一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法，属于制浆造纸和食品包装材料技术领域。本发明专利技术主要包括以下几个步骤：1、等离子体处理改性的环保食品防油原纸的制备；2、等离子体处理改性的环保食品防油原纸；3、环保无氟防油剂的制备；4、制备等离子体处理改性的环保食品防油纸。本发明专利技术通过对环保类聚合物类防油剂进行化学交联改性制备环保无氟防油剂，将其涂布在经过等离子体处理的防油原纸上，制备出等离子体处理改性的环保食品防油纸，成功替代覆膜食品防油纸和含氟防油剂食品防油纸。食品防油纸。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法和技术，属于制浆造纸和食品包装材料


技术介绍

[0002]防油纸是指能够抗拒油脂渗透的一种纸张，属于食品包装纸的一种，我国防油类食品包装纸发展起步较晚，随着19世界八十年代末肯德基等快餐店的引进，防油类食品包装纸才迅速发展起来，品种不断细分，性能不断提升。
[0003]目前市场上主要包括覆膜纸和含氟防油剂的涂布纸。防油纸中的覆膜纸属于纸张和塑料复合产品，聚烯类等高分子聚合物难降解，会给环境带来不可预见的污染和危害，随着国内外“限塑令/禁塑令”的出台，这类产品由于塑膜的不可自然降解受到了发展的限制，因此如何替代覆膜防油纸成为急需解决的问题。而另一类含氟防油剂的涂布纸由于含氟防油剂会产生有害物质（全氟辛基磺酞基化合物（PFOS）、全氟辛酸（PFOA）或其它含八个碳甚至更长碳链的全氟烷基化合物等），这类含氟化合物不仅造成臭氧层的破坏，还会威胁人体健康，因此随着国家环保政策力度的加强，含氟防油剂遭到禁用。欧美已经出台了禁止含氟防油剂使用的政策。
[0004]目前，随着限塑令的推出和国民环保意识的加强，以及人们生活水平的提升，市场对食品包装纸的无害化、功能化（高强度、防油等）等要求越来越高。国内生产能力及技术水平已经不能满足现有需求，限塑令强行推进，国内无氟政策要求即将到来，研发环保无氟友好型食品防油纸已经迫在眉睫。本技术开发的等离子体处理改性的环保食品防油纸可以替代覆膜防油类食品包装纸和部分塑料食品包装材料，倡导和推进国家限塑令政策，符合国家绿色发展的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法，该方法生产的等离子体处理改性的环保食品防油纸具有可降解、环保、无氟和防油等特点。含氟防油剂通过施胶和涂布方式可以使纸张表面与油的接触角大于90
°
从而使纸张产生防油效果，不同于含氟防油剂防油机理，环保聚合物类（丙烯酸酯、壳聚糖、蛋白质、海藻酸钠和纳米纤维素等）防油剂通过施胶和涂布的方式在纸张表面形成一层致密的膜来阻隔油脂与纸张的接触，但是环保类聚合物类防油剂达到的阻隔性能有限，不能到达覆膜防油纸防油性能要求，以及环保类聚合物类防油剂和原纸结合不牢，使其不能满足食品包装纸总迁移量指标的要求。本专利技术通过使壳聚糖、丙烯酸酯、脂肪酸酯淀粉进行化学交联改性制备环保无氟防油剂，从而大幅度增加防油涂层的致密性和成膜性能达到防油目的。另一方面为了增加环保无氟防油剂和防油原纸的结合强度，本专利技术专利通过等离子体处理环保食品防油原纸，使其食品防油原纸的纤维表面引入了
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COOH、
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OCH和
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OH极性官能基团，改变了纤维表面组成，增加了食品防油原纸纤维表面和环保无氟防油剂形成更多的氢键，同时，食
品防油原纸表面不断受到等离子体处理中高能粒子的撞击，使表面更粗糙，从而增加了食品防油原纸表面和环保无氟防油剂的接触面积，从而增加环保无氟防油剂和防油原纸的结合强度，使其满足食品包装纸总迁移量的要求。本专利技术通过对环保类聚合物类防油剂进行化学交联改性制备环保无氟防油剂，将其涂布在经过等离子体处理的防油原纸上，制备出等离子体处理改性的环保食品防油纸，成功替代覆膜食品防油纸和含氟防油剂食品防油纸。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术主要采用以下步骤方案：
[0007]一、等离子体处理改性的环保食品防油原纸的制备：将30~50%的针叶木浆和50~70%的阔叶木浆均匀混合后上网成型，针叶木浆打浆度为26~35
°
SR，阔叶木浆打浆度为28~35
°
SR，在造纸流送系统中依次加入0.1~0.5kg/t纸的PAE、0.2~1.0kg/t纸的AKD和0.6~1.2kg/t纸的淀粉，湿纸幅再经过干燥、压光后得到环保食品防油原纸。
[0008]二、等离子体处理环保食品防油原纸，将环保食品防油原纸放在亚大气压辉光放电等离子体装置中处理，得到等离子体处理改性的环保食品防油原纸。
[0009]二中所述的环保食品防油原纸等离子体装置的处理条件：功率200～300W，气压600～1000kPa，时间2～3min，空气气氛或纯氧气氛。
[0010]三、环保无氟防油剂的制备：将壳聚糖溶液、丙烯酸酯类乳液、脂肪酸酯乳液和淀粉溶液均匀混合得到溶液A，质量浓度为10~15%，其中绝干壳聚糖用量占溶液A固含的10~20%，绝干丙烯酸酯用量占溶液A固含的20~50%，绝干脂肪酸脂用量占溶液A固含的10~30%，绝干淀粉用量占溶液A固含的20~40%；将溶液A在50~90℃恒温水域中加热10~20min，再加入交联剂反映10~30min得到环保无氟防油剂，其中绝干交联剂用量占溶液A固含的3~5%。
[0011]三中所述的壳聚糖溶液的溶质为壳聚糖，分子量为50~150kDa，溶剂为甲酸、乙酸（冰醋酸）和乳酸中的一种或几种，质量浓度2~6%，其中甲酸用量占比溶剂总用量的0~100%，乙酸用量占比溶剂总用量的0~100%，乳酸用量占比溶剂总用量的0~100%。
[0012]三中所述的丙烯酸酯类乳液的溶质为水性丙烯酸酯和乙烯丙烯酸嵌段共聚物中的一种或两种，溶剂为水，质量浓度3~8%，其中绝干水性丙烯酸酯用量占丙烯酸酯类乳液固含的0~100%，绝干乙烯丙烯酸嵌段共聚物用量占丙烯酸酯类乳液固含的0~100%。
[0013]三中所述的脂肪酸酯乳液的溶质为蔗糖脂肪酸酯、麦芽糖脂肪酸脂、乳糖脂肪酸酯一种或几种，溶剂为水，质量浓度8~12%，其中绝干蔗糖脂肪酸酯用量占脂肪酸酯乳液固含的0~100%，绝干麦芽糖脂肪酸脂用量占脂肪酸酯乳液固含的0~100%，绝干乳糖脂肪酸酯用量占脂肪酸酯乳液固含的0~100%。
[0014]三中所述的淀粉溶液的溶质为阳离子淀粉、阴离子淀粉、改性淀粉中的一种或几种，溶剂为水，质量浓度8~16%，其中绝干阳离子淀粉用量占淀粉溶液固含的0~100%，绝干阴离子淀粉用量占淀粉溶液固含的0~100%，绝干改性淀粉用量占淀粉溶液固含的0~100%。
[0015]三中所述的交联剂为京尼平、亚甲基丁二酸、香草酸中的一种或几种，其中京尼平用量占比交联剂总用量的0~100%，亚甲基丁二酸用量占比交联剂总用量的0~100%，香草酸用量占比交联剂总用量的0~100%。
[0016]四、制备等离子体处理改性的环保食品防油纸：将环保无氟防油剂涂布在制备的环保食品防油原纸表面，涂布量为5~10g/m2，涂布后经过干燥后得到等离子体处理改性的环保食品防油纸。
[0017]四中所述的涂布后的干燥温度75℃~95℃。
[0018]四中所述的等离子体处理改性的环保食品防油纸达到的效果如下：等离子体处理改性的环保食品防油纸定量为35~65g/m2，抗张指数为70~90N
·
m/g，撕裂指数6~9mN
·
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将30~50%的针叶木浆和50~70%的阔叶木浆均匀混合后上网成型，针叶木浆打浆度为26~35
°
SR，阔叶木浆打浆度为28~35
°
SR，在造纸流送系统中依次加入0.1~0.5kg/t纸的PAE、0.2~1.0kg/t纸的AKD和0.6~1.2kg/t纸的淀粉，湿纸幅再经过干燥、压光后得到环保食品防油原纸；（2）将环保食品防油原纸放在亚大气压辉光放电等离子体装置中处理，得到等离子体处理改性的环保食品防油原纸，等离子体装置的处理条件：功率200～300W，气压600～1000kPa，时间2～3min，空气气氛或纯氧气氛；（3）将壳聚糖溶液、丙烯酸酯类乳液、脂肪酸酯乳液和淀粉溶液均匀混合得到溶液A，质量浓度为10~15%，其中绝干壳聚糖用量占溶液A固含的10~20%，绝干丙烯酸酯用量占溶液A固含的20~50%，绝干脂肪酸脂用量占溶液A固含的10~30%，绝干淀粉用量占溶液A固含的20~40%，再将将溶液A在50~90℃恒温水域中加热10~20min，再加入交联剂反映10~30min得到环保无氟防油剂，其中绝干交联剂用量占溶液A固含的3~5%；（4）将环保无氟防油剂涂布在制备的环保食品防油原纸表面，涂布量为5~10g/m2，涂布后经过干燥后得到等离子体处理改性的环保食品防油纸，等离子体处理改性的环保食品防油纸定量为35~65g/m2，抗张指数为70~90N
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m/g，撕裂指数6~9mN
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m2/g，正面平滑度≥15s，防油等级8~12级，含氟量≤0.1%，满足耐热油性能。2.根据权利要求1所述的一种等离子体处理改性的环保食品防油纸的制备方法，其特征在于，步骤（3）中壳聚糖溶液的溶质为壳聚糖，分子量为50~150kDa，溶剂为甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽君，李鸿凯，周立春，刘文，孙先启，李彦波，史海真，
申请(专利权)人：中国制浆造纸研究院衢州分院，
类型：发明
国别省市：