包装用生物降解材料及制造食品包装容器的方法 本发明涉及用于物体或物料包装的生物降解材料以及利用该材料制造食品包装容器的方法。
目前快餐、速食业大量使用的一次性食品包装容器，采用聚苯乙烯等塑料为基材，由于它难以在自然环境中分解，用后成为废弃物堆积，成为城市生产生活环境的主要污染源之一，巳引起各国的重视。为克服这一问题，中国发明专利申请93115669.6号于1994年11月9日公开植物合成食品包装膜的制造方法及用此方法生产的包装物，该发明是将按一定配比的玉米粉、糯米粉、速效发泡粉和蒸馏水放置在容器中搅拌，待上述混合料发泡后再加入一定比例的食用明胶和甘油后搅拌，将搅拌后呈流体状的原料入模后放进烘箱烘烤一定时间，然后从模中取出加工好的包装膜放入由石蜡、聚乙烯醇和水组成的溶液中浸泡，成为可用的食品包装盒，采用该发明生产的包装物回收后可加工成牲畜饲料或农用有机肥料，但该专利申请未给出制成品的外观及理化性能，而且生产工序较多，难以提高效率。烤箱烘烤一定时间，然后从模中取出
本发明目的是提供一种可生物降解的包装材塑料，又尽量利用现有采用聚苯乙烯塑料基材制造食品包装容器的高效工艺方法，以方便地取代塑料包装、消除污染。
本发明提供一种以淀粉为主要原料构成的包装用生物降解材料，其构成为：以重量计淀粉为100时，水50-70、纤维素1-7、水溶性树脂6-18、吸湿剂2-6、稳定剂0.5-2、发泡剂0.3-2、助发泡剂0.3-2。
本发明所提供的生物降解材料构成中，所述淀粉可以为玉米、小麦或马铃薯淀粉，所述纤维素可为醋酸纤维、羧甲基纤维素、乙基纤维素或甲基纤维素，所述水溶性树脂可为聚环氧乙烷、聚乙烯醇或醇酸树脂，所述吸湿剂可为丙二醇或丙三醇，所述稳定剂可为硬脂酸钙或硬脂酸锌，所述润滑剂可为硅油或液体石蜡，所述发泡剂可为对一(对一磺酰肼)二苯醚、对甲苯磺酰肼或偶氮二甲酰胺，所述助发泡剂可为尿素或碳酸氢钠。
本发明提供的生物降解材料中还可加入添加剂，以重量计淀粉为100时，添加剂配比为：抗氧剂0-0.1、防霉剂0-1、增白剂0-5、偶联剂0-1。
所述添加剂中抗氧剂可为二权丁基对甲酚、抗坏血酰棕榈酸酯或没食子酸丙酯，防霉剂可为丙酸钙，增白剂可为钛白粉，偶联剂可为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
利用本发明提供的生物降解材料制造食品包装容器可采取挤塑方式或注射方式。
采取挤塑方式的工序为：
(1)将所述生物降解材料混合搅拌均匀，至手捏能成形为
度，
(2)上述原料加入挤出机，通过机头模具形成片材或管材，
经空气冷却或水间按冷却，挤出机温度100-160℃，机
头模具温度80-130℃，
(3)上述材料通过牵引，还可牵引后压光后备用，
(4)上述备用材料经过真空吸塑或模压二次成型，再经过冷
却、烘干、灭菌，成为所需食品包装容器。采取注射方式的工序为：
(1)将所述生物降解材料混合搅拌均匀，至手捏能成形为
度，
(2)上述原料送入造粒机中造粒，造粒温度＜100℃，造粒粒
度2-5mm，
(3)颗粒材料放入注射机中，通过模具成形，
(4)成形材料冷却、烘干或自然干燥、灭菌，成为所需食品包
装容器。
利用本发明地生物降解材料和制造食品包装容器的方法所生产的产品外观质量及感官要求见表1。
表1 包装容器外观质量、感官要求 序号项目外观质量及感官要求 1形状及质量形状充实、对称、均匀、无裂纹、划痕、穿孔及破损 2色泽白色或乳白色 3表面状况无油污、浮尘、霉斑、异物 4气味略有食品、糖香味
根据GB6344-86软质泡沫聚合物拉伸强度和断裂伸长度的测定以及GB3681-83塑料自然气候曝露试验方法，利用本发明所生产的产品理化性能见表2。
利用本发明能大规模生产杯、碟、碗、盒等各种形状容器，从生产效率和理化性能上完全可取代塑料包装容器，而且防霉，有足够的防渗漏能力，易降解、无污染、降解前可回收作为饲料或有机肥料二次利用。
表2 包装容器理化性能 序号项目理化性能 1拉抻强度≥1.5MPa 2断裂伸长度≤2％ 3耐温状况80～100℃无明显变形 4降解时间在25℃，温度80％条件下，降解起止7-60天 5抗水性80～100℃水中浸泡2小时，无明显变形
以下给出三组生物降解材料实际配比，均以重量计。
配比1：
玉米淀粉100、水60、羧甲基纤维素5、聚乙烯醇16、丙三醇4、硬脂酸钙1.4、液体石蜡2、对一(对一磺酰肼)二苯醚(OBSH)0.6、尿素0.5、二叔丁基对甲酚(BHT)0.04、丙酸钙0.04、钛白粉0.02。
配比2：
小麦淀粉100、水55、乙基纤维素6、聚环氧乙烷14、丙二醇5、硬脂酸锌1.4、硅油1.5、偶氮二甲酰胺(AC)0.8、碳酸氢钠0.4、抗坏血酰棕榈酸酯0.03、硅烷偶联剂0.3。
配比3：
马铃薯淀粉100、水65、醋酸纤维5.5、醇酸树脂12、丙三醇4.5、硬脂酸钙1.5、液体石蜡1.8、对甲苯磺酰(TSH)0.7、尿素0.6。采用挤塑方式和上述配比1的工艺要求和过程为：
将上述配比1的原辅材料粉碎，用和面机混合搅拌均匀，和面机功率为1.5KW，转速24转/分，生产效率25kg/小时，搅拌好的原料送入挤出机挤压成宽度400mm，厚度1～2mm的片材，挤出机可采用SJ-65×25单螺杆塑料挤出机，螺杆直径65mm，长径比25∶1，螺杆转速12-120转/分，电机功率30KW，挤出机进料段温度100-110℃，压塑段温度120-130℃，均化段温度140-155℃，机头模具温度100-120℃。挤出的片材空气冷却10分钟后牵引，切断成600mm长度以便收集。收集待用的材料二次成型时可采用塑料真空式成型机，功率8-11KW，成型深度120mm，附真空泵工作压力4k8/cm2，附空压机180升/分，压力8-16k8/cm2，所形成食品容器为碗形，风冷3分钟，环境温度20℃时，自然干燥2-3小时，用紫外线照射杀菌5-10分钟。采用注射方式和上述配比3的工艺要求和过程为：
将上述配比3的原辅材料粉碎，用前述和面机搅拌均匀后造粒，造粒机亦可采用前述单螺杆塑料挤出机改换机头模具造粒，挤出机和机头模具无需加温，所造成颗粒为圆柱形，直径和高均为3mm，造粒后颗粒送入注射机，选用注射机XS-ZY125型，机筒三段加温第一段80℃，第二段130℃，第三段150℃，模具加温80-100℃，注射压力100-120mPa，注射成碗形食品容器，风冷3分钟，环境温度20℃时，自然干燥2-3小时，紫外线杀菌5-10分钟。