本发明专利技术涉及一种提供具有阻挡层的基体的方法，其中，该方法包括将涂层混合物施加到基体表面、至少部分地干燥基体的涂覆表面及将阻挡层活化溶液施加到至少部分地干燥的涂覆表面的步骤，以在基体表面上形成阻挡层，其中，涂层混合物包括至少一种水溶性聚合物和至少一种纳米粒子。本发明专利技术还涉及一种形成具有阻挡属性的薄膜的方法以及一种根据该方法制造的纸或板。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种提供具有阻挡层的基体的方法，其中，该方法包括将涂层混合物施加到基体表面、至少部分地干燥基体的涂覆表面及将阻挡层活化溶液施加到至少部分地干燥的涂覆表面的步骤，以在基体表面上形成阻挡层，其中，涂层混合物包括至少一种水溶性聚合物和至少一种纳米粒子。本专利技术还涉及一种形成具有阻挡属性的薄膜的方法以及一种根据该方法制造的纸或板。【专利说明】提供具有阻挡层的表面的方法及根据该方法制造的基体
本专利技术涉及一种用于提供具有阻挡层的基体表面的方法、一种用于形成具有阻挡属性的薄膜的方法以及一种根据该方法制造的基体。通过本专利技术，可以十分简单且有效地提供具有阻挡层的基体。
技术介绍
用作包装件的基于纤维的产品必须能够保护所包装产品免受外部影响，并能经受住所包装产品的影响。实现期望保护的一种途径是提供具有阻挡层的包装件。在容易腐烂的产品(比如氧敏感产品)的情况下，要求包装件的氧化阻隔特性延长所包装产品的保质期。通过限制氧敏感产品暴露于氧化或气体，可以维持和增强许多产品的质量和保质期。例如，通过限制包装系统中的氧敏感食品的氧暴露，可以维持食品的质量，并延缓腐坏。例如，这是因为减少的氧含量限制需氧细菌的生长。因此，这种包装更长久地保持库存的产品，从而降低因增加的废物而产生的成本，由此还减少再存储的必要性。在液体和/或油脂形式的产品的情况下，可使用防御液体和/或油脂的表面阻挡层，以增加所包装产品的包装阻力。阻挡层通常通过利用使基体具有阻挡属性的组合物涂覆基于纤维的基体来形成。根据需要的阻挡层性能，可施加不同涂层。当在基于纤维的产品上形成阻挡层时，最常用的材料是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙烯醇聚合物(EVOH)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物。EVOH通常用于产生氧阻挡层，PE或PET通常用于产生液体和/或蒸汽阻挡层。聚合物通常层压或挤出涂覆至基于纤维的产品。然而，使产品具有阻挡属性的聚合物层通常需要比较厚，由此制造这种阻挡层的成本很高。实现穿过纸或纸板的氧气透过率(OTR)的减小的最常见方法是使用多层聚合物层。如此，一个层可提供低0TR，而其它层可提供防水性和/或低水蒸汽透过率。另一种可能方式是将纳米粒子添加到阻挡层，以产生所谓的扭曲效应。用于制造阻挡层的另一常用材料是铝。包括铝的层首先用于改进纸或纸板产品的氧和光阻挡层。铝层的厚度通常十分薄，一般为约7-9 μ m。铝提供良好的阻挡属性，但是其明显增加产品的二氧化碳负荷(碳足迹)。此外，铝减少了回收包装件的可能性，其还影响生物降解能力。因此，制造者、加工者和最终用户需要避免在纸或纸板产品中使用铝层，以减少产品的二氧化碳负荷。使用铝的另一缺点是将铝沉积在纸或纸板产品上的工艺十分复杂。该工艺通常在需要十分干的基体和特定条件的低真空室中进行。代替铝层的解决方案的一个示例在W02008076033中得到描述。还可使用其它技术，比如刮涂、模压涂覆、幕式淋涂、喷涂和杆式涂覆来在纤维表面上生成阻挡层。特别地，如果涂层厚度超过10g/m2 (干燥)，这些技术大多能够生成阻挡层。这些方法中的一些(比如幕式淋涂)要求在涂层混合物中添加表面活化剂，以控制动态表面张力，并能够在纸或纸板上形成阻挡层。由于表面活化剂可防止形成阻挡层，所以添加表面活化剂不总是合适的。喷涂是另一种替代方式，但是其通常受限于溶液粘度和表面张力，因此是不适用的。薄层涂层，比如原子层沉积(ALD)或化学蒸汽沉积(CVD)能够在纸或纸板上生成十分薄的层。然而，这些技术通常要求真空条件，并通常受限于速度、宽度或纸或纸板以及投资费用。还可通过使用轮转凹版印刷或反向轮转凹版印刷包括聚合物和纳米粘土的涂层而在基体表面上生成阻挡层，从而提供具有防氧的阻挡层的基体。然而，轮转凹版印刷是比较慢的工艺，不适用于颜料分散体，并且不能在高速下和/或在宽机器中提供具有阻挡层的基体。使用轮转凹版印刷的另一缺点是维护和在这种单元下的24/7操作。因此，需要一种提供具有阻挡层的基体的改善方法。
技术实现思路
本专利技术之目的是提供一种能够快速且简单地提供具有阻挡层的表面的方法。本专利技术的另一目的是提供一种具有阻挡层的纸或板产品。这些目的以及其它目的和优点通过根据权利要求1和2的方法来实现。本专利技术涉及一种提供具有阻挡层的基体的方法，其中，所述方法包括以下步骤:将涂层混合物施加到基体表面；至少部分地干燥基体的涂覆表面和将阻挡层活化溶液施加到干燥的涂覆表面以在基体表面上形成阻挡层，其中，所述涂层混合物包括至少一种水溶性聚合物和至少一种纳米粒子。本专利技术还涉及一种形成具有阻挡属性的薄膜的方法，其中，所述方法包括下列步骤:将涂层混合物施加到表面；至少部分地干燥涂覆表面和将阻挡层活化溶液施加到至少部分地干燥的涂覆表面以形成具有阻挡属性的薄膜，其中，所述涂层包括至少一种水溶性聚合物和至少一种纳米粒子。通过结合利用提及的涂层混合物涂覆基体表面或涂覆表面以形成薄膜，然后使阻挡层活化，会十分快速且有效地使基体表面或薄膜具有阻挡属性。优选地通过将薄膜层压到基体表面而将形成的薄膜优选地附接到基体表面。用于涂层混合物的水溶性聚合物优选地是聚乙烯醇(PVA)。PVA具有在十分适于根据本专利技术的方法的有利条件下形成阻挡层的优点。涂层混合物的纳米粒子优选地是比如斑脱土或蛭石的纳米粘土、微纤化纤维素、硅酸铝、纳米沉淀碳酸钙、纳米滑石、纳米二氧化钛、木聚糖、羧甲基纤维素(CMC)和/或硅石。可混合不同纳米粒子或将一种纳米粒子添加到涂层混合物。优选地，所施加的阻挡层活化溶液包括至少80重量％的水。然而，还可使用其它溶液，比如水和乙醇的混合物。可以添加液体形式的溶液，但是还可施加水汽或蒸汽形式的溶液。涂层混合物的量优选地施加成干燥涂层量低于10g/m2，更优选地低于5g/m2，甚至更优选地低于2g/m2。本专利技术的优点在于，仅需要少量涂层来提供具有阻挡层的表面。涂层混合物优选地通过泡沫涂覆来施加。优选地，涂层混合物不包括任何表面活化剂，即涂层混合物没有表面活化剂。由于涂层混合物包括充当涂层混合物的稳定剂的纳米粒子，所以不必添加任何表面活化剂。由于不存在任何表面活化剂，所以可形成薄阻挡层涂层。阻挡层活化溶液优选地通过喷涂施加。还可结合利用用于所述表面的杆、辊或叶片来喷涂溶液，以在将阻挡层活化溶液施加到表面期间或之后使表面平坦。涂层优选地以单步施加。施加一个涂层通常足以获得阻挡层的必要属性。该方法优选地是在线方法，优选地与造纸机或纸板机联机。该方法还可包括将聚合物层添加到形成的阻挡层。如此，可组合根据本专利技术的阻挡层与额外的阻挡层。聚合物层优选地是聚乙烯(PE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。本专利技术还涉及根据上述方法处理的纸或板基体。优选地，待处理的基体具有平滑且非多孔表面。待处理的基体的表面优选地具有低于lOOOml/min的平滑度(本特森法)。优选地，被处理的板产品包括聚合物，其是液体包装板。板产品优选地包括涂层，涂层的量小于10g/m2 (干燥)，优选地小于5g/m2 (干燥)。【具体实施方式】本专利技术涉及一种提供具有阻挡层的基体表面的方法，或者一种十分快速且有效地形成具有阻挡属性的薄膜的方法。已显示出，可通过将涂层混合物施加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提供具有阻挡层的基体表面的方法，所述基体包括纤维素纤维，其中，所述方法包括以下步骤：‑将涂层混合物施加到基体表面；‑至少部分地干燥基体的涂覆表面；‑将阻挡层活化溶液施加到至少部分地干燥的涂覆表面，以在基体表面上形成阻挡层，所述阻挡层活化溶液包括至少95重量%的水，其中，所述涂层混合物包括至少一种水溶性聚合物和至少一种纳米粒子。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K巴克福克，I海斯坎恩，
申请(专利权)人：斯托拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI
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