用于纸基基底的多层涂层制造技术

实施方案包括具有多层涂层的涂布纸或纸板以及形成具有多层涂层的涂布纸或纸板的方法。多层涂层包括第一水蒸气阻挡层，生物聚合物阻挡层和第二水蒸气阻挡层，并且提供具有改进的油和油脂抵抗性质，氧阻挡性质和水蒸气阻挡性质的纸板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容总体上涉及涂布纸或纸板，并且具体地，涉及具有用于油和油脂抵抗性质，氧阻挡性质和水蒸气阻挡性质的多层涂层的涂布纸或纸板。
技术介绍
纤维基底，例如纸和纸板，被广泛地用于包装作业。然而，纸和纸板对于由例如水蒸汽，气体，油，溶剂和油脂所致的渗透可能具有非常差的抵抗性。为了改进对由这些物质所致的渗透的抵抗性，已经用多种材料涂布纸和纸板。多年来，在造纸工艺中通过氟化学品的处理，或者通过表面处理，或者作为湿部添加剂(wet end addtive)，已经成为用于实现油和油脂抵抗(OGR)性质的主要方法。然而，最近的围绕氟化学品的环境关注已经促使纸和纸板制造商寻求为涂布纸赋予OGR性质的涂布组合物的备选途径。用于对涂布纸赋予OGR性质的备选途径包括使用试剂如胶乳，明胶，淀粉，改性淀粉和植物蛋白。然而，这些试剂为了赋予足够的OGR性质而昂贵地以大量使用。另外，这些试剂的这样大量的使用可能导致所处理的纸和纸板对于许多用途而言过硬和/或过脆。 同样地，所述涂布材料在将涂布纸板或纸弯折和/或折叠时可能导致所形成的涂层失效 (fail)。一种用于解决涂层的变硬和/或变脆的途径是将大量的增塑剂结合到涂层中。尽管大量的增塑剂可以有助于增加涂层的挠性，但是大量的增塑剂也可以导致氧阻挡性质损失和对水蒸气渗透的抵抗性降低，从而使得纸涂层对于它们的所需目的而言无效。因此，对在纤维基底上提供挠性阻挡涂层、对由油，油脂，溶剂，氧和水蒸气所致的渗透具有改进的抵抗性的纸涂层存在着持续需求。
技术实现思路
本公开内容提供其中原纸已经被涂布多层涂层的涂布纸或纸板的实施方案，以及形成所述涂布纸或纸板的方法。对于各种实施方案，涂布纸或纸板的多层涂层包括将生物聚合物阻挡层夹在中间的水蒸气阻挡层。对于各种实施方案，该多层涂层的结构对涂布纸或纸板提供改进的油和油脂抵抗(OGR)性质，氧阻挡性质和水蒸气阻挡性质。令人惊奇地， 即使在通过弯折和/或折叠涂布纸或纸板而施加机械应力以后，涂布纸或纸板上的多层涂层也保持它的OGR性质。对于各种实施方案，涂布纸或纸板包括在第一主表面上具有多层涂层的原纸，所述多层涂层具有10克/平方米(g/m2)以下的总干涂层重量。多层涂层配置为具有第一水蒸气阻挡层，在第一水蒸气阻挡层上的生物聚合物阻挡层，和在生物聚合物阻挡层上的第二水蒸气阻挡层。另外，生物聚合物阻挡层具有4g/m2以下的干涂层重量。在所述多层涂层中还可以包括其它层。在另外的实施方案中，多层涂层可以配置为具有第一水蒸气阻挡层，在第一水蒸气阻挡层上的第一生物聚合物阻挡层，在第一生物聚合物阻挡层上的第二生物聚合物阻挡层，和在第二生物聚合物阻挡层上的第二水蒸气阻挡层，其中所述第一生物聚合物阻挡层和所述第二生物聚合物阻挡层介于所述第一水蒸气阻挡层和所述第二水蒸气阻挡层之间。 而且，第一生物聚合物阻挡层和第二生物聚合物阻挡层中的每一个具有2g/m2以下的干涂层重量。对于各种实施方案，生物聚合物阻挡层可以包括生物聚合物，增塑剂和颜料。在一些实施方案中，与包含高水平的增塑剂以增加涂层的挠性的常规涂层相比，增塑剂的量可以保持得相对低。各种实施方案还包括形成本公开内容的涂布纸或纸板的方法，所述方法包括同时地将多层涂层涂敷到原纸的第一主表面上并且干燥原纸的第一主表面上的多层涂层。所述多层涂层包括各自由用胶乳形成的第一涂布组合物形成的第一水蒸气阻挡层和第二水蒸气阻挡层。多层涂层还包括至少一个由第二涂布组合物形成的生物聚合物阻挡层，所述第二涂布组合物包含生物聚合物，相对于每100干重量份的生物聚合物为约2. 5至约50重量份的增塑剂，和相对于每100干重量份的生物聚合物为约10至约100重量份的颜料。另外， 生物聚合物阻挡层位于第一和第二阻挡层之间。本公开内容的以上概述不意在描述本公开内容的各个公开的实施方案或每一个执行方案(implementation)。随后的描述更具体地举例说明示意性实施方案。在贯穿本申请的若干地方，通过列举实施例提供指导，所述实施例可以以各种组合方式使用。在每一种情况下，所述列举仅起到代表性的组的作用并且不应当被解释为是排他性的列举。如在本文中使用的，“不定冠词a”，“不定冠词an”，“所述(the)”，“至少一个(at least one)”和“一个或多个(one or more) ”可交替地使用。术语“包括”和“包含”以及它们的变体，当这些术语在说明书和权利要求书中出现的情况下，不具有限制性的含义。因而，例如，包括生物聚合物的生物聚合物阻挡层可以被解释为是指包括“一种或多种”生物聚合物的层。术语“和/或”是指所列出的要素中的一个，一个或多个，或全部。如在本文中使用的，用端点叙述的数值范围包括在所述范围内包含的所有数值 (例如，约 1 至约 5 包括 1，1. 5，2，2. 75，3，3. 80，4，5 等)。如在本文中使用的，术语“干的”是指基本上不存在液体。如在本文中使用的，术语“干重”是指干燥材料的重量。例如，粘土的固体含量可以作为干重表达，表示它是在已经移除基本上所有的挥发性材料(例如，水)以后残余的粘土的重量。如在本文中使用的，“室温”是指约20°C至约25°C的环境温度。如在本文中使用的，术语“份”是指相对于每100重量份的涂布组合物的一种或多种固体的总干重的份数。如在本文中使用的，“长宽比”是指沿粘土的单个块体的第一轴的最长尺寸与沿粘土的第二轴的最短尺寸的比率。如在本文中使用的，“纸”和“纸板”是指纤维合并体的纸基基底，所述纤维可以至少部分地包括植物，木材和/或合成纤维。如在本文中使用的，“纤维板”是指通过将纤维 (例如在本文中讨论的那些)压缩成比纸和/或纸板更硬的片材而制成的材料。如所意识到的，在纸和/或纸板和/或纤维板的片材的纸基基底中可以包含其它组分。如在本文中使用的纸，纸板，和/或纤维板在它们的厚度，劲度，强度和/或重量方面不同，但是意欲被在本文中提供的涂布组合物和方法的实施方案改变，以形成本公开内容的涂布纸基基底。对于本公开内容，术语“纸基基底”包括术语“纸”，“纸板”和“纤维板”并且可与“纸”，“纸板” 和“纤维板”互换，除非清楚地不意欲这样的构造，如从使用此术语的上下文中显然的。如在本文中使用的，“胶乳”是指聚合物的水性悬浮液，其可以是天然聚合物，合成聚合物或它们的组合。如在本文中使用的，“生物聚合物，，是指由生物来源得到的聚合物物质。如在本文中使用的，“生物聚合物”是指由下列各项组成的组淀粉，脱乙酰壳多糖，多糖，蛋白，明胶， 生物聚酯和它们的变体和混合物。如在本文中使用的，术语“组合物”或“涂布组合物”被解释为包括真正的液体溶液，以及胶体分散体，悬浮液，乳液和胶乳，如它们常规所定义的。如在本文中使用的，“剥落”是指层状填料被破碎并分离成原始粒子的单独的层的过程。如在本文中使用的，“机械应力”是指将纸弯折，折叠，弯曲，翻转和按压。如在本文中使用的，“比表面积”是指相对于每单位的质量、固体或总体积的总表面积，或材料的横截面面积。附图说明图1示例了用于形成根据本公开内容的弯折涂布原纸样品的实验室弯折装置的一个实施方案。具体实施例方式本公开内容的实施方案提供具有多层涂层的涂布纸板，所述多层涂层对纸板提供改进的油和油脂抵抗(OG本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种涂布纸或纸板，所述涂布纸或纸板包括：原纸，所述原纸具有第一主表面；多层涂层，所述多层涂层在所述第一主表面上，具有１０ｇ／ｍ２以下的总干涂层重量，其中所述多层涂层包括：用胶乳形成的第一水蒸气阻挡层；在所述第一水蒸气阻挡层上的生物聚合物阻挡层，所述生物聚合物阻挡层具有４ｇ／ｍ２以下的总干涂层重量；和在所述生物聚合物阻挡层上的第二水蒸气阻挡层，其中所述第二水蒸气阻挡层用胶乳形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/195,8432008年10月10日1.一种涂布纸或纸板，所述涂布纸或纸板包括原纸，所述原纸具有第一主表面；多层涂层，所述多层涂层在所述第一主表面上，具有10g/m2以下的总干涂层重量，其中所述多层涂层包括用胶乳形成的第一水蒸气阻挡层；在所述第一水蒸气阻挡层上的生物聚合物阻挡层，所述生物聚合物阻挡层具有4g/m2 以下的总干涂层重量；和在所述生物聚合物阻挡层上的第二水蒸气阻挡层，其中所述第二水蒸气阻挡层用胶乳形成。2.根据权利要求1所述的涂布纸或纸板，其中所述生物聚合物阻挡层包含生物聚合物；相对于每100干重量份的生物聚合物为约2. 5至约50重量份的增塑剂；和相对于每100干重量份的生物聚合物为约10至约100重量份的颜料。3.根据权利要求2所述的涂布纸或纸板，其中所述生物聚合物选自由下列各项组成的组中淀粉，改性淀粉，脱乙酰壳多糖，多糖，蛋白，明胶，生物聚酯和它们的变体和混合物。4.根据权利要求2所述的涂布纸或纸板，其中所述颜料选自由下列各项组成的组中 粘土，剥落的天然层状硅酸盐，部分剥落的天然层状硅酸盐，剥落的合成层状硅酸盐，部分剥落的合成层状硅酸盐，碳酸钙，滑石和它们的混合物。5.根据权利要求2至4中任一项所述的涂布纸或纸板，其中所述增塑剂为乙烯丙烯酸共聚物。6.根据前述权利要求中任一项所述的涂布纸或纸板，其中所述生物聚合物阻挡层包括在所述第一水阻挡层上的第一生物聚合物阻挡层以及在所述第一生物聚合物阻挡层上的第二生物聚合物阻挡层，使得所述第一生物聚合物阻挡层和所述第二生物聚合物阻挡层介于所述第一阻挡层和所述第二阻挡层之间。7.根据权利要求6所述的涂布纸或纸板，其中所述第一生物聚合物阻挡层和所述第二生物聚合物阻挡层中的每一个具有2g/m2以下的干涂层重量。8.根据前述权利要求中任一项所述的涂布纸或纸板，其中所述第一水蒸气阻挡层和所述第二水蒸气阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱莉娅·F·哈特曼，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US