食品包装白卡纸及其生产工艺的制作方法

1.本申请涉及白卡纸领域，更具体地说，它涉及食品包装白卡纸及其生产工艺。


背景技术：

2.蔡伦利用植物纤维造纸的技术是人类文明史上的一项杰出的发明创造，纸的出现为人类的生活、学习带来了极大的便利。近年来，信息技术和包装印刷业飞速发展，造纸业不断向包装领域渗透。随着纸张在包装等领域的大量应用，需求越来越大。特别是在全国多地正在加快落实新版“限塑令”的情况下，白卡纸由于在包装领域的应用较为广泛，其中就包括药品、保健品、化妆品、电子产品、手提袋、服装盒、玩具盒、香烟包装、纸杯、方便面盒、汉堡盒、糕点盒等食品包装大量的应用白卡纸，使得主要作为包装用途的白卡纸，成为以纸代塑转型的主角，这也导致白卡纸需求急剧增长。
3.现有的如授权公告号为cn101644014b的中国发明公开了一种一种防伪涂布白卡纸及其生产工艺，主要解决普通白卡纸防伪成本高，工艺复杂的问题，包括白卡纸原纸，白卡纸原纸设有水性防伪颜色涂布层，颜色涂布层设有纹理，原纸设有至少三层结构，其分别为面层、芯层、底层，生产工艺为：在涂布的过程中使用刮棒涂布，刮棒上设有沟纹结构，涂料中加有颜料，将有颜料的一面用刮棒进行涂布，使白卡纸即具有防伪纹理又具有防伪的颜色涂布层。
4.但上述的白卡纸没有防水性能，在使用过程中有所不便，因此还有待改进。


技术实现要素：

5.为了提升白卡纸的防水性能，本申请提供食品包装白卡纸及其生产工艺。
6.第一方面，本申请提供食品包装白卡纸的生产工艺，采用如下的技术方案：食品包装白卡纸的生产工艺，所述白卡纸包括底层和防水膜，所述白卡纸的生产工艺包括以下步骤：s1、制备底层：底层采用打浆后底层浆料和增韧组分，送到底网进行抄造得到白卡纸的底层；s2、制备防水膜：将防水膜热熔之后均匀地淋覆并涂布于白卡纸底层表面，形成防水膜，防水膜热熔于白卡纸底层表面并与白卡纸底层初步粘合；s3、制备白卡纸：对步骤s2中制备的防水膜吹出热空气，使得防水膜与白卡纸底层粘合牢固形成白卡纸。
7.通过采用上述技术方案，底层浆料，大多以针叶木硫酸盐纸浆来生产，国内也有掺用部分竹浆、棉杆浆、破布浆生产，底层浆料中加入增韧组分，有利于提高白卡纸的韧性，使得采用该白卡纸制备的食品包装盒不容易破损；在白卡纸的底层上涂覆一层防水膜，从而提升白卡纸的防水性能。
8.优选的，所述防水膜为pbs膜。
9.通过采用上述技术方案，pbs树脂又称聚琥珀酸丁二醇酯树脂、聚丁二酸丁二醇酯
树脂，是由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，由此使防水膜可完全降解，使纸袋主体可完全降解。
10.优选的，所述增韧组分包括以下重量份的组分：60
‑
80份聚乙烯醇，10
‑
12份正丁基异氰酸乙酸酯，1
‑
2份叔丁醇钛，改性pet聚酯纤维90
‑
100份，十六烷基三甲基溴化银铵0.5
‑
1份。
11.通过采用上述技术方案，增韧组分当中的正丁基异氰酸乙酸酯具有长碳链，以叔丁醇钛作为催化剂，使得正丁基异氰酸乙酸酯与聚乙烯醇当中的的羟基发生反应，从而可增加分子量，使分子间的作用力增大，材料受到拉伸作用而发生断裂时，就需要更大的外界拉力作用，由此使底层具有更高的韧性，从而使得白卡纸具有更高的韧性，由此解决白卡纸纸质韧性不高的问题；且聚乙烯醇可降解，有益于提高白卡纸的环保性能；改性pet聚酯纤维的加入可提升纤维之间的机械交织强度，有效提升纸纤维的断裂强度，从而进一步提升白卡纸的断裂韧性，增强白卡纸的强度；同时十六烷基三甲基溴化银铵具有一定的抗菌效应，十六烷基三甲基溴化银铵作为季铵盐可产生阴离子，由于银离子带正电荷，微生物一般带负电荷，根据库仑引力的作用，两者相吸，当微生物表面蓄积到一定数量的浓度的阴离子时，阴离子就可以有效击穿微生物的细胞壁，并渗透到微生物细胞内与蛋白质的巯基发生反应，使微生物蛋白质凝固，蛋白酶失活，从而使微生物细胞丧失分裂、繁殖能力，同时银离子还具有极高的还原电势，能使周围的空间产生原子氧而极大地提高抗菌效果；季铵盐通过微生物表面阴离子结合逐渐进入细胞，破坏细胞膜，使细胞内容物外泻而导致细胞死亡，从而抑制微生物繁殖，从而使得制备的白卡纸具有抗菌、抑菌的性能，可以提升食品包装白卡纸的卫生要求，能够降低或消除白卡纸在储存过程中细菌流动和繁殖的可能性；且十六烷基三甲基溴化银铵可提升白卡纸的断裂强度。
12.优选的，按重量份数计，所述增韧组分还包括分散剂2
‑
5份。
13.通过采用上述技术方案，分散剂能够使得改性pet聚酯纤维均匀的分散在底层中，进而使得改性pet聚酯纤维、纸纤维、正丁基异氰酸乙酸酯与聚乙烯醇之间的结合位点增加，从而进一步提高底层的内聚力和层间结合力。
14.优选的，所述分散剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠。
15.通过采用上述技术方案，亚甲基双甲基萘磺酸钠作为分散剂，易溶于水中，具有优良的扩散性能，同时亚甲基双甲基萘磺酸钠与改性pet聚酯纤维具有亲和性，能够使得改性pet聚酯纤维均匀的扩散到底层中，提高白卡纸的强度。
16.优选的，按重量份数计，所述增韧组分还包括邻羟基苯乙酮3
‑
4份。
17.通过采用上述技术方案，邻羟基苯乙酮可引入空间位阻较大的苯环结构，使分子链之间的相互作用增加，使体系的特性粘度增大；且邻羟基苯乙酮的引入可与正丁基异氰酸乙酸酯产生协同效果，邻羟基苯乙酮可与正丁基异氰酸乙酸酯反应，提高正丁基异氰酸乙酸酯的反应活性，从而可使正丁基异氰酸乙酸酯和聚乙烯醇反应的产物增加，增大分子量以及分子间的作用力，继而提高白卡纸的韧性；另一方面，邻羟基苯乙酮也可作为交联反应的催化剂。
18.优选的，按重量份计，所述增韧组分还包括0.4
‑
0.5份催化剂。
19.通过采用上述技术方案，催化剂可促进邻羟基苯乙酮与正丁基异氰酸乙酸酯反
应。
20.优选的，所述催化剂为戊二酸锌。
21.通过采用上述技术方案，戊二酸锌作为邻羟基苯乙酮与正丁基异氰酸乙酸酯反应的催化剂，起促进正丁基异氰酸乙酸酯反应活性的作用，从而使正丁基异氰酸乙酸酯更多地与聚乙烯醇反应，从而提高分子量大的产物，继而提高分子间作用力，达到提高白卡纸韧性的目的。
22.优选的，所述改性pet聚酯纤维采用以下方法制成：(1)30％wt纳米氮化钛分散至乙二醇中，将对苯二甲酸与三氧化二锑混合均匀后加入聚合釜，乙二醇、对苯二甲酸、三氧化二锑的质量比为1：2.75：0.02，聚合釜密闭后加压至0.25mpa、升温至250℃，搅拌速度为100r/min，酯化反应1.5h，制得中间产物；(2)对中间产物进行缩聚处理，使真空度上升至20mpa，控制温度在270℃，搅拌速度调节至240r/min，反应1.5h，制得纳米氮化钛/pet缩聚物；(3)将压力调节回常压，温度调节至50℃，搅拌速度调节至130r/min，并将占纳米氮化钛/pet缩聚物总量35％的聚丙烯酸丁酯加入步骤(2)的反应釜中，与纳米氮化钛/pet缩聚物搅拌混合均匀后出料冷却造粒，再将母粒进行纺丝处理，制得改性pet聚酯纤维。
23.通过采用上述技术方案，纳米氮化钛粉体分散于pet工程塑料中，可以大大加快pet工程塑料的结晶速率，使其成型简单，提高塑料综合强度、同时纳米效应可以大幅度提高pet工程塑料的耐磨性和抗冲击性，进而提升改性pet聚酯纤维的断裂强度；同时聚丙烯酸丁酯能够通过疏水作用交联聚丙烯酸丁酯pet聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)中的疏水链段，这种动态的疏水交联结构能够通过破坏和重组耗散大量的能量来提高力学性能，并最终使得制得的改性pet聚酯纤维具有优异的恢复性和抗疲劳性，从而使得制备的白卡纸具有较佳的硬挺性和可加工性。
24.第二方面，本申请提供食品包装白卡纸，采用如下的技术方案：食品包装白卡纸，由上述的食品包装白卡纸的生产工艺制得。
25.通过采用上述技术方案，制备的食品包装白卡纸具有极佳的防水性能，且具有较佳的抗拉韧性和抗菌性能，继而具有较高的拉伸强度，可广泛用以各类食品的包装盒、包装袋。
26.综上所述，本申请具有以下有益效果：1、pbs树脂又称聚琥珀酸丁二醇酯树脂、聚丁二酸丁二醇酯树脂，是由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，由此使防水膜可完全降解，使纸袋主体可完全降解，提高环保性能。
27.2、增韧组分当中的正丁基异氰酸乙酸酯具有长碳链，以叔丁醇钛作为催化剂，使得正丁基异氰酸乙酸酯与聚乙烯醇当中的的羟基发生反应，从而可增加分子量，使分子间的作用力增大，材料受到拉伸作用而发生断裂时，就需要更大的外界拉力作用，由此使底层具有更高的韧性，从而使得白卡纸具有更高的韧性，由此解决白卡纸纸质韧性不高的问题。
28.3、同时十六烷基三甲基溴化银铵具有银离子和季铵盐的双重抗菌效应，从而使得制备的白卡纸具有抗菌、抑菌的性能，可以提升食品包装白卡纸的卫生要求，能够降低或消除白卡纸在储存过程中细菌流动和繁殖的可能性。
29.4、纳米氮化钛粉体分散于pet工程塑料中，可以大大加快pet工程塑料的结晶速率，使其成型简单，提高塑料综合强度、同时纳米效应可以大幅度提高pet工程塑料的耐磨性和抗冲击性，进而提升改性pet聚酯纤维的断裂强度；同时聚丙烯酸丁酯能够通过疏水作用交联聚丙烯酸丁酯pet聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)中的疏水链段，这种动态的疏水交联结构能够通过破坏和重组耗散大量的能量来提高力学性能，并最终使得制得的改性pet聚酯纤维具有优异的恢复性和抗疲劳性，从而使得制备的白卡纸具有较佳的硬挺性和可加工性。
附图说明
30.图1是本申请提供的方法的流程图；
具体实施方式
31.以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
32.本申请中的原料均由市场购得。
33.原料的制备例制备例1改性pet聚酯纤维采用以下方法制成：(1)30％wt纳米氮化钛分散至乙二醇中，将对苯二甲酸与三氧化二锑混合均匀后加入聚合釜，乙二醇、对苯二甲酸、三氧化二锑的质量比为1：2.75：0.02，聚合釜密闭后加压至0.25mpa、升温至250℃，搅拌速度为100r/min，酯化反应1.5h，制得中间产物；(2)对中间产物进行缩聚处理，使真空度上升至20mpa，控制温度在270℃，搅拌速度调节至240r/min，反应1.5h，制得纳米氮化钛/pet缩聚物；(3)将压力调节回常压，温度调节至50℃，搅拌速度调节至130r/min，并将占纳米氮化钛/pet缩聚物总量35％的聚丙烯酸丁酯加入步骤(2)的反应釜中，与纳米氮化钛/pet缩聚物搅拌混合均匀后出料冷却造粒，再将母粒进行纺丝处理，制得改性pet聚酯纤维。实施例
34.实施例1食品包装白卡纸的生产工艺，白卡纸包括底层和防水膜，白卡纸的生产工艺包括以下步骤：s1、制备增韧组分，按比例称取所需重量份的组分，将60份聚乙烯醇、10份正丁基异氰酸乙酸酯、1份叔丁醇钛、90份改性pet聚酯纤维、0.5份十六烷基三甲基溴化银铵、2份亚甲基双甲基苯磺酸钠、3份邻羟基苯乙酮和0.4份戊二酸锌，搅拌并混合均匀，制得增韧组分备用；s2、制备底层：底层采用打浆后底层浆料的60份漂白阔叶木硫酸盐浆化学针叶浆和15份漂白针叶木硫酸盐浆，并加入40份增韧组分，送到底网进行抄造得到白卡纸的底层；s2、制备防水膜：采用淋膜机将防水膜热熔之后均匀地淋覆并涂布于白卡纸底层表面，形成防水膜，防水膜热熔于白卡纸底层表面并与白卡纸底层初步粘合；s3、制备白卡纸：对步骤s2中制备的防水膜用热风制袋机吹出温度为75℃的热空气，使得防水膜与白卡纸底层粘合牢固形成白卡纸。
35.实施例2食品包装白卡纸的生产工艺，白卡纸包括底层和防水膜，白卡纸的生产工艺包括以下步骤：s1、制备增韧组分，按比例称取所需重量份的组分，将80份聚乙烯醇、12份正丁基异氰酸乙酸酯、2份叔丁醇钛、100份改性pet聚酯纤维、1份十六烷基三甲基溴化银铵、5份亚甲基双甲基苯磺酸钠、4份邻羟基苯乙酮和0.5份戊二酸锌，搅拌并混合均匀，制得增韧组分备用；s2、制备底层：底层采用打浆后底层浆料的60份漂白阔叶木硫酸盐浆化学针叶浆和15份漂白针叶木硫酸盐浆，并加入40份增韧组分，送到底网进行抄造得到白卡纸的底层；s2、制备防水膜：采用淋膜机将防水膜热熔之后均匀地淋覆并涂布于白卡纸底层表面，形成防水膜，防水膜热熔于白卡纸底层表面并与白卡纸底层初步粘合；s3、制备白卡纸：对步骤s2中制备的防水膜用热风制袋机吹出温度为75℃的热空气，使得防水膜与白卡纸底层粘合牢固形成白卡纸。
36.对比例对比例1与实施例1的区别在于，不复合pbs膜。
37.对比例2与实施例1的区别在于，不添加亚甲基双甲基苯磺酸钠。
38.对比例3与实施例1的区别在于，不添加邻羟基苯乙酮。
39.对比例4与实施例1的区别在于，不添加邻羟基苯乙酮和戊二酸锌。
40.对比例5与实施例1的区别在于，不添加改性pet聚酯纤维。
41.对比例6与实施例1的区别在于，不添加十六烷基三甲基溴化银铵。
42.分别对实施例1的复合有pbs膜的白卡纸以及对比例1的不复合pbs膜的白卡纸进行盛水试验，其它条件均相同，测得的结果为对比例1的白卡纸透水性强，而实施例1的白卡纸完全不透水；证明了白卡纸复合pbs膜后具备较好的防水性能。
43.性能检测试验检测方法抗张强度是指一定宽度的试样断裂时所承受的张力，以kn/m表示，抗张强度越大，则纸袋的韧性越强；本发明采取80g/m2的白卡纸作为纸样，在实验室标准条件(温度23℃
±
1℃，相对湿度50％
±
2％)下，利用抗张强度测试仪进行性能检测，测试结果如下表1所示。
44.表1实施例1
‑
2和对比例2
‑
4的抗张强度测试结果
由上表1的测试结果可以得出以下结论：1.从实施例1和对比例2的对比可知，添加亚甲基双甲基苯磺酸钠可提高白卡纸的韧性；2.从实施例1和对比例3、4的对比可知，邻羟基苯乙酮的加入可提高白卡纸的韧性，且邻羟基苯乙酮和戊二酸锌具有协同作用，对白卡纸的韧性具有更好的增强效果；3.从实施例1和对比例5、6的对比可知，改性pet聚酯纤维的加入，对白卡纸的韧性具有更好的增强效果，且十六烷基三甲基溴化银铵的加入对于白卡纸的韧性具有一定的增强作用。
45.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。