[发明专利]制造包含微原纤化纤维素的膜的方法

说明书

本发明的方法涉及通过在具有中间干燥的情况下在多个后续步骤中将包含微原纤化纤维素的悬浮体流延在无孔基底上来制造纤维质的氧气阻隔膜的方法。本发明使得在不存在在膜中形成裂纹或空隙的问题的情况下，通过流延技术制造MFC膜的有效方法成为可能。通过以数个层施加MFC，通过中间干燥，水必须扩散通过的距离更短，由此蒸发更有效且膜性质没有受到干燥的负面影响。

技术领域

本发明涉及制造基于纤维质的氧气阻隔膜的方法。本发明还涵盖了通过所述方法制得的膜及其用途。

背景技术

在包装工业中需要有效的气体和/或气味阻隔体(阻隔性)且特别是氧气阻隔体，以保护对氧气敏感的产品，由此延长其保质期。这特别地包括多种食品产品，还包括医药产品和电子工业产品。已知的具有氧气阻隔性质的包装材料可包括一个或数个聚合物膜或涂覆有一个或数个氧气阻隔聚合物的膜的纤维质的纸或纸板(board，板)，其通常作为多层涂层结构的一部分。

最近，已经开发出微原纤化纤维素(MFC)膜，其中去原纤化(defibrillated)的纤维素纤丝已经悬浮在例如水中、重新组织化且再结合在一起形成主要是连续的良好的气体阻隔性质的膜。

此类膜可通过以下制得：将MFC悬浮体施加在多孔基底上形成幅材，接着通过将水排出基底使幅材脱水以形成膜。例如，这可通过使用造纸机或纸板制造机类型的方法实现。US2012298319A教导了通过将包含MFC的配料直接施加在多孔基底上由此允许MFC被脱水和过滤来制造MFC膜的方法。

或者，该膜可通过使用流延技术制得，其包括将MFC分散体施加在无孔流延基底上，比如聚合物或金属基底，和通过蒸发将所述膜干燥。该技术的优点包括膜的均匀的厚度分布和更光滑的表面。专利公开EP2771390A4描述了MFC膜的制备，其中水性纤维素纳米纤维分散体被涂覆在纸或聚合物基底上、被干燥并且最终作为纳米纤维膜片材被剥离。

与流延方法相关的一个问题是当在干燥步骤中形成膜时，水的缓慢扩散限制了干燥速率。水蒸气通过膜的扩散是一个缓慢的过程，这对方法效率有负面影响。如果提高干燥速度，则可能在膜中形成空隙或甚至裂纹，使其性质劣化。流延方法的另一问题是在形成的膜中形成收缩张力，这对其强度性质，比如断裂应变(断裂伸长率)或抗拉强度有负面影响。

由MFC制得的膜还需要包含相当大量的塑化剂以便呈现出所需的拉伸性。需要限制塑化剂的量，尤其是在要用于与食品包装相关的膜中，以便遵守规定的法律和法规。此外，大量的塑化剂可使得膜的机械和阻隔性质劣化。

发明内容

本公开内容的目的是使得能够制造具有高强度和阻隔性质以及改进的拉伸性的薄MFC膜，同时避免与膜的干燥和使用大量塑化剂相关的前述问题。本发明的另一个目的在于提供制造这样的薄MFC膜的更加成本有效的方法。

通过根据所附独立权利要求的所提出的方法、膜及其用途完全或部分地实现了这些目的和进一步的优点。在所附的从属权利要求中以及在下面的描述中阐述实施方式。

本发明的方法涉及制造纤维质的氧气阻隔膜的方法，其包括以下步骤：

-提供至少第一和第二悬浮体，各悬浮体以至少50重量％(wt％)的量包含微原纤化纤维素(MFC)，以所述悬浮体的总固体物含量计算，

-将所述第一悬浮体施加在无孔基底上以形成第一幅材，

-在中间干燥步骤中，将所述第一幅材干燥至至少50重量％的固体物含量(以所述幅材的总重量计算)，

-将包含微原纤化纤维素(MFC)的所述第二悬浮体施加在所述经干燥的第一幅材的表面上以形成第二幅材，