專利名稱：包裝用生物降解材料及制造食品包裝容器的方法
技術領域：
本發明涉及用于物體或物料包裝的生物降解材料以及利用該材料制造食品包裝容器的方法。
目前快餐、速食業大量使用的一次性食品包裝容器，采用聚苯乙烯等塑料為基材，由于它難以在自然環境中分解，用后成為廢棄物堆積，成為城市生產生活環境的主要污染源之一，巳引起各國的重視。為克服這一問題，中國發明專利申請93115669.6號于1994年11月9日公開植物合成食品包裝膜的制造方法及用此方法生產的包裝物，該發明是將按一定配比的玉米粉、糯米粉、速效發泡粉和蒸餾水放置在容器中攪拌，待上述混合料發泡后再加入一定比例的食用明膠和甘油后攪拌，將攪拌后呈流體狀的原料入模后放進烘箱烘烤一定時間，然后從模中取出加工好的包裝膜放入由石蠟、聚乙烯醇和水組成的溶液中浸泡，成為可用的食品包裝盒，采用該發明生產的包裝物回收后可加工成牲畜飼料或農用有機肥料，但該專利申請未給出制成品的外觀及理化性能，而且生產工序較多，難以提高效率。烤箱烘烤一定時間，然后從模中取出本發明目的是提供一種可生物降解的包裝材塑料，又盡量利用現有采用聚苯乙烯塑料基材制造食品包裝容器的高效工藝方法，以方便地取代塑料包裝、消除污染。
本發明提供一種以淀粉為主要原料構成的包裝用生物降解材料，其構成為以重量計淀粉為100時，水50-70、纖維素1-7、水溶性樹脂6-18、吸濕劑2-6、穩定劑0.5-2、發泡劑0.3-2、助發泡劑0.3-2。
本發明所提供的生物降解材料構成中，所述淀粉可以為玉米、小麥或馬鈴薯淀粉，所述纖維素可為醋酸纖維、羧甲基纖維素、乙基纖維素或甲基纖維素，所述水溶性樹脂可為聚環氧乙烷、聚乙烯醇或醇酸樹脂，所述吸濕劑可為丙二醇或丙三醇，所述穩定劑可為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅，所述潤滑劑可為硅油或液體石蠟，所述發泡劑可為對一(對一磺酰肼)二苯醚、對甲苯磺酰肼或偶氮二甲酰胺，所述助發泡劑可為尿素或碳酸氫鈉。
本發明提供的生物降解材料中還可加入添加劑，以重量計淀粉為100時，添加劑配比為抗氧劑0-0.1、防霉劑0-1、增白劑0-5、偶聯劑0-1。
所述添加劑中抗氧劑可為二權丁基對甲酚、抗壞血酰棕櫚酸酯或沒食子酸丙酯，防霉劑可為丙酸鈣，增白劑可為鈦白粉，偶聯劑可為鈦酸酯偶聯劑或硅烷偶聯劑。
利用本發明提供的生物降解材料制造食品包裝容器可采取擠塑方式或注射方式。
采取擠塑方式的工序為(1)將所述生物降解材料混合攪拌均勻，至手捏能成形為度，(2)上述原料加入擠出機，通過機頭模具形成片材或管材，經空氣冷卻或水間按冷卻，擠出機溫度100-160℃，機頭模具溫度80-130℃，(3)上述材料通過牽引，還可牽引后壓光后備用，(4)上述備用材料經過真空吸塑或模壓二次成型，再經過冷卻、烘干、滅菌，成為所需食品包裝容器。采取注射方式的工序為(1)將所述生物降解材料混合攪拌均勻，至手捏能成形為度，(2)上述原料送入造粒機中造粒，造粒溫度＜100℃，造粒粒度2-5mm，(3)顆粒材料放入注射機中，通過模具成形，(4)成形材料冷卻、烘干或自然干燥、滅菌，成為所需食品包裝容器。
利用本發明的生物降解材料和制造食品包裝容器的方法所生產的產品外觀質量及感官要求見表1。
表1 包裝容器外觀質量、感官要求
根據GB6344-86軟質泡沫聚合物拉伸強度和斷裂伸長度的測定以及GB3681-83塑料自然氣候曝露試驗方法，利用本發明所生產的產品理化性能見表2。
利用本發明能大規模生產杯、碟、碗、盒等各種形狀容器，從生產效率和理化性能上完全可取代塑料包裝容器，而且防霉，有足夠的防滲漏能力，易降解、無污染、降解前可回收作為飼料或有機肥料二次利用。
表2 包裝容器理化性能<
>以下給出三組生物降解材料實際配比，均以重量計。
配比1玉米淀粉100、水60、羧甲基纖維素5、聚乙烯醇16、丙三醇4、硬脂酸鈣1.4、液體石蠟2、對一(對一磺酰肼)二苯醚(OBSH)0.6、尿素0.5、二叔丁基對甲酚(BHT)0.04、丙酸鈣0.04、鈦白粉0.02。
配比2小麥淀粉100、水55、乙基纖維素6、聚環氧乙烷14、丙二醇5、硬脂酸鋅1.4、硅油1.5、偶氮二甲酰胺(AC)0.8、碳酸氫鈉0.4、抗壞血酰棕櫚酸酯0.03、硅烷偶聯劑0.3。
配比3馬鈴薯淀粉100、水65、醋酸纖維5.5、醇酸樹脂12、丙三醇4.5、硬脂酸鈣1.5、液體石蠟1.8、對甲苯磺酰(TSH)0.7、尿素0.6。采用擠塑方式和上述配比1的工藝要求和過程為將上述配比1的原輔材料粉碎，用和面機混合攪拌均勻，和面機功率為1.5KW，轉速24轉/分，生產效率25kg/小時，攪拌好的原料送入擠出機擠壓成寬度400mm，厚度1～2mm的片材，擠出機可采用SJ-65×25單螺桿塑料擠出機，螺桿直徑65mm，長徑比25∶1，螺桿轉速12-120轉/分，電機功率30KW，擠出機進料段溫度100-110℃，壓塑段溫度120-130℃，均化段溫度140-155℃，機頭模具溫度100-120℃。擠出的片材空氣冷卻10分鐘后牽引，切斷成600mm長度以便收集。收集待用的材料二次成型時可采用塑料真空式成型機，功率8-11KW，成型深度120mm，附真空泵工作壓力4k8/cm2，附空壓機180升/分，壓力8-16k8/cm2，所形成食品容器為碗形，風冷3分鐘，環境溫度20℃時，自然干燥2-3小時，用紫外線照射殺菌5-10分鐘。采用注射方式和上述配比3的工藝要求和過程為將上述配比3的原輔材料粉碎，用前述和面機攪拌均勻后造粒，造粒機亦可采用前述單螺桿塑料擠出機改換機頭模具造粒，擠出機和機頭模具無需加溫，所造成顆粒為圓柱形，直徑和高均為3mm，造粒后顆粒送入注射機，選用注射機XS-ZY125型，機筒三段加溫第一段80℃，第二段130℃，第三段150℃，模具加溫80-100℃，注射壓力100-120mPa，注射成碗形食品容器，風冷3分鐘，環境溫度20℃時，自然干燥2-3小時，紫外線殺菌5-10分鐘。
權利要求
1.一種以淀粉為主要原料構成的包裝用生物降解材料，其特征為以重量計淀粉為100時，水50-70、纖維素1-7、水溶性樹脂6-18、吸濕劑2-6、穩定劑0.5-2、潤滑劑0.5-2、發泡劑0.3-2、助發泡劑0.3-2。
2.如權利要求1所述的生物降解材料，其特征為所述淀粉可以為玉米、小麥或馬鈴薯淀粉，所述纖維素可為醋酸纖維、羧甲基纖維素、乙基纖維素或甲基纖維素，所述水溶性樹脂可為聚環氧乙烷、聚乙烯醇或醇酸樹脂，所述汲濕劑可為丙二醇或丙三醇，所述穩定劑可為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅，所述潤滑劑可為硅油或液體石蠟，所述發泡劑可為對一(對一磺酰肼)二苯醚、對甲苯磺酰肼或偶氮二甲酰胺，所述助發泡劑可為尿素或碳酸氫鈉。
3.如權利要求1或2所述的生物降解材料，其特征在于該材料中加入添加劑，以重量計淀粉為100時，添加劑配比為抗氧劑0-0.1、防霉劑0-1、增白劑0-5、偶聯劑0-1。
4.如權利要求3所述的生物降解材料，其特征在于所述添加劑中抗氧劑可為二叔丁基對甲酚，抗壞血酰棕櫚酸酯或沒食子酸丙酯，防霉劑可為丙酸鈣，增白劑可為鈦白粉，偶聯劑可為鈦酸酯偶聯劑或硅烷偶聯劑。
5.利用權利要求1所述的生物降解材料制造食品包裝容器的方法，其特征在于(1)將所述材料混合攪拌均勻，至手捏能成形為度，(2)上述原料加入擠出機，通過機頭模具形成片材或管材，經空氣冷卻或水間接冷卻，擠出機溫度100-160℃、機頭模具溫度80-130℃，(3)上述材料通過牽引，也可牽引后壓光后備用，(4)上述材料經過真空吸塑或模壓二次成型，再經過冷卻、烘干或自然干燥、滅菌，成為所需食品包裝容器。
6.選用權利要求1所述的生物降解材料制造食品包裝容器的方法，其特征在于(1)將所述材料混合攪拌均勻，至手捏能成形為度，(2)上述原料送入造粒機中造粒，造粒溫度＜100℃，造粒粒度2-5mm，(3)顆粒材料放入注射機中，通過模具成形，(4)成形材料冷卻、烘干或自然干燥、滅菌，成為所需食品包裝容器。
全文摘要
包裝用生物降解材料，配比為淀粉100、水50-70、纖維素1-7、水溶性樹脂6-18、吸濕劑2-6、穩定劑0.5-2、潤滑劑0.5-2、發泡劑0.3-2、助發泡劑0.3-2、還可加入抗氧劑0-0.1、防霉劑0-1、增白劑0-5、偶聯劑0-1。采取擠塑或注塑工藝可生產杯、碟、碗、盒等各種形狀食品容器，防霉、有足夠防滲漏能力、易降解、無污染，完全可取代塑料包裝容器，還可回收作為飼料或有機肥料。
文檔編號C08J9/10GK1136050SQ9610213
公開日1996年11月20日 申請日期1996年2月6日 優先權日1996年2月6日
發明者雷鳴 申請人:雷鳴