本發(fā)明涉及一種環(huán)保餐具，尤其是一種可降解的環(huán)保餐具。

背景技術(shù)：

長期以來餐具市場主要以玉金、陶瓷、石化塑料、玻璃等材料為主導(dǎo)，供求盛大。但皆因這些原料為不可再生資源，不僅在制造的時候增加大量碳排放，且在使用周期結(jié)束后由于無法降解以及回收利用，只能作為垃圾處理，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，增加地球負(fù)擔(dān)。所以能減少碳排放量且能生物降解或者回收的環(huán)保材料成為了未來產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，目前市場上也已出現(xiàn)以玉米淀粉為輔料的塑料餐具制品。

以玉米淀粉為輔料的塑料餐具制品，雖然其部分使用了可再生資源，但石化塑料仍然為主要材料，產(chǎn)品無法降解，環(huán)保價值不高。也有完全以玉米淀粉的提取物聚乳酸為主料的餐具制品，雖然使用的是可再生資源，但因成本過高導(dǎo)致消費者難以承受，且使用周期結(jié)束后仍無法自然生物降解，最終難以體現(xiàn)環(huán)保價值。

利用谷殼為原料制成的綠色可降解環(huán)保餐具，因其原料來源廣，成本較低，生產(chǎn)過程無污染，綠色環(huán)保等優(yōu)勢，具有真正的降解能力，日益引起人們重視。但由于谷殼是顆粒狀和粉末狀，模具熱壓成型規(guī)律較復(fù)雜，如模具設(shè)計不科學(xué)，將使產(chǎn)品內(nèi)部密度和其它性能分布不均勻，影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量和外表的美觀，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品畸變和產(chǎn)生裂紋等缺陷。另一方面，由于谷殼復(fù)合環(huán)保材料含水量較高經(jīng)過高溫壓制后模具容易生銹，大部分普通材料模具使用壽命較短。并且，市場需求的不斷擴(kuò)大和變化，要求產(chǎn)品的造型、外觀和使用性能也必須不斷變化。為此，本項目對谷殼環(huán)保餐具的模具進(jìn)行研究與開發(fā)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種以廢棄谷殼為基料制造環(huán)保制品的方法，本發(fā)明以農(nóng)業(yè)廢棄物谷殼為主要基料，成本低廉、產(chǎn)品美觀耐用，產(chǎn)品報廢后可以生物降解。解決了現(xiàn)有餐具大多無法降解，廢棄后會污染環(huán)境的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：一種以廢棄谷殼為基料制造環(huán)保制品的方法，包含以下幾個步驟：步驟（a）：以質(zhì)量份計，將60份至80份谷殼、10份至20份玉米粉、5份至15份高分子復(fù)合樹脂和3份至8份烏洛托品攪拌均勻成混合料；步驟（b）：以質(zhì)量百分比計，將3%~5%的硬脂酸鋅助劑加入到混合料內(nèi)；步驟（c）：將混合料放入烘箱中，在40s至80s內(nèi)逐漸將烘箱從80℃逐漸升溫到120℃，同時對模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度在40℃至50℃之間；步驟（d）：將混合料放入到模具內(nèi)，然后在200t至300t壓力、145℃至160℃溫度下模壓至少60s；步驟（e）：混合料熱壓成型后得到半成品，然后對半成品進(jìn)行打磨；步驟（f）：半成品打磨完成后對半成品進(jìn)行凈化處理，通過純凈水或酒精對半成品表面進(jìn)行清潔；步驟（g）：半成品清潔完后對半成品表面噴涂保護(hù)膜，所述的保護(hù)膜基材是飽和聚酯樹脂和消光粉的混合物，所述保護(hù)膜的厚度在0.04毫米至0.06毫米；步驟（h）：對半成品進(jìn)行烘烤脫水，烘烤的時間在30分鐘至80分鐘，烘烤的溫度在80℃至110℃。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，在步驟a中，所述的谷殼顆粒粒徑為10目至30目。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，在步驟a中，所述的玉米粉顆粒粒徑為1500目至2000目。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，在步驟g中，所述的飽和聚酯樹脂為樹脂丙烯酸樹脂，所述的消光粉包括超細(xì)二氧化硅和滑石粉。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，在步驟d中，當(dāng)模壓溫度達(dá)到至少145℃后維持15s至30s然后進(jìn)行排氣，排氣結(jié)束后進(jìn)行脫模。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，在步驟d中，閉模時先快速閉合，將要閉合時再慢速閉合直至完全閉合。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，在步驟a中，所述的高分子復(fù)合樹脂為改性三聚氰胺甲醛樹脂。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述的模具型腔底部中心點設(shè)置有上凸臺。

由于谷殼顆粒和粉體特殊，成型規(guī)律十分復(fù)雜，受粉體不規(guī)則堆積的隨意性及在壓制過程中顆粒與粉體、粉體與模具壁之間摩擦力不均勻的影響，現(xiàn)有技術(shù)的谷殼纖維通常無法固化成型，或成型的含谷殼纖維的餐具無法達(dá)到食品級要求，故本項目遵循谷殼顆粒和谷殼粉之特性，以飽和樹脂的熱固性原理作為理論基礎(chǔ)，進(jìn)行熱固性壓制工藝的研發(fā)。

農(nóng)業(yè)廢棄物谷殼主要由顆粒狀和粉末狀組成，存在經(jīng)基等大量極性官能團(tuán)。在谷殼復(fù)合環(huán)保材料中，親水的谷殼和憎水的樹脂存在較高的界面能差，兩者很難在界面上融合，因此必須解決以上難點才能成功制備性能優(yōu)異的谷殼復(fù)合環(huán)保材料。為此本發(fā)明在原料中加入烏洛托品，烏洛托品助劑的加入可以弱化了谷殼的極性，從而提高了谷殼與樹脂的結(jié)合能力。原料混合后還在原料內(nèi)加入硬脂酸鋅助劑，硬脂酸鋅可以增加原料進(jìn)入到模具腔體內(nèi)的流動性，避免在產(chǎn)品內(nèi)部形成氣泡，使產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，增加強(qiáng)度。為了達(dá)到環(huán)保的目的，本發(fā)明還通過玉米淀粉代替普通的粘膠劑，通過玉米淀粉在加熱后產(chǎn)生的自粘性來達(dá)到產(chǎn)品成型的目的。

傳統(tǒng)植物纖維粉體采用低溫直接加壓固化成型工藝，存在成型質(zhì)量差或者無法直接固化成型的技術(shù)難點。這是由于過低的成型溫度不足以使原料中植物纖維塑化，原料與模具壁之間的磨擦大，無法成型，而過高的溫度會讓原料分解嚴(yán)重，成型時間過短則不能形成有效的壓力，也無法成型。植物纖維一般在200℃以上就會焦化分解，本項目根據(jù)一系列試驗得出的最佳成型溫度范圍145℃-160℃。具體過程為先將原料熱熔，使谷殼和玉米淀粉及樹脂等原料塑化，然后再進(jìn)行壓制固化。先塑化的谷殼組合物在模具內(nèi)部流動性更好，更容易壓制成型，成功解決了谷殼難以塑化成型的問題，達(dá)到其使用價值。且后固化工藝，可以有效防止產(chǎn)品變形，增強(qiáng)其使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以農(nóng)業(yè)廢棄物谷殼為主要基料，成本低廉、產(chǎn)品美觀耐用，產(chǎn)品報廢后可以生物降解。解決了現(xiàn)有餐具大多無法降解，廢棄后會污染環(huán)境的問題。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種以廢棄谷殼為基料制造環(huán)保制品的方法，包含以下幾個步驟：步驟（a）：以質(zhì)量份計，將60份至80份谷殼、10份至20份玉米粉、5份至15份高分子復(fù)合樹脂和3份至8份烏洛托品攪拌均勻成混合料。烏洛托品助劑的加入弱化了谷殼的極性，從而提高了谷殼與樹脂的結(jié)合能力，烏洛托品具體的混合比例需要根據(jù)餐具的大小而定，比如碗碟等小件時烏洛托品的份數(shù)可以適當(dāng)降低，如盤子、湯碗時烏洛托品的份數(shù)要充足。所述的谷殼顆粒粒徑為10目至30目，所述的玉米粉顆粒粒徑為1500目至2000目，原料的顆粒大小適度，可以使產(chǎn)品粘合度更好。所述的高分子復(fù)合樹脂為改性三聚氰胺甲醛樹脂。采用玉米粉不僅可以增強(qiáng)了產(chǎn)品的可降解性，還是得原料具有了自粘性。

步驟（b）：以質(zhì)量百分比計，將3%~5%的硬脂酸鋅助劑加入到混合料內(nèi)；硬脂酸鋅可以增加原料進(jìn)入到模具腔體內(nèi)的流動性，以免在產(chǎn)品內(nèi)部形成氣泡，使產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，增加強(qiáng)度。硬脂酸鋅助劑加入的量也與餐具的大小有關(guān)，比如碗碟等小件時硬脂酸鋅的份數(shù)可以適當(dāng)降低，如盤子、湯碗時硬脂酸鋅的份數(shù)要充足。

步驟（c）：將混合料放入烘箱中，在40s至80s內(nèi)逐漸將烘箱從80℃逐漸升溫到120℃，同時對模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度在40℃至50℃之間；一般而言，預(yù)熱的時間在60s左右，只有制作大件的餐具時為了保證所有原料都能充足的獲得預(yù)熱才延長預(yù)熱時間。

步驟（d）：將混合料放入到模具內(nèi)，所述的模具型腔底部中心點設(shè)置有上凸臺，凸臺可以提高模壓成形后粉體產(chǎn)品在該處的強(qiáng)度和密度，減輕粉體壓力強(qiáng)度和密度分布的不均勻性。混合料放入后，閉模時先快速閉合，將要閉合時再慢速閉合直至完全閉合，這種方式有利于縮短非生產(chǎn)時間，防止模具擦傷，避免模槽中原料因合模過快而被空氣帶出，甚至移位。然后在200t至300t壓力、145℃至160℃溫度下模壓至少60s；當(dāng)模壓溫度達(dá)到至少145℃后維持15s至30s然后進(jìn)行排氣，排氣結(jié)束后進(jìn)行脫模，這樣脫模就能完整并保持模具清潔。

谷殼餐具在經(jīng)過配料、熱壓成型后得到半成品，必須經(jīng)過特殊表面處理工藝，避免產(chǎn)品受潮、發(fā)霉，進(jìn)而提高產(chǎn)品的使用壽命，并且能夠滿足與食品相接觸的餐具的安全及衛(wèi)生要求。在表面處理工藝上，噴涂、烘烤材料的選用、時間的把控、溫度控制都是最重要的技術(shù)關(guān)鍵，它直接影響著產(chǎn)品的外觀、性能和使用壽命。

步驟（e）：混合料熱壓成型后得到半成品，然后對半成品進(jìn)行打磨；將產(chǎn)品邊角打磨光滑，利于膜層覆蓋地更加致密牢。

步驟（f）：半成品打磨完成后對半成品進(jìn)行凈化處理，通過純凈水或酒精對半成品表面進(jìn)行清潔；清潔后可以增加外層膜與內(nèi)胎材料的粘結(jié)力，同時水以及酒精有別與醚類清洗劑對于人體造成的傷害。

步驟（g）：半成品清潔完后對半成品表面噴涂保護(hù)膜，所述的保護(hù)膜基材是飽和聚酯樹脂和消光粉的混合物，所述保護(hù)膜的厚度在0.04毫米至0.06毫米；所述的飽和聚酯樹脂為樹脂丙烯酸樹脂，所述的消光粉包括超細(xì)二氧化硅和滑石粉。合適的厚度使產(chǎn)品外觀美觀，安全性能良好。保護(hù)膜為飽和聚醋樹脂和消光粉混合物，以阻隔器皿內(nèi)胎材料與外界的接觸，防止產(chǎn)品發(fā)霉、受潮，延長使用壽命。其中消光粉(超細(xì)二氧化硅、滑石粉等)的加入，降低了保護(hù)膜光澤，使得成品不易看出涂刷有膜層，從外觀上看有別于化學(xué)材料制成的產(chǎn)品，使產(chǎn)品顯得環(huán)保，易于消費者接受，聚醋樹脂為符合食品級安全無毒無害的樹脂丙烯酸樹脂，達(dá)到食品級要求。

步驟（h）：對半成品進(jìn)行烘烤脫水，烘烤的時間在30分鐘至80分鐘，烘烤的溫度在80℃至110℃。針對不同餐具產(chǎn)品不同的使用環(huán)境、性能特性、形狀尺寸，設(shè)計不同的最佳烘烤溫度、時長。通過不斷的實驗和測試結(jié)果分析，設(shè)計杯子烘烤時長在60分鐘，溫度控制在100攝氏度。碟子烘烤時長控制不超過40分鐘，溫度90攝氏度。在該溫度下，產(chǎn)品外形美觀，品質(zhì)佳，效果優(yōu)。

本產(chǎn)品制成后需要復(fù)合一定外觀和物理化學(xué)指標(biāo)。

外觀要求：1、產(chǎn)品應(yīng)表面光潔，谷殼顆粒感直觀，不允許有缺料、銳利、尖角、毛刺、明顯變形、塵土、油污等缺陷。2、產(chǎn)品應(yīng)色澤均勻，無明顯色差。3、碗、盆、碟、杯等餐具應(yīng)放置平穩(wěn)。外觀的測量在自然光下目視。

耐干熱、濕熱性要求：無明顯變形、無明顯軟化、無明顯褪色。耐干熱性測量：設(shè)備：恒溫烘箱、石棉板；試驗方法：將試樣置于（70±2）℃恒溫烘箱中的石棉板上(鼓風(fēng))，保溫8h連同石棉板一起取出，在室溫中冷卻30min，然后與未經(jīng)試驗的樣品比較、觀察。耐濕熱性測量：設(shè)備：帶有水加熱裝界的容器；試驗方法：將試樣浸沒于（70±2）℃水浴爐，30min后取出，在室溫中放置1h，按此方法重復(fù)3次后與未經(jīng)試驗的樣品比較、觀察。

耐低溫性要求：無裂紋。耐低溫性測試：設(shè)備：冷藏箱；試驗方法：將試樣置于（-20±2）℃的冷藏箱中24h后取出，在室溫下放置30min，然后與未經(jīng)試驗的樣品進(jìn)行比較、觀察。

跌落要求：無破裂。測量手段：在常溫下將試樣從距平整水泥地面1.2m高度底部朝下自由跌落一次，然后檢查。

五氯苯酚含量要求：小于5mg/kg。測量手段：通過專有設(shè)備進(jìn)行測量。

本發(fā)明所述的方法可以制作碗、碟、盤、杯、盆等等環(huán)保型餐具，同時還可以制造桶、臺面等不限于餐具的其他家用材料。