專利名稱：一種可完全降解植物纖維材料制品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可完全降解的制品及其制造方法，更具體地，涉及一種可完全降解的、 由植物纖維材料制成的產(chǎn)品及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，環(huán)境污染已經(jīng)成為不可忽視的重要問(wèn)題，而其中尤 以所謂的白色污染最為令人擔(dān)憂。 一次性的塑料制品(包括發(fā)泡的塑料餐盒、器具、包裝 材料和薄的塑料袋、膜、農(nóng)用地膜等)在其使用后，由于缺少回收利用的價(jià)值，其中絕大 部分被丟棄在環(huán)境中，主要集中于風(fēng)景旅游區(qū)周圍、河道和道路兩側(cè)、農(nóng)田、湖泊和水塘 中，以及城鎮(zhèn)的各個(gè)角落，這不僅破壞了景觀，造成了 "視覺(jué)污染"，而且由于其具有在 自然中難以降解的特點(diǎn)，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境也造成了直接和間接的破壞。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，以 聚苯乙烯PS為原料的一次性發(fā)泡的塑料餐盒中殘留一定量的苯乙烯單體，這對(duì)人體健康 有害，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已限制PS塑料在食品包裝上的使用，或要求對(duì)其表面進(jìn)行涂覆處理，
而我國(guó)目前仍大量使用此類塑料快餐盒。
而另一方面，許多天然植物纖維原料如竹粉、木粉、甘蔗渣、稻殼粉、蘆葦渣和麥麩
等， 一般都作為廢物燒掉或丟棄，嚴(yán)重污染環(huán)境；或作為肥料或詞料，利用價(jià)值較低。如 何實(shí)現(xiàn)廢物利用并減少環(huán)境污染，已成為環(huán)境工作者必須解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于廢物利用及減少環(huán)境污染，提供一種可完全降解的植物纖維材料制品。 該物品包含如下含量(重量百分比)的組分:植物纖維粉末40-80%，粘合劑 2-40%,
脫模劑 5-15%，淀粉 5-40%。優(yōu)選地，該制品還含有0. 1-2% (重量)的色粉。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述植物纖維粉末選自竹粉、木粉、甘蔗渣、稻殼粉、
蘆蘋渣和麥麩中的一種或多種。所述粘合劑選自聚乙烯醇和聚己內(nèi)酯。在另一實(shí)施方式中，
所述粘合劑選自聚丙基甲基纖維素(HPMC)、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂中的一種或多種。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，所述脫模劑選自硬脂酸鋅和硬脂酸鈣。所述淀粉為天然 淀粉或改性淀粉。所述色粉選自鉻色粉；鎘色粉；鐵色粉；鈷色粉；鈦白粉；普魯士藍(lán); 碳黑；酞青；喹吖啶酮色粉，如喹吖啶酮品紅和喹吖啶酮紅；偶氮色粉，如漢撒黃、雙偶 氮黃、永固黃、永固紅和萘酚紅；苯胺黑染料，如醇溶黑SB、尼格色基油溶苯胺黑和油 溶黑BW;油藍(lán)；色粉黃；色粉藍(lán)；色粉紅和堿性藍(lán)中的一種或多種。
本發(fā)明的制品可以為餐具、膜材、型材、花卉用盆或缽，或其它合適的日常生活用品。
優(yōu)選地，所述植物纖維粉末的粒度為40-100目。
本發(fā)明的另一方面，提供這種制品的制造方法，其包括以下步驟
(1) 分別稱取各組分后，在60-80'C干燥卜5小時(shí)，以除去水份；
(2) 用研磨機(jī)器將各組分研磨成粉，以使各組分均勻混合；
(3) 將研磨所得混合物放入相應(yīng)的熱壓成型機(jī)，壓制成品；
(4) 將成型產(chǎn)品打磨至光滑。
按照所生產(chǎn)出的制品的實(shí)際需要，所述步驟還可包括消毒的步驟，優(yōu)選地，該消毒步 驟是通過(guò)用紫外線照射成品30-60分鐘而完成的。
本發(fā)明的發(fā)明人基于多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，利用植物纖維原料制造出可完全降解的生物制 品，該技術(shù)能充分利用各種天然植物纖維原料，在減少環(huán)境污染的同時(shí)還提高了原料的使 用價(jià)值，所生產(chǎn)出的制品可完全生物降解且是無(wú)毒的，而且制造成本較低、成品類型多樣， 非常適合日常生活使用。本發(fā)明從本質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上改變植物纖維的形態(tài)，使各組分具有優(yōu) 異的加工流動(dòng)性。生產(chǎn)出的制品在技術(shù)上能達(dá)到相關(guān)的國(guó)際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)/歐洲食物 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
另外，本發(fā)明所使用的粘合劑分為兩種， 一種是可降解的，如聚乙烯醇和聚己內(nèi)酯； 另一種是不可以降解的，如聚丙基甲基纖維素、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂。在產(chǎn)品 生產(chǎn)過(guò)程中，采用不同的粘合劑得到的產(chǎn)品的性能亦不相同。如果使用可降解的粘合劑， 產(chǎn)品廢棄后，在自然環(huán)境中一般l-2個(gè)月內(nèi)開(kāi)始生霉菌，3個(gè)月后可降解60-70%，但這樣 的產(chǎn)品是一次性使用的，不能夠重復(fù)使用，不能夠通過(guò)微波爐或洗碗機(jī)的測(cè)試。而如果使 用不可降解的粘合劑，則在產(chǎn)品制造過(guò)程中加入淀粉，它會(huì)破壞粘合劑的分子鏈，當(dāng)產(chǎn)品 埋到含有細(xì)菌的土壤里，會(huì)被細(xì)菌分解成與泥土的團(tuán)粒大小，直至分解。 一般情況下，在 自然環(huán)境中，六個(gè)月后開(kāi)始生霉菌， 一年后可降解60-70%。雖然降解所需時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)， 但這樣生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品可以重復(fù)使用，可以通過(guò)洗碗機(jī)和微波爐測(cè)試。
具體實(shí)施例方式
為更清楚地描述本發(fā)明，請(qǐng)參考以下具體實(shí)施方式
。 實(shí)施方式一 可在三個(gè)月內(nèi)降解且不可通過(guò)微波爐或洗碗機(jī)測(cè)試的植物纖維制品
實(shí)施例1
按下述方法，制成本發(fā)明的可完全降解的植物纖維材料制品
(1) 將竹片碎料用粉碎機(jī)粉碎到60目的細(xì)度，稱取60 kg粉末備用；
(2) 在容器中加入5 kg聚乙烯醇、10kg聚己內(nèi)酯和10kg HPMC(取HPMC 2KG，加5KG的 90° C的水沸騰一個(gè)小時(shí)，取5KG水溶液)，混合后再加入上述竹粉以及15kg天然淀 粉，攪拌并加入10kg硬脂酸鋅，在7(TC干燥脫水3小時(shí),然后再打碎研磨成細(xì)粉；
(3) 將上述混合物用熱壓成型機(jī)在15(TC的溫度和10kg/cn/的壓力下，壓鑄2-5分鐘，在 l分鐘的時(shí)候做一次放汽，再繼續(xù)壓l-8分鐘，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)所需厚度的 不同來(lái)決定壓鑄成型的時(shí)間；
(4) 用手工挫飛邊或電砂輪打飛邊，打磨至光滑；
(5) 對(duì)制品進(jìn)行包裝，對(duì)需要?dú)⒕闹破罚谧贤夤鉄粝掳b，設(shè)施為紫外光消毒機(jī)和一 般包裝設(shè)備。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的餐具制品在廢棄后，在自然環(huán)境中一般l個(gè)半月后開(kāi)始生霉菌，3 個(gè)月后可以降解60-70%。此產(chǎn)品不能夠通過(guò)微波爐或洗碗機(jī)測(cè)試。
實(shí)施例2
按下述方法，制成本發(fā)明的可完全降解的植物纖維材料制品
(1) 將木制碎料用粉碎機(jī)粉碎到40目的細(xì)度，稱取40 kg粉末備用；
(2) 在容器中加入5 kg聚己內(nèi)酯，混合后再加入上述竹粉以及40kg改性淀粉，攪拌并 加入5kg硬脂酸鋅和2kg的鎘色粉和永固黃，在6(TC干燥脫水5小時(shí)，然后再打碎研磨成 細(xì)粉。
(3) 將上述混合物用壓鑄機(jī)在16(TC的溫度和30kg/cn/的壓力下，壓鑄2-5分鐘，在1 分鐘的時(shí)候做一次放汽，再繼續(xù)壓1-8分鐘，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)所需厚度的不同來(lái) 決定壓鑄成型的時(shí)間；
(4) 用手工挫飛邊或電砂輪打飛邊，打磨至光滑；
(5) 對(duì)制品進(jìn)行包裝，對(duì)需要?dú)⒕闹破罚谧贤夤鉄粝掳b，設(shè)施為紫外光消毒機(jī)和一般包裝設(shè)備。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的餐具制品在使用后廢棄后，在自然環(huán)境中一般1個(gè)月后開(kāi)始生霉菌， 3個(gè)月后可以降解60-70%。此產(chǎn)品不能夠通過(guò)微波爐或洗碗機(jī)測(cè)試。
實(shí)施方式二可在一年內(nèi)降解且可通過(guò)微波爐或洗碗機(jī)測(cè)試的植物纖維制品
實(shí)施例3
按下述方法，制成本發(fā)明的可完全降解的植物纖維材料制品
(1) 將稻殼用粉碎機(jī)粉碎到100目的細(xì)度，稱取80 kg粉末備用；
(2) 在容器中加入10kg氨基樹(shù)脂和20kg環(huán)氧樹(shù)脂，混合后再加入上述竹粉以及5. 9kg 淀粉，攪拌并加入15kg硬脂酸鈣和0. lkg的酞青，在8(TC干燥脫水1小時(shí)，然后再打碎 研磨成細(xì)粉。
(3) 將上述混合物用壓鑄機(jī)在17(TC的溫度和40kg/cn/的壓力下，壓鑄2-5分鐘，在l 分鐘的時(shí)候做2次放汽，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)所需厚度的不同來(lái)決定壓鑄成型的時(shí) 間；
(4) 用手工挫飛邊或電砂輪打飛邊，打磨至光滑；
(5) 對(duì)制品進(jìn)行包裝，對(duì)需要?dú)⒕闹破?，在紫外光燈下包裝，設(shè)施為紫外光消毒機(jī)和 一般包裝設(shè)備。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的餐具制品在廢棄后，在自然環(huán)境中一般6個(gè)半月后開(kāi)始生霉菌，1 年后可以60-70%降解。該產(chǎn)品可以通過(guò)微波爐和洗碗機(jī)的測(cè)試，可重復(fù)使用。
實(shí)施例4
按下述方法，制成本發(fā)明的可完全降解的植物纖維材料制品
(1) 將蘆華渣用粉碎機(jī)粉碎到100目的細(xì)度，稱取70 kg粉末備用；
(2) 在容器中加入10kg氨基樹(shù)脂、10kg環(huán)氧樹(shù)脂、5kg酚醛樹(shù)脂和15kg HPMC水溶液， 混合后再加入上述竹粉以及5kg淀粉，攪拌并加入5kg硬脂酸鈣和10kg硬脂酸鋅以及l(fā)kg 耐曬艷紅BBC，在80'C干燥脫水1小時(shí)，然后再打碎研磨成細(xì)粉。
(3) 將上述混合物用熱壓成型機(jī)在17(TC的溫度和40kg/cm2的壓力下，壓鑄2-5分鐘， 在1分鐘的時(shí)候做2次放汽，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)所需厚度的不同來(lái)決定壓鑄成型的 時(shí)間；(4) 用手工挫飛邊或電砂輪打飛邊，打磨至光滑；
(5) 對(duì)制品進(jìn)行包裝，對(duì)需要?dú)⒕闹破罚谧贤夤鉄粝掳b，設(shè)施為紫外光消毒機(jī)和 一般包裝設(shè)備。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的餐具制品在使用后廢棄后，在自然環(huán)境中一般6個(gè)半月后開(kāi)始生霉 菌，1年后可以60-70%降解。該產(chǎn)品可以通過(guò)微波爐和洗碗機(jī)的測(cè)試，可重復(fù)使用。
試驗(yàn)例
將實(shí)施例3和4的產(chǎn)品分別進(jìn)行如下的洗碗機(jī)和微波爐測(cè)試。
一、 洗碗機(jī)測(cè)試
樣品盤子10個(gè)
洗滌條件洗滌/沖洗/烘干(持續(xù)約120分鐘，溫度大于65。C)
循環(huán)數(shù)10個(gè)
清潔劑CASCAD (90克) 洗碗機(jī)KENM0RE ULTRA WASH II
測(cè)試結(jié)果測(cè)試后，裸眼觀察到盤子外壁的表面紋理變得粗糙，屬正常現(xiàn)象。
二、 微波爐測(cè)試
樣品碗11個(gè)，每個(gè)碗中盛有水，體積為總?cè)萘康?0%; 微波條件1000瓦特 微波功率高 微波加熱持續(xù)時(shí)間3分鐘 循環(huán)數(shù)10個(gè)
試驗(yàn)結(jié)果測(cè)試后，裸眼觀察到碗外壁的表面紋理變得粗糙，屬正?，F(xiàn)象。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定發(fā)明的權(quán)利范圍， 因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種可完全降解植物纖維材料制品，包含如下重量百分比的組分植物纖維粉末 40-80％，粘合劑2-40％，脫模劑5-15％，淀粉 5-40％。
2. 如權(quán)利要求1所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述制品還含有 0.1-2%重量百分比的色粉。
3. 如權(quán)利要求1所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述植物纖維粉末 選自竹粉、木粉、甘蔗渣、稻殼粉、蘆葦渣和麥麩中的一種或多種。
4. 如權(quán)利要求1所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述粘合劑選自聚 乙烯醇、聚己內(nèi)酯、聚丙基甲基纖維素、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂中的一種或多種。
5. 如權(quán)利要求1所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述脫模劑選自硬 脂酸鋅和硬脂酸鈣。
6. 如權(quán)利要求2所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述色粉選自鉻色 粉；鎘色粉；鐵色粉;鈷色粉；鈦白粉；普魯士藍(lán)；碳黑；酞青；喹吖啶酮色粉，如喹吖 啶酮品紅和喹吖啶酮紅；偶氮色粉，如漢撒黃、雙偶氮黃、永固黃、永固紅和萘酚紅；苯胺黑染料，如醇溶黑SB、尼格色基油溶苯胺黑和油溶黑BW;油藍(lán)；色粉黃；色粉藍(lán)；色粉紅和堿性藍(lán)中的一種或多種。
7. 如權(quán)利要求1所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述制品為餐具、膜材、型材、花卉用盆或缽。
8. 如權(quán)利要求1所述的可完全降解植物纖維材料制品，其特征在于，所述植物纖維粉末的粒度為40-100目。
9. 一種制造如權(quán)利要求l所述的可完全降解植物纖維材料制品的方法，包括以下步驟:(1) 分別稱取各組分后，在60-8(TC干燥1-5小時(shí)，以除去水份；(2) 用研磨機(jī)器將各組分研磨成粉，以使各組分均勻混合；(3) 將研磨所得混合物放入相應(yīng)的熱壓成型機(jī)，壓制成品；(4) 將成型產(chǎn)品打磨至光滑。
10. 如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述步驟還可包括消毒的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可完全降解的制品及其制造方法。該制品包含如下含量的組分植物纖維粉末40-80％，粘合劑2-40％，脫模劑5-15％，淀粉5-40％。優(yōu)選地，該制品還含有1-2％的色粉。該技術(shù)能充分利用各種天然植物纖維原料，在減少環(huán)境污染的同時(shí)還提高了原料的使用價(jià)值，所生產(chǎn)出的制品可完全生物降解且是無(wú)毒的，而且制造成本較低、成品類型多樣，非常適合日常生活使用。本發(fā)明從本質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上改變植物纖維的形態(tài)，使各組分具有優(yōu)異的加工流動(dòng)性。生產(chǎn)出的制品在技術(shù)上能達(dá)到相關(guān)的國(guó)際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)/歐洲食物測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可通過(guò)洗碗機(jī)和微波爐測(cè)試，易于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B27N7/00GK101525494SQ20081002658
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者羅天仁 申請(qǐng)人:艾唐貿(mào)易(深圳)有限公司;艾唐貿(mào)易(香港)有限公司