一种可降解吸管及其加工工艺的制作方法

1.本发明涉及吸管技术领域，更具体地说，涉及一种可降解吸管及其加工工艺。


背景技术：

2.吸管是我们日常生活中饮用各种饮品时常用的辅助工具，从材质上来看，吸管可分为塑料、不锈钢、纸质、硅橡胶等，但一次性塑料吸管在便携性、安全性、成本等多方面具有显著的优势，因此目前是全球最广泛使用的吸管产品。但一次性塑料吸管存在以下危害：(1)塑料吸管主要成分为聚乙烯和聚丙烯，市场上许多餐饮店所提供的吸管大多为“三无”产品，是不法商贩利用回收的废旧塑料加工而成，含有可能致癌的有毒物质，使用时有毒有害物质溶解在饮品中，危害身体健康；(2)塑料吸管具有稳定不易降解的特性，丢弃到大自然中会造成环境和海洋的严重污染，大部分的塑料垃圾以微粒和底部沉积物的形式进入海洋中，不仅危害海洋生物的生命健康，而且海洋生物体内的塑料可能因人类的捕食最终进入人体内。
3.随着人类和社会对于环保的追求，目前一次性使用的不可降解吸管逐渐被抛弃甚至是禁用，开始开发可以降解的吸管产品，虽然市场也少量出现了pla型和纸质等可降解型的吸管，但仍然无法解决资源浪费的问题，尤其是吸管的重复使用问题，普通的吸管一旦在拆封后就会始终保持对外界的开放，因此外界的灰尘、微生物等污染物很容易通过吸管进入到食品中，极大的危害食品安全并限制吸管的重复使用。


技术实现要素：

4.1.要解决的技术问题
5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可降解吸管及其加工工艺，可以通过特殊的模针来改变吸管的吸入端结构形状，不仅可以防止吸管整体缩短脱落，同时可以改善用户的口感，另外在加工过程中吸入端内镶嵌有多个控隙胶囊，其在正常状态下时因为相互之间的磁吸作用，迫使吸入端闭合起来减少对外界的开放甚至是隔绝，从而有效改善外界污染物进入到食品中的安全问题，并且在用户使用时，由于口腔温度较高的原因，在对吸入端进行数秒的加热后便会迫使控隙胶囊的磁吸作用消失，从而吸入端恢复与外界的连通，用户也可以正常使用习惯吸取食物，并且可以重复使用，还可以通过分离吸入端的方式进行回收，其余部分可以自主降解。
6.2.技术方案
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
8.一种可降解吸管，包括以下重量份数计的原料：淀粉10
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30份、海藻酸钠2
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8份、果胶1
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5份、竹纤维粉1
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5份、大米2
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5份、面粉2
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5份、增塑剂5
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10份、柠檬酸0.5
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2份、去离子水50
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100份和控隙胶囊5
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10份。
9.进一步的，所述增塑剂为果糖、山梨糖醇、甘油的一种或两种以上以任意比混合而成。
10.进一步的，所述控隙胶囊包括控隙胶囊和配重覆层，所述配重覆层包覆连接于控隙胶囊的外端，配重覆层起到配重的作用，使得磁吸点始终以正确的姿态吸附控隙胶囊，既可以传递口腔中的热量，同时保持良好的结构特点，控隙胶囊在正常状态下具有磁场，相互之间可以吸附来迫使吸管的吸入端相互靠近挤压然后闭合，在受到配重覆层的加热作用后，控隙胶囊的磁场消失不再主动闭合吸管的吸入端，从而恢复正常使用。
11.进一步的，所述控隙胶囊包括导热外囊、磁性内芯以及多根支撑柱，所述磁性内芯填充于导热外囊内侧，所述支撑柱均匀连接于导热外囊和磁性内芯之间，导热外囊作为骨架并提供防护作用，磁性内芯起到提供磁场的作用，而支撑柱用来对磁性内芯进行固定，同时对导热外囊的形状结构进行加固。
12.进一步的，所述导热外囊内端连接有多个均匀分布的热压鼓膜，且热压鼓膜之间存在空隙，所述热压鼓膜包括基础鼓膜、磁屏蔽层以及多根热缩带，所述磁屏蔽层覆盖于基础鼓膜远离导热外囊的一端面，所述热缩带均匀连接于基础鼓膜和导热外囊之间，正常状态下热压鼓膜之间的空隙可以供磁性内芯的磁场透过然后与其它控隙胶囊进行相互吸附，在受到配重覆层的加热作用后，热缩带会拉动基础鼓膜靠近导热外囊，然后基础鼓膜主动形变贴合导热外囊，使得其覆盖的面积变大，从而磁屏蔽层的磁屏蔽面积也随之变大，直至填满存在的空隙对磁性内芯的磁场进行完全屏蔽。
13.进一步的，所述基础鼓膜采用弹性材料制成，所述磁屏蔽层采用高磁导率材料制成，所述热缩带采用遇热收缩材料制成。
14.一种可降解吸管的加工工艺，包括以下步骤：
15.s1、按重量份称取原料，然后加热到70
‑
90℃搅拌混合2
‑
5h得到胶液；
16.s2、对胶液进行超声消泡处理后，将不锈钢模具中的模针上涂上脱模油；
17.s3、将模针浸入胶液中，蘸胶后提起模针，对模针进行烘干，胶液在模针上形成胶膜；
18.s4、将胶膜从模针下剥离下来，冷却、拔壳、修剪，得到吸管初品；
19.s5、在吸管初品上靠近控隙胶囊的一端通过精剪设置分离线，检测合格包装得到可降解吸管。
20.进一步的，所述步骤s2中的模针包括针体、翻卷部和多个磁吸点，所述翻卷部连接于针体一端，且翻卷部远离针体一端的边缘处向外侧卷曲，所述磁吸点镶嵌连接于翻卷部的卷曲处，且磁吸点之间环形阵列分布，翻卷部可以容纳较多的胶液来形成吸入端，并且通过磁吸点的磁吸作用来主动吸附多个控隙胶囊。
21.进一步的，所述模针在浸入胶液中时磁吸点朝下率先浸入，然后待吸附指定数量的控隙胶囊后提起，一方面配合配重覆层的配重效果对控隙胶囊的姿态进行定位，另一方面有利于胶液在模针上连续不中断。
22.进一步的，所述步骤s2中的脱模油为食品级白油和甘油的混合物，且食品级白油和甘油的质量比为50
‑
60:1。
23.3.有益效果
24.相比于现有技术，本发明的优点在于：
25.(1)本方案可以通过特殊的模针来改变吸管的吸入端结构形状，不仅可以防止吸管整体缩短脱落，同时可以改善用户的口感，另外在加工过程中吸入端内镶嵌有多个控隙
胶囊，其在正常状态下时因为相互之间的磁吸作用，迫使吸入端闭合起来减少对外界的开放甚至是隔绝，从而有效改善外界污染物进入到食品中的安全问题，并且在用户使用时，由于口腔温度较高的原因，在对吸入端进行数秒的加热后便会迫使控隙胶囊的磁吸作用消失，从而吸入端恢复与外界的连通，用户也可以正常使用习惯吸取食物，并且可以重复使用，还可以通过分离吸入端的方式进行回收，其余部分可以自主降解。
26.(2)控隙胶囊包括控隙胶囊和配重覆层，配重覆层包覆连接于控隙胶囊的外端，配重覆层起到配重的作用，使得磁吸点始终以正确的姿态吸附控隙胶囊，既可以传递口腔中的热量，同时保持良好的结构特点，控隙胶囊在正常状态下具有磁场，相互之间可以吸附来迫使吸管的吸入端相互靠近挤压然后闭合，在受到配重覆层的加热作用后，控隙胶囊的磁场消失不再主动闭合吸管的吸入端，从而恢复正常使用。
27.(3)控隙胶囊包括导热外囊、磁性内芯以及多根支撑柱，磁性内芯填充于导热外囊内侧，支撑柱均匀连接于导热外囊和磁性内芯之间，导热外囊作为骨架并提供防护作用，磁性内芯起到提供磁场的作用，而支撑柱用来对磁性内芯进行固定，同时对导热外囊的形状结构进行加固。
28.(4)导热外囊内端连接有多个均匀分布的热压鼓膜，且热压鼓膜之间存在空隙，热压鼓膜包括基础鼓膜、磁屏蔽层以及多根热缩带，磁屏蔽层覆盖于基础鼓膜远离导热外囊的一端面，热缩带均匀连接于基础鼓膜和导热外囊之间，正常状态下热压鼓膜之间的空隙可以供磁性内芯的磁场透过然后与其它控隙胶囊进行相互吸附，在受到配重覆层的加热作用后，热缩带会拉动基础鼓膜靠近导热外囊，然后基础鼓膜主动形变贴合导热外囊，使得其覆盖的面积变大，从而磁屏蔽层的磁屏蔽面积也随之变大，直至填满存在的空隙对磁性内芯的磁场进行完全屏蔽。
29.(5)模针包括针体、翻卷部和多个磁吸点，翻卷部连接于针体一端，且翻卷部远离针体一端的边缘处向外侧卷曲，磁吸点镶嵌连接于翻卷部的卷曲处，且磁吸点之间环形阵列分布，翻卷部可以容纳较多的胶液来形成吸入端，并且通过磁吸点的磁吸作用来主动吸附多个控隙胶囊。
30.(6)模针在浸入胶液中时磁吸点朝下率先浸入，然后待吸附指定数量的控隙胶囊后提起，一方面配合配重覆层的配重效果对控隙胶囊的姿态进行定位，另一方面有利于胶液在模针上连续不中断。
附图说明
31.图1为本发明吸管的结构示意图；
32.图2为本发明模针的结构示意图；
33.图3为本发明控隙胶囊部分的结构示意图；
34.图4为本发明控隙胶囊的剖视图；
35.图5为图4中a处的结构示意图。
36.图中标号说明：
37.1针体、2翻卷部、3磁吸点、4控隙胶囊、41导热外囊、42磁性内芯、43支撑柱、5配重覆层、6热压鼓膜、61基础鼓膜、62磁屏蔽层、63热缩带。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.实施例1：
42.请参阅图1，一种可降解吸管，包括以下重量份数计的原料：淀粉10份、海藻酸钠2份、果胶1份、竹纤维粉1份、大米2份、面粉2份、增塑剂5份、柠檬酸0.5份、去离子水500份和控隙胶囊5份。
43.增塑剂为果糖、山梨糖醇、甘油的一种或两种以上以任意比混合而成。
44.请参阅图3，控隙胶囊包括控隙胶囊4和配重覆层5，配重覆层5包覆连接于控隙胶囊4的外端，配重覆层5起到配重的作用，使得磁吸点3始终以正确的姿态吸附控隙胶囊，既可以传递口腔中的热量，同时保持良好的结构特点，控隙胶囊4在正常状态下具有磁场，相互之间可以吸附来迫使吸管的吸入端相互靠近挤压然后闭合，在受到配重覆层5的加热作用后，控隙胶囊4的磁场消失不再主动闭合吸管的吸入端，从而恢复正常使用。
45.请参阅图4，控隙胶囊4包括导热外囊41、磁性内芯42以及多根支撑柱43，磁性内芯42填充于导热外囊41内侧，支撑柱43均匀连接于导热外囊41和磁性内芯42之间，导热外囊41作为骨架并提供防护作用，磁性内芯42起到提供磁场的作用，而支撑柱43用来对磁性内芯42进行固定，同时对导热外囊41的形状结构进行加固。
46.请参阅图5，导热外囊41内端连接有多个均匀分布的热压鼓膜6，且热压鼓膜6之间存在空隙，热压鼓膜6包括基础鼓膜61、磁屏蔽层62以及多根热缩带63，磁屏蔽层62覆盖于基础鼓膜61远离导热外囊41的一端面，热缩带63均匀连接于基础鼓膜61和导热外囊41之间，正常状态下热压鼓膜6之间的空隙可以供磁性内芯42的磁场透过然后与其它控隙胶囊4进行相互吸附，在受到配重覆层5的加热作用后，热缩带63会拉动基础鼓膜61靠近导热外囊41，然后基础鼓膜61主动形变贴合导热外囊41，使得其覆盖的面积变大，从而磁屏蔽层62的磁屏蔽面积也随之变大，直至填满存在的空隙对磁性内芯42的磁场进行完全屏蔽。
47.基础鼓膜61采用弹性材料制成，磁屏蔽层62采用高磁导率材料制成，热缩带63采用遇热收缩材料制成。
48.一种可降解吸管的加工工艺，包括以下步骤：
49.s1、按重量份称取原料，然后加热到70℃搅拌混合2h得到胶液；
50.s2、对胶液进行超声消泡处理后，将不锈钢模具中的模针上涂上脱模油；
51.s3、将模针浸入胶液中，蘸胶后提起模针，对模针进行烘干，胶液在模针上形成胶膜；
52.s4、将胶膜从模针下剥离下来，冷却、拔壳、修剪，得到吸管初品；
53.s5、在吸管初品上靠近控隙胶囊的一端通过精剪设置分离线，检测合格包装得到可降解吸管。
54.请参阅图1
‑
2，步骤s2中的模针包括针体1、翻卷部2和多个磁吸点3，翻卷部2连接于针体1一端，且翻卷部2远离针体1一端的边缘处向外侧卷曲，磁吸点3镶嵌连接于翻卷部2的卷曲处，且磁吸点3之间环形阵列分布，翻卷部2可以容纳较多的胶液来形成吸入端，并且通过磁吸点3的磁吸作用来主动吸附多个控隙胶囊。
55.模针在浸入胶液中时磁吸点3朝下率先浸入，然后待吸附指定数量的控隙胶囊后提起，一方面配合配重覆层5的配重效果对控隙胶囊4的姿态进行定位，另一方面有利于胶液在模针上连续不中断。
56.步骤s2中的脱模油为食品级白油和甘油的混合物，且食品级白油和甘油的质量比为50:1。
57.实施例2：
58.一种可降解吸管，包括以下重量份数计的原料：淀粉20份、海藻酸钠5份、果胶3份、竹纤维粉3份、大米3份、面粉3份、增塑剂8份、柠檬酸1份、去离子水80份和控隙胶囊8份。
59.一种可降解吸管的加工工艺，包括以下步骤：
60.s1、按重量份称取原料，然后加热到80℃搅拌混合3h得到胶液；
61.s2、对胶液进行超声消泡处理后，将不锈钢模具中的模针上涂上脱模油；
62.s3、将模针浸入胶液中，蘸胶后提起模针，对模针进行烘干，胶液在模针上形成胶膜；
63.s4、将胶膜从模针下剥离下来，冷却、拔壳、修剪，得到吸管初品；
64.s5、在吸管初品上靠近控隙胶囊的一端通过精剪设置分离线，检测合格包装得到可降解吸管。
65.步骤s2中的脱模油为食品级白油和甘油的混合物，且食品级白油和甘油的质量比为55:1。
66.其余部分与实施例1保持一致。
67.实施例3：
68.一种可降解吸管，包括以下重量份数计的原料：淀粉30份、海藻酸钠8份、果胶5份、竹纤维粉5份、大米5份、面粉5份、增塑剂10份、柠檬酸2份、去离子水100份和控隙胶囊10份。
69.一种可降解吸管的加工工艺，包括以下步骤：
70.s1、按重量份称取原料，然后加热到90℃搅拌混合5h得到胶液；
71.s2、对胶液进行超声消泡处理后，将不锈钢模具中的模针上涂上脱模油；
72.s3、将模针浸入胶液中，蘸胶后提起模针，对模针进行烘干，胶液在模针上形成胶膜；
73.s4、将胶膜从模针下剥离下来，冷却、拔壳、修剪，得到吸管初品；
74.s5、在吸管初品上靠近控隙胶囊的一端通过精剪设置分离线，检测合格包装得到可降解吸管。
75.步骤s2中的脱模油为食品级白油和甘油的混合物，且食品级白油和甘油的质量比为60:1。
76.其余部分与实施例1保持一致。
77.本发明可以通过特殊的模针来改变吸管的吸入端结构形状，不仅可以防止吸管整体缩短脱落，同时可以改善用户的口感，另外在加工过程中吸入端内镶嵌有多个控隙胶囊，其在正常状态下时因为相互之间的磁吸作用，迫使吸入端闭合起来减少对外界的开放甚至是隔绝，从而有效改善外界污染物进入到食品中的安全问题，并且在用户使用时，由于口腔温度较高的原因，在对吸入端进行数秒的加热后便会迫使控隙胶囊的磁吸作用消失，从而吸入端恢复与外界的连通，用户也可以正常使用习惯吸取食物，并且可以重复使用，还可以通过分离吸入端的方式进行回收，其余部分可以自主降解。
78.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。