CN109518521A - 一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包装材料技术领域，公开了一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，包括2％的烷基烯酮二聚体，1％的阳离子淀粉，0.5％的聚乙烯醇，0.2％的阳离子聚丙烯酰胺，0.6％的羧甲基纤维素钠，10％的纳米二氧化硅分散液，其加入量均为纸浆质量的百分比。将该助剂添加至纸浆模塑湿部生产线，真空吸滤成型后，在110℃，4Mpa的条件下热压干燥300s，制得纸模制品的表观性能得到明显提升，表面粗糙度降低，掉屑改善效果非常明显，使用RCA纸带耐磨试验仪测得表面耐磨可达3圈，层间结合强度较普通纸模制品高50％以上。

Description

一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体地，涉及一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂。
背景技术
纸浆模塑包装制品以其原料广、无污染、优越的包装性能和可再生的环保特性，一定程度上正逐步替代木材和塑料制品，广泛应用于餐盒餐具及工业缓冲包装等领域，但普通纸模包装制品附加值较低，存在着易掉毛掉粉、表面粗糙、质感差等问题，严重制约了其在高端产品领域的使用，与普通纸浆模塑产品相比，高端精细的纸模制品技术含量比较高，其利润十分可观，投资回收期也要短很多，而开发这样一种纸模包装制品，关键在于解决其表观处理的问题，尤其是掉毛掉粉这一常见现象，提高纸浆模塑包装制品的外观性能，对于高档商品实现其包装物表面精致美观，增加其经济效益和社会效益，具有重要的意义和价值，针对这一情况，纸模制品的改善方法包括纤维改性，浆内助剂，表面涂覆等，但表面涂覆工艺复杂，可操作性不强，纤维改性涉及到原材料特殊处理，难度较高，故开发一种用于纸模制品防掉屑处理的浆内助剂是最可靠的选择，其操作简单，可在常规条件下使用，并且，目前市面上专门用于防止纸模制品防掉屑处理的浆内助剂鲜有所见，因此，提供一种通用的浆内助剂是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于纸模制品防掉屑处理的浆内助剂。使用本助剂生产的纸浆模塑制品其表面光滑，内部纤维结合紧密，在使用时不容易产生掉屑现象，从而进一步提高了纸浆模塑包装制品的使用范围。。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其配方比例按纸浆质量的百分比计算：烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂2％，阳离子淀粉(CS)1％，聚乙烯醇(PVA)0.5％，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)0.2％，羧甲基纤维素(CMC)0.6％，纳米二氧化硅(Sio2)分散液10％。
进一步的：所述烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂为白色或微黄色乳液，是阳离子型中性施胶剂，固含量为15％,AKD烷基基团R一般含有14到16个碳原子，分子中含有疏水基团和反应活性基团，故制胶时需加入分散剂和乳化剂，进行乳化后才能用于施胶。
进一步的：所述阳离子淀粉为白色粉末状固体，是淀粉在一定条件下与阳离子醚化剂反应而成的一类变性淀粉,其使用时需先糊化或为预糊化淀粉，糊化一般方法为将其配置成2％-5％的水溶液后，加热至90℃维持20min即可，预糊化淀粉在常温下溶解于水中一段时间内即可糊化，可免除加热糊化的麻烦。
进一步的：所述聚乙烯醇为白色片状固体或纤维状固体，白色片状固状体是以乙酸乙烯为原料经过聚合反应及醇解反应而生成的，其特征主要是用它的聚合度和醇解度来表征,工业上常用的是聚乙烯醇2488,即平均聚合度为2400,醇解度为88％,其配置成可用溶液的方法是，以1％的浓度加水分散，在95℃的条件下加热2小时以上，即可完全溶解，而纤维状固体包括高温水溶性PVA纤维和常温水溶性PVA纤维，在常温下加水即可溶解。
进一步的：所述阳离子聚丙烯酰胺为白色易流动粉末，是丙烯酰胺(AM)均聚或与其他单体共聚并引入了阳离子基团而制得，其电性为阳离子型，分子量一般为1000万以上，可溶于水。
进一步的：所述CMC为白色粉末状固体，是纤维素通过化学改性而制得的一种高聚合纤维醚，其结构主要是D-葡萄糖单元通过β(1→4)糖苷键相连接组成,使用时需配置成水溶液，其在水溶液中以阴离子的形式存在，即显负电荷。
进一步的：所述纳米二氧化硅分散液为带蓝相白色液体，水性体系，固含量为15％,粒子尺寸范围在1-100纳米，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构。
更进一步的：所述浆内助剂的应用PH为6-9，在纸浆模塑生产线上的湿部进行添加，按工艺要求及比例有次序的施加助剂，每种助剂的施加间隔为15-20min，最后的助剂施加完后，搅拌20min，停止搅拌。纸模制品经真空吸滤成型后，在110℃，4Mpa的条件下热压干燥300s，得最终制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
a.本发明的浆内助剂包括6种物质，同时具有阴离子性和阳离子性，即可增加纸浆纤维的吸附，也可调节体系中的电荷平衡，防止系统的过电荷现象。
b.本发明对纸浆模塑包装制品的使用效果明显，能够使其表观性能得到显著提升。使用RCA纸带耐磨试验仪测得表面耐磨性可达3圈，层间结合强度较普通纸模制品高50％以上。
c.本发明的浆内助剂，所选的材料皆为无毒性的绿色高新环保材料，可生物降解，符合可持续发展的理论要求。
d.本发明的浆内助剂使用操作简单，通用性强，可在常规条件下使用，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明予以实施，但所举实施例不作为本发明的限定。
一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其配方比例按纸浆质量的百分比计算：烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂2％，阳离子淀粉(CS)1％，聚乙烯醇(PVA)0.5％，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)0.2％，羧甲基纤维素(CMC)0.6％，纳米二氧化硅(Sio2)分散液10％。
实施例1
取纸浆质量50kg，则取烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂1kg，阳离子淀粉(CS)500g，聚乙烯醇(PVA)250g，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)200g，羧甲基纤维素(CMC)600g，纳米二氧化硅(Sio2)分散液5kg。
所述AKD施胶剂固含量为15％，将1kgAKD施胶剂倒入14L水中稀释成1％的浓度，保存备用。
将500gCS溶于10L水中，搅拌配置成5％的溶液，加热至95℃保温30min，淀粉完全糊化。加水稀释到1％的浓度后静置于60℃下保温备用。
将250g片状PVA倒入2.5L水中，加热至95℃搅拌2h，配置成1％的溶液，保存备用。
将200gCPAM溶于2L水中，搅拌配置成1％的溶液，保存备用。
将600gCMC溶于6L水中，搅拌配置成1％的溶液，保存备用。
所述纳米Sio2分散液固含量为15％，将5kg纳米Sio2分散液倒入70L水中稀释成1％的浓度，保存备用。
将各助剂在纸浆模塑生产线上的湿部进行添加，按工艺要求及比例有次序的施加助剂，每种助剂的施加间隔为15-20min，最后的助剂施加完后，搅拌20min，停止搅拌。纸模制品经真空吸滤成型后，在110℃，4Mpa的条件下热压干燥300s，得最终制品。
未施加助剂的空白试样使用RCA纸带耐磨试验仪测得表面耐磨性为1圈，层间结合强度为200J/m2。施加助剂后的纸模制品表面表面光滑平整，耐磨性为3圈，层间结合强度为342J/m2，即耐磨性增加了2圈，层间结合强度增加了71％。
实施例2
取纸浆质量50kg，则取烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂1kg，预糊化淀粉500g，常温可溶性聚乙烯醇(PVA)纤维250g，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)200g，羧甲基纤维素(CMC)600g，纳米二氧化硅(Sio2)分散液5kg。
所述AKD施胶剂固含量为15％，将1kgAKD施胶剂倒入14L水中稀释成1％的浓度，保存备用。
将500g预糊化淀粉溶于5L水中，搅拌配置成5％的溶液，保存备用。
将250g常温可溶性PVA纤维溶于2.5L水中，搅拌配置成5％的溶液，保存备用。
将200gCPAM溶于2L水中，搅拌配置成1％的溶液，保存备用。
将600gCMC溶于6L水中，搅拌配置成1％的溶液，保存备用。
所述纳米Sio2分散液固含量为15％，将5kg纳米Sio2分散液倒入70L水中稀释成1％的浓度，保存备用。
将各助剂在纸浆模塑生产线上的湿部进行添加，按工艺要求及比例有次序的施加助剂，每种助剂的施加间隔为15-20min，最后的助剂施加完后，搅拌20min，停止搅拌。纸模制品经真空吸滤成型后，在110℃，4Mpa的条件下热压干燥300s，得最终制品。
未施加助剂的空白试样使用RCA纸带耐磨试验仪测得表面耐磨性为1圈，层间结合强度为200J/m2。施加助剂后的纸模制品表面表面光滑平整，耐磨性为3圈，层间结合强度为318J/m2，即耐磨性增加了2圈，层间结合强度增加了59％。
实施例3
取纸浆质量50kg，则取烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂1kg，阳离子淀粉(CS)500g，高温水溶性聚乙烯醇(PVA)纤维250g，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)200g，羧甲基纤维素(CMC)600g，纳米二氧化硅(Sio2)分散液5kg。
所述AKD施胶剂固含量为15％，将1kgAKD施胶剂倒入14L水中稀释成1％的浓度，保存备用。
将500gCS溶于10L水中，搅拌配置成5％的溶液，加热至95℃保温30min，淀粉完全糊化。加水稀释到1％的浓度后静置于60℃下保温备用。
将250g高温水溶性PVA纤维溶于2.5L水中，加热至90℃搅拌2h，配置成1％的溶液，保存备用。
将200gCPAM溶于2L水中，搅拌配置成1％的溶液，保存备用。
将600gCMC溶于6L水中，搅拌配置成1％的溶液，保存备用。
所述纳米Sio2分散液固含量为15％，其粉体粒子经硅烷偶联剂(KH570)改性处理。将5kg纳米Sio2分散液倒入70L水中稀释成1％的浓度，保存备用。将各助剂在纸浆模塑生产线上的湿部进行添加，按工艺要求及比例有次序的施加助剂，每种助剂的施加间隔为15-20min，最后的助剂施加完后，搅拌20min，停止搅拌。纸模制品经真空吸滤成型后，在110℃，4Mpa的条件下热压干燥300s，得最终制品。
未施加助剂的空白试样使用RCA纸带耐磨试验仪测得表面耐磨性为1圈，层间结合强度为200J/m2。施加助剂后的纸模制品表面表面光滑平整，耐磨性为3圈，层间结合强度为352J/m2，即耐磨性增加了2圈，层间结合强度增加了76％。
上述实施例为本发明的优选实施方式，但本发明并不受上述实施例的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型或任意组合，这些均属于本发明的保护范围。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：配方比例按纸浆质量的百分比计算，烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂2％，阳离子淀粉(CS)1％，聚乙烯醇(PVA)0.5％，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)0.2％，羧甲基纤维素(CMC)0.6％，纳米二氧化硅(Sio2)分散液10％。
2.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述烷基烯酮二聚体(AKD)施胶剂为白色或微黄色乳液，是阳离子型中性施胶剂，固含量为15％,AKD烷基基团R一般含有14到16个碳原子，分子中含有疏水基团和反应活性基团，故制胶时需加入分散剂和乳化剂，进行乳化后才能用于施胶。
3.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述阳离子淀粉为白色粉末状固体，是淀粉在一定条件下与阳离子醚化剂反应而成的一类变性淀粉,其使用时需先糊化或为预糊化淀粉，糊化一般方法为将其配置成2％-5％的水溶液后，加热至90℃维持20min即可，预糊化淀粉在常温下溶解于水中一段时间内即可糊化，可免除加热糊化的麻烦。
4.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述聚乙烯醇为白色片状固体或纤维状固体，白色片状固状体是以乙酸乙烯为原料经过聚合反应及醇解反应而生成的，其特征主要是用它的聚合度和醇解度来表征,工业上常用的是聚乙烯醇2488,即平均聚合度为2400,醇解度为88％,其配置成可用溶液的方法是，以1％的浓度加水分散，在95℃的条件下加热2小时以上，即可完全溶解，而纤维状固体包括高温水溶性PVA纤维和常温水溶性PVA纤维，在常温下加水即可溶解。
5.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺为白色易流动粉末，是丙烯酰胺(AM)均聚或与其他单体共聚并引入了阳离子基团而制得，其电性为阳离子型，分子量一般为1000万以上，可溶于水。
6.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述CMC为白色粉末状固体，是纤维素通过化学改性而制得的一种高聚合纤维醚，其结构主要是D-葡萄糖单元通过β(1→4)糖苷键相连接组成,使用时需配置成水溶液，其在水溶液中以阴离子的形式存在，即显负电荷。
7.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述纳米二氧化硅分散液为带蓝相白色液体，水性体系，固含量为15％,粒子尺寸范围在1-100纳米，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构。
8.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑包装制品防掉屑处理的浆内助剂，其特征在于：所述浆内助剂的应用PH为6-9，在纸浆模塑生产线上的湿部进行添加，按工艺要求及比例有次序的施加助剂，每种助剂的施加间隔为15-20min，最后的助剂施加完后，搅拌20min，停止搅拌。纸模制品经真空吸滤成型后，在110℃，4Mpa的条件下热压干燥300s，得最终制品。
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