CN108130817B - 涂布纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种涂布纸及其制备方法，该涂布纸包括原纸和涂覆于原纸表面的阻隔涂层，其中，所述阻隔涂层的原料按重量份计，包括以下组分：10～30份丁苯乳液、60～80份聚偏二氯乙烯乳液、5～10份乙烯‑醋酸乙烯共聚物和0.5～2份助剂。该涂布纸具有良好的水蒸气和氧气阻隔性能，防潮保润效果好。

Description

涂布纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种涂布纸及其制备方法。
背景技术
纸张被广泛的运用于工业、农业、文化和包装等领域，食品纸质包装容易受潮而使食品变质；包装纸箱从冻库取出后恢复常温易受到水的浸润，使箱体的抗压强度和耐破度大大下降，因此疏水性纸张的开发是提升造纸业竞争力的重要方向。
传统的纸张防水处理主要是对纸张表面覆膜，但是覆膜操作工艺复杂。涂布纸(Coated pater)是在原纸上涂上一层涂料(coating color),使纸张具有良好的光学性质及印刷性能等。但是，目前市场上的涂布纸的阻隔性均是通过涂覆铝层实现，而纸张上的铝层极易出现裂层，甚至剥落，从而导致纸张的阻隔性能大幅度的下降。
发明内容
基于此，有必要提供一种具有良好水氧阻隔性能的涂布纸，具有良好的防潮保润效果。
一种涂布纸，包括原纸和涂覆于原纸表面的阻隔涂层，其中，所述阻隔涂层的原料按重量份计，包括以下组分：10～30份丁苯乳液、60～80份聚偏二氯乙烯乳液、5～10份乙烯-醋酸乙烯共聚物和0.5～2份助剂。
上述涂布纸所使用的阻隔涂层材料，是通过将具有高阻隔性的聚偏二氯乙烯(PVDC)乳液、粘结力强柔韧性佳的丁苯乳液和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)三者复配，使阻隔涂层材料具丁苯乳液柔韧性好、粘结力强和PVDC乳液高阻隔性的优点，从而使阻隔涂层与原纸能够紧密贴合，涂布纸具有良好的防潮保润效果。
过聚偏二氯乙烯(PVDC)乳液、丁苯(SBR)乳液和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)三者的复配，使阻隔涂料兼具丁苯乳液柔韧性好、粘结力强和PVDC乳液高阻隔性的优点，避免单一PVDC乳液由于脆性和刚性原因出现断层导致阻隔效果不佳或单一丁苯乳液不具备阻隔效果的问题，同时通过EVA和助剂提高PVDC和水性丁苯乳液之间的互溶性，避免由于PVDC乳液和SBR乳液互溶性不佳，因沉降容易出现分层的问题，如此使得上述阻隔涂料的粘结力强、阻隔性高和柔韧性佳。
在其中一个实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为75wt％～90wt％。
醋酸乙烯含量在75wt％～90wt％范围内，EVA呈乳液状态，具有良好的混溶性，可以更好的提高PVDC和丁苯之间的互溶性，使涂层材料更加均匀一致，进一步提高阻隔涂层的均匀一致性。
在其中一个实施例中，所述助剂选自无机增稠剂、消泡剂和表面活性剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述无机增稠剂选自纳米氧化铝(Al2O3)、纳米二氧化硅(SiO2)和纳米二氧化钛(TiO2)中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述无机增稠剂为气相氧化铝或/和气相二氧化硅。
气相氧化铝和气相二氧化硅的粒径小、比表面积大、结构性强，具有良好的补强、增稠、抗紫外线和杀菌等作用，在混合体系中加入气相氧化铝或气二氧化硅，可以促进各组分之间的相互分散渗透，并起到“协同作用”效应以改善聚合物材料的性能，提高阻隔涂层材料的粘度和稳定性，同时提高阻隔涂层的抗老化能力和耐候性，延长产品的使用期。
在其中一个实施例中，所述聚偏二氯乙烯乳液的固含量为35wt％～55wt％。
在其中一个实施例中，所述丁苯乳液的固含量为40wt％～50wt％。
在其中一个实施例中，所述丁苯乳液的结合苯乙烯量为23wt％～35wt％。
在其中一个实施例中，所述阻隔涂层的厚度为2μm～10μm。
经检测，本发明上述涂布纸的氧气透过率小于350cm3/m2·d·MPa，水蒸气透过率小于350g/m2·24hr。
本发明另一目的在于提供上述涂布纸的制备方法。具体包括以下步骤：将所述阻隔涂层的原料涂覆于原纸层的表面，并进行热处理，形成阻隔涂层，即得涂布纸。
上述方法，工艺简单，易于控制，且原有的涂布纸生产基础上无需增设纸张涂布的设备，制备得到的涂布纸具有良好的阻隔性。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式的涂布纸，包括原纸和涂覆于原纸表面的阻隔涂层，其中，阻隔涂层的原料按重量份计，包括以下组分：10～30份丁苯乳液、60～80份聚偏二氯乙烯乳液、5～10份乙烯-醋酸乙烯共聚物和0.5～2份助剂。
上述涂布纸所使用的阻隔涂层材料，是通过将具有高阻隔性的聚偏二氯乙烯(PVDC)乳液、粘结力强柔韧性佳的丁苯乳液和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)三者复配，使阻隔涂层材料具丁苯乳液柔韧性好、粘结力强和PVDC乳液高阻隔性的优点，从而使阻隔涂层与原纸能够紧密贴合，涂布纸具有良好的防潮保润效果。过聚偏二氯乙烯(PVDC)乳液、丁苯(SBR)乳液和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)三者的复配，使阻隔涂料兼具丁苯乳液柔韧性好、粘结力强和PVDC乳液高阻隔性的优点，避免单一PVDC乳液由于脆性和刚性原因出现断层导致阻隔效果不佳或单一丁苯乳液不具备阻隔效果的问题，同时通过EVA和助剂提高PVDC和水性丁苯乳液之间的互溶性，避免由于PVDC乳液和SBR乳液互溶性不佳，因沉降容易出现分层的问题，如此使得上述阻隔涂料的粘结力强、阻隔性高和柔韧性佳。
在其中一个实施例中，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为75wt％～90wt％。
醋酸乙烯含量在75wt％～90wt％范围内，EVA呈乳液状态，具有良好的混溶性，可以更好的提高PVDC和丁苯之间的互溶性，使涂层材料更加均匀一致，进一步提高阻隔涂层的均匀一致性。
在其中一个实施例中，助剂选自无机增稠剂、消泡剂和表面活性剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，阻隔涂层的原料助剂中包括0.49～1.9份的无机增稠剂和0.01～0.1份的消泡剂。
在其中一个实施例中，无机增稠剂选自纳米氧化铝(Al2O3)、纳米二氧化硅(SiO2)和纳米二氧化钛(TiO2)中的至少一种。
进一步地，无机增稠剂的颗粒尺寸为10nm～500nm。
在其中一个实施例中，无机增稠剂为气相氧化铝或/和气相二氧化硅。
气相氧化铝和气相二氧化硅的粒径小、比表面积大、结构性强，具有良好的补强、增稠、抗紫外线和杀菌等作用，在混合体系中加入气相氧化铝或气二氧化硅，可以促进各组分之间的相互分散渗透，并起到“协同作用”效应以改善聚合物材料的性能，提高阻隔涂层材料的粘度和稳定性，同时提高阻隔涂层的抗老化能力和耐候性，延长产品的使用期。
在其中一个实施例中，消泡剂为有机硅消泡剂。
在其中一个实施例中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
在其中一个实施例中，聚偏二氯乙烯乳液的固含量为35wt％～55wt％。
在其中一个实施例中，所述丁苯乳液的固含量为40wt％～50wt％。
在其中一个实施例中，丁苯乳液的结合苯乙烯量为23wt％～35wt％。
在其中一个实施例中，阻隔涂层的厚度为2μm～10μm。可以理解，从涂布纸和节约材料的角度出发，阻隔涂层较优的厚度为2μm～10μm。
经检测，本发明涂布纸的氧气透过率小于350cm3/m2·d·MPa，水蒸气透过率小于350g/m2·24hr。
本发明另一目的在于提供上述涂布纸的制备方法。具体包括以下步骤：将阻隔涂层的原料涂覆于原纸层的表面，并进行热处理，形成阻隔涂层，即得涂布纸。
具体的，先将10～30份丁苯乳液和5～10份乙烯-醋酸乙烯共聚物充分混合搅拌20～60分钟，得混合物A。
再将混合物A加入到60～80份的聚偏二氯乙烯乳液中，搅拌混合30～60分钟，得混合物B，搅拌速度为60～80转/分钟；然后往混合物B中加入0.5～2份助剂，一起用砂磨机进行研磨，研磨时间为0.5～3小时，得阻隔涂料。
然后将阻隔涂料按3g/m2～15g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
可以理解，3g/m2～15g/m2的涂覆量可以保证阻隔涂层的厚度为2μm～10μm。
上述方法，工艺简单，易于控制，且原有的涂布纸生产基础上无需增设纸张涂布的设备，制备得到的涂布纸具有良好的阻隔性。
以下为具体实施例
实施例1
1)、将20份丁苯乳液和9份乙烯-醋酸乙烯共聚物充分混合搅拌20分钟，得混合物A。
2)、将混合物A加入到70份的聚偏二氯乙烯乳液中，搅拌混合60分钟，得混合物B，搅拌速度为60～80转/分钟，然后用砂磨机进行研磨，研磨时间为3小时，即得阻隔涂料。
3)往混合物B中加入2份助剂，然后用砂磨机进行研磨，研磨时间为3小时，即得阻隔涂料。
4)将阻隔涂料按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
实施例2
1)、将10份丁苯乳液和5份乙烯-醋酸乙烯共聚物充分混合搅拌20分钟，得混合物A。
2)、将混合物A加入到80份的聚偏二氯乙烯乳液中，搅拌混合60分钟，得混合物B，搅拌速度为60～80转/分钟。
3)往混合物B中加入1.9份无机增稠剂和0.1份的消泡剂，然后用砂磨机进行研磨，研磨时间为3小时，即得阻隔涂料。
4)将阻隔涂料按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
实施例3
1)、将20份丁苯乳液和9份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液充分混合搅拌30分钟，得混合物A。
2)、将混合物A加入到70份的聚偏二氯乙烯乳液中，搅拌混合30分钟，得混合物B，搅拌速度为60～80转/分钟。
3)往混合物B中加入0.49份纳米氧化铝和0.1份的消泡剂，然后用砂磨机进行研磨，研磨时间为3小时，即得阻隔涂料。
4)将阻隔涂料按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
实施例4
1)、将30份丁苯乳液和10份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液充分混合搅拌30分钟，得混合物A。
2)、将混合物A加入到60份的聚偏二氯乙烯乳液中，搅拌混合30分钟，得混合物B，搅拌速度为60～80转/分钟。
3)往混合物B中加入1份气相二氧化硅和0.05份的消泡剂，然后用砂磨机进行研磨，研磨时间为3小时，即得阻隔涂料。
4)将阻隔涂料按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
实施例5
1)、将20份丁苯乳液和9份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液充分混合搅拌30分钟，得混合物A。
2)、将混合物A加入到70份的聚偏二氯乙烯乳液中，搅拌混合30分钟，得混合物B，搅拌速度为60～80转/分钟。
3)往混合物B中加入1份气相氧化铝和0.05份的消泡剂，然后用砂磨机进行研磨，研磨时间为3小时，即得阻隔涂料。
4)将阻隔涂料按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
对比例1
对比例1使用普通PVDC乳液在卡纸表面按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成阻隔涂层，即得涂布纸。
对比例2
对比例2使用普通PVDC乳液在卡纸表面按5g/m2的量涂覆于原纸表面，并烘干形成PVDC涂层；再于PVD涂层上涂覆丁苯乳液，并烘干，得涂布纸。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于，对比例3中的阻隔涂层原料中不含助剂。
对比例4
对比例4与实施例3基本相同，不同之处在于聚偏二氯乙烯的量不同，具体为对比例4中聚偏二氯乙烯的量为90份。
对比例5
对比例5与实施例3基本相同，不同之处在于乙烯-酸酸乙烯共聚物的量不同，具体为对比例5中乙烯-酸酸乙烯共聚物的量为4份。
性能检测
对卡纸及本发明实施例和对比例涂布纸的水气阻隔和氧气阻隔性能于常温下进行检测，具体结果见下表1。
检测方法和标准：水蒸气透过率参照GB1037-88，氧气透过率参照GB/T1038-2000。
表1卡纸及本发明实施例和对比例涂布纸的阻隔性能对比
Figure BDA0001518445800000081
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种涂布纸，其特征在于，包括原纸和涂覆于原纸表面的阻隔涂层，其中，所述阻隔涂层的原料按重量份计，包括以下组分：10～30份丁苯乳液、60～80份聚偏二氯乙烯乳液、5～10份乙烯-醋酸乙烯共聚物和0.5～2份助剂；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为75wt％～90wt％，所述助剂选自无机增稠剂、消泡剂和表面活性剂中的至少一种。
2.如权利要求1所述的涂布纸，其特征在于，所述助剂中包括0.49～1.9份的无机增稠剂和0.01～0.1份的消泡剂。
3.如权利要求1所述的涂布纸，其特征在于，所述无机增稠剂选自纳米氧化铝、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的至少一种。
4.如权利要求3所述的涂布纸，其特征在于，所述无机增稠剂为气相氧化铝或/和气相二氧化硅。
5.如权利要求1所述的涂布纸，其特征在于，所述丁苯乳液的固含量为40wt％～50wt％。
6.如权利要求1所述的涂布纸，其特征在于，所述聚偏二氯乙烯乳液的固含量为35wt％～55wt％。
7.如权利要求1所述的涂布纸，其特征在于，所述丁苯乳液的结合苯乙烯量为23wt％～35wt％。
8.如权利要求1～7任一项所述的涂布纸，其特征在于，所述阻隔涂层的厚度为2μm～10μm。
9.如权利要求1～8任一项所述的涂布纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述阻隔涂层的原料涂覆于原纸层的表面，并进行热处理，形成阻隔涂层，即得涂布纸。
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