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤四中所述分段真空负压成型技术中设定单螺杆挤出机的温度为80℃-90 ℃，芯模真空抽气，去除水气，第一阶段在真空压力为0.5MPa且保温 30s-50s；第二阶段从0.5MPa匀速降压至常压且保温130s-150s，两段保温时间总共持续180s。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤四中所述竹笋壳的光滑一侧面接触模具。
上述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，采用该方法制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒。
制得竹笋壳模塑餐盒性能指标如下：参考QB/T 4763-2014《纸浆模塑餐具》、GB4806.8-2016《食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》和GB/T 18006.3-2020《一次性可降解餐饮具通用技术要求》等标准要求，产品负重性能：产品负重前后高度变化(＜5％)为2-4％；产品跌落性能、漏水性、耐热水、耐热油、浸泡液等性能达到标准要求；产品理化指标：总迁移量(95％乙醇，70℃，2h)为2.1mg/dm2，重金属(以Pb 计，4％乙酸，体积分数，60℃，2h)＜1mg/kg，铅(Pb，mg/kg)＜0.10，砷(As，mg/kg)＜0.11，荧光性物质(254nm及365nm)为阴性，微生物:大肠菌群、沙门氏菌(/50cm2)未检出，霉菌(CFU/g)＜10。可降解率达到95％，达到标准要求。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明利用竹笋壳表面具有硅质层和蜡质层，用其作为餐盒内衬层，具有较好的防水性能和防渗漏性能。
2、本发明竹笋壳抗菌乳浆料以竹笋壳为基本物质，竹笋壳纤维化程度高、纤维强度高、连续性好，有较好的耐腐蚀性，再添加可降解的改性助剂和抑制霉变的抗菌助剂，既保证了使用的卫生安全性又保持了餐盒的抑菌性能和原材料的环保可降解性。
3、由本发明制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒中浆料与竹笋壳界面结合性能较好，在使用过程中，不会因食物温度过高而产生起皮和鼓包的现象，保证了餐盒具有良好的实用性。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例制备竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的方法包括以下步骤：
步骤一、竹笋壳灭菌处理：将竹笋壳放入25℃水中浸泡24h后，进行冲洗，然后将所述竹笋壳平铺在下排气式压力蒸汽灭菌器内层的三角搁架上，每3层叠放在一起，保证竹笋壳能充分进行喷蒸灭菌处理，灭菌压力为103.4kPa，温度达到121.3℃，处理时间为20min；
步骤二、改性竹笋壳纤维浆料制备：将步骤一中灭菌后的竹笋壳裁剪成长度15cm，宽度2cm，然后将竹笋壳浸润到水溶液中24h，浸润后的竹笋壳加入蒸汽爆破机中进行第一阶段蒸汽爆破，爆破2次，每次爆破压力为1.5MPa，保压时间5min，其中第一阶段蒸汽爆破后得到竹笋壳纤维粒径在100目以上；然后将山梨醇、抗氧剂1076和去离子水加入第一阶段高压爆破后得到的物料中，其中竹笋壳(等于第一阶段高压爆破时的竹笋壳的质量)、山梨醇、抗氧剂1076和水按照质量比为100：10：4：250 的比例混合，混合均匀后进行第二阶段蒸汽爆破，第二阶段蒸汽爆破采用低压爆破，爆破1次，爆破压力为1.0MPa，保压时间为5min，收集爆破物料，并进行真空抽滤，得到改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液，浓缩所述改性竹笋壳纤维浆料中的固含量稳定在60％；因抽滤废液中含有大量的降解产物，有助于下一步复合材料热压粘合；收集抽滤废液待用；
步骤三、竹笋壳抗菌模塑浆料制备：将聚乙烯、粒径为0.01μm-10μm 的纳米氧化钙粉体、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、去离子水按质量比 10:10:11:1000混合，在温度为50℃条件下，pH值为9，真空度为0.05MPa，搅拌速度为100r/min的条件下反应120min；然后用醋酸调节pH至6.5，在转速为5000r/min条件下高速乳化10min，制得抗菌乳液并调整其固含量为80％；
再步骤二中得到将改性竹笋壳纤维浆料、抗菌乳液、羟丙基淀粉、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA-2488)和步骤二中得到的抽滤废液按质量比为100：30：12：10：5：80的比例混合，调节pH值至10，在温度为70℃的条件下高速乳化，制得竹笋壳抗菌模塑浆料，调节pH值至7，固体含量为80％，粘度为100CPS/25℃、比重为1.2g/cm3。
步骤四、模塑餐盒制备：将步骤一中灭菌后的竹笋壳铺放在模具底部，通过模具底部的真空气孔抽气后将其吸附贴合在模具底部，防止所述竹笋壳错位偏移，再利用单螺杆挤出机向模具里注入步骤三中制得的抗菌模塑浆料采用分段真空负压成型技术成型，其中成型过程单螺杆挤出机设定温度为80℃，芯模真空抽气，去除水气，第一阶段在真空压力为0.5MPa保温50s，第二阶段从0.5MPa匀速降压至常压且保温130s，两段保温时间总共持续180s；最后经修边、消毒和包装等后处理制得竹笋壳模塑餐盒。
本实施例中，步骤四中所述竹笋壳的光滑一侧面接触模具，绒毛一侧接触抗菌模塑浆料，绒毛一侧具有较大的比表面积，能够保证竹笋壳与抗菌模塑浆料紧密贴合，光滑一侧作为餐盒的内表面，其具有硅质层和蜡质层，具有较好的防水性能和防渗漏性能。
制得竹笋壳模塑餐盒性能指标如下：参考QB/T 4763-2014《纸浆模塑餐具》、GB4806.8-2016《食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》和GB/T 18006.3-2020《一次性可降解餐饮具通用技术要求》等标准要求，产品负重性能：产品负重前后高度变化(＜5％)为2-4％；产品跌落性能、漏水性、耐热水、耐热油、浸泡液等性能达到标准要求；产品理化指标：总迁移量(95％乙醇，70℃，2h)为2.1mg/dm2，重金属(以 Pb计，4％乙酸，体积分数，60℃，2h)＜1mg/kg，铅(Pb，mg/kg)＜0.10，砷(As，mg/kg)＜0.11，荧光性物质(254nm及365nm)为阴性，微生物：大肠菌群、沙门氏菌(/50cm2)未检出，霉菌(CFU/g)＜10。可降解率达到95％，达到标准要求。
本实施例制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的质量实验：将食物(市售的米饭)放置到本实施例中制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒中24h，该餐盒的结构层(竹笋壳内衬层和高分子成型层)并未发生分离、鼓包等现象。
实施例2
本实施例与实施例1的制备方法相同，其不同之处在于，步骤二中所述塑化剂为木糖醇或麦芽糖醇，所述抗氧化剂为抗氧剂264、抗氧剂330 或抗氧剂1010，步骤三中所述可生物降解的树脂为聚丙烯或聚乳酸；所述抗菌剂为粒径为0.01μm-10μm的纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体或纳米银粉体；所述接枝相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物或乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物；所述聚乙烯醇为PVA-1788型。
实施例3
本实施例制备竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的方法包括以下步骤：
步骤一、竹笋壳灭菌处理：将竹笋壳放入25℃水中浸泡24h后，进行冲洗，然后将所述竹笋壳平铺在下排气式压力蒸汽灭菌器内层的三角搁架上，每4层叠放在一起，保证竹笋壳能充分进行喷蒸灭菌处理，灭菌压力为103.4kPa，温度达到121.3℃，处理时间为25min；
步骤二、改性竹笋壳纤维浆料制备：将步骤一中灭菌后的竹笋壳裁剪成长度12cm，宽度3cm，然后将竹笋壳浸润到水溶液中24h，浸润后的竹笋壳加入蒸汽爆破机中进行第一阶段蒸汽爆破，爆破2次，每次爆破压力为1.8MPa，保压时间4min，其中第一阶段蒸汽爆破后得到竹笋壳纤维粒径在100目以上；然后将麦芽糖醇、抗氧剂1010和去离子水加入第一阶段高压爆破后得到的物料中，其中竹笋壳(等于第一阶段高压爆破时的竹笋壳的质量)、麦芽糖醇、抗氧剂1010和去离子水按照质量比为100：12： 6：300的比例混合，混合均匀后进行第二阶段蒸汽爆破，第二阶段蒸汽爆破采用低压爆破，爆破1次，爆破压力为0.7MPa，保压时间为6min，收集爆破物料，并进行真空抽滤，得到改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液，浓缩所述改性竹笋壳纤维浆料中的固含量稳定在70％；因抽滤废液中含有大量的降解产物，有助于下一步复合材料热压粘合；收集抽滤废液待用；
步骤三、竹笋壳抗菌模塑浆料制备：将聚乳酸、粒径为0.01μm-10μm 的纳米银粉体、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、去离子水按质量比为 10:10:11:1000的比例混合，在50℃条件下，pH值为10，真空度为 0.05MPa，搅拌速度为100r/min的条件下反应100min；然后用醋酸调节 pH至6.5，在转速为4000r/min条件下高速乳化10min，制得抗菌乳液并调整其固含量为75％；
再将步骤二中得到的改性竹笋壳纤维浆料、抗菌乳液、羟丙基淀粉、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA-1788型)和和步骤二中得到的抽滤废液按质量比为100：35：10：5：5：90的比例混合，调节pH值至9，在温度为80℃的条件下高速乳化，制成竹笋壳抗菌模塑浆料，调节pH值至7，固体含量为75％，粘度为150CPS/25℃、比重为1.11g/cm3。
步骤四、模塑餐盒制备：将步骤一中灭菌后的竹笋壳铺放在模具底部，通过模具底部的真空气孔抽气后将其吸附贴合在模具底部，防止所述竹笋壳错位偏移，再利用单螺杆挤出机向模具里注入步骤三中制得的抗菌模塑浆料采用分段真空负压成型技术成型，其中成型过程单螺杆挤出机设定温度为80℃，芯模真空抽气，去除水气，第一阶段在真空压力为0.5MPa且保温40s；第二阶段从0.5MPa匀速降压至常压且保温140s，两段保温时间总共持续180s；最后经修边、消毒和包装等后处理制得竹笋壳模塑餐盒。
本实施例中，步骤四中所述竹笋壳的光滑一侧面接触模具，绒毛一侧接触抗菌模塑浆料，绒毛一侧具有较大的比表面积，能够保证竹笋壳与抗菌模塑浆料紧密贴合，光滑一侧作为餐盒的内表面，其具有硅质层和蜡质层，具有较好的防水性能和防渗漏性能。
制得竹笋壳模塑餐盒性能指标如下：参考QB/T 4763-2014《纸浆模塑餐具》、GB4806.8-2016《食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》和GB/T 18006.3-2020《一次性可降解餐饮具通用技术要求》等标准要求，产品负重性能：产品负重前后高度变化(＜5％)为2-4％；产品跌落性能、漏水性、耐热水、耐热油、浸泡液等性能达到标准要求；产品理化指标：总迁移量(95％乙醇，70℃，2h)为2.1mg/dm2，重金属(以 Pb计，4％乙酸，体积分数，60℃，2h)＜1mg/kg，铅(Pb，mg/kg)＜0.10，砷(As，mg/kg)＜0.11，荧光性物质(254nm及365nm)为阴性，微生物：大肠菌群、沙门氏菌(/50cm2)未检出，霉菌(CFU/g)＜10。可降解率达到95％，达到标准要求。
本实施例制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的质量实验：将食物(市售的紫菜蛋花汤)放置到本实施例中制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒中 24h，该餐盒的结构层(竹笋壳内衬层和高分子成型层)并未发生分离、鼓包等现象。
实施例4
本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，步骤二中所述塑化剂为木糖醇或山梨醇，所述抗氧化剂为抗氧剂264、抗氧剂1076 或抗氧剂330，步骤三中所述可生物降解的树脂为聚丙烯或聚乙烯；所述抗菌剂为粒径为0.01μm-10μm的纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体或纳米氧化钙粉体；所述接枝相容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物或乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物；所述聚乙烯醇为PVA-2488型。
实施例5
本实施例制备竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的方法包括以下步骤：
步骤一、竹笋壳灭菌处理：将竹笋壳放入25℃水中浸泡24h后，进行冲洗，然后将所述竹笋壳平铺在下排气式压力蒸汽灭菌器内层的三角搁架上，每5层叠放在一起，保证竹笋壳能充分进行喷蒸灭菌处理，灭菌压力为103.4kPa，温度达到121.3℃，处理时间为30min；
步骤二、改性竹笋壳纤维浆料制备：将步骤一中灭菌后的竹笋壳裁剪成长度10cm，宽度4cm，然后将竹笋壳浸润到水溶液中24h，浸润后的竹笋壳加入蒸汽爆破机中进行第一阶段蒸汽爆破，爆破3次，每次爆破压力为2.0MPa，保压时间5min，其中第一阶段蒸汽爆破后得到竹笋壳纤维粒径在100目以上；然后将木糖醇、抗氧剂264和去离子水加入第一阶段高压爆破后得到的物料中，其中竹笋壳(等于第一阶段高压爆破时的竹笋壳的质量)、木糖醇、抗氧剂264和去离子水按照质量比为100：8：3：150 的比例混合，混合均匀后进行第二阶段蒸汽爆破，第二阶段蒸汽爆破采用低压爆破，爆破1次，爆破压力为0.5MPa，保压时间为7min，收集爆破物料，并进行真空抽滤，得到改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液，浓缩所述改性竹笋壳纤维浆料中的固含量稳定在50％；因抽滤废液中含有大量的降解产物，有助于下一步复合材料热压粘合；收集抽滤废液待用；
步骤三、竹笋壳抗菌模塑浆料制备：将聚丙烯、粒径为0.01μm-10μm 的纳米二氧化钛粉体、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、去离子水按比例 10:10:11:1000混合，在50℃条件下，pH值为9.5，真空度为0.05MPa，搅拌速度为100r/min的条件下反应80min；然后用醋酸调节pH至6.5，在转速为3000r/min条件下高速乳化10min，制得抗菌乳液并调整其固含量为70％；
再将步骤二中得到的改性竹笋壳纤维浆料、抗菌乳液、羟丙基淀粉、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA-1788)和步骤二中得到的抽滤废液按质量比为100：20：15：7：7：70的比例混合，调节pH值至9.5，在温度为60 ℃的条件下高速乳化，制成竹笋壳抗菌模塑浆料，调节pH值至8，固体含量为70％，粘度为200CPS/25℃、比重为1.05g/cm3。
步骤四、模塑餐盒制备：将步骤一中灭菌后的竹笋壳铺放在模具底部，通过模具底部的真空气孔抽气后将其吸附贴合在模具底部，防止所述竹笋壳错位偏移，再利用单螺杆挤出机向模具里注入步骤三中制得的抗菌模塑浆料采用分段真空负压成型技术成型，其中成型过程单螺杆挤出机设定温度为80℃，芯模真空抽气，去除水气，第一阶段在真空压力为0.5MPa且保温30s；第二阶段从0.5MPa匀速降压至常压且保温150s，两段保温时间总共持续180s；最后经修边、消毒和包装等后处理制得竹笋壳模塑餐盒。
本实施例中，步骤四中所述竹笋壳的光滑一侧面接触模具，绒毛一侧接触抗菌模塑浆料，绒毛一侧具有较大的比表面积，能够保证竹笋壳与抗菌模塑浆料紧密贴合，光滑一侧作为餐盒的内表面，其具有硅质层和蜡质层，具有较好的防水性能和防渗漏性能。
制得竹笋壳模塑餐盒性能指标如下：参考QB/T 4763-2014《纸浆模塑餐具》、GB4806.8-2016《食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》和GB/T 18006.3-2020《一次性可降解餐饮具通用技术要求》等标准要求，产品负重性能：产品负重前后高度变化(＜5％)为2-4％；产品跌落性能、漏水性、耐热水、耐热油、浸泡液等性能达到标准要求；产品理化指标：总迁移量(95％乙醇，70℃，2h)为2.1mg/dm2，重金属(以 Pb计，4％乙酸，体积分数，60℃，2h)＜1mg/kg，铅(Pb，mg/kg)＜0.10，砷(As，mg/kg)＜0.11，荧光性物质(254nm及365nm)为阴性，微生物：大肠菌群、沙门氏菌(/50cm2)未检出，霉菌(CFU/g)＜10。可降解率达到95％，达到标准要求。
本实施例制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的质量实验：将食物(市售的番茄炒蛋)放置到本实施例中制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒中 24h，该餐盒的结构层(竹笋壳内衬层和高分子成型层)并未发生分离、鼓包等现象。
实施例6
本实施例与实施例5的制备方法相同，其不同之处在于，步骤二中所述塑化剂为山梨醇或麦芽糖醇，所述抗氧化剂为抗氧剂1076、抗氧剂330 或抗氧剂1010，步骤三中所述可生物降解的树脂为聚乳酸或聚乙烯；所述抗菌剂为粒径为0.01μm-10μm的纳米氧化锌粉体、纳米氧化钙粉体或纳米银粉体；所述接枝相容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物或乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物；所述聚乙烯醇为PVA-2488型。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、竹笋壳灭菌处理：将竹笋壳放置在水中浸泡不少于12h，充分吸水后进行冲洗，再进行高压喷蒸灭菌处理；
步骤二、改性竹笋壳纤维浆料制备：将步骤一中灭菌处理后的竹笋壳剪成条状，然后置于水中吸水后依次进行两阶段蒸汽爆破处理，爆破处理完成后进行真空抽滤，得到改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液，所述改性竹笋壳纤维浆料的固含量为50％-70％；
第一阶段蒸汽爆破处理的具体过程为：在蒸汽爆破的压力为1.5MPa-2.0MPa的条件下爆破2-3次，每次爆破的保压时间为3min-5min；
第二阶段蒸汽爆破处理的具体过程为：在第一阶段蒸汽爆破处理完成后得到的物料中加入塑化剂、抗氧化剂和水，混合均匀，在蒸汽爆破的压力为0.5MPa-1.0MPa的条件下爆破1次，保压时间为5min-7min；所述竹笋壳、塑化剂、抗氧化剂和水的质量比为100:(8-12):(3-6):(150-300)；
步骤三、竹笋壳抗菌模塑浆料制备：采用可生物降解的树脂、抗菌剂、接枝相容剂和去离子水按照质量比为10:10:11:1000的比例混合，在温度为50℃、真空度为0.05MPa、pH值为9-10、搅拌速度为100r/min的条件下反应80min-120min，再调节pH值为6.5，在转速为3000r/min-5000r/min的条件下高速乳化10min，制备出抗菌乳液，再将所述抗菌乳液与羟丙基淀粉、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、步骤二中得到的改性竹笋壳纤维浆料和抽滤废液按照质量比为(20-35):(10-15):(5-10):(5-10):100:(70-90)的比例混合，在pH值为9-10、温度为60℃-80℃的条件下高速乳化，制得竹笋壳抗菌模塑浆料；
步骤四、模塑餐盒制备：用步骤一中灭菌处理后的竹笋壳作为餐盒内衬层，步骤三中制得的竹笋壳抗菌模塑浆料作为主体材料，所述竹笋壳内衬层铺放在模具底部，并通过模具底部的真空气孔抽气后将其吸附贴合在模具底部，防止所述竹笋壳错位偏移，利用单螺杆挤出机将步骤三中所述竹笋壳抗菌模塑浆料注入到模具中采用分段真空负压成型技术成型，最后经修边、消毒和包装处理后制备得到竹笋壳纤维可降解模塑餐盒。
2.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤一中所述高压喷蒸灭菌处理操作为：将所述竹笋壳平铺在灭菌锅内层的三角搁架上，每3-5层叠放在一起，在灭菌压力为103.4kPa、温度为121.3℃的条件下进行20min-30min的喷蒸灭菌处理。
3.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述条状竹笋壳长度为10cm-15cm，宽度为2cm-4cm。
4.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述塑化剂为木糖醇、山梨醇或麦芽糖醇，所述抗氧化剂为抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂330或抗氧剂1010。
5.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤三中所述竹笋壳抗菌模塑浆料的固含量为70％-80％，25℃时粘度为100CPS-200CPS，浓度为1.05g/cm3-1.2g/cm3。
6.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤三中所述可生物降解的树脂为聚丙烯、聚乳酸或聚乙烯；所述抗菌剂为粒径为0.01μm-10μm的纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体、纳米氧化钙粉体或纳米银粉体；所述接枝相容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物或乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物；所述聚乙烯醇为PVA-1788型或PVA-2488型。
7.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤四中所述分段真空负压成型技术中设定单螺杆挤出机的温度为80℃-90℃，芯模真空抽气，去除水气，第一阶段真空压力为0.5MPa保温30s-50s；第二阶段从0.5MPa匀速降压至常压保温130s-150s，两段保温时间总共持续180s。
8.根据权利要求1所述的一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒的制备方法，其特征在于，步骤四中所述竹笋壳的光滑一侧面接触模具。
9.一种竹笋壳纤维可降解模塑餐盒，其特征在于，采用权利要求1-8的方法制备的竹笋壳纤维可降解模塑餐盒。
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