CN114250645B

CN114250645B - 一种高强度易上墨的包装纸及其制备方法

Info

Publication number: CN114250645B
Application number: CN202111682925.5A
Authority: CN
Inventors: 郑彬彬; 刘心标
Original assignee: Dongguan Tiandi Printing Co ltd
Current assignee: Dongguan Tiandi Printing Co ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114250645A

Abstract

本申请涉及包装纸技术领域，更具体地说，涉及一种高强度易上墨的包装纸及其制备方法，该包装纸依次包括纸张层和保护膜层，所述保护膜层是由混合乳液涂布于纸张层表面形成，所述混合乳液由以下重量份的原料制得：乙烯‑醋酸乙烯共聚物乳液50~70份、壳聚糖10~15份、乙酸乙酯10~15份、水性高光油15~25份、离子替塑油5~15份、补强剂10~20份、聚乙二醇20~30份、去离子水15~25份和柠檬酸1~2份，本申请通过上述原料制备混合乳液，再将混合乳液喷涂于纸张层的表面形成保护膜层，使得包装纸具有良好的抗张强度、抗撕裂强度、耐破度和防水性能，表面不易被刮花，同时易上墨印刷。

Description

一种高强度易上墨的包装纸及其制备方法

技术领域

本申请涉及包装纸技术领域，更具体地说，涉及一种高强度易上墨的包装纸及其制备方法。

背景技术

包装纸是我们生活中常见的一种包装材料，常用于纸盒、纸袋等。众所周知，纸是一种脆性比较强的物质，比较容易被破坏，且防水性能较差，因此，用纸制作包装纸时，需要对其表面进行深加工，如在纸的表面涂上一层胶膜层，使其具有较好的强度，减少包装纸表面被刮花同时提高包装纸的防水性能，可是随着人们需求不断的增加，仅仅是提高包装纸的强度和防水性能已经不能满足人们需求，人们需要在包装纸的表面印刷各种文字和图案，用于标识包装纸和增强包装纸的美感，但是由于胶膜层特殊化学性能，使得印刷时油墨难以贴合在保护膜表面，对此，人们通过使用比较容易印刷的材料作为胶膜层，以提高包装纸的印刷性，但是，易印刷的材料会使胶膜层的强度减弱，导致包装纸的表面容易被刮花，故需要改进。

发明内容

为了使包装纸具有较好的强度和印刷性，本申请提供一种高强度易上墨的包装纸及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高强度易上墨的包装纸，采用如下的技术方案：

一种高强度易上墨的包装纸，依次包括纸张层和保护膜层，所述保护膜层是由混合乳液涂布于纸张层表面形成，所述混合乳液由以下重量份的原料制得：

乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液50～70份

壳聚糖10～15份

乙酸乙酯10～15份

水性高光油15～25份

离子替塑油5～15份

补强剂10～20份

聚乙二醇20～30份

去离子水15～25份

柠檬酸1～2份。

通过采用上述技术方案，制得包装纸具有良好的抗张强度、抗撕裂强度、耐破度、印刷性和防水性能，从而使得表面不易被刮花，同时易上墨印刷。乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液具有较好的增塑性、相容性和成型加工性，与其他物质混合使用制得混合乳液，易于在纸张层表形成保护膜层，使保护膜层具有柔软性好、抗张强度好、抗撕裂强度好和易上墨等优点，从而使得保护膜层具有较好的防刮花性能，当外界有冲击时，保护膜层可以缓冲该冲击力，减少纸张层损坏。

离子替塑油具有良好的高张力、强韧、耐磨、防水，耐老化等特性，与油墨密著性佳、不回粘、粘结性优良，用于制备保护膜层，可进一步提高保护膜层防水、抗冲击性能和印刷性，便于保护膜层上墨，便于印刷。水性高光油具有良好的光泽度，使得保护膜层耐黄性好，用于制备保护膜层，可以保护膜层表面获得较好光泽度，增强油墨的耐光性。

聚壳糖可提高保护膜层的吸附性，使保护膜层与纸张层的结合更紧密，不易分离，同时壳聚糖与油墨具有较好的结合力，可提高保护膜层印刷性，柠檬酸溶于去离子水，形成酸性溶液，可溶解聚壳糖，使得聚壳糖与其他原料能混合均匀，进一步增强保护膜层与纸张层的粘结牢度。

聚乙二醇具有良好粘连性和防水性，与其他原料配合使用制得的丙烯酸共聚物混合液涂于纸张层的表面干燥后形成一层紧密的保护膜层可有效地减少水分纸张层接触，同时聚乙烯醇提高上述原料之间结合牢固度，进一步提高包装纸的抗张强度、抗撕裂强度、耐破度、防水性能和印刷性，使其不易破损，实用性高。

去离子水和乙酸乙酯可降低乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液的稠度，增加乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液的流动性，使得乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液与其他原料能混合均匀，制得流动性较好的混合乳液，易于涂布于纸张层，形成膜，进一步提高保护膜层的印刷性、抗张强度、抗撕裂强度、耐破度和防水性能，且去离子水和乙酸乙酯易挥发物质，有利于保护膜层干燥。

补强剂可提高保护膜层的抗张强度、抗撕裂强度、耐破度，与其他原料配合使用，使得保护膜层具有较好的抗张强度、抗撕裂强度、耐破度和防水等性能，不易损坏。

可选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚乳液，由以下重量份的组分制得：

醋酸乙烯45～60份

乙烯单体30～40份

还原剂0.01～0.02份

乳化液15～25份

氧化剂溶液4～8份

缓冲液5～10份

消泡剂0.01～0.02份。

通过采用上述组分制备的乙烯-醋酸乙烯共聚乳液固含量为30～50％，且具有较好的流动性和相容性，易于与其他原料相混合，乙烯-醋酸乙烯共聚乳液的成膜性好，纸张层的表面具有很多细小纤维，乙烯-醋酸乙烯共聚乳液中的固体会与纤维结合，进而能在纸张层表面快速成膜，形成膜的表面在400倍的放大镜下，可以看到有凹凸不平的表面，更容易挂墨。

可选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚乳液由以下方法制得：

按照重量份计，将乳化液15～25份、0.01～0.02份还原剂、40～50份醋酸乙烯和0.02～0.05份引发剂加入反应釜中，通入30～40份乙烯单体，升温60～65℃，增加反应体系的压力达3～4MPa，加入1～4份氧化剂溶液，升温至70～80℃反应30～70分钟；

再向反应釜中加入4～7份氧化剂溶液，将反应体系内的压强升至5～6MPa，加入5～10份醋酸乙烯，反应2～3h，降温40～45℃，加入0.01～0.02份消泡剂，降低反应体系的压强至1～2Mpa，反应0.5～1h；

再加入缓冲液5～10份，调节pH至6.5～7.5，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液。

通过上述技术方案制得的乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液具有较好流动性和相容性，醋酸乙烯和乙烯单体聚合形成乙烯-醋酸乙烯共聚物，乳化溶液为醋酸乙烯和乙烯单体的反应提供一个比较好乳化的环境，减少反应过程中你固液分离的可能，乙烯-醋酸乙烯共聚物可提高保护膜层的柔韧性、热稳定性和加工性，可进一步提高包装纸的强度性能印刷性，不易破损。

可选的，所述醋酸乙烯与所述乙烯单体的重量份比为(50～55)：40。

通过采用上述技术方案，进一步优化醋酸乙烯与乙烯单体的配比，使得乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液具有更好流动性和相容性，固含量为30～40％，更容易成膜，且形成的保护膜层柔韧性、热稳定性和加工性更好，可进一步使包装纸的强度性能和印刷性更好。

可选的，每份所述乳化液由以下重量份的物料制得：

按照重量份计，在反应容器内加入2～3份乙醇和3～5份吐温，在40～50℃条件下，搅拌20～25分钟，加入10～15份去离子水，然后升温至85℃使其完全溶解，冷却至室温，再加入0.26-0.28份乳化剂，搅拌15～30min，得到乳化液。

通过采用上述方案制得的乳化液具有较好的乳化作用，减少醋酸乙烯和乙烯单体聚合形成乙烯-醋酸乙烯共聚物出现固液分离的现象发生。吐温是一种表面活性剂可以增强乳化剂的乳化作用，乙醇和水共同作用下可以将吐温和乳化剂溶解形成乳化液，乙醇可提高吐温的溶解度，进而提高乳化液的乳化能力。

可选的，所述水性高光油用量为总重量份的5～10％。

水性高光油用量少于总重量份的5％，则稀释过量会影响保护膜层的光泽性及柔韧性；水性高光油用量超过总重量份的10％，则会导致形成的保护膜强度减低，进而使得包装纸表面容易被损坏。

优选的，所述保护膜层的喷涂干量为5～15g/m²。

通过采用上述技术方案，使保护膜层具有更佳优异的防水性能和物料性能，上述各种原料混合使用，涂布于纸张层表面，进行干燥后制得保护膜层，干燥后的涂布干量为5～15g/m²，厚度为0.1～0.1mm，使得保护膜层厚度薄、强度好，干燥的过程中挥发乙醇、乙酸乙酯和大部分的水，保护膜层还含有小部分的水，使保护膜层的表面具有一定的润湿性，其表面润湿性可达38％以上，以便于保护膜层的表面可以印刷，同时增加保护膜层的耐磨强度、抗张强度、抗撕裂强度、耐破度和防水性能。

第二方面，本申请采用一种高强度易上墨包装纸的制备方法，采用如下技术方案：一种高强度易上墨包装纸的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)配置混合乳液乳液：按照重量份计，称取去离子水15～25份和柠檬酸1～2份，混合溶解，加入壳聚糖10～15份，搅拌至壳聚糖溶解，依次加入乙酸乙酯10～15份、聚乙二醇20～30份和乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，搅拌均匀，加入补强剂10～20份，制得混合乳液；

2)将步骤1)制备得到的混合乳液喷涂于纸张层的表面，涂布完毕后干燥，干燥温度为95～105℃，制得高强度易上墨的包装纸。

喷涂操作的程序少，施工时间端、效率高，且喷涂时设备不与纸张层接触，可以很好的保护纸张层的表面结构，同时由于纸张层的表面不均一性和有不规则形状，采用喷涂的方式可使混合乳液在纸张层的表面形成光滑平整的涂层。

可选的，所述步骤2)中喷涂的压力为1～2MPa，进行两次喷涂。

当喷涂的压力小于1Mpa，则混合乳液不能均匀喷涂至纸张层表面，使形成的保护膜层厚薄不均，从而使得纸张层容易受外界的冲击产生压痕；当喷涂的压力大于2Mpa，则喷涂压力过大，喷涂时容易破坏纸张层。

可选的，所述步骤2)中进行两次喷涂，第一次喷涂干燥后，再进行第二次喷涂。

通过采用上述技术方案，使得保护膜层的厚度增加，使得形成的保护膜层具有更好抗冲击能和防刮花性能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请通过将乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、壳聚糖、乙酸乙酯、水性高光油、离子替塑油、补强剂、聚乙二醇、去离子水和柠檬酸复配使用，制备混合乳液，易于喷涂，再将混合乳液喷涂于纸张层的表面形成保护膜层，使得包装纸具有良好的抗张强度、抗撕裂强度、耐破度和防水性能，表面不易被刮花，同时易上墨印刷。

2、本申请通过醋酸乙烯、乙烯单体、还原剂、乳化液、氧化剂溶液、缓冲液和消泡剂复配使用，制得乙烯-醋酸乙烯共聚乳液固含量为30～50％，具有较好的流动性和相容性，易于与其他原料相混合，乙烯-醋酸乙烯共聚乳液的成膜性好，乙烯-醋酸乙烯共聚物可提高保护膜层的柔韧性、热稳定性和加工性，可进一步提高包装纸的强度性能印刷性，不易破损。

具体实施方式

以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。本申请中所使用到的原料聚可以市售获得，部分原料的来源和型号，如表1所示：

表1部分源原料的来源与型号

乳化液的制备例

制备例1

一种乳化液，由以下方法制备而得：

在反应容器内加入乙醇0.2千克和吐温0.3千克，40℃条件下，搅拌20～25分钟，加入去离子水1千克，然后升温至85℃使其完全溶解，冷却至室温，再加入聚氧丙烯醚，搅拌15min,得到乳化溶液。

制备例2～3与制备例1的不同之处在于：乙醇、吐温、去离子水、乳化剂的用量不同，乳化剂为聚氧丙烯醚，如表2所示：

	制备例1	制备例2	制备例1
				乙醇(Kg)	0.2	0.25	0.3
吐温(Kg)	0.3	0.4	0.5
				去离子水(Kg)	1	1.25	1.5
聚氧丙烯醚(Kg)	0.002	0.0025	0.003

制备例

制备例4

一种乙烯-醋酸乙烯共聚乳液，由以下方法制备而得：

将来自制备例1的乳化液1.5千克、0.001千克酒石酸、醋酸乙烯4千克和过氧化氢0.002千克加入反应釜中，通入乙烯单体3千克，升温60℃，增加反应体系的压力达3MPa，加入氧化剂溶液0.3千克，升温至70℃反应30min；

再向反应釜中加入氧化剂溶液0.1千克，将反应体系内的压强升至5MPa，加入醋酸乙烯0.5千克，反应2h，降温40℃，加入月桂树酸0.002千克，降低反应体系的压强至1Mpa，反应0.5h；

再加入质量分数为5％碳酸氢钠溶液0.5千克，调节pH至7，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液。

还原剂为酒石酸，引发剂为过氧化氢，缓冲液为质量分数为5％碳酸氢钠溶液，消泡剂为月桂酸，氧化剂溶液是质量分数为0.2％的过氧化钠溶液。

制备例5～6与制备例4的不同之处在于：上述部分组分用量不同，如表3所示：

表3制备例4～6所用组分的种类及用量

实施例

实施例1

一种高强度易上墨的包装纸，由以下方法制得：

1)配置混合乳液：称取去离子水1.5千克和柠檬酸0.1千克，混合溶解，加入壳聚糖1千克，搅拌至壳聚糖溶解，依次加入乙酸乙酯1千克、聚乙二醇2千克和市售乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液5千克，搅拌均匀，加入钛白粉1千克、水性高光油0.5千克和离子替塑油0.5千克，制得混合乳液；

2)将步骤1)制备得到的混合乳液喷涂于纸张层的表面，涂布完毕后干燥，干燥温度为95℃，制得高强度易上墨的包装纸。

纸张为牛皮纸，购买于东莞市展艺包装有限公司，等级为一等级。

实施例2～5与实施例1中有部分原料的用量不同，如表4所示：

表4实施例1～5中原料的用量与种类

对比例

对比例1

本对比例与实施例5的不同之处在于：用丙烯酸共聚物乳液替代等量的乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，其余步骤和用量均与实施例5一致。

对比例2

本对比例与实施例5的不同之处在于：使用羧甲基纤维素替代等量的壳聚糖，其余步骤和用量均与实施例5一致。

对比例3

本对比例与实施例5的不同之处在于：在步骤2)中用滚涂的方式替代喷涂，其余步骤和用量均与实施例5一致。

性能检测试验

对包装纸的撕裂度、抗张强度、平滑度和印刷表面强度进行测试。

检测方法/试验方法

撕裂度测试：根据GB/T455.1-89标准进行检测。

抗张强度测试：根据GB/T453-89标准进行检测。

平滑度测试：根据GB/T456-89标准进行检测。

印刷表面强度：根据GB/T3331-82标准进行检测。检测结果如表5所示：

表5性能检测实验数据

结合实施例1～5和对比例1～3并结合表5可以看出，实施例1～5中耐破度、撕裂度、平滑度和印刷表面强度数值均高于对比例1～3耐破度、撕裂度、平滑度和印刷表面强度数，说明本申请制得的包装纸耐破度、耐撕度较好，易于印刷。

实施例5与对比例1～3并结合表5可以看出，乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液和壳聚糖以及喷涂的方式会影响耐破度、撕裂度、平滑度和印刷表面强度的数值，说明乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液与其他原料混合使用，可提高包装纸耐破度、撕裂度、平滑度和印刷表面强度数；壳聚糖与其他原料混合使用，可提高包装纸耐破度、撕裂度、平滑度和印刷表面强度数；喷涂方式可提高包装纸耐破度、撕裂度、平滑度和印刷表面强度数。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种高强度易上墨的包装纸，依次包括纸张层和保护膜层，其特征在于：所述保护膜层是由混合乳液涂布于纸张层表面形成，所述混合乳液由以下重量份的原料制得：

乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液50～70份

壳聚糖10～15份

乙酸乙酯10～15份

水性高光油15～25份

离子替塑油5～15份

补强剂10～20份

聚乙二醇20～30份

去离子水15～25份

柠檬酸1～2份；

所述乙烯-醋酸乙烯共聚乳液由以下重量份的组分制得：

醋酸乙烯45～60份

乙烯单体30～40份

还原剂0.01～0.02份

乳化液15～25份

氧化剂溶液4～8份

缓冲液5～10份

消泡剂0.01～0.02份

引发剂0.02～0.05份；

所述乙烯-醋酸乙烯共聚乳液由以下方法制得：

再向反应釜中加入4～7份氧化剂溶液，将反应体系内的压强升至5～6MPa，加入5～10份醋酸乙烯，反应2～3h，降温40～45℃，加入0.01～0.02份消泡剂，降低反应体系的压强至1～2Mpa，反应0.5～1h；再加入缓冲液5～10份，调节pH至6.5～7.5，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液。

2.根据权利要求1所述的一种高强度易上墨的包装纸，其特征在于：所述醋酸乙烯与所述乙烯单体的重量份比为(50～55)：40。

3.根据权利要求2所述的一种高强度易上墨的包装纸，其特征在于：每份所述乳化液由以下重量份的物料制得：

按照重量份计，在反应容器内加入2～3份乙醇和3～5份吐温，在40～50℃条件下，搅拌20～25分钟，加入10～15份去离子水，然后升温至85℃使其完全溶解，冷却至室温，再加入0.26-0.28份乳化剂，搅拌15～30min，得到乳化溶液。

4.根据权利要求1所述的一种高强度易上墨的包装纸，其特征在于：所述水性高光油为总用量的5～10％。

5.根据权利要求1所述的一种高强度易上墨的包装纸，其特征在于：所述保护膜层的喷涂干量为5～15g/m²。

6.一种如权利要求1-5任一项所述高强度易上墨的包装纸制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)配置混合乳液：按照重量份计，称取去离子水15～25份和柠檬酸1～2份，混合溶解，加入壳聚糖10～15份，搅拌至壳聚糖溶解，依次加入乙酸乙酯10～15份、聚乙二醇20～30份和乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，搅拌均匀，加入补强剂10～20份、水性高光油15～25份和离子替塑油5～15份，制得混合乳液；

7.根据权利要求6所述的一种高强度易上墨的包装纸的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中喷涂的压力为1～2MPa。

8.根据权利要求6所述的一种高强度易上墨的包装纸的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中进行两次喷涂，第一次喷涂干燥后，再进行第二次喷涂。