CN108943811A - 一种环保食品盒或餐盒制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保食品盒或餐盒制备方法，包括材料准备步骤、高温蒸汽熏蒸步骤、疏水层制备步骤、高温蒸汽熏蒸步骤、高温压制成型和超疏水、疏油涂层制备步骤。本发明的环保食品盒或餐盒制备方法制备得到的食品盒或餐盒韧度好，强度适宜，具有稳固结构、不容易破碎的特点，同时还具有安全无毒害、原料来源简单、操作简便、用后处理方便、不污染环境和浪费自然资源的特点。同时能够保证良好的重复利用率、良好的防水性能以及优异的刚性强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保餐具技术领域，尤其涉及一种环保食品盒或餐盒制备方法。
背景技术
快餐行业的蓬勃兴起，使得一次性食品盒的使用变得越来越频繁，现目前绝大多数的一次性食品盒都是利用塑料、纸质或木质材料制成，但用上述材料制成的一次性食品盒仍然存在以下问题：
1.塑料制成的食品盒在使用后多为焚烧和掩埋处理，焚烧会产生大量有害气体；填埋不仅占用了大量的土地资源，而且塑料埋在土里的降解时间很长，导致污染土地环境；
2.纸质材料的食品盒虽然可循环利用且污染较小，但制造成本中，纸的来源需要大量砍伐树木来加工制成原料，使得该食品盒存在纸浆成本高、浪费自然资源的问题；同时如果纸质饭盒制造时使用漂白粉和荧光增白剂，使用该食品盒会对人们的身体健康会产生不良影响。
3.木制材料的食品盒，由于采用可全降解以及纯植物纤维或淀粉制成，制作过程繁琐、饭盒较不稳固的特点，影响人们的使用体验和产品推广。
4.现有技术也采用植物纤维、树叶等制备可降解餐具。中国专利CN1266074A公开了一种可降解餐具及其制备方法,它由食用粉或植物纤维粉和HDPE热熔胶组成,经商购、配料、研磨、称重、混合、搅拌、入模、加压、脱模、修整、消毒而成,其特征在于它是由食用粉或植物纤维粉96％,HDPE热熔胶4％重量配比的原料制成的餐具。它无毒无味,无污染,废弃后可全部自然降解,回收后能综合利用,碎了可以喂牛羊,扔到地里能肥田,是一种能有效治理生态环境,克服环境污染的理想的可降解餐具。CN105416741A公开了一种利用天然槟榔树叶制作包装盒的方法，制作方法包括将天然槟榔叶经预处理、水浸、熏蒸、热模压气爆、冷却定型、修整打磨，制作得到经久耐用、美观多样、附加值高的包装盒。虽然环保，但是生产的餐具是一次性使用的，并不能够重复利用；并且不能长时间盛放液体。另一方面在硬度上也存在不足，导致在很多环境下不能够推广应用。
因此亟需一种安全无毒害、原料来源简单、操作简便、具有稳固结构、用后处理方便、不污染环境和浪费自然资源的环保食品盒或餐盒。同时能够保证良好的重复利用率、良好的防水性能以及优异的刚性强度。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环保食品盒或餐盒的制备方法，采用该方法制备得到的食品盒或餐盒韧度好，强度适宜，具有稳固结构、不容易破碎的特点，同时还具有安全无毒害、原料来源简单、操作简便、用后处理方便、不污染环境和浪费自然资源的特点。同时能够保证良好的重复利用率、良好的防水性能以及优异的刚性强度。
本发明的目的采用以下技术方案实现：一种环保食品盒或餐盒制备方法，包括：
准备材料：选用槟榔叶片或者羊蹄甲属叶片，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第一大叶；
高温蒸汽熏蒸：将第一大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒20～25min，然后将蒸熏消毒后的第一大叶晾晒至叶片含水量为25％～35％；
疏水层的制备：选用荷叶或者竹叶，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第二大叶；
高温蒸汽熏蒸：将第二大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒10～20min，然后将蒸熏消毒后的第二大叶晾晒至叶片含水量为20％～30％；
高温压制成型：将大叶和隔离层按第一大叶—第二大叶—隔离层—第一大叶的顺序从上到下叠放好，预热热压机至65～100℃，然后将叠放好的叶片放入热压机，通过热压机的食品盒或餐具模具高温压制成型，压制温度为65～100℃，压制压力为200～240kg，压制时间为3～20s；压制成型后切割多余周边多余边料成型。
超疏水、疏油涂层制备：向20mL异丁醇溶剂中加入15mL 3-巯丙基三甲氧基硅烷前驱体，然后滴加5mL 0.05mol/L的乙酸催化剂，50℃超声搅拌；然后加入30mL异丁醇并滴加4mL浓氨水，最后加入0.2g纳米二氧化钛颗粒，50℃下超声搅拌12h后停止反应，制备得到3-巯丙基三甲氧基硅烷溶胶。然后将溶胶转移到食品盒或餐具的内壁形成涂层。最后，食品盒或餐具在110℃下固化10min。
进一步地，在准备材料步骤，所述叶片为红花羊蹄甲叶片；在高温压制成型步骤中压制温度为65～70℃，压制时间为10～20s。
进一步地，在准备材料步骤，所述叶片为槟榔叶；在高温压制成型步骤中压制温度为95～100℃，压制时间为4～5s。
进一步地，在准备材料步骤中，用线将叶片缝合成大叶时两个相邻的针眼相距3～5cm。叶片缝合成大叶的稳固程度直接影响环保食品盒成型的成败，两个相邻的针眼相距3～5cm可以使相邻叶片稳固连接，同时耗费的人工成本较低。过密的针眼容易导致缝合处破裂，太疏容易导致缝合不稳定。
进一步地，在高温蒸汽熏蒸步骤中，大叶晾晒至叶片含水量为30％。叶片韧度最佳，压制时大叶破裂最少，可大大减少原材料的浪费。
进一步地，在高温蒸汽熏蒸步骤中，大叶平铺横挂在沸水蒸汽上方10cm处。叶片可以最大面积受到水蒸气的熏蒸，使杀菌消毒效果最好。
进一步地，在高温压制成型步骤中，热压机压制压力为220kg。压制压力是使环保食品盒压制成败的因素之一，在220kg的压制压力下，环保食品盒可良好稳固成型。
进一步地，缝合成的大叶的面积为0.2～0.25m2。
进一步地，纳米二氧化钛颗粒的粒径为20-50nm。
选用植物叶片可用于制备安全无污染的食品盒，由于植物叶片本身无毒害作用，所以在沸水蒸汽上方蒸熏消毒20～25min即可达到良好的消毒杀菌效果；如果蒸熏时间过长，容易导致叶片浇湿破裂无法使用；蒸熏后将大叶晾晒至叶片含水量为25％～35％，即晾晒大叶至叶片颜色微黑,可弯曲对折无明显折痕破裂,韧度质感如新叶时即可，叶片过湿或过于干燥均会导致压制过程中材料破裂而无法继续使用。
发明人经过大量试验发明，在植物叶片中，羊蹄甲属叶片、荷叶、竹叶和槟榔叶由于其适合压制和工艺处理的特点，是用作食品盒的优选原料；同时，选用红花羊蹄甲时，压制温度设为为65～70℃，压制时间为10～20s最佳；选用槟榔叶时，压制温度设为为95～100℃，压制时间为4～5s最佳；压制温度和压制时间是使叶片压制成环保食品盒成功与否的关键，压制时间过短，会使压制效果不明显，无法形成食品盒；压制时间过长，压制材料在持续高温下会焦糊或变形；所以不同的材料需要对应不同的压制温度和时间，保证压制得到符合标准的环保食品盒。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明通过将植物叶片缝合后进行高温熏蒸，晾至一定水分后高温压制成型，通过特定的缝制、熏蒸和压制处理、制备成的食品盒韧度好，强度适宜，具有稳固结构、不容易破碎的特点，同时还具有安全无毒害、原料来源简单、操作简便、用后处理方便、不污染环境和浪费自然资源的特点。此外，由于超疏水表面由于有许多优异的性能，比如自清洁功能、防水、抗结冰、防腐蚀等等，在许多领域都用广阔的应用前景。荷叶以及竹叶都是非常常见的种植物，在大自然中有大量种植，所以原料非常易得且成本极低。尽管荷叶以及竹叶具有良好的疏水性能，但是现有技术并没有任何记载将其应用于餐具、食品盒的制备。本发明首次将其作为疏水层来提高餐具、食品盒的防水性能。这样可以避免水性溶液长时间放置渗透到外壁，从而提高了使用寿命。
本发明通过3-巯丙基三甲氧基硅烷以及纳米二氧化钛颗粒相互协同作用，在食品盒、餐盒的内壁形成一层疏水、疏油的涂层，疏水、疏油的涂层具有良好的疏水以及疏油性质，这样进一步阻止了水性、油性液体渗透，另一方面避免了油性液体的附着，从而可以很容易从餐具、食品盒清洗下来，提高了其重复使用次数。再另一方面，制备得到的疏水、疏油的涂层具有较高的耐高温性质，可以满足高温环境下的使用。
一般情况下，采用单层或者双层叶片压制成型，本发明采用了荷叶或者竹叶作为疏水层，其间接地提高了刚性强度，而不必特意的额外复杂结构。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本实施例中所采用到的材料均可从市场购得。
实施例1
一种环保食品盒制备方法，包括：
准备材料：选用槟榔叶片，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第一大叶；
高温蒸汽熏蒸：将第一大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒20min，然后将蒸熏消毒后的第一大叶晾晒至叶片含水量为25％；
疏水层的制备：选用荷叶，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第二大叶；
高温蒸汽熏蒸：将第二大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒10min，然后将蒸熏消毒后的第二大叶晾晒至叶片含水量为20％；
高温压制成型：将大叶和隔离层按第一大叶—第二大叶—隔离层—第一大叶的顺序从上到下叠放好，预热热压机至65℃，然后将叠放好的叶片放入热压机，通过热压机的食品盒或餐具模具高温压制成型，压制温度为65℃，压制压力为220kg，压制时间为3s；压制成型后切割多余周边多余边料成型。
超疏水、疏油涂层制备：向20mL异丁醇溶剂中加入15mL 3-巯丙基三甲氧基硅烷前驱体，然后滴加5mL 0.05mol/L的乙酸催化剂，50℃超声搅拌；然后加入30mL异丁醇并滴加4mL浓氨水，最后加入0.2g纳米二氧化钛颗粒，50℃下超声搅拌12h后停止反应，制备得到3-巯丙基三甲氧基硅烷溶胶。然后将溶胶转移到食品盒或餐具的内壁形成涂层。最后，食品盒或餐具在110℃下固化10min。
实施例2
一种环保餐盒制备方法，包括：
准备材料：选用槟榔叶片，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第一大叶；
高温蒸汽熏蒸：将第一大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒25min，然后将蒸熏消毒后的第一大叶晾晒至叶片含水量为30％；
疏水层的制备：选用竹叶，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第二大叶；
高温蒸汽熏蒸：将第二大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒20min，然后将蒸熏消毒后的第二大叶晾晒至叶片含水量为30％；
高温压制成型：将大叶和隔离层按第一大叶—第二大叶-隔离层-第一大叶的顺序从上到下叠放好，预热热压机至100℃，然后将叠放好的叶片放入热压机，通过热压机的食品盒或餐具模具高温压制成型，压制温度为100℃，压制压力为220kg，压制时间为5s；压制成型后切割多余周边多余边料成型。
超疏水、疏油涂层制备：向20mL异丁醇溶剂中加入15mL 3-巯丙基三甲氧基硅烷前驱体，然后滴加5mL 0.05mol/L的乙酸催化剂，50℃超声搅拌；然后加入30mL异丁醇并滴加4mL浓氨水，最后加入0.2g纳米二氧化钛颗粒，50℃下超声搅拌12h后停止反应，制备得到3-巯丙基三甲氧基硅烷溶胶。然后将溶胶转移到食品盒或餐具的内壁形成涂层。最后，食品盒或餐具在110℃下固化10min。
对实施例1-2制备得到的食品盒、餐盒进行疏水、疏油性能以及水、油测试实验；并考察涂层的耐热性：在食品盒、餐盒中盛放100℃、150℃、200℃水，检测水中硫、硅、钛的总含量。
通过上述测试可知，通过本发明制备的食品盒、餐盒具有良好的疏水、疏油性质，能够有效的防止油污等附着在内壁上，并且通过日常用的洗洁精即可完全清洗表面；从而提高了食品盒、餐盒重复利用次数。例外，盛放了液体的盒子可以长时间盛放，不会发生渗漏，从而提高了其使用寿命。
| 实施例 | 100℃ | 150℃ | 200℃ |
| 1(食品盒) | 0 | 0 | 0 |
| 2(餐盒) | 0 | 0 | 0 |
通过上述测试可知，通过本发明制备的食品盒、餐盒具有良好的耐高温性能，可以满足高温环境的使用，并且表面涂层不会发生损坏，具有使用环保无害的效果。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
步骤一、准备材料：选用槟榔叶片或者羊蹄甲属叶片，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第一大叶；
步骤二、高温蒸汽熏蒸：将第一大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒20～25min，然后将蒸熏消毒后的第一大叶晾晒至叶片含水量为25％～35％；
步骤三、疏水层的制备：选用荷叶或者竹叶，剪去叶柄，清洗干净、铺平后晾晒、干燥，用线将叶片缝合成第二大叶；
步骤四、高温蒸汽熏蒸：将第二大叶平铺横挂在沸水蒸气上方蒸熏消毒10～20min，然后将蒸熏消毒后的第二大叶晾晒至叶片含水量为20％～30％；
步骤五、高温压制成型：将大叶和隔离层按第一大叶—第二大叶—隔离层—第一大叶的顺序从上到下叠放好，预热热压机至65～100℃，然后将叠放好的叶片放入热压机，通过热压机的食品盒或餐具模具高温压制成型，压制温度为65～100℃，压制压力为200～240kg，压制时间为3～20s；压制成型后切割多余周边多余边料成型；
步骤六、超疏水、疏油涂层制备：向20mL异丁醇溶剂中加入15mL 3-巯丙基三甲氧基硅烷前驱体，然后滴加5mL 0.05mol/L的乙酸催化剂，50℃超声搅拌；然后加入30mL异丁醇并滴加4mL浓氨水，最后加入0.2g纳米二氧化钛颗粒，50℃下超声搅拌12h后停止反应，制备得到3-巯丙基三甲氧基硅烷溶胶；然后将溶胶转移到食品盒或餐具的内壁形成涂层；最后，食品盒或餐具在110℃下固化10min。
2.根据权利要求1所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述叶片为槟榔叶；在所述步骤五中，压制温度为95～100℃，压制时间为4～5s。
3.根据权利要求1所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述叶片为红花羊蹄甲叶片；在所述步骤五中，压制温度为65～70℃，压制时间为10～20s。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，缝合成的大叶的面积为0.2～0.25m2。
5.根据权利要求1所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤二和步骤四中，大叶晾晒至叶片含水量为30％。
6.根据权利要求1所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤二和步骤四中，大叶平铺横挂在沸水蒸汽上方10cm处。
7.根据权利要求1所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤五中，热压机压制压力为220kg。
8.根据权利要求1所述的一种环保食品盒或餐盒制备方法，其特征在于，在所述步骤六中，纳米二氧化钛颗粒的粒径为20-50nm。
9.一种环保食品盒或餐盒，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述制备方法制备。
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