专利名称：可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料及其工艺的制作方法
技术领域：
本发明关于一种环保性植物纤维食品包装材料，特别是关于一种可用于高温烘烤及急冻保存的环保性植物纤维食品包装材料的配方及其工艺。
背景技术：
综观一般常用的纸塑成型工业包装制品是以蔗浆、芦苇浆、纸边角料等为主要原料，经水力散浆，在金属模具上经真空吸附成型、直接固化成型后，大部分使用水性压克力、乳胶、树酯或涂剂(例如含EVA醋酸乙烯酯成分的涂剂)来进行表面处理。而树酯及一般的涂剂都不耐高温，遇高温时，表面易开始产生溶出现象，其溶出物容易混合于食物中，被人体摄入，对人体健康将会有重大影响，对人类的威胁甚至超过保力龙餐具或塑料餐具。
在其它的纸塑成型工业包装制品技术中，有使用各种不同方法及材料予以制成宣称具有环保或可分解效果的包装容器，例如在先前技术中，中华民国专利公告编号第600746号专利中，揭露了一种一次性使用植物纤维环保餐具制造方法及添加剂配方，其步骤如下a、采集粗糠原料分别以秸杆类(如稻杆、麦杆、玉米杆…等)、谷壳类(如稻壳、麦壳、高梁壳…等)、废渣类(玉米棒渣、甘蔗渣、豆腐渣、木屑…等)、淀粉类(玉米淀粉、马铃薯粉、木薯粉…等)等无毒性植物组织为主要原料。b、洗涤将粗糠原料送经洗涤池，及以水柱冲洗粗糠原料，冲刷掉粗糠原料上的泥土等杂质。c、离心干燥将上述洗涤后的粗糠原料经干燥处理。d、粉碎将上述烘干的粗糠予以粉碎形成粉料。e、混料将86％粉碎后的粗糠即粉料，与2％的添加剂及12％的水，均匀混合成混料。该添加剂配方包含90％的特殊食用胶、4.5％的硫酸盐、4.5％的硬质酸，及1％的被膜剂，该特殊食用胶是28％的乳胶、21％的果胶、21％的蛋白胶混合而成，其粘度控制在25～50秒，该被膜剂是80％的特殊食用胶、8％的氯化钙与12％的明矾混合制成。f、模压成型将上述混料予以热压成型。g、烘干、紫外线杀菌脱模后，将成品送经第一道烘干和紫外线杀菌，而该粗糠系可经脱色处理，使成品可喷涂花色图案，再经第二道烘干和紫外杀菌。h、品管与包装该成品经过品管检验后，即可包装上市。
又例如在先前技术中，中国台湾专利公告编号第223008号专利中，揭露了一种生物可分解性物质的包装容器的制法，其步骤包括以液态或超临界流体自动物结缔组织移除脂肪而制得一种结缔组织蛋白质，作成一混合物，包含2～40％重量比的结缔组织蛋白质，60～90％重量比的淀粉质谷物或植物物质，0～5％重量比的食盐，0～10％重量比的糖，和任意地食物调色剂，其重量百分比为相对于总固态含量，将此混合物于180至200度的温度下10秒至2分钟及2.07MPa(300psi)至5.86MPa(850psi)压力下挤压，于挤压过程中加入约10％重量比的水以形成可塑形加工物质，并将此挤压物质以注模法塑成该物品。
发明内容
虽然先前技术中，有许多有关于可分解或环保型的包装材料或餐具产品的制作技术，但仍存了许多缺点。
一般植物纤维环保型或可分解包装材料或餐具产品的制作过程及配方中，因其无法确保所使用的原料是易于生物分解性物质，即可能无法在土壤中百分之百分解，当然是会造成环境品质的问题。不但如此，一般以常用技术所制作的植物纤维环保餐具，更无法被置入微波炉及烤箱等承受较高温度的烘烤使用，甚至无法将末全部取用的食物以同一容器，使用急速冷冻的方式继续保存，种种的缺点都会造成消费者极大的困扰，也阻碍了环保型或可分解包装材料或餐具产品的推广。
因此，如果能针对上述植物纤维环保餐具的缺点而发明出一种可承受较高烘烤温度及急冻保存的环保型植物纤维食品包装材料及其工艺，则对于产业界实至为重要，而对于使用者而言，亦提供一高稳定性、高品质、高质感的另一选择。
缘此，本发明的主要目的即是提供一种可烘烤的环保性植物纤维食品包装材料，特别是提供一般消费者购买以本发明制成食品容器所包装的食物时，可以使用微波炉或烤箱以摄氏200度的高温烘烤食品容器所包装的食物，该容器在经过烘烤之后并不变形或表面破坏的可能。
本发明的另一目的是提供一种可烘烤的环保性植物纤维食品包装材料，特别是提供一般消费者购买以本发明制成食品容器所包装的食物时，可以使用急速冷冻的方式继续保存食物，因为该本发明制成食品容器在摄氏零下35度的环境下保存，而且该食品容器不会发生变形或表面破裂的可能。
本发明的另一目的是提供一种可烘烤的环保性植物纤维食品包装材料，在经过烘烤处理的本发明制成的食品容器的表面不会与食品间发生沾黏现象。
本发明的另一目的是提供一种可烘烤的环保性植物纤维食品包装材料的工艺，本发明在工艺中，以特有的配方比重及经过特定的工艺、以及特殊添加比例的助剂等步骤，以制作出适合用于高温烘烤及急冻保存的环保性植物纤维食品包装材料。
本发明为解决公知技术的问题所采用的技术手段是在环保型植物纤维食品包装材料及其独有的工艺技术，其精准的配方比重及在工艺中添加助剂的步骤等都是关键的技术手段。
在本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装环保性材料的配方包括50～80重量百分比的活性硅酸铝化合物及1.5～9重量百分比的天然蜡类乳化剂结合与100重量百分比的植物纤维纸浆原料及990重量百分比的水份混合成均匀植物纤维纸浆浆料。例如若是以该植物纤维纸浆原料为之重量百分比为100，则该该活性硅酸铝化合物的重量百分比为50～80，而天然蜡类乳化剂的重量百分比为1.5～9。当植物纤维纸浆原料为之重量百分比为100时，则水份的重量百分比恰为990。
再另外制备的配方包括0.75～5.4重量百分比的氟素系树脂、0.9～7.2重量百分比的聚酯及高分子聚合物、0.15～0.54重量百分比的聚胺系树脂、0.75～9重量百分比的改良压克力系树脂。在纸塑成型机储浆槽中储存由上述两组配方组成本发明的混合浆料。
在本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装环保性材料的工艺，其包括制备含阴离子性化合物配方的助剂的活性硅酸铝化合物及天然蜡类乳化剂，置入散浆机中混合植物纤维纸浆原料及水份搅拌成均匀植物纤维纸浆浆料后置入纸塑成型机储浆槽中储存。次将制备含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂的氟素系树脂、聚酯及高分子聚合物、聚胺系树脂、改良压克力系树脂也置入该储浆槽中储存。在该储浆槽中由上述两者组成混合浆料，通过纸塑成型机制成容器，再经离形涂布及干燥，即完成者。
本发明对照先前技术的功效经由本发明所采用的技术手段，相较于常用的植物纤维食品包装容器，不但可以使得本发明的工艺中不需添加任何塑料，以符合环保规范，如无污染、无公害、安全卫生等，当然本发明的制成品皆为可以回收再制成非食品级的物成品，如若本发明的制成品被当成垃圾处理，在燃烧时也不会产生有毒物质、水解时不会造成水污染、丢弃不会造成二次污染问题，使用过后能有效运用处理进而与肥料混合使用，而且更具有摄氏200度可烘烤处理的耐热特性，使得容器在经过高温之后不会分解不利人身健康的物质。
图1为本发明可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的工艺。
图2为本发明为了实现图1所示工艺所制备配合的系统示意图。
1含阴离子性化合物配方的助剂1a活性硅酸铝化合物1b天然蜡类乳化剂2含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2a氟素系树脂2b聚酯及高分子聚合物2c聚胺系树脂2d改良压克力系树脂3植物纤维纸浆原料4水份5均匀植物纤维纸浆浆料6混合浆料7散浆机槽8离型涂布配方8a离型剂8b架桥剂
8c稀释水9储浆槽9a纸塑成型机10离型涂布装置11干燥处理装置A配方槽B配方槽C配方槽具体实施方式
参阅图1所示，其为本发明可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的工艺，而图2为本发明为了实现图1所示工艺所制备配合的系统示意图。
兹同时参阅图1及图2所示，对本发明的工艺技术及配方作一详细说明如后。本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方主要是包括含阴离子(Anionic)性化合物配方的助剂1、含非离子性(Nonionic)化合物与阳离子性(Cationic)化合物配方的助剂2、植物纤维纸浆原料3及水份4等依本发明制造方法组成的混合浆料6，再通过纸塑成型机9a制成本发明可烘烤的环保性植物纤维食品包装材料的容器。
该含阴离子性化合物配方的助剂1包括活性硅酸铝化合物(Inorganic Aluminum Silicate)1a、天然蜡类乳化剂(Natural waxemulsion)1b。其中该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2包括氟素系树脂(Fluorochemical series)2a、聚酯及高分子聚合物2b(High polymer compound)、聚胺系树脂(Aliphatic polyamine)2c、改良压克力系树脂(Alkyl acryl copolymers)2d。
若该该植物纤维纸浆原料3的重量为1，则该水份4的重量为99。其中该含阴离子性化合物配方的助剂1的活性硅酸铝化合物1a相对于该植物纤维纸浆原料3的重量百分比为50～80。该含阴离子性化合物配方的助剂1的天然蜡类乳化剂1b相对于该植物纤维纸浆原料3的重量百分比为1.5～9。
而该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2的氟素系树脂2a相对于该植物纤维纸浆原料3的重量百分比为0.75～5.4。该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2的聚酯及高分子聚合物2b相对于该植物纤维纸浆原料3的重量百分比为0.9～7.2。该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2的聚胺系树脂2c相对于该植物纤维纸浆原料3的重量百分比为0.15～0.54。该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2的改良压克力系树脂2d相对于该植物纤维纸浆原料的重量百分比为0.75～9。
本发明的可烘烤的环保型植物纤维食品包装材料的配方所选用的植物纤维纸浆原料3是以某几种植物纤维为主要原料所混合制成者，该植物纤维的植物纤维纸浆包括有芦苇浆、甘蔗浆、草浆、麦杆浆、竹浆、木浆等。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，该活性硅酸铝化合物1a是一种阴离子性疏水性的无机片状硅酸铝化合物，更是一种制纸用的功能性添加剂，在纸塑成型工艺中添加此剂，在工艺中不仅可缩短脱水及干燥时间，更可以使本发明的制成品具有耐高温的特性。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，该天然蜡类乳化剂1b是一种阴离子性天然蜡类的制纸内添用拨水助剂。使用该天然蜡类乳化剂1b的制成纸品，不但具有拨水效果，且可提高该制成纸品的张力与表面强度。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，该氟素系树脂2a是一种非离子性化合物的制纸内添用的拨水助剂及拨油助剂。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，该聚酯及高分子聚合物2b是由阳离子性化合物高分子聚合物所形成的中性上胶剂。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，该聚胺系树脂2c是一种阳离子性固定剂，通过与内添用拨水助剂合并使用的助剂，能增进拨水剂与上胶剂的配合度，并能提高其拨水效果。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，该改良压克力系树脂2d是一种阳离子性制纸内添用的拨水助剂。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的制造方法，所使用的离型涂布配方8为离型剂8a、架桥剂8b及稀释水8c组成者。其中该离型剂8a相对于该离型剂8a与该稀释水8c总重量的重量百分比为10～100，而该稀释水8c相对于该离型剂8a与该稀释水8c总重量的重量百分比为90～0。例如当离型剂8a相对于该离型剂8a与该稀释水8c总重量的重量百分比为10，则该稀释水8c相对于该离型剂8a与该稀释水8c总重量的重量百分比为90，若离型剂8a相对于该离型剂8a与该稀释水8c总重量的重量百分比为100，则该稀释水8c相对于该离型剂8a与该稀释水8c总重量的重量百分比为0。
再者该架桥剂8b的添加比例相对于该离型剂8a的重量百分比为5。例如若离型剂8a的重量百分比为100，则该架桥剂8b的重量百分比为5。该架桥剂为一种聚合起始剂作为离型涂布的硬化剂。
上述配方中的助剂，如果是自市面上取得，例如含阴离子性化合物、非离子性化合物及阳离子性化合物等助剂，一般在使用前必须按制造厂说明书记载添加适当的水份作为稀释之用。
参阅图1本发明可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的工艺及图2为本发明为了实现图1所示工艺所制备配合的系统示意图，该工艺在一配方槽A制备含阴离子性化合物配方的助剂1(步骤101)，再来是将该含阴离子性化合物配方的助剂1置入散浆机槽7内，与植物纤维纸浆原料3加水份4混合搅拌成均匀植物纤维纸浆浆料5者(步骤102)。该搅拌的适当时间系为10～40分钟。
在步骤103中，是以一配方槽B制备含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂2。
在步骤104中，将步骤103的助剂2与步骤102的均匀植物纤维纸浆浆料5置入储浆槽9内混合搅拌成混合浆料6者。
在步骤105中，将该混合浆料6通过纸塑成型机9a进行热压纸塑成型处理，以完成本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料者。
在步骤106中，将步骤105的制成品，在离型涂布装置10中，使用配方槽C制备好的离型涂布配方8进行离型涂布处理。
再经步骤107干燥处理装置11的干燥处理，该干燥处理的工作温度摄氏120度，干燥处理的时间约需15秒。
再经步骤108中将步骤107的制成品包装者。
本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方中，如含阴离子性化合物、非离子性化合物及阳离子性化合物等的助剂、添加剂，不但采用对人体健康无害者，同时更可以通过FDA美国食品药物管理局的严格的检验标准。
由以上所述本发明的较佳实施例可知，本发明的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的配方及工艺确能达到预期的效果，业已符合于专利的要件。
权利要求
1.一种可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，包括植物纤维纸浆原料；含阴离子性化合物配方的助剂，其与该植物纤维纸浆原料、水份一同置入散浆机槽内混合搅拌而形成均匀植物纤维纸浆浆料；含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂，其与该植物纤维纸浆浆料置入一储浆槽内混合搅拌成混合浆料；其中该混合浆料以一纸塑成型机进行热压纸塑成型、离型涂布及干燥处理，而得到该可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料。
2.如权利要求1所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该植物纤维纸浆原料以选定的植物纤维为主要原料混合部分比例的短木浆而制成，该选定的植物纤维的植物纤维纸浆包括有芦苇浆、甘蔗浆、草浆、麦杆浆、竹浆等。
3.如权利要求1所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该含阴离子性化合物配方的助剂包括有活性硅酸铝化合物及天然蜡类乳化剂。
4.如权利要求3所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该活性硅酸铝化合物是一种阴离子性的制纸用功能性添加剂，该活性硅酸铝化合物相对于该植物纤维纸浆原料的重量百分比为50～80；而该天然蜡类乳化剂是一种阴离子性制纸用的拨水助剂，该天然蜡类乳化剂相对于该植物纤维纸浆原料的重量百分比为1.5～9。
5.如权利要求1所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂包括有氟素系树脂、改良压克力系树脂、聚酯及高分子聚合物、及聚胺系树脂。
6.如权利要求5所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该氟素系树脂为一种非离子性化合物的制纸内添用的拨水助剂及拨油助剂，该氟素系树脂相对于该植物纤维纸浆原料重量百分比为0.75～5.4。
7.如权利要求5所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该聚酯及高分子聚合物是一种阳离子性的中性纸类上胶剂，该聚酯及高分子聚合物相对于该植物纤维纸浆原料重量百分比为0.9～7.2。
8.如权利要求5所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，该聚胺系树脂是一种阳离子性制纸时所添加的固定剂，该聚胺系树脂相对于该植物纤维纸浆原料重量百分比为0.15～0.54。
9.如权利要求5所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料，其特征是，改良压克力系树脂是一种阳离子性制纸内添用的拨水助剂，该改良压克力系树脂相对于该植物纤维纸浆原料重量百分比为0.75～9。
10.一种可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的工艺，其特征是，包括下列步骤(a)制备植物纤维纸浆原料、含阴离子性化合物配方的助剂、以及含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂；(b)将该含阴离子性化合物配方的助剂置入散浆机槽内，与该植物纤维纸浆原料加水份混合搅拌混合成均匀植物纤维纸浆浆料；(c)将该含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂与步骤(b)所得到的植物纤维纸浆浆料置入一储浆槽内混合搅拌成混合浆料；(d)将该混合浆料以一纸塑成型机进行热压纸塑成型。
11.如权利要求10所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的工艺，其特征是，步骤(d)之后更包括在该中该热压纸塑成型后的包装材料进行离型剂涂布的步骤。
12.如权利要求11所述的可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料的工艺，其特征是，其更包括将该涂布离型剂后的包装材料进行干燥处理的步骤。
全文摘要
一种可耐高温烘烤的植物纤维食品包装材料及其工艺，其包括制备含阴离子性化合物配方的助剂的活性硅酸铝化合物及天然蜡类乳化剂，置入散浆机中混合植物纤维纸浆原料及水份搅拌成均匀植物纤维纸浆浆料后，再将该均匀植物纤维纸浆浆料置入纸塑成型机的储浆槽中储存。次将制备含非离子性化合物与阳离子性化合物配方的助剂的氟素系树脂、聚酯及高分子聚合物、聚胺系树脂、改良压克力系树脂置入该储浆槽中储存。在该储浆槽中由上述两者组成混合浆料，可通过纸塑成型机制成容器，再经离形涂布及干燥处理，即完成本发明的制成品。
文档编号B65D65/38GK1640780SQ200410000529
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月12日 优先权日2004年1月12日
发明者叶奇益 申请人:叶奇益, 黄淑芬