CN109235124B - 一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸及其制备方法，具有良好的保润、保鲜和增香作用，包括原纸以及依次涂布在原纸背面的凹印水性香味涂料涂层、水性海绵涂料涂层，其最外层为微海绵结构层具有智能吸收和释放水分的双向功能，其内层的香味结构层，具有根据环境温湿度条件，智能调节释放香味的功能。

Description

一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸及制备方法

技术领域

本发明涉及包装材料技术。

背景技术

随着人们对生活要求的提高，对食品、卷烟、果脯、果干等的保润、保鲜、增香提出了进一步的更高要求。目前的很多采用塑料袋进行包装，也有很多采用纸张材料进行包装。这些包装方式都不能起到很好的保润、保鲜、增香的效果。

虽然，塑料包装的产品能起到一定的保润、保鲜性能，但塑料包装不环保；而且很多塑料包装生产过程中产生大量溶剂残留，对健康造成一定的危害、对环境造成一定的污染等。并且，塑料包装也无法达到增香的效果，无法进一步促进产品的香味。

而普通纸包装虽然没有塑料包装的危害、不环保的缺点，同样，普通纸包装却不能起到保润、保鲜、增香的效果；我国幅员辽阔、四季分明；在不同区域气候条件下，纸包装内的产品容易受外界环境温湿度的影响，导致纸包装内的产品要么受潮发霉、要么脱水，使得产品的风味变差、香味流失、口感大打折扣，影响产品的品质形象。

因此，研发出一种微海绵型保润保鲜增香包装纸，用于解决现有的食品、卷烟、果干等保鲜增香问题，解决现有的塑料包装不环保、难降解、起不到增香效果的问题，解决现有普通纸包装起不到保润、保鲜、增香效果的问题。成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，具有良好的保润、保鲜和增香作用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，包括原纸以及依次涂布在原纸背面的凹印水性香味涂料涂层、水性海绵涂料涂层，其中，

凹印水性香味涂料的原料按质量份包括如下组分：

水性海绵涂料的原料按质量份包括如下组分：

优选的，所述PVA为聚乙烯醇PVA1788、PVA1799、PVA2099型号中的一种或多种，所述水性树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。

优选的，所述低温发泡剂为硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、BL-135、BL-155、 PL-145、日本松本微球发泡剂F-36D中的一种或多种，所述消泡剂为B-0935、 B-0936、B-0937中的一种或三种，所述流平剂为BYK-431。

优选的，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基环糊精中的一种或多种。

优选的，所述凹印水性香味涂料的原料中无水乙醇与油性香精的质量比为 5：1，环糊精与油性香精的质量比为6：1，PVA与环糊精的质量比为1：1。

优选的，所述水性凹印香味涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)在室温条件下称取相应比例的环糊精粉末，将其溶解在去离子水中并充分搅拌，制备成饱和水溶液；

(2)称取油性香精，按相应比例将它溶解在无水乙醇中；

(3)将步骤(2)溶解好的香精匀速地缓缓滴加入步骤(1)制得的环糊精饱和水溶液中，在恒温磁力搅拌器中进行加热持续搅拌；

(4)冷却至室温后，将其放入冰箱中静置一段时间；

(5)将PVA用加热去离子水进行溶解，制成PVA水溶液；

(6)将步骤(4)制备的产物，加入到PVA水溶液中进行高速剪切分散；

(7)将步骤(6)制备的产物，采用高压均质机进行高压均质，形成乳液，制备成耐高温水性凹印香味涂料。

本发明还提供了一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法，其包括如下步骤：

(1)将原纸在涂布机上，采用凹印水性香味涂料在纸张背面均匀涂布，然后采用分段温度进行烘干；

(2)将步骤(1)所得的纸张在涂布机上，采用水性海绵涂料在纸张背面再次均匀涂布，然后采用分段温度进行烘干，水性海绵涂料在高温条件下产生化学分解反应，形成微孔海绵层，得到环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸。

优选的，所述水性海绵涂料的涂布量控制在2-5克/平米，所述凹印水性香味涂料的涂布量控制在1-3克/平米。

优选的，所述烘干方式为热风烘干、红外烘干中的一种，且分段温度分别为95℃、110℃、135℃、110℃、95℃。

本发明采用的技术方案，在原纸背面涂布有凹印水性香味涂料涂层和水性海绵涂料涂层，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，所使用的耐高温水性凹印香味涂料，具有水性环保、无污染、耐高温、可大规模使用提高生产效率降低生产成本的特点；

(2)本发明制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，所使用的水性海绵涂料具有原料简单、易于制备、环保可降解的特点；

(3)本发明的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法，具有构思巧妙、操作工艺简便、易于工业化生产的优势，可采用凹版印刷来进行大批量印刷，其生产速度最高可以达到180米/分钟(即20377张/小时)，生产效率非常高；

(4)本发明制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，纸张背面具有两层涂层结构，其最外层为微海绵结构层具有智能吸收和释放水分的双向功能。用该纸张包装的产品，具有在潮湿区域气候环境条件下，纸张的微海绵结构层能够吸收透入包装盒袋内的多余水分，从而保持产品的水分与新鲜香气；在干燥区域气候条件下，纸张的微海绵结构层能够释放出本身存有的水分而供给产品，使产品不脱水而保持所具有的水分与新鲜香气，因此，可以达到产品保润、保鲜作用，水分恒定，口感恒定，品质如一。

其内层的香味结构层，具有根据环境温湿度条件，智能调节释放香味的功能。在普通干燥环境下，纸张的香味结构层会缓缓释放香味，在潮湿空气环境中，纸张外层的微海绵结构层会吸收水分并传递给内层的香味结构层，香味结构层吸收水分之后会加速释放香味。

(5)用本发明的微海绵型保润保鲜增香包装纸包装的产品，能够给消费者一个立体综合的消费体验感。在包装封包后，具有“反哺香”功能，即包装纸释放的香味反哺给产品，达到增香效果；在包装开封后，具有“开包香”功能，即一打开包装盒袋，消费者即可闻到包装纸所释放出来的香味，给消费者一种香气体验；在包装开封后的使用过程中，具有“持续香”的功能，即包装纸能够持续释放出香味，给消费者持续的香味体验。

(6)本发明制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，具有良好的强度、吸水性能、脱水性能和加工性能，可用于食品、卷烟、果干等包装纸领域。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明包装纸的结构示意图。

具体实施方式

为有效解决现有的包装纸污染、不环保、生产效率低下、不能很好的起到保润、保鲜、增香的作用。本发明提供了一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸及制备方法。

参考图1所示，一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，包括原纸1以及依次涂布在原纸背面的凹印水性香味涂料涂层11、水性海绵涂料涂层12。

其中，凹印水性香味涂料的原料按质量份包括如下组分：

所述PVA为聚乙烯醇PVA1788、PVA1799、PVA2099型号中的一种或多种。所述无水乙醇为分析纯级。所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基环糊精中的一种或多种。所述凹印水性香味涂料的原料中无水乙醇与油性香精的质量比为5：1，环糊精与油性香精的质量比为6：1，PVA与环糊精的质量比为1：1。

当然，本领域技术人员可以理解的是，凹印水性香味涂料的原料比例可以在上述范围内优化选择及调整，例如为：油性香精2份：PVA 15份：环糊精15份：无水乙醇15份：去离子水25份；或者油性香精3份：PVA 20份：环糊精15份：无水乙醇25份：去离子水20份。其他具体实例在此不再一一列举。并且在凹印水性香味涂料中可以添加其他未列举的常规助剂。

上述凹印水性香味涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)在室温条件下称取相应比例的环糊精粉末，将其溶解在去离子水中并充分搅拌，制备成饱和水溶液；

(2)称取油性香精，按相应比例将它溶解在无水乙醇中；

(3)将步骤(2)溶解好的香精匀速地缓缓滴加入步骤(1)制得的环糊精饱和水溶液中，在恒温磁力搅拌器中进行加热持续搅拌；

(4)冷却至室温后，将其放入冰箱中静置一段时间；

(5)将PVA用加热去离子水进行溶解，制成PVA水溶液；

(6)将步骤(4)制备的产物，加入到PVA水溶液中进行高速剪切分散；

(7)将步骤(6)制备的产物，采用高压均质机进行高压均质，形成乳液，制备成耐高温水性凹印香味涂料。

所述步骤三(3)中，恒温磁力搅拌实在45℃温度下对其进行搅拌4h，搅拌速度为900r/min；并注意封口。所述步骤(4)中，冰箱温度5℃的温度，放置24小时。所述步骤(5)中，去离子水的温度为85℃。所述步骤(6)中，高速剪切分散的速度是19000转/分。所述步骤(7)中，高压均质机的压力是50MPA，均质两次。

上述的凹印水性香味涂料具有如下优点和有益效果：

(1)凹印水性香味涂料采用去离子水溶解，不含有酯类、酮类、苯类等有害溶剂，不会污染环境，具有很好的环保效果。

(2)凹印水性香味涂料最高可以耐受200℃的高温不分解，很好的保持了香味；而普通香味油墨一般只耐受70℃的温度。

(3)凹印水性香味涂料，可采用凹版印刷来进行大批量印刷，其生产速度可以达到180米/分钟(即20377张/小时)，生产效率非常高；而传统的香味油墨采用丝印生产速度为3000张/小时。本发明极大的节省能耗。

(4)凹印水性香味涂料，具有根据环境温湿度条件，智能调节释放香味的功能。香味涂层中含有的PVA(聚乙烯醇)具有很好的吸湿性，在普通干燥环境下，涂布在纸张上的香味涂层会缓缓释放香味，在潮湿空气环境中，PVA 吸收空气中的水分会促进香味涂层加速释放香味。

水性海绵涂料的原料按质量份包括如下组分：

所述PVA为聚乙烯醇PVA1788、PVA1799、PVA2099型号中的一种或多种，所述水性树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。所述低温发泡剂为硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、BL-135、BL-155、PL-145、日本松本微球发泡剂F-36D中的一种或多种，所述消泡剂为B-0935、B-0936、 B-0937中的一种或三种，所述流平剂为BYK-431。碳酸氢钠在本发明中，通过自身分解起到促进发泡剂加速发泡作用和进一步降低发泡所需温度的作用。

当然，本领域技术人员可以理解的是，水性海绵涂料的原料比例可以在上述范围内优化选择及调整，例如为：水性树脂20份：PVA 15份：低温发泡剂3份：碳酸氢钠3份：水35份：乙醇10份：消泡剂0.5份：流平剂0.5份；或者水性树脂25份：PVA 20份：低温发泡剂4份：碳酸氢钠2份：水30份：乙醇 12份：消泡剂0.6份：流平剂0.5份。其他具体实例在此不再一一列举。并且在水性海绵涂料中可以添加其他未列举的常规助剂。

上述水性海绵涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)选取PVA颗粒，将其加入热水中浸泡，并在热水中持续加热融化成液体；

(2)将步骤(1)所得的PVA液体与水性树脂混合，并进行高速搅拌分散；

(3)将低温发泡剂逐步加入到步骤(2)所得的混合液体中，采用高速剪切乳化机进行预分散乳化；

(4)将步骤(3)所得液体，采用高压均质机进一步均质乳化，形成稳定的乳液；

(5)再加入流平剂、消泡剂、乙醇、水，在常温下经过均匀搅拌形成水性海绵涂料。

上述的水性海绵涂料具有如下优点和有益效果：

(1)水性海绵涂料具有原料简单、来源丰富、易于制备、环保可降解的特点。

(2)水性海绵涂料制备方法具有操作工艺简便、易于工业化生产的优势，解决了现有技术中存在的保香保润用的纸张存在塑料镀铝薄膜不可降解、使用成本高、工艺复杂等技术缺陷。

(3)水性海绵涂料涂层具有海绵状的微孔结构，再加上PVA具有吸湿性，所以海绵层具有吸收和释放水分的双向功能。

(4)用具有水性海绵涂料涂层纸张制作的卷烟包装，具有在潮湿区域气候环境条件下，纸张的海绵层能够吸收透入烟盒后的多余水分，从而保持卷烟的水分与香气；在干燥区域气候条件下，纸张的海绵层能够释放出本身存有的水分而供给卷烟，使卷烟不脱水而保持卷烟的水分与香气，因此，可以保持卷烟香气水分恒定，口感恒定，品质如一。

(5)具有水性海绵涂料涂层纸张具有良好的强度、吸水性能、脱水性能和加工性能，可广泛应用于食品包装、卷烟包装用的内衬纸、盒条包装等领域。

一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法，包括如下步骤：

(1)将原纸在涂布机上，采用凹印水性香味涂料在纸张背面均匀涂布，然后采用分段温度进行烘干；

(2)将步骤(1)所得的纸张在涂布机上，采用水性海绵涂料在纸张背面再次均匀涂布，然后采用分段温度进行烘干，水性海绵涂料中的发泡剂在高温条件下产生化学分解反应释放出气体而产生气泡形成微孔，同时PVA与水性树脂在高温环境下开始固化微孔，最终综合形成微孔海绵状而粘附在纸张背面形成海绵层；得到环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸。

所述水性海绵涂料的涂布量控制在2-5克/平米，所述凹印水性香味涂料的涂布量控制在1-3克/平米。所述烘干方式为热风烘干、红外烘干中的一种，且分段温度分别为95℃、110℃、135℃、110℃、95℃。

所述原纸为铜版纸、白卡纸、镭射纸、铝箔复合纸中的其中一种。所述涂布机是湿式多功能复合机、涂布机、凹印机中的一种。所述涂布车速控制在110 米/分钟。

本领域技术人员可以理解的是，凹印水性香味涂料涂层11、水性海绵涂料涂层12也可以单独涂布在原纸背面，即分别制成凹印水性香味包装纸、水性海绵包装纸，制备方法参考环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法中有关凹印水性香味涂料涂层11、水性海绵涂料涂层12的制备方法。

下面结合具体实例对本发明做进一步说明。

实施例1

本实施例的保润保鲜增香包装纸的原料为：15KG水性海绵涂料、15KG水性凹印香味涂料、232克转移镭射纸。

将以上涂料分别在涂布机上分两次进行涂布，先涂布水性凹印香味涂料，涂布量在3g/平米；采用热风烘干，其分段温度分别为85℃、90℃、100℃、90℃、85℃。再涂布水性海绵涂料，涂布量在4g/平米；车速控制在120米/分钟，采用热风烘干，其分段温度分别为95℃、110℃、135℃、110℃、95℃。

制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，应用在卷烟包装上，可以制备成香烟包装小盒；经过包装卷烟后，起到很好的保润保鲜、增香效果；所释放的香味反哺给卷烟，起到“反哺香”的作用；同时，消费者在打开香烟的时候，能够体验到“开包香”、“持续香”的综合体验。

实施例2

本实施例的保润保鲜增香包装纸的原料为：15KG水性海绵涂料、15KG水性凹印香味涂料、78克铝箔复合纸。

将以上涂料分别在涂布机上分两次进行涂布，先涂布水性凹印香味涂料，涂布量在3g/平米；采用热风烘干，其分段温度分别为85℃、90℃、95℃、90℃、 85℃。再涂布水性海绵涂料，涂布量在3g/平米；车速控制在90米/分钟，采用热风烘干，其分段温度分别为90℃、110℃、120℃、110℃、90℃。

制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，应用在卷烟包装上，可以制备成香烟内衬纸；经过包装卷烟后，起到很好的保润、保鲜效果；所释放的香味反哺给卷烟，起到“反哺香”的作用；同时，消费者在打开香烟的时候，能够体验到“开包香”、“持续香”的综合体验。

实施例3

本实施例的保润保鲜增香包装纸的原料为：15KG水性海绵涂料、15KG水性凹印香味涂料、97克铜版纸。

将以上涂料分别在涂布机上分两次进行涂布，先涂布水性凹印香味涂料，涂布量在2g/平米；采用热风烘干，其分段温度分别为80℃、85℃、90℃、85℃、 80℃。再涂布水性海绵涂料，涂布量在3g/平米；车速控制在90米/分钟，采用热风烘干，其分段温度分别为85℃、90℃、110℃、90℃、85℃。

制备的微海绵型保润保鲜增香包装纸，应用在果脯、果干包装上，可以制备成包装袋；经过包装果脯、果干后，起到很好的保润、保鲜、增香效果；消费者在打开包装袋的时候，能够体验到“开包香”、“持续香”的综合体验。

另外，上述的水性海绵涂料涂层也可以用水性硅藻土背涂液涂层替换，从而成为水性硅藻土保润保鲜增香包装纸，以下对水性硅藻土背涂液涂层的具体实施例做出说明。

水性硅藻土背涂液原材料按质量计包括如下组分：

将水性硅藻土背涂液各原料组分按照配方比例称重，搅拌分散形成水性硅藻土背涂液。

当然，本领域技术人员可以理解的是，水性硅藻土背涂液的原材料比例可以在上述范围内优化选择及调整，例如为：水性硅藻土浆料32份：水性树脂 30份：分散剂20份：水25份：消泡剂0.3份：流平剂0.4份；或者水性硅藻土浆料35份：水性树脂25份：分散剂25份：水20份：消泡剂0.4份：流平剂0.3 份。其他具体实例在此不再一一列举。并且在水性硅藻土背涂液中可以添加其他未列举的常规助剂。

其中，所述水性硅藻土浆料的原料质量份 如下：

当然，本领域技术人员可以理解的是，水性硅藻土浆料的原材料比例可以在上述范围内优化选择及调整，例如为：硅藻土35份：水性树脂乳液30份：水 35份：消泡剂0.6份。其他具体实例在此不再一一列举。并且在水性硅藻土浆料中可以添加其他未列举的常规助剂。

水性硅藻土浆料的制备方法为：将硅藻土粉末、水性树脂乳液、消泡剂和水混合倒入研磨机研磨，研磨细度小于10um，形成水性硅藻土浆料。

其中，所述硅藻土是800-2500目硅藻土粉末，本领域技术人员可以理解，可以在上述范围内优化选择及调整硅藻土粉末颗粒大小，而且硅藻土粉末是 800-2500目，有利于进一步与水性树脂乳液、分散剂、消泡剂和水混合研磨。

所述的水性树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种，但并不限于上述列举。

本实施例优选的，分散剂为UNIQJET-9010，消泡剂为OS-5201，流平剂为 BYK-431。

将涂布凹印水性香味涂料涂层的纸张在涂布机上进行水性硅藻土背涂液涂布，然后在涂布机的烘箱中进行烘干。所述水性硅藻土背涂液的涂布量控制在2-5克/平米，当然，本领域技术人员可以理解，具体涂布量可以适当调节。将涂布水性硅藻土背涂液后的纸张在多段式烘箱中烘干，烘干方式可以为热风烘干、红外烘干中的一种，且分段温度分别为85℃、90℃、100℃、90℃、85℃。当然，本领域技术人员可以理解，分段温度可以适当调节。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，其特征在于：包括原纸以及依次涂布在原纸背面的凹印水性香味涂料涂层、水性海绵涂料涂层，其中，凹印水性香味涂料的原料按质量份包括如下组分：

水性海绵涂料的原料按质量份包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，其特征在于：所述PVA为聚乙烯醇PVA1788、PVA1799、PVA2099型号中的一种或多种，所述水性树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，其特征在于：所述低温发泡剂为硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、BL-135、BL-155、PL-145、日本松本微球发泡剂F-36D中的一种或多种，所述消泡剂为B-0935、B-0936、B-0937中的一种或三种，所述流平剂为BYK-431。

4.根据权利要求1所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，其特征在于：所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基环糊精中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，其特征在于：所述凹印水性香味涂料的原料中无水乙醇与油性香精的质量比为5：1，环糊精与油性香精的质量比为6：1，PVA与环糊精的质量比为1：1。

6.根据权利要求1所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸，其特征在于：所述凹印水性香味涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)在室温条件下称取相应比例的环糊精粉末，将其溶解在去离子水中并充分搅拌，制备成饱和水溶液；

(2)称取油性香精，按相应比例将它溶解在无水乙醇中；

(3)将步骤(2)溶解好的香精匀速地缓缓滴加入步骤(1)制得的环糊精饱和水溶液中，在恒温磁力搅拌器中进行加热持续搅拌；

(4)冷却至室温后，将其放入冰箱中静置一段时间；

(5)将PVA用加热去离子水进行溶解，制成PVA水溶液；

(6)将步骤(4)制备的产物，加入到PVA水溶液中进行高速剪切分散；

(7)将步骤(6)制备的产物，采用高压均质机进行高压均质，形成乳液，制备成耐高温水性凹印香味涂料。

7.权利要求1至6中任意一项所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将原纸在涂布机上，采用凹印水性香味涂料在纸张背面均匀涂布，然后采用分段温度进行烘干；

(2)将步骤(1)所得的纸张在涂布机上，采用水性海绵涂料在纸张背面再次均匀涂布，然后采用分段温度进行烘干，水性海绵涂料在高温条件下产生化学分解反应，形成微孔海绵层，得到环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸。

8.根据权利要求7所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法，其特征在于：所述水性海绵涂料的涂布量控制在2-5克/平米，所述凹印水性香味涂料的涂布量控制在1-3克/平米。

9.根据权利要求7所述的一种环保可降解的微海绵型保润保鲜增香包装纸制备方法，其特征在于：所述烘干方式为热风烘干、红外烘干中的一种，且分段温度分别为95℃、110℃、135℃、110℃、95℃。

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