本發(fā)明涉及一種包裝材料的制造方法,具體是用于獨立小包裝的低定量紙基熱封包裝材料的制造方法。
背景技術(shù):
1、塑料包裝作為包裝業(yè)四大材料之一,其用量穩(wěn)居第二位,緊隨紙和紙板包裝材料,占25%以上。但塑料的回收利用率不高,最終還是需要采用焚燒或填埋來處理,對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重且長期的污染。全球每年有800多萬噸塑料垃圾進入海洋,塑料垃圾不僅危害海洋生物,也可能會威脅人類健康。難降解的塑料垃圾已成為世界公認(rèn)的治理難題,世界各國紛紛頒布禁、限塑令。
2、在新的限塑政策引導(dǎo)下,綠色環(huán)保的功能性包裝新材料孕育而生。紙質(zhì)包裝材料由于來源廣泛、可再生、可回收利用、廢棄物可生物降解等特點,用量也在不斷增加。一些廠家通過在紙張表面涂布具有熱封功能的涂層,來生產(chǎn)可以替代傳統(tǒng)塑料的包裝材料,在原生產(chǎn)線上實現(xiàn)熱封包裝的應(yīng)用。目前比較普遍的是在原紙一面或兩面涂布包括丙烯酸乳液在內(nèi)的具有熱封性能的水性涂料,具有較好的熱封性能和一定的阻隔性能。通過以紙代塑方式減少包裝材料廢棄后對環(huán)境的污染。
3、然而,與塑料材質(zhì)相比紙基包裝材料的柔韌性和抗拉伸性能均明顯差。尤其是低定量紙基包裝材料,在包裝生產(chǎn)過程中折邊時,容易出現(xiàn)紙包裝被撕裂、拉斷的問題,嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。例如女性衛(wèi)生用品、嬰兒尿褲、成人失禁用品,或是其他小商品的獨立小包裝,高速包裝生產(chǎn)時,卷筒形式的包裝材料通過折邊,將商品包裹住,再進行熱壓封合,完成包裝過程。傳統(tǒng)的塑料包裝,拉伸性能明顯好于紙基包裝材料,折邊時塑料包材有足夠的拉伸率來避免被拉斷,但紙基包裝材料由于拉伸率低,尤其是低定量包裝材料,很容易被拉斷。廈門鼎聞新材料有限公司公布了一項“一種帶撕口保護的改進型軟抽包裝膜”的專利(專利申請?zhí)枺?02322668935.4)。該專利通過提供一種帶撕口保護的改進型軟抽包裝膜,來解決膜包裝(也包括紙基包裝)應(yīng)用時容易被撕裂劃傷的問題。該方案是在所述易撕口的周側(cè)上黏粘有一層增強保護帶;相鄰所述增強保護帶與所述易撕口設(shè)有限位部。這種方式是通過局部增強來解決紙基包裝材料撕裂問題,并且是終端客戶抽取面巾紙時才會出現(xiàn),在包裝生產(chǎn)過程中并不會出現(xiàn)折疊撕裂的問題。該方式對于高速包裝機有折邊的情況來說,并不適合。
4、對于低定量紙基包裝材料來說,通過增加原紙針葉漿用量來改善,其效果不明顯,針葉漿的增加并沒有明顯提高低定量紙基材拉伸時的伸縮率。通過表面涂敷柔韌性涂料可以改善紙基材的柔韌性和耐撕裂性能,由于低定量紙基材涂布時容易出現(xiàn)滲透過快問題,也會影響耐撕裂性能的提升,因此需要開發(fā)一種能夠防止涂布過快滲透,同時還能提高耐撕裂性能的方法,滿足以紙代塑的應(yīng)用要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種低定量紙基熱封包裝材料的制造方法。該方法通過一面涂布防滲透膠液,另一面同時涂布具有熱封增韌功能涂料的方式來生產(chǎn)低定量紙基熱封包裝材料。有熱封增韌功能的涂料,通過涂料中添加纖維狀材料,經(jīng)過烘干后,提高基紙的撕裂度,從而改善包裝折邊時容易撕裂斷紙的問題。同時,熱封增韌涂料涂布時容易向紙里滲透,影響增韌效果的改善,本方法通過另一面涂布防滲透膠液,滲透到對面,對面涂布熱封增韌涂料與滲透過來的防滲透膠液接觸,發(fā)生增粘現(xiàn)象,從而阻止熱封增韌涂料過多的滲透,使涂布后的紙有較好的柔韌性,改善包裝生產(chǎn)折邊時紙基包裝材料易撕裂、易拉斷的生產(chǎn)問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
3、(1)利用簾式涂布落簾前的一個支撐輥作為上料輥,或是在落簾前增加涂布方式,在紙基反面進行防滲透膠液的涂布,不經(jīng)過烘干,再在紙基正面進行熱封增韌涂料的簾式涂布,防滲透膠液滲到對面,與熱封增韌涂料接觸,增加涂料的粘度,阻止熱封增韌涂料過多的滲透,經(jīng)過烘干后,紙基熱封材料的柔韌性和橫向耐撕裂性能增加,橫向撕裂度超過500mn。
4、(2)在熱封增韌涂料中添加經(jīng)過打漿的纖維材料,添加表面活性劑、分散劑、電荷調(diào)節(jié)劑、增稠劑等助劑,并調(diào)整涂料ph值,控制涂料低剪切粘度,在高速分散的條件下,通過調(diào)整各助劑添加順序等配料工藝,使纖維材料均勻的分散在涂料中,并通過簾式涂布方式將配制好的涂料涂布在紙面上。
5、(3)防滲透膠液為硼酸、硼砂、氯化鈣、硫酸鋁等二價或三價的鹽或酸溶液,濃度不超過5%,防滲透膠液中可以添加降低表面張力的助劑,如表面活性劑等,提高防滲透膠液的滲透速度,添加量不超過0.5%,涂布方式可以為噴涂、棒涂、輥涂等涂布方式,或是改造簾式涂布支撐輥作為上料輥,進行涂布,涂布量不超過2g/m2。
6、(4)所用的纖維材料包括植物纖維、納米纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚酰胺纖維、芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、碳纖維、雙組份復(fù)合纖維、pla纖維pla/pbat復(fù)合纖維、pha纖維、pbs纖維等一種或幾種組合,纖維經(jīng)過打漿切斷或和分絲帚化等處理,處理后的纖維長度不超過5mm,打漿度不超過80°sr。
7、(5)經(jīng)過打漿處理后的纖維加入合適的分散劑、表面活性劑、親水改性劑等助劑,將纖維進行分散,分散濃度不超過5%,同時加入懸浮增稠劑,提高纖維在水中的分散懸浮性能,針對不同纖維,打漿時可以加入部分表面活性劑或分散劑,提高打漿效果。
8、(6)纖維分散所用的分散劑包括十二烷基、硫酸鈉、tween系列、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、羧甲基纖維素、海藻酸鈉、殼聚糖衍生物、甜菜堿類、苯乙烯-馬來酸酐共聚物等一種或幾種的復(fù)合,分散劑對纖維的添加量不超過5%,并根據(jù)纖維特性調(diào)整分散條件,通過調(diào)整合適的zeta電位、ph值、溫度等,獲得好的纖維分散性能。
9、(7)所用熱封增韌涂料主要組分包括丙烯酸乳液、乙烯/醋酸乙烯酯共聚乳液、醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳液、聚胺酯乳液等一種或幾種的復(fù)合,熱封增韌涂料組分與纖維的配比為100:40~100:1,混合制備濃度不高于30%,涂料低剪切粘度不高于1000cp。
10、(8)涂料中所用增稠劑為水性或水溶性增稠劑,如pva、cmc、黃原膠、瓜爾膠、海藻酸鈉、淀粉、殼聚糖等水性涂料中常用的增稠劑一種或幾種的組合。
11、(9)簾式涂布方式的模頭為狹縫式,縫隙寬度不大于0.8mm,縫隙寬度可以調(diào)節(jié),從而獲得不同的落簾速度,使涂到紙上濕涂層里的纖維有不同的縱橫取向,涂布車速不高于1500m/min,采用單面涂布,涂布在紙上,涂布量不高于20g/m2,成紙定量20~60g/m2。
12、涂料中的纖維起到了加強筋的作用,熱封組分具有很好的粘結(jié)性能,可以將纖維與纖維之間及纖維與基紙表面牢固的黏貼在一起,強化了基紙表面的耐撕裂性能,也提高了表面的柔韌性能,可以有效解決包裝生產(chǎn)折邊時紙基包裝材料易撕裂、易拉斷的生產(chǎn)問題。同時,通過防滲透膠液的涂布,阻止了熱封增韌涂料過多的向紙里滲透。并且涂布時,通過落簾速度和紙幅速度的調(diào)整,可調(diào)整熱封增韌涂料中纖維的取向,從而改善縱橫向的耐撕裂性能。通過分散劑的配合,有效的實現(xiàn)了纖維在涂料中的均勻分散,避免了纖維相互纏繞,團聚的問題,從而也避免了堵塞模頭縫隙的問題。