CN114892449A - 一种无氟抗菌防油纸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无氟抗菌防油纸的制备方法,先使用壳聚糖溶液对原纸进行表面涂布,干燥压光处理得到单层涂布防油纸,再使用玉米醇溶蛋白溶液对单层涂布防油纸进行二次涂布,干燥压光处理得到成品。本发明制备的防油纸无氟类防油物质,具有无毒、抗菌和防油效果,并且涂料获取方便,成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及防油纸技术领域,特别涉及一种无氟抗菌防油纸的制备方法。
背景技术
防油纸是指防油脂吸收渗透的纸,主要通过浆内施胶以及表面涂布防油剂制备得到。防油纸主要作为含有物质的包装材料,尤其是食品方面包括面包、奶油、油炸食品、汉堡等。含氟类表面活性剂的防油剂具有良好的防油性能和耐水性,因此常被作为纸张的防油涂层。随着社会的不断进步和人类生活水平的不断提高,人类越来越重视环保和食品健康问题,无氟防油纸、可降解防油纸受到越来越高的关注。在严峻的疫情情况下,抗菌型包装材料的需求量进一步增长,尤其是用于食品的包装材料,对抗菌效果提出了更高的要求。因此通过简单的工艺,制备无氟的、抗菌的、可生物降解的防油纸是具有重要意义的。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种无氟抗菌防油纸的制备方法。本发明制备的防油纸无氟类防油物质,具有无毒、抗菌和防油效果,并且涂料获取方便,成本低廉。
本发明的技术方案:一种无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:先使用壳聚糖溶液对原纸进行表面涂布,干燥压光处理得到单层涂布防油纸,再使用玉米醇溶蛋白溶液对单层涂布防油纸进行二次涂布,干燥压光处理得到成品。
上述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.2-3%。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述壳聚糖溶液的制备是将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸溶液中,然后搅拌0.5-2h得到。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述玉米醇溶蛋白溶液的质量浓度为1-5%。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述玉米醇溶蛋白溶液的制备是将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为80%的乙醇溶液中,然后搅拌20-40min得到。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述原纸的制备是将纳米纤维素悬浮液与纸浆纤维进行混合,再抄造定量为20-60g/m2的手抄片,然后压榨干燥得到原纸,其中纳米纤维素的用量为成纸定量的1%-20%。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述纳米纤维素悬浮液的制备是取浆料浸泡于pH为5.2的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中,得到纤维质量分数为3-8%的浆料混合液,然后使用内切葡聚糖酶处理浆料混合液,每克浆料混合液中酶用量为1-5mg,在40-60℃条件下搅拌0.5-2h,灭活后稀释至纤维质量分数为1%,再进行高压均质处理,高压均质处理压力为5000-20000psi,循环均质1-10次,得到纳米纤维素悬浮液。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述壳聚糖溶液的涂布量为0.5-5g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为100-200℃,压力为10-30psi。
前述的无氟抗菌防油纸的制备方法,所述玉米醇溶蛋白溶液的涂布量为0.5-5g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为20-60℃,压力为10-30psi。
与现有技术相比,本发明以壳聚糖溶液和玉米醇溶蛋白溶液作为涂布原料对原纸进行涂布,在涂层原料与制备工艺均未使用氟类防油物质,使得制备防油纸无氟类防油物质具有无毒、抗菌和防油效果,使得防油纸产品更加安全。此外本发明的涂料制备工艺更加简单,另外壳聚糖、纳米纤维素和醇溶蛋白复合涂层为防油纸赋予了良好的抗菌、机械强度和防油防水效果,为防油纸在食品包装领域的应用提供有利条件。本发明的原纸中纳米纤维素的制备采用了优选的方法,可以使得纳米纤维素能够良好的分散,以此进入原纸中使得原纸的抗菌和机械强度增强。本发明使用的涂层均为无氟、可降解、可再生的生物质材料,制备的防油纸抗菌、防油效果优异,可用于食品、医药包装等领域。
具体实施方式
下面实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1:一种无氟抗菌防油纸的制备方法,先使用质量浓度为3%壳聚糖溶液对原纸进行表面涂布,干燥压光处理得到单层涂布防油纸,再使用质量浓度为5%玉米醇溶蛋白溶液对单层涂布防油纸进行二次涂布,干燥压光处理得到成品。所述壳聚糖溶液的制备是将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸溶液中,然后搅拌1h得到。所述玉米醇溶蛋白溶液的制备是将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为80%的乙醇溶液中,然后搅拌30min得到。所述壳聚糖溶液的涂布量为3g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为150℃,压力为20psi。所述玉米醇溶蛋白溶液的涂布量为3g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为40℃,压力为20psi。本实施例中,采用国标GB/T 22805.2-2008对防油纸进行检测,测定结果防油等级为11级。
实施例2:一种无氟抗菌防油纸的制备方法,先使用质量浓度为0.5%壳聚糖溶液对原纸进行表面涂布,干燥压光处理得到单层涂布防油纸,再使用质量浓度为4%玉米醇溶蛋白溶液对单层涂布防油纸进行二次涂布,干燥压光处理得到成品。所述壳聚糖溶液的制备是将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸溶液中,然后搅拌1h得到。所述玉米醇溶蛋白溶液的制备是将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为80%的乙醇溶液中,然后搅拌30min得到。所述壳聚糖溶液的涂布量为5g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为180℃,压力为25psi。所述玉米醇溶蛋白溶液的涂布量为4g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为50℃,压力为15psi。本实施例中,采用国标GB/T 22805.2-2008对防油纸进行检测,测定结果防油等级为12级。
实施例3:一种无氟抗菌防油纸的制备方法,先使用质量浓度为1%壳聚糖溶液对原纸进行表面涂布,干燥压光处理得到单层涂布防油纸,再使用质量浓度为2%玉米醇溶蛋白溶液对单层涂布防油纸进行二次涂布,干燥压光处理得到成品。所述壳聚糖溶液的制备是将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸溶液中,然后搅拌1h得到。所述玉米醇溶蛋白溶液的制备是将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为80%的乙醇溶液中,然后搅拌30min得到。所述壳聚糖溶液的涂布量为5g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为180℃,压力为25psi。所述玉米醇溶蛋白溶液的涂布量为4g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为50℃,压力为15psi。本实施例中,采用国标GB/T 22805.2-2008对防油纸进行检测,测定结果防油等级为12级。
实施例4一种无氟抗菌防油纸的制备方法:包括如下步骤:
(1)取1g壳聚糖加入到100mL体积分数为1%的乙酸溶液中,搅拌1h,得到壳聚糖浓度为1%的壳聚糖溶液。
(2)取1g玉米醇溶蛋白溶于100mL体积分数为80%的乙醇溶液中,搅拌30min,得到质量分数为1%玉米醇溶蛋白溶液。
(3)取浆料浸泡与pH为5.2的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中,纤维质量分数为5%,使用内切葡聚糖酶处理浆料,酶用量为2mg/g(与浆料混合液质量比),50℃条件下搅拌1h。灭活后稀释至纤维质量分数为1%的悬浮液,随后进行高压均质处理,高压均质处理压力为10000psi,循环均质5次,得到纳米纤维素悬浮液。
(4)按照1:9的纳米纤维素与纸浆纤维比例进行混合,抄造定量为40g/m2的手抄片,压榨干燥,得到原纸。
(5)将壳聚糖溶液在原纸表面进行涂布,涂布量为1g/m2,得到单层涂布的防油纸。并使用压光机对壳聚糖单涂层防油纸进行压光,压光温度为100℃,压力为10psi,得到压光的单涂层防油纸。
(6)使用玉米醇溶蛋白溶液在步骤(5)得到的单涂层防油纸的表面进行第二次涂布,涂布量为1g/m2,得到双层涂布的防油纸。使用压光机对双层涂布的防油纸进行压光,压光温度为20℃,压力为10psi,得到抗菌且防油效果优异的防油纸。
采用国标GB/T 22805.2-2008对防油纸进行检测,本实施例中防油纸的测定结果防油等级为11级。
实施例5:一种无氟抗菌防油纸的制备方法:包括如下步骤:
(1)取1g壳聚糖加入到100mL体积分数为1%的乙酸溶液中,搅拌1h,得到壳聚糖浓度为1%的壳聚糖溶液。
(2)取2g玉米醇溶蛋白溶于100mL体积分数为80%的乙醇溶液中,搅拌30min,得到质量分数为2%玉米醇溶蛋白溶液。
(3)取浆料浸泡与pH为5.2的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中,纤维质量分数为5%,使用内切葡聚糖酶处理浆料,酶用量为5mg/g(与浆料质量比),50℃条件下搅拌1h。灭活后稀释至纤维质量分数为1%的悬浮液,随后进行高压均质处理,高压均质处理压力为20000psi,循环均质5次,得到纳米纤维素悬浮液。
(4)按照1:9的纳米纤维素与纸浆纤维比例进行混合,抄造定量为40g/m2的手抄片,压榨干燥,得到原纸。
(5)将壳聚糖溶液在原纸表面进行涂布,涂布量为1g/m2,得到单层涂布的防油纸。并使用压光机对壳聚糖单涂层防油纸进行压光,压光温度为150℃,压力为20psi,得到压光的单涂层防油纸。
(6)使用玉米醇溶蛋白溶液在步骤(5)得到的单涂层防油纸的表面进行第二次涂布,涂布量为2g/m2,得到双层涂布的防油纸。使用压光机对双层涂布的防油纸进行压光,压光温度为50℃,压力为20psi,得到抗菌且防油效果优异的防油纸。
采用国标GB/T 22805.2-2008对防油纸进行检测,测定结果防油等级为12级。
实施例6:一种无氟抗菌防油纸的制备方法:包括如下步骤:
(1)取1g壳聚糖加入到100mL体积分数为1%的乙酸溶液中,搅拌1h,得到壳聚糖浓度为1%的壳聚糖溶液。
(2)取2g玉米醇溶蛋白溶于100mL体积分数为80%的乙醇溶液中,搅拌30min,得到质量分数为2%玉米醇溶蛋白溶液。
(3)取浆料浸泡与pH为5.2的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中,纤维质量分数为5%,使用内切葡聚糖酶处理浆料,酶用量为5mg/g(与浆料质量比),50℃条件下搅拌1h。灭活后稀释至纤维质量分数为1%的悬浮液,随后进行高压均质处理,高压均质处理压力为20000psi,循环均质10次,得到纳米纤维素悬浮液。
(4)按照2:8的纳米纤维素与纸浆纤维比例进行混合,抄造定量为60g/m2的手抄片,压榨干燥,得到原纸。
(5)将壳聚糖溶液在原纸表面进行涂布,涂布量为2g/m2,得到单层涂布的防油纸。并使用压光机对壳聚糖单涂层防油纸进行压光,压光温度为150℃,压力为20psi,得到压光的单涂层防油纸。
(6)使用玉米醇溶蛋白溶液在步骤(5)得到的单涂层防油纸的表面进行第二次涂布,涂布量为2g/m2,得到双层涂布的防油纸。使用压光机对双层涂布的防油纸进行压光,压光温度为50℃,压力为20psi,得到抗菌且防油效果优异的防油纸。
采用国标GB/T 22805.2-2008《纸和纸板耐脂度的测定》对防油纸进行检测,测定结果防油等级为12级。
对比例:常规防油纸。
进一步的,为了验证本发明制备的防油纸的抗菌效果,以国标GB/T21510-2008《纳米无机材料抗菌性能检测方法》进行抗菌测试,其结果如下表所示:
表1
上表可以看出,本发明制备的抗菌防油纸相比对比例中普通的防油纸具有良好的抑菌抗菌的效果,这是因为壳聚糖是一种天然的多糖物质,具有抗菌广谱性。其抗菌机理之一是由于壳聚糖质子化后形成聚阳离子天然高分子,能够与带负电的细菌细胞壁共价连接,从而影响离子穿过外层表面的通道,导致细胞无法进行正常的新陈代谢。二是由于壳聚糖可以穿透多层细菌细胞壁以及细胞质膜,与DNA结合组织DNA转录并中断mRNA和蛋白质的合成,破坏细胞的新陈代谢,致使细胞凋亡。本发明的涂料制备工艺中壳聚糖、纳米纤维素和醇溶蛋白复合涂层为防油纸赋予了良好的抗菌、机械强度和防油防水效果,为防油纸在食品包装领域的应用提供有利条件。本发明的纳米纤维素与纸浆纤维配抄制备的食品纸,由于纳米纤维素的加入,减少了大纤维交叉缠绕形成的空隙结构,改善了纸张表面的粗糙度。随后壳聚糖涂布和压光处理,进一步填充了空隙结构,纸张表面更加光滑,并且壳聚糖具有良好的成膜性,是一种天然的防油材料,因此得到食品纸具有良好的防油效果。但是壳聚糖大分子链上具有亲水的氨基和羟基,如果仅使用壳聚糖涂层则导致食品纸防水效果较差,玉米醇溶蛋白是一种不溶于水且具有良好成膜的性植物蛋白,因此本发明结合玉米醇溶蛋白涂层制备的食品纸既具有良好的防油防水效果。本发明的原纸中纳米纤维素的制备采用了优选的方法,可以使得纳米纤维素能够良好的分散,以此进入原纸中使得原纸的抗菌和机械强度增强。本发明使用的涂层均为无氟、可降解、可再生的生物质材料,制备的防油纸抗菌、防油效果优异,可用于食品、医药包装等领域。
Claims (9)
1.一种无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:先使用壳聚糖溶液对原纸进行表面涂布,干燥压光处理得到单层涂布防油纸,再使用玉米醇溶蛋白溶液对单层涂布防油纸进行二次涂布,干燥压光处理得到成品。
2.根据权利要求1所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.2-3%。
3.根据权利要求2所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述壳聚糖溶液的制备是将壳聚糖加入到体积分数为1%的乙酸溶液中,然后搅拌0.5-2h得到。
4.根据权利要求1所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述玉米醇溶蛋白溶液的质量浓度为1-5%。
5.根据权利要求4所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述玉米醇溶蛋白溶液的制备是将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为80%的乙醇溶液中,然后搅拌20-40min得到。
6.根据权利要求1所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述原纸的制备是将纳米纤维素悬浮液与纸浆纤维进行混合,再抄造定量为20-60g/m2的手抄片,然后压榨干燥得到原纸,其中纳米纤维素的用量为成纸定量的1%-20%。
7.根据权利要求6所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述纳米纤维素悬浮液的制备是取浆料浸泡于pH为5.2的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中,得到纤维质量分数为3-8%的浆料混合液,然后使用内切葡聚糖酶处理浆料混合液,每克浆料混合液中酶用量为1-5mg,在40-60℃条件下搅拌0.5-2h,灭活后稀释至纤维质量分数为1%,再进行高压均质处理,高压均质处理压力为5000-20000psi,循环均质1-10次,得到纳米纤维素悬浮液。
8.根据权利要求1所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述壳聚糖溶液的涂布量为0.5-5g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为100-200℃,压力为10-30psi。
9.根据权利要求1所述的无氟抗菌防油纸的制备方法,其特征在于:所述玉米醇溶蛋白溶液的涂布量为0.5-5g/m2,涂布后干燥压光的压光温度为20-60℃,压力为10-30psi。
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