專利名稱：一種紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜及其制備方法。
技術(shù)背景 鑒于傳統(tǒng)的一次性塑料餐具對(duì)環(huán)境資源和人體健康巨大的負(fù)面影響，現(xiàn)在市場上 也推出了完全生物降解餐具，雖然能完全生物降解，具有環(huán)境友好的特點(diǎn)，但其隔水膜依然 不符合人體健康的要求，且其成本昂貴，不利于被推廣應(yīng)用。目前，市面上的紙質(zhì)餐具主要 有兩種涂蠟紙質(zhì)餐具和聚乙烯涂塑紙質(zhì)餐具。涂蠟紙質(zhì)餐具在40°C左右或者與油接觸就 會(huì)融化而產(chǎn)生致癌物質(zhì)多環(huán)芳烴；聚乙烯涂塑紙質(zhì)餐具在聚乙烯熱熔或涂抹到紙質(zhì)餐具過 程中，可能會(huì)氧化產(chǎn)生危害健康并且具有怪味的羰基化合物。此外，這些紙質(zhì)餐具若長期裝 水則會(huì)變潮發(fā)霉。因此開發(fā)一種成本低廉、節(jié)能環(huán)保、抗菌性能好、應(yīng)用范圍廣的生物高分 子紙質(zhì)餐具隔水膜將具有廣闊的市場前景?！顿F州化工》2002年第4期馬福波等人的文章“紙質(zhì)餐具用新型防水劑P(S-DMAM) 的研制”，用苯乙烯與陽離子單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯通過乳液共聚后再與環(huán)氧氯丙 烷進(jìn)行季銨化反應(yīng)來制備防水劑，可廣泛用作紙質(zhì)餐具用品中的隔水膜，不僅價(jià)格低廉而 且性能優(yōu)越，然而其原料苯乙烯和環(huán)氧丙烷均具有毒性，其安全性有待進(jìn)一步研究?！哆|寧化工》2005年第12期吳國江等人的文章“紙杯專用蠟的研制”，以石蠟為主 要原料，加入一定比例的添加劑，通過調(diào)合工藝制得用于紙杯涂層的專用蠟。實(shí)驗(yàn)考察了添 加劑對(duì)紙杯蠟的熔點(diǎn)、針入度等指標(biāo)的影響，調(diào)整了生產(chǎn)工藝參數(shù)。結(jié)果表明，本產(chǎn)品在紙 杯上形成蠟?zāi)け葌鹘y(tǒng)的涂蠟紙杯產(chǎn)品均勻，涂蠟量節(jié)省，光澤性好。但是，這種涂蠟紙杯只 可以裝冷飲，不能裝含油的東西和高溫液體，因?yàn)橛湍苋芙庀?，而高溫液體會(huì)使其融化。這 些缺陷都極大地限制了涂蠟紙杯的廣泛應(yīng)用?！渡虾０b》2006年第4期建青等人的文章“紙質(zhì)餐具的生產(chǎn)”，通過在紙杯內(nèi)表面 涂聚乙烯來制備一次性聚乙烯涂塑紙杯。研究表明該產(chǎn)品滿足使用過程中的性能要求和通 用技術(shù)指標(biāo)，即產(chǎn)品的防水、防油性能應(yīng)保證在一定的溫度和一定的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生液體的 滲透現(xiàn)象，在一定數(shù)量的堆疊下不發(fā)生嚴(yán)重的變形，同時(shí)微生物檢驗(yàn)及毒理檢驗(yàn)等也符合 要求。但是如果所選用的材料不好或加工工藝不過關(guān)，在聚乙烯熱熔或涂抹到紙杯過程中， 可能會(huì)氧化為羰基化合物。羰基化合物在常溫下不易揮發(fā)，但在紙杯倒入熱水時(shí)，就可能揮 發(fā)出來，所以人們會(huì)聞到有怪味。從一般理論上分析，長期攝入這種有機(jī)化合物，對(duì)人體是 有害的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種無毒環(huán)保的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜及其制備方法。本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜，其原料配方中各組份的重量份數(shù)如下山梨酸鉀 0. 03 0. 1份、乳化劑0. 05 0. 15份、增塑劑0. 5 1份、硬脂酸0. 2 0. 3份、魔芋葡甘 聚糖酯化改性產(chǎn)物0. 5 1. 5份、黃原膠0. 5 2份和卡拉膠0. 625 1份，水100份；所述魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物是以苯甲酸為魔芋葡甘聚糖改性劑，其改性處理溫度為45 50°C，反應(yīng)時(shí)間 1. 5 2. 5h, pH=2. 8 3. 2。其中所述乳化劑包括單甘酯；所述增塑劑包括聚乙二醇。按照上述原料配方配制膜液，膜液加熱后經(jīng)過離心脫氣，然后進(jìn)行餐具涂膜、烘 干、均濕回軟、殺菌后包裝即可。具體步驟如下
(1)膜液配制取山梨酸鉀、乳化劑、聚乙二醇和硬脂酸于水中攪拌均勻，用飽和 Na2CO3堿液調(diào)pH值至pH7. 5 11，再加入魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、黃原膠和卡拉膠，攪 拌0. 5 Ih配成膜液；
(2)加熱將步驟(1)配制的膜液于45 55°C條件下恒溫靜置40 60min ；
(3)離心脫氣2000 3000rpm離心、脫氣30 45分鐘；
(4)餐具涂膜將步驟(3)脫氣處理后的膜液均勻的涂布在預(yù)先制作的紙質(zhì)餐具的 內(nèi)壁，涂抹均勻；
(5)烘干將內(nèi)壁涂布了膜液的紙質(zhì)餐具，置于40°C 80°C的烘箱中，使膜液烘干 成膜；
(6)均濕回軟將烘干的紙質(zhì)餐具取出，置于相對(duì)濕度為50 60%的環(huán)境中，均濕 30 40分鐘；
(7)成品包裝殺菌、包裝。本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁隔水膜，以魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物等多糖為主要原 料，具有優(yōu)良的可塑性、成膜性及較高的水溶性、持水性等特殊的理化性質(zhì)和抑菌效果；用 魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物作為可食性復(fù)合凝膠的主材料，其抗拉強(qiáng)度好，品質(zhì)穩(wěn)定性高， 有較好的色澤和香氣及較高的抑菌效果，并且對(duì)外加的色素及香精有一定的保留效果；還 具有取材方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。黃原膠、卡拉膠與魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物具有協(xié)同 增效的作用。魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、黃原膠、卡拉膠共混后隨著分子間交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn) 行，達(dá)到了相容的效果，分子間相互交替形成新的網(wǎng)絡(luò)，從而使復(fù)合凝膠的抗菌性能得到了 明顯的提高和改善。本發(fā)明的復(fù)合凝膠復(fù)合包覆抗菌物質(zhì)，具有較好的控緩釋作用，可以達(dá) 到長效抑菌效果。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁隔水膜，具有無毒、明顯的阻水性和可延緩食品中水和油及其 它成分的遷移和擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)；魔芋復(fù)合凝膠可以包覆多種香味物質(zhì)，增強(qiáng)了產(chǎn)品的感官品 質(zhì)；該材料耐水耐高溫并且力學(xué)性能高，柔韌性好；在高溫或有油條件下不會(huì)產(chǎn)生任何有 害物質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
一、原料配方 山梨酸鉀為0. 03%~ 0. 1%、單甘酯為0. 05%~ 0. 15%、聚乙二醇PEG-400為0. 5% 1%、硬脂酸為0. 2% 0. 3%、魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物0. 5% 1. 5%、黃原膠0. 5% 2 %和卡拉膠0. 625 % 1 %，所述魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物是以苯甲酸為魔芋葡甘聚糖 改性劑，其改性處理溫度為45 50°C，反應(yīng)時(shí)間1. 5 2. 5h，pH=2. 8 3. 2 ；所述單甘酯和聚乙二醇為分析純，山梨酸鉀、硬脂酸、黃原膠和卡拉膠為食品級(jí)。
二、制備過程
本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁隔水膜制備方法，包括膜液配制、加熱、離心脫氣、餐具涂膜、烘 干、均濕回軟、成品包裝。1.膜液配制取山梨酸鉀、單甘酯、聚乙二醇和硬脂酸于水中攪拌均勻，用飽和 Na2CO3堿液調(diào)pH值至pH7. 5 11，再加入魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、黃原膠和卡拉膠，攪 拌0. 5 Ih配成膜液；
2.加熱將步驟1的膜液于45 55°C條件下恒溫靜置40 60min ；
3.離心脫氣2000 3000rpm離心，脫氣30 45分鐘；
4.餐具涂膜將步驟3脫氣處理后的膜液均勻的涂布在預(yù)先制作的紙質(zhì)餐具的內(nèi)壁， 用玻棒涂抹均勻，使表面光潔平滑；
5.烘干將內(nèi)壁涂布了膜液的紙質(zhì)餐具，置于40°C 80°C的烘箱中，使膜液烘干成膜；
6.均濕回軟將烘干的紙質(zhì)餐具取出，放于相對(duì)濕度為50 60%的環(huán)境中，均濕30 40分鐘，以保證餐具隔水膜的韌性和強(qiáng)度；
7.成品包裝均濕后的紙質(zhì)餐具經(jīng)紫外線殺菌、金屬深測器檢查異物、檢驗(yàn)合格后，包裝。為了充分公開本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁隔水膜制備方法，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一 步描述，但是本發(fā)明不僅限于此。實(shí)施例一紙質(zhì)餐具(如紙杯、紙盤、紙碟等)內(nèi)壁隔水膜制備方法 一種紙質(zhì)餐具(如紙杯、紙盤、紙碟等)內(nèi)壁隔水膜制備方法，包括以下步驟
1.膜液配制取山梨酸鉀、乳化劑單甘酯、聚乙二醇PEG-400和硬脂酸于水中攪拌均 勻，配成重量百分比分別為0. 05%山梨酸鉀、0. 1%單甘酯、0. 6%聚乙二醇PEG-400和0. 26% 硬脂酸的水溶液，用Na2CO3堿液調(diào)pH值至pH=10，再加入魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、黃原 膠和卡拉膠，所添加原料與水的重量百分比分別為魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物1%、黃原膠 1%和卡拉膠1% ；所述魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物，是以苯甲酸為魔芋葡甘聚糖改性劑，其 改性處理溫度為50°C，反應(yīng)時(shí)間2h，酸堿度pH=3 ；然后，使用150r/min的恒溫磁力攪拌器 均勻攪拌0. 5h配成膜液。
2.加熱步驟1的膜液在50°C條件下恒溫靜置45min；
3.離心脫氣使用3000r/min的離心機(jī)，將步驟2加熱處理后的膜液脫氣處理30分鐘； 脫出膜液中的氣體，以保證制出的隔水膜均勻光滑；
4.餐具涂膜將步驟3處理過的膜液均勻涂布在預(yù)先制作的紙質(zhì)容器的內(nèi)壁，用玻棒 刮去多余的膜液，涂抹均勻，使之表面光潔平滑。5.烘干將步驟4內(nèi)壁涂布了膜液的紙質(zhì)餐具，置80°C的烘箱中，使膜液烘干成 膜；
6.均濕回軟將步驟5烘干的內(nèi)壁涂布了膜液的紙質(zhì)餐具取出，放于相對(duì)濕度為55% 的環(huán)境中，均濕30分鐘，以保證隔水膜的韌性和強(qiáng)度；
7.成品包裝將步驟6均濕的紙質(zhì)餐具，經(jīng)紫外線殺菌、金屬深測器檢查異物、產(chǎn)品檢 驗(yàn)合格后，包裝。
實(shí)施例二 紙質(zhì)餐具性能比較
用實(shí)施例一制得的紙質(zhì)餐具和傳統(tǒng)紙質(zhì)餐具做各種試驗(yàn)。觀察、記錄對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 如表1所示。
表1本發(fā)明的紙質(zhì)餐具和傳統(tǒng)紙質(zhì)餐具的對(duì)比
權(quán)利要求
一種紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜，其特征在于所述紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜的原料配方中各組份的重量份數(shù)如下山梨酸鉀0.03～0.1份、乳化劑0.05～0.15份、增塑劑0.5～1份、硬脂酸0.2～0.3份、魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物0.5～1.5份、黃原膠0.5～2份和卡拉膠0.625～1份，水100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜，其特征在于所述魔芋葡甘聚糖酯化改 性產(chǎn)物是以苯甲酸為魔芋葡甘聚糖改性劑，其改性處理溫度為45 50°C，反應(yīng)時(shí)間1. 5 2. 5h, pH=2. 8 3. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜，其特征在于所述乳化劑包括單甘酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜，其特征在于所述增塑劑包括聚乙二醇。
5.一種如權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜的制備方法，其特征在于按照所述原 料配方配制膜液，膜液加熱后經(jīng)過離心脫氣，然后進(jìn)行餐具涂膜、烘干、均濕回軟、殺菌后包 裝即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜的制備方法，其特征在于所述制備方法 的具體步驟如下(1)膜液配制取山梨酸鉀、乳化劑、聚乙二醇和硬脂酸于水中攪拌均勻，用飽和 Na2C03堿液調(diào)pH值至pH7. 5 11，再加入魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、黃原膠和卡拉膠，攪 拌0. 5 lh配成膜液；(2)加熱將步驟(1)配制的膜液于45 55°C條件下恒溫靜置40 60min ；(3)離心脫氣離心、脫氣30 45分鐘；(4)餐具涂膜將步驟(3)脫氣處理后的膜液均勻的涂布在預(yù)先制作的紙質(zhì)餐具的 內(nèi)壁，涂抹均勻；(5)烘干將內(nèi)壁涂布了膜液的紙質(zhì)餐具，置于40°C 80°C的烘箱中，使膜液烘干 成膜；(6)均濕回軟將烘干的紙質(zhì)餐具取出，置于相對(duì)濕度為50 60%的環(huán)境中，均濕 30 40分鐘；(7)成品包裝殺菌、包裝。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜及其制備方法。本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁水膜的原料配方中重量份數(shù)為山梨酸鉀0.03～0.1份、乳化劑0.05～0.15份、增塑劑0.5～1份、硬脂酸0.2～0.3份、魔芋葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物0.5～1.5份、黃原膠0.5～2份和卡拉膠0.625～1份，水100份；按照原料配方配制膜液，經(jīng)加熱、離心脫氣、餐具涂膜、烘干、均濕回軟、殺菌后包裝即可。本發(fā)明的紙質(zhì)餐具內(nèi)壁隔水膜，具有無毒、明顯的阻水性和可延緩食品中水和油及其它成分的遷移和擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)；魔芋復(fù)合凝膠可以包覆多種香味物質(zhì)，增強(qiáng)了產(chǎn)品的感官品質(zhì)；耐水耐高溫并且力學(xué)性能高，柔韌性好；在高溫或有油條件下不產(chǎn)生有害物質(zhì)。
文檔編號(hào)C08K5/098GK101870775SQ201010232839
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者吳春華, 吳琳娟, 姚閩娜, 龐杰, 楊金初, 范琳琳 申請(qǐng)人:福建農(nóng)林大學(xué)