一种高阻隔可降解纸张包装及制备方法

技术领域

本发明涉及食品包装领域及其他快消品包装，特别是涉及一种高阻隔可降解纸包装。

背景技术

快消小食品如饼干、薯片、糖果、巧克力等的现有常规包装结构为塑料复合膜结构，不可回收结构有PET/PE、PET/(VM)CPP、PET/MPET/PE、BOPP/MPET/PE等,可回收结构有BOPP/PE、BOPP/(VM)CPP、BOPP/MOPP/PE等。不可回收包装膜不符合日益严峻的环保趋势，可回收包装膜通常尺寸稳定性、摩擦系数、包装后外观等不佳，很难完全达到客户的期望。且现阶段塑料复合膜虽可以实现回收，但实际上回收企业较少，加上回收利用技术尚未成熟，包装的回收还是相对困难。

传统纸张结构为Paper/HSL、Paper/PE、Paper/PLA等结构，没有很好的阻湿阻氧性能，很难保证较长的保质期，严重影响内容物产品的售卖周期而不能适用于直接包装对水分和氧气敏感的食品，通常只能用于包装一些对氧气和水分都不敏感的食品，或者作为二级包装使用(外袋)。

现有塑料复合膜包装难以同时实现环保可降解，尺寸和摩擦系数稳定，包装后精美外观，高阻隔等要求。

传统纸张包装无法提供较好的阻隔性能，保质周期无法保证，许多快消品客户无法接受。

目前，传统塑料包装通常采用PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PA(尼龙)等高分子薄膜等作为基材，而这些高分子薄膜之中，PE、PET、PP、PVC等均属于非生物降解高分子材料，PA虽是可降解材料，但其降解周期一般在30年以上。这些高分子材料都不适用于新一代可降解塑料包装的研发。

传统降解材料纸张，PLA(聚乳酸)，PBS(聚丁二酸丁二醇酯)，PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯)，PHA(聚羟基烷酸酯)等本身不能实现高阻氧和阻水的性能，需要通过一些加工手段才能实现较好的阻隔性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高阻隔可降解纸张包装及其制备方法，实现包装膜兼具可降解、高阻隔、高平整度等特性，可以适应VFFS和HFFS包装线快速包装。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种高阻隔可降解纸张包装，所述纸张包装包括从外至内依次设置的外纸张层、涂布层、镀铝层和热封层；所述外纸张层与镀铝层通过涂布层复合，所述镀铝层和热封层通过无溶剂聚氨酯胶水复合。

纸张表面通常是粗糙凹凸不平的，本身不能用于真空镀铝，涂层涂布于纸张表面后，可以将纸张表面凹坑填平，并且增加纸张表面的极性，表面电晕达到38dyn以上，利于镀铝更均匀的附着于纸张表面，同时可以增加镀铝在纸张表面的附着强度，保证阻隔性。

无溶剂聚氨酯胶提供两层材料间结合力，200℃左右热封时不分层的高耐热性能。纸张容易吸收溶剂，使用无溶剂复合工艺可以避免溶残超标风险。

优选地，所述外保护层来自漂白牛皮纸、原色牛皮纸或格拉辛纸；所述外保护层纸张克重是30-100g/m

所述热封层是可生物降解材料；优选地，所述热封层材料是PLA(聚乳酸)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯)、PHA(聚羟基烷酸酯)中的一种或多种。

所述热封层厚度是15～50μm。

所述涂层是水性丙烯酸系，水性丙烯酸系胶不仅耐热性能优异，利于纸张镀铝的实现，且水性丙烯酸系胶能够堆肥降解，进一步满足了包装可降解性能的实现；所述涂层的涂布克重为3～10g/m2。

所述镀铝层为真空镀铝层；优选地，所述真空镀铝层厚度0.03～0.05μm。

进一步地，本发明提供了如上所述的高阻隔可降解纸张包装的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一：利用涂布装置对纸张涂布得涂布后的纸卷；

步骤二：利用镀铝装置对涂布后的纸卷镀铝得到镀铝纸卷；

步骤三：利用印刷机的印刷装置对镀铝纸卷进行印刷；

步骤四：采用无溶剂复合工艺将印刷后的镀铝纸卷和热封层材料复合，得到复合膜；

步骤五：将复合膜放进熟化室熟化；

步骤六：将复合膜通过分切机切割成所需的宽度。

优选地，所述步骤一具体操作为，以纸张为基材，放入涂布机的放卷机构展开，利用导辊将材料送至涂胶单元进行涂布，涂布后的纸张经过烘箱将涂层内的水分烘干，通过收卷单元进行收卷后得到涂布后的纸卷。

优选地，所述步骤二具体操作为，以涂布后的纸卷作为基材，方法一是将涂布后的纸卷放入真空镀铝机的真空室内的放卷机构进行展开，经过镀铝并冷却后收卷得到镀铝纸卷；方法二是以涂布好离型涂层的PET或OPP材料作为基材，放入真空镀铝机的真空室内的放卷机构进行展开，经过镀铝并冷却后收卷得到镀好铝的镀铝膜卷，经粘结剂与涂布后的纸张粘结后再剥离使铝层转移到纸张上收卷得到镀铝纸卷。

优选地，所述步骤三具体操作为，将镀铝纸卷放在凹版或柔板印刷机的放卷架上，调配好的油墨放入印刷机的墨斗内，利用印刷机的印刷装置对镀铝纸卷进行印刷，烘干溶剂后得到印刷后的镀铝纸卷。

优选地，所述步骤四具体操作为，将印刷好的镀铝纸卷放在无溶剂复合机的第一放卷架展开，热封层材料放在第二放卷架展开，使用涂胶装置对印刷后的镀铝纸涂布无溶剂胶后与热封层材料贴合后收卷。

优选地，所述熟化温度控制在40-45℃，熟化48h。

本发明相比现有技术的有益效果在于：

本发明的高阻隔可降解纸张包装使用可降解的高阻隔纸张和其他可生物降解材料复合制成，可以提供高阻隔性能WVTR≤0.5g/m2.24h，OTR≤2cc/m2.24h，使用过后可通过生物降解，对环境无污染。经降解测试验证，降解率达到90％以上，复合可降解材料范畴。

本发明的高阻隔可降解纸张包装平整度好，光标间距稳定，能够适应VFFS和HFFS等快速包装机。

本发明提供的高阻隔可降解纸张包装不仅外纸张层使用可降解材料，外纸张层与纸张层之间采用水性丙烯酸体系胶，热封层采用具有热封性能的生物降解薄膜材料，通过这些特殊材料的搭配使用，进一步提升了纸张包装的使用性能和环保要求。

附图说明

图1是本发明高阻隔可降解纸张包装的结构示意图；

图2是本发明纸张包装的制作流程示意图。

图中：外纸张层1；涂布层2；镀铝层3；热封层4。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的高阻隔可降解纸张包装，包括从外至内依次设置的外纸张层1、涂布层2、镀铝层3和热封层4；所述外纸张层1与镀铝层3通过涂布层3复合，所述镀铝层3和热封层4通过无溶剂聚氨酯胶水复合。

如图2所示，上述高阻隔可降解纸张包装的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：利用涂布装置对纸张涂布得涂布后的纸卷；步骤二：利用镀铝装置对涂布后的纸卷镀铝得到镀铝纸卷；步骤三：利用印刷机的印刷装置对镀铝纸卷进行印刷；步骤四：采用无溶剂复合工艺将印刷后的镀铝纸卷和热封层材料复合，得到复合膜；步骤五：将复合膜放进熟化室熟化；步骤六：将复合膜通过分切机切割成所需的宽度。

以下通过多个具体实施例来说明本发明技术方案的具体操作及效果。

如下表所示，列出了实施例1-5中高阻隔可降解纸张包装的各层使用的材质及厚度。

实施例1

步骤一：以漂白牛皮纸为基材，放入涂布机的放卷机构展开，利用导辊将材料送至涂胶单元进行涂布，涂布后的纸张经过烘箱将涂层内的水分烘干，通过收卷单元进行收卷后得到涂布后的纸卷；其中，所述漂白牛皮纸的克重为50g/m

步骤二：以涂布后的纸卷作为基材，将涂布后的纸卷放入真空镀铝机的真空室内的放卷机构进行展开，经过镀铝并冷却后收卷得到镀铝纸卷。其中，镀铝层的厚度为0.04μm。

步骤三：将镀铝牛皮纸卷放在柔板印刷机的放卷架上，调配好的油墨放入印刷机的墨斗内，利用印刷机的印刷装置对镀铝牛皮纸卷进行印刷，烘干溶剂后得到印刷后的镀铝牛皮纸卷。

步骤四：将印刷好的镀铝牛皮纸卷放在无溶剂复合机的第一放卷架展开，热封层材料PLA放在第二放卷架展开，使用涂胶装置对印刷后的镀铝牛皮纸涂布无溶剂聚氨酯胶后与热封层材料PLA贴合后收卷得到复合膜。

步骤五：将复合膜放进熟化室熟化；所述熟化温度控制在40-45℃，熟化48h。

步骤六：将复合膜通过分切机切割成所需的宽度。

实施例2

实施例2与实施例1的不同具体参见上述表格。另外，步骤二是以涂布好离型涂层的PET作为基材，放入真空镀铝机的真空室内的放卷机构进行展开，经过镀铝并冷却后收卷得到镀好铝的镀铝膜卷；经粘结剂与涂布后的纸张粘结后再剥离使铝层转移到纸张上收卷得到镀铝纸卷。

实施例3

实施例3与实施例1的不同具体参见上述表格。另外，步骤二是以涂布好离型涂层的OPP作为基材，放入真空镀铝机的真空室内的放卷机构进行展开，经过镀铝并冷却后收卷得到镀好铝的镀铝膜卷；经粘结剂与涂布后的纸张粘结后再剥离使铝层转移到纸张上收卷得到镀铝纸卷。

实施例4

实施例4与实施例1的不同具体参见上述表格。

实施例5

实施例5与实施例1的不同具体参见上述表格。另外，其印刷方式采用凹版印刷替代柔版印刷。

对比例1

对比例1与实施例1的不同在于，对比例1未经步骤一和步骤二工序，采用的是未镀铝的漂白牛皮纸，克重为60g/m

对比例2

对比例2与实施例1的不同在于，对比例2未经步骤一和步骤二工序，采用的是未镀铝的漂白牛皮纸，克重为60g/m

表1实施例及对比例性能测试

由上表中测试结果可知，实施例1-6中的高阻隔可降解纸张结构从降解率，阻隔性等综合评估性能明显优于对比例1-2。本发明中的实施例1-6通过选用环保可降解材料的组合，特别是高阻隔纸张层和可降解热封层材料的选择，在阻隔性能和环保要求上得到兼顾，相比于传统的包装材料取得了较大的进步。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。