[发明专利]一种用于咖啡包装的咖啡渣纸浆包装材料及其制备方法

说明书

本申请涉及咖啡渣回收利用技术领域，具体公开了一种用于咖啡包装的咖啡渣纸浆包装材料及其制备方法，咖啡渣纸浆包装材料主要由以下重量份的原料制成：浆料2000份、咖啡渣15‑25份、钛白粉1‑3份、亲水改性淀粉4‑6份、改性硫酸钙晶须14‑16份、功能助剂1‑3份；改性硫酸钙晶须为甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯、2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱对硫酸钙晶须处理获得。将咖啡渣回收生产咖啡渣纸浆包装材料。咖啡渣纸浆包装材料不仅具有良好的机械性能，而且用于咖啡的模塑外包装中，使咖啡渣参与企业碳足迹循环，即将咖啡渣回收转换为企业内循环一部分，节约资源，减少浪费，实现原材料重复利用。

技术领域

本申请涉及咖啡渣回收利用技术领域，更具体地说，它涉及一种用于咖啡包装的咖啡渣纸浆包装材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，国内外文化的不断交流，咖啡逐渐进入人们的日常生活中，尤其是速溶咖啡。我国也开始发展咖啡豆的种植，且种植面积和产量不断增加。然而，在咖啡豆加工成速溶咖啡的过程中，咖啡豆的利用率较低，例如，每生产1kg的速溶咖啡，同步会产生0.9kg的咖啡渣，如果将咖啡渣直接进行填满，无疑造成资源的浪费。为了实现咖啡渣的回收利用，达到节约资源的目的，部分研究者将咖啡渣作为原料之一，制备出咖啡渣活性炭、咖啡渣有机肥、咖啡渣聚乳酸，但是，获得的咖啡渣产品只能用于外部销售，无法做到自产自销，即无法将咖啡渣回收转换为企业内循环一部分，提高原材料重复利用率。

发明内容

为了将咖啡渣回收利用且转化为企业内循环一部分，实现原材料重复利用、自产自销的效果，本申请提供一种用于咖啡包装的咖啡渣纸浆包装材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种用于咖啡包装的咖啡渣纸浆包装材料，采用如下的技术方案：

一种用于咖啡包装的咖啡渣纸浆包装材料，其主要由以下重量份的原料制成：浆料2000份、咖啡渣15-25份、钛白粉1-3份、亲水改性淀粉4-6份、改性硫酸钙晶须14-16份、功能助剂1-3份；

所述改性硫酸钙晶须为甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱对硫酸钙晶须处理获得。

咖啡豆加工生产咖啡，副产物咖啡渣替换部分浆料，且用于生产咖啡渣纸浆包装材料，咖啡渣纸浆包装材料用于咖啡的模塑外包装中，实现咖啡渣纸浆包装材料的自产自销，即将咖啡渣回收转换为企业内循环一部分，节约资源，提高原材料的利用率。

在此基础上，申请人在原料中添加咖啡渣，虽然实现咖啡渣的回收利用以及内循环，但是同时降低了咖啡渣纸浆包装材料的ISO白度，此时，同步添加钛白粉、改性硫酸钙晶须，钛白粉、改性硫酸钙晶须具有增白的特性，弥补了咖啡渣对咖啡渣纸浆包装材料白度的影响。与此同时，添加咖啡渣还降低了咖啡渣纸浆包装材料的强度，此时，同步添加亲水改性淀粉、改性硫酸钙晶须，亲水改性淀粉起到黏结的作用，增强纤维之间的结合强度。改性硫酸钙晶须为纤维状晶体，具有高强度、高模量的优点，而且硫酸钙晶须经过甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱处理后，表面含有硫酸基团、磷酸基团、季胺基团，大大增加硫酸钙晶须的分散性，降低硫酸钙晶须的水溶性，增强咖啡渣纸浆包装材料的抗压指数、抗张指数、撕裂指数。本申请中，通过亲水改性淀粉、改性硫酸钙晶须之间的协同增效，抗压指数为＞52N.m²/g、抗张指数＞45N.m/g、撕裂指数＞15mN.m²/g，不仅弥补了咖啡渣对强度的影响，甚至增加了强度，提高咖啡渣纸浆包装材料的机械性能，表现出良好的综合性能，满足企业内循环需求。

进一步的，咖啡渣的平均粒度为1-10μm。优选的，咖啡渣的平均粒度为2-6μm。在一个实施例中，咖啡渣的平均粒度为5μm，其也可以根据需要调整为1μm、2μm、6μm、10μm等。

可选的，所述改性硫酸钙晶须采用以下方法制备：

Sa、在水中加入甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱，搅拌混合，获得预混液；