一次性石膏餐具 技术领域
本发明涉及一种以石膏、水溶性粘合剂为主要原料生产制作的一次性石膏餐具。
背景技术
一次性餐具主要是筷子、餐勺、餐盒、杯子、碗、盘子。一次性筷子是人们外出卫生进餐中必不可少的，目前所使用的一次性筷子大都是用木材、竹子等制作的，其缺点是横断率高、易变型弯曲、使用手感差。木质一次性筷子使用木材量巨大，破坏自然生态环境。
专利号为00113724.7、发明名称为“一次性洁净餐具”的专利，涉及一种一次性洁净餐具，该餐具由原料石膏粉、石灰和/或白水泥、三乙醇铵和/或苯甲酸、乳液松香施胶剂和/或水含硅胶及水经餐具成型工艺制成。其权利要求1为“一种一次性洁净餐具，其特征在于由包括下述重量百分比含量的原料经餐具成型工艺制成：石膏粉50～80％、石灰和/或白水泥0.5～6％、三乙醇铵和/或苯甲酸0.5～6％、乳液松香施胶剂和/或水含硅胶0.5～6％，其余量为水。”
申请号为00105575.5、名称为“易降解快餐具及其制作方法”的发明专利申请，涉及一种一次性餐具，特别涉及一种易降解快餐具及其制作方法。该餐盒的组成成分和重量比是：植物纤维20～25％，食用石膏粉30～45％，食用滑石粉15～25％，粘合剂5～7％。
申请号为01220167.7、名称为“绿色环保一次性用筷”的实用新型专利，公开了一种绿色环保一次性用筷，由中心骨架、筷体主体及表面涂层组成，中心骨架为加强结构骨架，设于筷体主体中心部，筷体主体包覆设置于中心骨架外面，表面涂层为筷子外表层，涂覆设置于筷体主体外表面。中心骨架由芦苇杆或麦秸等植物杆体制成，筷体主体由水泥、石膏、芦苇粉末、淀粉相互组合制成，表面涂层为无毒塑料或环保漆制成。其使用后可回收用于饲料或肥料而符合环保，且资源丰富，加工后硬度和木材一样，手感和木质一样，具有符合环保、加工质量好及生产效率高的功效。
申请号为02132495.6、名称为“生产稻壳粉制品制备方法”的发明专利申请，发明涉及植物果壳制品制备方法，具体为一种生产稻壳制品制备方法，其特征是组份重量百分比是：稻壳65.6～68％、石膏粉12.3～13.4％、滑石粉6.6～6.7％、耐水剂4～4.1％、耐热剂1.2～3.2％、防水剂6.7～8.2％，用喷物器将水喷到混合后物料上，经高温成型机制成方型或圆型制品。稻壳粉为80～120目。本发明的优点是废物利用，制备工艺简单、成本低廉，不污染环境，无毒无味。本发明制备的制品可回收，作为燃料和肥料，节约大量的木材，可制做成筷子、冰棍杆。
发明内容
本发明的目的是提供一种以绿色材料石膏粉为主要原料，然后添加粘合剂，用机械批量生产的一次性石膏餐具。一次性石膏餐具包括：一次性石膏筷子、一次性石膏餐勺、一次性石膏餐盒、一次性石膏杯子、一次性石膏碗、一次性石膏盘子。
本发明一次性石膏餐具，其特征在于：包括以下重量百分含量的原料，经餐具成型工艺制作而成：石膏粉60～97％，水溶性粘合剂3～40％；另加入占石膏粉和水溶性粘合剂总重量25～40％的水；所述地石膏粉中的部分石膏粉可用滑石粉替代。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于包括以下重量百分含量的原料：石膏粉70～90％，水溶性粘合剂10～30％；另加入占石膏粉和水溶性粘合剂总重量25～40％的水。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：水溶性粘合剂选用聚乙稀醇树脂、淀粉、明胶、改性聚醋乙稀、有机硅粘合剂中的一种或两种以上组合。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：在一次性石膏餐具表面上设计有外表防水涂层。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：一次性石膏餐具为筷子，包括以下重量百分含量的原料：石膏粉71～84％，聚乙烯醇树脂4～15％，淀粉3～7％，滑石粉3～7％，纤维0～8％；另加入占以上原料总重量30％的水。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：一次性石膏餐具为筷子，包括以下重量百分含量的原料：石膏粉76～82％，改性聚醋酸乙烯或有机硅粘合剂4～15％，淀粉0～8％，滑石粉3～8％，纤维0～6％；另加入占以上原料总重量30％的水。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：一次性石膏餐具为筷子，包括以下重量百分含量的原料：石膏粉68～78％，有机硅防水剂4～8％，固含量为15％的糊化淀粉7～12％，明胶4～8％，滑石粉3～5％，纤维0～6％；另加入占以上原料总重量30％的水。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：一次性石膏餐具为餐勺，包括以下重量百分含量的原料：石膏粉76～85％，固含量为50％的聚乙烯醇水溶液4～15％，固含量为15％的糊化淀粉0～8％，固含量为30％的明胶水溶液3～6％，滑石粉0～3％；另加入占以上原料总重量50～60％的水。
根据所述的一次性石膏餐具，其特征在于：一次性石膏餐具为餐勺，包括以下重量百分含量的原料：石膏粉74～80％，有机硅粘合剂3～12％，固含量为15％的糊化淀粉6～8％，固含量为30％的明胶水溶液3～8％，滑石粉0～5％，另加入占以上原料总重量30％的水。
根据权利要求3所述的一次性石膏餐具，其特征在于：一次性石膏餐具为餐勺，包括以下重量百分含量的原料：石膏粉72～78％，滑石粉3～10％，有机硅防水剂5～8％，固含量为50％的聚乙烯醇水溶液5～10％，固含量为15％的糊化淀粉5～8％；另加入占以上原料总重量56～70％的水。
本发明一次性石膏餐具中的一次性石膏筷子，具有以下优点：不弯曲变形、手感舒适、实用卫生、色彩悦目、香气宜人，可制成方形、圆柱形、中空型，制作高、中、低档不同档次品种，满足不同消费层次的需要。石膏资源有巨大的储量，石膏为可食用天然无毒无害原料，使用安全卫生可靠。生产制造成本低廉，生产工艺设备简单，适合于大批量规模生产，一次性使用遗弃后无毒无害，不会对环境造成污染和破坏。
本发明一次性石膏餐具中的一次性石膏餐勺具有以下优点：一次性石膏勺子的问世将彻底改变饮食餐具勺子反复使用的传统，使人们的用餐会更安全卫生，其强度适中，使用方便卫生，外型美观实用、价格低廉，是大众消费完全可以按受的，它的发明填补了一次性饮食餐具的一项空白。
本发明一次性石膏筷子、餐勺、餐盒、杯子、碗、盘子，主要以石膏粉为原料，也可以用滑石粉替换部分石膏粉。水溶性粘合剂可选用聚乙稀醇树脂、淀粉、明胶、改性醋乙稀、有机硅粘合剂中的一种或两种以上组合使用；外表防水涂层材料可选用现有的饮料罐内壁防水涂层材料、有机硅防水剂、乙稀、丙稀其中的一种(也可不用)。食用色素、食用香精视产品档次而决定是否添加。以上配比中，各种用料在产品的制造过程中根据所生产的产品品种档次和强度要求不同，做适当调整。
具体实施方式
一、一次性石膏餐具原料及其重量百分含量
实施例表1
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 石膏粉 60％ 70％ 80％ 90％ 水溶性粘合剂 40％ 30％ 20％ 10％ 另外在各配方中另加入占原料总重量25～40％的水
二、一次性石膏筷子原料及其重量百分含量
实施例表2
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 配方5 石膏粉 71％ 75％ 80％ 83％ 84％ 聚乙烯醇树脂 15％ 10％ 8％ 6％ 4％ 淀粉 3％ 4％ 5％ 6％ 7％ 滑石粉 3％ 5％ 7％ 5％ 5％
纤维 8％ 6％ 无 无 无 另外在各配方中另加入占原料总重量30％的水 根据需要可以添加以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 适量 无 适量 无 无 香料 适量 无 适量 无 无 外表防水涂层 0.2mm 0.3mm 无 无 无
注：
1、表中外表防水涂层可以使用饮料罐内壁涂层材料。
2、色素、香料选用食用级。
3、配方1中生产高档次性石膏筷子配方，其制成品，韧性好，安全卫生，防水性强。
4、配方4中属于低档配方，制造的产品强度及防水性可满足最低使用要求，生产成本低。
5、此表中5种配方适用90℃～110℃温度的挤出机加工制做一次性石膏筷子。
6、配方1、配方2用于生产高档产品，外层使用防水涂层。配方3、配方4用于生产低档产品，可不在添加防水剂。
实施例表3
注：
原料(重量％) 配方1(最 佳) 配方2 配方3 配方4 配方5 石膏粉 76％ 75％ 78％ 81％ 82％ 改性聚醋酸乙烯 15％ 10％ 8％ 6％ 4％ 淀粉 无 5％ 6％ 8％ 8％ 滑石粉 3％ 5％ 8％ 5％ 6％ 纤维 6％ 5％ 无 无 无 另外在各配方中另添加占原料总重量30％的水 根据需要可以加入以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 适量 无 适量 无 无 香料 适量 无 适量 无 无 外表防水涂层 0.3mm 0.2mm 无 无 无
1、淀粉可选用浆膜强度高、粘附性能好的原淀粉，普通变性淀粉、造纸专用变性淀粉如：HY～AS复合淀粉、HY～MGD型浆料，HY～OS造纸助剂淀粉等。
2、纤维一般使用纯棉短绒纤维也可使用植物纤维、化纤纤维。
3、配方1制成品的外表防水涂层可用刷、喷涂和浸入法制作。
4、此表配方适用90℃～110℃挤出机加工生产一次性石膏筷子。
实施例表4
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 配方5 石膏粉 76％ 75％ 78％ 81％ 82％ 有机硅粘合剂 15％ 10％ 8％ 6％ 4％ 淀粉 无 5％ 6％ 8％ 8％ 滑石粉 3％ 5％ 8％ 5％ 6％ 纤维 6％ 5％ 无 无 无 另外在各配方中另添加占原料总重量30％的水 根据需要可以加入以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 适量 无 适量 无 无 香料 适量 无 适量 无 无 外表防水涂层 0.3mm 0.2mm 无 无 无
注：
1、使用有机硅粘合剂比使用淀粉粘合剂制作的产品强度高，但有机硅粘合剂比淀粉成本高。配方1当中粘合剂只用有机硅粘合剂而不用淀粉粘合剂，其强度高，质量好，但成本高。其他配方中适当降低有机硅粘合剂的用量，增加淀粉粘合剂的用量，在保证最低使用要求的情况下，降低成本。
2、使用纤维原料目的是提高筷子的韧性，在高档筷子产品当中使用。
实施例表5
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 石膏粉 68％ 71％ 78％ 71％ 有机硅防水剂 (固含量30％) 8％ 6％ 5％ 4％
糊化淀粉 (固含量15％) 9％ 8％ 7％ 12％ 明胶 6％ 5％ 4％ 8％ 滑石粉 3％ 5％ 3％ 5％ 纤维 6％ 5％ 3％ 无 另外在各配方中另加入占原料总重量30％的水 根据需要可以添加以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 无 适量 无 适量 香料 无 适量 无 适量
注：
1、糊化淀粉：
将淀粉加清水放入糊化缸内，搅拌均匀，使淀粉充分吸水膨胀配成10％～30％的悬浮液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉(选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过蒸气加热85～90℃，保温15分钟即可完成。
2、使用有机硅防水剂代替外表防水涂层，起防水作用。
3、此表中4种配方可使用挤出机加工一次性石膏筷子，无需加温。
4、有机硅防水剂：
有机硅防水剂原料一般采用进口食用级硅油，通过乳化剂乳化，同时添加稳定剂和增强剂等材料(均为食用级)进行合成。有机硅防水剂固含量一般在8％～35％，本实施例有机硅防水剂选用固含量为30％(有机硅防水剂选用固含量为30％，只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。
以上各实施例表格中使用的粘合剂、防水剂只是食用级水溶性粘合剂、防水剂的几种，难以尽叙。在具体生产配比中，只要是能与石膏有效溶合，无毒无味，效果能达到一次性石膏筷子使用强度和防水需要，符合食品卫生要求的粘合剂、防水剂均可配比添加使用。
三、一次性石膏餐勺原料及其重量百分含量
实施例表6
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 配方5 石膏粉 76％ 78％ 79％ 83％ 85％
聚乙烯醇水溶液 (固含量50％) 15％ 10％ 8％ 6％ 4％ 糊化淀粉 (固含量15％) 无 6％ 6％ 8％ 8％ 明胶水溶液 (固含量30％) 6％ 3％ 4％ 3％ 5％ 滑石粉 3％ 3％ 3％ 无 无 另外在各配方中另加入占原料总重量50～60％的水(配方1为50％，其它为60％)。 根据需要可以添加以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 无 适量 适量 无 适量 香料 无 适量 适量 无 适量 外表防水涂层 无 0.3mm 无 无 无
注：
1、糊化淀粉：
将淀粉加清水放入糊化缸内，搅拌均匀，使淀粉充分吸水膨胀配成10％～30％的悬浮液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉(选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉，只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过蒸气加热85～90℃，保温15分钟即可完成。
2、聚乙稀醇水溶液：
将聚乙稀醇树脂粉加入清水泡30分钟以上，配成20％～80％的混合液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液(选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过90～100℃的蒸气加热釜中加热并搅拌15分钟，即成无色透明聚乙稀醇水溶液。
3、石膏粉选用高强石膏粉。
4、淀粉选用变性淀粉，如：HY～MAD11型、HY～OS造纸助剂、HY～NPS双变性淀粉。
5、滑石粉、色素、香料均为食用级。
6、配方1制造的一次性石膏餐勺，因其聚乙稀含量高，防水性可满足使用要求而未使用外表防水涂层。
7、配方2使用外表防水涂层，是增强型产品。
8、表中5种配方生产一次性石膏餐勺均采用灌浆注模方式制作。
实施例表7
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 石膏粉 74％ 74％ 76％ 80％ 改性聚醋乙烯水溶 液(固含量50％) 12％ 10％ 10％ 3％ 糊化淀粉 (固含量15％) 6％ 6％ 6％ 8％ 明胶水溶液 (固含量30％) 3％ 5％ 8％ 6％ 滑石粉 5％ 5％ 无 3％ 另外在各配方中另加入占原料总重量30％的水 根据需要可以添加以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 适量 无 适量 无 外表防水涂层 0.2mm 无 无 0.2mm
注：
1、糊化淀粉：
将淀粉加清水放入糊化缸内，搅拌均匀，使淀粉充分吸水膨胀配成10％～30％的悬浮液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉(选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过蒸气加热85～90℃，保温15分钟即可完成。
2、聚乙稀醇水溶液：
将聚乙稀醇树脂粉加入清水泡30分钟以上，配成20％～80％的混合液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液(用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过90～100℃的蒸气加热釜中加热并搅拌15分钟，即成无色透明聚乙稀醇水溶液。
3、此表配方生产制造一次性石膏餐勺，适于滚压机加工。
实施例表8
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 石膏粉 74％ 74％ 76％ 80％
有机硅粘合剂 12％ 10％ 10％ 3％ 糊化淀粉 (固含量15％) 6％ 6％ 6％ 8％ 明胶水溶液 (固含量30％) 3％ 5％ 8％ 6％ 滑石粉 5％ 5％ 无 3％ 另外在各配方中另加入占原料总重量30％的水 根据需要可以添加以下添加剂和增加外表防水涂层 色素 适量 无 适量 无 外表防水涂层 0.2mm 无 无 0.2mm
注：
1、糊化淀粉：
将淀粉加清水放入糊化缸内，搅拌均匀，使淀粉充分吸水膨胀配成10％～30％的悬浮液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉(选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过蒸气加热85～90℃，保温15分钟即可完成。
2、使用有机硅粘合剂比使用淀粉粘合剂制作的产品强度高，但有机硅粘合剂比淀粉成本高。配方中适当降低有机硅粘合剂的用量，增加淀粉粘合剂的用量，在保证最低使用要求的情况下，降低成本。
3、增加纤维原料的目的是提高筷子的韧性，在高档筷子产品当中使用。
实施例表9
原料(重量％) 配方1(最佳) 配方2 配方3 配方4 配方5 石膏粉 74％ 75％ 78％ 75％ 72％ 滑石粉 3％ 5％ 5％ 8％ 10％ 有机硅防水剂 (固含量30％) 8％ 6％ 5％ 6％ 5％ 聚乙烯醇水溶液 (固含量50％) 10％ 8％ 6％ 5％ 5％ 糊化淀粉 (固含量15％) 5％ 6％ 6％ 6％ 8％
另外在各配方中另加入占原料总重量56～70％的水(配方1为56％，配方2、3、4为60％，配方5为70％)。 根据需要可以添加以下添加剂和加外表防水涂层 色素 适量 无 无 适量 无 香料 适量 无 无 适量 无
注：
1、聚乙稀醇水溶液：
将聚乙稀醇树脂粉加入清水泡30分钟以上，配成20％～80％的混合液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液(选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过90～100℃的蒸气加热釜中加热并搅拌15分钟，即成无色透明聚乙稀醇水溶液。
2、糊化淀粉：
将淀粉加清水放入糊化缸内，搅拌均匀，使淀粉充分吸水膨胀配成10％～30％的悬浮液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉(选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过蒸气加热85～90℃，保温15分钟即可完成。
3、有机硅防水剂：
有机硅防水剂原料一般采用进口食用级硅油，通过乳化剂乳化，同时添加稳定剂和增强剂等材料(均为食用级)进行合成。有机硅防水剂固含量一般在8％～35％，本实施例有机硅防水剂固含量选用30％(有机硅防水剂固含量选用30％，只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。
4、此表中5种配方因添加有机硅防水剂，均不再使用外表防水涂层。
5、配方1生产的石膏餐勺优点是强度高、防水性好。
6、配方2生产的石膏餐勺未使用色素、香料，外观洁白素雅。
7、配方4生产的石膏餐勺因添加了色素、香料，色彩悦目、香气宜人。
8、此表配方适于注浆模生产一次性石膏餐勺。
四、本发明一次性石膏餐具生产制造工艺：
(一)一次性石膏筷子制造方法如下：
1、将石膏粉、聚乙稀醇树脂、淀粉按所生产种类档次按一定量配比，经搅拌机混合均匀。
2、水中添加食用色素、食用香精，加入拌合好的石膏粉中搅拌均匀。
3、将原料投入挤出机经高温高压挤出直径5～7mm圆柱形或四方条形坯料；
4、将坯料送入学40～90℃的烘干室或烘干窑中烘干。
5、烘干后圆柱型坯料一头磨削锥度30～60厘米长度。方型坯料一头磨削掉边棱长度60～120厘米，即已完成。因经过挤出机和烘干两次高温加热，已实际完成了消毒灭菌，因此可直接密封包装。
(二)一次性石膏餐勺制造方法：
1、一次性石膏餐勺原料中淀粉糊化工艺：
将淀粉加清水放入糊化缸内，搅拌均匀，使淀粉充分吸水膨胀配成10％～30％的悬浮液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉(选用固含量(纯度)为15％的糊化淀粉，只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过蒸气加热85～90℃，保温15分钟即可完成。
2、一次性石膏勺原料中聚乙稀醇水溶液制方法：
将聚乙稀醇树脂粉加入清水泡30分钟以上，配成20％～80％的混合液，本发明实施例表中选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液(选用固含量(纯度)为50％聚乙稀醇水溶液只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。再通过90～100℃的蒸气加热釜中加热并搅拌15分钟，即成无色透明聚乙稀醇水溶液。
3、将石膏粉加入聚乙稀醇树酯水溶液中，可添加食用香精、色素经搅拌机搅拌成糊状。
4、把浆料注入石膏模具中1～60分钟取出。
5、把坯料送入40～90度烘干室或烘干窑中烘干，即可经包装成成品。
(三)一次性石膏餐具防水处理及生产工艺：
1、直接掺入原料防水。防水原料一般采用进口食用级硅油，通过乳化剂乳化，同时添加稳定剂和增强剂等材料(均为食用级)进行合成。有机硅防水剂固含量一般在8％～35％，本实施例有机硅防水剂固含量选用30％(有机硅防水剂固含量选用30％只是为了便于计算原料百分含量，并不是对本发明保护范围的限定)。该防水剂具有无毒、无害、无味、掺量少、可增强和保留石膏自身白度等特点，用其调制的石膏浆料有良好的防水性和粘结性能。根据产品不同档次需要选择不同的防水剂掺入量，一般为石膏量的5％，在制浆过程中与水混匀直接加入。
2、外表防水涂层。将1份防水剂掺入10份水稀后，将干燥后的一次性石膏浸入到稀释后的防水剂中，然后取出晒干或烘干。
一次性石膏筷子和一次性石膏勺子的制造主要原料是石膏粉。粘合剂品种的选用和用量多少是依据所生产品种、档次和强度要求不同而选择不同品种的粘合剂及用量。品种档次不同也决定了使用防水剂的种类和是否添加食用色素、香精。