耐咖啡着色的纤维素结构及相关容器和方法技术

一种纤维素结构，其包括包含第一主要面和与第一主要面相对的第二主要面的纤维素基材、在纤维素基材的第二主要面上的油阻隔层和在纤维素基材的第二主要面上的水阻隔层，其中油阻隔层位于纤维素基材和水阻隔层之间。阻隔层位于纤维素基材和水阻隔层之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐咖啡着色的纤维素结构及相关容器和方法
[0001]优先权本申请要求在2020年3月4号提交的U.S. Ser. No. 62/984,872的优先权。
[0002]领域本申请涉及纤维素结构，并且更具体地讲，涉及耐咖啡着色的纤维素结构。
[0003]背景纤维素结构用于各种包装应用。例如，将涂布的未漂白纸板用于包装饮料容器、冷冻食品、谷物和广泛种类的其它食品和非食品消费品。其它形式的涂布纤维素结构用于食品服务和消费品中的各种包装选择。
[0004]可持续性是开发用于食品或食品服务应用的新包装的关键驱动力之一。具有低密度聚乙烯(LDPE)挤出涂层的纤维素结构是用于食品服务包装，尤其是纸杯的主要材料之一，然而，其在使用后不容易再回收，从而引起越来越多的对环境影响的关注。涂布有水性涂料的纤维素结构通常被认为是可再制浆的和可再回收的，并且因此更可持续。然而，由水溶液涂布的纤维素结构制成的纸杯并未与由LDPE涂布的杯所制成的杯表现在相同水平。一个技术挑战是水溶液涂布的杯底通常显示开裂、咖啡着色，并且在最坏的情况下甚至沿着杯底的折叠边缘泄漏。
[0005]因此，本领域技术人员继续在纤维素结构领域进行研究和开发工作。
[0006]概述公开了具有水阻隔层和油阻隔层的纤维素结构。
[0007]在一个实例中，所公开的纤维素结构包括具有第一主要面和与第一主要面相对的第二主要面的纤维素基材、在纤维素基材的第二主要面上的油阻隔层和在纤维素基材的第二主要面上的水阻隔层，其中油阻隔层位于纤维素基材和水阻隔层之间。
[0008]还公开了由所公开的纤维素结构制造的容器，例如杯。
[0009]在一个实例中，所公开的容器包括具有上端部和下端部的侧壁，以及连接到侧壁的下端部的底壁，其中至少底壁包括纤维素结构，该纤维素结构包括纤维素基材、纤维素基材上的油阻隔层、以及位于油阻隔层上的水阻隔层。
[0010]还公开了用于制造具有对油和水二者的阻隔性质的纤维素结构的方法。
[0011]在一个实例中，所公开的用于制造纤维素结构的方法包括步骤：(1)将油阻隔涂料配制物施加到纤维素基材以形成油阻隔层，油阻隔涂料配制物包含聚乙烯醇、羧甲基纤维素、藻酸盐和微纤化纤维素中的至少一种，和(2)将水阻隔涂料配制物施加到油阻隔层上以形成水阻隔层，其中油阻隔层位于水阻隔层和纤维素基材之间。
[0012]从以下详细描述、附图和所附权利要求书中，所公开的耐咖啡着色纤维素结构及相关容器和方法的其它实例将变得显而易见。
[0013]附图简述图1是可以使用所公开的纤维素结构制造的容器(例如，杯)的一个实例的截面正视图；图2是图1的容器的俯视图；
图3是模切坯料（die
‑
cut blank）的平面图，该模切坯料可围绕心轴卷绕以形成图1的容器的侧壁；图4是所公开的纤维素结构的一个实例的示意性剖视图；图5是所公开的纤维素结构的另一个实例的示意性剖视图；图6是所公开的纤维素结构的另一个实例的示意性剖视图；图7是具有包括水阻隔(2层)涂布的纸板的杯底的两个对照杯的照片；图8是具有包括水阻隔(1层)和油阻隔层涂布的纸板的杯底的两个示例性杯的照片；图9是具有包括水阻隔(2层)和油阻隔层涂布的纸板的杯底的两个示例性杯的照片；图10包括具有包括水阻隔(2层)涂布纸板的杯底的若干对照杯的照片；以及图11包括具有包括水阻隔(2层)和油阻隔层涂布的纸板的杯底的几个示例性杯的照片。
[0014]详细描述公开了纤维素结构和相关容器，与传统的水溶液涂布的纤维素结构和相关容器相比，所述纤维素结构和相关容器在与食品和饮料、特别是咖啡和茶接触时显著地较不易于着色。
[0015]所公开的纤维素结构可以通过以下来制造：令油阻隔层位于纤维素基材的主要面上(例如，直接相邻)，并且然后将水阻隔层施加在油阻隔层上(例如，直接相邻)，使得油阻隔层位于纤维素基材和水阻隔层之间。阻隔层的这种组合可起到使由水溶液涂布的纤维素材料制成的杯的杯底折叠边缘开裂、着色、或甚至泄漏最小化的作用。因此，由所公开的纤维素结构制造的容器可特别好地适合于容纳热饮料(例如咖啡)、热食物(例如汤)、束状包裹物(bundle wrap)和柔性型包装。
[0016]参照图1和2，所公开的基于纤维素的容器的一个实例（整体标记为10）可包括具有上端部14和下端部16的侧壁12，以及连接(例如，热密封)至侧壁12的下端部16的底壁18，从而在容器10内限定内部容积20。侧壁12的上端部14可限定进入内部容积20的开口22。任选地，侧壁12的上端部14可另外包括凸缘24(例如，卷起的凸缘)，例如用于将盖子(未示出)等固定到容器10。
[0017]虽然容器10在图1中被示出为具有截头圆锥形侧壁12的高杯（tall cup）(例如，12盎司、16盎司、21盎司或24盎司的一次性外卖杯，take
‑
out cup)，但是本领域技术人员将理解，在不背离本公开的范围的情况下，所公开的容器10可以以各种形状、尺寸和构造来制造，并且可采用比上述侧壁12和底壁18更少或更多的壁来制造。
[0018]如图2所示，容器10的侧壁12可由坯料30(图3)组装，该坯料30已被切割成所需的轮廓，并且然后围绕心轴(未示出)卷绕。当坯料30围绕心轴卷绕时，坯料30的第一端32与坯料30的第二端34重叠，并且重叠的端32、34可连接(例如，通过热密封)，从而限定从侧壁12的上端部14延伸到下端部16的接缝36。一旦侧壁12已经被组装，底壁18可被连接(例如，热密封)到侧壁12的下端部16，产生折叠边缘19，从而产生容器10。
[0019]参照图4，容器10的底壁18可由具有第一主要表面42和第二主要表面44的纤维素结构40制造。纤维素结构40的第一主要表面42可对应于容器10的外表面26。纤维素结构40
的第二主要表面44可对应于容器10的内表面28。
[0020]纤维素结构40可以是层状结构，其包括具有第一主要面48和第二主要面50的纤维素基材46。可将水阻隔层52和油阻隔层54施加到纤维素基材46的主要面(例如，第二主要面50)，使得油阻隔层54可位于水阻隔层52和纤维素基材46之间。水阻隔层52可限定纤维素结构40的主要表面(例如，第二主要表面44)，并因此限定容器10的内表面28。
[0021]在这一点上，本领域技术人员将理解，在不背离本公开的范围的情况下，各种（阻隔或非阻隔的）附加涂层可在纤维素基材46和油阻隔层54之间的第二主要面50上、油阻隔层54和水阻隔层52之间、或纤维素基材46的第一主要面48上结合到纤维素结构40中。在一个变型中，如图5所示，纤维素结构40'可包括在水阻隔层52'和油阻隔层54'之间的底涂层45。在另一个变型中，如图5所示，纤维素结构40'可包括在油阻隔层54'和纤维素基材46'之间的底涂层47。在另一个变型中，如图5所示，纤维素结构40'可包括在纤维素基材46'的第一主要面48'上的底涂层49(阻隔或非阻隔的，一个或多个层)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纤维素结构，包括：纤维素基材，包括第一主要面和与所述第一主要面相对的第二主要面；在所述纤维素基材的第二主要面上的油阻隔层；以及在所述纤维素基材的第二主要面上的水阻隔层，其中所述油阻隔层位于所述纤维素基材和所述水阻隔层之间。2.权利要求1所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层是亲水性的或水溶性的。3.权利要求1或权利要求2所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层与所述水阻隔层相邻。4.权利要求1或权利要求2所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层与所述纤维素基材相邻。5.前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，还包含一个或多个位于所述纤维素基材和所述油阻隔层之间的附加涂层。6.前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，还包含一个或多个位于所述油阻隔层与所述水阻隔层之间的额外涂层。7.前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，还包含在所述纤维素基材的第一主要面上的一个或多个附加涂层。8.前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层基本上由聚乙烯醇组成。9.权利要求1至7中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层基本上由羧甲基纤维素组成。10.权利要求1至7中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层基本上由羧甲基纤维素钠组成。11.权利要求1至7中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层基本上由藻酸盐组成。12.权利要求1至7中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层基本上由微纤化纤维素组成。13.权利要求1至7中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层还包含颜料。14.权利要求13所述的纤维素结构，其中所述颜料包含粘土和碳酸钙中的至少一种。15.权利要求13所述的纤维素结构，其中所述颜料包含第一颜料和第二颜料。16. 前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层具有基于干重至少约0.5磅/3000 ft2的涂层重量。17. 前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层具有基于干重约0.5磅/3000 ft2至约4磅/3000 ft2的涂层重量。18. 前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层具有基于干重约1磅/3000 ft2至约3磅/3000 ft2的涂层重量。19. 前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述油阻隔层具有基于干重约1.5磅/3000 ft2至约2.5磅/3000 ft2的涂层重量。20.前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述水阻隔层包括单层。21.权利要求1至19中任一项所述的纤维素结构，其中所述水阻隔层包含至少两个层。
22.前述权利要求中任一项所述的纤维素结构，其中所述水阻隔层包含粘合剂和颜料。23.权利要求22所述的纤维素结构，其中所述水阻隔层中的颜料与粘合剂的重量比为至多1:1。24.权利要求22所述的纤维素结构，其中所述水阻隔层中的颜料与粘合剂的重量比为至少约1:1.5至约1:6。25.权利要求22所述的纤维素结构，其中所述水阻隔层中的颜料与粘合剂的重量比为至少约1:2至约1:4。26.权利要求22至25中任一项所述的纤维素结构，其中所述粘合剂包含胶乳。27.权利要求26所述的纤维素结构，其中所述粘合剂包含基于水的丙烯酸类聚合物乳液。28.权利要求27所述的纤维素结构，其中所述基于水的丙烯酸类聚合物乳液具有约25℃至约50℃的玻璃化转变温度。29.权利要求22至28中任一项所述的纤维素结构，其中所述颜料包含粘土和碳酸钙中的至少一种。30.权利要求22至29中任一项所述的纤维素结构，其中所述颜料包含第一颜料和第二颜料。31.权利要求22至30中任一项所述的纤维素结构，其中所述颜料包含研磨碳酸钙，且其中至多约60%的研磨碳酸钙具有小于2微米的粒度。32.权利要求22至31中任一项所述的纤维素结构，其中所述颜料包含片状粘土。33.权利要求32所述的纤维素结构，其中所述片状粘土的平均纵横比为至少约40:1。34.权利要求32所述的纤维素结构，其中所述片状粘土的平均纵横比为至少约30:1。35.权利要求32所述的纤维素结构，其中所述片状粘土的平均纵横比为至少约20:1。36...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄杰斌，S，
申请(专利权)人：维实洛克MWV有限责任公司，
类型：发明
国别省市：