一种环保高阻隔食品包装纸的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制浆造纸领域，尤其涉及一种环保高阻隔食品包装纸的生产方法。
【背景技术】
[0002]高阻隔包装材料在食品包装领域有广泛应用，如牛奶、豆奶、果汁、茶饮料等液体食品饮品，方便面、方便米线等方便食品，瓜子、花生、爆米花等零食，这些食品的包装都需要具有高阻隔性能的包装材料。高阻隔包装材料具有减少或防止水分、油脂、水蒸气、氧气等物质渗透包装物内部的功能，可有效阻挡外界环境因素对内部食品质量的影响，从而保证食品在保质期内保持良好的质量和口感。
[0003]—种常见的高阻隔包装材料以多种塑料作为主要原料，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，经吹膜后可得到简易的单层包装膜;在聚乙烯、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)等树脂中添加黑、白母料共挤吹制可得三层或多层的复合膜。这类包装材料具有良好的阻隔气体渗透、抗水、抗油等功能，但是突出的问题是很难进行有效回收使用。如果废弃后被填埋，由于其无法自然降解，必然污染土壤和环境;如果被动物误食，由于无法被消化吸收，会导致动物死亡;采用焚烧方式处理的话，产生的废气则会导致空气污染。
[0004]另一类具有高阻隔性能的包装材料由原纸与高分子聚合物及金属膜等多层复合而成，其中，原纸含量约为75%，聚乙烯含量约为20%，铝箔含量约为5%，以定量为300g/m2的包装材料为例，原纸的定量约为225g/m2，聚乙烯的定量约为60g/m2，铝箔定量约为15g/m2。这类包装材料也具有良好的抗水、抗油和阻隔气体透过的能力，并且由于原纸挺度高，还可以制成多种立体的形状，因此是现代食品包装的一个趋势。但是，这类包装材料在制浆造纸厂进行回收利用时，大量组分不能被用于纸或纸板的生产:如占包装材料总重20%的高分子聚乙烯以及5%的铝箔；同时，废纸处理过程中，聚乙烯膜、金属层被碎解成大量体积很小的碎片，给纸浆的除渣、除砂带来沉重负担，由于这些杂质除不干净往往会黏在成型网和毛布上，形成纸病甚至导致断纸；而且，由于原纸基质与高分子聚合物、金属层相互之间的结合非常紧密，碎浆过程中优质的植物纤维不能被有效分离，大量纤维黏在高分子薄膜上，经过压力筛、除砂器时与塑料碎片一起被排掉，更加影响了植物纤维的高效回用。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种环保高阻隔食品包装纸的生产方法，使用该方法生产的高阻隔食品包装纸可以被制浆造纸厂回收利用，经过水力碎浆、磨浆、疏解等处理后，良浆得率>85%，可添加到纸料系统中抄造纸或纸板。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
[0007](I)原纸基质的生产
[0008]原纸的生产与常规食品包装纸、淋膜原纸、液体食品包装纸相同。将漂白针叶木浆、漂白阔叶木浆、化学机械浆与施胶剂、湿强剂、助留助滤剂等助剂混合后，抄造后得到本发明所用的原纸基质，也可在抄造后纸基的表面施涂由碳酸钙、高岭土、胶乳、增稠剂、抗水剂、润滑剂、消泡剂等制成的涂料;根据客户需求，调整原纸的定量。
[0009]一种典型的原料配方为:漂白阔叶木浆55份、漂白针叶木浆40份、化学机械浆5份，施胶剂1.2%、湿强剂1.0%、助留助滤剂0.5% (均对纤维原料总重)；底涂中，碳酸钙100份、胶乳12份、增稠剂0.5份、抗水剂0.6份、润滑剂0.4份、消泡剂0.1份;面涂中，碳酸钙70份、高岭土30份、胶乳12份、增稠剂0.3份、抗水剂0.5份、润滑剂0.3份、消泡剂0.1份。
[0010](2)原纸基质表面施涂聚乙烯醇
[0011 ] 在原纸基质表面施涂一层聚乙烯醇溶液，溶液固含量为5.0 %?12.0 %，聚乙烯醇的聚合度为1700?2400、醇解度为88%?99%，该溶液中可含有0.001?1.0%的磷酸；用计量棒、膜转移或压榨表面施胶的方法将该溶液涂覆在原纸表面，然后用热风或红外线进行干燥，在140 °C?200°C温度下干燥15s?120s，聚乙烯醇薄膜层的定量为0.5?3.0g/m2。
[0012](3)施涂涂料
[0013]在干燥的聚乙烯醇薄膜层上施涂一层涂料。涂料中含有水、聚乙烯醇、高岭土、改性淀粉等成分，固含量为5?35%，主要固形物成分质量比为:高岭土 80%?30%，聚乙烯醇20 %?70 %，改性淀粉< 20 %。所用高岭土的平均粒径为1.0?7.Ομπι、径厚比> 60，所用改性淀粉为机械研磨制得的片状淀粉微粒，其平均粒径为0.1?1.Ομπι。施涂方式为计量棒或刮刀，干燥方式为红外线、热风或烘缸，干燥温度为100?300 0C，干燥时间I Os?120s。该涂层定量为1.0?5.0g/m2。
[0014](4)施涂聚合物乳液
[0015]在干燥后的涂料层上施涂一层聚丙烯酸类乳液，施涂方式为计量棒、膜转移或压榨施胶，干燥方式为热风或烘缸，干燥温度为50 °C?150 °C、时间30s?300s，该层定量为0.5?4.0g/m2o
[0016]以常规方法进行压光、卷曲，得到本发明所述的环保高阻隔食品包装纸:可勃法检测的30min吸水值< 1.0g/m2;赫克力士法测施胶度，1min时光反射率下降值<1.0% ；TAPPI UM 557法测抗油等级达12级；在25°C、75%RH相对湿度条件下，水蒸气透过率<7g/24h.m2o
[0017]与目前在原纸表面复合多层聚乙烯、金属层的生产高阻隔食品包装材料的方法相比，本发明具有显著的效果:非常易于制浆造纸厂回收利用，经过水力碎浆、磨浆、疏解处理后，良浆得率>85%，这些纤维可添加到纸料系统中生产纸或纸板，有显著经济效益;废纸处理过程中，压力筛、除砂器的负担小，排出的不良废渣少，也利于减少固体废弃物对环境的影响，并且对成型网和压榨毛布的影响小、成纸的质量比较高；生产时无需大量的聚合物、金属原材料，有利于节约资源;生产方法便捷，造纸厂可利用现有表面施胶和涂布设备进行加工，无需添置专用的熔融、挤出、喷涂设备，有利于产品结构调整和升级、获得更好的经济效益。
【具体实施方式】
[0018]以下结合实施例和试验数据对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明，但是不以实施例为限。
[0019]实施例1:
[0020]原纸的原料组成为:漂白阔叶木浆55份、漂白针叶木浆40份、化学机械浆5份，施胶剂1.2%、湿强剂1.0%、助留助滤剂0.5%，按照常规抄纸过程进行抄造，成纸定量为160g/
m2o
[0021 ]将聚合度为2200、醇解度为92%的聚乙烯醇溶解为6.0%固含量的溶液，用计量棒施涂在原纸上，热风干燥30s，干燥温度为160°C。干燥后膜定量为1.7g/m2。
[0022]在干燥后的聚乙烯醇薄膜层上施涂一层涂料。涂料固含量为14.5%;高岭土含量为50%，聚乙烯醇含49%，其他原料含I %。高岭土的平均粒径为6.771μπι、径厚比103;改性淀粉平均粒径为0.561μπι，聚乙烯醇牌号为1799。先将高岭土进行预分散、聚乙烯醇热水溶解，然后将高岭土悬浮液逐渐加入到聚乙烯醇溶液中，混合均匀。用计量棒将涂料施涂在原纸上，热风干燥，温度为170 °C、时间80s。干燥后涂层定量为3.9g/m20
[0023]在干燥后的涂料层上继续施涂一层聚丙烯酸酯乳液，该乳液的固含量为30.5%，施涂方式为计量棒，采用热风干燥，干燥温度为600C、时间230s，该层定量为3.6g/m2。
[0024]该高阻隔包装纸的相关技术指标为:可勃法30min吸水值:0.76g/m2;赫克力士法施胶度，1min光反射率下降值为0.83% ;TAPPI UM557方法抗油等级为12级；在25°C、75%RH相对湿度条件下，水蒸气透过率为6g/24h.m2。将该纸进行水力碎浆、磨浆、疏解和除砂，纤维的得率为93.8%。
[0025]实施例2:
[0026]原纸的原料组成为:漂白阔叶木浆55份、漂白针叶木浆40份、化学机械浆5份，施胶剂1.2%、湿强剂1.0%、助留助滤剂0.5% (均对纤维原料总重)；底涂中，碳酸钙100份、胶乳12份、增稠剂0.5份、抗水剂0.6份、润滑剂0.4份、消泡剂0.1份，底涂涂布量15g/m2;面涂中，碳酸钙70份、高岭土30份、胶