CN116411483A - 一种阻湿阻氧环保包装纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及环保包装材料领域，具体公开了一种阻湿阻氧环保包装纸及其制备方法。该阻湿阻氧环保包装纸包括由外层至内层依次设置的原纸层、第一阻湿阻氧涂层、阻湿阻氧胶层、镀铝层、离型层和第二阻湿阻氧涂层，所述第一阻湿阻氧涂层和所述第二阻湿阻氧涂层均是由阻湿阻氧涂料经涂布形成，所述阻湿阻氧胶层是由阻湿阻氧涂料与粘接剂混合后经涂布形成，所述阻湿阻氧涂料包括如下重量份的原料：水性丙烯酸乳液40‑60份、阻湿阻氧涂剂8‑15份、水20‑30份。本申请的阻湿阻氧环保包装纸具有多重防潮阻湿阻氧作用，外界环境中的水分及氧气不易渗透至包装内层而导致食品受潮变质，且可回收打浆利用，使得纸张的使用周期长，资源利用率高。
Description
技术领域
本申请涉及环保包装材料领域，更具体地说，它涉及一种阻湿阻氧环保包装纸及其制备方法。
背景技术
目前的食品包装，常用塑胶包装袋进行食品的承载和包装，并通入氮气或真空包装来进行保护，防止食品变质，以延长储存时间，在膨化零食、熟食、速溶颗粒固体饮料等食品包装中。
而传统的塑胶包装袋常采用PE、PP、PS、PVS和EVA等塑料制备，塑料包装袋使用后，废弃在环境中难易降解，对环境造成污染；对此，目前有提出采用可降解塑料(如PLA、PBS、PHA或PBAT等可降解塑料)或纸包装袋替代传统的塑胶包装袋。但发明人认为，可降解塑料的降解周期较长，且降解处理需采用堆肥降解，堆肥降解过程亦会产生大量CO2，我国目前的堆肥工厂较少，难以实现大量降解处理，因此对于大量可降解塑料回收后，较多采用焚烧处理或掩埋处理，仍对环境造成污染；而纸包装袋防潮性能较低，外界环境中的水分容易渗过纸张而进入到纸包装袋内层，导致食品受潮、变质，不便于食品的储存。
发明内容
为了解决包装食品不易变质的问题，本申请提供一种阻湿阻氧环保包装纸及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种阻湿阻氧环保包装纸，采用如下的技术方案：
一种阻湿阻氧环保包装纸，包括由外层至内层依次设置的原纸层、第一阻湿阻氧涂层、阻湿阻氧胶层、镀铝层、离型层和第二阻湿阻氧涂层，所述第一阻湿阻氧涂层和所述第二阻湿阻氧涂层均是由阻湿阻氧涂料经涂布形成，所述阻湿阻氧胶层是由阻湿阻氧涂料与粘接剂混合后经涂布形成，所述阻湿阻氧涂料包括如下重量份的原料：
水性丙烯酸乳液 40-60份
阻湿阻氧涂剂 8-15份
水 20-30份。
通过采用上述技术方案，制得的阻湿阻氧环保包装纸具有优良的阻湿阻氧防潮性能，减少外界水分渗透纸张而导致食品受潮变质，提高了食品包装的保护性，同时该阻湿阻氧环保包装纸可回收打浆利用，进一步可循环利用制备鞋撑、鞋盒等产品，提高了资源利用率，减少纸张或塑料对环境的污染。
其中，第一阻湿阻氧涂层为靠近食品的一侧，原纸层为靠近外界环境的一层，镀铝层与原纸层之间亦设置有第二阻湿阻氧层、阻湿阻氧胶层，同时镀铝层均匀致密，气密性好，阻隔性好，能起到防潮阻湿阻氧作用，进一步阻挡外界环境的水分，使得环保包装纸由外层至内层依次设置的第一阻湿阻氧涂层、阻湿阻氧胶层、第二阻湿阻氧涂层、镀铝层、第二阻湿阻氧涂层均对外界环境的水分起到防潮阻湿阻氧作用，使环保包装纸具有多重防潮阻湿阻氧作用，外界环境中的水分不易从原纸层渗透至内层而导致食品受潮变质。
另外，阻湿阻氧涂料由水性丙烯酸乳液和水作为主体材料，能在各层结构上易于涂覆，成膜性好，且阻湿阻氧涂剂能在水性丙烯酸乳液体系中分散均匀，使得阻湿阻氧涂剂成分能够均匀分散于各层结构上，使制得的环保包装纸防潮阻湿阻氧效果稳定，且阻湿阻氧涂料成膜后的表面光泽度较好。其中的水性丙烯酸乳液优选采用帝斯曼水性丙烯酸乳液BT-67，与镀铝层以及原纸层的附着性好，且耐热性能好。
本申请的离型层可以为有机硅类离型剂层、氟素离型剂层或纤维素离型剂层；优选采用醋酸丁酸纤维素离型剂层，具有优良的抗湿、柔韧性能，且与树脂成分具有良好的相容性，使得该离型层与第二阻湿阻氧涂层具有良好的相容结合性，能使阻湿阻氧涂料均匀涂布、附着，使得第二阻湿阻氧涂层不易从离型层表面脱落，附着力好，提高阻湿阻氧环保包装纸的结构稳定性。
优选的，所述阻湿阻氧胶层是由阻湿阻氧涂料与粘接剂以重量比为5-8:3混合后经涂布形成。
由于镀铝层的铝膜结构附着粘度不高，复合加工后容易出现镀铝层转移现象，因此，本申请采用阻湿阻氧涂料与粘接剂以特定的比例混合组成阻湿阻氧胶，具有优良的粘结力，能将镀铝层与原纸层稳定粘接。且阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层同含有阻湿阻氧涂料，使得阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层相似相容，提高了阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层的结合性。
优选的，所述粘接剂包括10-15重量份的水性丁苯胶水和1-2重量份的固化剂，所述固化剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。
通过采用水性丁苯胶水作为粘接成分，具有较高的粘合力，且其水性体系能与阻湿阻氧涂料的水性体系相容分散均匀，提高阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层的结合性，并减少阻湿阻氧环保包装纸的VOC挥发，环境污染少，食品使用安全。其中，水性丁苯胶水优选采用巴斯夫水性丁苯胶水，在调配制备该阻湿阻氧胶层时，先将阻湿阻氧涂料与水性丁苯橡胶混合，在需要涂覆使用该阻湿阻氧胶前，再添加固化剂，然后进行涂覆，使得阻湿阻氧胶组分现配现用，减少阻湿阻氧胶在存放过程中提前固化的情况，保证阻湿阻氧胶的涂覆均匀性和粘接性。
优选的，阻湿阻氧涂料中的所述阻湿阻氧涂剂优选采用星光PMC株式会社的XP8812纸加工乳液型涂布剂。
另一优选方案，阻湿阻氧涂料中的所述阻湿阻氧涂剂包括如下重量份的原料：
通过采用聚丙烯酸酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液作为阻湿阻氧涂剂的主要成分，在溶剂的作用下，调配制得乳液型阻湿阻氧涂剂，在成膜剂的作用下，涂覆于纸张表面干燥后则形成连续的涂膜，且成膜坚固，具有防潮阻隔作用，表面不易刮花而影响阻湿阻氧性能下降。
其中，聚丙烯酸酯乳液透明度高、耐候性好、耐水性能好、韧性好，与聚醋酸乙烯酯乳液的复合调配，使得阻湿阻氧涂剂具有良好的粘合性能，能在纸张或其他基材上粘合牢固，不易剥落，进一步采用该阻湿阻氧涂剂制成阻湿阻氧涂料，涂覆后形成的耐水膜粘合牢固，不易脱落，不易刮花，能与离型层的表面、原纸层的表面、镀铝层的表面粘附稳定，使制得的阻湿阻氧环保包装纸层状结合稳定，不易分离。
优选的，所述聚丙烯酸酯乳液通过如下步骤制得：
按照重量份计，将2.5-4份乳化剂、1-2份乳化分散剂OP-10、6-9份混合单体、15-25份水混合搅拌，升温至78-85℃，然后加入0.5-1.5份过硫酸钾，混合均匀，再滴加3-6份混合单体和0.3-0.6份过硫酸钾，加入完毕后升温至90-93℃，保温2-3h，最后降温、调节pH值至8.2-8.8，出料，得到聚丙烯酸酯乳液；
每重量份所述混合单体包括4-6份丙烯酸乙酯、2-5份丙烯酸异辛酯、1-3份醋酸乙烯酯、2-4份丙烯酸酯、2-4份N-羟甲基丙烯酰胺、1-2份丙烯酰胺；
每重量份所述乳化剂包括2-5份十二烷基硫酸钠和1-3份椰油脂肪酸二乙醇酰胺。
通过采用上述原料，制得的聚丙烯酸酯乳液体系分散性好，能与聚醋酸乙烯酯乳液相容分散性能稳定的阻湿阻氧涂剂，并采用该阻湿阻氧涂剂制备的阻湿阻氧涂料，经涂覆后形成附着性好、耐候性好、阻湿阻氧防潮的阻湿阻氧涂层。其中，在乳化分散剂OP-10的作用下，能将预混合的乳化剂、混合单体、水分散均匀，保证后续加入引发剂后乳化均匀；而将混合单体及引发剂分段加入，并分段升温处理，最后结合保温处理，能使体系充分乳化完全。
而本申请的混合单体组成，在乳化剂及引发剂的作用下，能乳化聚合生成聚丙烯酸酯乳液，使制得的聚丙烯酸酯乳液具有一定的粘度，进一步制得的阻湿阻氧涂剂及阻湿阻氧涂料能稳定附着于纸张或其他基材表面，形成的表面膜具有耐水、防水作用，柔韧性好，使制得的阻湿阻氧环保包装纸具有优良的阻湿阻氧防潮作用，且阻湿阻氧涂层不易随着纸张的伸张折叠而出现裂痕、断裂，保证包装纸的阻湿阻氧性能。
而本申请的乳化剂组成，能充分乳化形成稳定的聚丙烯酸酯乳液体系，使制得的聚丙烯酸酯乳液与聚醋酸乙烯酯乳液分散均匀以形成稳定的阻湿阻氧涂剂。
优选的，所述成膜剂为十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的至少一种，所述溶剂是由乙醇和水以重量比为8-10:3混合组成。
通过采用上述的成膜剂，能使含有阻湿阻氧涂剂的阻湿阻氧涂料容易成膜，涂覆于纸张或其他基材表面干燥后成膜，且连续成膜，成膜坚固，防潮阻隔性能好，且耐磨，使得第二阻湿阻氧涂层、阻湿阻氧胶层、第一阻湿阻氧涂层不易刮花而导致防潮性能下降。而采用乙醇和水复配作为溶剂，一方面乙醇成分能使得聚丙烯酸酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液分散均匀，形成稳定的阻湿阻氧涂剂，另一方面水成分能使阻湿阻氧涂剂均匀分散于水性的阻湿阻氧涂料中，提高阻湿阻氧涂料的体系分散性和流延性，使得阻湿阻氧涂料易于均匀涂覆于纸张或其他基材表面，且乙醇和水经过干燥后易于除去，对环境污染少，食品领域使用安全无害。
优选的，所述阻湿阻氧涂剂的制备包括如下步骤：
按照重量份，将聚丙烯酸酯乳液与二分之一用量的溶剂混合，得到混合料A；
按照重量份，将聚醋酸乙烯酯乳液与二分之一用量的溶剂混合，得到混合料B；
边搅拌混合料A，边将混合料B加入至混合料A中，加入完毕后添加成膜剂，分散均匀后制得阻湿阻氧涂剂。
通过采用乙醇与水混合组成的溶剂，分别将聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液分散均匀，然后再将混合料A、混合料B混合，能提高聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液两者的分散性，提高体系的物料分散均匀性。
优选的，所述原纸层为克重在60-100g/m2的格拉辛原纸，所述第一阻湿阻氧涂层的克重为2-6g/m2，所述阻湿阻氧胶层的克重为1-5g/m2，所述镀铝层的克重为0.05-0.2g/m2，所述离型层的克重为0.5-2g/m2，所述第二阻湿阻氧涂层的克重为5-10g/m2。
通过控制上述层结构的克重，能使制得的阻湿阻氧环保包装纸质轻，阻湿阻氧防潮效果好，且层间连接稳定，不易出现层状分离现象，质量稳定。其中，镀铝层的厚度优选为38-42nm。
第二方面，本申请提供一种阻湿阻氧环保包装纸的制备方法，采用如下的技术方案：
一种阻湿阻氧环保包装纸的制备方法，包括如下步骤：
取一原纸层，在原纸层的一表面涂覆阻湿阻氧涂料，形成第一阻湿阻氧涂层；
取一镀铝基材，在镀铝基材的镀铝层表面涂覆阻湿阻氧胶，形成阻湿阻氧胶层；
将原纸层涂覆有阻湿阻氧涂料的一面与镀铝基材涂覆有阻湿阻氧胶的一面相贴合，再将镀铝基材的基材层剥离，在原纸层远离第一阻湿阻氧涂层的一面背涂水，最后在剥离掉基材的离型层表面涂覆阻湿阻氧涂料，形成第二阻湿阻氧涂层；经烘干处理，制得阻湿阻氧环保包装纸。
本申请阻湿阻氧环保包装纸的制备步骤操作简单，易于控制，分别对原纸层涂覆阻湿阻氧涂料、对镀铝基材的镀铝层涂覆阻湿阻氧胶，由于阻湿阻氧胶中含有阻湿阻氧涂料，通过相似相容原理，使得原纸层与镀铝基材相贴合时候，阻湿阻氧涂料与阻湿阻氧胶中的阻湿阻氧涂料成分相互溶，提高第一阻湿阻氧涂层与阻湿阻氧胶层的结合性，进而提高原纸层与镀铝层的结合性，减少镀铝层的转移；进一步地，在将阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层相贴合时，第一阻湿阻氧涂层的阻湿阻氧涂料与阻湿阻氧胶层的阻湿阻氧涂料相混合，经过干燥固化成型后，测量得到为一层阻湿阻氧胶层。
另外，由于原纸层的一面涂布有阻湿阻氧涂料，且与阻湿阻氧胶相贴合、混合后，在后续烘干过程中容易由于纸张面料存在不同的吸水、润胀情况而产生水翘曲现象，导致纸张翘曲、不平整；因此，本申请在原纸层远离第一阻湿阻氧层的一面背涂水，原纸层的背面(远离第一阻湿阻氧层的一面)与水接触后，水逐渐从背面向正面渗透，当原纸层充分吸水后，原纸层内部的应力逐渐消失，使得由于涂布阻湿阻氧涂料而翘曲的原纸层在重力和水的表面张力作用下又重新舒展开来，减少原纸层翘曲的现象，并减少最后烘干制得的阻湿阻氧环保包装纸翘曲、不平整的现象，保证阻湿阻氧环保包装纸的平直质量。
最后，镀铝基材是包括依次设置的基材层、离型层和镀铝层，由于镀铝基材的基材层剥离掉，而镀铝层与原纸层通过阻湿阻氧胶粘结，离型层则留在镀铝层远离原纸层的一表面，再在该离型层的表面涂覆阻湿阻氧涂料，使得靠近食物的离型层一面具有第二阻湿阻氧涂层，提高了阻湿阻氧环保包装袋的阻湿阻氧效果。
优选的，所述第一阻湿阻氧涂层的涂布干量为2-6g/m2，所述第二阻湿阻氧涂层的涂布干量为5-10g/m2，所述阻湿阻氧胶层的涂布干量为1-5g/m2。
通过控制烘干后的第一阻湿阻氧涂层、第二阻湿阻氧涂层和阻湿阻氧胶层的涂布干量，能使环保包装纸具有阻湿阻氧防潮的前提下，使得环保包装纸的质量较轻，易于运输、加工。
将上述制得的阻湿阻氧环保包装纸制备成包装袋时，可将两张阻湿阻氧环保包装纸的第二阻湿阻氧涂层相向贴合，对贴合的边缘进行热封处理，热封温度为130-150℃，由于第二阻湿阻氧涂层具有一定的粘性，使得两张阻湿阻氧环保包装袋相粘结稳定，制得结构稳定、阻湿阻氧防潮的包装袋。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的阻湿阻氧环保包装纸由外层至内层依次设置的第一阻湿阻氧涂层、阻湿阻氧胶层、第二阻湿阻氧涂层、镀铝层、第二阻湿阻氧涂层均对外界环境的水分起到防潮阻湿阻氧作用，使环保包装纸具有多重防潮阻湿阻氧作用，外界环境中的水分不易从原纸层渗透至内层而导致食品受潮变质，提高了食品包装的保护性，同时该阻湿阻氧环保包装纸可回收打浆利用，进一步可循环利用制备鞋撑、鞋盒等产品，提高了资源利用率，减少纸张或塑料对环境的污染。
2、本申请优选采用阻湿阻氧涂料与粘接剂复配组成阻湿阻氧胶层，使得阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层相似相容，提高了阻湿阻氧胶层与第一阻湿阻氧涂层的结合性，进而提高镀铝层与原纸层的粘接性。
3、本申请阻湿阻氧环保包装纸的制备方法，步骤操作简单，易于控制，分别对原纸层涂覆阻湿阻氧涂料、对镀铝基材的镀铝层涂覆阻湿阻氧胶，使得原纸层与镀铝基材相贴合时候，阻湿阻氧涂料与阻湿阻氧胶中的阻湿阻氧涂料成分相互溶，提高第一阻湿阻氧涂层与阻湿阻氧胶层的结合性；并在原纸层背涂水，减少原纸层翘曲的现象，减少制得的阻湿阻氧环保包装纸翘曲、不平整的现象。
附图说明
图1是本申请阻湿阻氧环保包装纸制备方法中，分别对原纸层涂覆阻湿阻氧涂料、对镀铝基材的镀铝层涂覆阻湿阻氧胶的操作示意图；
图2是本申请阻湿阻氧环保包装纸制备方法中，涂覆有阻湿阻氧涂料的原纸层与涂覆有阻湿阻氧胶的镀铝基材相贴合后，剥离基材层及对原纸层背涂水的操作示意图；
图3是本申请阻湿阻氧环保包装纸的剖视结构示意图。
附图说明：100、原纸层；110、第一阻湿阻氧涂层；120、背水层；200、镀铝基材；201、基材；202、离型层；203、镀铝层；210、阻湿阻氧胶层；220、第二阻湿阻氧涂层。
具体实施方式
以下结合附图1-3和实施例对本申请作进一步详细说明。
部分原料的来源：
水性丙烯酸乳液，品牌：帝斯曼水性丙烯酸乳液BT-6。
阻湿阻氧涂剂，品牌：星光PMC株式会社的XP8812纸加工乳液型涂布剂。
水性丁苯胶水，品牌：巴斯夫水性丁苯胶水。
聚丙烯酸酯乳液，品牌：裕才化工。
聚醋酸乙烯酯乳液，厂家：广州优善包装材料有限公司001型。
上述原料厂家型号仅为支撑制备例/实施例中的原料而具体选择，为实验所采用，在实际生产制备过程中，原料的来源不仅限于上述厂家型号。
聚丙烯酸酯乳液的制备例
制备例1
一种聚丙烯酸酯乳液，通过如下步骤制得：
预聚合：将1kg十二烷基硫酸钠、1.5kg椰油脂肪酸二乙醇酰胺、1kg乳化分散剂OP-10、1.5kg丙烯酸乙酯、1.25kg丙烯酸异辛酯、0.75kg醋酸乙烯酯、1kg丙烯酸酯、1kgN-羟甲基丙烯酰胺、0.5kg丙烯酰胺、15kg水混合搅拌，升温至78℃，然后加入0.5kg过硫酸钾，混合均匀；
聚合反应：再滴加1kg丙烯酸乙酯、0.5kg丙烯酸异辛酯、0.25kg醋酸乙烯酯、0.5kg丙烯酸酯、0.5kgN-羟甲基丙烯酰胺、0.25kg丙烯酰胺和0.3kg过硫酸钾，加入完毕后升温至90℃，保温3h，最后降温至42℃，调节pH值至8.2，出料，得到聚丙烯酸酯乳液。
制备例2-3
制备例2-3与制备例1的区别在于原料的用量、种类和工艺的不同，具体参见下表1。
表1制备例1-3的原料用量、种类和工艺的差异
制备例4
制备例4与制备例2的区别在于：所有原料一次性加入后升温、保温反应，最后降温、调节pH值，出料，具体步骤如下：
将2kg十二烷基硫酸钠、1kg椰油脂肪酸二乙醇酰胺、1.5kg乳化分散剂OP-10、2.75kg丙烯酸乙酯、2.05kg丙烯酸异辛酯、0.8kg醋酸乙烯酯、1.55kg丙烯酸酯、1.55kgN-羟甲基丙烯酰胺、2.3kg丙烯酰胺、20kg水混合搅拌，升温至78℃，然后加入1.4kg过硫酸钾，混合均匀；升温至90℃，保温3h，最后降温至45℃，调节pH值至8.5，出料，得到聚丙烯酸酯乳液。
阻湿阻氧涂剂的制备例
制备例5
一种阻湿阻氧涂剂，其制备包括如下步骤：
将50kg市售的聚丙烯酸酯乳液与11.25kg乙醇、3.75kg水混合，得到混合料A；
将10kg聚醋酸乙烯酯乳液与11.25kg乙醇、3.75kg水混合，得到混合料B；
边搅拌混合料A，边将混合料B加入至混合料A中，加入完毕后添加成膜剂，分散均匀后制得阻湿阻氧涂剂。
制备例6-9
制备例6-9与制备例5的区别在于原料的用量、种类和工艺的不同，具体参见下表2。
表2制备例5-9的原料用量、种类和工艺的差异
阻湿阻氧涂料的制备例
制备例10
一种阻湿阻氧涂料，其制备包括如下步骤：
将40kg市售的水性丙烯酸乳液和20kg水混合，然后加入8kg阻湿阻氧涂剂，混合均匀，制得阻湿阻氧涂料；其中，阻湿阻氧涂剂优选为星光PMC株式会社的XP8812纸加工乳液型涂布剂。
制备例11-15
制备例11-15与制备例10的区别在于原料的用量、来源、种类和工艺的不同，具体参见下表3。
表3制备例10-15的原料用量、来源、种类和工艺的差异
阻湿阻氧胶的制备例
制备例16
一种阻湿阻氧胶，其制备包括如下步骤：
将68kg制备例10的阻湿阻氧涂料和34kg水性丁苯胶水混合均匀，在涂覆使用前，加入6.8kg二苯基甲烷二异氰酸酯，混合均匀，制得阻湿阻氧涂料。
制备例17-21
制备例17-21与制备例16的区别在于原料的用量、来源、种类和工艺的不同，具体参见下表4。
表4制备例16-21的原料用量、来源、种类和工艺的差异
实施例
实施例1
一种阻湿阻氧环保包装纸，其制备包括如下步骤：
取一克重在60g/m2的格拉辛原纸，在格拉辛原纸的一表面涂覆制备例10的阻湿阻氧涂料，形成第一阻湿阻氧涂层110；
取一镀铝基材200，其镀铝层203的厚度为38nm，离型层202的克重为0.5g/m2，在镀铝基材200的镀铝层203表面涂覆制备例17的阻湿阻氧胶，形成阻湿阻氧胶层；
将格拉辛原纸涂覆有阻湿阻氧涂料的一面与镀铝基材200涂覆有阻湿阻氧胶210的一面相贴合，再将镀铝基材200的基材层201剥离，在格拉辛原纸远离第一阻湿阻氧涂层110的一面背涂水，形成背水层120，最后在剥离掉基材201的离型层202表面涂覆制备例10的阻湿阻氧涂料，形成第二阻湿阻氧涂层220；经100℃烘干2min，制得阻湿阻氧环保包装纸。
制得的阻湿阻氧包装纸中，第一阻湿阻氧涂层110的涂布干量为2g/m2，阻湿阻氧胶层210的涂布干量为1g/m2，第二阻湿阻氧涂层220的涂布干量为5g/m2。
实施例2-6
实施例2-6与上述实施例1的区别在于：第一阻湿阻氧涂层110、阻湿阻氧胶层210、第二阻湿阻氧涂层220的来源及参数不同，具体参见下表5。
表5实施例1-6的原料来源及参数差异
对比例
对比例1
本对比例与上述实施例4的区别在于：阻湿阻氧涂料是由50kg水性丙烯酸乳液和35kg的水混合组成，即是采用等量的水替换阻湿阻氧涂剂，阻湿阻氧涂料中不包含阻湿阻氧涂剂。
对比例2
本对比例与上述实施例4的区别在于：环保包装纸仅在格拉辛原纸的表面涂覆一层制备例10的阻湿阻氧涂料，并不与镀铝基材200的镀铝层203相贴合，并不包含阻湿阻氧胶层210、镀铝层203和第二阻湿阻氧涂层220。
性能检测试验
(一)阻湿阻氧涂料的水蒸气透过量测试
将上述制备例10-15制得的阻湿阻氧涂料涂覆于克重在90g/m2的格拉辛原纸上，100℃烘干2min，分别得到仅涂布有一层第一阻湿阻氧涂层110的原纸试样，并按照标准《GB/T26253-2010塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定红外检测器法》，对各原纸试样测试水蒸气透过率，测试的环境温度为23℃，环境湿度为85％RH，测试结果如下表6所示：
表6制备例10-15的原料来源及参数差异
由上述制备例10-15制得的阻湿阻氧涂料的水蒸气透过量测试可知，本申请制得的阻湿阻氧涂料具有良好的阻湿阻氧防潮效果，其中，由制备例10与制备例11对比可知，采用本申请的阻湿阻氧涂剂制得的阻湿阻氧涂料，其阻湿阻氧效果与市售阻湿阻氧涂剂相当，效果甚至略高于市售阻湿阻氧涂剂。而制备例11与制备例12对比可知，采用本申请制得的聚丙烯酸酯乳液，进一步制得的阻湿阻氧涂剂和阻湿阻氧涂料，水蒸气透过量更低，阻湿阻氧防潮效果更优。而制备例13与制备例15对比可知，本申请制备聚丙烯酸酯乳液过程中，通过将混合单体和引发剂分段加入、分段升温反应，能使体系充分乳化完全，利用所制得的聚丙烯酸酯乳液进一步制备阻湿阻氧涂剂、阻湿阻氧涂料，其阻湿阻氧防潮效果较优。
(二)环保包装纸的水蒸气透过率测试
将上述实施例1-6以及对比例1-2制得的环保包装纸进行水蒸气透过率测试，并测试加热70℃、120℃后的环保包装纸水蒸气透湿率；具体按照标准《GB/T 26253-2010塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定红外检测器法》，对各原纸试样测试水蒸气透过率，测试的环境温度为23℃，环境湿度为85％RH，测试结果如下表7所示：
表7实施例1-6以及对比例1-2制得的环保包装纸的水蒸气透过率测试数据
由上述测试数据可知，本申请制得的阻湿阻氧环保包装纸具有良好的阻湿阻氧防潮效果，其中，由实施例1与实施例2对比可知，采用本申请的阻湿阻氧涂剂制得的阻湿阻氧涂料，其阻湿阻氧效果与市售阻湿阻氧涂剂相当，效果甚至略高于市售阻湿阻氧涂剂，采用该阻湿阻氧涂料涂布制得的阻湿阻氧环保包装纸阻湿阻氧防潮效果较优。而实施例2与实施例3对比可知，采用本申请制得的聚丙烯酸酯乳液，进一步制得的阻湿阻氧涂剂和阻湿阻氧涂料，水蒸气透过量更低，经涂布制得的环保包装纸阻湿阻氧防潮效果更优。而实施例4与实施例6对比可知，本申请制备聚丙烯酸酯乳液过程中，通过将混合单体和引发剂分段加入、分段升温反应，能使体系充分乳化完全，利用所制得的聚丙烯酸酯乳液进一步制备阻湿阻氧涂剂、阻湿阻氧涂料，其阻湿阻氧防潮效果较优，采用该阻湿阻氧涂料涂布制得的阻湿阻氧环保包装纸阻湿阻氧防潮效果较优。
而对比例1仅是采用水性丙烯酸乳液与水混合后的涂剂进行涂布，并没有添加阻湿阻氧涂剂，所制得的环保包装纸的水蒸气透过量明显上升，经过70℃及120℃的加热处理后，环保包装纸的水蒸气透过量亦明显上升；反观本申请实施例制得的阻湿阻氧环保包装纸，经过70℃及120℃加热处理后的水蒸气透过量上升幅度较对比例1低，说明本申请涂覆含有阻湿阻氧涂剂的阻湿阻氧涂料制得的环保包装纸，耐热性能好，高温加热处理后保持一定的阻湿阻氧防潮性能。
而对比例2仅是在原纸层100上涂覆阻湿阻氧涂料，并不含有镀铝层203、离型层202、第二阻湿阻氧涂层220以及阻湿阻氧胶层210，所制得的包装纸水蒸气透过量显著上升，且经过70℃及120℃的加热处理后，包装纸的水蒸气透过量亦明显上升；说明本申请通过在镀铝基材200的镀铝层203表面涂覆阻湿阻氧胶层210，并在原纸层100的表面涂覆阻湿阻氧涂料，最后将镀铝层203与原纸层100贴合，并在镀铝层203的离型层202表面涂覆阻湿阻氧涂料，第一阻湿阻氧涂层110、阻湿阻氧胶层210、第二阻湿阻氧涂层220能够使得环保包装纸实现多层阻湿阻氧防潮效果，阻湿阻氧阻隔致密性好，且耐候性好，经过加热处理后仍保持良好的阻湿阻氧阻隔效果。
(三)可回收再浆测试
将上述实施例1-6制得的环保包装纸进行可回收再浆测试，具体步骤如下：称取480g绝干的包装纸样品，切成100mm*100mm的尺寸大小，置于桶中，加入40℃的水至浆料浓度为4％，浸泡30min，然后采用低浓碎浆机在转速为3000rpm条件下碎浆处理5min，再将碎浆后的浆料进行粗渣率测试、灰分含量测试、胶黏物面积测试、片状物含量测试。
(1)粗渣率测试：将碎浆碎解后的浆料倒入配有10mm筛板的方筛进行筛选，收集通过筛板的浆料，并将筛板上的大尺寸残渣收集后烘干、称重，计算粗渣率，数据参见下表8。
(2)灰分含量测试：将过10mm筛板粗筛后的浆料进行均质，然后取样，依据《GB/T742-2018造纸原料、纸浆、纸和纸板灼烧残余物(灰分)的测定》，控制灼烧温度为525℃，测定灰分，测试数据参见下表8。
(3)胶黏物面积测试:将过10mm筛板粗筛后的浆料进行均质，然后取样，用胶黏物筛分仪进行筛选，依据《GB/T 21557-2008废纸中胶粘物的测定》中的图像分析法测定胶黏物面积，测试数据参见下表8。
(4)片状物含量测试：将过10mm筛板粗筛后的浆料进行均质，然后取绝干量为2g的浆料，用直径为0.7mm的孔筛进行筛选，收集筛板上残渣，并烘干、称量；分别测试5次，取平均值，测试数据参见下表8。
表8实施例1-6制得的环保包装纸的可回收再浆测试数据
由上述数据可知，本申请实施例制得的阻湿阻氧环保包装纸经过打浆处理后，残余物较少，可回收性较好，说明本申请制得的阻湿阻氧环保包装纸能回收纸浆，可重复利用至制备鞋撑等产品，延长了纸张的生命周期，提高资源利用率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：包括由外层至内层依次设置的原纸层（100）、第一阻湿阻氧涂层（110）、阻湿阻氧胶层（210）、镀铝层（203）、离型层（202）和第二阻湿阻氧涂层（220），所述第一阻湿阻氧涂层（110）和所述第二阻湿阻氧涂层（220）均是由阻湿阻氧涂料经涂布形成，所述阻湿阻氧胶层（210）是由阻湿阻氧涂料与粘接剂混合后经涂布形成，所述阻湿阻氧涂料包括如下重量份的原料：
水性丙烯酸乳液 40-60份
阻湿阻氧涂剂 8-15份
水 20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述阻湿阻氧胶层（210）是由阻湿阻氧涂料与粘接剂以重量比为5-8:3混合后经涂布形成。
3.根据权利要求1或2所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述粘接剂包括10-15重量份的水性丁苯胶水和1-2重量份的固化剂，所述固化剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述阻湿阻氧涂剂包括如下重量份的原料：
聚丙烯酸酯乳液 50-60份
聚醋酸乙烯酯乳液 10-15份
成膜剂 2-5份
溶剂 30-40份。
5.根据权利要求4所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述聚丙烯酸酯乳液通过如下步骤制得：
按照重量份计，将2.5-4份乳化剂、1-2份乳化分散剂OP-10、6-9份混合单体、15-25份水混合搅拌，升温至78-85℃，然后加入0.5-1.5份过硫酸钾，混合均匀，再滴加3-6份混合单体和0.3-0.6份过硫酸钾，加入完毕后升温至90-93℃，保温2-3h，最后降温、调节pH值至8.2-8.8，出料，得到聚丙烯酸酯乳液；
每重量份所述混合单体包括4-6份丙烯酸乙酯、2-5份丙烯酸异辛酯、1-3份醋酸乙烯酯、2-4份丙烯酸酯、2-4份N-羟甲基丙烯酰胺、1-2份丙烯酰胺；
每重量份所述乳化剂包括2-5份十二烷基硫酸钠和1-3份椰油脂肪酸二乙醇酰胺。
6.根据权利要求4所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述成膜剂为十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的至少一种，所述溶剂是由乙醇和水以重量比为8-10:3混合组成。
7.根据权利要求4所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述阻湿阻氧涂剂的制备包括如下步骤：
按照重量份，将聚丙烯酸酯乳液与二分之一用量的溶剂混合，得到混合料A；
按照重量份，将聚醋酸乙烯酯乳液与二分之一用量的溶剂混合，得到混合料B；
边搅拌混合料A，边将混合料B加入至混合料A中，加入完毕后添加成膜剂，分散均匀后制得阻湿阻氧涂剂。
8.根据权利要求1所述的一种阻湿阻氧环保包装纸，其特征在于：所述原纸层(100)为克重在60-100g/m2的格拉辛原纸，所述第一阻湿阻氧涂层(110)的克重为2-6g/m2，所述阻湿阻氧胶层(210)的克重为1-5g/m2，所述镀铝层(203)的克重为0.05-0.2g/m2，所述离型层(202)的克重为0.5-2g/m2，所述第二阻湿阻氧涂层(220)的克重为5-10g/m2。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的一种阻湿阻氧环保包装纸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
取一原纸层(100)，在原纸层(100)的一表面涂覆阻湿阻氧涂料，形成第一阻湿阻氧涂层(110)；
取一镀铝基材(200)，在镀铝基材(200)的镀铝层(203)表面涂覆阻湿阻氧胶，形成阻湿阻氧胶层(210)；
将原纸层(100)涂覆有阻湿阻氧涂料的一面与镀铝基材(200)涂覆有阻湿阻氧胶的一面相贴合，再将镀铝基材(200)的基材层(201)剥离，在原纸层(100)远离第一阻湿阻氧涂层(110)的一面背涂水，最后在剥离掉基材(201)的离型层(202)表面涂覆阻湿阻氧涂料，形成第二阻湿阻氧涂层(220)；经烘干处理，制得阻湿阻氧环保包装纸。
10.根据权利要求9所述的一种阻湿阻氧环保包装纸的制备方法，其特征在于：所述第一阻湿阻氧涂层(110)的涂布干量为2-6g/m2，所述第二阻湿阻氧涂层(220)的涂布干量为5-10g/m2，所述阻湿阻氧胶层(210)的涂布干量为1-5g/m2。
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| CN202111683457.3A CN116411483A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种阻湿阻氧环保包装纸及其制备方法 |
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- 2021-12-31 CN CN202111683457.3A patent/CN116411483A/zh active Pending
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