CN111379189B - 一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸及其制备方法,该涂布纸包括卡纸基材,卡纸基材表面涂有两层水性复合涂层,水性复合涂层由顺次涂布于纸质基材上的聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层和高阻隔性乳液的涂膜层组成;制备时,在卡纸基材的一面,用聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配液涂布一次后烘干,再用高阻隔性乳液涂布第二次,烘干,冷却即可。与现有技术相比,本发明的涂层分子延展率小、质地较脆、强度小,容易发生自然碎解,并且便于废纸回收打浆再利用,有利于生态平衡和保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂布纸,尤其是涉及一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸及其制备方法。
背景技术
淋膜纸又称白塑纸、防渗纸,主要用于制成食品用的纸盒、纸杯、纸袋和包装等。淋膜纸是将塑料粒子(一般是PE或PP)通过流延机高温熔融涂覆在纸张表面,再经过压合、冷却、收卷等程序制备而成的复合材料。此类产品生物降解性能低,纸张回收利用困难,回收的成本高于本身回收纸浆的价值,很多纸厂放弃这类包装品的回收再利用,造成资源浪费和环境污染。
市场上出现了很多高阻隔的水性涂料,但是其涂布形成的涂覆层力学性能差。尤其是用在卡纸上时,卡纸经过模切、压痕等工艺会破坏其涂布层,导致折叠处渗透,失去了阻隔性的作用,这个缺陷限制了此类涂料的应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述两种现有技术存在的缺陷而提供一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明提供一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸,包括卡纸基材,所述的卡纸基材表面涂有两层水性复合涂层,所述的水性复合涂层由顺次涂布于纸质基材上的聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层和高阻隔性乳液的涂膜层组成。
优选地,所述的聚乙烯醇水溶液采用聚合度在1000以上的聚乙烯醇。其作用是改善第一层涂覆层的强度,且水溶性的高分子溶液与乳液混合有助于形成连续的膜,进一步提高涂覆层的力学性能。
优选地,所述的低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液由软单体和硬单体共聚制得,平均分子量在10万以上,玻璃化转变温度范围在-25~-3℃;所述的软单体包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙脂或丙烯酸正戊酯,所述的硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸正丁酯因为聚丙烯酸酯本身的物性结合较低的玻璃化转变温度,使得涂覆层具有很好的韧性,抗冲击性能强。
优选地,所述的高阻隔性乳液为BASF Epotal SP-222D、Epotal S 440、 SP-101D及Henkel YODOSOL GD900中的至少一种。
优选地,所述的聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层的涂布量为1~15g/m2,高阻隔性乳液的涂膜层的涂布量为 2~20g/m2。
所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法包括以下步骤:
在卡纸基材的一面,用聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液的混合液涂布一次后烘干,再用高阻隔性乳液涂布第二次,烘干,冷却,得到所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸。
优选地,所述的烘干温度为80~140℃,烘干后的水分含量第一次控制在 3~5%,第二次控制在2~3%。
优选地,所述的冷却温度小于30℃。
优选地,所述的聚乙烯醇水溶液的浓度为5%~20%,所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为40%~60%,聚乙烯醇与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯干重之比为1:5~1:1。
与现有技术相比,本发明通过水性复合涂层对纸质基材进行涂覆,经涂覆的涂布纸可以完全取代传统的PE、PP淋膜纸的功能:耐脂度、渗透性、可食品接触、热封性、耐高温等,可以用于食品包装等领域。水性复合涂层由聚乙烯醇水溶液和低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液混合的涂膜层,在原纸(板) 用混合涂布液涂覆一次后烘干作为第一层,第二层用高阻隔性乳液涂布并烘干,冷却而成。第一层低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯具有良好的韧性集合聚乙烯醇的强度使得该层涂覆层具有良好的力学性能,能够抵御模切压痕的冲击应力和避免压痕处折叠时纸张纤维破坏而引起的涂覆层破坏,从而保护表层的阻隔层。本产品所形成的涂层分子延展率小、质地较脆、强度小,容易发生自然碎解,并且便于废纸回收打浆再利用。有利于生态平衡和保护环境。
附图说明
图1为实施例1、2与PE淋膜纸的打浆实验结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸,包括350g/m2卡纸基材,卡纸基材表面涂有两层水性复合涂层,所述的水性复合涂层由顺次涂布于纸质基材上的聚乙烯醇PVA1788水溶液与丙烯酸异丙脂共聚丙烯酸甲酯乳液复配的涂膜层和市场上现有的高阻隔性乳液涂膜层组成。高阻隔性乳液为BASF Epotal SP-222D。
本实施例中的聚乙烯醇的涂膜层采用PVA1788。聚丙烯酸酯的涂膜层采用丙烯酸异丙脂共聚丙烯酸甲酯乳液,平均分子量为18万,玻璃化转变温度为 -20℃。聚乙烯醇与丙烯酸异丙脂共聚丙烯酸甲酯干重比例为1:5,第一层涂布量为绝干3g/m2(干重)。第二层BASF Epotal SP-222D的涂布量为5g/m2(干重)。
上述易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法,包括以下步骤:
在纸质基材的一面,用PVA1788水溶液与丙烯酸异丙脂共聚丙烯酸甲酯乳液复配的混合液涂布一次后烘干,再用BASF Epotal SP-222D乳液涂布第二层,烘干,冷却,得到所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸。
聚乙烯醇溶液的浓度为10%,所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为48%。烘干温度为110℃,烘干后的水分含量第一控制在3~5%,第二次控制在2~3%。冷却温度小于30℃。
实施例2
一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸,包括260g/m2卡纸基材,卡纸基材表面涂有两层水性复合涂层,所述的水性复合涂层由顺次涂布于纸质基材上的聚乙烯醇PVA1799水溶液与丙烯酸丁酯共聚甲基丙烯酸甲酯乳液复配的涂膜层和市场上现有的高阻隔性乳液涂膜层组成。高阻隔性乳液为Henkel YODOSOL GD900。
本实施例中的聚乙烯醇的涂膜层采用PVA1799。聚丙烯酸酯的涂膜层采用丙烯酸丁酯共聚甲基丙烯酸甲酯乳液,平均分子量为21万,玻璃化转变温度为-7℃。聚乙烯醇与丙烯酸异丙脂共聚丙烯酸甲酯干重比例为1:1,第一层涂布量为绝干5g/m2(干重)。第二层Henkel YODOSOL GD900的涂布量为3g/m2 (干重)。
上述易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法,包括以下步骤:
在纸质基材的一面,用PVA1799水溶液与丙烯酸丁酯共聚甲基丙烯酸甲酯乳液复配的混合液涂布一次后烘干,再用Henkel YODOSOL GD900乳液涂布第二层,烘干,冷却,得到所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸。
聚乙烯醇溶液的浓度为8%,所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为53%。烘干温度为140℃,烘干后的水分含量第一控制在3~5%,第二次控制在2~3%。冷却温度小于30℃。
本产品所形成的涂层分子延展率小、质地较脆、强度小,容易发生自然碎解,并且便于废纸回收打浆再利用。有利于生态平衡和保护环境。
对比例1
一种涂布卡纸,包括350g/m2卡纸基材,卡纸基材表面涂有Henkel YODOSOL GD900乳液,涂布量为7g/m2(干重)。
烘干温度为140℃,烘干后的水分含量第一控制在3~5%,第二次控制在 2~3%。冷却温度小于30℃。
一、实施例1、2与PE淋膜纸自然碎解实验对比见表1:
表1
本发明实施例1、2和单面PE淋膜纸样品放置在阳光可间断照射、雨可淋到的草地上,4个月自然碎解的对比试验,随着时间推移,实施例1、2碎解得更彻底,无法辨认。PE淋膜纸虽然纸层溃烂,但PE层仍然完好。
二、实施例1、2与PE淋膜纸模拟打浆实验结果对比:
模拟打浆步骤:
1.称取15g纸样,切成100mm*20mm样条。
2.将样条放入盛有50℃,500ml水的容器中浸泡30min。
3.再加入200ml,50℃的热水,用带有锯齿状分散盘的高速分散机搅拌。
4.分散剂搅拌速度设置为6000rpm,搅拌时间20min。
实验结果见图1,实施例1、2样品纤维部分和涂层部分完全分散破碎,PE 淋膜纸样纤维与PE膜分离,纤维完全打碎,PE膜完好或有轻微撕裂。
三、实施例1、2与对比例1阻隔性结果对比见表2:
表2
从表2可以看出,实施例1、2样品耐脂度测试时无斑点和渗透,且压痕处也表现出很好的防油效果。对比例样品测试耐脂度时出现少数斑点,且压痕处破裂出现油脂渗透情况。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液的软单体采用丙烯酸异辛酯。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液的软单体采用丙烯酸乙酯。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液的软单体采用丙烯酸正戊酯。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液的硬单体采用甲基丙烯酸正丁酯。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,高阻隔性乳液选用Epotal S 440。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,高阻隔性乳液选用SP-101D。
实施例9
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,高阻隔性乳液选用Epotal S 440和SP-101D按质量比1:1混合。
实施例10
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层的涂布量为1g/m2。
实施例11
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层的涂布量为15g/m2。
实施例12
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,高阻隔性乳液的涂膜层的涂布量为2g/m2。
实施例13
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,高阻隔性乳液的涂膜层的涂布量为20g/m2。
实施例14
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备过程中,烘干温度为80℃。
实施例15
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚乙烯醇水溶液的浓度为20%。
实施例16
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚乙烯醇水溶液的浓度为5%,
实施例17
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚丙烯酸酯乳液的固含量为60%。
实施例18
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚丙烯酸酯乳液的固含量为40%。
实施例19
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例中,聚乙烯醇与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯干重之比为1:3。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸,包括卡纸基材,其特征在于,所述的卡纸基材表面涂有两层水性复合涂层,所述的水性复合涂层由顺次涂布于纸质基材上的聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层和高阻隔性乳液的涂膜层组成;
所述的聚乙烯醇水溶液采用聚合度在1000以上的聚乙烯醇;
所述的低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液由软单体和硬单体共聚制得,平均分子量在10万以上,玻璃化转变温度范围在-25~-3℃;所述的软单体包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙脂或丙烯酸正戊酯,所述的硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸正丁酯;
所述的高阻隔性乳液为BASF Epotal SP-222D、Epotal S 440、SP-101D及HenkelYODOSOL GD900中的至少一种;
所述的聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液复配的涂膜层的涂布量为1~15g/m2,高阻隔性乳液的涂膜层的涂布量为2~20g/m2。
2.如权利要求1所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在卡纸基材的一面,用聚乙烯醇水溶液与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯乳液的混合液涂布一次后烘干,再用高阻隔性乳液涂布第二次,烘干,冷却,得到所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸。
3.根据权利要求2所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法,其特征在于,所述的烘干温度为80~140℃,烘干后的水分含量第一次控制在3~5%,第二次控制在2~3%。
4.根据权利要求2所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法,其特征在于,所述的冷却温度小于30℃。
5.根据权利要求2所述的易制浆的可模切高阻隔食品涂布卡纸的制备方法,其特征在于,所述的聚乙烯醇水溶液的浓度为5%~20%,所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为40%~60%,聚乙烯醇与低玻璃化转变温度的聚丙烯酸酯干重之比为1:5~1:1。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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