[发明专利]提供具有阻挡层的表面的方法及根据该方法制造的基体

说明书

技术领域

本发明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。通过本发明，可以十分简单且有效地提供具有阻挡层的基体。

背景技术

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OTR，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7-9μm。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WO2008076033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。

发明内容

本发明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。

本发明的另一目的是提供一种具有阻挡层的纸或板产品。