一种高阻隔纸浆模塑包装材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种高阻隔纸浆模塑包装材料及其制备方法与应用，属于纸浆模塑包装材料技术领域。本发明专利技术通过植物纤维(竹浆纤维BF和高粱秸秆纤维SF)与芳纶纤维复配，充分利用不同纤维的优势；再通过喷涂PVA乳液，赋予纸浆模塑优越的阻氧能力；通过表面覆PBAT膜，PBAT膜具有很好的生物可降解性能，且能提高纸浆模塑制品防水防油能力；此外芳纶纤维也具有极好的阻隔性能。本发明专利技术所制备的纸浆模塑制品具有优越的机械性能和阻隔性能，可用于生鲜、果蔬类的包装，在以纸代塑高性能包装制品方面发挥着重要作用，有利于实现高附加值应用。有利于实现高附加值应用。有利于实现高附加值应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻隔纸浆模塑包装材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于纸浆模塑包装材料
，特别涉及一种高阻隔纸浆模塑包装材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]纸浆模塑是一种立体造纸技术，是用原生纸浆或废纸作基础材料，经真空过滤、成型、烘干等工艺制成的一种无污染、可降解绿色环保制品，具有良好的防震、防冲击、防静电等性能，并且原料来源丰富、产品重量轻、抗压强度大、可堆叠、仓容低，广泛用于食品、餐具、工业产品缓冲包装、精包等。由于采用天然植物纤维为原材料，使得其成品具有完全可降解性。
[0003]现阶段普通纸浆模塑制品生产工艺已经成熟，然而某些特殊能力有待提升，高附加值纸浆模塑制品是未来发展的方向。现有技术是通过浆内添加防水助剂或者覆膜等方式赋予纸浆模塑防水和防油性能，能部分替代发泡塑料制品，可有效消除“白色污染”，但是纸浆模塑的阻氧性能一直不佳。有些纸浆模塑产品通过在塑料上镀铝，然后纸塑复合来提高纸浆模塑制品的阻隔性能，这是以纸浆模塑制品为骨架材料、以铝质材料为阻隔材料、以塑料材料为粘合剂，制备基于纸浆模塑制品骨架的复合材料，但是铝质材料不可降解，限制了规模化其应用。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种高阻隔纸浆模塑包装材料的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供所述制备方法制备得到的高阻隔纸浆模塑包装材料。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供所述高阻隔纸浆模塑包装材料的应用。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0008]一种高阻隔纸浆模塑包装材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)浆料制备：将竹浆纤维(BF)浆料和高粱秸秆纤维(SF)浆料分别进行疏解，分散得到竹浆纤维分散液和高粱秸秆纤维分散液，再将竹浆纤维分散液和高粱秸秆纤维分散液混合均匀，经打浆处理得到BF/SF混合浆料；
[0010](2)添加助剂：将芳纶纤维(AF)悬浮液在搅拌条件下加入到步骤(1)中得到的BF/SF混合浆料中，混合均匀，得到BF/SF/AF复配浆料；然后再加入防水剂和湿强剂，搅拌均匀，得到复合浆料；
[0011](3)定型处理：将步骤(2)得到的复合浆料进行纸浆模塑成型，经真空抽滤脱水制得纸浆模塑湿胚，接着热压定型，得到高阻隔纸浆模塑包装材料。
[0012]为了更好的实现本专利技术的目的，还包括：
[0013](4)涂料处理：将步骤(3)得到的高阻隔纸浆模塑包装材料经过切边处理，得到纸浆模塑干胚；将涂料喷涂在纸浆模塑干胚上，再进行干燥；
[0014](5)覆膜处理：在步骤(4)中喷涂后的纸浆模塑表面覆膜，将覆膜后的纸浆模塑冷却修边，得到高阻隔纸浆模塑制品。
[0015]步骤(1)中所述的疏解是以转速为16000～22000r/min对竹浆纤维(BF)浆料进行分散5～15min。
[0016]步骤(1)中所述的疏解是以转速为10000～15000r/min对高粱秸秆纤维(SF)浆料进行分散5～10min。
[0017]步骤(1)中所述的竹浆纤维分散液中竹浆纤维(BF)的长度为1250～4360nm，宽度为75～610nm；高粱秸秆纤维分散液中高粱秸秆纤维(SF)的长度为530～1420nm，宽度为50～380nm。
[0018]步骤(1)中所述的竹浆纤维分散液的浓度为4.0～4.8wt％；
[0019]步骤(1)中所述的高粱秸秆纤维分散液的浓度为4.5～5.2wt％；
[0020]步骤(1)中所述的打浆处理采用高浓度磨浆机进行打浆处理。
[0021]步骤(1)中所述的打浆处理的条件是：打浆转数为10000～14000转，打浆浓度为4.2～4.8％，打浆度为36～40
°
SR。
[0022]步骤(1)中，混合体系中，竹浆纤维(BF)和高粱秸秆纤维(SF)的绝干质量比为(5～7)：(3～5)。
[0023]步骤(2)中所述的芳纶纤维(AF)为间位芳纶短切纤维，长度为3～8mm，单丝纤度有1.5D～2.5D(1D＝9000米长的纤维的质量克数)。
[0024]步骤(2)中所述的芳纶纤维(AF)悬浮液(优选为间位芳纶短切纤维悬浮液)的浓度为质量百分比2.0～4.0％。
[0025]步骤(2)中所述的间位芳纶短切纤维的加入量为BF/SF/AF复配浆料绝干质量的1.0～3.0％。
[0026]步骤(2)中，在搅拌条件下所用的转速为4000～6000r/min。
[0027]步骤(2)中所述的搅拌均匀所用的转速为8000～10000r/min，搅拌时间5～8min。
[0028]步骤(2)中所述的防水剂为蜡乳液(固含量30％)，加入量为复合浆料绝干质量的1.0～3.0％；湿强剂为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，加入量为复合浆料绝干质量的2.0～5.0％。
[0029]步骤(3)中所述的复合浆料的质量浓度为0.1～0.3％。
[0030]步骤(3)中所述的真空抽滤脱水，是在真空度为
‑
0.03～
‑
0.04MPa条件下抽吸负压下脱水10～20s，至含水率60～70％。
[0031]步骤(3)中所述的热压定型的条件为：压强：40～70kg/cm2，温度：180～220℃，时间：15～20s。
[0032]步骤(4)中所述的涂料为PVA乳液，浓度为4.0～8.0％，喷涂量为1.0～4.0g/m2，其中，PVA的平均分子量为100000～150000。
[0033]步骤(5)中所述的覆膜是覆聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)膜，薄膜的温度为220～260℃，经真空负压抽吸1.0～1.6s后紧紧包覆在纸浆模塑干胚表面，覆膜过程完成后得到高阻隔纸浆模塑制品。
[0034]一种高阻隔纸浆模塑包装材料，通过上述制备方法制备得到。
[0035]上述高阻隔纸浆模塑包装材料在制备高阻隔纸浆模塑制品中的应用。
[0036]优选的，一种高阻隔纸浆模塑制品，通过上述制备方法制备得到。
[0037]所述的高阻隔纸浆模塑制品的性能指标如下：定量：30～34g/m2；抗张指数：65.8～73.4N
·
m/g；耐破指数：5.16～5.87kPa
·
m2/g；水接触角：108～135
°
；氧气透过率：0.52～0.65cm3/m2·
day
·
0.1Mpa；水蒸气透过率：0.93～1.15g/m2·
day；具有耐热油效果。
[0038]所述的高阻隔纸浆模塑制品，主要用于生鲜或果蔬类的包装。
[0039]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0040](1)本专利技术所用竹浆、高粱秸秆均为非木纤维原料，能破解木材纤维原料紧缺难题，扩充纸浆纤维原料来源，实现以纸代塑用于生鲜果蔬类包装材料领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻隔纸浆模塑包装材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)浆料制备：将竹浆纤维BF浆料和高粱秸秆纤维SF浆料分别进行疏解，分散得到竹浆纤维分散液和高粱秸秆纤维分散液，再将竹浆纤维分散液和高粱秸秆纤维分散液混合均匀，经打浆处理得到BF/SF混合浆料；(2)添加助剂：将芳纶纤维AF在搅拌条件下加入到步骤(1)中得到的BF/SF混合浆料中，混合均匀，得到BF/SF/AF复配浆料；然后再加入防水剂和湿强剂，搅拌均匀，得到复合浆料；(3)定型处理：将步骤(2)得到的复合浆料进行纸浆模塑成型，经真空抽滤脱水制得纸浆模塑湿胚，接着热压定型，得到高阻隔纸浆模塑包装材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的竹浆纤维分散液中竹浆纤维的长度为1250～4360nm，宽度为75～610nm；步骤(1)中所述的高粱秸秆纤维分散液中高粱秸秆纤维的长度为530～1420nm，宽度为50～380nm；步骤(2)中所述的芳纶纤维AF为间位芳纶短切纤维，长度为3～8mm，单丝纤度有1.5D～2.5D。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，混合体系中，竹浆纤维和高粱秸秆纤维的绝干质量比为(5～7)：(3～5)；步骤(2)中所述的间位芳纶短切纤维的加入量为BF/SF/AF复配浆料绝干质量的1.0～3.0％；步骤(2)中所述的防水剂为固含量30％的蜡乳液，加入量为复合浆料绝干质量的1.0～3.0％；步骤(2)中所述的湿强剂为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，加入量为复合浆料绝干质量的2.0～5.0％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的竹浆纤维分散液的浓度为4.0～4.8wt％；步骤(1)中所述的高粱秸秆纤维分散液的浓度为4.5～5.2wt％；步骤(2)中所述的芳纶纤维AF悬浮液的浓度为质量百分比2.0～4.0％；步骤(3)中所述的复合浆料的质量浓度为0.1～0.3％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的疏解是以转速为16000～22000...

【专利技术属性】
技术研发人员：程峥，郑梓烁，肖乃玉，钟乐，罗文翰，陈侯琴，陈晓东，郑浩德，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：