包含阴离子聚合物的纤维素阻隔组合物制造技术

提供了一种组合物，其包含a)数均长度为0.001-0.5mm且比表面积为1-100m2/g的纤维素纤维，b)至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物和c)至少一种阴离子聚合物。所述组合物可用于提供自支撑薄膜或涂层，从而为可渗透基材提供阻隔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含纤维素纤维、至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物和阴离子聚合物的组合物、由该组合物形成的自支撑薄膜、制备该自支撑薄膜的方法、包含设置于基材上的该组合物或该自支撑薄膜的多层制品、制备该多层制品的方法以及该组合物或该自支撑薄膜在为可渗透基材提供阻隔中的用途。
技术介绍
阻隔体可用于许多应用场合中。例如，在许多食品包装应用中，需要保护食品免于氧气以防止食品组分的氧化反应，所述氧化反应可降低食品的品质和/或风味。这可通过使用对氧气具有低渗透性的材料(通常称为氧阻隔体)实现。可用于包装食品和其他制品的其他阻隔性能对本领域技术人员而言是显而易见的且包括对液体、蒸气、香味、油脂、微生物等的阻隔。尽管需要阻隔体，但也期望提供在很大程度上基于来自可再生资源的材料的阻隔体。先前已研究了纤维素纤维(如微原纤维和/或高度精制的纤维素纤维)例如在阻隔体中的用途。WO00/05310涉及一种将高度精制的纤维素纤维分解成微纤维的方法和材料以及加工成组合物、薄膜、涂层和可生物降解且甚至可食用的固体材料的其他方法。WO2009/123560涉及包含微原纤化的纤维素和一种或多种多糖水胶体的组合物以及所述组合物(尤其)在纸张上提供阻隔中的用途。WO2006/056737涉及包含纤维素片段、5-55重量％亲水粘合剂和5-65重量％疏水粘合剂的生物复合材料以及所述材料作为水不可渗透的高强度材料的用途。US6183696涉及一种用含有微原纤化纤维素的涂料涂布的纸，并描述了表面施胶涂料，其包含添加至常规的已知涂料中的0.1-10重量%超微原纤化纤维素。然而，仍需要提供就物理和机械性能(如渗透性、拉伸强度、挺度和抗皱性)而言具有改善的性能的阻隔材料。专利技术简述本专利技术的一个目的在于至少部分满足本领域的需求并提供基于大量来源于可再生资源的材料且具有良好阻隔性能的阻隔体。本专利技术的另一目的在于提供基于大量来源于可再生资源的材料且呈现出良好物理性能(尤其是机械强度)的阻隔体。本专利技术人惊讶地发现，可通过由包含纤维素纤维、至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物和至少一种阴离子聚合物的特定组合物形成层(例如自支撑薄膜和涂层)而实现这些及其他目的。已显示出尽管在很大程度上基于来源于可再生资源的材料，但是由这些组合物形成的自支撑薄膜或涂层显示出优异的机械性能和阻隔性能。因此，在第一方面中，本专利技术涉及一种组合物，其包含：a)数均长度为0.001-0.5mm且比表面积为1-100m2/g的纤维素纤维；和b)至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物；和c)至少一种阴离子聚合物。在第二方面中，本专利技术涉及一种制备自支撑薄膜的方法，包括如下步骤：在支撑表面上由本专利技术组合物形成薄膜；从所述组合物中移除至少一部分水并从所述支撑表面上移除如此形成的自支撑薄膜。在第三方面中，本专利技术涉及一种由上文所定义的组合物形成的自支撑薄膜。在第四方面中，本专利技术涉及一种多层制品，其包含基材和置于所述基材至少一侧上的上文所定义的组合物的层或自支撑膜。在第五方面中，本专利技术涉及上文所定义的组合物或者自支撑薄膜在为可渗透基材提供阻隔中的用途。现在将进一步详细阐述本专利技术的这些和其他方面。专利技术详述除水以外，本专利技术的组合物至少包含如下组分：a)数均长度为0.001-0.5mm且比表面积为1-100m2/g的纤维素纤维；b)至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物；和c)至少一种阴离子聚合物。本专利技术组合物中的纤维素纤维a)的量基于该组合物中a)和b)的干重通常可为从约40重量%，优选从约50重量%，更优选从约55重量%至约80重量%，优选至约70重量%，更优选至约65重量%。本专利技术组合物中的至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物b)的量基于该组合物中a)和b)的干重通常可为从约20重量%，优选从约30重量%，更优选从约35重量%至约60重量%，优选至约50重量%，更优选至约45重量%。本专利技术组合物中的所述至少一种阴离子聚合物c)的量基于该组合物中a)、b)和c)的干重优选可为从约0.01重量%，更优选从约0.1重量%，甚至更优选从约0.3重量%，最优选从约0.5重量%至约9重量%，更优选至约5重量%，甚至更优选至约3重量%，最优选至约2重量%。在优选实施方案中，本专利技术组合物包含：基于该组合物中a)和b)的干重为55-65重量%的数均长度为0.001-0.5mm的a)纤维素纤维和35-45重量%的b)至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物，以及任选的基于该组合物中a)、b)和c)的干重为0.1-3重量%的c)至少一种阴离子聚合物。优选a)、b)和c)一起占本专利技术配制剂干重的至少70重量%，更优选至少90重量%，最优选至少95重量%，在一些情况下甚至100重量%。本专利技术的组合物优选不含或包含少于5重量%(基于该组合物的干重)的疏水粘合剂。这类疏水粘合剂的实例包括疏水聚合物，包括环氧化物(例如双酚A环氧化物或改性的双酚A环氧化物)、聚氨酯、酚醛树脂、疏水丙烯酸系树脂和聚硅氧烷。预期在本专利技术中用作组分a)的纤维素纤维的数均长度为从约0.005mm，优选从约0.01mm，更优选从约0.02mm至约0.5mm，优选至约0.2mm，更优选至约0.1mm，且比表面积为从约1m2/g，优选从约1.5m2/g，最优选从约3m2/g至约100m2/g，优选至约15m2/g，最优选至约10m2/g(根据BET方法使用Micromeritics ASAP 2010仪器通过在177K下N2吸附测定)。所述纤维素纤维的数均宽度优选为从约5μm，更优选从约10μm，最优选从约20μm至约100μm，更优选至约60μm，最优选至约40μm(用L&W纤维测试仪测定)。如本文所用的那样，在数均长度和数均宽度中所用的术语“数均”(例如)就纤维长度而言是指各纤维长度的算术平均值，例如通过测量n根纤维的长度，对所述长度求和并除以n而确定。用于本专利技术中的纤维素源包括但不限于如下：木质纤维，例如源于硬木或软木，例如来自化学纸浆、机械纸浆、热机械纸浆、化学处理的机械纸浆、再生纤维或新闻纸；种子纤维，例如来自棉花；种子全纤维，例如来自大豆壳、豌豆壳、玉米壳；韧皮纤维，例如来自亚麻、大麻、黄麻、苎麻、洋麻；叶纤维，例如来自蕉麻、剑麻；茎或秸秆纤维，例如来自甘蔗渣、玉米、小麦；草纤维，例如来自竹子；来自藻类如velonia的纤维素...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.27 EP 10164093.6;2010.05.27 US 61/348,8361.一种组合物，其包含：
a)数均长度为0.001-0.5mm且比表面积为1-100m2/g的纤维素纤维；
b)至少部分水解的乙酸乙烯酯聚合物；和
c)至少一种阴离子聚合物。
2.如权利要求1的组合物，其包含基于该组合物中a)和b)的干重为
40-80重量%的a)和20-60重量%的b)。
3.如前述权利要求中任一项的组合物，其包含基于该组合物中a)、b)
和c)的干重为0.01-9重量%的c)。
4.如前述权利要求中任一项的组合物，其包含基于该组合物中a)和b)
的干重为55-65重量%的a)和35-45重量%的b)以及基于该组合物中a)、b)和
c)的干重为0.1-3重量%的c)。
5.如前述权利要求中任一项的组合物，其进一步包含d)纳米粒子或
微米粒子。
6.如前述权利要求中任一项的组合物，其中所述数均长度为0.001-0.5
mm且比表面积为1-100m2/g的纤维素纤维包括微原纤纤维素纤维。
7.如前述权利要求中任一项的组合物，其中所述至少部分水解的乙酸
乙烯酯聚合物具有至少90%的水解度。
8.如前述权利要求中任一项的组合物，其中所述至少部分水解的乙酸
乙烯酯聚合物为具有至少90%水解度的聚乙烯醇。
9.如前述权利要求中任一项的组合物，其中所述阴离子聚合物包括多
糖。
10.如权利要求9的组合物，其中所述多糖包括阴离子多糖胶。
11.如前述权利要求中任一项的组合物，其包含基于该组合物的总重
量为50-99.9重量%的水。
12.一种制备自支撑薄膜的方法，包括：
在支撑表面上由如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·马姆博格，A·M·海涅松许尔滕，J·桑德斯特罗姆，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔化学国际公司，
类型：
国别省市：