CN112941946B - 一种可热封合食品包装纸的生产方法 - Google Patents
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Abstract
采用膜转移施胶的方式，将具有防水、防油及热封合性的表面施胶剂涂覆到纸张表面生产可热封合食品包装纸，所采用表面施胶剂为防油剂、热塑性水性丙烯酸酯乳液、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，上胶量为2.0~3.5g/m2。食品包装纸产品定量为30~100g/m2，cobb60吸水值≤18g/m2，防油等级≥7级。通过热封合机热封的方式实现产品制袋或制盒，热封合强度≥4.0 N/15mm。
Description
技术领域
本发明涉及食品包装纸生产领域，主要是一种可热封合食品包装纸的生产方法。
背景技术
食品包装纸具有防油防水性能，安全、卫生，且具有原材料资源丰富、成本低、产品易回收、易降解、无污染；从环保再生循环利用的角度来看，纸包装是性价比最合适的替代材料，也是符合国家绿色发展的要求，因此绿色纸包装将会有很大的增长潜力。
食品包装纸不具有热封合性能，后续一般需要通过塑料淋膜或者涂胶加工后才可以用于进一步加工做包装袋或者包装盒，在食品包装领域得到广泛应用如外卖打包纸、汉堡纸、干果类食品包装纸、航空垃圾袋等，但这增加了生产工序及成本，同时塑料淋膜层也不具有可降解性，不符合环保要求。
目前，已经有报道通过表面施胶防油剂的方法提升产品防油防水性能，但未见表面施胶配方提升食品包装纸热封合性的报道。本发明在食品包装纸生产过程中，采用膜转移施胶机，在原纸表面施胶防油剂、热塑性水性丙烯酸酯乳液、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物与表胶淀粉的混合施胶液，施胶后的产品具有防水、防油及热封合性，只需将产品进行热封合就能制成食品包装袋或包装盒，省去了塑料淋膜或者涂胶等后续环节，降低了成本，提高了生产效率，且无塑、绿色环保。
发明内容
本发明主要是提供一种可热封合食品包装纸的生产方法。本发明采用机内施胶的方式，一次成型。
该方法需重点考虑食品包装原纸产品指标及后续表胶选择、表面施胶方式等。
本发明食品包装原纸的具体生产方法如下：
将针叶木浆与阔叶木浆分别碎解后，针叶木浆打浆至40~55°SR，阔叶木浆打浆至35~45°SR，针叶木浆用量为30~50%，阔叶木浆用量为50~70%，将两种浆料混合均匀，在流送系统中依次加入相对每吨绝干原料20~35kg的AKD中性施胶液、相对每吨绝干原料15~30kg的PAE湿强剂原液，通过案板脱水、压榨、镜面大缸干燥后得到食品包装纸原纸。本发明中AKD中性施胶液的加入主要提高产品抗水性，减少施胶过程表胶液向纸张中的渗透，本发明中采用镜面大缸进行干燥，主要是提高光滑面平滑度，保证后续表面施胶过程中表面施胶剂均匀、平整的附着在纸张表面，提高表面施胶效果。
表胶选择、表面施胶方式的选择是实现产品防油防水性能及热封合性能的关键。本发明选用氟碳防油剂（也可以为含硅防油剂或其它无氟无硅防油剂）提升产品防油防水性，选用热塑性水性丙烯酸酯乳液、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物等热塑性聚合物赋予产品热封合性能，最终生产的产品兼具防油防水性能及热封合性能。
目前，市面上使用较多的是氟碳类的防油剂，随着食品安全及环保意识的不断增强，氟碳类防油剂的PFOS、PFOA毒性问题越来越受到人们的关注，含硅防油剂及无氟无硅防油剂是防油剂未来发展的重要趋势之一。本发明采用氟碳防油剂，如大金公司TG-8111、TG-8811防油剂、旭硝子AG-E060等；其它含硅或者无氟无硅防油剂产品目前有美国3M、德国鲁道夫、亨斯迈等公司有对应牌号产品，目前这些产品的防油性能较含氟防油剂仍存在一定差距，但相信在不远的将来，这些产品肯定能够满足需求。
热塑性水性丙烯酸酯乳液、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物粘接性好，在热处理下，聚合物发生熔融，使纸张之间形成黏连，冷却后固化，将纸张粘合住。表胶配方需考虑初粘力、热却速度、界面能等因素。热塑性水性丙烯酸酯乳液与水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物性能上存在一定差异，水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物初粘力更高，而热塑性水性丙烯酸酯乳液冷却速度更快，本发明通过大量实验，得到该产品配方。为防止表胶向纸张内部渗透，需用保水性较好的化学品，如羧甲基纤维素，所用羧甲基纤维素羧基取代度为0.85~1.0，取代度较高，保水效果优异，聚合度为500~800，表面施胶剂的粘度为20~35cp（20℃）。
热塑性水性丙烯酸酯乳液有如：帝斯曼公司Neocryl BT-62，Neocryl A-2092、陶氏公司RHOBARR 320；索理思公司topscreen；万华化学Wantipro 0614；翁开尔公司SE 2457等。
在选择施胶方式时，膜转移表面施胶机较其它施胶方式具有如下优点：（1）能够实现表面单面施胶，节省化学品成本；（2）胶辊直接将胶料转移至纸张表面，胶料向纸张内渗透少，且纸张涂胶以后没有经过挤压，在纸张表面的胶料较多，化学品能够更好的在纸张表面发挥作用。（3）可以提升表面施胶的施胶量。通过实验表明，本发明只有膜转移表面施胶机并保证一定上胶量（单面2.0~3.5 g/m2）才能够明显提升热封合性能，其它方式的施胶难以保证该效果。
具体生产方法如下：
干燥后的食品包装纸原纸光滑面经过膜转移表面施胶机进行单面表面施胶，上胶量为2.0~3.5g/m2，所采用表面施胶剂为防油剂、热塑性水性丙烯酸酯乳液、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，质量浓度为4~8%，绝干防油剂用量占表面施胶剂固含的2~10%，绝干热塑性水性丙烯酸酯用量占表面施胶剂固含的20~50%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占表面施胶剂固含的20~50%，绝干PE蜡用量占表面施胶剂固含的5~15%，羧甲基纤维素用量占表面施胶剂固含的15~30%，表面施胶剂的粘度为20~35cp（20℃），所用羧甲基纤维素取代度为0.85~1.0，聚合度为500~800，食品包装纸原纸粗糙面使用自来水进行表面施胶，纸幅经过膜转移表面施胶机后，经过热风通道烘干处理，再通过烘缸及压光机，卷取成型，食品包装纸定量为30~100g/m2，紧度为0.65~0.85g/m3，光滑面平滑度≥100s。
本发明达到的效果如下：
本发明生产的食品包装纸后续无需经过塑料淋膜及涂胶处理，其防水防油效果优异，cobb60吸水值≤18g/m2，防油等级≥7级。后续可以通过热封合机热封的方式实现产品制袋或制盒，热封合温度120℃~170℃，热封合压力为0.2~0.5Mpa，热封合时间0.3~0.7s，热封合强度≥4.0 N/15mm。生产的食品包装纸产品耐温性佳，适用于冷、热食品包装，且食品安全符合GB 4806系列标准的要求。
具体实施方式
实施例1
（1）将针叶木浆与阔叶木浆分别碎解后，针叶木浆打浆至40°SR，阔叶木浆打浆至35°SR，针叶木浆用量为30%，阔叶木浆用量为70%，将两种浆料混合均匀，在流送系统中依次加入相对每吨绝干原料20kg的AKD中性施胶液、相对每吨绝干原料15kg的PAE湿强剂原液，通过案板脱水、压榨、镜面大缸干燥后得到食品包装纸原纸；
（2）干燥后的食品包装纸原纸光滑面经过膜转移表面施胶机进行单面表面施胶，上胶量为2.0g/m2，所采用表面施胶剂为防油剂（大金公司TG-8111）、热塑性水性丙烯酸酯乳液（帝斯曼公司Neocryl BT-62）、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，质量浓度为4%，绝干防油剂用量占表面施胶剂固含的10%，绝干热塑性水性丙烯酸酯用量占表面施胶剂固含的50%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占表面施胶剂固含的20%，绝干PE蜡用量占表面施胶剂固含的5%，羧甲基纤维素用量占表面施胶剂固含的15%，表面施胶剂的粘度为20cp（20℃），所用羧甲基纤维素取代度为0.85，聚合度为500，食品包装纸原纸粗糙面使用自来水进行表面施胶，纸幅经过膜转移表面施胶机后，经过热风通道烘干处理，再通过烘缸及压光机，卷取成型，食品包装纸定量为30g/m2，紧度为0.65g/m3，光滑面平滑度105s。
生产的食品包装纸Cobb60吸水值为18.0 g/m2，防油等级为10级。
实施例2
（1）将针叶木浆与阔叶木浆分别碎解后，针叶木浆打浆至55°SR，阔叶木浆打浆至45°SR，针叶木浆用量为50%，阔叶木浆用量为50%，将两种浆料混合均匀，在流送系统中依次加入相对每吨绝干原料35kg的AKD中性施胶液、相对每吨绝干原料30kg的PAE湿强剂原液，通过案板脱水、压榨、镜面大缸干燥后得到食品包装纸原纸；
（2）干燥后的食品包装纸原纸光滑面经过膜转移表面施胶机进行单面表面施胶，上胶量为3.5g/m2，所采用表面施胶剂为防油剂（大金公司TG-8811）、热塑性水性丙烯酸酯乳液（陶氏公司RHOBARR 320）、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，质量浓度为8%，绝干防油剂用量占表面施胶剂固含的2%，绝干热塑性水性丙烯酸酯用量占表面施胶剂固含的20%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占表面施胶剂固含的50%，绝干PE蜡用量占表面施胶剂固含的5%，羧甲基纤维素用量占表面施胶剂固含的23%，表面施胶剂的粘度为32cp（20℃），所用羧甲基纤维素取代度为1.0，聚合度为800，食品包装纸原纸粗糙面使用自来水进行表面施胶，纸幅经过膜转移表面施胶机后，经过热风通道烘干处理，再通过烘缸及压光机，卷取成型，食品包装纸定量为100g/m2，紧度为0.85g/m3，光滑面平滑度137s。
生产的食品包装纸Cobb60吸水值为16.5 g/m2，防油等级为7级。
实施例3
（1）将针叶木浆与阔叶木浆分别碎解后，针叶木浆打浆至47°SR，阔叶木浆打浆至40°SR，针叶木浆用量为40%，阔叶木浆用量为60%，将两种浆料混合均匀，在流送系统中依次加入相对每吨绝干原料30kg的AKD中性施胶液、相对每吨绝干原料25kg的PAE湿强剂原液，通过案板脱水、压榨、镜面大缸干燥后得到食品包装纸原纸；
（2）干燥后的食品包装纸原纸光滑面经过膜转移表面施胶机进行单面表面施胶，上胶量为2.8g/m2，所采用表面施胶剂为防油剂（旭硝子AG-E060）、热塑性水性丙烯酸酯乳液（翁开尔公司SE 2457）、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，质量浓度为6%，绝干防油剂用量占表面施胶剂固含的5%，绝干热塑性水性丙烯酸酯用量占表面施胶剂固含的35%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占表面施胶剂固含的35%，绝干PE蜡用量占表面施胶剂固含的10%，羧甲基纤维素用量占表面施胶剂固含的15%，表面施胶剂的粘度为25cp（20℃），所用羧甲基纤维素取代度为0.9，聚合度为700，食品包装纸原纸粗糙面使用自来水进行表面施胶，纸幅经过膜转移表面施胶机后，经过热风通道烘干处理，再通过烘缸及压光机，卷取成型，食品包装纸定量为60g/m2，紧度为0.75g/m3，光滑面平滑度126s。
生产的食品包装纸Cobb60吸水值为17 g/m2，防油等级为8级。
实施例4
（1）将针叶木浆与阔叶木浆分别碎解后，针叶木浆打浆至43°SR，阔叶木浆打浆至38°SR，针叶木浆用量为45%，阔叶木浆用量为55%，将两种浆料混合均匀，在流送系统中依次加入相对每吨绝干原料25kg的AKD中性施胶液、相对每吨绝干原料20kg的PAE湿强剂原液，通过案板脱水、压榨、镜面大缸干燥后得到食品包装纸原纸；
（2）干燥后的食品包装纸原纸光滑面经过膜转移表面施胶机进行单面表面施胶，上胶量为2.3g/m2，所采用表面施胶剂为防油剂（旭硝子AG-E060）、热塑性水性丙烯酸酯乳液（翁开尔公司SE 2457）、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，质量浓度为5%，绝干防油剂用量占表面施胶剂固含的8%，绝干热塑性水性丙烯酸酯用量占表面施胶剂固含的20%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占表面施胶剂固含的27%，绝干PE蜡用量占表面施胶剂固含的15%，羧甲基纤维素用量占表面施胶剂固含的30%，表面施胶剂的粘度为30cp（20℃），所用羧甲基纤维素取代度为0.95，聚合度为730，食品包装纸原纸粗糙面使用自来水进行表面施胶，纸幅经过膜转移表面施胶机后，经过热风通道烘干处理，再通过烘缸及压光机，卷取成型，食品包装纸定量为55g/m2，紧度为0.7g/m3，光滑面平滑度128s。
生产的食品包装纸Cobb60吸水值为17.1 g/m2，防油等级为9级。
本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当清楚，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不离开本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (1)
1.一种可热封合食品包装纸的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将针叶木浆与阔叶木浆分别碎解后，针叶木浆打浆至40~55°SR，阔叶木浆打浆至35~45°SR，针叶木浆用量为30~50%，阔叶木浆用量为50~70%，将两种浆料混合均匀，在流送系统中依次加入相对每吨绝干原料20~35kg的AKD中性施胶液、相对每吨绝干原料15~30kg的PAE湿强剂原液，通过案板脱水、压榨、镜面大缸干燥后得到食品包装纸原纸；
（2）干燥后的食品包装纸原纸光滑面经过膜转移表面施胶机进行单面表面施胶，上胶量为2.0~3.5g/m2，所采用表面施胶剂为防油剂、热塑性水性丙烯酸酯乳液、水性乙烯丙烯酸嵌段共聚物、PE蜡乳液与羧甲基纤维素的混合施胶液，质量浓度为4~8%，绝干防油剂用量占表面施胶剂固含的2~10%，绝干热塑性水性丙烯酸酯用量占表面施胶剂固含的20~50%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占表面施胶剂固含的20~50%，绝干PE蜡用量占表面施胶剂固含的5~15%，羧甲基纤维素用量占表面施胶剂固含的15~30%，表面施胶剂20℃时粘度为20~35cp，所用羧甲基纤维素取代度为0.85~1.0，聚合度为500~800，食品包装纸原纸粗糙面使用自来水进行表面施胶，食品包装纸原纸经过膜转移表面施胶机后，经过热风通道烘干处理，再通过烘缸及压光机，卷取成型，食品包装纸定量为30~100g/m2，紧度为0.65~0.85g/m3，光滑面平滑度≥100s。
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