CN116411484B - 一种环保纸杯无塑涂布纸及其制备方法和制得的环保纸杯 - Google Patents

一种环保纸杯无塑涂布纸及其制备方法和制得的环保纸杯 Download PDF

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Abstract

本申请涉及环保纸杯领域，具体公开了一种环保纸杯无塑涂布纸及其制备方法和制得的环保纸杯。该环保纸杯无塑涂布纸：包括原纸层、设置于所述原纸层内表面的无塑内涂层以及设置于所述原纸层外表面的无塑外涂层，所述无塑内涂层和所述无塑外涂层均由无塑涂料A涂布固化形成，所述无塑涂料A包括20‑50重量份的乙烯丙烯酸共聚乳液和50‑80重量份的稀释。本申请在原纸层的内表面和外表面均涂覆无塑涂料A，能使制得的环保纸杯无塑涂布纸具有优良的耐水性，耐热耐冷，采用该环保纸杯无塑涂布纸制得的环保纸杯适用于承装冷食或热饮，适用范围广泛，且可回收打浆利用，进一步可循环利用制备鞋撑、鞋盒等产品，提高纸张资源利用率。

Description

一种环保纸杯无塑涂布纸及其制备方法和制得的环保纸杯
技术领域
本申请涉及环保纸杯领域，更具体地说，它涉及一种环保纸杯无塑涂布纸及其制备方法和制得的环保纸杯。
背景技术
传统的饮用水杯是采用PE、PP、PS、PVS和EVA等塑料制备，随着人们对环境的环保概念重视度增加，逐渐有出现采用含纸张成分制成的纸杯，轻巧方便，常用于承载冷冻食品饮料和热饮，在餐厅饭馆以及盛行的奶茶餐饮店等餐饮行业中广泛应用。
但纸杯在承装水时容易出现吸水、渗水等情况，尤其是承装热水时，热水的高温容易使得纸杯变形，耐受性差。因此，目前为了减少纸杯出现渗水或耐受性差的问题，市面上有出现在纸杯的制备过程中或是在纸杯的内层，添加PE、PP、PS、PVS和EVA等塑料成分，虽然所制得的纸杯具有防水作用，但是纸杯中的塑料成分仍是难以降解，造成环境污染。
针对上述问题，目前市面有推出采用可降解塑料来制备纸杯，如PLA、PBS、PHA或PBAT等可降解塑料，但是上述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，对环境造成污染。对此，发明人认为，仍需从源头上减少塑料的使用，尤其是对于纸杯这类一次性使用品，在餐饮行业中使用频繁，减塑目标对环境的影响尤为重要。
发明内容
为了减少纸杯中塑料的使用，本申请提供一种环保纸杯无塑涂布纸及其制备方法和制得的环保纸杯。
第一方面，本申请提供一种环保纸杯无塑涂布纸，采用如下的技术方案：
一种环保纸杯无塑涂布纸，包括原纸层、设置于所述原纸层内表面的无塑内涂层以及设置于所述原纸层外表面的无塑外涂层，所述无塑内涂层和所述无塑外涂层均由无塑涂料A涂布固化形成，所述无塑涂料A包括20-50重量份的乙烯丙烯酸共聚乳液和50-80重量份的稀释剂。
通过采用上述技术方案，在原纸层的内表面和外表面均涂覆无塑涂料A，能使制得的环保纸杯无塑涂布纸具有优良的耐水性，减少通过塑料成分或是可降解塑料来达到防水效果的情况，降低对环境的污染，同时该环保纸杯无塑涂布纸可回收打浆利用，进一步可循环利用制备鞋撑、鞋盒等产品，提高纸张资源利用率，减少资源浪费以及废弃资源对环境的污染。
而通过采用乙烯丙烯酸共聚乳液与稀释剂混合作为无塑涂料A，在纸张上易于涂覆，附着性好、成膜性好，且成膜后的表面光泽度较好，耐热耐冷，不易吸水变形，使采用该环保纸杯无塑涂布纸制得的环保纸杯适用于承装如冰淇淋等冷食或承装如热茶等热饮。其中的乙烯丙烯酸共聚乳液可选用美国陶氏副牌EAA-6100型、杜邦2169型、杜邦2002型、杜邦2014型、杜邦2169型、杜邦2806型、陶氏5990型、PRIMACOR陶氏EAA 3003型或美国埃克森美孚EAA 5050。
优选的，所述稀释剂是由乙醇和水以重量比为5-8:4混合组成。
通过采用乙醇和水以特定的比例混合，能与乙烯丙烯酸共聚乳液分散均匀，使制得的无塑涂料A流延性好，易于涂覆于原纸层表面，且烘干处理易于除去，使得无塑涂层的成膜性好，成膜表面光泽度好。
优选的，所述无塑涂料A还包括10-15重量份的聚丙烯酸酯乳液。
通过在无塑涂料A中引入聚丙烯酸酯乳液，具有优良的耐水性和粘结性，与乙烯丙烯酸共聚乳液易于分散均匀，且相配合作用能提高无塑涂料A在原纸层的粘合性能，涂覆并烘干后形成的无塑涂层粘附牢固，不易脱落，且该表面不易刮花，降低表面刮花导致原纸层容易渗水而影响正常使用；同时将该无塑涂布纸卷绕后两端热封过程中，能将无塑涂布纸的两端热封稳定，不易开裂，保证制得的环保纸杯正常使用。
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2-3份乳化剂加入至8-10份水中，混合均匀，制得预乳化液；
按照重量份计，将5-10份混合单体和20-30份水混合均匀，升温至80-83℃，边搅拌边加入上述预乳化液和1-3份过硫酸铵，加入完毕后再加入5-8份水，混合均匀，升温至88-92℃保温1-3h，然后降温至45-50℃，调节pH值至8.0-8.5，出料，制得聚丙烯酸酯乳液。
通过采用上述技术方案，制得的聚丙烯酸酯乳液分散性好，与乙烯丙烯酸共聚乳液相容分散稳定，复配形成的无塑涂料A流延性好，能均匀涂覆于原纸层的表面，形成的无塑涂层具有优良的附着性、耐冷耐热性、耐水性。其中，将乳化剂与水预先调配形成预乳化液，能促使乳化剂在后续的步骤中分散均匀，以充分乳化，并将混合单体与水混合均匀，使混合单体分散均匀，再在搅拌的状态下同时将上述的预乳化液及引发剂加入至体系中，使得体系原料乳化聚合充分，最后再次保温处理，以使反应充分，制得稳定的聚丙烯酸酯乳液。
优选的，每重量份所述混合单体包括3-5份丙烯酸丁酯、1.5-2.0份甲基丙烯酸甲酯、2-3份丙烯酸甲酯、2-3份丙烯酸羟乙酯。
通过采用上述的混合单体，在乳化剂、引发剂及升温搅拌的条件下，能充分乳化聚合生成稳定的聚丙烯酸酯乳液，与乙烯丙烯酸共聚乳液相容分散形成的无塑涂料A涂覆附着性好，在原纸层表面形成的无塑涂层具有一定的耐水性，且柔韧性好，不易随着涂布纸的卷绕而出现涂层裂痕或断裂等现象，保证了涂层的耐水性能。
优选的，每重量份所述乳化剂包括1-2份十二烷基苯磺酸钠和3-4份烷基酚聚氧乙烯醚。
通过采用上述的乳化剂组成，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乙烯丙烯酸共聚乳液分散均匀以形成稳定的无塑涂料A。
第二方面，本申请提供一种环保纸杯无塑涂布纸的制备方法，采用如下的技术方案：
一种环保纸杯无塑涂布纸的制备方法的制备方法，包括如下步骤：
第一次涂布：沿着原纸层传送方向的相反方向，在原纸层的内表面逆涂所述无塑涂料A，经烘干后，原纸层的内表面得到预涂布层；
第二次涂布：然后沿着原纸层传送方向的相反方向，在所述预涂布层的内表面逆涂所述无塑涂料A，并采用刮涂件将无塑涂料A抹平，经烘干后，原纸层的内表面得到无塑内涂层；
在原纸层的外表面重复所述第一次涂布和第二次涂布操作，则原纸层的外表面得到无塑外涂层，制得环保纸杯无塑涂布纸。
上述的制备步骤操作简单，易于控制，生产效率高，质量稳定；其中，由于纸张表面具有细微纤维结构，为非光滑的表面，因而本申请采用逆涂的方式，涂布方向与原纸层传送方向相反，以将无塑涂料A涂覆至原纸层的表面，并嵌入至细微纤维结构内，提高无塑涂料A与原纸层的附着性，且第一次涂布后，原纸容易吸收无塑涂料A，因而不需要进行刮涂；再而在第二次涂布中，再沿着原纸层的传送方向的相反反向逆涂一次，并采用刮涂件将多余的无塑涂料A刮落，以将无塑涂层的孔隙抹平，减少无塑涂层表面的细小孔隙，使得烘干后的无塑涂层表面平整光滑，具有优良的耐水耐油性能。而对于原纸层的内表面和外表面均采用两次逆涂的方式，且第二次逆涂均进行刮涂件抹平无塑涂料A，使制得的无塑涂布纸的内表面和外表面均具有优良的耐水耐油性能，采用该无塑涂布纸制得的环保纸杯不易渗油渗水，承装作用好，减少采用塑胶成分或可降解塑料来达到耐水性的情况，减少环境污染，且制得的环保纸杯可回收打浆利用至制备鞋撑等产品，纸张的生命周期较长，资源利用率高。
优选的，所述无塑涂料A的涂布量为13-25g/m2，刮涂件的刮涂量1-5g/m2；烘干的温度为75-100℃。
本申请对于原纸层的单面，均采用两次逆涂无塑涂料A的方式，而第一次涂布该无塑涂料A的涂布量为13-20g/m2，烘干后，第二次涂布该无塑涂料A的涂布量为18-25g/m2，刮涂件的刮涂量1-5g/m2，通过控制两次逆涂的涂布量，以及第二次涂布后刮涂件的刮涂量，使得烘干处理后，形成干量为8g/m2的无塑内涂层及无塑外涂层。而控制烘干温度为75-100℃，能使得无塑涂料A中的乙醇及水挥发除去，以形成附着力强、表面光滑的无塑涂层。
第三方面，本申请提供一种环保纸杯，采用如下的技术方案：
一种环保纸杯，包括杯体和杯底，所述杯体和所述杯底均由上述的环保纸杯无塑涂布纸制得，所述杯体一端面的内表面与杯体另一端面的外表面卷绕后热压封边、固化连接，所述杯底的外边缘设置有折边，所述折边与所述杯体的内表面热压封边、固化连接。
采用本申请的无塑涂料A在原纸层的表面涂布并烘干形成的无塑内涂层及无塑外涂层，均具有耐水性和一定的粘性，使得将制得的无塑涂布纸卷绕形成纸杯的杯体后，卷绕的两端面部分重叠并热封连接，并将杯底的折边处与杯体的内壁热封连接。
优选的，所述热压封边的热压温度为130-160℃，热压时间为8-15s。
通过控制热压封边的温度和时间，使得环保纸杯的连接处经过热封处理后粘接稳定，使得环保纸杯的连接处不易开裂，质量稳定。
优选的，所述杯体一端面的内表面与杯体另一端面的外表面卷绕后，通过涂布无塑涂料B再热压封边、固化连接；所述杯底的折边与所述杯体的内表面通过涂布无塑涂料B再热压封边、固化连接；所述无塑涂料B的涂布量为3-8g/m2；
所述无塑涂料B是由无塑涂料A与粘接剂混合组成，所述粘接剂的用量为无塑涂料A用量的5-10％。
往往纸杯的相连处容易渗水，或是容易高温炸开，影响纸杯的正常使用，因此，为减少纸杯的杯体连接处以及杯体与杯体的连接处裂开的现象，本申请优选在热封处理阶段采用含有粘接剂的无塑涂料B涂覆于杯体的连接处以及杯体与杯底的连接处，提高无塑涂布纸两端连接处的连接稳定性，使得环保纸杯的热封连接处不易炸开、裂痕。
其中无塑涂料B是由无塑涂料A与粘接剂混合组成，其中含有的无塑涂料A，在热封阶段能与无塑涂料A相混合，提高无塑涂料B与无塑涂料A的相容性，进而提高纸杯连接处与连接稳定性，不易由于材质差异而导致出现连接处开裂的情况。
而当无塑涂料A中含有聚丙烯酸酯乳液时，无塑涂料B中由于含有无塑涂料A，因而也含有聚丙烯酸酯乳液成分，该聚丙烯酸酯乳液耐水性好，水分不易渗透，能使得环保纸杯的连接处不易由于渗水而出现开裂现象，使得环保纸杯的连接处结构稳定。
而通过控制无塑涂料B的涂布量，使得环保纸杯的连接处经过热封处理后形成涂层较薄、且粘结强度高的连接层，使得环保纸杯的连接处不易开裂，质量稳定。
优选的，所述粘接剂包括5-10重量份聚丙烯酸酯乳液、1-2重量份水性松香增粘乳液、5-8重量份乙醇和8-10重量份水。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酸酯乳液及水性松香增粘乳液能稳定分散于乙醇、水中，制得稳定分散的粘接剂，且含有聚丙烯酸酯乳液，能较好地分散于含有聚丙烯酸酯乳液的无塑涂料B中，且无塑涂料B含有无塑涂料A，亦能使得在热封阶段使得粘接剂将无塑涂布纸内表面的无塑内涂层与无塑涂布纸外表面的无塑外涂层粘接稳定，提高杯体两端的连接处以及杯体与杯底连接处的连接稳定性，不易渗水、不易开裂，保证环保纸杯的使用，且乙醇和水在热封阶段时，能快速挥发除去，以使得连接处快速粘接。
其中，采用的水性松香增粘乳液是有松香树脂通过蒸馏改性制得，无毒安全，粘接力强，且耐老化性好，使得纸杯连接处不易由于粘接成分的老化而降低粘接性，而导致连接处开裂、影响纸杯的使用，另外，该水性松香增粘乳液能与聚丙烯酸酯乳液分散均匀，相容性好，残渣量低，将该环保纸杯回收打浆重复利用时较少残渣，使得环保纸杯的重复利用率高。优选的，该水性松香增粘乳液可选用宿州保信0751型或劳特881G水性松香增粘乳液。
其中，采用的聚丙烯酸酯乳液为本申请上述制得的聚丙烯酸酯乳液。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请在原纸层的内表面和外表面均涂覆无塑涂料A，能使制得的环保纸杯无塑涂布纸具有优良的耐水性，耐热耐冷，采用该环保纸杯无塑涂布纸制得的环保纸杯适用于承装如冰淇淋等冷食或承装如热茶等热饮，适用范围广泛。
2、本申请采用无塑涂料A涂覆于原纸层的内表面和外表面，以达到耐水效果，减少通过塑料成分或是可降解塑料来达到防水效果的情况，降低对环境的污染，同时该环保纸杯无塑涂布纸可回收打浆利用，进一步可循环利用制备鞋撑、鞋盒等产品，提高纸张资源利用率，减少资源浪费以及废弃资源对环境的污染；且经过制得的环保纸杯无塑涂布纸及环保纸杯生物的生物分解百分率为88.2-91.3％，且符合ASTM D6400-19、DIN EN 13432:2000、AS 4736:2006.的可降解性要求。
3、本申请无塑涂布纸的制备方法中，对于原纸层的内表面和外表面均采用两次逆涂涂布方式，以使无塑涂料A稳定嵌入并附着于纸张表面，且第二次涂布后采用刮涂件进行刮涂，将无塑涂料的孔隙抹平，使得烘干后的无塑涂层平整光滑，具有优良的耐水耐油性能，制得的环保纸杯不易渗油渗水，承装作用好。
附图说明
图1是本申请所述环保纸杯无塑涂布纸的剖视结构示意图；
图2是本申请所述环保纸杯的分解示意图；
图3是本申请所述环保纸杯的结构示意图。
附图说明：100、原纸层；101、无塑内涂层；102、无塑外涂层；1、杯体；2、杯底；21、折边。
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：
乙烯丙烯酸共聚乳液，品牌：美国陶氏副牌EAA-6100型。
聚丙烯酸酯乳液，厂家品牌：裕才化工。
水性松香增粘乳液，厂家品牌：宿州保信0751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：
制备预乳化液：将1kg十二烷基苯磺酸钠和3kg烷基酚聚氧乙烯醚加入至8kg水中，混合均匀，制得预乳化液；
聚合反应：将1.8kg丙烯酸丁酯、0.9kg甲基丙烯酸甲酯、1.2kg丙烯酸甲酯、1.1kg丙烯酸羟乙酯和20kg水混合均匀，升温至80℃，边搅拌边加入预乳化液和1kg过硫酸铵，加入完毕后再加入5kg水，混合均匀，升温至88℃保温3h，然后降温至45℃，调节pH值至8.0，出料，制得聚丙烯酸酯乳液。
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、种类和工艺的对照表
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1.5kg十二烷基苯磺酸钠、3.5kg烷基酚聚氧乙烯醚、3kg丙烯酸丁酯、1.3kg甲基丙烯酸甲酯、1.9kg丙烯酸甲酯、1.9kg丙烯酸羟乙酯和40kg水混合搅拌，升温至82℃，然后加入2kg过硫酸铵，混合均匀；升温至90℃，保温2h，最后降温至48℃，调节pH值至8.2，出料，得到聚丙烯酸酯乳液。
制备例5
制备例5与制备例2的区别在于：混合单体的组成不相同，具体为：3kg丙烯酸异丁酯、1.3kg甲基丙烯酸丁酯、1.9kg苯乙烯、1.9kg丙烯酰胺。
无塑涂料A的制备例
制备例6
一种无塑涂料A，其通过如下步骤制得：将20kg市售的乙烯丙烯酸共聚乳液、28kg乙醇、22kg水混合，得到无塑涂料A。
制备例7-8
制备例7-8与制备例6的区别在于：原料的用量不同，具体参见下表2。
制备例9
制备例9与制备例7的区别在于：无塑涂料A还包括10-15重量份市售的聚丙烯酸酯乳液。
制备例10-14
制备例10-14与制备例9的区别在于：聚丙烯酸酯乳液的来源不同，具体参见下表2。
表2制备例6-14的原料及用量对照表
无塑涂料B的制备例
制备例15
一种无塑涂料B，其通过如下步骤制得：将40kg制备例6制得的无塑涂料A、0.6kg市售的聚丙烯酸酯乳液、0.1kg水性松香增粘乳液、0.5kg乙醇和0.8kg水混合，得到无塑涂料B。
制备例16-23
制备例16-23与制备例15的区别在于：原料的用量及来源不同，具体参见下表3。
表3制备例15-23的原料及用量对照表
实施例
实施例1
一种环保纸杯无塑涂布纸，通过如下步骤制得：
参见图1，第一次涂布：取一沿着原纸层100传送方向的相反方向，在原纸层100的内表面逆涂制备例6的无塑涂料A，涂布量为13g/m2，温度为75℃下烘干，原纸层100的内表面得到预涂布层；
第二次涂布：然后沿着原纸层100传送方向的相反方向，在预涂布层的内表面再逆涂一次制备例6的无塑涂料A，涂布量为18g/m2，并采用刮涂件将无塑涂料A抹平，温度为75℃下烘干，原纸层100的内表面得到无塑内涂层101；
在原纸层100的外表面重复上述第一次涂布和第二次涂布操作，涂布量相同，则原纸层100的外表面得到无塑外涂层102，制得环保纸杯无塑涂布纸。
实施例2-9
实施例2-9与实施例1的区别在于：涂布工艺参数以及无塑涂料的来源，具体参见下表4。
表4实施例1-9中原纸层100内外表面的两次涂布条件对照表
上表4中的第一次涂布条件及第二次涂布条件，在原纸层100的内外表面均对应相同，如实施例1中原纸层100内表面的第一次涂布与第二次涂布的条件，与实施例中原纸层100外表面的第一次涂布、第二次涂布条件相同。
对比例
对比例1
本对比例与上述实施例6的区别在于：在原纸层100的内表面及外表面，均是进行一次逆涂处理，具体如下：
内表面涂布：取一沿着原纸层100传送方向的相反方向，在原纸层100的内表面逆涂一次制备例11的无塑涂料A，涂布量为15g/m2，温度为85℃下烘干，原纸层100的内表面得到无塑内涂层101；
外表面涂布：然后沿着原纸层100传送方向的相反方向，在预涂布层的外表面逆涂一次制备例11的无塑涂料A，涂布量为15g/m2，温度为85℃下烘干，原纸层100的外表面得到无塑外涂层102，制得环保纸杯无塑涂布纸。
应用例
应用例1
参见图2-3，一种环保纸杯，其杯体1和杯底2均是由实施例2的无塑涂布纸经过裁剪制得；
杯体1的热封成型：将实施例2的无塑涂布纸卷绕，卷绕后的杯体1一端面的外表面与杯体1另一端面的内表面贴合，在温度为130℃下热压封边处理15s，制得杯体1；
杯底2的热封成型：将实施例2的无塑涂布纸的外表面模压形成折边21，再将折边21部分与杯体1底部的内表面贴合，在温度为130℃下热压封边处理15s，制得环保纸杯。
应用例2
本应用例与上述应用例1的区别在于：采用实施例6制得的无塑涂布纸进行热封成型。
应用例3
本应用例与上述应用例1的区别在于：在热封成型处理中，在杯体1的连接处以及杯体1与杯底2的连接处，先涂布无塑涂料B再进行热封成型，具体步骤如下：
杯体1的热封成型：将实施例1的无塑涂布纸卷绕，并在卷绕后的一端面外表面涂覆制备例15制得的无塑涂料B，涂布量为3g/m2，再与杯体1的另一端面的内表面贴合，在温度为130℃下热压封边处理15s，制得杯体1；
杯底2的热封成型：将实施例1的无塑涂布纸的外表面模压形成折边21，并在折边21部分的外表面涂覆制备例15制得的无塑涂料B，涂布量为3g/m2，再与杯体1底部的内表面贴合，在温度为130℃下热压封边处理15s，制得环保纸杯。
应用例4-11
应用例4-11与应用例3的区别在于：环保纸杯的制备条件、无塑涂布纸的来源、无塑涂料B的来源和用量，具体参见下表5。
应用对比例1
本应用对比例1与上述应用例8的区别在于：采用对比例1制得的无塑涂布纸，具体参见下表5。
表5应用例1-9及应用对比例1中环保纸杯的制备条件对照表
/>
性能检测试验
(一)食品接触安全性
将上述应用例1、2、4、6、8制得的环保纸杯进行食品接触安全性检测，具体依据标准《GB 4806.8-2016食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》进行检测，测试结果如下表6所示：
表6应用例1、2、4、6、8的环保纸杯食品接触安全性
/>
/>
/>
/>
由上表6的检测数据可知，本申请制得的环保纸杯使用安全，可应用于承装冷食、冷饮、热食、热饮，如干性食品、水、液态乳、油脂、冰淇淋、开水、热茶水、热咖啡等，适用范围广泛。
(二)无塑检测
将上述应用例1、2、4、6、8制得的环保纸杯进行(1)食品接触安全性，具体依据标准《GB/T 6040-2019红外光谱分析方法通则》进行检测，并按照《GB 4806.6》标准内的CAS号测定有否对应塑料物质，测试方法步骤如下所示：
(1)样品制备：将环保纸杯的杯体1表面磨平，放在ATR棱镜上，从样品后侧加压，使得样品与棱镜均匀接触；
(2)测试背景曲线：设定测定的扫描波长范围为4000cm-1～400cm-1，分辨率为4.0cm-1，背景采集次数为16次；
(3)测试样品：设定测定的扫描波长范围为4000cm-1～400cm-1，分辨率为4.0cm-1，背景采集次数为16次；
测试结果：经过红外光谱分析后，应用例1、2、4、6、8制得的环保纸杯的杯体1表面均未发现下表7中的物质，具体物质名称参见下表7。
表7红外光谱分析结果
物质名称 PE PP PS EVA
检测结果 末检出 末检出 末检出 末检出
物质名称 PET PA PVC PVA
检测结果 末检出 末检出 末检出 末检出
由上表6和表7的测试结果可知，本申请制得的环保纸杯中，未有检测出PE、PP、PS、EVA、PET、PVA、PA、PVC、增塑剂等成分，减少了塑料的使用，减少对环境的污染。
(三)可回收再浆测试
将上述实施例1-11及对比例1制得的纸杯进行可回收再浆测试，具体步骤如下：称取480g绝干的纸杯样品，裁切成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。
(5)手抄片抄造及测试：将过10mm筛板粗筛后的浆料进行均质后，取浆料用筛缝为0.1mm的方筛进行筛选，收集筛渣，烘干后测定器含量；并将通过筛板的浆料，依据标准《GB/T 24326-2009快速凯塞法抄造手抄纸页》，并依据《GB/T 24326-2009》测定抗张指数、耐破指数、撕裂指数，测试数据参见下表8。
表8应用例1-11及应用对比例1制得的纸杯可回收再浆测试数据
/>
依据《Assessment of Recyclability of Packaging Products-RecyclabilityScore》评级标准，评价指标共有4个，分别是粗渣率、片状物含量、胶黏物面积和光学均匀性，四个指标最高分值见下表9：
表9指标最高分值(MSp)
指标 粗渣率 片状物含量 胶黏物面积 光学均匀性 总分
最高分值 35 15 40 10 100
其中，粗渣率、片状物含量、胶黏物面积的指标限制范围见下表10：
表10指标最高限值(THp)
/>
其中，手抄片光学均匀性通过目测与参比样进行比较给出分值，分为三个等级：优(无可见不均匀)，得分10份；良(可见明显不均匀)，得分5分；及格(可见大量不均匀)，得分0分。
粗渣率和胶黏物面积警告值范围如下表11所示：
表11粗渣率和胶黏物面积警告值范围
分值计算方法：(1)如果粗渣率或胶黏物面积任何一个结果在警告值范围，则总得分为0分；
(2)如果任何一个指标超出最高限值范围，则该指标得分为负值，其他得分为正值的都视为0分；
(3)其他情况按照以下方法计算得分：
(当0＜Rp＜WRlow)
（当WRhigh＜Rp＜100)
当WRloe＜Rp＜WRhigh时，可回收性为0.
计算式中，P—粗渣率、片状物含量、胶黏物面积三个指标；
PSp—指标得分；TSp—指标目标值；RSp—指标测试值；
WRloe—警告低值；WRhigh—警告高值；MSp—指标的最高分值。
计算结果如下表12所示：
表12可回收性指标计算分值
/>
可回收性等级评价标准参见下表13：
表13可回收性等级评价标准
由上述数据可知，本申请实施例制得的纸杯经过打浆处理后，残余物较少，可回收性良好，说明本申请制得的纸杯能回收纸浆，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。
(四)老化试验测试
将上述应用例1-11以及应用对比例1制得的纸杯，置于温度为55℃、相对湿度＞75％的恒温恒湿箱中，连续处理28天后模拟老化两年的效果，方法参照《GB 15979-2002一次性使用卫生用品卫生标准》进行，取出后进行性能测试。
物理性能测试按照《GB/T 27590-2001纸杯》的相关要求进行渗漏性能测试。测试结果为：纸杯老化前及模拟老化两年测试后，渗漏性能均能满足《GB/T 27590-2001纸杯》的要求，未出现漏水、渗水现象。
另外，将上述实施例2、4、6制得的环保纸杯无塑涂布纸，置于温度为55℃、相对湿度＞75％的恒温恒湿箱中，连续处理28天后模拟老化两年的效果，方法参照《GB 15979-2002一次性使用卫生用品卫生标准》进行，取出后进行性能及安全测试。
物理性能测试按照《QB/T 4032-2001纸杯原纸》相关要求进行测试；安全测试按照《GB/T 4806.8-2016视频安全国家标准视频接触用纸和纸板材料及制品》相关要求进行测试。
测试项目及结果参见下表14：
表14实施例2、4、6制得的环保纸杯无塑涂布纸耐老化测试数据
由上表14可知，本申请实施例制得的环保纸杯无塑涂布纸，模拟老化两年的耐老化处理后，使用性能有一定程度的降低，但均能满足《QB/T 4032-2010纸杯原纸》、《GB4806.8-2016食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》的要求，耐老化性能较佳。
(五)杯体1热封连接处剥离强度测试
采用剥离强度测试仪，将应用例1-11以及应用对比例1制得的环保纸杯的热封连接处，以相反的方向进行剥离处理，测试将热封连接处剥离开的剥离力，测试结果如下表15所示：
表15应用例1-11以及应用对比例1的环保纸杯的热封连接处剥离力数据
由上述剥离性能数据可知，本申请制得的环保纸杯热封连接处剥离性能优良，不易开裂而影响纸杯的使用；其中，应用对比例1的环保纸杯无塑涂布纸仅进行一次逆涂处理，制得的环保纸杯热封连接处剥离力明显较应用例8下降，说明本申请在制备环保纸杯无塑涂布纸时，通过两次逆涂无塑涂料A，使得在热封成型环保纸杯时，热封连接性能较好。
由应用例1-2与应用例3-5的性能数据对比可知，在将环保纸杯无塑涂布纸热封成型时，连接处先涂布无塑涂料B，再进行热封成型，制得的环保纸杯连接处剥离力增大，说明采用热封成型阶段采用无塑涂料B，能提高纸杯的热封性能。
由应用例3-5与应用例6-9的性能数据对比可知，应用例6-9制得的环保纸杯连接处剥离力较大，说明无塑涂料A中添加聚丙烯酸酯乳液成分，能与无塑涂料B中的聚丙烯酸酯乳液成分相容性好，提高热封阶段无塑涂料B与无塑涂料A的结合性，进而提高热封连接稳定性；其中，应用例7-9与应用例6的性能数据相比，应用例6中的无塑涂料A添加市售的聚丙烯酸酯乳液，剥离力相对较低，说明采用本申请制得的聚丙烯酸酯乳液添加至无塑涂料A中，且优选添加至无塑涂料B中，能使得无塑涂料B与无塑涂料A结合稳定，提高环保纸杯连接处的连接稳定性。
由应用例10-11与应用例8的性能数据对比可知，应用例10的聚丙烯酸酯乳液制备过程中，所有原料一次性加入，最后制得的环保纸杯连接处剥离力较低；应用例11的聚丙烯酸酯乳液制备过程中，合成单体为丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺，最后制得的环保纸杯连接处剥离力亦较低。说明采用本申请的制备步骤，制得稳定且粘结性好的聚丙烯酸酯乳液，利用含有该聚丙烯酸酯乳液的无塑涂料A涂布于原纸层100，并利用含有该聚丙烯酸酯乳液的无塑涂料B将环保纸杯无塑涂布纸粘接，热封成型后制得的环保纸杯连接处的连接稳定。
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 (4)

1.一种环保纸杯，其特征在于：该环保纸杯包括杯体（1）和杯底（2），所述杯体（1）和所述杯底（2）均由环保纸杯无塑涂布纸制得，所述杯体（1）一端面的内表面与杯体（1）另一端面的外表面卷绕后热压封边、固化连接，所述杯底（2）的外边缘设置有折边（21），所述折边（21）与所述杯体（1）的内表面热压封边、固化连接；
所述环保纸杯无塑涂布纸，包括原纸层（100）、设置于所述原纸层（100）内表面的无塑内涂层（101）以及设置于所述原纸层（100）外表面的无塑外涂层（102），所述无塑内涂层（101）和所述无塑外涂层（102）均由无塑涂料A涂布固化形成，所述无塑涂料A包括20-50重量份的乙烯丙烯酸共聚乳液、50-80重量份的稀释剂和10-15重量份的聚丙烯酸酯乳液；
所述杯体（1）一端面的内表面与杯体（1）另一端面的外表面卷绕后，通过涂布无塑涂料B再热压封边、固化连接；所述杯底（2）的折边（21）与所述杯体（1）的内表面通过涂布无塑涂料B再热压封边、固化连接；所述无塑涂料B的涂布量为3-8g/m2；
所述热压封边的热压温度为130-160℃，热压时间为8-15s；
所述无塑涂料B是由无塑涂料A与粘接剂混合组成，所述粘接剂的用量为无塑涂料A用量的5-10%；
所述粘接剂包括5-10重量份聚丙烯酸酯乳液、1-2重量份水性松香增粘乳液、5-8重量份乙醇和8-10重量份水；
所述聚丙烯酸酯乳液通过如下步骤制得：
按照重量份计，将2-3份乳化剂加入至8-10份水中，混合均匀，制得预乳化液；
按照重量份计，将5-10份混合单体和20-30份水混合均匀，升温至80-83℃，边搅拌边加入预乳化液和1-3份过硫酸铵，加入完毕后再加入5-8份水，混合均匀，升温至88-92℃保温1-3h，然后降温至45-50℃，调节pH值至8.0-8.5，出料，制得聚丙烯酸酯乳液；
其中，每重量份所述混合单体包括3-5份丙烯酸丁酯、1.5-2.0份甲基丙烯酸甲酯、2-3份丙烯酸甲酯、2-3份丙烯酸羟乙酯；每重量份所述乳化剂包括1-2份十二烷基苯磺酸钠和3-4份烷基酚聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的一种环保纸杯，其特征在于：所述稀释剂是由乙醇和水以重量比为5-8:4混合组成。
3.根据权利要求1-2任一项所述的环保纸杯，其特征在于：所述环保纸杯无塑涂布纸的制备包括如下步骤：
第一次涂布：沿着原纸层（100）传送方向的相反方向，在原纸层（100）的内表面逆涂所述无塑涂料A，经烘干后，原纸层（100）的内表面得到预涂布层；
第二次涂布：然后沿着原纸层（100）传送方向的相反方向，在所述预涂布层的内表面逆涂所述无塑涂料A，并采用刮涂件将无塑涂料A抹平，经烘干后，原纸层（100）的内表面得到无塑内涂层（101）；
在原纸层（100）的外表面重复所述第一次涂布和第二次涂布操作，则原纸层（100）的外表面得到无塑外涂层（102），制得环保纸杯无塑涂布纸。
4.根据如权利要求3所述的一种环保纸杯，其特征在于：所述无塑涂料A的涂布量为13-25g/m2，刮涂件的刮涂量1-5g/m2；烘干的温度为75-100℃。
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