【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于輕工科學(xué)，具體涉及一種食品包裝用多層噴涂紙基材料。
技術(shù)介紹
1、阻隔性紙基材料因其可降解、環(huán)保的特性，在替代塑料包裝材料方面展現(xiàn)出巨大潛力。將阻隔性紙基材料用于食品包裝，可大幅減少包裝塑料的使用，減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
2、現(xiàn)有的用于食品包裝的阻隔性紙基材料雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如環(huán)保、可循環(huán)利用、質(zhì)輕便攜等，然而在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些缺點(diǎn)，如較差的水蒸氣阻隔性能、機(jī)械性能不足以及在極端條件下的耐久性問(wèn)題。在食品運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，紙基材料容易破損或破裂，導(dǎo)致食品泄露或被污染，特別是對(duì)于液體或濕潤(rùn)食品，紙基材料的弱濕強(qiáng)度可能導(dǎo)致包裝失去密封性，進(jìn)一步影響食品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸安全。所以阻隔、力學(xué)性能、耐久性對(duì)阻隔性紙基材料的廣泛應(yīng)用極其重要。
3、中國(guó)專利cn117364542a公開了一種可阻水油抗反粘的食品代塑包裝紙及其制備方法和應(yīng)用，所述食品代塑包裝紙采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括依次復(fù)合的里層，中間層和表層；所述里層為原紙層，所述中間層為淀粉層，所述表層為防水防油阻隔涂層；所述防水防油阻隔涂層由水性丙烯酸樹脂乳液與生物可降解的填料混合后涂布制得；該專利制備的包裝紙雖然可用于食品包裝，但是淀粉層機(jī)械性能不好，在使用過(guò)程中耐久性差。
4、中國(guó)專利cn110747699a公開了一種食品包裝紙及其制備方法，包括：原紙層；設(shè)置在所述原紙層上的阻隔層；所述阻隔層包括防滲層與保護(hù)層；所述防滲層與原紙層相接觸；所述防滲層由水溶性聚合物形成；所述保護(hù)層由樹脂組合物形成。
5、上述熱塑性樹脂表面層
6、因此需要一種環(huán)保性、機(jī)械性能、阻隔性能均優(yōu)異的食品包裝用紙基材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種食品包裝用多層噴涂紙基材料，采用原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層的順序逐層噴涂，通過(guò)馬來(lái)酸對(duì)淀粉和聚乙烯醇的交聯(lián)作用，馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層與氧化納米纖維素層的協(xié)同作用提高了氧氣和水蒸氣的阻隔率及紙基材料的耐久性和機(jī)械性能。
2、本專利技術(shù)目的采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、本專利技術(shù)提供一種食品包裝多層噴涂紙基材料，包括：由下到上依次設(shè)置的原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層；所述馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層的噴涂量總定量為40～60g/m2。
4、進(jìn)一步地，所述多層噴涂紙基材料的制備方法為：
5、(1)將固含2～4％的淀粉和甘油共混溶液90～95℃水浴加熱糊化0.4～0.6h，糊化后依次加入固含3～6％聚乙烯醇和固含1～3％馬來(lái)酸溶液，室溫磁力攪拌1h后，均勻噴涂在原紙層，在45～55℃干燥8-15min，干燥得到原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層復(fù)合的紙基材料；
6、(2)將固含1～2％的氧化納米纖維素和甘油共混后均勻噴涂在步驟(1)紙基材料的馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層上，在75～90℃干燥35～45min，干燥得到原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層復(fù)合的紙基材料；
7、(3)將固含1～2％的納米纖維素和甘油共混后均勻噴涂在步驟(2)紙基材料的氧化納米纖維素層上，在75～90℃干燥35～45min，干燥得到原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層復(fù)合的紙基材料；
8、(4)將步驟(3)得到的紙基材料烘干，紙樣壓光，得到多層噴涂紙基材料。
9、進(jìn)一步地，所述淀粉選用甘薯淀粉。
10、進(jìn)一步地，所述淀粉和甘油共混溶液是將絕干淀粉加到水中，再加入甘油制備而得，所述淀粉和甘油的質(zhì)量比為1～5:1。
11、進(jìn)一步地，所述馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層中馬來(lái)酸溶液的噴涂定量為3～5g/m2，聚乙烯醇溶液的噴涂定量為2.5～10g/m2，淀粉溶液噴涂定量為10～17.5g/m2。
12、進(jìn)一步地，所述氧化納米纖維素/納米纖維素、甘油的質(zhì)量比為1:4～1:5。
13、進(jìn)一步地，所述氧化納米纖維素層的噴涂量為18～22g/m2，納米纖維素層的噴涂量為3～8g/m2。
14、進(jìn)一步地，所述原紙層使用蔗渣漿作為原料進(jìn)行抄片，紙張定量為220～240g/m2。
15、聚乙烯醇(pva)是一種人工合成的水溶性聚合物，具有高阻氧能力、良好的耐熱性、良好的粘附性和生物相容性，具有良好的水溶性和生物降解性、優(yōu)異的成膜能力和透明度。由于其羥基含量高，是用于紙基包裝和阻隔材料等應(yīng)用的理想涂層材料。淀粉是一種生物聚合物，由于其可負(fù)擔(dān)性、豐富性、無(wú)毒性、可再生性和生物降解性，廣泛用于包裝以減少環(huán)境污染。然而，純淀粉具有各種缺點(diǎn)，例如強(qiáng)度不足、熱穩(wěn)定性低、脆性、易老化和難以成膜。因此，將淀粉和pva的共混可改善淀粉的機(jī)械性能、阻隔性能以及成膜性，但是淀粉和pva彼此不相容，需要引入增塑劑來(lái)增強(qiáng)淀粉/pva膜的性質(zhì)。
16、本申請(qǐng)使用馬來(lái)酸溶液與淀粉溶液、聚乙烯醇混合制備馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層，淀粉和pva中含有大量羥基，馬來(lái)酸不僅可增強(qiáng)淀粉和pva的交聯(lián)作用，且馬來(lái)酸是廉價(jià)無(wú)毒的化學(xué)品，食品級(jí)馬來(lái)酸適當(dāng)添加可增強(qiáng)食品和飲料中的特殊水果風(fēng)味并改善口感。
17、納米纖維素是一種具有納米尺寸的纖維素材料，納米纖維素具有高強(qiáng)度、輕質(zhì)、可再生、可生物降解等特性，納米纖維素作為紙張涂層可提高紙張的強(qiáng)度、韌性和耐久性。
18、氧化納米纖維素是一種經(jīng)過(guò)tempo氧化處理的納米纖維素，表面帶有大量的羧基，從而增強(qiáng)了其親水性和反應(yīng)活性。氧化納米纖維素具有很高的強(qiáng)度和韌性，可以顯著提高紙張的抗撕裂和耐磨損能力。由于氧化納米纖維素的多孔結(jié)構(gòu)，涂層后的紙張可以更好地阻擋水分和氣體滲透，提高防潮和保鮮性能。
19、本專利技術(shù)的阻隔性紙基材料嚴(yán)格按照原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層的順序逐層噴涂制備，馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層為紙張的底涂層，填充紙張纖維間的孔隙，用馬來(lái)酸使淀粉和聚乙烯醇通過(guò)交聯(lián)作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使涂層結(jié)合更加緊密，為下一層提供平整界面；在馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層上逐層噴涂氧化納米纖維素和納米纖維素，由于氧化納米纖維素表面帶有大量的羧基，可與馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、納米纖維素層進(jìn)行氫鍵連接，增強(qiáng)了三層之間的協(xié)同作用，提高了對(duì)氧氣和水蒸氣的阻隔性，同時(shí)也為紙基材料提供良好機(jī)械性能。
20、本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：
21、(1)本專利技術(shù)的紙基材料具有優(yōu)異的氧氣和水蒸氣的阻隔性及優(yōu)異的耐破指數(shù)、抗張指數(shù)、耐折度，可作為很好的食品包裝材料。
22、(2)本專利技術(shù)馬來(lái)酸和聚乙烯醇的添加量較少，且淀粉、納米纖維素、氧化納米纖本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種食品包裝用多層噴涂紙基材料，其特征在于，包括由下到上依次設(shè)置原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層；所述馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層的噴涂量總定量為40～60g/m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層噴涂紙基材料，其特征在于，所述多層噴涂紙基材料的制備方法為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層噴涂紙基材料，其特征在于，所述淀粉選用甘薯淀粉，淀粉和甘油共混溶液是將絕干淀粉加到水中，再加入甘油制備而得，所述淀粉和甘油的質(zhì)量比為1～5:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層噴涂紙基材料，其特征在于，所述馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層中馬來(lái)酸的噴涂定量為3～5g/m2，聚乙烯醇的噴涂定量為2.5～10g/m2，淀粉噴涂定量為10～17.5g/m2。
5.根據(jù)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述氧化納米纖維素層的噴涂量為18～22g/m2，納米纖維素涂層的噴涂定量為3～8g/m2，干燥時(shí)間為35～45min，干燥溫度為75～90℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層噴涂紙基
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種食品包裝用多層噴涂紙基材料，其特征在于，包括由下到上依次設(shè)置原紙層、馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層；所述馬來(lái)酸-聚乙烯醇-淀粉交聯(lián)層、氧化納米纖維素層、納米纖維素層的噴涂量總定量為40～60g/m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層噴涂紙基材料，其特征在于，所述多層噴涂紙基材料的制備方法為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層噴涂紙基材料，其特征在于，所述淀粉選用甘薯淀粉，淀粉和甘油共混溶液是將絕干淀粉加到水中，再加入甘油制備而得，所述淀粉和甘油的質(zhì)量比為1～5:1。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安興業(yè)，劉霞，董珊，侯蕊，賈夢(mèng)真，劉利琴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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