用于聚合物乳液顶涂层的疏水性涂布纸基材及其制备方法技术

一种疏水性涂布纸基材，其由以下形成：纸纤维和内部施胶剂的纸基材，在所述纸基材的至少一个表面上的一种或多种表面施胶淀粉、任选地一种或多种非淀粉疏水性表面施胶剂和任选地一种或多种纸颜料的表面施胶层，以及在至少一个表面施胶层上的至少一个纸颜料组分和疏水性颜料粘合剂组分的疏水性着色涂层。以及制备这种涂布纸基材的方法。

Hydrophobic coated paper base material for polymer emulsion top coating and its preparation method

\u4e00\u79cd\u758f\u6c34\u6027\u6d82\u5e03\u7eb8\u57fa\u6750\uff0c\u5176\u7531\u4ee5\u4e0b\u5f62\u6210\uff1a\u7eb8\u7ea4\u7ef4\u548c\u5185\u90e8\u65bd\u80f6\u5242\u7684\u7eb8\u57fa\u6750\uff0c\u5728\u6240\u8ff0\u7eb8\u57fa\u6750\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u8868\u9762\u4e0a\u7684\u4e00\u79cd\u6216\u591a\u79cd\u8868\u9762\u65bd\u80f6\u6dc0\u7c89\u3001\u4efb\u9009\u5730\u4e00\u79cd\u6216\u591a\u79cd\u975e\u6dc0\u7c89\u758f\u6c34\u6027\u8868\u9762\u65bd\u80f6\u5242\u548c\u4efb\u9009\u5730\u4e00\u79cd\u6216\u591a\u79cd\u7eb8\u989c\u6599\u7684\u8868\u9762\u65bd\u80f6\u5c42\uff0c\u4ee5\u53ca\u5728\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u8868\u9762\u65bd\u80f6\u5c42\u4e0a\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7eb8\u989c\u6599\u7ec4\u5206\u548c\u758f\u6c34\u6027\u989c\u6599\u7c98\u5408\u5242\u7ec4\u5206\u7684\u758f\u6c34\u6027\u7740\u8272\u6d82\u5c42\u3002 And a method for preparing the substrate of the coated paper.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚合物乳液顶涂层的疏水性涂布纸基材及其制备方法
本专利技术大体上涉及适用于水性聚合物乳液顶涂层以形成防潮涂层的疏水性涂布纸基材，并且其可再浆化/可再循环以更好地适用于造纸机。本专利技术还大体上涉及制备这种疏水性涂布纸基材的方法。
技术介绍
纸基材已被用作各种食品和饮料产品的一次性、单次使用的容器、包装等。例如，可以使用纸杯纸板形式的纸板来提供用于各种饮料产品的一次性单次使用杯。这些一次性、单次使用杯可以用于“热”饮料，如咖啡、拿铁、摩卡、热巧克力等，以及用于“冷”饮料，如软饮料、牛奶、冰沙、奶昔等。包装例如这些一次性、单次使用杯也可以用作其他含水分食品例如冰淇淋、其他冷冻食品、汤等的容器，以及其他湿和干食品包装、非食品包装如肥皂盒等。来自这种含水分食品和饮料产品的水分可以渗透形成杯的纸板，从而导致杯子变得潮湿，从而失去结构完整性。在“冷”饮料或食品的情况下，水分也可能在远离饮料或食物的一侧或表面上冷凝，从而也渗透到杯状体中。为了抑制这种水分渗透，这种杯的纸板可以用防水材料涂覆在一或两侧/表面上。常规的防水涂料可以包括天然或合成蜡。或者，可以将如聚乙烯的防水聚合物涂层施用于、层压在或挤出在纸板的侧面/表面上或两者上。这种防水涂层可以改善一次性、单次使用杯中使用的纸板的耐水性，并且因此当含有“热”饮料或食品如咖啡、汤等以及“冷”饮料或食品如软饮料、冰淇淋等时，改善或增加这种杯的结构完整性。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个广泛的方面，提供了一种包含疏水性涂布纸基材的制品，其包含：具有第一表面和第二表面的纸基材，所述纸基材包含：所述纸基材的至少约70％重量的纸纤维；和内部纸浆施胶剂，其量足以赋予所述纸基材至少约200秒的HST值；和在所述第一和第二表面的至少一个表面上的表面施胶层，所述表面施胶层以所述纸基材的至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量存在并且包括一种或多种至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量的表面施胶淀粉；在至少一个表面施胶层上的至少一个疏水性着色涂层，以赋予每2分钟约50克/平方米或以下的Cobb值；所述疏水性着色涂层具有小于约3的派克印刷平滑度值，并且以所述纸基材的约2至约20磅/3000平方英尺(3msf)的涂布量存在于至少一个表面施胶层上，所述疏水性着色涂层包含：纸颜料组分，其量为所述疏水性着色涂层的约20％重量至约90％重量，所述纸颜料组分包含约20至100重量份数的片状矿物颜料和0至约80重量份数的非片状纸颜料；和疏水性颜料粘合剂组分，其量为每100份所述纸颜料组分约10至约400份，所述疏水性颜料粘合剂组分包含一种或多种疏水性聚合物。根据本专利技术的第二个广泛的方面，提供了一种制备疏水性涂布纸基材的方法，其包括以下步骤：(a)提供具有第一表面和第二表面的纸基材，所述第一表面和第二表面中的至少一个具有至少所述纸基材的约1磅/3000平方英尺(3msf)量的表面施胶层，所述纸基材包括：所述纸基材的至少约70％重量的纸纤维；和内部纸浆施胶剂，其量足以赋予所述纸基材至少约200秒的HST值；所述表面施胶层包括一种或多种至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量的表面施胶淀粉；和(b)将疏水性着色涂层组合物施加到至少一个表面施胶层上，以在所述表面施胶层上形成至少一个具有小于约3的派克印刷平滑度值和每2分钟约50克/平方米或以下的Cobb值的疏水性着色涂层，所述疏水性着色涂层组合物的涂布量为每3000平方英尺(3msf)所述纸基材约2至约20磅，所述疏水性着色涂层组合物包含：纸颜料组分，其量为所述疏水性着色涂层组合物的约20％重量至约90％重量，且包含约20至100重量份数的片状矿物颜料和0至约80重量份数的非片状纸颜料；和疏水性颜料粘合剂组分，其量为每100份所述纸颜料组分约10至约400份，所述疏水性颜料粘合剂组分包含一种或多种疏水性聚合物。附图说明将结合附图描述本专利技术，其中：图1表示根据本专利技术的在纸基材的一个表面/侧上具有疏水性涂层/防潮涂层的疏水性涂布纸基材以及防潮涂布纸基材的一个实施方式的截面图；图2是根据本专利技术的在纸基材的两个表面/侧上都具有疏水性涂层/防潮涂层的疏水性涂布纸基材以及防潮涂布纸基材的另一个实施方式的截面图；以及图3是说明根据本专利技术的疏水性涂布纸基材以及防潮涂布纸基材的制备方法的一个实施方式的流程图。具体实施方式在描述本专利技术之前定义几个术语是有利的。应当理解，在整个本申请中使用以下定义。定义除非明确说明，否则当术语的定义与术语的常用含义不同时，申请人应该使用以下提供的定义。为了本专利技术的目的，术语“纸基材”是指可以从混合物、配料等形成、产生、制造等的纤维纸幅，其包含纸纤维、内部施胶剂等加上任何其他任选的造纸添加剂例如纸填料、湿强剂、荧光增白剂等。纸基材可以是连续卷、离散片材等的形式。为了本专利技术的目的，术语“纸纤维”是指可用于制备纤维纸幅的任何纤维材料。纸板制造纤维可以包括纸浆(木材)纤维(例如软木纤维和/或硬木纤维)、牛皮纸纤维(例如，由硫酸盐制浆法生产的纸浆纤维)，以及由苏打、亚硫酸盐、镁橄榄石、冷苏打、NSSC等纸浆制造工艺制造的木材纤维，合成纤维，废纸纤维，再生纸纤维，来自大麻、黄麻、苎麻、亚麻、棉短绒、蕉麻、木材废料、秸秆、甘蔗渣、竹子、剑麻、合成(例如双组分)纤维等中的任何的纤维，以及这种纤维的任何组合。为了本专利技术的目的，术语“纸板”是指包含厚度为约8至28密耳(点)如约12至约24密耳(点)的单层纸板的纸基材。纸板可以是连续卷、离散片材、包装材料坯料如用于制作杯子等的形式。为了本专利技术的目的，术语“软木纤维”是指衍生自针叶树(裸子植物)的木质物质的纤维纸浆，所述针叶树如杉木、云杉、松树等品种，例如火炬松、砍伐松树、科罗拉多州云杉、香脂冷杉、道格拉斯冷杉、千斤顶、辐射松、白云杉、美国黑松(lodgepolepine)、红木等。可使用北美南方软木和北方软木以及来自世界其他地区的软木提供软木纤维。包含软木纤维趋向于在纸基材如纸板中赋予更大的弯曲刚度，但是在纸基材如纸板中倾向于赋予更粗糙和较不光滑的表面。为了本专利技术的目的，术语“硬木纤维”是指衍生自落叶树(被子植物)的木本物质，如白桦木、橡木、山毛榉、枫树、桉树、杨树等的纤维纸浆。在纸基材如纸板中包含硬木纤维趋向于在纸基材如纸板中赋予更平滑的表面。为了本专利技术的目的，术语“CTMP纤维”是指已经经过化学、热和机械处理的组合的化学热机械纸浆(CTMP)纤维。如本文所用，CTMP纤维是指通过化学、热和机械处理以这种处理的任何顺序处理的纤维，包括化学-热-机械(C-T-M)纸浆纤维，热-化学-机械(T-C-M)纸浆纤维，热-机械-化学(T-M-P)纸浆纤维，长纤维化学-机械纸浆/化学处理的长纸浆纤维(LFCMP/CTLF)等。关于用于制备CTMP纤维的化学热机械制浆(CTMP)的总体描述，参见G.A.Smook，HandbookforPulpandPaperTechnologists(2ndEdition,1992)，第60-65页，其全部内容和公开内容通过引用并入本文。为了本专利技术的目的，术语“漂白的CTMP纤维(也互换地称为BCTMP纤维)”是指已进行一次或多次漂白处理的化学热机械纸浆(CTMP)纤维。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含疏水性涂布纸基材的制品，该包含疏水性涂布纸基材的制品包含：具有第一表面和第二表面的纸基材，所述纸基材包含：所述纸基材的至少约70％重量的纸纤维；和内部纸浆施胶剂，该内部纸浆施胶剂的量足以赋予所述纸基材至少约200秒的HST值；和在所述第一和第二表面的至少一个表面上的表面施胶层，所述表面施胶层以所述纸基材的至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量存在并且包含一种或多种至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量的表面施胶淀粉；在至少一个表面施胶层上的至少一个疏水性着色涂层，以赋予每2分钟约50克/平方米或以下的Cobb值；所述疏水性着色涂层具有小于约3的派克印刷平滑度值，并且以所述纸基材的约2至约20磅/3000平方英尺(3msf)的涂布量存在于至少一个表面施胶层上，所述疏水性着色涂层包含：纸颜料组分，该纸颜料组分的量为所述疏水性着色涂层的约20％重量至约90％重量，并且该纸颜料组分包含约20至100重量份数的片状矿物颜料和0至约80重量份数的非片状纸颜料；和疏水性颜料粘合剂组分，该疏水性颜料粘合剂组分的量为每100份所述纸颜料组分约10至约400份，所述疏水性颜料粘合剂组分包括一种或多种疏水性聚合物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 US 14/725,8761.一种包含疏水性涂布纸基材的制品，该包含疏水性涂布纸基材的制品包含：具有第一表面和第二表面的纸基材，所述纸基材包含：所述纸基材的至少约70％重量的纸纤维；和内部纸浆施胶剂，该内部纸浆施胶剂的量足以赋予所述纸基材至少约200秒的HST值；和在所述第一和第二表面的至少一个表面上的表面施胶层，所述表面施胶层以所述纸基材的至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量存在并且包含一种或多种至少约1磅/3000平方英尺(3msf)的量的表面施胶淀粉；在至少一个表面施胶层上的至少一个疏水性着色涂层，以赋予每2分钟约50克/平方米或以下的Cobb值；所述疏水性着色涂层具有小于约3的派克印刷平滑度值，并且以所述纸基材的约2至约20磅/3000平方英尺(3msf)的涂布量存在于至少一个表面施胶层上，所述疏水性着色涂层包含：纸颜料组分，该纸颜料组分的量为所述疏水性着色涂层的约20％重量至约90％重量，并且该纸颜料组分包含约20至100重量份数的片状矿物颜料和0至约80重量份数的非片状纸颜料；和疏水性颜料粘合剂组分，该疏水性颜料粘合剂组分的量为每100份所述纸颜料组分约10至约400份，所述疏水性颜料粘合剂组分包括一种或多种疏水性聚合物。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述纸基材包括具有约8至约28密耳厚度的纸板。3.根据权利要求2所述的制品，其中所述厚度为约12至约24密耳。4.根据权利要求2所述的制品，其中所述纸板为纸杯纸板的形式。5.根据权利要求1所述的制品，其中所述表面施胶层仅在所述第一表面和所述第二表面中的一个表面上。6.根据权利要求1所述的制品，其中所述表面施胶层在所述第一表面和所述第二表面两者上。7.根据权利要求1所述的制品，其中所述表面施胶淀粉的量为约1至约6磅/3000平方英尺(3msf)，并且所述表面施胶淀粉包括未改性的天然淀粉、乙基淀粉和氧化淀粉中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的制品，其中所述表面施胶层进一步包含一种或多种非淀粉疏水性施胶剂，该非淀粉疏水性施胶剂的量为每100份所述表面施胶淀粉约1至约10份。9.根据权利要求8所述的制品，其中所述非淀粉疏水性表面施胶剂包括以下中的一种或多种：苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物、苯乙烯-丙烯酸(SAA)共聚物、烷基化三聚氰胺、松香施胶剂、苯乙烯-丁二烯(SB)共聚物、丙烯腈-丁二烯(AB)共聚物、烷基烯酮二聚体(AKD)、或聚丙烯酰胺聚合物或共聚物。10.根据权利要求1所述的制品，其中所述表面施胶层进一步包含每100份所述表面施胶淀粉约1至约50份的量的一种或多种纸颜料。11.根据权利要求10所述的制品，其中所述表面施胶层的纸颜料的量为每100份所述表面施胶淀粉约1至约30份，所述纸颜料包括片状矿物颜料和非片状纸颜料中的一种或多种。12.根据权利要求11所述的制品，其中所述表面施胶层的片状矿物颜料包括粘土和滑石中的一种或多种。13.根据权利要求1所述的制品，其中所述纸颜料组分的片状矿物颜料包括粘土和滑石中的一种或多种，并且其中所述纸颜料组分的非片状纸颜料包括研磨碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC)中的一种或多种。14.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏水性聚合物包括以下中的一种或多种：苯乙烯-丁二烯(SB)共聚物、苯乙烯-丙烯酸(SA)共聚物、苯乙烯-丙烯酸-丙烯腈(SAN)共聚物、或聚乙酸乙烯酯聚合物。15.根据权利要求14所述的制品，其中所述纸颜料组分的量为所述疏水性着色涂层的约50％重量至约90％重量，并且其中所述疏水性颜料粘合剂组分的量为每100份所述纸颜料组分约15至约100份。16.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏水性着色涂层进一步包含一种或多种水分散性乳液聚合物，该水分散性乳液聚合物的量为每100份所述纸颜料组分约1至约10份。17.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏水性着色涂层具有约4至约10磅/3000平方英尺(3msf)的涂布量。18.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏水性着色涂层包含两个施加的涂层，并且其中每个施加的涂层具有约6至约8磅/3000平方英尺(3msf)的涂布量。19.根据权利要求1所述的制品，其中所述疏水性着色涂层具有小于约150的谢菲尔德单位平滑度值，和每2分钟约45克/平方米或以下的Cobb值。20.根据权利要求1所述的制品，其中所述涂布纸基材进一步包含在至少一个所述疏水性着色涂层上的防潮涂层，所述防潮涂层包含一种或多种水分散性乳液聚合物。21.根据权利要求20所述的制品，其中所述防潮涂层位于每个所述疏水性着色涂层上。22.根据权利要求20所述的制品，其中所述水分散性乳液聚合物包括以下中的一种或多种：聚乙烯(PE)聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物、聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物、聚乳酸(PLA)聚合物、聚乙醇酸(PGA)聚合物、聚乙酸乙烯酯聚合物、蜡、聚氨酯聚合物、或环氧树脂。23.根据权利要求1所述的制品，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·F·凯尼格，戴维·V·里德，
申请(专利权)人：国际纸业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US