专利名称：一种植物纤维餐具及其制备方法
技术领域：
本发明涉及餐饮领域，特别涉及一种植物纤维餐具及其制备方法。
背景技术：
餐具是人们生活的必需品。近年来随着经济的飞速发展，人们的生活节奏也日益加快，快餐行业得以循序发展，这也造成市场对快餐餐具的需求量不断增大。传统的快餐餐具多为发泡塑料餐具，经常使用发泡塑料餐具会给人体健康构成伤害，并且其不易进行后处理，容易对环境造成污染。
为了提高餐具使用的安全性和环保性能，现有技术中有利用植物纤维制备餐具。 植物纤维餐具是以麦秸、导槽或玉米等为原料，经分所后得到植物纤维，再向植物纤维中混入适量助剂如粘结剂脱模剂等，后注入模具中，在高温高压下利用干压法压制成型。由于植物纤维具有良好的生物降解性能，且不会产生对人体有害的物质，因此植物纤维餐具愈来愈受到人们的关注。另外，相对于纸浆模具餐具，其原料来源广泛，完全不需消耗木材，有利于降低餐具的成本。
植物纤维餐具虽具备上述优点，但是其缺点在于
第一是对于染色产品，其易发生褪色，这是由于植物纤维无法实现对颜料粉的完全吸附，当餐具遇水或者其他溶剂后，颜色粉易被水或其他溶剂所溶解，造成产品褪色。
第二是表面易软化，这主要是由于植物纤维餐具耐水性较差，当其与水长期接触后，水会渗入餐具内部，造成餐具软化而无法使用。
植物纤维的上述两个缺点严重限制了其在餐饮行业的广泛应用。因此，需要提供一种耐水性能优异且不易褪色的植物纤维餐具。发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种耐水性能好的植物纤维餐具及其制备方法。
有鉴于此，本发明提供一种植物纤维餐具的制备方法，包括
a)、将原料混合均匀后加热成型，得到植物纤维壳体；所述原料包括重量比为 (5 6) (0.5 2) (2 4) I的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂和谷糠；
b)、对所述植物纤维壳体的表面进行打磨处理；
C)、在打磨后的植物纤维壳体表面喷涂或浸涂水性岂料后烘干，得到植物纤维餐具。
优选的，所述竹纤维的粒径为40目 80目。
优选的，所述热压成型的温度为140°C 160°C。
优选的，所述热压成型的压力为IOMpa 20Mpa。
优选的，所述水性漆料包括重量比为100 (10 20)的双组分水性漆和水，所述双组分水性漆包括树脂组分和固化剂组分。
优选的，所述水性漆料按照如下方法制备
将所述树脂组分、固化剂组分和水混合后以此进行低速搅拌和高速搅拌，得到水性漆料；
所述低速搅拌的速率为150rpm 200rpm,高速搅拌的速率为500rpm 600rpm。
优选的，所述烘干的温度为70°C 80°C。
优选的，所述原料还包括颜色粉。
优选的，步骤b之前还包括对植物纤维壳体进行边角修整的步骤。
相应的，本发明还提供一种植物纤维餐具，包括
植物纤维壳体和覆于所述植物纤维壳体表面的水性漆膜；
所述植物纤维壳体包括重量比为重量比为(4 6) (0. 5 2) (2 4) I 的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠。
本发明提供一种植物纤维餐具的制备方法，该方法是以竹纤维粉、玉米淀粉、谷糠和脲醛树脂为原料热压制备植物纤维壳体，然后对植物纤维壳体表面进行打磨后喷涂或浸涂水性漆料。原料中，竹纤维粉和玉米淀粉共同作用吸附热压过程中脲醛树脂产生的游离甲醛，竹纤维粉还有助于提高植物纤维壳体的硬度，避免植物纤维壳体在涂漆之后和干燥之前发生变形。谷糠中含有的谷糠油有助于增加原料在热压成型工序中的流动性，有助于原料的成型。在植物纤维壳体表面喷涂水性漆料并烘干后，植物纤维壳体表面形成一层水性漆膜，该水性漆膜能够将植物纤维壳体与外界环境相隔离，提高了餐具的耐水性能。对于染色的植物纤维餐具，在水性漆膜的保护下，植物纤维上的颜料也不易渗出，由此使得产品不易褪色。
图I为快餐盒植物纤维餐具的剖面图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种植物纤维餐具的制备方法，包括如下步骤
a)、将原料混合均匀后热压成型，得到植物纤维壳体；所述原料包括重量比为 (4 6) (0.5 2) (2 4) I的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠；
b)、对所述植物纤维壳体的表面进行打磨处理；
c)、在打磨后的植物纤维壳体表面喷涂或浸涂水性漆料后烘干，得到植物纤维餐具。
上述方法是以竹纤维粉、玉米淀粉、谷糠和脲醛树脂为原料，首先热压形成壳体， 然后在壳体表面覆盖一层水性漆保护膜制得餐具。由该方法制得的植物纤维餐具表面覆有水性漆膜，在该水性漆膜的保护下，外界的水和其他溶剂不易渗入植物纤维壳体内，提高了餐具的耐水性能。
步骤a是制备植物纤维壳体的过程，该壳体以竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠为原料。脲醛树脂为尿素和甲醛反应得到的聚合物，其作为作为粘结剂，用于将竹纤维粉、玉米淀粉和谷糠牢固的粘结成一体。
脲醛树脂加热后易产生游离甲醛，为了降低游离甲醛的含量，本发明向原料中加入竹纤维粉和玉米淀粉。本发明人发现竹纤维粉和玉米淀粉配合使用对游离甲醛的吸附具有显著作用。为此，本发明向原料中加入竹纤维粉和玉米淀粉，并且控制二者重量比为 (4 6) (0.5 2)，由此降低餐具中游离甲醛的含量，提高餐具使用的安全性。竹纤维粉和玉米淀粉的重量比更优选为5 I。
同时，本发明选择竹纤维粉的目的还在于其具有较高的硬度，不易变形。在后续的喷涂或浸涂水性漆料过程中，水性漆料含有少量水分，竹纤维高硬度的特性使得表面覆有水性漆料的产品在烘干前不易发生瘫软变形，提高成品率。本发明采用的竹纤维粉的粒径优选为40目 80目。
原料中的玉米淀粉除用于吸附游离甲醛外，还能作为分散剂，使原料分散更为均匀。原料中加入谷糠的作用在于其含有谷糠油，在热压条件下，谷糠油从谷糠内部流出，增加物料的流动性，有助于原料成型。
将上述原料混合均匀后进行热压，便可得到植物纤维壳体。热压过程中，优选设置压力为IOMPa 20MPa，更优选为12MPa 18MPa。温度优选设为140°C 160°C，更优选为 145°C 155°C。
按照步骤a可制得植物纤维壳体，但是其耐水性较差，本发明为了提高餐具的耐水性能，需要按照步骤b和步骤c对植物纤维壳体依次进行表面打磨和涂漆处理。
其中，步骤b是对植物纤维壳体进行表面打磨的过程，打磨的作用在于使得植物纤维壳体表面光滑平整，有利于后续的涂漆工序中漆料能够在植物纤维壳体表面分散均匀，并且提高漆料在壳体表面的附着力。
在进行步骤b之前，本发明还优选进行对植物纤维壳体进行边角修整的步骤。边角修正可以按照本领域技术人员熟知的方法进行，具体如采用修边机或锉刀对植物纤维壳体的边角进行修整。
按照步骤b对植物纤维壳体进行表面打磨后便可进行涂漆的工序，本发明选择易于降解的和安全性能优异水性漆料进行喷涂或浸涂，更优选采用食品级的水性漆料。作为优选方案，上述水性漆料中的水性漆优选采用双组份的水性漆，即包括树脂组分和固化剂组分，该水性漆料包括重量比为100 (10 20)的双组分水性漆和水。上述水性漆具有较高的漆膜硬度，水分含量控制在10% 20%的目的在于使漆料具有较快的干燥速度，避免水分渗入植物纤维壳体过多导致的壳体发软变形。水性漆料中水和水性漆的重量比优选为(13 28) 100。
对于由双组分水性漆制成的水性漆料，该水性漆料优选按照如下方法配置而成
将所述树脂组分、固化剂和水混合后依次进行低速搅拌和高速搅拌，得到水性漆料；低速搅拌速率为150rpm 200rpm ;高速搅拌的速率为500rpm 600rpm。
由慢至快的搅拌方式有利于避免树脂与固化剂预先反应过度而影响漆膜力学性倉泛。
在植物纤维壳体表面喷涂或浸涂水性漆料后进行烘干，烘干过程中漆料内的水分蒸发，漆料固化形成水性漆膜，由此制得植物纤维餐具。
为了赋予植物纤维餐具以特定颜色，原料还优选包括颜色粉。由于该餐具表面覆有水性漆膜，因此，颜色粉不易从植物纤维壳体内渗入，产品不易褪色。
按照上述方法制得的植物纤维餐具，其植物纤维壳体和水性漆膜均可降解，当上述植物纤维餐到达其使用寿命后，可以将其进行破碎后埋土降解即可。因此，该产品后处理方便环保。
由上述方案可知，本发明首先以竹纤维粉、玉米淀粉、谷糠和脲醛树脂为原料热压制备植物纤维壳体，然后对植物纤维壳体表面进行打磨后喷涂或浸涂水性漆料。原料中，竹纤维粉和玉米淀粉共同作用吸附热压过程中脲醛树脂产生的游离甲醛，竹纤维粉还有助于提高植物纤维壳体的硬度，避免植物纤维壳体在涂漆之后和干燥之前发生变形。谷糠中含有的谷糠油有助于增加原料在热压成型工序中的流动性，有助于原料的成型。在植物纤维壳体表面喷涂水性漆料并烘干后，植物纤维壳体表面形成一层水性漆膜，该水性漆膜能够将植物纤维壳体与外界环境相隔离，提高了餐具的耐水性能。对于染色的植物纤维餐具，在水性漆膜的保护下，植物纤维上的颜料也不易渗出，由此使得产品不易褪色。
本发明还提供一种植物纤维餐具，该餐具包括植物纤维壳体和覆于所述植物纤维壳体表面的水性漆膜；
上述植物纤维壳体包括重量比为(4 6) (0.5 2) (2 4) I的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠。
该植物纤维餐具可由上述方法制得。
上述植物纤维餐具包括但不限于快餐盒、碗和勺。以快餐盒为例，该快餐盒植物纤维餐具的剖面图如图I所示，该植物纤维快餐盒体包括植物纤维壳体1，和覆与所述植物纤维壳体I表面的水性漆膜2。
本发明提供的植物纤维餐具具有较好的耐水性能，使用过程中不易渗水变形，使用寿命较长。对于染色的植物纤维餐具，颜料由于水性漆膜的阻挡作用不易渗出，因此该产品不易褪色。同时由于该产品的壳体和漆膜均可降解，因此该产品后处理较为方便环保。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的植物纤维餐具及其制备方法进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
以下实施例使用的水性漆为沃垒双组分水性漆W3000-2K，施工时树脂组分和固化剂组分的配比(重量比)为100 8。
实施例I
I、取50kg竹纤维粉(50 60目)、IOkg玉米淀粉、30kg脲醛树脂粉和IOkg谷糠， 将上述原料混合均匀后倒入模压机内加热模压成型，加热温度设为150，压力设为15MPa。 模压完成后，分开模具，将植物纤维壳体取出。
2、使用修边机对步骤I制得的植物纤维壳体进行边角修整。
3、对步骤2得到的植物纤维壳体的表面极性打磨处理，然后将壳体表面的灰尘清扫干净。
4、向搅拌机中加入水性漆的树脂组分、固化剂组分和水，加水量为水性漆的 15%，然后依次进行低速搅拌和高速搅拌，低速搅拌的速率为175rpm，高速搅拌的速率为 550rpm,搅拌完成后得到水性漆料。
5、在步骤3得到的植物纤维壳体表面均匀喷涂步骤4配置的水性漆料。
6、将步骤5得到的半成品送入电热烘道中进行烘干，烘干温度设置为80°C，烘干CN 102528881 A完成后得到植物纤维餐具。
实施例2
I、取60kg竹纤维粉(40 50目)、5kg玉米淀粉、25kg脲醛树脂粉、IOkg谷糠，将上述原料混合均匀后倒入模压机内加热模压成型，加热温度设为140°C，压力设为lOMPa。 模压完成后，分开模具，将植物纤维壳体取出。
2、使用修边机对步骤I制得的植物纤维壳体进行边角修整。
3、对步骤2得到的植物纤维壳体的表面极性打磨处理，然后将壳体表面的灰尘清扫干净。
4、向搅拌机中加入水性漆的树脂组分、固化剂组分和水，加水量为水性漆的 12%，然后依次进行低速搅拌和高速搅拌，低速搅拌的速率为150rpm，高速搅拌的速率为 500rpm，搅拌完成后得到水性漆料。
5、在步骤3得到的植物纤维壳体表面均匀喷涂步骤4配置的水性漆料。
6、将步骤5得到的半成品送入电热烘道中进行烘干，烘干温度设置为70°C，烘干完成后得到植物纤维餐具。
实施例3
I、取40kg竹纤维粉(60 80目)、10kg玉米淀粉、40kg脲醒树脂粉、IOkg谷糠和5kg红色颜色粉，将上述原料混合均匀后倒入模压机内加热模压成型，加热温度设为 160°C,压力设为18MPa。模压完成后,分开模具,将植物纤维壳体取出。
2、使用修边机对步骤I制得的植物纤维壳体进行边角修整。
3、对步骤2得到的植物纤维壳体的表面极性打磨处理，然后将壳体表面的灰尘清扫干净。
4、向搅拌机中加入水性漆的树脂组分、固化剂组分和水，加水量为水性漆的 20%，然后依次进行低速搅拌和高速搅拌，低速搅拌的速率为180rpm，高速搅拌的速率为 600rpm,搅拌完成后得到水性漆料。
5、在步骤3得到的植物纤维壳体表面均匀喷涂步骤4配置的水性漆料。
6、将步骤5得到的半成品送入电热烘道中进行烘干，烘干温度设置为80°C，烘干完成后得到植物纤维餐具。
将实施例I 3制备的植物纤维餐具置于水池中浸泡2小时后取出，上述三个植物纤维餐具均未变软变形。实施例3制备的植物纤维餐具未发生褪色。
由上述结果可知，采用本发明提供方法制备的植物纤维餐具具有较为优异的耐水性能，使用寿命较长。对于带有颜色的植物纤维餐具，产品不易褪色。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种植物纤维餐具的制备方法，其特征在于，包括a)、将原料混合均匀后热压成型，得到植物纤维壳体；所述原料包括重量比为(4 6) (0.5 2) (2 4) I的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠；b)、对所述植物纤维壳体的表面进行打磨处理；C)、在打磨后的植物纤维壳体表面喷涂或浸涂水性漆料后烘干，得到植物纤维餐具。
2.根据权利要求I所述的植物纤维餐具，其特征在于，所述竹纤维粉的粒径为40目 80目。
3.根据权利要求I所述的植物纤维餐具，其特征在于，所述热压成型的温度为140°C 160。。。
4.根据权利要求I所述的植物纤维餐具，其特征在于，所述热压成型的压力为IOMPa 20MPa。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述水性漆料包括重量比为 100 (10 20)的双组分水性漆和水，所述双组分水性漆包括树脂组分和固化剂组分。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述水性漆料按照如下方法制备 将所述树脂组分、固化剂组分和水混合后依次进行低速搅拌和高速搅拌，得到水性漆料；所述低速搅拌速率为150rpm 200rpm ;高速搅拌的速率为500rpm 600rpm。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为70°C 80°C。
8.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括颜色粉。
9.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，步骤b之前还包括对植物纤维壳体进行边角修整的步骤。
10.一种植物纤维餐具，其特征在于，包括植物纤维壳体和覆于所述植物纤维壳体表面的水性漆膜；所述植物纤维壳体包括重量比为(4 6) (0.5 2) (2 4) I的竹纤维粉、 玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠。
全文摘要
本发明提供一种植物纤维餐具及其制备方法，上述方法包括将原料混合均匀后热压成型，得到植物纤维壳体；所述原料包括重量比为(4～6)∶(0.5～2)∶(2～4)∶1的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠；对所述植物纤维壳体的表面进行打磨处理；在打磨后的植物纤维壳体表面喷涂或浸涂水性漆料后烘干，得到植物纤维餐具。上述方法是以竹纤维粉、玉米淀粉、谷糠和脲醛树脂为原料，首先热压形成壳体，然后在壳体表面覆盖一层水性漆保护膜制得餐具。由该方法制得的植物纤维餐具表面覆有水性漆膜，在该水性漆膜的保护下，外界的水和其他溶剂不易渗入植物纤维壳体内，提高了餐具的耐水性能和耐褪色性能。
文档编号B27M1/08GK102528881SQ20111042131
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者李雄 申请人:宁波市鄞州意斯欧国际贸易有限公司