本發明屬于包裝材料,具體涉及可降解餐飲器具用包裝紙及其制備方法。
背景技術:
1、餐飲行業的快速發展帶來了包裝材料的大量使用。包裝紙作為餐飲器具包裝的重要組成部分,在保護產品、方便運輸和提升用戶體驗等方面發揮著關鍵作用。然而,傳統包裝紙存在諸多局限性,傳統包裝紙大多以不可降解的材料為主,如含大量塑料成分的淋膜紙。這些包裝紙在使用后,難以在自然環境中分解,長期堆積會導致土壤污染、水體污染等生態問題。據統計,每年因餐飲包裝產生的垃圾數量巨大,其中大量不可降解包裝紙成為“白色污染”的重要來源,對生態平衡造成嚴重破壞。傳統包裝紙的生產往往依賴于有限的資源,如木材等。大量砍伐樹木用于造紙,不僅破壞森林資源,還影響生態系統的碳循環和生物多樣性。此外,不可降解包裝紙的回收利用率較低,進一步加劇了資源的浪費。
2、隨著消費者環保意識的不斷提高,對綠色、環保產品的需求日益增長。在餐飲消費中,消費者更傾向于選擇使用可降解包裝紙的產品。因此,本發明開發可降解餐飲器具用包裝紙及其制備方法,用于解決現有技術中包裝紙環境污染大、資源浪費嚴重和沒有進一步精細化制備工藝以及添加改進助劑的角度出發提升包裝紙的防水防油保鮮效果的技術問題。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供可降解餐飲器具用包裝紙及其制備方法,用于解決現有技術中包裝紙環境污染大、資源浪費嚴重和沒有進一步精細化制備工藝以及改進表面處理的角度出發提升包裝紙的防水防油保鮮效果的技術問題。
2、為了實現上述目的,本發明采用了如下技術方案:
3、可降解餐飲器具用包裝紙的制備方法,包括如下步驟:
4、(1)將竹纖維和秸稈纖維分別進行改性處理,使用納米二氧化硅、殼聚糖-聚乳酸和助劑共混改性,得到改性紙漿;
5、(2)將改性紙漿輸送至流漿箱中,成型網中成型,得到濕紙頁,壓榨脫水,烘缸干燥,通過輥式涂布將改性涂布液涂布在表面,固化,壓光,得到可降解餐飲器具用包裝紙;所述改性涂布液由聚3-羥基丁酸-己酸酯與聚乳酸經乳化后共混改性制備得到。
6、進一步地,所述可降解餐飲器具用包裝紙的制備方法,步驟(1)包括如下流程:
7、s1、將竹纖維分散在水中,使用盤磨機進行疏解,過濾,超聲,蒸汽爆破,得到改性竹纖維;將秸稈纖維置于酶解液中酶解,過濾,控干水分,等離子體處理,得到改性秸稈纖維;
8、s2、將改性竹纖維和改性秸稈纖維分別打漿,混合,得到纖維懸浮液,加入納米二氧化硅分散液共混,再加入殼聚糖-聚乳酸交聯液和助劑共混,得到改性紙漿。
9、進一步地,s1中竹纖維與水的質量比為1:100-120,疏解轉速為1000-3000r/min,疏解時間為10-30min,濾網孔徑為40-80μm,超聲頻率20-40khz,功率密度0.5-1.0w/cm2,超聲處理時間10-20min;在蒸汽中混入體積比5-10%的二氧化碳,蒸汽爆破溫度180-200℃,壓力1.5-2.0mpa,維持時間3-5min;秸稈纖維和酶解液的質量比為1:5,酶解液為纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、漆酶、激活劑和水的混合液,激活劑為硫酸鎂和氯化鈣的混合物,纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、漆酶、硫酸鎂、氯化鈣和水的質量比為5-6:3-4:2:1:0.5:0.3:1000,酶解溫度45-55℃,酶解時間2-3h,酶解攪拌速度100-200r/min;等離子體氣體為空氣或氮氣,處理功率為50-100w,處理時間為5-15min。
10、進一步地,s2中打漿度為30-45°sr,改性竹纖維和改性秸稈纖維質量比為1-2:1;納米二氧化硅分散液由納米二氧化硅粉末超聲分散在去離子水中得到,納米二氧化硅分散液的質量濃度為1-3wt%,纖維懸浮液與納米二氧化硅分散液的體積之比為3-5:1,攪拌反應速度為40-60r/min,攪拌時間為1-2h,反應溫度為40-50℃;共混時間為1-2h;殼聚糖-聚乳酸交聯液由1-2wt%的殼聚糖乙酸水溶液和2-3wt%的聚乳酸二氯甲烷溶液按體積比1:1混合,加入2-5vt%戊二醛在50-60℃下,攪拌反應2-3h交聯得到,纖維懸浮液與殼聚糖-聚乳酸交聯液的體積之比為3-5:1;所述助劑由納米竹炭粉、薰衣草精油、茶樹精油、天然松香乳液施膠劑和聚二甲基硅氧烷用量之比為1-2g:1g:1g:6-8ml:2-3ml超聲分散得到;纖維懸浮液和助劑的體積之比1:0.1-0.15。
11、進一步地,所述改性涂布液的制備方法,包括如下步驟:
12、q1、將聚3-羥基丁酸-己酸酯和聚乳酸加入到四氫呋喃中,油浴攪拌溶解,滴加去離子水進行乳化,同時加入山梨醇酐單油酸酯攪拌乳化,減壓蒸餾除去四氫呋喃,得到水性乳液;
13、q2、將食品級水性聚氨酯乳液和水性乳液加入到反應釜中,加入納米氧化鋅分散液,再加入茶多酚-羧甲基纖維素鈉復合液,得到涂布混合液,加入聚二甲基硅氧烷,加熱攪拌,得到改性涂布液。
14、進一步地,q1中聚3-羥基丁酸-己酸酯和聚乳酸的質量比為1:1-1.5,四氫呋喃與聚3-羥基丁酸-己酸酯的質量比為1:10-20,去離子水與四氫呋喃的質量比為1-3:1,山梨醇酐單油酸酯與聚3-羥基丁酸-己酸酯的質量比為3-10:100;q2中食品級水性聚氨酯乳液和水性乳液的體積比為2:1;納米氧化鋅分散液添加量為乳液總體積的2-5%,納米氧化鋅分散液由1份重量份的納米氧化鋅粉末和0.01-0.03份重量份的聚丙烯酸鈉分散在10-20份重量份的去離子水中得到;茶多酚-羧甲基纖維素鈉復合液,添加量為乳液總體積的6-10%,茶多酚-羧甲基纖維素鈉復合液由茶多酚和2-4wt%的羧甲基纖維素鈉水溶液按照質量比為1:5-10混合得到;聚二甲基硅氧烷的添加量為乳液總體積的0.1-0.3%,加熱溫度為55-65℃,攪拌速度為600-900r/min,攪拌時間為4-6h。
15、進一步地,步驟(2)中流漿箱的唇板開度為1-3mm,漿料流速為0.5-2m/s,成型網的網速為50-300m/min,壓榨采用3-5道壓榨,第一道壓榨壓力為0.1-0.3mpa,第二道壓力為0.3-0.5mpa,最后一道壓榨壓力為0.5-1.5mpa,壓榨時間為1-5s,烘缸干燥溫度為100-130℃,烘缸蒸汽壓力為0.2-0.6mpa,干燥時間為1-5min,涂布輥壓力為0.05-0.2mpa,涂布量為5-20g/m2,固化溫度為60-100℃,固化時間為1-5min,壓光壓力為1-5mpa,溫度為50-80℃,壓光速度為50-200m/min。
16、綜上所述,由于采用了上述技術方案,本發明的有益效果是:
17、1、本發明通過對竹纖維和秸稈纖維改性,能夠有效破壞纖維的結構,增加纖維的比表面積,提高纖維的反應活性;納米二氧化硅分散液具有較高的比表面積和活性可增強紙張的強度和阻隔性能,形成更緊密的結構;殼聚糖-聚乳酸交聯液通過殼聚糖和聚乳酸的交聯反應,能夠在纖維之間形成化學鍵,進一步增強紙張的強度和穩定性。
18、2、本發明通過聚3-羥基丁酸-己酸酯和聚乳酸混合以及與水性聚氨酯乳液的復配,使得涂布液形成的涂層在強度和柔韌性之間達到較好的平衡;納米氧化鋅具有優異的抗菌性能,能夠破壞細菌的細胞壁和細胞膜,抑制細菌的生長和繁殖,茶多酚作為抗氧化劑,能夠有效清除自由基,防止食品中的油脂、色素等成分氧化變質,保持食品的色澤和風味,制備過程中使用多種可生物降解的材料,符合環保要求。