CN102899965B

CN102899965B - 一种水溶性薄膜纸及其制备方法

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Publication number: CN102899965B
Application number: CN201210384794.7A
Authority: CN
Inventors: 崔跃飞
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: CN102899965A

Abstract

本发明公开了一种水溶性薄膜纸及其制备方法，该方法是将薄膜纸原料加入水中，加热到90-95℃，至物料完全溶解；按重量百分比计量，所述薄膜纸原料的配方组成为：聚乙烯醇60-79％、多羟基类增塑剂10-29％、硫脲10-25％、表面张力调节剂0.3-1.0％、防霉剂0.1-0.3％、爽滑剂0.1-0.3％和成膜助剂0.2-0.5％；然后成膜，再纸张成型，形成不透明的白色薄膜纸。该水溶性薄膜纸适用于书写和印刷，具有一般木浆纸的特性。本发明制备的水溶性薄膜纸在水中可迅速和完全溶解，水溶后的水质仍然保持清澈透明，不产生任何的沉淀污物或浑浊。

Description

一种水溶性薄膜纸及其制备方法

技术领域

本发明是涉及一种适用于书写和印刷的纸张；特别是涉及一种水溶性薄膜纸及其制备方法。该水溶性薄膜纸适用于常用的水性和油性笔的书写，书写流畅着墨均一清晰；吸墨力强，不脱色不变色；同样也适用于水性和油性油墨的印刷，图案清晰不产生墨晕或其他印刷缺陷。

背景技术

适用于印刷的纸张常用作一些商品的商标和标签，特别是在一些需要回收重复使用的容器包装上，如玻璃瓶装的啤酒商标，饮料商标，医院的药物标签等；这些商标和标签最大的特征就是在使用完后，必须经过清洗消毒后重复使用，如果使用传统的纸质商标和标签，在清洗时首先必须在加碱性洗涤剂的环境下对回收的物品（如啤酒瓶）进行高温洗涤，否则粘贴在物品上的纸质商标或标签不容易洗脱，洗涤过程中不但耗能而且还会产生大量的污水，这种洗涤污水必须进行处理后才能排放，而且由于使用了大量的碱性洗涤剂，所以还需要更大量的水来进行漂洗，这种漂洗过程不但消耗大量的水，而且又继续产生大量的污水。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有纸质商标或标签在使用后不容易剥离和清洁干净的缺陷，开发的一种具有完全可水溶的薄膜纸，本发明还提供该水溶性薄膜纸的制备方法。

本发明制备的这种可水溶的薄膜纸具有一般木浆纸的书写和印刷特性，并且使用后由于其可完全水溶，所以及容易清洁干净，而不给被粘物品留下任何污痕。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）溶解：将薄膜纸原料加入水中，加热到90-95℃，至物料完全溶解；按重量百分比计量，所述薄膜纸原料的配方组成为：聚乙烯醇60-79％、多羟基类增塑剂10-29％、硫脲10-25％、表面张力调节剂0.3-1.0％、防霉剂0.1-0.3％、爽滑剂0.1-0.3％和成膜助剂0.2-0.5％；

（2）成膜：将步骤（1）的溶解液温度保持在90-95℃，静置消泡和脱泡，然后冷却至50-70℃，经流延摸头流延到干净的钢带上，再经120-180℃的干燥烘道进行干燥成膜；

（3）纸张成型：干燥成膜后的薄膜收卷，然后再把薄膜进行放卷和重新收卷，形成不透明的白色薄膜纸。

所述聚乙烯醇为醇解度小于90％的聚乙烯醇；

所述的多羟基类增塑剂为无毒无味、含二个羟基和二个羟基以上的水溶性多元醇和类似多元醇结构的多羟基类物质；

所述的表面张力调节剂为聚氧乙烯单月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯胆固醇醚、聚氧丙烯羊毛醇醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯羊毛醇醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯单月桂酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯；

所述的防霉剂为苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸或山梨酸钠；

所述的爽滑剂为聚醚改性的有机硅类或其衍生物；

所述的成膜助剂为消泡剂和/或流平剂。

为进一步实现本发明目的，所述聚乙烯醇优选为聚乙烯醇1788、聚乙烯醇2088、聚乙烯醇2288、聚乙烯醇0588和聚乙烯醇0580等中的一种或多种。

所述的多羟基类增塑剂优选为丙三醇、聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-1000、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-6000和聚乙二醇-10000、山梨醇和三羟甲基丙烷中的一种或多种。

所述的爽滑剂优选为Silok83、Silok9143、Silok82W或Silok8546等聚醚改性的有机硅或其衍生物产品。这些产品由斯洛柯（Silok）化学有限公司生产，都是注册的商品名，其产品主要成分均为聚醚改性有机硅和其衍生物。

所述的成膜助剂使用的消泡剂和/或流平剂，包括CoatOSil1211、GE Silicone TSF4452、GE Silicone TSF4440、Modaflow AQ-3000、ADDITOL VXL4930和ADDITOL VXW4970中的一种或多种。其产品主要成分也为聚醚改性有机硅和其衍生物或其他的化学成分，其中：Modaflow AQ-3000为丙烯酸类流平剂、ADDITOL VXL4930、ADDITOL VXW4970、GE SiliconeTSF4440、GE Silicone TSF4452为有机硅类流平剂；CoatOSil1211为消泡剂）。

所述的防霉剂指苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸或山梨酸钠等无毒或低毒的防霉剂。不超过最大的添加量都可以用于食品。所述中的这些防霉剂也都是常用于食品的防霉剂。

干燥成膜后的薄膜收卷后还包括常温下时效处理24小时以上。

步骤（1）所述水的用量为薄膜纸原料总重量的4-6倍。

一种水溶性薄膜纸，其由上述方法制备。

本发明硫脲为一种不透明化剂添加的，其主要技术特性就是通过硫脲在薄膜中的重结晶而形成均匀白色晶体，而使薄膜形成不透明的薄膜纸。

本发明表面张力调节剂具有表面活性作用的非离子型表面活性剂，不但与薄膜主料相容性要好，而且同时也具有水溶性，主要改善薄膜纸表面张力。

时效处理是指在薄膜生产中，由于薄膜配方中添加了一些助剂或者添加剂，在成膜后，通过一定的时间处理使这些助剂或者添加剂在薄膜中慢慢迁移、扩散而达到均质平衡的过程，比如有些助剂通过一定的时间后才能迁移达到薄膜的表面，从而使这些助剂在薄膜中起到某种性能的过程，这个过程就称为时效处理。特殊情况，时效处理是在特定温度、湿度等的条件下进行的，不同的条件所需要的时间也不一样。本发明只是在常温下进行即可，无需特定压力。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益技术效果：

1、在水中能迅速溶解，并且水溶后的水质仍然保持清澈透明，不产生任何的沉淀污物或浑浊；由于这种水溶性纸具有完全水溶的特性，所以适用于一些保密记录的销毁，销毁时无需特别的设备，直接投放水中很快就能完全水溶，而且水质仍然保持清澈透明，毫无痕迹。

2、绿色环保，本发明所使用的主要原料具有水解和生物降解性，不会造成对水质和土质的破坏；本发明水溶性薄膜纸在水中洗涤无需使用任何洗涤剂就能很快很彻底的洗涤干净，由于聚乙烯醇材料在自然环境中本身就具有水解和生物降解特性，所以洗涤水不用经特别的处理就可以实现排放而不会造成对水质和土质的破坏。

3、本发明没添加任何的无机填料和增白剂，纸质的白度就能达到90％以上；

4、本发明水溶性薄膜纸自然环境下不易产生霉变和脆化。

5、用本发明水溶性薄膜纸印刷的水溶性商标和标签，在使用中都具有极易清洗和清洁干净的特征，所以还特别适用于其他一些暂时性使用的标签，如商品的价格标签，商品的分类标签等，是种非常环保的纸质商标和标签替代品。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步描述，但本发明实施方法不限于此。

实施例1

薄膜纸原料的配方组成为：

一种水溶性薄膜纸的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶解：将薄膜纸原料加入到400Kg水中，加热到90℃，至物料完全溶解；

（2）成膜：将步骤（1）的溶解液温度保持在90℃，静置消泡和脱泡12小时（果使用超声波消泡和脱泡只需要1小时），然后冷却至50℃，经流延摸头流延到干净的钢带上，再经120-180℃（这里的温度范围是指干燥烘道中四个干燥区加热温度控制的范围：120℃、150℃、180℃和160℃）的干燥烘道进行干燥成膜；

（3）纸张成型：干燥成膜后的薄膜收卷后在常温下时效处理24小时，然后再把薄膜进行放卷和重新收卷，形成不透明的白色薄膜纸。

经检测，本实施例制备的水溶性纸拉伸强度23.1Mpa、断裂伸长率168％、直角撕裂力强61KN/m；用水性笔和油性笔书写流畅，不产生墨晕和断墨。

白度：94.3％，（按标准GB7974-87：纸及纸板白度测定法进行测试，下面实施例有关白度的检测方法同实施例1）常温下完全溶解≤60秒，测试方式：把一个23mm*34mm的样品固定到一个画框，800ML水放到一个烧杯，然后通过搅拌使起形成600ML深的漩涡，把样品放入水中观察溶解时间，下面实施例有关溶解性的检测方法同实施例1下同）溶解后水质浊度为3.3FTU，而空白样水质浊度为3.1FTU。（用浊度测试仪进行测试评估，SGZ-IT微电脑浊度仪，上海悦丰仪器仪表有限公司）

本实施例制得的水溶性薄膜纸在水中洗涤无需使用任何洗涤剂就能很快很彻底的洗涤干净，原料成分中主要为聚乙烯醇，也没有其他污染成分，洗涤水也不用经特别的处理就可以实现排放。由于硫脲以及防霉剂的加入，本实施例制得的水溶性薄膜纸自然环境下不易产生霉变和脆化。该水溶性薄膜纸适用于书写和印刷，具有一般木浆纸的特性。

实施例2

薄膜纸原料的配方组成为：

一种水溶性薄膜纸的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶解：将薄膜纸原料加入到500Kg水中，加热到90℃，至物料完全溶解；

（2）成膜：将步骤（1）的溶解液温度保持在90℃，静置消泡和脱泡12小时，然后冷却至60℃，经流延摸头流延到干净的钢带上，再经120-180℃的干燥烘道进行干燥成膜；

经检测，制备的水溶性纸拉伸强度26.3Mpa、断裂伸长率183％、直角撕裂力强77KN/m；用水性笔和油性笔书写流畅，不产生墨晕和断墨。

白度：91.9％，常温下完全溶解≤60秒。溶解后水质浊度为2.7FTU，而空白样水质浊度为2.6FTU。

实施例3

薄膜纸原料的配方组成为：

一种水溶性薄膜纸的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶解：将薄膜纸原料加入到450Kg水中，加热到95℃，至物料完全溶解；

（2）成膜：将步骤（1）的溶解液温度保持在92℃，静置消泡和脱泡12小时，然后冷却至50℃，经流延摸头流延到干净的钢带上，再经120-180℃的干燥烘道进行干燥成膜；

经检测，制备的水溶性纸拉伸强度24.5Mpa、断裂伸长率179％、直角撕裂力强72KN/m；用水性笔和油性笔书写流畅，不产生墨晕和断墨。

白度：92.5％，常温下完全溶解≤60秒。溶解后水质浊度为2.9FTU，而空白样水质浊度为2.8FTU。

实施例4

薄膜纸原料的配方组成为：

一种水溶性薄膜纸的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶解：将薄膜纸原料加入到480Kg水中，加热到90℃，至物料完全溶解；

（2）成膜：将步骤（1）的溶解液温度保持在90℃，静置消泡和脱泡12小时，然后冷却至70℃，经流延摸头流延到干净的钢带上，再经120-180℃的干燥烘道进行干燥成膜；

经检测，制备的水溶性纸拉伸强度26.4Mpa、断裂伸长率153％、直角撕裂力强73KN/m；用水性笔和油性笔书写流畅，不产生墨晕和断墨。

白度：91.1％，常温下完全溶解≤60秒。溶解后水质浊度为2.6FTU，而空白样水质浊度为2.5FTU。

实施例5

一种水溶性薄膜纸的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶解：将薄膜纸原料加入到450Kg水中，加热到90℃，至物料完全溶解；

经检测，制备的水溶性纸拉伸强度23.1Mpa、断裂伸长率163％、直角撕裂力强61KN/m；用水性笔和油性笔书写流畅，不产生墨晕和断墨。

白度：92.3％，常温下完全溶解≤60秒。溶解后水质浊度为2.1FTU，而空白样水质浊度为1.7FTU。

Claims

1.一种水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)溶解：将薄膜纸原料加入水中，加热到90‐95℃，至物料完全溶解；按重量百分比计量，所述薄膜纸原料的配方组成为：聚乙烯醇60‐79％、多羟基类增塑剂10‐29％、硫脲10‐25％、表面张力调节剂0.3‐1.0％、防霉剂0.1‐0.3％、爽滑剂0.1‐0.3％和成膜助剂0.2‐0.5％；

(2)成膜：将步骤(1)的溶解液温度保持在90‐95℃，静置消泡和脱泡，然后冷却至50‐70℃，经流延摸头流延到干净的钢带上，再经120‐180℃的干燥烘道进行干燥成膜；

(3)纸张成型：干燥成膜后的薄膜收卷，然后再把薄膜进行放卷和重新收卷，形成不透明的白色薄膜纸；

所述聚乙烯醇为醇解度小于90％的聚乙烯醇；

所述的多羟基类增塑剂为丙三醇、聚乙二醇‐200、聚乙二醇‐400、聚乙二醇‐1000、聚乙二醇‐2000、聚乙二醇‐6000和聚乙二醇‐10000、山梨醇和三羟甲基丙烷中的一种或多种；

所述的表面张力调节剂为聚氧乙烯单月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯胆固醇醚、聚氧丙烯羊毛醇醚、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯羊毛醇醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇单棕榈酸酯或聚氧乙烯单硬脂酸酯；

所述的防霉剂为苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸或山梨酸钠；

所述的爽滑剂为聚醚改性的有机硅类或其衍生物；

所述的成膜助剂为消泡剂和/或流平剂。

2.根据权利要求1所述的水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788、聚乙烯醇2088、聚乙烯醇2288、聚乙烯醇0588和聚乙烯醇0580中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于：所述的爽滑剂为Silok83、Silok9143、Silok82W或Silok8546。

4.根据权利要求1所述的水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于：所述的成膜助剂为CoatOSil1211、GE Silicone TSF4452、GE Silicone TSF4440、Modaflow AQ‐3000、ADDITOL VXL4930和ADDITOL VXW4970中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于：干燥成膜后的薄膜收卷后还包括常温下时效处理24小时以上。

6.根据权利要求1所述的水溶性薄膜纸的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述水的用量为薄膜纸原料总重量的4‐6倍。

7.一种水溶性薄膜纸，其特征在于：其由权利要求1所述方法制备。