CN114438824B - 一种高透汽包装纸质材料及其制作方法和应用 - Google Patents

一种高透汽包装纸质材料及其制作方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高透汽包装纸质材料及其制作方法和应用，该纸质材料包括具有外表面和面向内容物的内表面的纸质基材，纸质基材的外表面整面覆设有一层采用加热发泡的水性涂料涂布形成的防水输汽层，加热发泡的水性涂料的组成包含防水性水性涂料和热发泡剂；纸质基材的内表面整面覆设有一层采用吸水性水性涂料涂布形成的吸水层。与现有技术相比，本发明的纸质材料能够获得定向吸水汽和快速外输水汽的功能，在保证了包装纸内表面对视频内容物防潮防尘的基础上，食品散发的热汽能够被该纸质包装内层水涂层树脂定向吸附并通过纸质预留孔隙快速输送到纸质包装外层，防止食物因周边热水汽过多变软而失去口感，且涂布工艺简单，容易实现工业化规模生产。

Description

一种高透汽包装纸质材料及其制作方法和应用
技术领域
本发明属于快餐食品包装技术领域，尤其是涉及一种高透汽包装纸质材料及其制作方法和应用。
背景技术
目前，诸如汉堡、薯条、油条、煎饼等快餐食品的包装通常采用PE薄膜袋、PE淋膜纸或涂蜡纸作为包装载体，这些包装载体的透汽性差，新鲜出锅出炉的热食品被承装在该类包装载体中，热汽被捂在外包装物内，使内容食物变软而失去了食物刚出锅出炉时的美味口感；而且PE薄膜袋、PE淋膜纸丢弃后难以降解，会对环境造成污染。
本领域技术人员也尝试着采用环保型的包装纸或可降解塑料(如PLA、PBS等)来替代PE薄膜食品袋或PE淋膜食品包装纸，采用这样结构的包装纸或降解塑料，其透汽性差，同样会使得包装载体内的热汽食品变软而失去其原有的美味口感；同时PLA、PBS等可降解塑料的合成生产工艺复杂，其生产能耗也较高。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种高透汽包装纸质材料及其制作方法和应用。该纸质材料在保证对内容物具有卫生安全防护的同时，也可实现对内容物口感的保障；且涂布工艺简单，容易实现工业化规模生产；可应用于食品的包装纸方面。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供一种高透汽包装纸质材料，包括纸质基材，所述纸质基材具有外表面和面向内容物的内表面，其中，
所述纸质基材的外表面的整面覆设有一层防水输汽层，所述防水输汽层采用加热发泡的水性涂料涂布形成，所述加热发泡的水性涂料的组成包含90％wt～95％wt的防水性水性涂料和5％wt～10％wt的热发泡剂；
所述纸质基材的内表面的整面覆设有一层吸水层，所述吸水层采用吸水性水性涂料涂布形成。
优选地，
所述的防水性水性涂料的固含量为38％～46％；
所述热发泡剂的固含量100％；
所述吸水性水性涂料的固含量为40～45％。
优选地，所述防水性水性涂料为上海柏亦新材料科技有限公司的ZD-101产品。
优选地，所述热发泡剂为快思瑞公司的DH1201型号的产品。
优选地，所述吸水性水性涂料为上海峰彩实业有限公司的WX-2366产品。
优选地，所述吸水性水性涂料网点涂布于纸质基材上；优选网点涂布比例为50～65％。
优选地，所述纸质基材的克重为20～300g/m2，其透湿率WVTR为6000～7000g/m2·24hrs，耐油等级大于KIT6。
本发明第二方面提供所述的高透汽包装纸质材料的制作方法，包括以下步骤：
S1：所述纸质基材的外表面经图案印刷后，满版涂布所述加热发泡的水性涂料，烘干获得所述防水输汽层；
S2：所述纸质基材的内表面，网点涂布所述吸水性水性涂料，烘干获得所述吸水层；
步骤S1和步骤S2不分先后。
优选地，步骤S1中，涂布干量为1～3g/m2，烘干温度为80～120℃。
优选地，步骤S2中，网点涂布比例为50～65％，涂布干量为2～4g/m2，烘干温度为80～120℃。
优选地，步骤S1中的涂布速度为80～400m/min；步骤S2中的涂布速度为80～400m/min。
本发明第三方面提供所述的高透汽包装纸质材料在食品的包装纸方面的应用。
与现有技术相比，本发明的发明人在高透气率的防油纸上网点涂布购自上海峰彩实业有限公司WX-2366吸水涂层，并在该高透湿率的防油纸外表面涂布购自上海柏亦新材料科技有限公司ZD-101防水涂层，防水涂层中添加5％wt～10％wt的热发泡剂，该混合涂层在涂布加热过程中发泡剂发泡，涂层形成气孔，形成水汽的输送通道，气孔尺寸为0.2～0.8mm，孔隙率为30～45％。该涂布纸能够获得定向吸水汽和快速外输水汽的功能，在保证了包装纸内表面对诸如汉堡包、薯条等快餐食品的内容物防潮防尘的基础上，内容物热食品散发的热汽能够被该纸质包装内层水涂层树脂定向吸附，并通过纸质预留孔隙快速输送到纸质包装外层，防止食物因周边热水汽过多变软而失去汉堡、薯条等食品美味口感；该纸质基材的内表面局部网点涂布强吸水涂层，外表面联机涂布防水输水涂层，涂布工艺简单，容易实现工业化规模生产。
附图说明
图1为本发明一种高透汽包装纸质材料的外表面结构示意图。
图2为本发明一种高透汽包装纸质材料的内表面结构示意图。
图3为本发明一种高透汽包装纸质材料的剖面示意图。
图中，10为纸质基材，11为防水输水层，111为气孔，12为吸水层。
具体实施方式
一种高透汽包装纸质材料，包括纸质基材，所述纸质基材具有外表面和面向内容物的内表面，其中，所述纸质基材的外表面的整面覆设有一层防水输汽层，所述防水输汽层采用加热发泡的水性涂料涂布形成，所述加热发泡的水性涂料的组成包含90％wt～95％wt的防水性水性涂料和5％wt～10％wt的热发泡剂；所述纸质基材的内表面的整面覆设有一层吸水层，所述吸水层采用吸水性水性涂料涂布形成。
优选地，所述的防水性水性涂料的固含量为38％～46％；所述热发泡剂的固含量100％；所述吸水性水性涂料的固含量为40～45％。
优选防水性水性涂料为上海柏亦新材料科技有限公司的ZD-101产品。优选热发泡剂为快思瑞公司的DH1201型号的产品。优选吸水性水性涂料为上海峰彩实业有限公司的WX-2366产品。
优选吸水性水性涂料网点涂布于纸质基材上；优选网点涂布比例为50～65％。
优选纸质基材的克重为20～300g/m2，其透湿率WVTR为6000～7000g/m2·24hrs，耐油等级大于KIT6。
所述的高透汽包装纸质材料的制作方法，包括以下步骤：
S1：所述纸质基材的外表面经图案印刷后，满版涂布所述加热发泡的水性涂料，烘干获得所述防水输汽层；
S2：所述纸质基材的内表面，网点涂布所述吸水性水性涂料，烘干获得所述吸水层；
步骤S1和步骤S2不分先后。
优选步骤S1中，涂布干量为1～3g/m2，烘干温度为80～120℃。优选步骤S2中，网点涂布比例为50～65％，涂布干量为2～4g/m2，烘干温度为80～120℃。优选步骤S1中的涂布速度为80～400m/min；步骤S2中的涂布速度为80～400m/min。
所述的高透汽包装纸质材料可应用在食品的包装纸方面。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。但本发明并不限于这些具体实施方式。
附注：具体实施方式中出现的百分比(％)，如无特别表示，均为重量百分比(％wt)。
实施例1
参见图1～3，为实施例1的高透汽包装纸质材料的结构示意图。
高透汽包装纸质材料的主体为纸质基材10。在本实施例中，纸质基材10的克重约为30g/m2。
纸质基材10的外表面的整面覆设有一层防水输水层11，内表面(面向内容物的内表面)的整面覆设有一层吸水层12。
吸水层12采用亲水性水性涂料涂布形成。购自上海峰彩实业有限公司WX-2366的产品。
防水输水层11由加热发泡的水性涂料涂布形成，采用购自上海柏亦新材料科技有限公司的ZD-101型号的防水性水性涂料产品和购自快思瑞公司的DH1201型号的热发泡剂产品。在本实施案例中，防水输水层11水性涂料的配方包含90％wt的防水性水性涂料和10％wt的热发泡剂。
实施例1的高透汽包装纸质材料的制作方法如下：
首先，取纸质基材，克重约为30g/m2，WVTR为7000g/m2·24hrs，防油等级为耐油等级KIT6。
步骤1)：纸质基材10的外表面经图案印刷(印刷符合产品包装需求的图案)后，通过联机正反涂布印刷机，将其外表面以满版的方式涂布上述的加热发泡的水性涂料，其中，涂布干量约为1g/m2，涂布速度在350m/min；再通过该印刷机的烘干装置将涂料彻底干燥，其中，烘干温度设定在110℃；烘干获得防水输水层11，防水输水层11的气孔111尺寸范围为0.2～0.8mm，孔隙率约为40％；
步骤2)：将纸质基材10的内表面，通过联机正反涂布印刷机，将其外表面以50％网点版的方式涂布上述的吸水性水性涂料，其中，涂布干量约为2.5g/m2，涂布速度在350m/min；再通过该印刷机的烘干装置将涂料彻底干燥，其中，烘干温度设定在100℃；烘干获得吸水层12。
上述步骤1)和步骤2)可以交换次序。
步骤1)和2)完成后，收卷得到克重约为33g/m2的高透汽包装纸质材料。
该高透汽包装纸质材料可以用于诸如汉堡、炸鸡翅、薯条、煎饼等快餐热熟食品的包装材料。
实施例2
实施例2的高透汽包装纸质材料，与实施例1的不同之处在于：1)实施例2的纸质基材的克重为60g/m2，WVTR为6000g/m2·24hrs，防油等级为耐油等级KIT7。2)实施例2的防水输水层所采用的加热发泡的水性涂料的配方不同，具体来说，防水输水性涂层的加热发泡的水性涂料的配方包含95％wt的防水性水性涂料和5％wt的热发泡剂。在本实施例中，防水性水性涂料购自上海柏亦新材料科技有限公司的ZD-101产品；热发泡剂购自快思瑞公司的DH1201型号的热发泡剂产品。
实施例2的高透汽包装纸质材料的制作方法如下：
首先，取纸质基材，克重约为60g/m2。WVTR为6000g/m2·24hrs，防油等级为耐油等级KIT7。
步骤1)：纸质基材的外表面经图案印刷(印刷符合产品包装需求的图案)后，通过联机正反涂布印刷机，将其外表面以满版的方式涂布上述的加热发泡的水性涂料，其中，涂布干量约为1.5g/m2，涂布速度在350m/min；再通过该印刷机的烘干装置将涂料彻底干燥，其中，烘干温度设定在120℃；烘干获得防水输水层，防水输水性涂层的气孔尺寸范围为0.2～0.8mm，孔隙率约为35％；
步骤2)：将纸质基材的内表面，通过联机正反涂布印刷机，将其外表面以60％网点版的方式涂布上述的亲水性水性涂料，其中，涂布干量约为2.2g/m2，涂布速度在350m/min；再通过该印刷机的烘干装置将涂料彻底干燥，其中，烘干温度设定在120℃；烘干获得吸水层12。
上述步骤1)和步骤2)可以交换次序。
步骤1)和2)完成后，收卷得到克重约为63g/m2的高透汽包装纸质材料。
该高透汽包装纸质材料可以用于诸如卫汉堡、炸鸡翅、薯条、煎饼等快餐热熟食品的包装材料。
对比例1a
对比例1a的高透汽包装纸质材料及其制作方法，基本与实施例1的相同，不同之处仅在于：对比例1a的防水输水层所采用的加热发泡的水性涂料的配方中的防水性水性涂料与热发泡剂的比例不同。
实施例1中的“水性涂料的配方包含90％wt的防水水性涂料和10％wt的热发泡剂。
对比例1a中的水性涂料的配方包含95％wt的防水水性涂料和5％wt的热发泡剂。
其余技术内容均与实施例1相同，具体不再赘述。
对比例1b
对比例1b的高透汽包装纸质材料及其制作方法，基本与实施例1的相同，不同之处仅在于：对比例1b的纸质基材所采用的克重、透湿率WVTR、耐油等级不同。
实施例1中的纸质基材克重约为30g/m2，WVTR为7000g/m2·24hrs，防油等级为耐油等级KIT6。
对比例1b中的纸质基材，克重约为60g/m2。WVTR为6000g/m2·24hrs，防油等级为耐油等级KIT7。
其余技术内容均与实施例1相同，具体不再赘述。
效果数据
将实施例1和2的高透汽包装纸质材料，以及对比例1a～1b的高透汽包装纸质材料，与现有技术的PE膜袋(一般克重30～45g/m2，此处选择30g/m2)、PE淋膜纸(纸质基材克重为25g/m2，PE膜克重10g/m2)、涂蜡纸(纸质基材克重为30g/m2，单层涂蜡克重为5g/m2)包装材料，在同等测试条件下，进行各项技术指标的对比；
检测项目如下：
1)透湿率WVTR检测：
1.1将干燥剂放入清洁的杯皿中，加入量为5.00～5.02g。
2.2将盛有干燥剂的杯皿放入杯子中，然后将试样放在杯子正中，加上密封圈和杯环，以螺丝旋紧密封。
3.3将透湿杯放入干燥器中，平衡30min后进行称量。
4.4称量后将透湿杯放入已调好温、湿度的恒温恒湿箱内，3h后取出。
5.5将从恒温恒湿箱内取出的透湿杯放入干燥器中，平衡30min后，进行称量。
5.6按照以下计算式水蒸气透过率(g/m2×24h)：WVTR＝(M2-M1)/(T×S)24h
M1：加湿前透湿杯重量(g)；M2：加湿后透湿杯重量(g)；T：试验时间(3h)；S：透湿杯面积。
2)防油性检测：将食用油加热至80±2℃，在试样上滴涂该热油，3—5分钟，无渗透现象发生表明该试样防油性能满足要求，若有渗透现象表明该试样防油性能不符合要求。
3)食物口感测试：采用不同材质的包装材料同时严实包裹新出锅的炸薯条，放置10分钟后取出内容物食品，选取5人进行食物口感尝试，并针对性打分评估，算求其平均分。评估打分表如表1：
表1
Figure BDA0002754720030000071
检测结果参见下表2：
表2
Figure BDA0002754720030000072
从表2的检测结果可以看出，本发明实施例1和实施例2的高透汽包装纸质材料，作为快餐热熟食品的包装材料，各项应用指标数据均与现有的PE膜袋、PE淋膜纸产品、涂蜡纸产品的防油数据基本接近，但其透湿率WVTR比较高，最终产生的结果影响是采用本发明实施例1和实施例2的高透汽包装纸质材料包装快餐热熟食品的口感明显要好；对比例1a产品与对比例1b产品为采用的加热发泡的水性涂料的配方中的防水性水性涂料与热发泡剂的比例不同，其包装快餐热熟食品的口感明显要好。这说明本发明的高透汽包装纸质材料可以替代现有的PE膜袋、PE淋膜纸产品、涂蜡纸产品，并且是环保型的包装材料。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高透汽包装纸质材料，其特征在于，包括纸质基材，所述纸质基材具有外表面和面向内容物的内表面，其中，
所述纸质基材的外表面的整面覆设有一层防水输汽层，所述防水输汽层采用加热发泡的水性涂料涂布形成，其涂布干量为1～3g/m2，所述加热发泡的水性涂料的组成包含90％wt～95％wt的防水性水性涂料和5％wt～10％wt的热发泡剂；
所述纸质基材的内表面的整面覆设有一层吸水层，所述吸水层采用吸水性水性涂料涂布形成，其涂布干量为2～4g/m2；
其中，所述防水性水性涂料为上海柏亦新材料科技有限公司的ZD-101产品，所述的防水性水性涂料的固含量为38％～46％；所述热发泡剂为快思瑞公司的DH1201型号的产品，所述热发泡剂的固含量100％；所述吸水性水性涂料为上海峰彩实业有限公司的WX-2366产品，所述吸水性水性涂料的固含量为40～45％；
所述纸质基材的克重为20～300g/m2，其透湿率WVTR为6000～7000g/m2·24hr，耐油等级大于Kit6。
2.根据权利要求1所述的一种高透汽包装纸质材料，其特征在于，所述吸水性水性涂料网点涂布于纸质基材上；网点涂布比例为50～65％。
3.如权利要求1～2任一所述的高透汽包装纸质材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：所述纸质基材的外表面经图案印刷后，满版涂布所述加热发泡的水性涂料，烘干获得所述防水输汽层；
S2：所述纸质基材的内表面，网点涂布所述吸水性水性涂料，烘干获得所述吸水层；
步骤S1和步骤S2不分先后。
4.根据权利要求3所述的一种高透汽包装纸质材料的制作方法，其特征在于，包括以下条件中的任一项或多项：
(i)步骤S1中，涂布干量为1～3g/m2，烘干温度为80～120℃；
(ii)步骤S2中，网点涂布比例为50～65％，涂布干量为2～4g/m2，烘干温度为80～120℃；
(iii)步骤S1中的涂布速度为80～400m/min；步骤S2中的涂布速度为80～400m/min。
5.如权利要求1～2任一所述的高透汽包装纸质材料在食品的包装纸方面的应用。
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