CN114057511B - 一种食品包装用石头纸及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及造纸技术领域，具体提供一种食品包装用石头纸及其制备方法与应用。所述食品包装用石头纸包括无机矿物粉100份、氢氧化钠2‑3份、二氧化钛2.5‑4份、硫酸钡30‑35份、树脂2.5‑3份、发泡剂0.1‑0.2份。所述制备方法包括如下步骤：1)将无机矿物粉与水混合，形成无机矿物溶液；2)在无机矿物溶液中依次加入氢氧化钙、二氧化钛、硫酸钡得到混合溶液；3)向混合溶液中加入树脂和发泡剂发泡，发泡一段时间后，鼓入空气，得到纸浆浆料；4)将纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。解决现有技术中现做食品的包装用纸透气性差或表面不够光滑的问题。
Description
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体提供一种食品包装用石头纸及其制备方法与应用。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
包装用纸大体上可分为食品包装用纸与工业品包装用纸两大类，其中，食品包装用纸要求有一定的强度和符合卫生标准，如玻璃纸是一种常见的食品包装用纸，其具有良好的密封性，可以防止食品变质，牛皮纸也经常用作食品包装，然而二者均不适合作为现做食品的包装用纸，原因在于，玻璃纸透气性较差，现做食品有高温高湿的特点，使用玻璃纸包装容易变软，影响口感，而牛皮纸表面粗糙，易掉纸屑。
因此，现有技术中针对现做食品，并没有一种合适的包装用纸。
发明内容
针对现有技术中现做食品的包装用纸透气性差或表面不够光滑的问题，本发明提供一种食品包装用石头纸及其制备方法与应用。
本发明一个或一些实施方式中，提供一种食品包装用石头纸，按重量计包括：无机矿物粉100份、氢氧化钠2-3份、二氧化钛2.5-4份、硫酸钡30-35份、树脂2.5-3份、发泡剂0.1-0.2份。
本发明一个或一些实施方式中，提供上述食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将无机矿物粉与水混合，形成无机矿物溶液；
2）在无机矿物溶液中依次加入氢氧化钠、二氧化钛、硫酸钡得到混合溶液；
3）向混合溶液中加入树脂和发泡剂发泡，发泡一段时间后，鼓入空气，得到纸浆浆料；
4）将纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
本发明一个或一些实施方式中，提供上述食品包装用石头纸或上述食品包装用石头纸的制备方法在现做食品中的应用。
上述技术方案中的一个或一些技术方案具有如下优点或有益效果：
1）本发明采用碳酸钙、氢氧化钠等无机矿物作为主要成分，不破坏生态环境。通过发泡剂使碳酸钙与硫酸钡充分混合成团，与植物纤维吸附，使石头纸各组分紧密结合，植物纤维进一步增强了石头纸韧性。
2）本发明加入植物纤维过程中进行鼓风，在鼓风过程中，树脂进一步被拉扯，形成小缝隙，使得制得的石头纸具备较高的孔隙率，在作为包装用纸时，提高食品包装的透气性。
3）本发明食品包装用石头纸的制备方法简单，对设备要求较低，工艺成本较低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中现做食品包装用纸需要良好的透气性，否则容易导致食物表面受温度过高，导致食物变形，如馒头、花卷等面点，若食品包装透气性差，容易导致表皮起皱，影响食用口感，为此，本发明提供一种食品包装用石头纸，石头纸表面多孔，提高食品包装透气性，且制得的食品包装用石头纸抗撕裂性能好，作为包装不易损坏。
本发明一个或一些实施方式中，提供一种食品包装用石头纸，按重量计包括：无机矿物粉100份、氢氧化钠2-3份、二氧化钛2.5-4份、硫酸钡30-35份、树脂2.5-3份、发泡剂0.1-0.2份。
优选的，所述无机矿物粉包括碳酸钙粉、硅酸钙粉、氧化钙粉中的一种或多种；其中，碳酸钙粉为最常见的无机矿物粉，大多数石头均可磨成碳酸钙粉，价格低廉，为本发明优选的无机矿物粉。
或，所述树脂包括脲醛树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种或多种；所述树脂作用主要在于粘合无机矿物粉，使无机矿物粉塑型成纸，进一步优选为脲醛树脂和聚丙烯树脂。
或，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。所述发泡剂的作用在于发泡过程使碳酸钙与硫酸钡充分混合成团，与植物纤维吸附，使石头纸各组分紧密结合。
或，所述纤维包括棉纤维、聚酯纤维中的一种或多种；纤维的作用在于增强石头纸的韧性。
本发明一个或一些实施方式中，提供上述食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将无机矿物粉与水混合，形成无机矿物溶液；。
2）在无机矿物溶液中依次加入氢氧化钠、二氧化钛、硫酸钡得到混合溶液；
3）向混合溶液中加入树脂和发泡剂发泡，发泡一段时间后，鼓入空气并加入纤维，得到纸浆浆料；
4）将纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
发泡剂在发泡过程中，使得无机矿粉与硫酸钡混合成团，与树脂紧密结合，形成吸附团，该吸附团吸附树脂，树脂在混合过程中被不断拉扯，使得各组分紧密结合在一起，且鼓风过程中，树脂进一步被拉扯，形成小缝隙，使得制得的石头纸具备较高的孔隙率。
优选的，步骤1）中，将无机矿物粉与水混合，加热搅拌，直到碳酸钙粉在水中悬浮。加热搅拌使粉状碳酸钙快速分散于水中，且在加热的时候搅拌，能够增加碳酸钙的分散速度。
优选的，步骤1）中，无机矿物粉与水按照重量比为10：200-250混合，加热到75-90℃搅拌。
优选的，步骤2）中，每加入一种原料，搅拌一段时间后，再加入下一种原料。其中加入氢氧化钠、二氧化钛和硫酸钡时需要缓慢加入，使得上述三者原料可以均匀溶解在水中。
优选的，步骤3）中，所述发泡时间为20-35min；或，所述鼓入空气时间为8-15min。当发泡时间小于该范围，容易导致吸附团无法形成，或吸附团体量较小，对树脂吸附能力较弱，从而影响石头纸韧性，当发泡时间大于该范围，容易导致吸附团较大，难以铺展，制得的石头纸凹凸不平。当鼓入空气时间小于该范围，容易导致树脂拉扯不到位，无法形成小缝隙，进而石头纸无法成孔，当鼓入空气时间较长，容易导致树脂拉扯过长，缝隙过大，导致石头纸破裂。
优选的，步骤4）中，在纸浆浆料上丝网之前，向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀。明矾可用来辅助留着和絮凝以及控制树脂沉积物，进而能改变色调和影响湿纸幅与压榨辊间的吸附力。
优选的，所述无机矿物粉与明矾的质量比为1000：1-2。
本发明一个或一些实施方式中，提供上述食品包装用石头纸或上述食品包装用石头纸的制备方法在现做食品中的应用。
实施例1
本实施例提供一种食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到85℃搅拌，形成碳酸钙溶液。
2）在碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以40r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以40r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以40r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液。
3）向混合溶液中加入脲醛树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡30min后，鼓入空气10min并加入棉纤维，得到纸浆浆料。
4）向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：脲醛树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.25∶0.4∶3：0.3：0.2：3：0.01。
实施例2
本实施例提供一种食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：250混合，加热到90℃搅拌，形成碳酸钙溶液。
2）在碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以30r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以30r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以30r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液。
3）向混合溶液中加入聚丙烯树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡20min后，鼓入空气10min并加入棉纤维，得到纸浆浆料。
4）向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：聚丙烯树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.2∶0.35∶3.5：0.3：0.15：2：0.01。
实施例3
本实施例提供一种食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到75℃搅拌，形成碳酸钙溶液。
2）在碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以30r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以30r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以30r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液。
3）向混合溶液中加入聚丙烯树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡35min后，鼓入空气10min并加入聚酯纤维，得到纸浆浆料。
4）向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：聚丙烯树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：聚酯纤维：明矾重量比为10∶0.3∶0.25∶3.3：0.25：0.2：2：0.01。
实施例4
本实施例提供一种食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到75℃搅拌，形成碳酸钙溶液。
2）在碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以30r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以30r/min的转速搅拌30min，再加入硫酸钡，也以30r/min的转速搅拌30min，得到混合溶液。
3）向混合溶液中加入聚丙烯树脂和十二烷基苯磺酸钠发泡剂发泡，发泡35min后，鼓入空气10min并加入棉纤维，得到纸浆浆料。
4）向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：聚丙烯树脂：十二烷基苯磺酸钠发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.25∶0.25∶3.3：0.25：0.15：2：0.01。
对比例1。
本对比例提供一种食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到85℃搅拌，形成碳酸钙溶液。
2）在碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以40r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以40r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以40r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液。
3）向混合溶液中加入脲醛树脂。
4）向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：脲醛树脂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.25∶0.4∶3：0.4：3：0.01。
可以看出，本对比例与实施例1的区别在于，在步骤3）中，不加入发泡剂进行发泡，同时，将脲醛树脂比例微调高，使体系平衡。
对比例2
本对比例提供一种食品包装用石头纸的制备方法，包括如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到85℃搅拌，形成碳酸钙溶液。
2）在碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以40r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以40r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以40r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液。
3）向混合溶液中加入脲醛树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡30min后，得到纸浆浆料。
4）向纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张。
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：脲醛树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.25∶0.4∶3：0.3：0.2：3：0.01。
可以看出，本对比例与实施例1的区别在于，步骤3）中，发泡后不进行鼓风。
实施例5
本实施例对实施例1-4、对比例1-2所述的食品包装用石头纸的制备方法制得的石头纸性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1
| 实施例 | 撕裂指数Nm/g | 孔隙率/% |
| 实施例1 | 6.5 | 15% |
| 实施例2 | 6.3 | 13.2% |
| 实施例3 | 6.8 | 12% |
| 实施例4 | 6.0 | 13.4% |
| 对比例1 | 4.2 | 7% |
| 对比例2 | 6.2 | 0% |
如表1所示，从实施例1-4、对比例1-2可以看出，所述实施例1-4制得的食品包装用石头纸抗撕裂性能较好，孔隙率较大，作为食品包装用纸具备良好的透气性。
对比例1所述的石头纸抗撕裂能力差，可以断定，不进行发泡，难以形成由无机矿粉、硫酸钡、树脂紧密结合形成的吸附团，进而后续对树脂吸附能力差，影响石头纸抗撕裂能力。而对比例1所述的石头纸有一定的孔隙率，可能是树脂没有充分将各组分结合在一起所致。
对比例2所述的石头纸抗撕裂性能较好，即是否鼓入空气并不影响石头纸的抗撕裂能力，但对孔隙率影响较大。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种食品包装用石头纸的制备方法，其特征在于，为如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到85℃搅拌，形成碳酸钙溶液；
2）在所述碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以40r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以40r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以40r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液；
3）向所述混合溶液中加入脲醛树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡30min后，鼓入空气10min并加入棉纤维，得到纸浆浆料；
4）向所述纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张；
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：脲醛树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.25∶0.4∶3：0.3：0.2：3：0.01。
2.一种食品包装用石头纸的制备方法，其特征在于，为如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：250混合，加热到90℃搅拌，形成碳酸钙溶液；
2）在所述碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以30r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以30r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以30r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液；
3）向所述混合溶液中加入聚丙烯树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡20min后，鼓入空气10min并加入棉纤维，得到纸浆浆料；
4）向所述纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张；
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：聚丙烯树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.2∶0.35∶3.5：0.3：0.15：2：0.01。
3.一种食品包装用石头纸的制备方法，其特征在于，为如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到75℃搅拌，形成碳酸钙溶液；
2）在所述碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以30r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以30r/min的转速搅拌20min，再加入硫酸钡，也以30r/min的转速搅拌20min，得到混合溶液；
3）向所述混合溶液中加入聚丙烯树脂和偶氮二甲酰胺发泡剂发泡，发泡35min后，鼓入空气10min并加入聚酯纤维，得到纸浆浆料；
4）向所述纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张；
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：聚丙烯树脂：偶氮二甲酰胺发泡剂：聚酯纤维：明矾重量比为10∶0.3∶0.25∶3.3：0.25：0.2：2：0.01。
4.一种食品包装用石头纸的制备方法，其特征在于，为如下步骤：
1）将碳酸钙粉与水按照重量比为10：200混合，加热到75℃搅拌，形成碳酸钙溶液；
2）在所述碳酸钙溶液中加入氢氧化钠，以30r/min的转速搅拌20min后，加入二氧化钛，同样以30r/min的转速搅拌30min，再加入硫酸钡，也以30r/min的转速搅拌30min，得到混合溶液；
3）向所述混合溶液中加入聚丙烯树脂和十二烷基苯磺酸钠发泡剂发泡，发泡35min后，鼓入空气10min并加入棉纤维，得到纸浆浆料；
4）向所述纸浆浆料中加入明矾，搅拌均匀，然后使纸浆浆料在丝网上滤水形成湿纸幅，经压榨部脱水后进入干燥部烘干，再通过压光机压光，得到成品石头纸张；
在步骤1）-4）中，所述碳酸钙∶氢氧化钠∶二氧化钛∶硫酸钡：聚丙烯树脂：十二烷基苯磺酸钠发泡剂：棉纤维：明矾重量比为10∶0.25∶0.25∶3.3：0.25：0.15：2：0.01。
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