[发明专利]表面涂覆纳米氧化硅涂层的高阻隔纸张及其制作工艺

说明书

本发明属于造纸技术领域，涉及阻隔纸，尤其涉及一种表面涂覆纳米氧化硅涂层的高阻隔纸张，包括基体纸，和至少一面的纳米氧化硅涂层，所述纳米氧化硅涂层厚度1～1000 nm，作为阻隔层，以C‑O‑Si化学键结合于基体纸表面。本发明还公开了所述高阻隔纸张的制作工艺。本发明在各类基体纸张表面沉积氧化硅涂层，所制备的纳米氧化硅阻隔层薄膜致密、阻隔性能高、附着力强、不潮解、抗油渗、抗酸碱腐蚀、抗有害小分子迁移、防霉变抗蚕食等，且纸张表面能高，可以直接进行后续的印刷工艺，不需要表面处理、不需要表面活化。可广泛用于书籍出版物、药品食品、咖啡、香烟、茶叶、干货等各类纸张使用环境。

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及阻隔纸，尤其涉及一种表面涂覆纳米氧化硅涂层的高阻隔纸张及其制作工艺。

背景技术

传统纸张因为结构松散、木质素纤维易吸潮、吸油、降解，透气率、透水率和吸水率均较高，长期放置易脆化，长霉菌。“阻隔”是用于降低或消除空气、水蒸气通过纸张，能将氧气、潮气阻断传递的材质，均可作为阻隔材料。目前使用的阻隔纸张主要是在纸张表面镀铝或薄膜涂覆有机涂层，但是镀铝存在阻隔性能低、不透明、不能通过微波探测和微波加热，铝对身体健康有影响、附着力低、易脱落等问题；而纸张涂覆有机涂层存在着诸如存放时间短、降解易老化、耐候性差、有机涂层随时间变色等问题。此外，这类阻隔纸的制备方法还有工艺复杂、成本高、回收利用困难及环保不达标等问题。

氧化硅涂层具有很高的阻隔（阻湿隔氧）性能外，防潮防吸水、不潮解、耐候性强、抗酸碱腐蚀、抗小分子迁移、防霉变抗蚕食、抗油渗、表面能高，可以直接进行后续的印刷工艺，无需表面处理、不需要表面活化等特性。因此，氧化硅涂覆纸张有着广阔的应用前景。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种表面涂覆纳米氧化硅层的高阻隔纸张。

技术方案如下：

一种表面涂覆纳米氧化硅层的高阻隔纸张，包括基体纸，和至少一面的纳米氧化硅涂层，所述纳米氧化硅涂层厚度1～1000 nm，作为阻隔层，以C-O-Si化学键结合于基体纸表面。

本发明较优公开例中，所述基体纸为柔性纸张，厚度为1～500μm。

本发明较优公开例中，所述纳米氧化硅涂层厚度50～100 nm。

本发明较优公开例中，所述基体纸为纤维纸、复合纸、铜版纸、塑胶纸、新闻纸、板纸、淋膜纸、涂覆纸、包装纸等。

本发明还有一个目的，在于公开了上述表面涂覆纳米氧化硅层的高阻隔纸张的干法制作工艺，包括如下步骤：

A. 将基体纸置于等离子体环境中，通入放电气体Ar或N₂，或二者以任意比混合；

B. 输入氧化硅或硅单体，放电气体与氧化气体在等离子体环境中进行物理或化学气相沉积反应，在基体纸表面沉积厚度为1～1000nm的纳米氧化硅层，以SiO_x表述，其中x= 1.8～2 .4之间，所述纳米氧化硅层中含有C和H。

本发明较优公开例中，所述等离子体环境包括但不限于电子束、离子束、电容耦合、电感耦合、电子回旋共振、介质阻挡放电等。

本发明较优公开例中，所述氧化硅为SiO或SiO₂。

本发明较优公开例中，所述硅单体为硅烷、三甲基硅烷、四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基四硅氧烷等。

本发明较优公开例中，所述氧化气体为O₂, N₂O, CO₂等。