[发明专利]制造泡沫涂覆的纤维素基基材的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造可用作阻隔膜的聚合物涂覆的纤维素基基材的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供纤维素基基材，该纤维素基基材包含基于纤维素基基材的总干重50‑99重量％高度精制纤维素纤维；b)由泡沫形成聚合物的水溶液制备含水泡沫；c)将含水泡沫施用于纤维素基基材的至少一个表面；和d)使含水泡沫塌陷以在纤维素基基材上形成聚合物涂层。

技术领域

本公开内容涉及用于纸和纸板基包装材料的气体阻隔膜。更具体地，本公开内容涉及具有良好且稳定的氧气和水蒸气阻隔性能的基于微原纤化纤维素的气体阻隔膜。本发明进一步涉及包括这种阻隔膜的纸和纸板基包装材料以及制造这种阻隔膜的方法。

背景技术

用塑料涂覆纸和纸板通常用于将纸板的机械性能与塑料膜的阻隔和密封性能结合。提供有甚至相对少量的合适塑料材料的纸板可以提供使纸板适合许多苛刻应用(例如作为液体包装板)所需的性能。然而，在许多情况下，聚合物涂覆的纸板的气体阻隔性能仍然不足。因此，为了确保可接受的气体阻隔性能，聚合物涂覆的纸板通常提供有一层或多层铝箔。然而，由于其高碳足迹，通常在包装材料中，并且特别是在液体包装板中，希望更换铝箔。

更最近地，已经开发了微原纤化纤维素(MFC)膜，其中将脱原纤(defibrillated，纤维分离)的纤维素原纤悬浮在例如水中，重新组织并重新结合在一起以形成连续膜。已发现MFC膜提供良好的气体阻隔性能以及良好的耐油脂性和耐油性。不幸的是，这种MFC膜的气体阻隔性能在高温和高湿度下趋于恶化。

已经研究和描述了许多在高相对湿度下改善对氧气、空气和气味(aromas，香气)的气体阻隔性能的方法，但大多数建议的涉及化学改性或聚合物涂覆的解决方案价格昂贵，并且难以在工业规模中实施。

此外，在造纸机上难以由MFC和其他高度精制纤维素配料以非常慢的排水(drainage，排放)制造膜和阻隔基材，因为由于针孔的出现难以产生良好的阻隔。针孔是在成形过程期间可出现在幅材中的微小的孔。针孔出现的原因的实例包括浆(pulp，纸浆)悬浮液中的不规则性(例如通过原纤的絮凝或再絮凝形成的)、粗糙的脱水织物、丝网上不均匀的浆分布，或幅材克重过低。针孔形成通常随着脱水速度的增加而增加。然而，在无针孔区域，当克重在20-40g/m²的范围内时，氧透过率(OTR)值通常是良好的。

提高阻隔性能的一种方法是制备包括一些针孔的薄基础基材，然后用聚合物涂层组合物涂覆基材。然而，这种方法需要一种涂覆概念和涂覆配制物，其在表面填充和同时提供阻隔方面进行了优化。薄幅材的涂覆也具有挑战性，因为涂覆可能导致幅材断裂。将基材再润湿和干燥的次数也应保持最小，因为每个附加步骤都增加成本。聚合物涂覆还可降低膜的再制浆性，从而降低包含膜的产品的可再循环性。

因此，仍然需要改进的纤维素基阻隔膜，其即使在潮湿条件下也提供良好的气体阻隔性能和良好的耐油脂性和耐油性。此外，纤维素基阻隔膜应优选能够在造纸机上有效地制造。

具体实施方式

本公开内容的一个目的是提供一种制造纤维素基阻隔膜的方法，该阻隔膜包括高度精制纤维素纤维，诸如微原纤化纤维素(MFC)，该方法减轻了与现有技术方法相关的上述问题中的至少一些。

本公开内容的另一个目的是提供一种用于在纸或纸板机类型的工艺中制造包含高度精制纤维素纤维的涂覆的纤维素基基材的改进方法。

本公开内容的另一个目的是提供一种纤维素基阻隔膜，其可用作具有高再制浆性的纸或纸板基包装材料中的气体阻隔物，从而提供包括该膜的包装产品的高可再循环性。

上述目的以及本领域技术人员根据本公开内容将意识到的其他目的通过本公开内容的各个方面而实现。

根据本文所示的第一方面，提供了一种用于制造用作阻隔膜的聚合物涂覆的纤维素基基材的方法，所述方法包括以下步骤：