用于生产具有良好的阻隔性质的膜的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造膜的方法，所述膜根据ASTM D‑3985，在25℃大于50％的相对湿度下，或在25℃高于75％的相对湿度下，或在25℃高于85％的相对湿度下，具有在1cc/m

Method for producing membranes with good barrier properties

The present invention relates to a method for making a film based on ASTM D 3985, at relative humidity at 25 degrees centigrade more than 50%, or at relative humidity above 75% at 25, or at relative humidity above 85% at 25 centigrade, at 1cc/m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产具有良好的阻隔性质的膜的方法
本文件涉及在高相对湿度(RH)下具有良好且稳定的氧气透过率(OTR)的阻隔膜。更特别地，本公开内容涉及制造这样的膜的方法。
技术介绍
目前，包含微原纤化纤维素(MFC)的膜已被证明具有优异的阻隔性质(参见例如Aulin等,Oxygenandoilbarrierpropertiesofmicrofibrillatedcellulosefilmsandcoatings,Cellulose(2010)17:559-574,Lavoine等,Microfibrillatedcellulose–Itsbarrierpropertiesandapplicationsincellulosicmaterials:Areview,Carbohydratepolymers90(2012)735-764,Kumar等,Comparisonofnano-andmicrofibrillatedcellulosefilms,Cellulose(2014)21:3443-3456)，而气体阻隔性质非常依赖周围环境中的水分或相对湿度。因此，非常常见的是MFC膜必须用聚合物膜涂覆，以防止水分或水蒸气使MFC膜溶胀和破坏MFC膜。在高相对湿度下缺乏气体阻隔性质比如氧气或空气已经被研究并记载，但是这些方案中的大部分都是昂贵的且难以在工业环境中实施。一种途径是对MFC或纳米纤维素改性，比如在EP2554589A1中公开的，其中用硅烷偶联剂对MFC分散体改性。EP2551104A1教导了使用在较高相对湿度(RH)下具有改进的阻隔性质的MFC和聚乙烯醇(PVOH)和/或聚糖醛酸。另一种方案为用具有高耐水牢度和/或低水蒸气透过率的膜来涂覆膜。JP2000303386A公开了例如其上涂覆了胶乳的MFC膜，而US2012094047A教导了使用与多糖比如MFC混合的木材水解物，其可用聚烯烃层涂覆。除了这种化学改性之外，还已经研究了交联纤丝或纤丝和共聚物的可能性。这提高了膜的耐水牢度，但也提高了水蒸气透过率。EP2371892A1、EP2371893A1，分别要求保护具有金属离子、乙二醛、戊二醛和/或柠檬酸的交联MFC。然而，许多上述方案需要后处理步骤或高剂量才能有效。许多公开的方案还限制了MFC膜的生产且特别是MFC膜的再制浆。因此需要找到更简单的生产这样的膜的方案，优选可在造纸机或纸板制造机，或在经改造的造纸机或纸板制造机上使用，其中可避免随后的涂覆或浸渍步骤，因为造纸机上的涂覆站(coatingstations)的数量通常受到限制。专利技术概述本公开内容的目的为提供改进的包含微原纤化纤维素的膜，其具有改进的阻隔性质，甚至在周围较高的相对湿度下。本专利技术由所附的独立权利要求来限定。在所附从属权利要求中以及在以下说明书和附图中阐述实施方式。根据第一方面，提供了用于制造膜的方法，所述膜具有在25℃大于50％的相对湿度下、或在25℃高于75％的相对湿度下、或在25℃高于85％的相对湿度下，在1cc/m2/24h至500cc/m2/24h范围内的氧气透过率，其中所述方法包括以下步骤：提供包含微原纤化纤维素的第一悬浮液，其中悬浮液的干含量在0.1至10重量％的范围，以基于微原纤化纤维素的量(干/干)的0.1至10重量％的量，向所述第一悬浮液加入湿强度添加剂，由此形成微原纤化纤维素和湿强度添加剂的混合物，以及向基材施加所述混合物以形成纤维幅材并干燥所述幅材以形成所述膜。已经令人惊奇地发现，当制造阻隔膜时可以相对低的量加入湿强度添加剂来实现膜的稳定的氧气透过率，甚至在高的相对湿度值下。通常地，在纸中使用湿强度添加剂只是为了提高湿强度。该方法提供了在高的相对湿度水平下具有良好的氧气透过率(OTR)的膜的制造。最重要的是，添加剂不会影响微原纤化纤维素膜产生低OTR值的能力，即为良好的阻隔膜。根据一个实施方式，施加有混合物的基材可为多孔的丝网，混合物在其上形成幅材。因此可在造纸机的湿部(wetend)施用所述方法。通过该方法，可通过在造纸机的湿部施用包含MFC和湿强度添加剂的悬浮液来制造自立式的膜。以此方式，可形成具有优异的阻隔性质的膜。所述膜可随后作为阻隔层施加在纸或纸板上。根据一个实施方式，施加有混合物的基材还可为造纸工艺中的纸或纸板，因此在所述纸或纸板上形成膜涂层。通过此方法，可直接地将混合物施加至纸或纸板，从而以容易的方式在纸或纸板上获得阻隔膜。根据一个替代的实施方式，所述方法可进一步包括在纸或纸板制造过程中的表面施胶步骤中向基材施加所述混合物的步骤。根据一个实施方式，所述方法可进一步包括使所形成的膜固化的步骤。可通过加热、空气、辐射或接触干燥等实施固化，即干燥。根据一个实施方式，所述方法可包括在所述湿强度树脂的存在下，共混和原纤化所述微原纤化纤维素的步骤。这可提供甚至更好的膜的阻隔性质。根据第一方面的一个实施方式，微原纤化纤维素的肖伯尔-瑞格勒(SchopperRiegler)值(SR°)可大于90SR°、或大于93SR°、或大于95SR°。湿强度添加剂可为湿强度树脂，且可包括以下的任一种：聚氨基聚酰胺-表氯醇(PAE)、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、多乙烯多胺基氨表氯醇(polyethylenepolyaminoammoniaepichlorohydrin，PAE或PPE)、聚乙烯亚胺、壳聚糖、马来酸酐-酰基化的壳聚糖(MAAC)、双醛淀粉(DAS)、或其组合和其混合物。优选的湿强度添加剂或树脂提供长期的湿强度。根据第一方面的一个实施方式，第一悬浮液可进一步包含以下的任一种：淀粉、羧甲基纤维素、填料、助留化学品、絮凝添加剂、抗絮凝添加剂、干强度添加剂、软化剂或其混合物。根据第二方面提供了通过根据第一方面的方法获得的膜，所述膜包含微原纤化纤维素和湿强度剂，其中所述膜具有根据标准ASTMD-3985，在25℃大于50％的相对湿度下测量的，在1cc/m2/24h至500cc/m2/24h的范围内的氧气透过率，且其中所述膜包含微原纤化纤维素和湿强度树脂的混合物。根据第二方面的一个实施方式，膜可具有小于50g/m2、或小于35g/m2、或小于25g/m2的定量(basisweight)。所述膜可为自立式的膜和纸或纸板上的膜涂层中的任一种。专利技术详述根据本专利技术的方法，提供了包含微原纤化纤维素的第一悬浮液并且将包含微原纤化纤维素的第一悬浮液与湿强度添加剂混合以形成包含微原纤化纤维素和湿强度添加剂的混合物。然后可将混合物施加至基材上以形成纤维幅材。支撑物可为造纸机(即本领域技术人员已知的任意类型的用于造纸、制造纸板、纸巾或任何类似产品的造纸机)的多孔的丝网。根据一个替代的实施方式，微原纤化纤维素和湿强度添加剂的混合物可作为涂层(coating，涂料)施加至造纸工艺中的纸或纸板。混合物由此在所述纸或纸板上形成具有期望阻隔性质的膜涂层。根据另一个实施方式，混合物可在纸或纸板制造过程中的表面施胶步骤中施加至基材。混合物可作为常规的表面施胶液体或作为泡沫体施加。表面施胶是指，在造纸和纸板制造工业中使用的常规的接触涂覆的方法。其为例如膜压机；表面施胶(磅式(pound)或溢流压区施胶压机)、门辊、反向辊式涂布机；双HSM涂抹器；液体施加系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造膜的方法，所述膜具有根据ASTM D‑3985，在25℃大于50％的相对湿度下、或在25℃高于75％的相对湿度下、或在25℃高于85％的相对湿度下，在1cc/m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 SE 1551194-21.用于制造膜的方法，所述膜具有根据ASTMD-3985，在25℃大于50％的相对湿度下、或在25℃高于75％的相对湿度下、或在25℃高于85％的相对湿度下，在1cc/m2/24h至500cc/m2/24h的范围内的氧气透过率，其中所述方法包括以下步骤：提供包含微原纤化纤维素的第一悬浮液，其中悬浮液的干含量在0.1至10重量％的范围，以基于微原纤化纤维素的量(干/干)的0.1至10重量％的量，向所述第一悬浮液加入湿强度添加剂，由此形成微原纤化纤维素和湿强度添加剂的混合物，向基材施加所述混合物以形成纤维幅材以及干燥所述幅材以形成所述膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述支撑物为造纸机中的多孔的丝网，向其施加混合物以形成纤维幅材。3.根据权利要求1所述的方法，其中支撑物为纸或纸板，向其施加混合物以在所述纸或纸板上形成膜涂层。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括在纸或纸板制造过程中的表面施胶步骤中向基材施加所述混合物的步骤。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括使所形成的膜固化的步骤。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括在所述湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：I海斯卡宁，K巴克福尔克，E绍科宁，N罗霍尼米，K利蒂凯宁，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI