本發(fā)明涉及包裝材料，更具體地，涉及一種液體包裝盒用紙基材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、液體包裝盒是一種低溫鮮奶、酸奶、果汁等液體飲品專用的包裝材料，如常用的屋頂型包裝盒，其形狀獨(dú)特，因頂部類似“屋頂”而得名，是一種不經(jīng)涂布的原紙，漿料一般采用漂白漿。由于液體用包裝盒常用于鮮奶、酸奶等奶制品的包裝，并要求能夠在冷藏條件下，至少保質(zhì)7-21天，故對屋頂型包裝盒的24h乳酸邊滲、可伸縮性能、抗沖擊性能的要求較高，但是目前液體用包裝盒不能完全滿足要求，具體如下：

2、1、24h乳酸邊滲(要求24小時，乳酸邊滲≤4.0kg/m3)：屋頂型預(yù)制包裝紙通常采用akd施膠工藝(采用烷基烯酮二聚體施膠劑的施膠工藝)，即在原紙上進(jìn)行重施膠，易出現(xiàn)akd假施膠和析出問題，導(dǎo)致紙面有亮斑，紙面平整性變差，導(dǎo)致紙面被壓潰，出現(xiàn)斷紙，尤其是在生產(chǎn)高克重紙張過程中斷紙概率大大增加，導(dǎo)致灌裝測試過程中易出現(xiàn)漏包問題；

3、2、可伸縮性能：隨著包裝盒的容量不斷擴(kuò)大，當(dāng)超過1l，則會出現(xiàn)脹包問題(原紙可伸縮性能不足，導(dǎo)致紙盒存在橫向膨脹，從而表現(xiàn)為脹包)，直接影響紙盒的裝包運(yùn)輸，而且屋頂型液體包裝紙通常需要冷鏈運(yùn)輸，更加劇了脹包問題，如果脹包嚴(yán)重則容易漏包(即液體泄露)；

4、3、抗沖擊性能：屋頂型預(yù)制包裝盒的抗沖擊性能不足，在運(yùn)輸、搬運(yùn)等過程中，可能發(fā)生跌落、劇烈的碰撞等，從而導(dǎo)致變形，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)裂口，引發(fā)內(nèi)容物泄漏等問題。

5、另外，在調(diào)節(jié)紙張的24h乳酸邊滲、可伸縮性能、抗沖擊性能的同時，會影響紙張表面的平整性，而屋頂型預(yù)制包裝紙是在原紙淋膜后進(jìn)行印刷，故對紙張表面的平整性要求高，且大部分都是深色印刷，若紙張平整性差則導(dǎo)致印刷性能差，容易出現(xiàn)印刷露白、丟點(diǎn)等問題。

6、因此，亟需開發(fā)一種抗乳酸邊滲、可伸縮性、抗沖擊性能夠同時滿足要求的紙基材料，進(jìn)一步用于制備包裝盒，以滿足液體包裝、運(yùn)輸和儲存需求，且能夠保證正常的印刷需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種液體包裝盒用紙基材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的液體包裝盒用紙基材料，通過調(diào)整其各層的漿料配比、面層叩解度、反應(yīng)型施膠劑用量、漿網(wǎng)速比，使其兼具優(yōu)異的抗乳酸邊滲、可伸縮性和抗沖擊性能，24h乳酸邊滲僅2.0-2.8kg/m3，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)247-282j/m2，z向強(qiáng)度可達(dá)392-425kpa，濕干抗張強(qiáng)度比(縱向)為7.9-8.3，濕干抗張強(qiáng)度比(橫向)為8.7-9.7，落鏢破損率(正面)為12-19％，落鏢破損率(反面)為7-17％，且平整性良好，平整性達(dá)到1.0-1.4級，原紙勻度指數(shù)74-79，展墨后勻度指數(shù)56-60，能夠滿足印刷需求，擴(kuò)寬了紙基材料的應(yīng)用范圍，能夠用于制備液體包裝盒(如屋頂型包裝盒)，并滿足液體的包裝、運(yùn)輸和儲存需求。

2、本發(fā)明的第一方面提供一種液體包裝盒用紙基材料的制備方法。

3、具體地，一種液體包裝盒用紙基材料的制備方法，所述液體包裝盒用紙基材料包括依次層疊設(shè)置的面層、芯層和底層；所述制備方法包括如下步驟：

4、分別配制面層、芯層、底層的漿料，然后進(jìn)行抄造，制得所述液體包裝盒用紙基材料；其中，所述抄造的步驟包括：將漿料濾水后，依次進(jìn)行復(fù)合、壓榨、干燥、表面施膠、再次干燥、壓光和卷取成紙，制得所述液體包裝盒用紙基材料；

5、按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述面層的漿料包括60-80％長纖木漿和20-40％短纖木漿；

6、按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述芯層的漿料包括40-60％漂白化學(xué)機(jī)械漿、20-45％長纖木漿和10-20％短纖木漿；

7、按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述底層的漿料包括30-50％短纖木漿和50-70％長纖木漿；

8、所述面層的叩解度為14-18°sr；

9、所述面、芯、底層的漿料均含有施膠劑，采用施膠劑為反應(yīng)型施膠劑，所述面、芯、底層中的施膠劑的含量分別為15-25、25-40、10-30kg/噸漿；

10、所述復(fù)合過程中，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重≤300克/平方米時，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.978-0.982、0.958-0.962、0.923-0.927，和/或，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重＞300克/平方米時，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.983-0.987、0.963-0.967、0.928-0.932。

11、首先，本發(fā)明控制面、芯、底層的漿料配比，其中提高了面層的長纖比例，提高面層漿料叩解度，優(yōu)化打漿性能，提高橫向承壓能力，增強(qiáng)紙板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度(可達(dá)到247-282j/m2)和z向強(qiáng)度(即垂直于紙板平面的強(qiáng)度，可提高至392-425kpa)，從而提高紙板的整體剛性和抗沖擊性，即使用于制備大體積(如≥1l)的包裝盒，也能夠滿足其對抗沖擊性能的需求。然而，一般情況下，抗沖擊性能提高的同時一般伴隨著平整性的下降，這是因?yàn)殚L纖比例的升高，雖然提升了強(qiáng)度，但其帶來較高的剛性也導(dǎo)致紙板在制造和加工過程中出現(xiàn)不易控制的變形，影響最終產(chǎn)品的平整度和美觀度，而本發(fā)明通過合理配比面層的長纖配比，使得抗沖擊性能和平整性處于一個平衡狀態(tài)，抗沖擊性能和平整性均能滿足要求。其次，本發(fā)明采用反應(yīng)型施膠劑，通過減少面、芯、底層各層的反應(yīng)型施膠劑加入量，不僅可以避免反應(yīng)型施膠劑析出，還在提高抗乳酸邊滲性能(24h乳酸滲出量≤3.0kg/m3)的同時，保證了紙張的平整性，以滿足印刷的要求。再者，控制面、芯、底層的抄造過程中的漿網(wǎng)速比，有效提升了紙板的縱向和橫向挺度比，使紙板在不同方向上均表現(xiàn)出優(yōu)異的剛性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高可伸縮性能，同時還有利于保證紙張的平整性。另外，通過調(diào)整面層的叩解度為14-18°sr，有效改善紙張的緊度和強(qiáng)度，減少紙張表面的毛刺和粉化情況，改善平整性同時還兼顧抗乳酸、可伸縮和抗沖擊性能，還可以改善紙張的吸墨性能，提高印刷質(zhì)量，另外還有助于改善紙漿的濾水性能，使得紙張?jiān)谏a(chǎn)過程中更容易成型和干燥，從而提高生產(chǎn)效率。面層叩解度過大造成的后果：1、纖維短化：叩解度過高會導(dǎo)致漿料的纖維破壞過度，纖維長度變短，從而影響紙張的強(qiáng)度和耐久性；2、降低紙張質(zhì)量：叩解度過大會增加紙張表面的毛刺和粉化情況，降低紙張的平滑度和光澤度，從而影響印刷質(zhì)量和美觀度。3、增加能耗和成本：叩解度過高會增加紙機(jī)的能耗和生產(chǎn)成本，因?yàn)樾枰嗟哪芰縼砥茐睦w維并達(dá)到所需的叩解度。面層叩解度過小造成的后果：1、纖維未充分被破壞：叩解度過小會使?jié){料中仍含有較多的長纖維和未破碎的雜質(zhì)，影響紙張的均勻性和強(qiáng)度；2、影響紙張性能：叩解度過小的漿料會導(dǎo)致紙張密實(shí)度不足、強(qiáng)度偏低、易斷裂等現(xiàn)象，降低紙張的使用性能和壽命；3、降低生產(chǎn)效率：叩解度過小會影響紙機(jī)的生產(chǎn)效率，因?yàn)闈{料不易成型和干燥，需要更長的時間來完成生產(chǎn)過程。綜上，本發(fā)明通過同時調(diào)控各層的漿料配比、面層叩解度、反應(yīng)型用量、漿網(wǎng)速比，使得由其制得包裝盒具有優(yōu)異的抗乳酸邊滲，不易漏包；同時還具有良好的可伸縮性，可避免脹包問題，能夠滿足各種尺寸規(guī)格的包裝盒的運(yùn)輸需求，避免漏包；而且還具有優(yōu)秀的抗沖擊性能，落鏢性能優(yōu)異(落鏢性能是指紙卷灌裝后，在一定高度下跌落和在一定質(zhì)量條件下進(jìn)行震動測試，放置24h后紙盒破損情況)，包裝盒在運(yùn)輸過程中，確保產(chǎn)品在一些極端條件下可以保證不漏包，盛載液體后的包裝盒在冷鏈運(yùn)輸過程中，即使將包裝盒疊放在一起，也能夠提供足夠的強(qiáng)度支撐，保證紙盒運(yùn)輸過程中不會出現(xiàn)破損。

12、優(yōu)選地，所述長纖木漿包括漂白針葉木硫酸鹽漿、未漂針葉木硫酸鹽漿、半漂白針葉木硫酸鹽漿中的至少一種。

13、優(yōu)選地，所述短纖木漿包括漂白闊葉木硫酸鹽漿、漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿、未漂闊葉木硫酸鹽漿、半漂白闊葉木硫酸鹽漿中的至少一種。

14、優(yōu)選地，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述面層的漿料包括60-80％漂白針葉木硫酸鹽漿和20-40％漂白闊葉木硫酸鹽漿；和/或，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述芯層的漿料包括40-60％漂白化學(xué)機(jī)械漿、20-45％漂白針葉木硫酸鹽漿和10-20％漂白闊葉木硫酸鹽漿；和/或，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述底層的漿料包括30-50％漂白闊葉木硫酸鹽漿和50-70％漂白針葉木硫酸鹽漿。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述面層的漿料包括70-80％漂白針葉木硫酸鹽漿和20-30％漂白闊葉木硫酸鹽漿；和/或，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述芯層的漿料包括50-60％漂白化學(xué)機(jī)械漿、20-30％漂白針葉木硫酸鹽漿和14-20％漂白闊葉木硫酸鹽漿；和/或，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述底層的漿料包括40-50％漂白闊葉木硫酸鹽漿和50-60％漂白針葉木硫酸鹽漿。

16、優(yōu)選地，所述面、芯、底層中的施膠劑的含量分別為18-23、32-37、19-25kg/噸漿。

17、優(yōu)選地，所述反應(yīng)型施膠劑為烷基烯酮二聚體(akd施膠劑)，和/或，所述施膠劑為耐高溫施膠劑，所述耐高溫施膠劑的耐高溫溫度為55-60℃。耐高溫的akd施膠劑，解決akd在高溫環(huán)境下易析出的問題。

18、優(yōu)選地，所述芯層的叩解度為16-20°sr。

19、優(yōu)選地，所述底層的叩解度為24-32°sr。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述底層的叩解度為26-32°sr。更優(yōu)選地，所述底層的叩解度為28°sr。面、芯、底層叩解度的優(yōu)化有利于保證紙張的平整性。

20、優(yōu)選地，所述面、芯、底層的漿料中還含有濕強(qiáng)劑，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重≤300克/平方米時，所述濕強(qiáng)劑在面、芯、底層的漿料中的加入流量分別為60-80、160-180、30-50l/h，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重＞300克/平方米時，所述濕強(qiáng)劑在面、芯、底層的漿料中的加入流量分別為55-75、275-295、13-23l/h。面、芯、底層的濕強(qiáng)劑提高了紙張的濕抗張強(qiáng)度，提高可伸縮性能。但是底層濕強(qiáng)劑過量會導(dǎo)致紙張反面起皺。

21、優(yōu)選地，所述濕強(qiáng)劑為己二酸與n-(-2-氨基乙基)、1,2-乙二胺和(氯甲基)環(huán)氧乙烷的聚合物。

22、優(yōu)選地，所述抄造在紙機(jī)進(jìn)行。

23、優(yōu)選地，所述紙機(jī)的車速為280-380m/min。

24、優(yōu)選地，所述壓榨的壓力為20-80kn/m。

25、優(yōu)選地，所述干燥的溫度為100-180℃，和/或，所述再次干燥的溫度為100-180℃。

26、本發(fā)明通過對紙機(jī)車速(280-380m/min)、壓榨壓力(20-80kn/m)、干燥溫度(100-180℃)的關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控，確保紙板在成形、脫水和干燥過程中達(dá)到最佳狀態(tài)。

27、優(yōu)選地，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重≤300克/平方米時，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.980-0.982、0.960-0.962、0.925-0.927，和/或，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重＞300克/平方米時，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.985-0.987、0.965-0.967、0.930-0.932。

28、進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重≤300克/平方米(低克重)時，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.980-0.981、0.960-0.961、0.925-0.926，和/或，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重＞300克/平方米時(高克重)，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.985-0.986、0.965-0.966、0.930-0.931。

29、更優(yōu)選地，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重≤300克/平方米(低克重)時，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.980、0.960、0.925，和/或，當(dāng)液體包裝盒用紙基材料的克重＞300克/平方米時(高克重)，所述面、芯、底層的漿網(wǎng)速比分別為0.985、0.965、0.930。

30、優(yōu)選地，所述流漿箱的漿料溫度為30-50℃，和/或，所述流漿箱的漿料ph值為7.0-9.0，和/或，在四壓上輥啟用噴霧裝置。流漿箱和四壓均是在紙機(jī)工段，其中流漿箱在制漿工段結(jié)束，紙機(jī)工段開始的部分，主要作用是把漿料均勻而穩(wěn)定地劉松和噴灑到成型網(wǎng)上，對紙幅成型至關(guān)重要。限定溫度和ph值是為了確保akd施膠性能不受影響的前提下，盡可能減少akd水解或蠟粉析出的問題。akd是一種極易水解的物質(zhì)，在生產(chǎn)過程中受生產(chǎn)環(huán)境等影響會出現(xiàn)乳白色蠟片狀物質(zhì)，即水解產(chǎn)物，蠟粉是水解后出現(xiàn)的物質(zhì)。

31、本發(fā)明的第二方面提供一種液體包裝盒用紙基材料。

32、一種液體包裝盒用紙基材料，所述液體包裝盒用紙基材料采用上述制備方法制得，所述液體包裝盒用紙基材料的定量為250-350g/m2，和/或，所述液體包裝盒用紙基材料的24h乳酸邊滲≤3.5kg/m3。

33、優(yōu)選地，所述液體包裝盒用紙基材料的縱向濕干抗張強(qiáng)度比為8.1-9.5，和/或，所述液體包裝盒用紙基材料的橫向濕干抗張強(qiáng)度比為7.9-9.3，和/或，所述液體包裝盒用紙基材料的正面落鏢破損率≤20％，和/或，所述液體包裝盒用紙基材料的反面落鏢破損率為≤17％。

34、本發(fā)明的第三方面提供一種液體包裝盒用紙基材料的應(yīng)用。

35、一種液體包裝盒用紙基材料在制備乳制品包裝盒、果汁包裝盒、茶飲包裝盒、碳酸飲料包裝盒、咖啡包裝盒、水包裝盒或液體藥劑包裝盒中的應(yīng)用。

36、優(yōu)選地，所述液體包裝盒的形狀為屋頂型、正方體型、長方體型、圓柱體型或不規(guī)則體型中的一種。

37、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：

38、本發(fā)明分別配制面層、芯層、底層的漿料，然后進(jìn)行抄造，抄造的過程包括將漿料濾水后，依次進(jìn)行復(fù)合、壓榨、干燥、表面施膠、再次干燥、壓光和卷取成紙，制得依次層疊設(shè)置的面層、芯層和底層的液體包裝盒用紙基材料，其中優(yōu)化各層的漿料配比，以及反應(yīng)型施膠劑用量、面層叩解度、抄造過程中的漿網(wǎng)速比，從而提高紙板的整體剛性和抗沖擊性，同時使紙板在不同方向上均表現(xiàn)出優(yōu)異的剛性和穩(wěn)定性(內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度247-282j/m2，z向強(qiáng)度392-425kpa)，進(jìn)而提高可伸縮性能，避免脹包問題(濕干抗張強(qiáng)度比(縱向)為7.9-8.3，濕干抗張強(qiáng)度比(橫向)為8.7-9.7)，落鏢測試表現(xiàn)優(yōu)異(落鏢破損率(正面)為12-19％，落鏢破損率(反面)為7-17％)，能夠滿足各種尺寸規(guī)格的包裝盒的運(yùn)輸需求(甚至可用于制備體積≥1l的包裝盒)，包裝盒在運(yùn)輸過程中，確保產(chǎn)品在一些極端條件下保證不漏包(24h乳酸邊滲僅2.0-2.8kg/m3)，故盛載液體后的包裝盒在冷鏈運(yùn)輸過程中，即使將包裝盒疊放在一起，也能夠提供足夠的強(qiáng)度支撐，保證紙盒運(yùn)輸過程中不會出現(xiàn)破損，能夠滿足其對抗沖擊性能的需求，同時使得抗沖擊性能和平整性處于一個平衡狀態(tài)(平整性達(dá)到1.0-1.4級，原紙勻度指數(shù)74-79，展墨后勻度指數(shù)56-60)，平整性能夠滿足印刷的需求，原料綠色環(huán)保，滿足食品保鮮、安全的要求。