一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于食品包装技术领域，公开了一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：S1.再生纤维素：取溶解浆与N

【技术实现步骤摘要】
一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于食品包装
，具体涉及一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]食品包装用纸常常通过淋膜(PE、PP、PET等)的方式来提升防水防油性能，满足其接触水性、油脂类食品的功能需求。然而，以石油为原料生产的合成纤维(塑料高分子聚合物)引起的环境问题、安全问题日益凸显，随着限塑令的进一步加严，寻找更安全、适合、环保的替代材料显得迫在眉睫。
[0003]专利CN102234956A公开在原纸上涂布聚烯烃乳液的工艺进行表面淋膜制备淋膜纸，该工艺省去了传统挤出机的使用，工艺较为简单，适合工业化生产。但由于使用的是聚烯烃等材料，仍无法满足环保的要求。相似，专利CN110878492A公开通过在原纸表面淋膜聚乳酸等物质后进行干燥固化成膜的工艺。
[0004]专利CN110258184A公开了在造纸过程中加入聚丙酰胺得到防油纸的工艺，并通过表面施胶无定型改性淀粉来获得吸收油脂的效果。该方案使用到聚丙酰胺等物质，给造纸工艺过程和废水处理等带来不利的影响。
[0005]专利CN110343282A公开用纤维素纳米纤维素制备薄膜的工艺，该工艺使用的纳米纤维素成本较高，同时，使用流延干燥成膜，膜的品质无法有效控制，且成膜时间长，工业化应用难度大。
[0006]专利CN107400249B公开用离子液体溶解香蕉纤维素，通过涂膜器制薄膜的工艺，该工艺存在离子液体本身的毒性问题，以及成膜的清洗步骤复杂难以工业化生产，同时制备得到的薄膜物理强度差，防水防油效果不好等问题，仍无法满足食品包装材料的要求。
[0007]专利CN106065546A公开了使用浆粕制备粘胶，然后粘胶经再生浴生成薄膜，再经洗涤等制得成品，该工艺同样面临着生产工艺复杂、耗时长等问题，且薄膜性质难以进行覆膜，产品无法满足食品包装要求等问题。
[0008]专利CN103965519A公开了通过再生纤维素增强淀粉薄膜的制备工艺，该工艺制备的淀粉薄膜中含有一定量的尿素、增塑剂等物质，发生增塑剂迁移风险等，存在一定卫生安全问题，另一方面该薄膜的防水防油性能无法满足食品包装纸的要求等。
[0009]综上所述，现有的再生纤维素薄膜或含有再生纤维素成分的薄膜，存在以下若干缺点：
[0010](1)由于纤维素有氢键基团，亲水性能好，因此该类型的再生纤维素薄膜防水性能差，无法满足食品包装涂布纸的性能要求。
[0011](2)现有的再生纤维素薄膜由溶解浆制得粘胶，成膜后再经凝固浴等才能制得成品，该工艺本身使用多种有害化学物质，同时制膜工艺复杂，耗时长，难以工业化生产。
[0012](3)使用离子液体溶解纤维素，通过涂膜器制薄膜的工艺，因存在离子液体本身的
毒性问题，以及成膜的清洗步骤复杂难以工业化生产等。

技术实现思路

[0013]为了解决上述现有技术再生纤维素薄膜以及含再生纤维素的涂布纸存在的防水防油性能差，物理性能不足的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸。
[0014]本专利技术的另一个目的在于提供一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸的制备方法，该制备方法具有制造工艺简单，易于实现工业化生产。
[0015]本专利技术的另一个目的在于提供一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸的应用。
[0016]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0017]一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸的制备方法，包括以下步骤：
[0018]S1.再生纤维素：取α纤维素含量为94～96％，聚合度为1000至1200的溶解浆，与浓度为88～90％的N
‑
甲基吗啉
‑
N
‑
氧化物水溶液进行混合溶解后，用水洗涤后得到再生纤维素悬浊液；所述溶解浆与N
‑
甲基吗啉
‑
N
‑
氧化物水溶液的比例为14～15g:85～86L；
[0019]S2.一次双面施胶：
[0020]按比例将柠檬酸酯淀粉、甘油、柠檬酸、再生纤维素、消泡剂和分散剂依次加入水中不断搅拌，加热至80～90℃进行溶解糊化30～60分钟，然后上料至涂布机进行纸张双面施胶，单面施胶量为3～5g/m2，经过干燥后，进行二次施胶；
[0021]其中，柠檬酸酯淀粉的取代度为0.15～0.17，柠檬酸酯淀粉与再生纤维素的质量比为62～67:33～38，甘油和柠檬酸的用量分别为柠檬酸酯淀粉质量的10％～15％；
[0022]S3.二次施胶：
[0023]按比例将柠檬酸酯淀粉、甘油、柠檬酸、再生纤维素、消泡剂和分散剂依次加入水中不断搅拌，加热至80～90℃进行溶解糊化30～60分钟，然后上料至涂布机进行纸张单面施胶，施胶量为1～1.2g/m2，经过干燥后，经压光后得到成品涂布纸；
[0024]其中，柠檬酸酯淀粉的取代度为0.15～0.17，甘油和柠檬酸的用量分别为柠檬酸酯淀粉质量的10％～15％；再生纤维素的用量为柠檬酸酯淀粉质量的6％～9％。
[0025]再生纤维素具有良好的成膜性能，但由于本身的化学结构属性所限，其制成的薄膜应用于食品包装领域往往存在防水防油性能差，力学强度不足等问题，目前其成膜工艺也难以大规模工业化生产。
[0026]本专利技术创新提供一种环保再生纤维素涂布纸，充分利用溶解浆和再生纤维素的理化性质及其环保属性，制备得到的涂布纸具有以下意想不到的效果：
[0027]本专利技术得益于通过对溶解浆的精制，得到α纤维素含量为94～96％，聚合度为1000至1200的溶解浆，显著提供了溶解浆的反应性能。采用无污染的再生纤维素制备工艺，得到的再生纤维素具备了增强施胶效果以及增塑效果的性能，也确保了成品符合食品包装的卫生安全要求。
[0028]通过双面施胶，在涂布纸印刷面，由于施胶层存在大量再生纤维素，与原纸形成大量氢键，显著的增加了柠檬酸酯淀粉施胶层的力学性能，包括抗拉性能、耐折弯性能等；同时，提高了油墨吸收能力，极大改善印刷性能。同时，在原纸表面形成致密的保护膜。
[0029]在食品接触面，通过二次施胶，再生纤维素在施胶剂中起到增塑的作用，使得柠檬酸酯淀粉在纸张表面形成致密的防水防油层；同时，能够抑制有害迁移量，确保了食品安全。
[0030]优选地，所述溶解浆为针叶木的预水解硫酸盐溶解浆，针叶木预水解硫酸盐溶解浆的打浆度50～60
°
SR，木素含量少于0.2％。
[0031]优选地，将所述预水解硫酸盐溶解浆进行碱水解精制，所述碱水解精制的氢氧化钠或氢氧化钾溶液的浓度8％～10％，浆浓为7％～10％于105～110℃下处理40～50min。溶解浆的反应性能主要取决于纤维素对于碱液的可及度，经过本专利技术精制的溶解浆位于原细/微细纤维表面以及纤维素结晶区表面和无定形区的纤维素分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.再生纤维素：取α纤维素含量为94～96％，聚合度为1000至1200的溶解浆，与浓度为88～90％的N
‑
甲基吗啉
‑
N
‑
氧化物水溶液进行混合溶解后，用水洗涤后得到再生纤维素悬浊液；所述溶解浆与N
‑
甲基吗啉
‑
N
‑
氧化物水溶液的比例为14～15g:85～86L；S2.一次双面施胶：按比例将柠檬酸酯淀粉、甘油、柠檬酸、再生纤维素、消泡剂和分散剂依次加入水中不断搅拌，加热至80～90℃进行溶解糊化30～60分钟，然后上料至涂布机进行纸张双面施胶，单面施胶量为3～5g/m2，经过干燥后，进行二次施胶；其中，柠檬酸酯淀粉的取代度为0.15～0.17，柠檬酸酯淀粉与再生纤维素的质量比为62～67:33～38，甘油和柠檬酸的用量分别为柠檬酸酯淀粉质量的10％～15％；S3.二次施胶：按比例将柠檬酸酯淀粉、甘油、柠檬酸、再生纤维素、消泡剂和分散剂依次加入水中不断搅拌，加热至80～90℃进行溶解糊化30～60分钟，然后上料至涂布机进行纸张单面施胶，施胶量为1～1.2g/m2，经过干燥后，经压光后得到成品涂布纸；其中，柠檬酸酯淀粉的取代度为0.15～0.17，甘油和柠檬酸的用量分别为柠檬酸酯淀粉质量的10％～15％；再生纤维素的用量为柠檬酸酯淀粉质量的6％～9％。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春霞，余伟梅，赖毅东，赵俭，徐梅英，
申请(专利权)人：广东省东莞市质量监督检测中心，
类型：发明
国别省市：