一種環(huán)保高阻隔食品包裝紙的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制漿造紙領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保高阻隔食品包裝紙的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高阻隔包裝材料在食品包裝領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如牛奶、豆奶、果汁、茶飲料等液體食品飲品，方便面、方便米線等方便食品，瓜子、花生、爆米花等零食，這些食品的包裝都需要具有高阻隔性能的包裝材料。高阻隔包裝材料具有減少或防止水分、油脂、水蒸氣、氧氣等物質(zhì)滲透包裝物內(nèi)部的功能，可有效阻擋外界環(huán)境因素對內(nèi)部食品質(zhì)量的影響，從而保證食品在保質(zhì)期內(nèi)保持良好的質(zhì)量和口感。
[0003]—種常見的高阻隔包裝材料以多種塑料作為主要原料，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)等。在聚乙烯(PE)料中添加一定比例的白色母料，經(jīng)吹膜后可得到簡易的單層包裝膜;在聚乙烯、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)等樹脂中添加黑、白母料共擠吹制可得三層或多層的復(fù)合膜。這類包裝材料具有良好的阻隔氣體滲透、抗水、抗油等功能，但是突出的問題是很難進(jìn)行有效回收使用。如果廢棄后被填埋，由于其無法自然降解，必然污染土壤和環(huán)境;如果被動物誤食，由于無法被消化吸收，會導(dǎo)致動物死亡;采用焚燒方式處理的話，產(chǎn)生的廢氣則會導(dǎo)致空氣污染。
[0004]另一類具有高阻隔性能的包裝材料由原紙與高分子聚合物及金屬膜等多層復(fù)合而成，其中，原紙含量約為75%，聚乙烯含量約為20%，鋁箔含量約為5%，以定量為300g/m2的包裝材料為例，原紙的定量約為225g/m2，聚乙烯的定量約為60g/m2，鋁箔定量約為15g/m2。這類包裝材料也具有良好的抗水、抗油和阻隔氣體透過的能力，并且由于原紙挺度高，還可以制成多種立體的形狀，因此是現(xiàn)代食品包裝的一個趨勢。但是，這類包裝材料在制漿造紙廠進(jìn)行回收利用時，大量組分不能被用于紙或紙板的生產(chǎn):如占包裝材料總重20%的高分子聚乙烯以及5%的鋁箔；同時，廢紙?zhí)幚磉^程中，聚乙烯膜、金屬層被碎解成大量體積很小的碎片，給紙漿的除渣、除砂帶來沉重負(fù)擔(dān)，由于這些雜質(zhì)除不干凈往往會黏在成型網(wǎng)和毛布上，形成紙病甚至導(dǎo)致斷紙；而且，由于原紙基質(zhì)與高分子聚合物、金屬層相互之間的結(jié)合非常緊密，碎漿過程中優(yōu)質(zhì)的植物纖維不能被有效分離，大量纖維黏在高分子薄膜上，經(jīng)過壓力篩、除砂器時與塑料碎片一起被排掉，更加影響了植物纖維的高效回用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種環(huán)保高阻隔食品包裝紙的生產(chǎn)方法，使用該方法生產(chǎn)的高阻隔食品包裝紙可以被制漿造紙廠回收利用，經(jīng)過水力碎漿、磨漿、疏解等處理后，良漿得率>85%，可添加到紙料系統(tǒng)中抄造紙或紙板。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007](I)原紙基質(zhì)的生產(chǎn)
[0008]原紙的生產(chǎn)與常規(guī)食品包裝紙、淋膜原紙、液體食品包裝紙相同。將漂白針葉木漿、漂白闊葉木漿、化學(xué)機(jī)械漿與施膠劑、濕強(qiáng)劑、助留助濾劑等助劑混合后，抄造后得到本發(fā)明所用的原紙基質(zhì)，也可在抄造后紙基的表面施涂由碳酸鈣、高嶺土、膠乳、增稠劑、抗水劑、潤滑劑、消泡劑等制成的涂料;根據(jù)客戶需求，調(diào)整原紙的定量。
[0009]一種典型的原料配方為:漂白闊葉木漿55份、漂白針葉木漿40份、化學(xué)機(jī)械漿5份，施膠劑1.2%、濕強(qiáng)劑1.0%、助留助濾劑0.5% (均對纖維原料總重)；底涂中，碳酸鈣100份、膠乳12份、增稠劑0.5份、抗水劑0.6份、潤滑劑0.4份、消泡劑0.1份;面涂中，碳酸鈣70份、高嶺土30份、膠乳12份、增稠劑0.3份、抗水劑0.5份、潤滑劑0.3份、消泡劑0.1份。
[0010](2)原紙基質(zhì)表面施涂聚乙烯醇
[0011 ] 在原紙基質(zhì)表面施涂一層聚乙烯醇溶液，溶液固含量為5.0 %?12.0 %，聚乙烯醇的聚合度為1700?2400、醇解度為88%?99%，該溶液中可含有0.001?1.0%的磷酸；用計量棒、膜轉(zhuǎn)移或壓榨表面施膠的方法將該溶液涂覆在原紙表面，然后用熱風(fēng)或紅外線進(jìn)行干燥，在140 °C?200°C溫度下干燥15s?120s，聚乙烯醇薄膜層的定量為0.5?3.0g/m2。
[0012](3)施涂涂料
[0013]在干燥的聚乙烯醇薄膜層上施涂一層涂料。涂料中含有水、聚乙烯醇、高嶺土、改性淀粉等成分，固含量為5?35%，主要固形物成分質(zhì)量比為:高嶺土 80%?30%，聚乙烯醇20 %?70 %，改性淀粉< 20 %。所用高嶺土的平均粒徑為1.0?7.Ομπι、徑厚比> 60，所用改性淀粉為機(jī)械研磨制得的片狀淀粉微粒，其平均粒徑為0.1?1.Ομπι。施涂方式為計量棒或刮刀，干燥方式為紅外線、熱風(fēng)或烘缸，干燥溫度為100?300 0C，干燥時間I Os?120s。該涂層定量為1.0?5.0g/m2。
[0014](4)施涂聚合物乳液
[0015]在干燥后的涂料層上施涂一層聚丙烯酸類乳液，施涂方式為計量棒、膜轉(zhuǎn)移或壓榨施膠，干燥方式為熱風(fēng)或烘缸，干燥溫度為50 °C?150 °C、時間30s?300s，該層定量為0.5?4.0g/m2o
[0016]以常規(guī)方法進(jìn)行壓光、卷曲，得到本發(fā)明所述的環(huán)保高阻隔食品包裝紙:可勃法檢測的30min吸水值< 1.0g/m2;赫克力士法測施膠度，1min時光反射率下降值<1.0% ；TAPPI UM 557法測抗油等級達(dá)12級；在25°C、75%RH相對濕度條件下，水蒸氣透過率<7g/24h.m2o
[0017]與目前在原紙表面復(fù)合多層聚乙烯、金屬層的生產(chǎn)高阻隔食品包裝材料的方法相比，本發(fā)明具有顯著的效果:非常易于制漿造紙廠回收利用，經(jīng)過水力碎漿、磨漿、疏解處理后，良漿得率>85%，這些纖維可添加到紙料系統(tǒng)中生產(chǎn)紙或紙板，有顯著經(jīng)濟(jì)效益;廢紙?zhí)幚磉^程中，壓力篩、除砂器的負(fù)擔(dān)小，排出的不良廢渣少，也利于減少固體廢棄物對環(huán)境的影響，并且對成型網(wǎng)和壓榨毛布的影響小、成紙的質(zhì)量比較高；生產(chǎn)時無需大量的聚合物、金屬原材料，有利于節(jié)約資源;生產(chǎn)方法便捷，造紙廠可利用現(xiàn)有表面施膠和涂布設(shè)備進(jìn)行加工，無需添置專用的熔融、擠出、噴涂設(shè)備，有利于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級、獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合實施例和試驗數(shù)據(jù)對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明，但是不以實施例為限。
[0019]實施例1:
[0020]原紙的原料組成為:漂白闊葉木漿55份、漂白針葉木漿40份、化學(xué)機(jī)械漿5份，施膠劑1.2%、濕強(qiáng)劑1.0%、助留助濾劑0.5%，按照常規(guī)抄紙過程進(jìn)行抄造，成紙定量為160g/
m2o
[0021 ]將聚合度為2200、醇解度為92%的聚乙烯醇溶解為6.0%固含量的溶液，用計量棒施涂在原紙上，熱風(fēng)干燥30s，干燥溫度為160°C。干燥后膜定量為1.7g/m2。
[0022]在干燥后的聚乙烯醇薄膜層上施涂一層涂料。涂料固含量為14.5%;高嶺土含量為50%，聚乙烯醇含49%，其他原料含I %。高嶺土的平均粒徑為6.771μπι、徑厚比103;改性淀粉平均粒徑為0.561μπι，聚乙烯醇牌號為1799。先將高嶺土進(jìn)行預(yù)分散、聚乙烯醇熱水溶解，然后將高嶺土懸浮液逐漸加入到聚乙烯醇溶液中，混合均勻。用計量棒將涂料施涂在原紙上，熱風(fēng)干燥，溫度為170 °C、時間80s。干燥后涂層定量為3.9g/m20
[0023]在干燥后的涂料層上繼續(xù)施涂一層聚丙烯酸酯乳液，該乳液的固含量為30.5%，施涂方式為計量棒，采用熱風(fēng)干燥，干燥溫度為600C、時間230s，該層定量為3.6g/m2。
[0024]該高阻隔包裝紙的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)為:可勃法30min吸水值:0.76g/m2;赫克力士法施膠度，1min光反射率下降值為0.83% ;TAPPI UM557方法抗油等級為12級；在25°C、75%RH相對濕度條件下，水蒸氣透過率為6g/24h.m2。將該紙進(jìn)行水力碎漿、磨漿、疏解和除砂，纖維的得率為93.8%。
[0025]實施例2:
[0026]原紙的原料組成為:漂白闊葉木漿55份、漂白針葉木漿40份、化學(xué)機(jī)械漿5份，施膠劑1.2%、濕強(qiáng)劑1.0%、助留助濾劑0.5% (均對纖維原料總重)；底涂中，碳酸鈣100份、膠乳12份、增稠劑0.5份、抗水劑0.6份、潤滑劑0.4份、消泡劑0.1份，底涂涂布量15g/m2;面涂中，碳酸鈣70份、高嶺土30份、膠