用于生产包装材料的方法和由该方法制备的包装材料技术

本发明专利技术涉及制造包装材料的方法，包括步骤：使用粘合剂以及使用金属盐处理纸板衬底的至少一个表面，用油墨印刷所述经处理的表面的至少一部分，和在所述经印刷的表面上施加至少一个聚合物层。根据本发明专利技术制造的包装材料同时表现出良好的可印刷性以及所施加的聚合物层的良好粘附力。

Method for producing packaging material and packaging material prepared by the method

The present invention relates to a method for the production of packaging material comprises the following steps: using adhesive and metal salt processing board substrate at least one surface of the ink printing the at least a portion of the treated surface, and in the printing on the surface of applying at least one polymer layer. The packaging material manufactured according to the present invention exhibits good printability as well as good adhesion of the applied polymer layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产包装材料的方法和由该方法制备的包装材料
本专利技术涉及生产包装材料的方法和由该方法制备的包装材料
技术介绍
用于液体容器和食品包装的基于纤维的包装材料通常设置有(providedwith)阻挡层(barrierlayer)，典型地以纸板衬底上的致密的膜的形式设置。包装材料中的阻挡层，通常涉及使用聚合物作为基底纸板衬底上的薄层。这些聚合物提供优异的产品防护性能并且对于例如液体或食品的包装来说是有效的屏障(barriers)。经常用作屏障的聚合物是热塑性的聚合物例如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和PLA(聚乳酸)。可以将阻透聚合物(barrierpolymer)挤出涂布或层压至纸板衬底上。纸板表面和聚合物层之间良好的粘附力(adhesion)不仅对提供有效的屏障是必要的，对防止毛边渗透(rawedgepenetration)并确保良好的可改变性(convertability)也是必要的。为提高表面的表面能而进行的纸板的表面处理，例如电晕(corona)、等离子或火焰处理，通常用来增强板表面和聚合物层之间的粘附力。包装材料的另一重要品质是它的可印刷性。最普遍的用于包装板材料印刷的印刷技术是单张纸胶印工艺(sheet-fedoffset)、凹版印刷(rotogravure)或柔版凹印(flexogravure)。然而，最近几年，数字印刷以及特别地喷墨(inkjet)印刷(在以前，其大多应用在纸的印刷中)也在纸板印刷中受到关注(becomeofinterest)。喷墨印刷技术对印刷衬底提出高的要求，因为油墨必须在衬底上快速干燥并且还要提供高的印刷品质。理想的印刷品质涉及高的光学印刷密度、最小化的顺桨(feathering)和印流(bleeding)、良好的点锐度(dotsharpness)、高的印刷均匀度和低的透印(strikethrough)。喷墨油墨对纸板表面的粘附力，然后特别是基于颜料的着色剂对纸板表面的粘附力因由印刷工艺设置的限制(即液滴尺寸、喷嘴直径、喷射方法等)而是特别低的。典型地，喷墨油墨的粘度和表面张力相对地低，这之后会导致板上相对较弱结合的油墨层。此外，最近开发的油墨通常表现出相当弱的对纤维的粘附力以使得有效地脱墨(de-inking)成为可能。因此，由于形成的弱边界层(即油墨层)，阻透聚合物层对经印刷的油墨层以及对衬底表面的粘附力可能受到负面影响。关于印刷纸，已知向面胶(surfacesize)加入金属盐、优选多价盐例如氯化钙引起了喷墨印刷品质方面的显著改善。US6207258公开了可用于对喷墨印刷用的纸张进行表面处理的组合物，其包括二价金属的盐。然而，金属盐还未被成功地用于包装板材料的处理中。由于包装板材料通常具有比纸更粗糙且更多孔的表面，因而所述盐具有吸收以及更多地向衬底中渗透的倾向，从而为沉积的油墨着色剂留下更加少的在表面可用(surfaceaccessible)的盐。因此，需要大量的多价阳离子来获得在印刷品质方面所需的效果。然而，施加较高浓度的金属盐会造成饱和，其继而造成盐沉淀成晶体。这样的沉淀物可造成阻透聚合物层对纸板基衬底的粘附力方面的问题。另一风险是，如果粘合剂与多价金属盐在物理-化学方面不相容的话，那么此前用于基板的包括粘合剂例如淀粉的表面处理制剂可能导致弱的边界层。因此，目前普遍的假设是，待聚合物层压或涂布的纸板材料不能用金属盐来处理，因为这负面地影响聚合物层的粘附力。解决该问题的一种途径是在施加的阻透聚合物层上印刷。然而，如果将要在聚合物层上印刷油墨，则油墨必须是UV、EB或基于特定溶剂的，这涉及到安全风险。专利技术概要本专利技术的目的在于提供聚合物挤出涂布或层压的纸板材料，其适用于食品或液体的包装，所述纸板材料呈现出优异的阻隔性能、基板和聚合物层之间良好的粘附力、以及良好的印刷品质。根据本专利技术令人惊奇地通过如下得以实现该目的：用粘合剂以及用金属盐处理包括纤维素纤维的纸板衬底的至少一个表面、用油墨印刷所述经处理的表面的至少一部分、和在所述经印刷的表面施加至少一个聚合物层。根据本专利技术制造的包装材料同时表现出良好的可印刷性以及所施加聚合物层的良好的粘附力。已令人惊奇地表明，如果将粘合剂先于、和/或与单价或多价的金属盐一起施加至表面，则可用单价或多价离子的金属盐对纸板基底进行表面处理，并且还允许聚合物层的良好的粘附力。粘合剂阻止金属盐向板的表面的渗透。不受任何理论的约束，据认为本文所公开的粘合剂体系积极地增强了金属盐对经沉积的着色剂的可用性(accessibility)。因此，单价或多价金属盐可以相对较少的量施加，由此避免了饱和的风险、沉淀的粘合剂-盐聚集体的结晶和/或形成。根据本专利技术的处理既增强了印刷品质又增强了聚合物对纸板表面的粘附力。所施加的粘合剂可选自：微纤化纤维素(MFC)、纳米纤维素、纳米晶纤维素、淀粉和/或聚DADMAC、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯亚胺(PEI)和/或聚乙二醇(PEG)或其任意组合或变体。在一些实施方式中，粘合剂包括阳离子型粘合剂(例如阳离子型淀粉和/或聚DADMAC)。阳离子型粘合剂已表现出提供给油墨颗粒对衬底表面良好的粘附力。在另一优选的实施方式中，粘合剂包括MFC。MFC塞入(plug)表面的孔并由此减少单价或多价金属盐向衬底的渗透。MFC可例如是阴离子改性的。阴离子改性的MFC可与单价或多价阳离子相互作用，因此提供用于定位(fixation)阴离子型着色剂的阳离子位点(cationicsites)。此外，所施加的MFC产生光滑的表面并增强水和/或(共)溶剂在油墨中的吸收，由于更快的油墨层固定(immobilization)这甚至更进一步地改善了印刷品质。可以向表面以至少0.1g/m2(干，dry)的量施加MFC。粘合剂，例如MFC，可作为分散体独立于金属盐的施加，且在金属盐的施加之前施加至表面。在这种方式中，粘合剂可在纸板表面和聚合物之间形成膜并阻止金属盐向多孔纸板的表面的渗透。备选地，可在同一步骤中向纸板衬底的表面加入粘合剂和金属盐，即作为包括所述粘合剂和单价或多价金属盐的组合物。这使得该方法(工艺)更加有效，并且已表明粘合剂依然阻止金属盐向纸板表面的渗透。已令人惊奇地发现，即使在高的电解质浓度，所述粘合剂制剂也是非常稳定的。可使用任何已知的应用技术将粘合剂、金属盐和/或包括该粘合剂和该金属盐的组合物施加至纸板衬底的表面，例如表面施胶、层压或涂布，包括但不限于：喷涂、幕式涂布、挤出涂布、薄膜压榨涂布(filmpresscoating)、刮刀涂布或发泡涂布(foamcoating)。金属盐是单价或更优选地是多价金属、例如二价或三价金属的盐。所述盐可例如为氯化钙、氯化铝、氯化镁、溴化镁、溴化钙、氯化钡、硝酸钙、硝酸镁、硝酸钡、醋酸钙、醋酸镁或醋酸钡、或它们的混合物。最优选地，该盐为氯化钙。可以以至少0.01g/m2的量、优选以至少0.1g/m2的量将多价金属盐施加至表面。最优选地，以0.01-1g/m2.的量将金属盐施加至表面。由于粘合剂避免盐向表面的渗透，本专利技术的方法允许向衬底表面加入少量的金属盐，且仍然积极地影响印刷品质。聚合物层可包括热塑性聚合物。聚合物可例如包括聚乙烯(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产包装材料的方法，其包括步骤：提供包括纤维素纤维的纸板衬底，用粘合剂以及用金属盐处理所述衬底的至少一个表面，用油墨印刷所述经处理的表面的至少一部分，和在所述经印刷的表面上施加至少一个聚合物层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.14 US 61/952,9781.生产包装材料的方法，其包括步骤：提供包括纤维素纤维的纸板衬底，用粘合剂以及用金属盐处理所述衬底的至少一个表面，用油墨印刷所述经处理的表面的至少一部分，和在所述经印刷的表面上施加至少一个聚合物层。2.根据权利要求1所述的方法，其中粘合剂选自微纤化纤维素(MFC)、淀粉、聚DADMAC、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯亚胺(PEI)和聚乙二醇(PEG)和/或这些的任意组合或变体。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以至少0.1g/m2的量向所述表面施加MFC。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以至少0.1g/m2的量向所述表面施加淀粉。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以至少0.05g/m2的量向所述表面施加聚DADMAC。6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其中在用金属盐表面处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：N米基，P西尔维奥，K巴克福克，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI