本發明涉及紙張制造技術領域,具體涉及一種由非木材類紙漿制得的包裝紙及其制備方法。
背景技術:
在我國,習慣上按照用途把紙劃分為:①文化(印刷、書寫)用紙類;②包裝用紙類;③生活用紙類;④技術用紙類;⑤其它(特種)用紙類。這里所說的“紙”,包含了紙和紙板。在上述紙類的生產量中,據我國有關部分的統計,文化(印刷)用紙占25%,包裝用紙占55%,生活用紙占8.4%,技術用紙占7.5%,其它用紙占3.1%。
紙和紙板作為包裝材料歷來占據了主導地位,主要是因為應用性能表現在多方面,其包裝性能的好壞要根據包裝物以及具體的應用場合而論。另外,紙包裝材料應具有如下特點:(1)重量輕、價格低,容易形成大批量生產。(2)紙和紙板適應性廣,成型性好,制作靈活,品種廣泛。(3)衛生、無毒、無污染。(4)具有一定的挺度和良好的機械適應性。(5)彈性好,保護性好,應用廣。紙包裝由于其特有的性能和特點,而被廣泛用于食品、輕工、化工、醫藥等領域,提供銷售包裝和運輸包裝。
專利cn105297539a公布了一種高強防水包裝紙的制備方法,該發明所采用的增強劑為經過高分子樹脂改性的無機礦粉,加強了與纖維材料的相容性,能夠有效包覆在纖維表面,起到增強效果,而防水劑的加入,加強了纖維的疏水性能,保證了防水防潮效果。專利cn105856795a公布了一種抗菌型食品包裝紙的制備方法,該發明包括如下步驟:a)選備原料,b)配制中間層膠料,c)粘合處理,d)包裝紙后處理。專利cn104674608a公布了一種環保包裝紙的制造方法,該發明提供了一種具有較強抗水性和抗溶劑性并且表面顏色鮮艷光亮的環保包裝紙的制備方法。然而,現有技術著重點單一,沒有將紙張環保性、防水性、強度、抗菌綜合考慮,另外,生產出的包裝紙沒有非常有效的保鮮作用。
目前,缺乏一種抗菌保鮮效果好的由非木材類紙漿制得的包裝紙及其制備方法。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種具有抗菌保鮮效果好的由非木材類紙漿制得的包裝紙及其制備方法。
為達到上述目的,本發明采用了下列技術方案:本發明的一種由非木材類紙漿制得的包裝紙,所述的包裝紙的漿料由草漿和竹漿制得,其中所述包裝紙的定量為30g/m2-60g/m2,合成造紙助劑的含量為所述絕干漿的0.5%-1.0%,保鮮制劑的噴灑或涂覆的量為30-50ml/m2。
進一步地,所述合成造紙助劑甲殼素為甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,所述的保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為1%-3%,所述漿料的濃度為0.3%-0.5%,所述甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的含量的絕干漿0.5%-1.0%;
所述漿料由重量百分比的如下組分組成:
草漿20%-80%,
竹漿20%-80%。
進一步地,所述殼寡糖水溶液的濃度為1-5%,所述草漿為自制未漂草漿,所述竹漿為未漂竹漿,所述自制未漂漿的k值為5.5以下,叩解度為20-30°sr,濕重為2-3.5g,白度為44.5%iso以下,ph值為7-9,基于固形物總重量的纖維素含量為90-97%;抗張指數10-80n·m/g;撕裂指數4-14mn·m2/g,耐破指數1-4kpa·m2/g,耐折度30-140次。
進一步地,所述甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑包括甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陽離子組分和甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陰離子組分,所述陽離子組分中的殼聚糖含量為1%-10%,所述陰離子組分中的殼聚糖含量為1-10%,所述陰離子組分與陽離子組分的質量比為0.16:0.64。
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
(1)將自制草漿和竹漿在漿槽進行混合配制漿料,使漿料均勻;
(2)混勻后的漿料依次通過圓網濃縮機、濃縮后漿槽、低濃磨漿機和草漿叩后漿塔,得到打漿后的漿料;
(3)在配漿槽中先添加甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的陰離子組分,在1000-1500r/min的攪拌速度下反應20s-40s后進入紙機漿槽;
(4)接著向步驟(3)紙機漿槽的漿料中添加甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的陽離子組分,在500-1000r/min的攪拌速度下反應50s-80s后進入高位箱;
(5)將步驟(4)所得漿料在紙機上依次經沖漿泵、網部、毯部壓榨部和第一干燥部,制得成型紙張;
(6)將步驟(5)所得成型紙張送入涂布機,保鮮制劑涂布量控制在30-50ml/m2,同時利用風壓在7-12kpa下將多余的保鮮制劑吹出,形成涂層;
(7)將步驟(5)所得涂層紙送入第二干燥部、卷紙機和高速分切機后加工,制得由非木材類紙漿制得的包裝紙。
進一步地,在步驟(2)中,打漿,在低濃磨漿機中進行打漿,磨漿轉速為10000-20000r/min,打漿濃度為10%以下;打漿結束后,所得漿料的打漿度為20-40°sr,濕重為7-10g,保水值為110-150%;
在步驟(3)中,制備陰離子組分:
將洗凈后的甲殼素用30%-60%的氫氧化鈉溶液在120-140℃處理2-3h,水洗至中性后溶解于濃度為1-10%的乙酸溶液中,調節ph值至9-10,每升液體加1-100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40-50℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為2-3h,調整ph值至6-10,得到陰離子組分;
在步驟(4)中,制備陽離子組分:
將洗凈后的甲殼素用30-60%的氫氧化鈉溶液在120-140℃處理2-3h,水洗至中性后溶解于濃度為1-10%的乙酸溶液中,調節ph值至9-10,每升液體加1-100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40-50℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為2-3h,調整ph值至6-10,得到陽離子組分;
在步驟(5)和步驟(7)中,所述干燥部的烘房溫度為110-130℃,所述干燥部包括第一干燥部和第二干燥部,所述第一干燥部的成紙水分低于8.1wt%,所述第二干燥部的成紙水分低于6wt%;所述漿料從高位箱流入網部時的上網濃度為0.1-1.0%,網部為50-200目;
在步驟(6)中,所述保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為1%-3%;所述涂布機為刷式涂布機、氣刀涂布機、刮刀式涂布機、輥式涂布機、噴霧涂布機、簾式涂布機或狹縫式涂布機中的任意一種。
進一步地,在步驟(3)中,所述陰離子單體為含有腈基、羰基強吸電基的烯烴類化合物;所述的無機填料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、云母粉、高嶺土、硫酸鋇或硅鋁粉中的至少一種;
在步驟(4)中,所述陽離子單體為含有1,1-二烷基、烷氧基的烯烴類化合物;在步驟(3)和步驟(4)中,所述還原劑為na2so3、feso4、h2o2或hcl中的任意一種;
在步驟(5)中,所述紙機的速率為200-400m/min;
所述漿料從高位箱流入網部時的上網濃度為0.3%-0.5%,網部為50-150目;
在步驟(6)中,所述殼寡糖水溶液的濃度為1-5%;所述涂布機為氣刀涂布機。
更進一步地,在步驟(3)中,所述陰離子單體為丙烯腈、陰離子聚丙烯酰胺或陰離子淀粉中的任意一種,所述的無機填料為滑石粉;在步驟(4)中,所述陽離子單體為異丁烯、陽離子聚丙烯酰胺、陽離子淀粉中的任意一種;在步驟(5)中,所述紙機的速率為250-350m/min;所述漿料從高位箱流入網部時的網部為80-150目。
本發明的甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,包括如下步驟:
(1)制備陰離子組分:將洗凈后的甲殼素用30-60%的氫氧化鈉溶液在120-140℃處理2-3h,水洗至中性后溶解于濃度為1-10%的乙酸溶液中,調節ph值至9-10,每升液體加1-100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40-50℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為2-3h,調整ph值至6-10,得到陰離子組分;
(2)制備陽離子組分:將洗凈后的甲殼素用30%-60%的氫氧化鈉溶液在120-140℃處理2-3h,水洗至中性后溶解于濃度為1-10%的乙酸溶液中,調節ph值至9-10,每升液體加1-100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40-50℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為2-3h,調整ph值至6-10,得到陽離子組分;
(3)由上述步驟(2)和步驟(3),制得甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑。
進一步地,甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,在步驟(1)中,所述陰離子組分中的殼聚糖含量為1-10%,所述的殼聚糖為甲殼素脫乙酰基的衍生物;所述殼聚糖的分子量為1到10萬;在步驟(2)中,所述陽離子組分中的殼聚糖含量為1%-10%,在步驟(3)中,所述陰離子組分與陽離子組分的質量比為0.16:0.5-0.8。
有益效果:本發明包裝紙具有防水性強、物理強度高、抗菌保鮮效果好,降低了污水處理成本和處理難度,且減少能耗和環境污染。
與現有技術相比,本發明具有如下優點:
(1)麥草纖維(草漿)的平均長度較短,成紙的撕裂指數和耐折度均很低;竹漿纖維(竹漿)的平均長度較長,成紙的撕裂指數和耐折度均較高。將未漂草漿和未漂竹漿按一定比例混合均勻后進行打漿,使得竹漿纖維在經過打漿之后更均勻的分絲帚化,分離出微細纖維,且紙漿未經漂白處理,提高了成紙的強度和濾水性能。使未漂草漿和未漂竹漿混合均勻后進行打漿,將合成造紙助劑添加進去,最后成紙表面進行保鮮涂層。
(2)合成造紙助劑對漿料細小纖維和填料的留著機理主要包括:凝結、絮凝和附聚。由于采用先加陰離子型組分后加陽離子組分的方式更容易與漿料纖維形成網狀絮凝體結構,使其具有更好的助留效果。有機高分子助留劑加入漿料中,會在漿料組分表面經歷一系列動態變化過程:吸附、重構、擴散及轉移、分子鏈斷裂等。
(3)殼寡糖作為一種生物源涂膜劑(保鮮制劑),將其涂布在成紙表面,可調節芒果、柑橘、萵筍等果蔬產品采后生理活動、抑制病原微生物生長、誘導果蔬抗病性,對果蔬產品的采后保鮮有良好的促進作用。
(4)保鮮制劑是殼寡糖水溶液,其特點純天然、無輻射、無污染、無添加等特點。
具體實施方式
通過以下實施例進一步詳細說明本發明,但應注意本發明的范圍并不受這些實施例的任何限制。
實施例1
所述的丙烯酰胺、甲殼素、氫氧化鈉、乙酸、過硫酸鉀、還原劑、殼寡糖均為市售工業品。
本發明的一種由非木材類紙漿制得的包裝紙,所述的包裝紙的漿料由草漿和竹漿制得,其中所述包裝紙的定量為30g/m2,合成造紙助劑的含量為所述絕干漿的0.5%,保鮮制劑的噴灑或涂覆的量為40ml/m2。
所述合成造紙助劑甲殼素為甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,所述的保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為1%,其特點純天然、無輻射、無污染、無添加等特點。所述甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的含量的絕干漿0.5%。
所述漿料的濃度為0.3%,所述的合成造紙助劑是一種集助留、助濾、增強于一體的新型多功能造紙助劑。
所述漿料由重量百分比的如下組分組成:
草漿20%,
竹漿80%。
所述草漿為自制未漂草漿,所述竹漿為未漂竹漿,所述自制未漂漿的k值為5.5以下,叩解度為20°sr,濕重為3.5g,白度為44.5%iso以下,ph值為7,基于固形物總重量的纖維素含量為90%;
本發明涉及的未漂草漿和未漂竹漿為申請人于2016年3月25日提交的申請號為cn201610179306.7,名稱為“非木材類紙漿”的中國專利申請中公開的紙漿。
所述甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑包括甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陽離子組分和甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陰離子組分,所述陽離子組分中的殼聚糖含量為1%,所述陰離子組分中的殼聚糖含量為7%,所述陰離子組分與陽離子組分的質量比為0.16:0.64。
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
(1)將自制草漿和竹漿在漿槽進行混合配制漿料,使漿料均勻;本發明涉及的漿料的制漿方法為申請人于2016年3月25日提交的申請號為cn201610176481.0、名稱為“制漿方法”的中國專利申請中公開的方法,其特征是利用三素(半纖維素、纖維素、木質素)分離技術得到的纖維素產品進行制漿。
(2)混勻后的漿料依次通過圓網濃縮機、濃縮后漿槽、低濃磨漿機和草漿叩后漿塔,得到打漿后的漿料;打漿,在低濃磨漿機中進行打漿,磨漿轉速為10000r/min,打漿濃度為10%以下;打漿結束后,所得漿料的打漿度為40°sr,濕重為7g,保水值為150%;
(3)在配漿槽中先添加甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的陰離子組分,在1400r/min的攪拌速度下反應30s后進入紙機漿槽;
制備陰離子組分:
將洗凈后的甲殼素用50%的氫氧化鈉溶液在120℃處理3h,水洗至中性后溶解于濃度為1-10%的乙酸溶液中,調節ph值至6,每升液體加80g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至50℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為3h,調整ph值至6,得到陰離子組分;
所述陰離子單體為含有腈基的烯烴類化合物;所述的無機填料為滑石粉;
(4)接著向步驟(3)紙機漿槽的漿料中添加甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的陽離子組分,在750r/min的攪拌速度下反應60s后進入高位箱;
制備陽離子組分:
將洗凈后的甲殼素用30%的氫氧化鈉溶液在120℃處理2h,水洗至中性后溶解于濃度為1%的乙酸溶液中,調節ph值至6,每升液體加80g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至50℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為2h,調整ph值至6,得到陽離子組分;
所述的甲殼素又名甲殼質、幾丁質,是一種生物大分子有機物,與纖維素具有非常相似的化學結構,在自然界中是許多低等動物和植物的重要組成部分,數量僅次于纖維素,是地球上第二大可再生資源。
所述陽離子單體為含有1,1-二烷基的烯烴類化合物;在步驟(3)和步驟(4)中,所述還原劑為na2so3;
(5)將步驟(4)所得漿料在紙機上依次經沖漿泵、網部、毯部壓榨部和第一干燥部,制得成型紙張;所述紙機的速率為200m/min;
所述干燥部的烘房溫度為110℃,所述第一干燥部的成紙水分低于8.1wt%,所述漿料從高位箱流入網部時的上網濃度為0.9%,網部為80目;
(6)將步驟(5)所得成型紙張送入涂布機,保鮮制劑涂布量控制在50ml/m2,同時利用風壓在7kpa下將多余的保鮮制劑吹出,形成涂層;
所述保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為1%;所述涂布機為刷式涂布機。
(7)將步驟(5)所得涂層紙送入第二干燥部、卷紙機和高速分切機后加工,所述第二干燥部的成紙水分低于6wt%;制得由非木材類紙漿制得的包裝紙。
本發明所述的甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,包括如下步驟:
(1)制備陰離子組分:將洗凈后的甲殼素用30%的氫氧化鈉溶液在120℃處理2h,水洗至中性后溶解于濃度為1%的乙酸溶液中,調節ph值至6,每升液體加80g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為3h,調整ph值至6,得到陰離子組分;所述陰離子組分中的殼聚糖含量為10%,所述的殼聚糖為甲殼素脫乙酰基的衍生物;所述殼聚糖的分子量為1萬;
(2)制備陽離子組分:將洗凈后的甲殼素用50%的氫氧化鈉溶液在130℃處理3h,水洗至中性后溶解于濃度為8%的乙酸溶液中,調節ph值至6,每升液體加80g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至50℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為2h,調整ph值至6,得到陽離子組分;所述陽離子組分中的殼聚糖含量為1%;
(3)由上述步驟(2)和步驟(3),制得甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑。所述陰離子組分與陽離子組分的質量比為0.16:0.5。
實施例2
實施例2與實施例1的區別在于:
本發明的一種由非木材類紙漿制得的包裝紙,所述的包裝紙的漿料由草漿和竹漿制得,其中所述包裝紙的定量為60g/m2,合成造紙助劑的含量為所述絕干漿的1.0%,保鮮制劑的噴灑或涂覆的量為30ml/m2。
所述合成造紙助劑甲殼素為甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,所述的保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為3%。
所述漿料的濃度為0.5%。
所述漿料由重量百分比的如下組分組成:
草漿80%,
竹漿20%。
所述草漿為自制未漂草漿,所述竹漿為未漂竹漿,所述自制未漂漿的k值為5.5以下,叩解度為30°sr,濕重為2g,白度為44.5%iso以下,ph值為9,基于固形物總重量的纖維素含量為93%;
所述甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑包括甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陽離子組分和甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陰離子組分,所述陽離子組分中的殼聚糖含量為8%,所述陰離子組分中的殼聚糖含量為1%。
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
在步驟(2)中,混勻后的漿料依次通過圓網濃縮機、濃縮后漿槽、低濃磨漿機和草漿叩后漿塔,得到打漿后的漿料;打漿,在低濃磨漿機中進行打漿,磨漿轉速為20000r/min,打漿濃度為10%以下;打漿結束后,所得漿料的打漿度為20°sr,濕重為10g,保水值為110%;
在步驟(3)中,制備陰離子組分:
所述的甲殼素又名甲殼質、幾丁質,是一種生物大分子有機物,與纖維素具有非常相似的化學結構,在自然界中是許多低等動物和植物的重要組成部分,數量僅次于纖維素,是地球上第二大可再生資源。
將洗凈后的甲殼素用30%的氫氧化鈉溶液在130℃處理2h,水洗至中性后溶解于濃度為10%的乙酸溶液中,調節ph值至9,每升液體加1g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為2h,調整ph值至9,得到陰離子組分;在1000r/min的攪拌速度下反應40s后進入紙機漿槽;
所述陰離子單體為含有羰基強吸電基的烯烴類化合物;所述的無機填料為碳酸鈣;
在步驟(4)中,接著向步驟(3)紙機漿槽的漿料中添加甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的陽離子組分,制備陽離子組分:在1000r/min的攪拌速度下反應50s后進入高位箱;
將洗凈后的甲殼素用30%的氫氧化鈉溶液在140℃處理3h,水洗至中性后溶解于濃度為10%的乙酸溶液中,調節ph值至9,每升液體加1g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為3h,調整ph值至9,得到陽離子組分;
所述陽離子單體為含有烷氧基的烯烴類化合物;在步驟(3)和步驟(4)中,所述還原劑為feso4;
在步驟(5)中,將步驟(4)所得漿料在紙機上依次經沖漿泵、網部、毯部壓榨部和第一干燥部,制得成型紙張;所述紙機的速率為400m/min;
所述干燥部的烘房溫度為120℃,所述第一干燥部的成紙水分低于8.1wt%,所述第二干燥部的成紙水分低于6wt%;所述漿料從高位箱流入網部時的上網濃度為0.1%,網部為150目;
在步驟(6)中,將步驟(5)所得成型紙張送入涂布機,保鮮制劑涂布量控制在30ml/m2,同時利用風壓在12kpa下將多余的保鮮制劑吹出,形成涂層;
所述保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為3%;所述涂布機為氣刀涂布機。
在步驟(7)中,將步驟(5)所得涂層紙送入第二干燥部、卷紙機和高速分切機后加工,制得由非木材類紙漿制得的包裝紙。
本發明所述的甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,包括如下步驟:在步驟(1)中,制備陰離子組分:將洗凈后的甲殼素用50%的氫氧化鈉溶液在140℃處理3h,水洗至中性后溶解于濃度為10%的乙酸溶液中,調節ph值至9,每升液體加1g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至45℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為2h,調整ph值至8,得到陰離子組分;所述陰離子組分中的殼聚糖含量為1%,所述的殼聚糖為甲殼素脫乙酰基的衍生物;所述殼聚糖的分子量為8萬;
在步驟(2)中,制備陽離子組分:將洗凈后的甲殼素用60%的氫氧化鈉溶液在120℃處理2h,水洗至中性后溶解于濃度為1%的乙酸溶液中,調節ph值至8,每升液體加1g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至40℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為3h,調整ph值至8,得到陽離子組分;所述陽離子組分中的殼聚糖含量為7%。
在步驟(3)中,所述陰離子組分與陽離子組分的質量比為0.16:0.8。
實施例3
實施例3與實施例1的區別在于:
本發明的一種由非木材類紙漿制得的包裝紙,所述的包裝紙的漿料由草漿和竹漿制得,其中所述包裝紙的定量為50g/m2,合成造紙助劑的含量為所述絕干漿的0.8%,保鮮制劑的噴灑或涂覆的量為50ml/m2。
所述合成造紙助劑甲殼素為甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,所述的保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為5%。
所述漿料由重量百分比的如下組分組成:
草漿50%,
竹漿50%。
所述草漿為自制未漂草漿,所述竹漿為未漂竹漿,所述自制未漂漿的k值為5.5以下,叩解度為25°sr,濕重為3.2g,白度為44.5%iso以下,ph值為8,基于固形物總重量的纖維素含量為97%;
所述甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑包括甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陽離子組分和甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑陰離子組分,所述陽離子組分中的殼聚糖含量為10%,所述陰離子組分中的殼聚糖含量為10%。
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
在步驟(1)中,將自制草漿和竹漿在漿槽進行混合配制漿料,使漿料均勻;
在步驟(2)中,混勻后的漿料依次通過圓網濃縮機、濃縮后漿槽、低濃磨漿機和草漿叩后漿塔,得到打漿后的漿料;打漿,在低濃磨漿機中進行打漿,磨漿轉速為17000r/min,打漿濃度為10%以下;打漿結束后,所得漿料的打漿度為30°sr,濕重為8g,保水值為130%;
在步驟(3)中,制備陰離子組分:
所述的甲殼素又名甲殼質、幾丁質,是一種生物大分子有機物,與纖維素具有非常相似的化學結構,在自然界中是許多低等動物和植物的重要組成部分,數量僅次于纖維素,是地球上第二大可再生資源。
將洗凈后的甲殼素用60%的氫氧化鈉溶液在140℃處理2.5h,水洗至中性后溶解于濃度為1%的乙酸溶液中,調節ph值至10,每升液體加100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至45℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為2.5h,調整ph值至10,得到陰離子組分;在1500r/min的攪拌速度下反應20s后進入紙機漿槽;
所述的無機填料為硅灰石;
在步驟(4)中,接著向步驟(3)紙機漿槽的漿料中添加甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑的陽離子組分,在750r/min的攪拌速度下反應60s后進入高位箱;
制備陽離子組分:
將洗凈后的甲殼素用60%的氫氧化鈉溶液在130℃處理2.3h,水洗至中性后溶解于濃度為7%的乙酸溶液中,調節ph值至10,每升液體加100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至45℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為2.5h,調整ph值至10,得到陽離子組分;在500r/min的攪拌速度下反應80s后進入高位箱;
所述陽離子單體為含有1,1-二烷基、烷氧基的烯烴類化合物;在步驟(3)和步驟(4)中,所述還原劑為h2o2;
在步驟(5)中,將步驟(4)所得漿料在紙機上依次經沖漿泵、網部、毯部壓榨部和第一干燥部,制得成型紙張;所述紙機的速率為300m/min;
所述干燥部的烘房溫度為130℃,所述第一干燥部的成紙水分低于8.1wt%,所述第二干燥部的成紙水分低于6wt%;所述漿料從高位箱流入網部時的上網濃度為1.0%,網部為100目;
在步驟(6)中,將步驟(5)所得成型紙張送入涂布機,保鮮制劑涂布量控制在40ml/m2,同時利用風壓在9kpa下將多余的保鮮制劑吹出,形成涂層;
所述保鮮制劑為殼寡糖水溶液,所述殼寡糖水溶液的濃度為5%;
在步驟(7)中,將步驟(5)所得涂層紙送入第二干燥部、卷紙機和高速分切機后加工,制得由非木材類紙漿制得的包裝紙。
本發明所述的甲殼素衍生物殼聚糖類造紙助劑,包括如下步驟:
在步驟(1)中,制備陰離子組分:將洗凈后的甲殼素用50%的氫氧化鈉溶液在130℃處理2.3h,水洗至中性后溶解于濃度為8%的乙酸溶液中,調節ph值至10,每升液體加100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至50℃,加入丙烯酰胺、陰離子單體進行接枝聚合,反應時間為2.5h,調整ph值至10,得到陰離子組分;所述陰離子組分中的殼聚糖含量為8%,所述的殼聚糖為甲殼素脫乙酰基的衍生物;所述殼聚糖的分子量為10萬;
在步驟(2)中,制備陽離子組分:將洗凈后的甲殼素用30%的氫氧化鈉溶液在140℃處理2.5h,水洗至中性后溶解于濃度為10%的乙酸溶液中,調節ph值至10,每升液體加100g的k2s2o8和還原劑,攪拌升溫至46℃,加入丙烯酰胺、陽離子單體進行接枝聚合,反應時間為2.5h,調整ph值至10,得到陽離子組分;所述陽離子組分中的殼聚糖含量為10%。
在步驟(3)中,所述陰離子組分與陽離子組分的質量比為0.16:0.6。
實施例4
實施例4與實施例1的區別:
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
在步驟(3)中,所述陰離子單體為丙烯腈,所述的無機填料為云母粉;
在步驟(4)中,所述陽離子單體為異丁烯。在步驟(3)和步驟(4)中,所述還原劑為hcl;
在步驟(6)中,所述涂布機為刮刀式涂布機。
實施例5
實施例5與實施例1的區別:
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
在步驟(3)中,所述陰離子單體為陰離子聚丙烯酰胺,所述的無機填料為高嶺土;在步驟(4)中,所述陽離子單體為陽離子聚丙烯酰胺。
在步驟(6)中,所述涂布機為輥式涂布機。
實施例6
實施例6與實施例1的區別:
本發明所述的由非木材類紙漿制得的包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
在步驟(3)中,所述陰離子單體為陰離子淀粉,所述的無機填料為硅鋁粉;
在步驟(4)中,所述陽離子單體為陽離子淀粉。
在步驟(6)中,所述涂布機為噴霧涂布機。
實施例7
實施例7與實施例1的區別:
在步驟(6)中,所述涂布機為簾式涂布機。
實施例8
實施例8與實施例1的區別:
在步驟(6)中,所述涂布機為狹縫式涂布機。
對比例1
除了步驟6中不使用保鮮制劑涂布之外,與實施例2制備過程相同,得到比較用包裝紙。
對比例2
除了使用商購小麥秸稈制得的紙漿作為原料(河南興泰紙業有限公司),并且使用次氯酸對紙漿進行漂白處理之外,以與上述實施例2相同的方式進行造紙,得到比較用包裝紙。
對比例3
使用市場上購買的以木質材料制備的包裝用白色淋膜紙作為對比例3。
紙張評價
(1)防水性評價
采用浸水法測包裝紙防水性能,將實施例2、對比例1-3包裝紙切成100mm*100mm的方形試樣各3張,重復試驗3次,放在一個預先稱重的潔凈容器中,在天平上進行稱量。將試樣從容器中取出,豎直插入裝有蒸餾水的試劑槽內。試樣的上邊緣應在水25mm±mm處,并應避免試樣與槽底相接觸(可用小夾子夾住,但夾口應在距試樣邊緣5mm以內)。浸水時間可按以下條件進行確定:①低抗水性:5min±15s;②中抗水性:30min±60s;③高抗水性:24h±15min。當試樣在蒸餾水中浸泡到規定時間后,用鑷子垂直夾持試樣的一個角,將試樣從蒸餾水中取出。夾持試樣2min,使蒸餾水滴下。將試樣放回原來的容器中,并在天平上稱量,準確至0.01g。如果繼續浸水,試樣質量不再增加,試樣即達到了飽和。最后就可以計算出瓦楞紙板的吸水性,每種包裝紙評價結果取三次平均值,如下表1所示。
(2)抗菌保鮮評價
每種包裝紙各取3張500mm*500mm大小,以香蕉作為供試對象,選擇無傷綠熟、大小一致12根香蕉。隨機分為4組,每組重復試驗3次,使用實施例2、對比例1-3包裝紙處理,置于4℃,75%-85%rh冷庫中貯藏。1周后測試生理生化指標,觀察破損及腐敗情況,每種包裝紙評價結果取三次平均值,如下表1所示。
(3)物理強度評價
實驗儀器:
①抗張強度測定儀,se-062型,瑞典l&w公司;
②撕裂度測定儀,sld-1000型,瑞典l&w公司;
③耐破度測定儀,dcp-npy5600型,四川長江造紙儀器廠;
④耐折度測定儀,tst-pm218a型,德國。
檢測前將紙頁置于恒溫(23±1℃)、恒濕(50±1%)實驗室中24h。分別按照gb/t12914-2008、gb/t455-2002、gb/t454-2002、gb/t457-2008測定紙張的抗張強度、撕裂度、耐破度和耐折度,重復3次。每種包裝紙評價結果取三次平均值,如下表1所示。
從表1的數據對比來看,通過本發明的方法制備的包裝紙在物理強度性能方面與市售木質原料制備的包裝紙相當。在防水性和抗菌保鮮方面,本發明的包裝紙要明顯優于木質原料和小麥秸稈原料制得的包裝紙。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明精神和范圍的前提下,本發明還會有各種變化和改進,本發明要求保護范圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。