CN113174785B - 一种全降解干压纸浆模塑杯盖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，包括以下步骤：1)将卷筒状或平张状浆板于浸渍液中浸渍，至水分含量为15％～30％；所述的浸渍液内含有抗水剂和淀粉；2)对浸渍后的浆板转移施胶；3)将施胶后的浆板进行切片；4)将切片后的浆板堆垛后进行干压成杯盖形状，转移切边制成最终产品。本发明通过将定制规格的浆板返湿至所需水分后直接干压成形，工序短、效果高，成本大大降低。另外，通过制备特殊温变材料作为施胶剂有效成分，使得全降解干压纸浆模塑杯盖具备了温变特性，外观颜色能随杯体内内容物的温度而变化，从而保障食品安全。采用竹子和普通农作物废料为浆料原料，做到从源头到成品均无环境污染压力。

Description

一种全降解干压纸浆模塑杯盖及其制备方法
技术领域
本发明属于纸浆模塑杯盖及其制备方法技术领域。
背景技术
纸浆模塑是一种立体造纸技术。它以废纸、木浆或其它植物纤维为原料，在模塑机上由特殊的模具塑造出具有一定形状的纸浆制品。它具有四大优势：1.原料为废纸、木浆或其它植物纤维，包括板纸、废纸箱纸、废白边纸、针叶木浆、阔叶木浆、竹浆、蔗渣浆等，来源广泛；2.其制作过程由制浆、吸附成型、干燥定型等工序完成，流程较短，对环境无害；3.产品可以回收再生利用；4.体积比发泡塑料小，质量轻，可重叠，交通运输方便。纸浆模塑产品除用作餐盒、餐具外，也可用做工业缓冲包装，目前发展十分迅速。
目前纸浆模塑产品在运输和使用过程中对环境温度不敏感，难以从外观上反映环境温度的变化情况(尤其是对于冷链运输食品来说)，消费者难以判断内容物的质量情况，容易产生质量安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是针对现有问题，提供一种低成本的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法。
为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，包括以下步骤：
1)将卷筒状或平张状浆板于浸渍液中浸渍，至水分含量为15％～30％；所述的浸渍液内含有抗水剂和淀粉；
2)对浸渍后的浆板转移施胶；
3)将施胶后的浆板进行切片；
4)将切片后的浆板堆垛后进行干压成杯盖形状，转移切边制成最终产品。
进一步，步骤1)中所述的浆板，纤维来源包括甘蔗渣、木材、竹子、芦苇等自然全降解纤维原料。卷筒状或平张状浆板的长度和宽度根据生产产品需要进行选择或定制。更进一步，为适应干压成形步骤和提高产品质量，卷筒状或平张状浆板的纤维性能选择：重均长度1.5～1.7mm、重均宽度18～20μm、粗度14～18mg/100m、卷曲指数12～18％、柔软度1.2～1.6×1018/N·m2。
进一步，步骤1)所述的抗水剂和淀粉按绝干浆比例来确认添加量，抗水剂和淀粉的重量比优选在：抗水剂：淀粉＝1:1.0～1.5。更进一步，浸渍时，设置多次浸渍的方式，使浆板内含水量和化学助剂更加均匀。
进一步，步骤2)转移施胶所采用的施胶液由下述方法得到：
a)将六水硝酸镁、1,3,6,8-四(苯甲酸)芘、二甲基甲酰胺、水和盐酸混合，混合质量比为100:100:50:(10～15):1，110～120℃下保温68～72小时；然后在动态真空、120～130℃条件下保温6～8小时得到温变材料；
b)将聚乙烯醇加水稀释至浓度为7％～10％，然后升温至90～95℃保温2～3小时，再加水稀释至浓度为3.0％～3.5％；
c)将步骤a)得到的温变材料加入步骤b)熬制后的聚乙烯醇溶液中，固液比＝1kg：50～100L。
上述的步骤a)，所用的盐酸优选质量浓度为32％的浓盐酸，最后得到的温变材料为粉末状。
进一步，步骤2)转移施胶是指将本发明提供的施胶液通过施胶辊涂覆到浆板的指定位置。施胶后的浆板干压成的杯盖在杯内内容物温度变化时会变色。
进一步，步骤4)干压成型条件：压强20～40kg/cm2、温度150～200℃、时间3～15s。
本发明的有益效果：
本发明通过将定制规格的浆板返湿至所需水分后直接干压成形，从而省掉了碎浆、疏解、配浆、立体捞浆真空吸滤成形等工序，并且高温增压所需时间从30～50s缩短至3～15s，成本大大降低。
另外，通过制备特殊温变材料作为施胶剂有效成分，使得全降解干压纸浆模塑杯盖具备了温变特性，外观颜色能随杯体内内容物的温度而变化，从而保障食品安全。
采用竹子和普通农作物废料为浆料原料，制备得到的产品为绿色全降解材料，做到从源头到成品均无环境污染压力。产品使用废弃后可直接丢弃并自然降解成种植用土壤并改善土质；或经破碎还原成种植用土壤进行复用或丢弃。
下面结合附图对本发明的应用原理和技术方案作示例性描述。
附图说明
图1是本发明实施例提供的全降解干压纸浆模塑杯盖主视图。
图2是图1M-M剖视图。
图3是图1L-L剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方法作详细举例说明。下述实施例中没有特别说明的技术参数和助剂，本领域技术人员可以根据本技术领域的知识进行常规和适应性选择。
实施例提供的环保型纸浆模塑杯盖成形方法包括以下步骤：
步骤1:将卷筒状或平张状浆板进行解包。
步骤2：将原料输送到浸渍机进行浸渍，浸渍液为水、抗水剂和淀粉等化学助剂的混合液，浸渍时间至浆板的水分含量到15％～30％。抗水剂：淀粉＝1:1.0～1.5。
步骤3：对浸渍后的浆板转移施胶：用施胶辊将施胶液涂覆到浆板的指定位置。
步骤4：将施胶后的浆板进行切片，单次切边数量可根据不同产品而定。模切机选用规格为1000×600mm，切边频率100～200次/min。
步骤5：将切片后的浆板堆垛后在杯盖干压设备上进行干压成型，制成最终肉托产品。干压定型条件：压强20～40kg/cm2、温度为150～230℃。干压设备选用：模具设计温度150～250℃，双工位，频次：10～18个/min。
实施例1：制备施胶液
将六水硝酸镁、1,3,6,8-四(苯甲酸)芘、二甲基甲酰胺、水和32％质量浓度的盐酸混合，混合重量比为100:100:50:10:1，110～120℃下保温68小时，然后在动态真空条件下，120～125℃下保温6小时得到粉末状温变材料。
将聚乙烯醇加水稀释至浓度为7％，升温至90～95℃，保温2小时，加水稀释至浓度为3％。
将粉末状温变材料加入熬制后的聚乙烯醇溶液中，固液比＝1kg：70L，制得施胶液。
实施例2：制备施胶液
将六水硝酸镁、1,3,6,8-四(苯甲酸)芘、二甲基甲酰胺、水和32％质量浓度的盐酸混合，混合重量比为100:100:50:12:1，110～120℃下处理70小时，然后在动态真空条件下，120～130℃下保温7.5小时得到粉末状温变材料。
将聚乙烯醇加水稀释至浓度为9.5％，升温至90～95℃，保温2小时，加水稀释至浓度为3.5％。
将粉末状温变材料加入熬制后的聚乙烯醇溶液中，固液比＝1kg：80L，制得施胶液。
采用上述方法，下面以实施例3和4为例热压定型一次性环保温变杯盖。
实施例3
采用的原料为100％甘蔗浆板。浆板规格：幅宽920/900/820mm的卷筒浆，纤维性能：重均长度1.5mm，重均宽度18μm，粗度15mg/100m，卷曲指数13％，柔软度1.3×1018/N·m2。
将原料输送到浸渍机进行浸渍，至浆板的水分含量到25％。浸渍液抗水剂：淀粉＝1:1.5。
采用实施例1制备的施胶液，然后通过施胶辊涂覆到浆板的指定位置。施胶量5g/m2。
施胶后的浆板切片尺寸：550×970mm。
压强35kg/cm2、190℃下将切片后的浆板堆垛后在杯盖用形状的模具干压设备上进行干压，4s一次成型，得到的杯盖成品形状如图1至图3所示。
该直接干压成型的一次性杯盖在强度、防水、防油等性能上符合市售技术标准。
温变效果描述:该产品在低温条件(0℃)下为深蓝色，1～8℃时为浅蓝色，9～25℃时为淡绿色，26℃以上时为黄绿色。
实例3与普通模塑成型工艺的简要对比
碎浆、打浆、配浆 浸渍 模切 成型转移 干燥
传统生产方法 180min 0 0 30s 30s
实例3 取消 31min 25min 5s 2s
本实例可提高生产效率69％。
实施例4
采用的原料为100％甘蔗浆板。浆板规格：幅宽920/900/820mm的卷筒浆，纤维性能：重均长度1.5mm，重均宽度18μm，粗度15mg/100m，卷曲指数13％，柔软度1.3×1018/N·m2。
将原料输送到浸渍机进行浸渍，至浆板的水分含量到25％。浸渍液抗水剂：淀粉＝1:1。
采用实施例1制备的施胶液，然后通过施胶辊涂覆到浆板的指定位置。施胶量8g/m2。
施胶后的浆板切片尺寸：550×970mm。
压强35kg/cm2、190℃下将切片后的浆板堆垛后在杯盖用形状的模具干压设备上进行干压，4s一次成型，得到的杯盖成品形状如图1至图3所示。
该直接干压成型的一次性杯盖在强度、防水、防油等性能上符合市售技术标准。
温变效果描述:该产品在低温条件(0℃及以下)下为深蓝色，1～8℃时为浅蓝色，9～25℃时为淡绿色，26℃及以上时为黄绿色。
实例4与普通模塑成型工艺的简要对比
碎浆、打浆、配浆 浸渍 模切 成型转移 干燥
传统生产方法 180min 0 0 30s 30s
实例4 取消 31min 25min 7s 3s
本实例可提高生产效率67.5％。
实例3和4与普通模塑成型杯盖产品的显色性简要对比
≤0℃ 1～8℃ 9～25℃ ≥26℃
普通杯盖 白色 白色 白色 白色
实例3 深蓝色 浅蓝色 淡绿色 黄绿色
实例4 深蓝色 浅蓝色 淡绿色 黄绿色
以上实施例得到的全降解干压纸浆模塑杯盖产品为绿色环保全降解材料，其废弃后可直接丢弃并自然降解成种植用土壤并改善土质，或经破碎还原成种植用土壤进行复用或丢弃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，包括以下步骤：
1)将卷筒状或平张状浆板于浸渍液中浸渍，至水分含量为15％～30％；所述的浸渍液内含有抗水剂和淀粉；
2)对浸渍后的浆板转移施胶；
3)将施胶后的浆板进行切片；
4)将切片后的浆板堆垛后进行干压成杯盖形状，转移切边制成最终产品；
步骤2)所述的转移施胶所采用的施胶液由下述方法得到：
a)将六水硝酸镁、1,3,6,8-四(苯甲酸)芘、二甲基甲酰胺、水和盐酸混合，混合质量比为100:100:50:(10～15):1，110～120℃下保温68～72小时；然后在动态真空、120～130℃条件下保温6～8小时得到温变材料；
b)将聚乙烯醇加水稀释至浓度为7％～10％，然后升温至90～95℃保温2～3小时，再加水稀释至浓度为3.0％～3.5％；
将步骤a)得到的温变材料加入步骤b)熬制后的聚乙烯醇溶液中，固液比＝1kg：50～100L。
2.如权利要求1所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的浆板，纤维来源包括甘蔗渣、木材、竹子和芦苇。
3.如权利要求2所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的卷筒状或平张状浆板的纤维性能选择：重均长度1.5～1.7mm、重均宽度18～20μm、粗度14～18mg/100m、卷曲指数12～18％、柔软度1.2～1.6×1018/N·m2。
4.如权利要求1所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的抗水剂和淀粉按绝干浆比例来确认添加量，抗水剂和淀粉的重量比在：抗水剂：淀粉＝1:1.0～1.5。
5.如权利要求1所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤1)采用多次浸渍的方式，使浆板内含水量和化学助剂均匀。
6.如权利要求1所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤2)转移施胶是指将施胶液通过施胶辊涂覆到浆板的指定位置。
7.如权利要求1所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤4)干压成型条件：压强20～40kg/cm2、温度150～200℃、时间3～15s。
8.如权利要求1所述的全降解干压纸浆模塑杯盖的制备方法，其特征在于：步骤a)所用的盐酸质量浓度为32％，最后得到的温变材料为粉末状。
9.采用权利要求1-8任一项所述的全降解干压纸浆模塑杯盖制备方法得到的杯盖产品。
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