[发明专利]涂布纸

说明书

本发明涉及涂布纸，其包含原纸和施加于其上的阻隔层，所述阻隔层包含至少一种聚合物，所述聚合物包含至少部分皂化的聚乙烯醇和/或至少部分皂化的聚乙烯醇共聚物，它们各自的由DSC测定的起始温度均小于210℃。

本发明涉及一种涂布纸、该涂布纸的制造方法、该涂布纸作为包装材料的用途以及包含该涂布纸的包装。

术语“包装”通常是指对物体进行覆盖或(部分或完全)包裹，特别是为了对其进行保护或更好地处理。因此，包装材料包括形成这种包装的材料。

例如，包装材料可以基于纸、塑料和/或金属。本发明涉及基于纸的包装材料。

任何来源的包装材料的主要要求是保护被包装产品免受外部影响并防止被包装产品逸出。为此，取决于被包装产品和包装工艺，包装材料应满足不同的标准。除了所谓的对水、油脂、氧气或矿物油的阻隔性能外，合适的包装材料还应满足机械和工艺特定的要求。取决于包装系统，包装材料应具有足够的抗撕裂性、合适的摩擦值(摩擦系数)和柔韧性，它应该是可热封的或与冷封粘合剂兼容，它应该可以从外部印刷，并且在整个转换和包装过程中不应失去其保护作用。

根据其组成和面密度，纸张可以满足许多机械要求，但由于其物理特性以及多孔结构，它需要额外的涂层来为其提供例如热封性或阻隔性。

已知的纸基涂布包装材料通常含有例如聚偏二氯乙烯(含卤素)等的化合物，或者是纸和金属箔或塑料箔的复合材料，具有需要改进的撕裂强度，这可能导致包装设备的运行问题，和/或由于过高的涂层含量、粘合剂成分或经由纸纤维流形成所谓的粘性物而通常不可回收。

聚乙烯醇是众所周知的线性水溶性、可生物降解的阻隔涂层，包括用于纸张。在这里，这种涂层对油、油脂、氧气、溶剂和其他非极性气体、液体或固体表现出良好的阻隔性。然而，由于它们的亲水性，聚乙烯醇对极性化合物(例如水)具有非常高的渗透性。这也会影响对非极性迁移物的阻隔效果，因为聚乙烯醇非常善于吸收水分、溶胀，并因此在分子水平上形成通过阻隔涂层的通路。

已经进行了许多尝试以实现在相对湿度高于50或60％时的阻隔降解，例如通过添加颜料(例如WO 2010/129032中所公开的)或通过聚合物链的交联(例如WO 2020/109401或US 6,444,750中所公开的)。然而，这些微观缺陷不仅不利于聚乙烯醇作为阻隔物的使用，而且最重要的是由于包装和转化系统中的机械应力而出现的宏观缺陷损害了聚乙烯醇的使用范围。

聚乙烯醇被理解为是指完全皂化的聚乙酸乙烯酯，它是下式(I)的(热塑性)塑料材料，其通常借助于乙酸乙烯酯的自由基聚合来合成。

聚乙酸乙烯酯中的酯基可以相对容易地进行碱皂化，从而将聚合物转化为聚乙烯醇，使其具有亲水性和水敏感性。

部分皂化的聚乙酸乙烯酯也称为部分皂化的聚乙烯醇。

在本发明中，术语“部分皂化的聚乙酸乙烯酯”可以与术语“部分皂化的聚乙烯醇”同义地使用。

在这种情况下，皂化度表示已被皂化并且现在以-OH基团形式存在的酯基的比例。例如，皂化度为90％的聚乙烯醇是一种乙酸乙烯酯聚合物，其中最初存在的酯基的90％已被皂化。因此，这种聚乙烯醇中存在90％的OH基团和10％的酯基。皂化度为100％时，仅存在OH基团，因为所有最初存在的酯基团均已被皂化。

除了纯均聚物外，许多聚乙烯醇的共聚物也具有重要的技术意义。共聚物被理解为意指以主要比例(50％)由乙烯醇或乙酸乙烯酯单元组成的所有聚合物，而与用于合成的不同单体的数量无关。

这种聚乙烯醇共聚物优选包含聚乙烯乙烯醇。

在狭义上，这里的皂化是指通过氢氧化物例如氢氧化钠水溶液或通过特殊酶(酯酶)水解酯。与酸酯水解(酯化的逆反应)相反，它们是不可逆的，因为羧酸上缺少酯化必须的质子。反应产生的产物是构成酯的醇和酸的盐(羧化)。在更广泛的意义上，酯的任何水解都可以称为皂化。