CN110126161A - 一种密胺餐具的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种密胺餐具的生产工艺，具体生产步骤如下：S1.将摩尔比为1：（2‑3）的三聚氰胺晶体与甲醛溶液、与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的硅胶以及与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的三乙醇胺混合反应，对树脂样品进行干燥处理，并将树脂样品研磨成密胺树脂粉；S2.将密胺树脂粉70‑80份、改性淀粉5‑10份、苎麻纤维4‑8份、碳纤维4‑8份、纳米氧化铝1‑2份、增韧剂0.5‑0.7份、稳定剂0.4‑0.6份、天然色素0.4‑0.6份、抗氧剂0.2‑0.4份、固化剂0.2‑0.4份、固色剂0.2‑0.4份搅拌混合；S3.对原料进行预热处理，使原料软化；S4.模具预热；S5.一次压制；S6.激光贴标；S7.在贴标预成品的表面均匀喷撒光粉，再对贴标预成品进行二次压制；S8.毛边处理，制得密胺餐具成品。本发明具有提高密胺餐具柔韧性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及餐具生产加工的技术领域，尤其是涉及一种密胺餐具的生产工艺。
背景技术
密胺餐具又称仿瓷餐具，由密胺树脂粉混合加热加压压制而成。密胺餐具的生产原理是在一定的温度下对密胺原料进行混合加热，再对密胺原料施加一定的压力，在温度和压力的作用下，密胺原料在压塑机中发生缩聚反应，并在排气后固化成型。密胺餐具外观精美，被广泛应用于餐饮业中。
密胺树脂粉是三聚氰胺以及甲醛树脂的聚合物，三聚氰胺甲醛树脂是一种热固性树脂，由于其内部独特的三嗪环刚性结构，使得树脂固化后硬度大、不易弯曲、脆性高，导致其韧性以及强度较低，在长期使用的过程中，密胺餐具易出现裂纹，导致其抗老化性能较低，缩短了密胺餐具的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种密胺餐具的生产工艺，其具有提高密胺餐具柔韧性的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种密胺餐具的生产工艺，具体生产步骤如下：
S1.密胺树脂粉制备：a.将摩尔比为1：(2-3)的三聚氰胺晶体与甲醛溶液、与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的硅胶以及与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的三乙醇胺混合反应，反应温度为80-120℃，反应时间为1-3h，制得树脂样品；b.对树脂样品进行干燥处理，并将干燥后的树脂样品粉碎研磨成密胺树脂粉；
S2.原料制备：将密胺树脂粉70-80份、改性淀粉5-10份、苎麻纤维4-8份、碳纤维4-8份、纳米氧化铝1-2份、增韧剂0.5-0.7份、稳定剂0.4-0.6份、天然色素0.4-0.6份、抗氧剂0.2-0.4份、固化剂0.2-0.4份、固色剂0.2-0.4份搅拌混合，搅拌时间为25-35min，搅拌温度为30℃-50℃，搅拌速度为400-500r/min，从而使原料混合均匀；
S3.原料预热：对原料进行预热处理，预热时间为30-40s，预热温度为60℃-80℃，使原料软化；
S4.模具预热：对压塑机的上、下模进行预热，上模预热温度为150℃-160℃，下模预热温度为130℃-140℃；
S5.一次压制：将原料置于下模中，使用上模挤压原料，挤压压力为150-170kgf/cm2，挤压时间为10-15s，开模排出模内由于挤压原料而产生的气体，排气时间为1-3s，以此制得预成品；
S6.激光贴标：将预成品置于镭射机下部，采用镭射机发出的激光对餐具进行贴标处理，制得贴标预成品；
S7.二次压制：在贴标预成品的表面均匀喷撒光粉，再对贴标预成品进行二次压制，挤压时间为5-10s，挤压压力为150-170kgf/cm2，排气时间为0.6-0.8s，制得密胺餐具预成品；
S8.毛边处理：对餐具预成品的毛边进行打磨，打磨过程依次为粗磨、细磨以及抛光，制得密胺餐具成品。
通过采用上述技术方案，在密胺树脂粉制备的过程中，在甲醛溶液中加入三乙醇胺，从而使得反应液呈弱碱性，弱碱性的环境有利于避免三聚氰胺与甲醛溶液的产物发生醚化，从而避免生成不溶性的亚甲基三聚氰胺沉淀而导致无法制胶的情况发生；在密胺树脂粉制备的过程中，在反应液中加入硅胶，硅胶具有强烈的吸湿性能，用于将密胺树脂表面的水分吸去；在原料制备的过程中加入改性淀粉，改性淀粉作为制备面团的原料，其本身具有良好的韧性，在与密胺树脂粉中混合后，降低了密胺树脂粉的硬度，提高了密胺树脂粉的柔韧性，改性淀粉作为食品级原料，成分安全，避免添加至密胺树脂粉中影响人体健康；在原料制备的过程中加入苎麻纤维，苎麻纤维是柔韧性最强的纤维之一，从而提高了原料的柔韧性，避免制成的密胺餐具由于脆性较大而易产生裂纹；在原料制备的过程中，碳纤维具有优良的耐高温、耐腐蚀性能，将碳纤维与密胺树脂粉混合，有利于提高原料的耐高温性能，从而提高密胺餐具成品在高温下的稳定性；先对原料进行预热，使原料软化，从而便于对原料进行压塑；在一次压制之前，先对模具进行预热，从而使倒入模具中的原料快速成型，避免原料在压制过程中产生气泡；在一次压制的过程中，进行开模排气处理，避免原料在压制过程中从其内部挤压的气体附着在原料的表面而导致原料表面凹凸不平，从而避免影响原料的品质；在预成品的表面喷洒光粉，再进行二次压制，从而使得光粉附着在预成品的表面，以此提高预成品表面的光滑度，从而提高预成品的品质。
本发明进一步设置为：所述S2中的增韧剂为聚醋酸乙烯乳液。
通过采用上述技术方案，聚醋酸乙烯中含有活性基团，活性基团与密胺树脂粉中的基团发生化学反应，对密胺树脂粉进行改性，从而提高了原料的断裂伸长率和冲击强度，使原料获得了良好的增韧效果；由于聚醋酸乙烯乳液无毒无臭无腐蚀，在原料中添加聚醋酸乙烯乳液，避免制备出的密胺餐具成品含有毒性而影响人体健康，故而选用聚醋酸乙烯乳液作为增韧剂使用。
本发明进一步设置为：所述S2中的稳定剂为硬脂酸钙-稀土复合物。
通过采用上述技术方案，稀土具有高稳定性，尤其在与硬脂酸钙复合时稳定性大幅度提高，硬脂酸钙-稀土复合物通过减慢原料之间的反应、保持化学平衡以及降低原料的表面张力而提高原料的稳定性，从而避免制备出的密胺餐具成品在高温作用下分解出三聚氰胺以及甲醛气体而影响人体健康。
本发明进一步设置为：所述S2中的天然色素为从花瓣中提取出的花瓣色素。
通过采用上述技术方案，由于花瓣色彩丰富，且染色效果极佳，用花瓣色素取代人工色素，不仅提高了色素的安全性，而且提高了色素对原料的染色效果；另外，由于花瓣具有香味，采用花瓣色素对原料进行染色，使制备出的密胺餐具成品具有香味，提高了密胺餐具的品质。
本发明进一步设置为：所述S2中的抗氧剂为柠檬酸。
通过采用上述技术方案，柠檬酸是具有较强抗氧化性的有机酸，柠檬酸通过分解原料中的氢过氧化物，而减少自由基的产生，从而延缓或抑制原料氧化过程的进行，避免密胺餐具成品在长期使用的过程中发生老化、产生裂痕，以此延长制备出的密胺餐具成品的使用寿命；由于柠檬酸具有酸性，密胺树脂粉在酸性条件下更易与其他原料发生反应，从而促进了原料之间的反应效率。
本发明进一步设置为：所述S2中的固化剂为氨乙基哌嗪。
通过采用上述技术方案，固化剂用于促进原料固化成型，而氨乙基哌嗪具有良好的薄膜性能、颜色稳定性、粘接性能以及耐化学腐蚀性能，在促进原料固化的同时，提高了原料的韧性、其表面的光滑度以及天然色素的固色性能；且氨乙基哌嗪原料易得，成本低廉，故而选用氨乙基哌嗪作为固化剂使用。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.改性淀粉本身具有良好的韧性，在与密胺树脂粉中混合后，降低了密胺树脂粉的硬度，提高了密胺树脂粉的柔韧性；
2.苎麻纤维是柔韧性最强的纤维之一，从而提高了原料的柔韧性，避免制成的密胺餐具由于脆性较大而易产生裂纹；
3.碳纤维与密胺树脂粉混合，有利于提高原料的耐高温性能，从而提高密胺餐具成品在高温下的稳定性。
附图说明
图1是本实施例的生产工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1，为本发明公开的一种密胺餐具的生产工艺，具体生产步骤如下：
S1.密胺树脂粉制备：a.将摩尔比为1：2的三聚氰胺晶体与甲醛溶液、与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的硅胶以及与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的三乙醇胺混合反应，反应温度为100℃，反应时间为2h，制得树脂样品；b.对树脂样品进行干燥处理，并将干燥后的树脂样品粉碎研磨成密胺树脂粉；
S2.原料制备：将密胺树脂粉80份、改性淀粉10份、苎麻纤维6份、碳纤维6份、纳米氧化铝1份、聚醋酸乙烯乳液0.6份、硬脂酸钙-稀土复合物0.5份、花瓣色素0.5份、柠檬酸0.3份以及氨乙基哌嗪0.3份搅拌混合，搅拌时间为30min，搅拌温度为40℃，搅拌速度为400r/min，从而使原料混合均匀；
S3.原料预热：对原料进行预热处理，预热时间为30s，预热温度为60℃，使原料软化；
S4.模具预热：对压塑机的上、下模进行预热，上模预热温度为160℃，下模预热温度为140℃；
S5.一次压制：将原料置于下模中，使用上模挤压原料，挤压压力为160kgf/cm2，挤压时间为10s，开模排出模内由于挤压原料而产生的气体，排气时间为2s，以此制得预成品；
S6.激光贴标：将预成品置于镭射机下部，采用镭射机发出的激光对餐具进行贴标处理，制得贴标预成品；
S7.二次压制：在贴标预成品的表面均匀喷撒光粉，再对贴标预成品进行二次压制，挤压时间为5s，挤压压力为160kgf/cm2，排气时间为0.8s，制得密胺餐具预成品；
S8.毛边处理：对餐具预成品的毛边进行打磨，打磨过程依次为粗磨、细磨以及抛光，制得密胺餐具成品。
实施例2，与实施例1的不同之处在于将S1中摩尔比为1：2的三聚氰胺晶体与甲醛溶液替换为摩尔比为1：2.5的三聚氰胺晶体与甲醛溶液。
实施例3，与实施例1的不同之处在于将S1中摩尔比为1：2的三聚氰胺晶体与甲醛溶液替换为摩尔比为1：3的三聚氰胺晶体与甲醛溶液。
实施例4，与实施例1的不同之处在于删除S2中的改性淀粉。
实施例5，与实施例1的不同之处在于删除S2中的苎麻纤维。
实施例6，与实施例1的不同之处在于同时删除S2中的改性淀粉与苎麻纤维。
实施例7，与实施例1的不同之处在于删除S2中的硬脂酸钙-稀土复合物。
对比例1，与实施例1的不同之处在于将S2中的硬脂酸钙-稀土复合物替换为硬脂酸钙。
对比例2，与实施例1的不同之处在于将S2中的硬脂酸钙-稀土复合物替换为稀土。
实施例1-3中，每组实施例中取100份密胺餐具样品，将3组样品置于相同的环境中，并对3组样品的稳定性以及游离醛含量进行测量并记录下来，如表1所示。
表1-实施例1-3中密胺餐具样品的稳定性以及游离醛含量
| 实施例 | 1 | 2 | 3 |
| 样品稳定性 | 较高 | 较低 | 高 |
| 游离醛含量 | 较少 | 少 | 较多 |
根据实施例1-3中密胺餐具样品的稳定性以及游离醛含量的对比可得如下结论：当三聚氰胺晶体与甲醛溶液的摩尔比为1:1时，样品的稳定性较低，但是样品中游离醛含量少；当三聚氰胺晶体与甲醛溶液的摩尔比为1:2时，样品的稳定性较高，且样品中游离醛含量较少；当三聚氰胺晶体与甲醛溶液的摩尔比为1:3时，样品的稳定性高，但是样品中游离醛含量较多；样品中游离醛含量较多时，样品在高温条件下容易氧化，游离醛容易析出样品而对人体造成损害；综合表1中结果可知，实施例1为最佳实施例。
实施例1以及实施例4-6中，每组实施例中取100份密胺餐具样品，将4组样品置于相同的环境中，并对4组样品的杨氏模量进行测量并记录下来，如表2所示。杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性程度，杨氏模量越大，材料的刚性越强，越不容易发生形变，故韧性越低。通常采用脉冲激振法对固体材料的杨氏模量进行测量，具体测量方法为通过合适的外力给定试样脉冲激振信号，当激振信号中的某一频率与试样的固有频率相一致时，产生共振，此时振幅最大，延时最长，这个波通过测试探针的传递转换成电讯号送入仪器，测出试样的固有频率，再由公式计算得出杨氏模量。
表2-实施例1以及实施例4-6中餐具样品的杨氏模量
| 实施例 | 1 | 4 | 5 | 6 |
| 杨氏模量N/m<sup>2</sup> | 82 | 99 | 93 | 112 |
根据实施例4-6中密胺餐具样品的杨氏模量对比可得如下结论：当将苎麻纤维以及改性淀粉全部删除后，密胺餐具样品的维卡软化点相较于添加苎麻纤维或改性淀粉后的密胺餐具样品的维卡软化点来说明显增加，说明苎麻纤维以及改性淀粉分别对提高密胺餐具样品的韧性起正向作用；
根据实施例1、实施例4以及实施例5中密胺餐具样品的杨氏模量对比可得如下结论：单独删除改性淀粉或苎麻纤维后的密胺餐具样品的杨氏模量增加，说明密胺餐具样品的韧性下降，说明改性淀粉以及苎麻纤维混合添加比单独添加两者之一的成分对提高密胺餐具样品的韧性的效果更好，且根据表2中数值可推断，改性淀粉对于提高密胺餐具样品韧性的作用略大于苎麻纤维对提高密胺餐具样品的作用；由此可知，实施例1为最佳实施例。
实施例1、实施例7以及对比例1-2中，每组实施例中取100份密胺餐具样品，将4组样品置于相同的环境中，并对4组样品的耐高温性能进行测量并记录下来，如表3所示。样品的耐高温性能用维卡软化点表示，维卡软化点的测量方式为将圆形或方形样品试片以50℃/小时的升温速率加热，并用截面积为1平方毫米的圆柱形针垂直压入试片，测定在1公斤或5公斤的载荷下试片达到1毫米深度时的温度，该温度即为维卡软化点。维卡软化点的数值越高，说明样品试片的耐高温性能越强。
表3-实施例1、实施例7以及对比例1-2中餐具样品的维卡软化点
| 实施例1 | 实施例7 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 维卡软化点/℃ | 191 | 154 | 179 | 172 |
根据实施例1、实施例7以及对比例1-2中密胺餐具样品的维卡软化点对比可得如下结论：对比例1以及对比例2中样品的维卡软化点均高于实施例7中样品的维卡软化点，说明硬脂酸钙以及稀土对提高密胺餐具成品的耐高温性能均具有正向作用；实施例1中样品的维卡软化点大于对比例1以及对比例2中样品的维卡软化点，说明将硬脂酸钙-稀土复合物对于提高密胺餐具成品的耐高温性能的作用大于单独添加硬脂酸钙或稀土；由此可知，实施例1为最佳实施例。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种密胺餐具的生产工艺，具体生产步骤如下：
S1.密胺树脂粉制备：a.将摩尔比为1：（2-3）的三聚氰胺晶体与甲醛溶液、与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的硅胶以及与三聚氰胺晶体质量比为1:0.005的三乙醇胺混合反应，反应温度为80-120℃，反应时间为1-3h，制得树脂样品；b.对树脂样品进行干燥处理，并将干燥后的树脂样品粉碎研磨成密胺树脂粉；
S2.原料制备：将密胺树脂粉70-80份、改性淀粉5-10份、苎麻纤维4-8份、碳纤维4-8份、纳米氧化铝1-2份、增韧剂0.5-0.7份、稳定剂0.4-0.6份、天然色素0.4-0.6份、抗氧剂0.2-0.4份、固化剂0.2-0.4份、固色剂0.2-0.4份搅拌混合，搅拌时间为25-35min，搅拌温度为30℃-50℃，搅拌速度为400-500r/min，从而使原料混合均匀；
S3.原料预热：对原料进行预热处理，预热时间为30-40s，预热温度为60℃-80℃，使原料软化；
S4.模具预热：对压塑机的上、下模进行预热，上模预热温度为150℃-160℃，下模预热温度为130℃-140℃；
S5.一次压制：将原料置于下模中，使用上模挤压原料，挤压压力为150-170kgf/cm2，挤压时间为10-15s，开模排出模内由于挤压原料而产生的气体，排气时间为1-3s，以此制得预成品；
S6.激光贴标：将预成品置于镭射机下部，采用镭射机发出的激光对餐具进行贴标处理，制得贴标预成品；
S7.二次压制：在贴标预成品的表面均匀喷撒光粉，再对贴标预成品进行二次压制，挤压时间为5-10s，挤压压力为150-170kgf/cm2，排气时间为0.6-0.8s，制得密胺餐具预成品；
S8.毛边处理：对餐具预成品的毛边进行打磨，打磨过程依次为粗磨、细磨以及抛光，制得密胺餐具成品。
2.根据权利要求1所述的一种密胺餐具的生产工艺，其特征在于：所述S2中的增韧剂为聚醋酸乙烯乳液。
3.根据权利要求1所述的一种密胺餐具的生产工艺，其特征在于：所述S2中的稳定剂为硬脂酸钙-稀土复合物。
4.根据权利要求1所述的一种密胺餐具的生产工艺，其特征在于：所述S2中的天然色素为从花瓣中提取出的花瓣色素。
5.根据权利要求1所述的一种密胺餐具的生产工艺，其特征在于：所述S2中的抗氧剂为柠檬酸。
6.根据权利要求1所述的一种密胺餐具的生产工艺，其特征在于：所述S2中的固化剂为氨乙基哌嗪。
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