(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910612428.4
(22)申请日 2019.07.05
(71)申请人 咖法科技（上海）有限公司
地址 200030 上海市徐汇区漕溪北路595号
电影广场B座1504室
(72)发明人 俞健 江骐全
(74)专利代理机构 北京志霖恒远知识产权代理
事务所(普通合伙) 11435
代理人 郭栋梁
(51)Int.Cl.
D21J 3/00(2006.01)
D21H 27/10(2006.01)
D21H 11/12(2006.01)
D21C 5/00(2006.01)
D21C 9/16(2006.01)
D21C 9/10(2006.01)D21H 17/02(2006.01)D21H 17/28(2006.01)D21H 17/67(2006.01)D21H 17/17(2006.01)D21H 21/16(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种咖啡渣纸盒材料，属于纸
盒材料技术领域。咖啡渣纸盒材料由以下质量百
分比的成分组成：小麦秸秆40-50％、玉米秸秆
20-35％、咖啡渣10-25％、纳米氧化锌2-3％、复
合酶0.02-0.03％、玉米淀粉5-10％、增效剂0.5-
1％、过氧化氢0.2-0.4％、AKD防水剂0.5-1％。咖
啡渣纸盒材料的制备方法包括以下步骤：原料粉
碎、酶解、发酵、漂白、混合增效、成型和干燥。采
用上述方法制备的产品抗张指数大于39N ·m/g，
抗撕裂度大于910mN，抑菌性能大于93％，具有强
度高、耐撕裂，
抑菌性能好的优点。权利要求书1页 说明书4页CN 110205873 A 2019.09.06
C N 110205873
A
1.一种咖啡渣纸盒材料，其特征在于：由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆40-50％、玉米秸秆20-35％、咖啡渣10-25％、纳米氧化锌2-3％、复合酶0.02-0.03％、玉米淀粉5-10％、增效剂0.5-1％、过氧化氢0.2-0.4％、AKD防水剂0.5-1％。
2.根据权利要求1所述的一种咖啡渣纸盒材料，其特征在于：由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆
42-49％、玉米秸秆21-33％、咖啡渣11-24％、纳米氧化锌2.1-2.9％、复合酶0.021-0.028％、玉米淀粉5.2-9.8％、增效剂0.55-0.98％、过氧化氢0.25-0.38％、AKD防水剂0.52-0.98％。
3.根据权利要求1所述的一种咖啡渣纸盒材料，其特征在于：所述复合酶包括木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶的比例为1-2∶2-3∶2-3∶0.5-1。
4.根据权利要求1所述的一种咖啡渣纸盒材料，其特征在于：所述增效剂包括氢氧化钠和硼砂，氢氧化钠和硼砂的质量比为1∶2。
5.根据权利要求1所述的一种咖啡渣纸盒材料，其特征在于：所述咖啡渣的粒径为80-100目。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种咖啡渣纸盒材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将小麦秸秆、玉米秸秆进行粉碎，粉碎至3-5毫米，按照成分配比将粉碎后的原料和复合酶加入水中混合均匀，料液比为1∶2-3，在40-45℃的温度下保温2-3小时，得到酶解料； (2)在酶解料中接入白腐菌，白腐菌的接入量为酶解料重量的3-5％，混合均匀，在30℃温度下发酵2-3天，得到发酵料；
(3)在得到的发酵料中加入过氧化氢和增效剂进行漂白，漂白温度为80-90℃，漂白时间为100-150分钟；
(4)将咖啡渣研磨成80-100目的颗粒，将咖啡渣、玉米淀粉、纳米氧化锌和AKD防水剂按照成分配比加入浆液中进行混合，并对混合后的浆料进行打浆处理，得到混合浆；
(5)将得到的混合浆在模具中压制成型；
(6)将压制成型的产品在70-80℃的温度下保温1-2分钟，得到最终产品。
7.根据权利要求6所述的一种咖啡渣纸盒材料的制备方法其特征在于：所述步骤(4)中，打浆度为30-35°SR，打浆浓度为10-15％。
权 利 要 求 书1/1页CN 110205873 A
一种咖啡渣纸盒材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于纸盒材料技术领域，尤其涉及一种咖啡渣纸盒材料及其制备方法。
背景技术
[0002]喝咖啡是全球生活方式的一部分，多年来咖啡销售量一直在稳步增长，因此导致咖啡渣的量也越来越大，咖啡渣常被作为废物进行处理。在废物利用的思想倡导下，人们对咖啡渣的利用也进行了大量的研究。咖啡渣可以作为植物的养分、驱虫剂等使用。但是咖啡渣的回收利用多停留在低阶应用技术领域，并没有对咖啡渣的利用进行深层次的研究。[0003]纸盒包装在很大程度上是以其精美造型和装潢来宣传美化商品，提高商品的竞争性，因此得到广泛的应用。纸盒是采用树木为原料进行生产的，导致大量树木被砍伐，森林面积减小。咖啡渣作为一种废物作为纸盒的原料，不仅可以替代部分的木材原料，而且还可以降低产品的成本，具有非常重要的意义。 发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种咖啡渣纸盒材料，利用咖啡渣替代纸盒的部分原料，降低原料成本。本发明还提供了一种咖啡杂纸盒材料的制备方法。为实现上述目的，本发明提供了一种咖啡渣纸盒材料，由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆40-50％、玉米秸秆20-35％、咖啡渣10-25％、纳米氧化锌2-3％、复合酶0.02-0.03％、玉米淀粉5-10％、增效剂0.5-1％、过氧化氢0.2-0.4％、AKD防水剂0.5-1％。
[0005]优选的，由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆42-49％、玉米秸秆21-33％、咖啡渣11-24％
、纳米氧化锌2.1-2.9％、复合酶0.021-0.028％、玉米淀粉5.2-9.8％、增效剂0.55-0.98％、过氧化氢0.25-0.38％、AKD防水剂0.52-0.98％。
[0006]优选的，所述复合酶包括木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶的比例为1-2∶2-3∶2-3∶0.5-1。
[0007]优选的，所述增效剂包括氢氧化钠和硼砂，氢氧化钠和硼砂的质量比为1∶2。[0008]优选的，所述咖啡渣的粒径为80-100目。
[0009]上述咖啡渣纸盒材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将小麦秸秆、玉米秸秆进行粉碎，粉碎至3-5毫米，按照成分配比将粉碎后的原料和复合酶加入水中混合均匀，料液比为1∶2-3，在40-45℃的温度下保温2-3小时，得到酶解料；
[0011](2)在酶解料中接入白腐菌，白腐菌的接入量为酶解料重量的3-5％，混合均匀，在30℃温度下发酵2-3天，得到发酵料；
[0012](3)在得到的发酵料中加入过氧化氢和增效剂进行漂白，漂白温度为80-90℃，漂白时间为100-150分钟；
[0013](4)将咖啡渣研磨成80-100目的颗粒，将咖啡渣、玉米淀粉、纳米氧化锌和AKD防水剂按照成分配比加入浆液中进行混合，并对混合后的浆料进行打浆处理，得到混合浆；
[0014](5)将得到的混合浆在模具中压制成型；
[0015](6)将压制成型的产品在70-80℃的温度下保温1-2分钟，得到最终产品。[0016]优选的，所述步骤(4)中，打浆度为30-35°SR，打浆浓度为10-15％。
[0017]本发明的有益效果是：
[0018](1)采用咖啡渣替代纸盒原料，可以降低纸盒的材料成本。
[0019](2)含有咖啡渣的纸盒材料具有咖啡渣的特殊香味和颜，不需要采用化学试剂调整纸盒的颜和香味，降低纸盒材料的化学污染。
[0020](3)含有咖啡渣的纸盒材料除臭效果好。
[0021](4)咖啡渣纸盒材料中添加了纳米氧化锌，使其具有较好的抑菌效果。
[0022](5)咖啡渣纸盒材料材料中添加了玉米淀粉，玉米淀粉在增效剂的作用下提高了咖啡渣与浆料之
间的结合力。复合酶中半纤维素和木聚糖酶的配合使用，不仅提高了漂白效果，而且还可以增加浆料的强度，使纸浆纤维的外部和内部发生细纤维化，提高了产品的抗张强度和耐撕强度。
[0023]下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
[0024]以下将结合实施例对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
[0025]实施例1
[0026]一种咖啡渣纸盒材料，由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆49％、玉米秸秆32％、咖啡渣11％、纳米氧化锌2.1％、复合酶0.026％、玉米淀粉7.0％、增效剂0.95％、过氧化氢0.38％、AKD防水剂0.72％。
[0027]复合酶包括木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶的比例为1∶2∶2∶1。
[0028]增效剂包括氢氧化钠和硼砂，氢氧化钠和硼砂的质量比为1∶2。
[0029]咖啡渣的粒径为80-100目。
[0030]上述咖啡渣纸盒材料的制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)将小麦秸秆、玉米秸秆进行粉碎，粉碎至3-5毫米，按照成分配比将粉碎后的原料和复合酶加入水中混合均匀，料液比为1∶2-3，在40-45℃的温度下保温2-3小时，得到酶解料。复合酶中的木素降解酶能够加快小麦秸秆和玉米秸秆中木素的降解，纤维素酶可以促使纤维束释放纤维素，实现小麦秸秆和玉米秸秆的酶解。半纤维素酶不能直接降解浆中的残余木素，但是半纤维素酶对纸浆具有辅助漂白的作用。
[0032](2)在酶解料中接入白腐菌，白腐菌的接入量为酶解料重量的3-5％，混合均匀，在30℃温度下发酵2-3天，得到发酵料。白腐菌可以直接与浆中的残余木素作用而达到脱木素和漂白纸浆的效果。半纤维素酶对白腐菌的降解具有促进作用，可以提高白腐菌的降解效率。
[0033](3)在得到的发酵料中加入过氧化氢和增效剂进行漂白，漂白温度为80-90℃，漂白时间为100-150分钟。过氧化氢对发酵料进行进一步的漂白，增效剂中的氢氧化钠和硼砂
能够提高过氧化氢的漂白效果，并且还可以将提高脱木素率。过氧化氢漂白剂在氢氧化钠和硼砂增效剂的作用下不仅提高了漂白效果，而且漂白后的纸浆纤维较粗，表面光滑，结构密实，分丝帚化现象较轻，纤维受损程度小。
[0034]复合酶中的木聚糖酶可使漂白后的纸浆纤维的外部发生细纤维化，纤维柔韧性增加，表面纤维内部也有细纤维化，提高强度。纤维膨胀的保水值增加，打浆性能提高，打浆时间减少、能耗减少。木聚糖酶在有选择的去除木聚糖的同时还能增加浆液的黏度。[0035](4)将咖啡渣研磨成80-100目的颗粒，将咖啡渣、玉米淀粉、纳米氧化锌和AKD防水剂按照成分配比加入浆液中进行混合，并对混合后的浆料进行打浆处理，得到混合浆。打浆度为30-35°SR，打浆浓度为10-15％。
[0036]玉米淀粉具有良好的粘合性和成膜性能，氢氧化钠用于调节浆液的碱度，氢氧化钠和AKD防水剂可以提高玉米淀粉的粘合性能，玉米淀粉作为粘结剂使咖啡渣和纳米氧化锌很好的融合在浆液中，提高咖啡渣和纳米氧化锌与浆液的结合强度。在氢氧化钠的碱性条件下进行打浆，有利于纤维的吸水润胀，对纤维的细纤维化作用有一定的促进作用，成纸的强度较好。
[0037]纳米氧化锌是一种无机抑菌剂，能够提高纸浆的抑菌效果。
[0038](5)将得到的混合浆在模具中压制成型。
[0039](6)将压制成型的产品在70-80℃的温度下保温1-2分钟，得到最终产品。[0040]上述纸盒材料可以用于生产鞋盒、文件盒、食品盒或鸡蛋托等。
[0041]采用上述组分和方法生产的纸盒的抗撕裂度为921mN、抗张指数40.2N·m/g、白度为80％、抑菌性93.5％。
[0042]实施例2
[0043]一种咖啡渣纸盒材料，由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆42％、玉米秸秆28％、咖啡渣24％、纳米氧化锌2.9％、复合酶0.028％、玉米淀粉9.8％、增效剂0.86％、过氧化氢0.32％、AKD防水剂0.98％。
[0044]复合酶包括木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶的比例为2∶3∶2∶1。
[0045]增效剂包括氢氧化钠和硼砂，氢氧化钠和硼砂的质量比为1∶2。
[0046]咖啡渣的粒径为80-100目。
[0047]制备方法与实施例1中相同。
[0048]采用上述组分和方法生产的纸盒的抗撕裂度为936mN、抗张指数43.1N·m/g、白度为81％、抑菌性95.4％。
[0049]实施例3
[0050]一种咖啡渣纸盒材料，由以下质量百分比的成分组成：小麦秸秆46％、玉米秸秆25％、咖啡渣20％、纳米氧化锌2.5％、复合酶0.021％、玉米淀粉5.2％、增效剂0.6％、过氧化氢0.25％、AKD防水剂0.52％。
[0051]复合酶包括木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，木素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶的比例为2∶3∶2∶1。
[0052]增效剂包括氢氧化钠和硼砂，氢氧化钠和硼砂的质量比为1∶2。
[0053]咖啡渣的粒径为80-100目。
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