纸杯盖及其制造工艺

摘要

本发明公开了一种纸杯盖及其制造工艺，以质量份数计，该纸杯盖的原料包括甘蔗渣浆90～95份、茶多酚0.5～1份、海藻酸钠0.5～1份、钛白粉0.5～1份、硅藻土3～8份，水0～1份；所述纸杯盖的制造工艺，包括以下步骤：(1)将海藻酸钠溶于水中得到海藻酸钠水溶液；(2)将甘蔗渣浆经过打浆及磨浆处理；(3)在搅拌的条件下，将步骤(1)所得到的海藻酸钠水溶液加入到步骤(2)所得到的浆料中，混合均匀；(4)在搅拌的条件下加入依次钛白粉、硅藻土、茶多酚，混合均匀；(5)注入杯盖的模具中，在模具压合状态下，在温度为185～200℃的条件下进行加热干燥2～3min；(6)之后，使用切边机进行裁边。其不仅节能环保，而且具有优良的强度性能。

权利要求

1.一种纸杯盖的制造工艺，其特征在于，以质量份数计，所述纸杯盖的原料包括甘蔗渣浆90～95份、茶多酚0.5～1份、海藻酸钠0.5～1份、钛白粉0.5～1份、硅藻土3～8份、水0～1份；

所述的纸杯盖的制造工艺，包括以下步骤：

(1)将海藻酸钠溶于水中得到海藻酸钠水溶液；

(2)将甘蔗渣浆经过打浆及磨浆处理；

(3)在搅拌的条件下，将步骤（1）所得到的海藻酸钠水溶液加入到步骤（2）所得到的浆料中，混合均匀；

(4)在搅拌的条件下加入依次钛白粉、硅藻土、茶多酚，混合均匀；

(5)注入杯盖的模具中，在模具压合状态下，在温度为185～200℃的条件下进行加热干燥2～3min；

(6)之后，使用切边机进行裁边。

2.根据权利要求1所述的纸杯盖的制造工艺，其特征在于，所述甘蔗渣浆的结晶度为55～60%。

3.根据权利要求1所述的纸杯盖的制造工艺，其特征在于，步骤(2)中的打浆度为85～

95°SR。

4.根据权利要求1所述的纸杯盖的制造工艺，其特征在于，在步骤(2)中的磨浆过程中，将磨浆机的转速设置为950～1000r/min，磨浆时间为15～17min。

5.根据权利要求1所述的纸杯盖的制造工艺，其特征在于，经过打浆处理后所述甘蔗渣浆的结晶度为45～50%。

6.根据权利要求1所述的纸杯盖的制造工艺，其特征在于，经过打浆及磨浆处理后所述甘蔗渣浆的结晶度为35～40%。

说明书

纸杯盖及其制造工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及植物纤维模塑制品的制作工艺技术领域，更具体地说，它涉及一种利用植物纤维制成的纸杯盖及其生产工艺。

背景技术

[0002] 我国甘蔗产量仅次于巴西和印度，是世界第三大甘蔗种植园。甘蔗在我国农业经济中占有重要地位，其产量和产值仅次于粮食、油料和棉花，居第4位。由于甘蔗的适应性强，近年来我国甘蔗的种植面积逐年增加。

[0003] 甘蔗主要是用来制糖，且我国是世界主要产糖国之一。蔗渣作为制糖工业的主要副产物，应用于造纸、动物饲料等，产品附加值较低。现有申请公布日为2013年9月25日、申请公布号为CN103321106A的专利文献(对比文件)公开了一种纸杯杯盖的生产工艺，其是一种无毒、环保、节能的利用草本植物纤维制成纸杯杯盖的生产工艺。根据草本植物纸浆质量用4％的甘蔗渣浆、2％的芦苇浆、1％的麦秆浆、0.5％凝结多糖剂和92.5％的纯净水进行调配；然后定量机械注浆，再在杯盖的模具上热压成型，将杯盖边沿进行修整，在杯盖的上方打孔；最后进行消毒包装。本发明具有无毒、环保、节能的优点，无需分类回收，而且本产品在90天内可自然降解成庄稼的肥料。主要应用于家庭、餐饮等领域。

[0004] 但是由对比文件中所述的生产工艺生产的纸杯杯盖的强度性能不高，有待加强。这是由于该纸杯杯盖是由凝结多糖剂将甘蔗渣浆、芦苇浆、麦秆浆黏结而成，甘蔗渣浆、芦苇浆、麦秆浆之间的结合能力不强。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种纸杯盖，其不仅节能环保，而且具有优良的强度性能。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

[0007] 一种纸杯盖，以质量份数计，其原料包括甘蔗渣浆90～95份、茶多酚0.5～1份、海藻酸钠0.5～1份、钛白粉0.5～1份、硅藻土3～8份，水0～1份。

[0008] 本发明进一步优选为：所述甘蔗渣浆的结晶度为50～60％。

[0009] 本发明的另一目的在于提供上述所述的纸杯盖的制造工艺。

[0010] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

[0011] 上述所述的纸杯盖的制造工艺，包括以下步骤：

[0012] (1)将海藻酸钠溶于水中得到海藻酸钠水溶液；

[0013] (2)将甘蔗渣浆经过打浆及磨浆处理；

[0014] (3)在搅拌的条件下，将步骤(1)所得到的海藻酸钠水溶液加入到步骤(2)所得到的浆料中，混合均匀；

[0015] (4)在搅拌的条件下加入依次钛白粉、硅藻土、茶多酚，混合均匀；

[0016] (5)注入杯盖的模具中，在模具压合状态下，在温度为185～200℃的条件下进行加热干燥2～3min；

[0017] (6)之后，使用切边机进行裁边。

[0018] 本发明进一步优选为：步骤(2)中的打浆度为85～95°SR。

[0019] 本发明进一步优选为：在步骤(2)中的磨浆过程中，将磨浆机的转速设置为950～1000r/min，磨浆时间为15～17min。

[0020] 本发明进一步优选为：经过打浆处理后所述甘蔗渣浆的结晶度为45～50％。

[0021] 本发明进一步优选为：经过打浆及磨浆处理后所述甘蔗渣浆的结晶度为35～40％。

[0022] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0023] (1)原生甘蔗渣浆纤维表面光滑，其初生壁结构质密，不易吸水润胀；经打浆后的纤维表面有一定压溃与分丝现象，这是由于打浆使纤维同心层产生弯曲、发生位移和变形所致；经过打浆和研磨处理后，甘蔗渣浆纤维的表面产生大量的裂纹及细小纤维，纤维初生壁和次生壁外层基本被破除，压溃后的次生壁中层吸水润胀程度提高，纤维纵向产生分裂两端帚化，纤维表面开始分丝起毛，分丝起毛后的纤维之间的结合能提高，可以增强本发明所述的纸杯盖的强度性能。

[0024] (2)钛白粉是一种食用白色颜料，硅藻土能够增加纸杯盖的耐磨性和抗划痕性，但是钛白粉、硅藻土在水中的溶解度均不好；海藻酸钠，是一种天然多糖，当杯体内的水蒸汽和纸杯盖中的海藻酸钠接触，水分子进入海藻酸钠纤维内部而形成水凝胶体，而水凝胶体可以提高钛白粉、硅藻土在甘蔗渣浆中的分散均匀性。

[0025] (3)经过打浆及磨浆处理后，甘蔗浆纤维的结晶度降低到35～40％，处于该结晶度的甘蔗浆纤维具有一定的强度，且此时的甘蔗浆纤维同心层产生弯曲、发生位移和变形，纤维产生裂纹及表面分丝起毛，纤维层和层间变的疏松，纤维丝层间空隙变大，水凝胶体易于进入纤维丝层间空隙，增强了甘蔗渣浆纤维和海藻酸钠、钛白粉以及硅藻土之间的结合能力。因此，本发明的纸杯盖具有优良的强度性能。

[0026] (4)甘蔗浆纤维的结晶度只经过磨浆后仅仅降低到45％左右，但是甘蔗浆纤维经过打浆及磨浆处理后，甘蔗浆纤维的结晶度可降低到35～40％，因此，打浆、磨浆缺一不可。

[0027] (5)此外，甘蔗渣浆纤维表面的分丝能够粘附于水凝胶体上，进一步增强了甘蔗渣浆和海藻酸钠、钛白粉以及硅藻土之间的结合能力。

[0028] (6)茶多酚具有抑菌性，但是其溶于水中，溶液显示弱酸性，不利于海藻酸钠的溶解，但是最后加入茶多酚可以很好的解决这一问题。

[0029] (7)硅藻土、海藻酸钠和茶多酚对产品强度性能的促进作用具有协同效果。

具体实施方式

[0030] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

[0031] 本发明实施例中所涉及的所有物质为市售，且对茶多酚、海藻酸钠、钛白粉、硅藻土的质量要求均为食品级。

[0032] 实施例1：

[0033] 将1Kg海藻酸钠溶于3Kg水中得到海藻酸钠水溶液；将90Kg甘蔗渣浆经过打浆及磨浆处理；在搅拌的条件下，将所得到的海藻酸钠水溶液加入到所得到的浆料中，混合均匀；在搅拌的条件下加入依次0.5Kg钛白粉、5Kg硅藻土、0.5Kg茶多酚，混合均匀；注入杯盖的模具中，在模具压合状态下，在温度为185～200℃的条件下进行加热干燥2～3min；之后，使用切边机进行裁边，得到样品1a。

[0034] 将1Kg海藻酸钠溶于3Kg水中得到海藻酸钠水溶液；将90Kg甘蔗渣浆经过打浆及磨浆处理；在搅拌的条件下，将所得到的海藻酸钠水溶液加入到所得到的浆料中，混合均匀；在搅拌的条件下加入依次0.5Kg钛白粉、5Kg硅藻土、0.5Kg茶多酚，混合均匀；注入纸板模具中，在模具压合状态下，在温度为185～200℃的条件下进行加热干燥2～3min，得到样品1b。

[0035] 实施例2：按照实施例1的方法进行，分别得到样品2a和样品2b。不同的是各组分的投料：甘蔗渣浆95Kg、茶多酚0.5Kg、海藻酸钠0.5Kg、钛白粉0.5Kg、硅藻土3Kg、水0.5Kg。

[0036] 实施例3：按照实施例1的方法进行，分别得到样品3a和样品3b。不同的是各组分的投料：甘蔗渣浆92Kg、茶多酚1Kg、海藻酸钠0.7Kg、钛白粉0.8Kg、硅藻土3Kg、水2.5Kg。

[0037] 实施例4：按照实施例1的方法进行，分别得到样品4a和样品4b。不同的是各组分的投料：甘蔗渣浆90Kg、茶多酚0.5Kg、海藻酸钠0.5Kg、钛白粉0.5Kg、硅藻土8、水0.5Kg。

[0038] 实施例5：按照实施例1的方法进行，分别得到样品5a和样品5b。不同的是各组分的投料：甘蔗渣浆90Kg、茶多酚0.5Kg、海藻酸钠0.5Kg、钛白粉0.5Kg、硅藻土8、水0.5Kg，分别得到样品5a和样品5b。

[0039] 实施例6：按照实施例1的方法进行，分别得到样品6a和样品6b。不同的是各组分的投料：甘蔗渣浆91Kg、茶多酚0.7Kg、海藻酸钠0.5Kg、钛白粉1Kg、硅藻土5Kg、水1.8Kg。

[0040] 对比例1：按照实施例1的方法进行，分别得到对照品1a和对照品1b。不同的是，步骤(2)中的甘蔗渣浆没有经过磨浆处理，只经过打浆处理。

[0041] 对比例2：按照实施例1的方法进行，分别得到对照品2a和对照品2b。不同的是，步骤(2)中的甘蔗渣浆没有经过打浆处理，只经过磨浆处理。

[0042] 对比例3：按照实施例1的方法进行，分别得到对照品3a和对照品3b。不同的是，没有添加硅藻土。

[0043] 对比例4：按照实施例1的方法进行，分别得到对照品4a和对照品4b。不同的是，没有添加海藻酸钠。

[0044] 对比例5：按照实施例1的方法进行，分别得到对照品5a和对照品5b。不同的是，没有添加茶多酚。

[0045] 对比例6：按照实施例1的方法进行，分别得到对照品6a和对照品6b。不同的是，没有添加钛白粉。

[0046] 对比例7：采用申请公布号为CN103321106A的对比文件中所述的生产方法制作对照品7b。

[0047] 一、样品1b～6b及对照品1b～6b按照如下标准进行试验。

[0048]标准号 标准名称
GB/T12914-2008 纸和纸张抗张强度的测定
GB/T457-2008 纸和纸板耐折度的测定
GB/T454-2002 纸耐破度的测定
GB/T455-2002 纸和纸板撕裂度的测定
GB/T22364-2008 纸和纸板弯曲挺度的测定

[0049] 样品1b～6b及对照品1b～6b的试验数据。

[0050]

[0051]

[0052] 观察上述试验数据，样品1b～6b和对照品6b具有良好的强度性能；通过样品1b和对照品1b～2b的试验数据对比可以看出，甘蔗渣浆经过打浆及磨浆处理对产品的强度性能具有很大的影响，且打浆和磨浆这两个处理步骤缺一不可；通过样品1b和对照品3b～5b的试验数据可以看出，硅藻土、海藻酸钠和茶多酚的添加均对产品的强度性能产生促进作用，促进作用的强弱顺序为：海藻酸钠＞硅藻土＞茶多酚，且硅藻土、海藻酸钠和茶多酚对产品强度性能的促进作用具有协同效果；通过样品1b和对照品6b的试验数据可以看出，钛白粉对产品的强度性能影响不大；通过样品1b～6b和对照品7b的试验数据可以看出，于强度性能方面，采用本发明所述的制造工艺生产的纸杯盖要远远优于采用申请公布号为CN103321106A的对比文件中所述生产方法生产的纸杯杯盖。

[0053] 二、模拟试验

[0054] 选取与纸杯盖相适配，且相同的杯体13个，在这些杯体中分别加入温度为90℃且等量的热水，选取12个杯体分别使用样品1a～6a及对照品1a～6a盖上，剩下的杯体作空白对照。分别测定经过10min、30min及60min之后，样品1a～6a、对照品1a～6a以及空白对照组的杯体的水中茶多酚、海藻酸钠、钛白粉以及硅藻土的含量(mg/Kg)。

[0055]

[0056] 观察上述试验数据，样品1a～6a均符合食品添加剂国家标准和行业标准；且甘蔗渣浆经过打浆、磨浆处理以及海藻酸钠的添加能够增加茶多酚、钛白粉、硅藻土和产品的结合力，以期本发明所述的纸杯盖符合食品添加剂国家标准和行业标准。

[0057] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，但是，本发明不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的的保护范围。