阅读说明：本技术 制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺 (Process for making disposable paper articles using compostable biodegradable material printing ) 是由 洪涛 于 2019-03-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺,其包括如下步骤：使用含有可堆肥可生物降解材料作为印刷胶直接印刷,先按目标区域印刷一层膜；再在所述膜上印刷图案和/或文字；或者先印刷图案和/或文字,再使图案和/或文字位于目标区域内,在目标区域印刷一层膜。本发明减少50％以上工艺,减少投资成本,提高效率,降低成本,节省纸张,提升空间利用率。(The invention discloses a process for preparing disposable paper products by printing compostable biodegradable materials, which comprises the following steps: directly printing by using a biodegradable material containing compostable materials as a printing adhesive, and firstly printing a layer of film according to a target area; printing patterns and/or characters on the film; or printing patterns and/or characters, then enabling the patterns and/or characters to be located in the target area, and printing a layer of film in the target area. The invention reduces the process by more than 50 percent, reduces the investment cost, improves the efficiency, reduces the cost, saves paper and improves the space utilization rate.)

制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺

技术领域

本发明涉及一种制备纸杯使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺。

背景技术

可堆肥可生物降解材料以聚乳酸(PLA)较为常见，由于聚乳酸(PLA)具有良好的生物可降解性和可通用性，使得聚乳酸有很多用途。一些最常见的用途包括塑料薄膜、瓶子和可生物降解的医疗设备(如螺钉、针、棒和板，预计在6-12个月内生物降解)。聚乳酸受热收缩，因此适合用作收缩包装材料。另一方面，它的玻璃化转变温度较低，使得许多类型的聚乳酸(例如塑料杯)不适合容纳热液体。但是，当聚乳酸与纸杯结合，反而具有一定的容纳热液体的能力，这是因为由于聚乳酸受热收缩后，与纸板的结合，反而使纸板更加牢固。

如何使聚乳酸与纸杯结合。目前的方式主要有淋膜、涂布和覆膜。

例如中国专利文献CN 108797224 A公开了一种一次性纸杯的制备方法，记载了：“包括下述步骤：

S1、将甘蔗渣、聚乳酸、增粘树脂、丙烯酸异冰片酯、乙基麦芽酚和水混合后，搅拌，再用双层过滤网去除杂质，得到滤液；

S2、将滤液放置后挤压排水，排掉上层清液，得到细加工原料；将细加工原料加至模具上，热压，得到纸杯初模；

S3、用淋膜机向纸杯初模正面淋单面聚乙烯膜，对纸杯初模反面进行电晕处理，然后用印刷机印刷所需图案，接着将纸杯初膜切割成扇型片子，折叠成圆形纸杯身，在手拿捏杯身对应的大拇指及食中指对应部位设置纤维棉层，得到一次性纸杯。”

该专利文献用包含聚乳酸的多种材料制成纸杯初模，然后用淋膜机向纸杯初模正面淋单面聚乙烯膜等，制成一次性纸杯。

例如期刊《上海包装》2018年10期公开了滕玉红等人发表的《纸基生物复合包装材料的研究进展》，记载了“Rhim和Kim研究了用于一次性纸杯的聚乳酸涂布纸板的特性，通过溶液涂布法制备聚乳酸涂布纸板，并对其用于一次性纸杯的性能做了测试。涂布聚乳酸后纸板的抗张强度和伸长率均增加，并提高了纸板的耐水性，还表现出较强的热封性能。结果表明，聚乳酸涂布纸板可以替代PE涂布纸用于一次性纸杯的生产。”

该期刊文献用溶液涂布法制备聚乳酸涂布纸板，从而制作一次性纸杯。

例如CN106985566A公开了一种在纸浆模塑产品上进行立体印刷的方法，记载了：“包括：

选取预定厚度的聚乳酸薄膜，并在该聚乳酸薄膜上印刷上预定的图文信息,以形成图文薄膜；

……

在与下模分离的上模内部预定位置上贴上所述图文薄膜后，再次将上模与下模相压合，并对下模进行抽真空，使得该图文薄膜贴合于该产品胚体的上表面，得到印刷后产品”

该专利文献是将含有图文信息的聚乳酸薄膜覆膜贴合在产品上。

目前，在纸板上结合聚乳酸，不论是淋膜、涂布还是覆膜，都存在着材料浪费、厚度较厚、工艺步骤较为繁琐的缺陷。例如，使用覆膜工艺，聚乳酸薄膜直接整个材料都是聚乳酸，其厚度一般较厚；使用涂布工艺，其一般都是将整张纸或纸板进行涂布。

而更为重要的一点是，例如上述中国专利文献CN 108797224 A公开的一种一次性纸杯的制备方法，其“用淋膜机向纸杯初模正面淋单面聚乙烯膜，……然后用印刷机印刷所需图案”，用淋膜机淋膜之后，还要用印刷机印刷所需图案。也就是，需要至少两个的工艺：淋膜+印刷。

再例如《纸基生物复合包装材料的研究进展》中，用溶液涂布聚乳酸于纸板上后，如果需要加上logo等图案，仍然需要印刷机进行印刷，仍然需要至少两个的工艺：涂布+印刷。

再例如上述CN106985566A公开了一种在纸浆模塑产品上进行立体印刷的方法，其是先印刷图文信息，然后再覆膜。仍然需要至少两个的工艺：覆膜+印刷。

因此，现有技术中，不论是淋膜、涂布还是覆膜，都存在着需要加入印刷的工艺，才能制备出具有图文的一次性纸杯。

发明内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺，其节省了工艺步骤，提高了生产效率，而且通过该工艺制备出的纸杯厚度降低、节省材料、降低成本。

所采用的技术方案为：

一种制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺，包括如下步骤：

使用含有可堆肥可生物降解材料作为印刷胶直接印刷，先按目标区域印刷一层膜；再在所述膜上印刷图案和/或文字；或者先印刷图案和/或文字，再使图案和/或文字位于目标区域内，在目标区域印刷一层膜。

进一步地，所述可堆肥可生物降解材料包括PLA、PBS和PBAT中的一种或组合。

进一步地，所述印刷胶的制备方法如下：将所述可堆肥可生物降解材料加水或有机溶剂充分搅拌混合处理成液态或半液态，制成可堆肥可生物降解材料含量为50-80wt％的印刷胶。

进一步地，所述有机溶剂为乳酸乙酯、乳酸甲酯或它们的混合物。

进一步地，直接印刷为凹版印刷、凸版印刷、平版印刷或丝网印刷。

作为另一方面，本发明相应提供一种一次性纸制品，其是通过上述的方案制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺制备的。

进一步地，所述一次性纸制品包括纸杯和/或纸盖。

本发明的有益效果在于：

以一次性纸制品为纸杯为例，在纸板上用印刷机，使用可堆肥可生物降解的材料作为印刷胶直接印刷，形成纸杯纸的内部或内外部的保护膜，制成纸杯后，起到隔离纸张与液体的直接接触，达到纸杯的使用功能且又能起到堆肥条件下的环保降解功能，区别传统纸杯用聚乙烯(PE)淋膜、涂布、覆膜在纸杯纸上成型的纸杯，虽然起到纸杯的功能但不能达到环保降解的功能。

通过本发明工艺，区别于其他采用淋膜、涂布和覆膜等加工方式：正常工艺要达到纸杯环保降解诉求，需将可堆肥可生物降解材料通过淋膜、涂布或覆膜的方式与纸张结合后，再进行印刷，至少需两台以上机器才能完成，即将可堆肥可生物降解材料通过淋膜机或涂布机或覆膜机完成与纸张结合后，再通过印刷机完成纸杯纸的印刷加工；或先在印刷机印刷纸杯纸图案完毕后，再将可堆肥可生物降解材料通过淋膜机或涂布机或覆膜机完成与纸杯纸结合。而本发明工艺只需通过一台印刷机就将可堆肥可生物降解材料与纸张结合并印刷图文一次完成，先印刷设计的图文再印刷可堆肥可生物降解材料，亦可先印刷可堆肥可生物降解材料再印刷设计的图文，即印刷顺序不限。从而本工艺的优点是：减少50％以上工艺，减少投资成本，提高效率，降低成本，节省纸张，提升空间利用率。

附图说明

下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为制备纸杯时，可选择性地印刷需要印刷的部分的示意图。

图2为柔性凸板印刷制版时的设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种制备一次性纸制品使用可堆肥可生物降解材料印刷的工艺，包括如下步骤：使用含有可堆肥可生物降解材料作为印刷胶直接印刷，先按目标区域印刷一层膜；再在所述膜上印刷图案和/或文字。

可堆肥可生物降解材料包括但不限于PLA、PBS和PBAT中的一种或组合。一次性纸制品包括纸杯和/或纸盖。

本实施例的可堆肥可生物降解材料为PLA，本实施例的一次性纸制品为纸杯，

在纸板上使用PLA印刷胶直接柔版印刷；柔版印刷属于凸版印刷类型。

印刷胶的制备方法如下：将所述可堆肥可生物降解材料加水或有机溶剂充分搅拌混合处理成液态或半液态，制成可堆肥可生物降解材料含量为50-80wt％的印刷胶。有机溶剂包括但不限于乳酸乙酯、乳酸甲酯或它们的混合物。

本实施例PLA印刷胶通过如下方法制备：将PLA加水或有机溶剂充分搅拌混合处理成液态或半液态，制成含PLA含量为50-80wt％的PLA胶。

参见图1和图2所示，柔版印刷是使用柔性印版，通过网纹辊4传递PLA印刷胶3的方法进行印刷。柔性印版固定在印版滚筒8上，柔性印版的部分凸起，该凸起滚动印刷后，就是对应纸板的目标区域1内；印刷时网纹辊4将PLA胶3均匀地涂布在柔性印版凸起部分5，然后在压印滚筒6压力的作用下，将该凸起部分5具有的PLA胶3转移到承印物纸板7的表面，形成可选择性地印刷需要印刷部分，也就是只印刷对应的纸板7的目标区域1内(扇形部分)，而其他的区域2(非扇形部分)并无印刷。需要印刷部分即是目标区域。然后在目标区域内再柔板印刷图文，如logo图案、文字信息等。

然后按照常规手段，将纸板的区域2纸板切割成各个扇型片子，弯曲折叠成圆形纸杯身固定，得到纸杯。

这样，就全部都是通过印刷完成。无需再用淋膜、涂布或者覆膜的工艺进行了。因为淋膜、涂布或者覆膜都是借助不同的工艺设备，再与印刷机结合，效率就很低。而只用印刷机解决，用一个工艺解决两个工艺的事，大大降低了工艺步骤，提高了生产效率，而且通过该步骤S1、S2制备得到的纸杯厚度降低、节省材料、降低成本。

值得说明的是，可堆肥(compostable)在本领域具有确定的定义，是指对于可堆肥可生物降解的产品，必须不能包含任何重金属，在堆肥试验中必须能够分解成尺寸小于2mm的颗粒，并且在180天内在工业堆肥装置中它的生物可降解性必须为60％以上，并且必须不能是生态毒性的。

本实施例也可先柔板印刷图文，如logo图案、文字信息后，再印刷PLA印刷胶。印刷顺序不限。

实施例2

参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的可堆肥可生物降解材料为PBS，即PBS聚合物，其是由丁二酸和丁二醇经缩聚而成。

PBS印刷胶通过如下方法制备：将PBS加水或有机溶剂充分搅拌混合处理成液态或半液态，制成含PBS含量为50-80wt％的PBS胶。

实施例3

参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的可堆肥可生物降解材料为PBAT，PBAT是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。

PBAT印刷胶通过如下方法制备：将PBAT加水或有机溶剂充分搅拌混合处理成液态或半液态，制成含PBAT含量为50-80wt％的PBAT胶。

实施例4

参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的可堆肥可生物降解材料为PLA与PBS的组合。

PLA与PBS印刷胶通过如下方法制备：将PLA与PBS加水或有机溶剂充分搅拌混合处理成液态或半液态，制成含PLA与PBS总含量为50-80wt％的PLA与PBS胶。

实施例5

参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的可堆肥可生物降解材料为PLA与PBAT的组合。

PLA与PBAT印刷胶通过如下方法制备：将PLA与PBAT加水或有机溶剂充分搅拌混合处理，制成含PLA与PBAT总含量为50-80wt％的PLA与PBAT胶。

实施例6

参照实施例1，与实施例1不同的是，使用PLA印刷胶直接凹版印刷。凹版印刷是使整个印版表面涂满PLA印刷胶，然后用刮墨机构，把不需要印刷部分将PLA印刷胶去除干净，使PLA印刷胶只存留在需要印刷部分(即目标区域)的网穴之中，再在压力作用下，将PLA印刷胶转移到承印物纸板表面，然后再在目标区域内凹版印刷图文，如logo图案、文字信息等,获得印刷品。也可先凹板印刷图文，如logo图案、文字信息后，再在包括图文位置的目标区域印刷PLA印刷胶。印刷顺序不限。

如果网穴的凹坑较深，则含的PLA印刷胶较多，压印后承印物纸板上留下的PLA印刷胶就较厚；相反如果凹坑较浅，则含的PLA印刷胶量就较少，压印后承印物上留下的PLA印刷胶就较薄。因此，可以根据需要，设置凹坑的大小，从而降低厚度及材料的浪费。

实施例7

参照实施例1，与实施例1不同的是，使用PLA印刷胶直接平版印刷。平版印刷是印版上的需要印刷部分(即目标区域)与不需要印刷部分几乎处于同一个平面上，在印刷时，为了能使PLA印刷胶区分印版的需要印刷部分与不需要印刷部分，首先由印版部件的供水装置向印版的不需要印刷部分供水，从而保护了印版的不需要印刷部分不受PLA印刷胶的浸湿。然后，由印刷部件的供PLA印刷胶装置向印版供PLA印刷胶，由于印版的不需要印刷部分受到水的保护，因此，PLA印刷胶只能供到印版的需要印刷部分。最后是将印版上的PLA印刷胶转移到橡皮布上，再利用橡皮滚筒与压印滚筒之间的压力，将橡皮布上的PLA印刷胶转移到承印物纸板上，完成一次印刷；然后再目标区域内平版印刷图文，如logo图案、文字信息等。也可先平板印刷图文，如logo图案、文字信息后，再在包括图文位置的目标区域印刷PLA印刷胶。印刷顺序不限。

实施例8

参照实施例1，与实施例1不同的是，使用PLA印刷胶直接丝网印刷。丝网印刷是指用丝网作为版基，并通过感光制版方法，制成带有图文的丝网印版。丝网印刷由丝网印版、刮板、PLA印刷胶、印刷台以及承印物纸板构成。利用丝网印版需要印刷部分(即目标区域)的网孔可透过PLA印刷胶，不需要印刷部分的网孔不能透过PLA印刷胶的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版的一端倒入PLA印刷胶，用刮板对丝网印版上的PLA印刷胶施加一定压力，同时朝丝网印版另一端匀速移动，PLA印刷胶在移动中被刮板从需要印刷部分的网孔中挤压到承印物纸板上。然后再目标区域内丝网印刷图文，如logo图案、文字信息等。也可先丝网印刷图文，如logo图案、文字信息后，再在包括图文位置的目标区域印刷PLA印刷胶。印刷顺序不限。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。