一种环保纸杯纸的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制浆造纸领域，尤其涉及一种环保纸杯纸的生产方法。
【背景技术】
[0002]纸杯纸通常由原纸和淋膜在原纸内、外表面的一层或数层聚乙烯(PE)膜组成。纸杯纸具有防水渗、印刷美观、质量轻、加工和使用方便等优点，可用于制作盛放水、茶、咖啡、果汁、饮料、牛奶、豆浆、粥等多种饮品、液体食品的纸杯，在现代生活中有广泛应用。
[0003]聚乙烯淋膜的加工工艺是用挤出机将聚乙烯粒子在高温热熔后经过挤出，然后涂覆在原纸上，经过冷压制得。PE热熔需要的温度为300°C左右，能量消耗高、生产成本大。原纸是由植物纤维相互交织而成的三维网络结构材料，由于植物纤维的吸水性以及纸张结构中存在大量孔隙，淋膜必须到一定量，才能保证使用时不会产生渗透点。淋膜重量越大，需要的聚乙烯的量越多，一般单面淋膜的重量为15g/m2?25g/m2。
[0004]由于PE膜粘度较高、与原纸基质结合紧密，且淋膜过程中一部分会渗透进纸张的网络孔隙中，造成纸基与PE膜分离困难，因此当普通纸杯废弃后，原纸中纤维很难得到高效回收利用。而且，PE膜在自然环境条件下不能降解，若随意丢弃，日积月累，会给生态环境带来严重威胁;若采用焚烧方式处理，则会释放大量有毒物质，危害人类和其他动物的身体健康。因此，普通纸杯纸在高效、环保回收时存在很大技术困难，如果处理不当，既会造成大量宝贵植物纤维资源的浪费，又会给环境保护带来沉重的负担。
【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纸杯纸的生产方法，使用该方法生产的纸杯纸可以被制浆造纸厂回收利用，经过水力碎浆、磨浆、疏解处理后，被系统排出的不良浆渣的比率低于0.2%，其余部分可用于纸和纸板的抄造。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
[0007](I)施涂聚乙烯醇
[0008]先在纸杯原纸表面施涂一层聚乙烯醇溶液，干燥后得到聚乙烯醇薄膜层。所用聚乙烯醇的聚合度为1700?2200，醇解度为88%?99%。溶解在水中，制得固含量为5.0%?12.0%的聚乙烯醇溶液。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，所采用的干燥温度为1 O °C?2 O O °C，干燥时间为15 s?300s，干燥后薄层的定量为0.5?3.0g/m2。
[0009](2)施涂聚合物乳液
[0010]在干燥后的聚乙烯醇薄膜层上施涂一层聚合物乳液。该乳液为固含量为25.0%?55.0%的聚丙烯酸类乳液，一种生产方法是:将水、乳化剂加入到反应釜中，加热至90°C时加入过硫酸铵引发剂，缓慢加入反应单体丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等，以三乙醇胺作缓冲剂，保温反应30min，然后自然降温至60°C，加氨水调节pH至中性。用计量棒、膜转移或压榨施胶的方式将该乳液涂覆在聚乙烯醇薄膜表面，然后用热风或烘缸进行干燥，所采用的干燥温度为50°C?150°C，干燥时间30s?300s，干燥后该层定量为0.6?5.0g/m2;
[0011]将涂覆聚乙烯醇溶液和聚丙烯酸乳液的纸杯纸以常规方法压光、卷曲后，即得到本发明所述的环保纸杯纸。
[0012]与现有在原纸表面淋膜聚乙烯生产纸杯纸的技术相比，本发明具有显著的有益效果:使用该方法生产的纸杯纸可被制浆造纸厂高效回收利用，经过常规的水力碎浆、磨浆、疏解处理后，浆渣率低于0.2%，其余的良浆部分用于抄造纸和纸板;该纸杯纸同时具有良好的防水和防油渗透性能，对水、茶、咖啡、果汁、饮料、牛奶、豆浆、粥、饼、面包等多种含水、含油饮品及食品均可有效防止渗透；同时，造纸厂可以利用现有表面施胶设备进行加工，无需添置专用的熔融、挤出设备，节省了昂贵的设备投入，也无需很高的能耗，因此经济效益很好。
【具体实施方式】
[0013]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。
[0014]实施例1
[0015]以聚合度为1700、醇解度为99%的聚乙烯醇做底涂，将聚乙烯醇缓慢加入到正在搅拌的水中，升温至95°C后保温55min，得到固含量为7.8%的聚乙烯醇溶液;将该溶液以压榨施胶的方式施涂在纸杯原纸上，热风干燥120s，干燥温度为105°C，涂层定量为1.1g/m2。在该聚乙烯醇薄膜层上施涂固含量为29.2%的聚丙烯酸乳液，施涂方式为膜转移，采用烘缸进行干燥，干燥温度105°C、干燥时间120s，干燥后该层的定量为4.3g/m2。两道施涂完成后，经过一道软压光，得到纸杯纸产品。
[0016]该纸杯纸的相关技术指标为:可勃法30min吸水值:0.61g/m2;赫克力士法施胶度，1min光反射率下降值为0.71% ;TAPPI UM557方法测抗油等级为12级。
[0017]将该纸杯纸经过水力碎浆、磨浆、疏解后，通过压力筛、除渣器时的渣浆率为0.18%。
[0018]实施例2
[0019]以聚合度为1700、醇解度为88%的聚乙烯醇做底涂，将聚乙烯醇缓慢加入到搅拌状态下的水中，保持搅拌60min，得到固含量为11.5%的聚乙烯醇溶液;将该溶液以计量棒施胶的方式施涂在纸杯原纸上，热风干燥260s，干燥温度为750C，涂层定量为2.2g/m2。在该聚乙烯醇薄膜层上施涂固含量为35.0%的聚苯乙烯丙烯酸乳液，施涂方式为膜转移，采用热风进行干燥，干燥温度60°C、干燥时间230s，干燥后该层的定量为2.lg/m2。两道施涂完成后，经过一道压光，得到纸杯纸产品。
[0020]该纸杯纸的相关技术指标为:可勃法30min吸水值:0.85g/m2;赫克力士法施胶度，1min光反射率下降值为0.93% ；TAPPI UM557方法抗油等级为12级。
[0021]将该纸杯纸经过水力碎浆、磨浆、疏解后，通过压力筛、除渣器时的渣浆率为0.11%。
[0022]实施例3
[0023]将适量聚合度为2200、醇解度为99%的聚乙烯醇缓慢加入到搅拌状态下的水中，升温至95 0C后保温90min，得到固含量为5.5 %的聚乙烯醇溶液;将该溶液以计量棒施胶的方式施涂在纸杯原纸上，红外线干燥30s，干燥温度为170°C，涂层定量为0.8g/m2。在该聚乙烯醇薄膜层上施涂固含量为49.5 %的聚丙烯酸酯乳液，施涂方式为计量棒，采用烘缸干燥，干燥温度85°C、干燥时间90s，干燥后该层的定量为1.5g/m2。两道施涂完成后，经过一道压光，得到纸杯纸产品。
[0024]该纸杯纸的相关技术指标为:可勃法30min吸水值:0.58g/m2;赫克力士法施胶度，1min光反射率下降值为0.76% ；TAPPI UM557方法抗油等级为12级。
[0025]将该纸杯纸经过水力碎浆、打浆、疏解后，通过压力筛、除渣器时的渣浆率为
0.05%。
[0026]实施例4
[0027]将适量聚合度为2000、醇解度为88%的聚乙烯醇缓慢加入到搅拌状态下的水中，升温至55 0C后保温80min，得到固含量为8.5 %的聚乙烯醇溶液;将该溶液以计量棒施胶的方式施涂在纸杯原纸上，热风干燥160s，干燥温度为120°C，涂层定量为2.9g/m2。将固含量为50.5 %的聚丙烯酸乳液稀释至25.0%,用计量棒施涂在该聚乙烯醇薄膜层上，采用热风干燥，干燥温度135°C、干燥时间30s，干燥后该层的定量为0.8g/m2。两道施涂完成后，经过一道压光，得到纸杯纸产品。
[0028]该纸杯纸的相关技术指标为:可勃法30min吸水值:0.79g/m2;赫克力士法施胶度，1min光反射率下降值为0.77% ；TAPPI UM557方法，抗油等级为12级。
[0029]将该纸杯纸经过水力碎浆、打浆、疏解后，通过压力筛、除渣器时的渣浆率为
0.02%。
【主权项】
1.一种环保纸杯纸的生产方法，其特征在于: 1)在纸杯原纸表面施涂一层聚乙烯醇溶液，在100°C?200°C温度下干燥15s?300s，聚乙稀醇薄膜层的定量为0.5?3.0g/m2 2)在干燥后的聚乙烯醇薄膜层上施涂一层聚合物乳液，在50°C?150 °C温度下干燥30s?300s，该乳液层的定量为0.6?5.0g/m2 ； 3)由该方法生产的纸杯纸可以被制浆造纸厂回收利用，经过水力碎浆、磨浆、疏解处理后，浆渣率低于0.2%，其余部分可用于纸和纸板的抄造。2.如权利要求1所述的一种环保纸杯纸的生产方法，其特征在于:所用聚乙烯醇的聚合度为1700?2200，醇解度为88%?99%。3.如权利要求1所述的一种环保纸杯纸的生产方法，其特征在于:所用乳液为聚丙烯酸类乳液。4.如权利要求1所述的一种环保纸杯纸的生产方法，其特征在于:由该方法生产的纸杯纸，可勃法30min吸水值< 1.0g/m2。5.如权利要求1所述的一种环保纸杯纸的生产方法，其特征在于:由该方法生产的纸杯纸，赫克力士法测施胶度，1min时光反射率下降值< I %。6.如权利要求1所述的一种环保纸杯纸的生产方法，其特征在于:由该方法生产的纸杯纸，TAPPI UM 557法测抗油等级达12级。
【专利摘要】本发明涉及造纸技术领域，具体地说是一种环保纸杯纸的生产方法。在纸杯原纸表面施涂一层聚乙烯醇溶液，待其干燥后再施涂一层聚合物乳液。由本方法生产的纸杯纸的可勃法30min吸水值＜1.0g/m2，TAPPI？UM？557法抗油等级为12级，纸杯纸废弃后可以被制浆造纸厂回收利用，经过水力碎浆、磨浆、疏解处理后，浆渣率低于0.2％，其余部分可用于纸和纸板的抄造。本发明即可保证纸杯纸防水、防油功能，又易于制浆造纸厂高效回用，对环境友好，具有良好的经济效益和环境效益。
【IPC分类】D21H19/14, D21H19/12, D21H19/82
【公开号】CN105603814
【申请号】CN201510988529
【发明人】杜艳芬, 刘金刚, 王加福, 苏艳群, 王比松, 李洪才, 胡云
【申请人】中国制浆造纸研究院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月25日