生活用纸低定量可烫封纸包装材料研发初探

俞伟军 上海东冠纸业有限公司

前言

国内纸质包装作为卫生卷纸的包装材料在上世纪八十年代已有普遍应用，其用拷贝纸为基材、手工包装的“帆船”“雪花”牌卫生卷纸进入千家万户，甚至出口到国外，上世纪末东冠还引进了国外先进的卫生卷纸的纸质包装自动化生产线（两端纸尾自动塞芯）用于生产“洁云”牌卫生卷纸，拷贝纸是历史悠久的卫生卷纸包装材料，是众所周知的绿色和环保包装。随着人们对生活用纸消费量、包装功能、外观需求的不断提升和生活用纸产品加工生产线速度不断被刷新，除纸箱、盒装面巾纸外，以塑料为基材的包装材料占据生活用纸产品绝对的主导地位，但由此产生的生活用纸塑料包装废弃物处置不当会对生态环境产生污染。2020年1月国家发展改革委、生态环境部联合发布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》（以下简称“意见”），要求到2022年底，一次性塑料制品的消费量明显减少，替代产品得到推广。“意见”中明确提出了对不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、快递塑料包装治理的时间表。如此严格的措施对于生活用纸行业纸质包装既是机遇也是挑战。

目前现状

目前在国家相关政策推动下，国内纸质包装替代部分塑料制品正在稳步推进，行业内已形成纸袋、纸质餐饮具为代表的替代产品，并创造性地将降解塑料、水性无塑涂层等环保材料应用到纸质包装中。以纸质餐饮容器如纸杯、纸碗、纸餐盒等为例，为获得对水、油等液体的阻隔性能，需要在原纸上淋一层聚乙烯（PE）薄膜，但PE存在不可降解、回收困难的缺点。面对行业的绿色环保需求，相关企业开发出了可降解塑料淋膜容器（PLA或Bio-PBS），常说可降解塑料淋膜纸容器在工业堆肥条件或自然条件下可以降解，但国内在降解途径上争议很多，尚待完善。

水性丙烯酸乳液涂层产品是在原纸上进行涂布的一种新型环保材料，与传统淋膜工艺相比，在满足使用要求的前提下，水性涂层具有节约资源、可回收的优点。据相关资料介绍，以300g/m2食品卡为例，PE淋膜至少需要18g/m2，水性涂层只需5～10g/m2，比PE淋膜节约一半以上的用量。行业内近些年已有卫品材料企业研制热封无塑生态包装纸，开始应用于卫生巾、护垫小包膜。

研发方向

针对生活用纸行业产品如何利用纸质包装替代塑料PE包装，上海东冠纸业联合某化工企业携手合作率先在卫生卷纸产品包装上进行突破，根据生活用纸包装材料要求的薄、软、韧和可烫封等基本功能需求，开发低定量纸基包装材料。以原生木浆为主要原料，生产所采用的原辅料符合生活用纸安全性等要求，在试验机上涂布功能性水性丙烯酸树脂，其包装材料实现了可烫封、防水、防油等优良性能，用于卫生卷纸、扁薄型面巾纸的包装，在特定的自动包装机上达到良好的热封性能，产品亮相2021年南京第28届生活用纸国际科技展览会和2021上海国际包装展。

实验工艺

本实验选用的功能性水性丙烯酸树脂新材料，以丙烯酸系材料为主体，不采用丙烯酰胺等对人体和环境有害物质，无毒、安全、环保。这种功能性树脂涂层在干燥时，具有成膜性能好、干燥速度快、机械性能和耐破性高的特性，特定的分子结构摆脱了对成膜助剂的依赖性，可实现从生产商到终端用户全过程零VOCs环保理念。因原生木浆是可降解植物纤维，且该功能性水性丙烯酸树脂又呈线性结构特征，涂布后原纸及废弃包装可实现循环回收再利用。涂布后的原纸可应用于多种包装场合，前期已上机使用在卫生卷纸、扁薄型包装的面巾纸系列自动化生产线上，其烫封效果与PE类材料相同，应用于软抽面巾纸、方包卫生纸产品包装过程烫封正常。针对该材料的特性，后续可推广应用到如超薄卫生巾、护垫等卫生用品包装以及如食品包装等更多的包装领域。

纸质包装材料试验生产工艺路线：

装备配套

从研发层面看，目前生活用纸的纸质包装需要从材料性能和应用角度优化涂料的强度性能、阻隔性能、热封性能、抗黏连性能和使用特性，同时优化前端原纸抄造物理指标和后段涂布加工工艺，重视低定量原纸、乳液低涂布量、运行高车速的涂布设备开发和配套升级。虽然纸包装材料蕴含着巨大的发展机遇，但也要正视产品使用性能不能完全满足于当前消费者已养成的使用习惯及下游客户的苛刻需求的挑战。从未来关注点来看，重点开发生物基新型乳液材料，利用涂布工艺使纸张和涂料最佳结合实现所需的纸张强度，满足纸质包装材料在包装、运输、使用过程中的需求，为行业替塑、降塑提供新的发展动力。

总结

在生活用纸市场，如果采用功能性水性丙烯酸涂布的纸包装材料代替塑包面巾纸产品中的小包膜，按照中国造纸协会生活用纸专业委员会发布的《2022生活用纸和卫生用品行业年度报告》，其中2022年国内面巾纸消费量为386.2万t。假设剔除盒装面巾纸和PE大包产品的不可替代量，其纸箱装产品塑料膜用量保守估计也在7万～8万t，如果这些面纸产品的小包都使用纸包装，对于行业的环保替代、绿色发展具有非常重大的意义。

生活用纸纸包装材料的研发，不同于纸杯、纸碗、纸吸管等产业，起步晚、难度高和涉及产品广，其创新需要全产业链同仁一起努力，上下游互动推进，才能最大程度的实现以纸代塑的目标。产品创新，技术创新，应用创新，市场创新，产业链创新，是今后纸包装发展的根本之路。