[发明专利]一种提高食品包装纸张水蒸气和油脂阻隔性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高食品包装纸张水蒸气和油脂阻隔性能的方法，基于微米纤维素（MFC）良好的成膜性能和硫酸盐纳米木质素（KNL）的超疏水性能，通过抽滤沉积或浸渍吸附在纸张表面，形成致密疏水层，从而提高食品包装纸张水蒸气和油脂阻隔性能。本发明将分散均匀的微米纤维素通过真空抽滤沉积在纸张表面，沉积量为8.0 g/m²，硫酸盐纳米木质素吸附量为4.0 g/m²时，纸张在23℃，50%相对湿度（RH）下水蒸气透过率能降低90%，油脂阻隔率达到100%。

技术领域

本发明属于食品包装材料领域，具体涉及一种提高食品包装纸张水蒸气和油 脂阻隔性能的方法。

背景技术

利用可再生资源生产食品包装材料获得越来越多的关注。纤维素是地球上储 量最大的可再生资源。纤维素纸张作为绿色环保材料被广泛应用各大领域，但传 统的疏水改性-施胶不能满足纸张作为食品包装材料所需的防潮防油性能。温度、 湿度、压力等都能直接或间接地对食品的质量和保质期造成影响。例如,干燥食 品的脆性会因水分的增加而丧失,而新鲜的蔬果则会因水分的流失而不再新鲜。 目前对纸张的防潮防油处理一般采取纸-塑或纸-金属的复合材料,阻隔水蒸气和 油脂的效果明显，但塑料/金属－纸张的绿色环保性能难以保证。壳聚糖、纳米 纤维素、淀粉等绿色环保、无毒可再生材料具有良好的成膜性能。章伟伟等曾利 用壳聚糖－蜂蜡双层涂布纸张以提高纸张水蒸气阻隔性能，其研究表明，纸张表 面形成的均匀致密薄膜在满足低溶解系数和低扩散系数的条件下，能有效抑制水 蒸气的扩散。Rodionova等将高压均质处理的纤维素制成纤维素膜，该纤维素膜 具有较好的水蒸气阻隔性能，但壳聚糖、纳米纤维素、淀粉等材料都有较强的亲 水性能，其水蒸气阻隔性能与纸-塑复合材料还有很大差距。无机纳米材料如蒙 脱土、纳米氧化锌、纳米银粒子、纳米二氧化钛等都能有效改善纸张的水蒸气和 油脂阻隔性能，但作为食品包装材料仍存在一些安全隐患。本方法基于微米纤维 素(MFC)良好的成膜性能，结合来源于天然木材的硫酸盐纳米木质素(KNL) 特有的超疏水性能，在纸张表面形成致密疏水膜，以提高食品包装纸张的水蒸气 和油脂阻隔性能。

发明内容

针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种提高食品包装纸张水蒸气和 油脂阻隔性能的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种提高食品包装纸张水蒸气和油脂阻隔性能的方法，将微米纤维素分散均 匀后，抽滤沉积在纸张表面，干燥后浸渍在硫酸盐纳米木质素溶液中，纸张吸附 硫酸盐纳米木质素，再加压干燥即得。本发明基于微米纤维素良好的成膜性能和 硫酸盐纳米木质素的超疏水性能，在纸张表面形成致密疏水层，从而提高纸张水 蒸气和油脂阻隔性能。

作为本申请的优选技术方案，所述微米纤维素在水中的分散浓度为0.1～1.0wt％，所述硫酸盐纳米木质素溶液的浓度为1.0～10.0wt％。

作为本申请的优选技术方案，所述微米纤维素在水中的分散浓度为0.1～0.5wt％，所述硫酸盐纳米木质素溶液的浓度为2.0～5.0wt％。在抽滤沉积前，需将 微米纤维素分散均匀；浸渍吸附前，需将硫酸盐纳米木质素溶解完全。

作为本申请的优选技术方案，所述微米纤维素是由漂白木浆经超微粒研磨处 理制得，研磨处理时间为1h。

作为本申请的优选技术方案，所述硫酸盐纳米木质素来源于硫酸盐法制浆， 经碱溶酸沉后获得硫酸盐纳米木质素，添加硼砂制得硫酸盐纳米木质素溶液，其 中，所述硼砂的质量浓度为2％。

作为本申请的优选技术方案，所述硫酸盐纳米木质素制备方法如下：称取硫 酸盐木质素分散于水中，缓慢滴加1mol/L的NaOH，至pH为12.0，搅拌1h 后，缓慢滴加0.25mol/L的HCl，至pH为2.0，再透析后，得到硫酸盐纳米木质 素。

作为本申请的优选技术方案，所述微米纤维素采用真空抽滤沉积法沉积在纸 张表面。