一种环保包装盒及其制备工艺
阅读说明：本技术 一种环保包装盒及其制备工艺 (Environment-friendly packaging box and preparation process thereof ) 是由 程用志 操华 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本申请涉及包装容器领域,具体公开了一种环保包装盒,由包含以下重量份的原料制成：香樟树叶粉末、秸秆粉末、胶粘剂、L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物、补强剂。一种环保包装盒的制备工艺,包括以下步骤：S1,纸浆的制备：按重量份称取原料,放入打浆机内进行研磨打浆,得到纸浆；S2,包装纸板的制备：将纸浆送入长网纸机中抄造成湿纸板,再用压力设备对湿纸板进行压制,得到半干纸板,经烘干得到包装纸板；S3,包装盒制作：将包装纸板进行加工处理,制得环保包装盒。本环保包装盒采用可再生能源秸秆、香樟树叶为原料,绿色环保,同时本环保包装盒具有较高的耐破强度与抗张强度。(The application relates to the field of packaging containers, and specifically discloses an environment-friendly packaging box which is prepared from the following raw materials in parts by weight: camphor tree leaf powder, straw powder, an adhesive, a copolymer of L-aspartic acid and L-glutamic acid, and a reinforcing agent. A preparation process of an environment-friendly packaging box comprises the following steps: s1, preparation of paper pulp: weighing the raw materials according to the parts by weight, and putting the raw materials into a pulping machine for grinding and pulping to obtain paper pulp; s2, preparation of packaging paperboard: feeding the paper pulp into a fourdrinier paper machine to make a wet paper board, pressing the wet paper board by using pressure equipment to obtain a semi-dry paper board, and drying to obtain a packaging paper board; s3, manufacturing the packaging box: and processing the packaging paperboard to obtain the environment-friendly packaging box. The environment-friendly packaging box adopts renewable energy straws and camphor tree leaves as raw materials, is green and environment-friendly, and has higher burst strength and tensile strength.)
技术领域
本申请涉及包装纸板制作的技术领域，尤其是涉及一种环保包装盒及其制备工艺。
背景技术
包装盒即用于包装产品的盒子，根据材料的不同有纸盒、铁盒、木盒、皮盒等。其中纸盒的原材料最为便宜，且生产加工方便，成本低，是目前最为常见的包装盒。
眼镜是用镜片和架子组合起来戴在眼睛前方，用来改善视力、保护眼睛或作装饰用途的用品。眼镜的镜片通常是采用玻璃或树脂等光学材料制作而成的具有一个或多个曲面的透明材料，其耐压性能较差。在眼镜的运输中，通常装于纸盒中进行运输，但纸盒容易被压变形，使其内部的眼镜被损坏，因此，纸盒的物理强度有待提高。
发明内容
为了提高包装盒的物理强度，本申请提供一种环保包装盒及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种环保包装盒，采用如下的技术方案：
一种环保包装盒，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：
香樟树叶粉末20-30份；
秸秆粉末70-80份；
胶粘剂15-25份；
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物10-15份；
补强剂20-30份。
通过采用上述技术方案，我国每年秸秆产量较大，秸秆焚烧处理污染环境，将秸秆作为包装盒的原料能有效利用秸秆，绿色环保。
L-天门冬氨酸分子具有两个羧基与氨基，L-谷氨酸分子也具有两个羧基与氨基，L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物聚合度高，其分子链较长，同时其分子间能形成氢键，使该共聚物分子间联系紧密。通过将L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物加入纸浆体系中，提高纸浆纤维之间的结合力，使提高生产出的包装盒的紧实度，进而提高包装盒的物理强度。
补强剂对纸浆体系进行填充，提高包装盒的物理强度。香樟树叶内具有较高含量的樟脑香、双环烃，以及多种酯类、多种酚类和多种醇类，樟脑香有助于防腐、防虫，其多种酚类和多种醇类使其能与L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物形成氢键，提高纸浆纤维与L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的结合能力，从而提高包装盒的强度。
可选的，所述L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的相对分子质量为1.7x104-1.8x104。
通过采用上述技术方案，通过控制L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的相对分子质量为1.7x104-1.8x104，使共聚物的保持较好的稳定性。制备相对分子较大的L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物其产率较低，浪费原料，且因空间位阻关系与共聚物上活性基团增多，使其容易裂解；共聚物相对分子较小时，纸浆内部关联性差，使生产的包装盒物理强度下降。
可选的，所述L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的制备方法如下：
将L-天门冬氨酸和L-谷氨酸混合均匀,加入磷酸，L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、磷酸的摩尔比为（8-9）:1:5，反应温度为190℃-210℃，反应3-5h取出冷却后加入去离子水200-250ml,抽滤，再用去离子水洗至中性，经干燥，得到L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物。
通过上述技术方案，L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、磷酸的摩尔比为（8-9）:1:5时，且反应温度为190℃-210℃时，得到相对分子质量为1.7x104-1.8x104的L-天门冬氨酸与L-谷氨酸共聚物。且本方法采用熔融反应，使后续提纯处理操作简单。
可选的，所述补强剂为纳米陶瓷粉。
通过上述技术方案，纳米陶瓷粉具有极小的粒径、较大的比表面积和高的化学性能，其填充于纸浆体系中，使包装盒结构致密化、均匀化，从而提高包装盒的物理强度。
可选的，还包括1-2份高锰酸钾。
通过上述技术方案，L-天门冬氨酸与L-谷氨酸共聚物中羰基经紫外光照射后容易形成激发态羰基，但是处于激发态的羰基它能沿着主链与邻接羰基发生能量交换，导致L-天门冬氨酸与L-谷氨酸共聚物断裂，使包装盒强度降低。高锰酸钾分解后产生氧气，使纸浆中含有较高的氧气，激发态羰基可通过能量传递将激发能传递给O2，使氧气转变为单线态，从而降低L-天门冬氨酸与L-谷氨酸共聚物的降解速度，使纸板保持较好的物理强度。
第二方面，本申请提供一种环保包装盒的制备工艺，采用如下的技术方案：
一种环保包装盒的制备工艺，包括以下步骤：
S1，纸浆的制备：按重量份称取香樟树叶粉末20-30份、秸秆粉末70-80份、胶粘剂15-25份、L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物5-10份、补强剂20-30份、水200-300份，放入打浆机内进行研磨打浆，得到纸浆；
S2，包装纸板的制备：将纸浆抄造成湿纸板，压力设备对湿纸板进行压型，得到半干纸板，经烘干得到包装纸板；
S3，包装盒制作：将包装纸板进行加工处理，制得环保包装盒。
通过采用上述技术方案，得到物理强度较好的环保包装盒。
可选的，S2步骤中的半干纸板经过乳胶混合液中浸泡，浸泡后采用压力设备对其进行压型，得到泡胶后的半干纸板，再经烘干得到包装纸板。
通过采用上述技术方案，乳胶混合液对半干纸板经过浸泡，使半干纸板吸收混合乳胶，有助于纸板的定型，提高纸板的物理强度。
可选的，按重量份计，所述乳胶混合液为5-6份的羧基丁苯胶乳和1份的纳米氧化锆混合制得。
通过上述技术方案，羧基丁苯胶乳是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其它助剂聚合生成的共聚物，通过羧基的引入，提高极性，使羧基丁苯胶乳具有较高的粘结能力。将纳米氧化锆填充于羧基丁苯胶乳内，使乳胶混合液烘干后在包装纸板表层形成的胶膜具有较强耐磨性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过添加L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物，使包装盒具有较强的强度。
2、通过添加高锰酸钾，使L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物不易光解。
3、将半干纸板经过乳胶混合液浸泡后再压制，提高了包装纸板的物理强度与耐磨强度。
具体实施方式
以下实施例对本申请作进一步详细说明。
材料准备：
L-天门冬氨酸为武汉富鑫远科技有限公司出售；L-谷氨酸为中山市佳汇食品添加剂有限公司出售（食品级）；纳米陶瓷粉为河北京航矿产品有限公司出售远红外陶瓷粉201；羧基丁苯胶乳为佛山市昭景环保科技有限公司出售，型号为巴斯夫SD516。
制备例1：
胶粘剂的制备:
按重量份计，将10份玉米粉与50份水混合，搅拌加热100℃，加热时间10min，降温至50℃后，加入0.05份硫酸钙和2份30wt%盐酸溶液，反应0.5h，降温至40℃，加入2份30wt%氢氧化钠，反应0.5h，得到胶粘剂。
制备例2：
香樟树叶粉末、秸秆粉末的制备：
收集香樟树叶、秸秆，分别经干燥、切割、磨粉制得香樟树叶粉末和秸秆粉末。
实施例1：
一种环保包装盒，由包含以下重量份的原料制成：
香樟树叶粉末20份；
秸秆粉末70份；
胶粘剂15份；
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物10份；
纳米碳酸钙20份。
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的制备方法如下：
将L-天门冬氨酸和L-谷氨酸混合均匀,加入催化剂磷酸,放入电热恒温鼓风干燥箱中，L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、磷酸的摩尔比为8:1:5，反应温度为190℃，反应3h取出冷却后加入去离子水200ml,抽滤，再用去离子水洗至中性，经干燥，得到L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物。
一种环保包装盒的制备工艺，包括以下步骤：
S1，纸浆的制备：按重量份称取香樟树叶粉末20份、秸秆粉末70份、胶粘剂15份、L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物10份、补强剂20份、水200份，放入打浆机内进行研磨打浆，得到纸浆；
S2，包装纸板的制备：将纸浆送入长网纸机中抄造成湿纸板，再用压力设备对湿纸板进行压制成型，压力为1MPa，得到半干纸板，在100℃温度下烘干得到厚度为2mm、定量为1600g/m2的包装纸板；
S3，包装盒制作：将包装纸板进行加工处理，制得环保包装盒。
实施例2：
一种环保包装盒，由包含以下重量份的原料制成：
香樟树叶粉末30份；
秸秆粉末80份；
胶粘剂25份；
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物15份；
纳米碳酸钙30份。
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的制备方法如下：
将L-天门冬氨酸和L-谷氨酸混合均匀,加入催化剂磷酸,放入电热恒温鼓风干燥箱中，L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、磷酸的摩尔比为9:1:5，反应温度为210℃，反应3-5h取出冷却后加入去离子水250ml,抽滤，再用去离子水洗至中性，经干燥，得到L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物。
一种环保包装盒的制备工艺，包括以下步骤：
S1，纸浆的制备：按重量份称取香樟树叶粉末30份、秸秆粉末80份、胶粘剂25份、L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物15份、补强剂30份、水300份，放入打浆机内进行研磨打浆，得到纸浆；
S2，包装纸板的制备：将纸浆送入长网纸机中抄造成湿纸板，再用压力设备对湿纸板进行压制成型，压力为1MPa，得到半干纸板，在100℃温度下烘干得到厚度为2mm、定量为1600g/m2的包装纸板；
S3，包装盒制作：将包装纸板进行加工处理，制得环保包装盒。
实施例3：
一种环保包装盒，由包含以下重量份的原料制成：
香樟树叶粉末25份；
秸秆粉末75份；
胶粘剂20份；
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物13份；
纳米碳酸钙25份。
L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的制备方法如下：
将L-天门冬氨酸和L-谷氨酸混合均匀,加入催化剂磷酸,放入真空干燥箱和电热恒温鼓风干燥箱中，L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、磷酸的摩尔比为8:1:5，反应温度为200℃，反应4h取出冷却后加入去离子水250ml,抽滤，再用去离子水洗至中性，经干燥，得到L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物。
一种环保包装盒的制备工艺，包括以下步骤：
S1，纸浆的制备：按重量份称取香樟树叶粉末25份、秸秆粉末75份、胶粘剂20份、L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物13份、补强剂25份、水250份，放入打浆机内进行研磨打浆，得到纸浆；
S2，包装纸板的制备：将纸浆送入长网纸机中抄造成湿纸板，再用压力设备对湿纸板进行压制成型，压力为1MPa，得到半干纸板，在100℃温度下烘干得到厚度为2mm、定量为1600g/m2的包装纸板；
S3，包装盒制作：将包装纸板进行加工处理，制得环保包装盒。
实施例4：
与实施例3的区别在于：L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的制备中，L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、磷酸的摩尔比为1:3:2，制得相对分子质量为0.5x104的L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物。
实施例5：
与实施例3的区别在于：纳米陶瓷粉等量代替纳米碳酸钙。
实施例6：
与实施例3的区别在于：添加1份高锰酸钾。
实施例7：
与实施例3的区别在于：添加2份高猛酸钾。
实施例8：
与实施例3的区别在于：添加1.5份高猛酸钾。
实施例9：
与实施例3的区别在于：S2步骤中的半干纸板经过乳胶混合液中浸泡，浸泡后采用压力设备对湿纸板进行压制成型，压力为1MPa，得到泡胶后的半干纸板，在100℃温度下烘干得到厚度为2.2mm、定量为1800g/m2的包装纸板。
乳胶混合液的制备方法如下：
按重量份计，称取5份的羧基丁苯胶乳和1份的纳米氧化锆混合制得乳胶混合液。
实施例10：
与实施例3的区别在于：S2步骤中的半干纸板经过乳胶混合液中浸泡，浸泡后采用压力设备对湿纸板进行压制成型，压力为1MPa，得到泡胶后的半干纸板，在100℃温度下烘干得到厚度为2.2mm、定量为1800g/m2的包装纸板。
乳胶混合液的制备方法如下：
按重量份计，称取6份的羧基丁苯胶乳和1份的纳米氧化锆混合制得乳胶混合液。
实施例11：
与实施例3的区别在于：S2步骤中的半干纸板经过乳胶混合液中浸泡，浸泡后采用压力设备对湿纸板进行压制成型，压力为1MPa，得到泡胶后的半干纸板，在100℃温度下烘干得到厚度为2.2mm、定量为1800g/m2的包装纸板。
乳胶混合液的制备方法如下：
按重量份计，称取5.5份的羧基丁苯胶乳和1份的纳米氧化锆混合制得乳胶混合液。
对比例1：
与实施例3的区别在于，未添加L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物。
对比例2：
与实施例3的区别在于，采用秸秆粉末等量代替香樟树叶粉末。
性能检测试验
参照GB/T12914-2008《纸和纸板抗张强度的测定》、GB/T454-2002《纸耐破度的测定》测定实施例与对比例中包装纸板的抗张强度、耐破强度。测试结果详见表1。
将实施例3和实施例6-8经紫外光照射72h，光照强度500Lux，参照GB/T12914-2008《纸和纸板抗张强度的测定》、GB/T454-2002《纸耐破度的测定》测光照后的包装纸板的抗张强度、耐破强度。测试结果详见表2.
表1
抗张指数（N·m/g）
耐破指数（KPa·m2/g）
实施例1
25.6
2.24
实施例2
26.6
2.28
实施例3
26.6
2.31
实施例4
21.4
1.83
实施例5
27.7
2.46
实施例6
26.7
2.33
实施例7
26.7
2.32
实施例8
26.8
2.33
实施例9
32.5
2.9
实施例10
32.7
2.92
实施例11
32.8
2.94
对比例1
12.6
1.35
对比例2
16.9
1.54
表2
抗张指数（N·m/g）
耐破指数（KPa·m2/g）
实施例3
21.4
2.08
实施例6
24.5
22.3
实施例7
25.2
22.7
实施例8
24.8
22.5
结合实施例3和实施例4并结合表1可以看出，L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的相对分子质量为1.7x104-1.8x104时，共聚物具有较好的稳定性，且提高了纸浆体系的整体关联度，从而包装纸板的抗张强度与耐破强度。共聚物相对分子较小时，纸浆内部关联性差，使包装纸板的理强度下降。
结合实施例3和实施例5并结合表1可以看出，纳米陶瓷粉其填充于纸浆体系中，使包装盒结构致密化、均匀化，从而提高包装盒的物理强度
结合实施例3和实施例6-8并结合表1和表2可以看出，添加高猛酸钾，对纸板的强度影响不大。但通过添加高猛酸钾抑制L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物光解，从而使纸板在紫外光照后仍能保持较好的物理强度。
结合实施例3和实施例9-11并结合表1可以看出，将半干纸板经过纳米氧化锆与羧酸丁苯胶乳混合制得的乳胶混合液中浸泡，包装纸板其表面形成乳胶混合液膜，该膜显著提高了包装纸板的抗张强度与耐破强度。
结合实施例3和对比例1并结合表1可以看出，通过添加L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物，提高纸浆纤维之间的结合力，使包装纸板的抗张强度与耐破强度提高。
结合实施例3和对比例2并结合表1可以看出，香樟树叶内的其多种酚类和多种醇类使其能与L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物形成氢键，提高纸浆纤维与L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物的结合能力，再因L-天门冬氨酸与L-谷氨酸的共聚物具有分子间氢键，使纸板整体关联提高，从而增强包装纸板的物理性能。
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。
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