具有水分阻挡层的包装材料及其制备方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请人为"国际纸业公司"、申请日为2011年11月07日、申请号为 "201180053269.0"、发明名称为"具有水分阻挡层的包装材料及其制备方法"的中国发明专 利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明广义上涉及一种可回收包装材料，其包括纸质基体、位于纸质基体外表面 上的印刷接收层、以及包含一种或多种经能量固化的聚合物且位于印刷接收层上的水分阻 挡层。本发明广义上还涉及一种制备这些可回收包装材料的方法，该方法将包含一种或多 种可能量固化的单体施加在经压延的印刷接收层上，并使可能量固化的单体固化以形成位 于经压延的印刷接收层上且包含一种或多种经能量固化的聚合物的水分阻挡层。本发明广 义上还涉及一种制备印刷包装材料的方法，该方法提供具有印刷接收层的可印刷材料，将 印刷着色剂沉积在印刷接收层上以形成一个或多个印刷区，将包含一种或多种可能量固化 单体的可能量固化涂料施加在印刷材料的印刷接收层上，以及使可能量固化的单体固化以 形成包含一种或多种经能量固化的聚合物且位于印刷材料的印刷接收层上的水分阻挡层， 其中所述印刷、施加和固化步骤作为单程操作实施，并且在施加步骤之前不卷绕印刷材料， 在固化步骤之前不卷绕经涂布的印刷材料。
【背景技术】
[0003] 可以层合或涂布在纸上的聚乙烯膜广泛用在包装应用中，以保护产品免受水分影 响并提供耐水性或耐油脂性。常规令纸包装件（reamwrap)可以是邻近纸质基体的至少 一面具有一层聚乙烯或在纸质基体的两个其它层之间具有中心层聚乙烯的多层产品。聚 乙烯层可以用在令纸包装件中以提供对水蒸汽（湿度）的有效阻挡。该水蒸汽（湿度） 可以造成包装的纸卷曲，导致难以送入复印机或印刷机或在其中卡住。包含蜡的其它纸 涂料也已使用。例如1978年9月26日授权的美国专利No. 4, 117, 199(Gotoh等人）公 开了一种可再成衆的涂布纸，其包含合成橡胶胶乳和錯乳液。涂料如Cham-TeneroPaper Mills,Inc.，Cham,Switzerland生产的Vapo-Stop包含苯乙稀-丁二稀聚合物、錯和丙稀酸 类聚合物组分，它们可以给经涂布的纸质基体提供耐水性。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的第一广义方面，提供一种包括可回收包装材料的制品，该可回收包 装材料包含：
[0005] 纸质基体，其包含至少约40%可回收纸纤维并且具有内表面和外表面；
[0006] 具有内表面和外表面的印刷接收层，其中印刷接收层内表面位于纸质基体的外表 面上，并且印刷接收层外表面的帕克印刷平滑度值为约1. 5或更低；和
[0007] 水分阻挡层，其包含一种或多种经能量固化的聚合物且位于印刷接收层外表面 上，其中包装材料的水蒸汽传递速率为约500g/m2/天或更低。
[0008] 根据本发明的第二广义方面，提供一种包括如下步骤的方法：
[0009] (a)提供经压延的可印刷材料，该材料包含：
[0010] 纸质基体，其包含至少约40%可回收纸纤维并且具有内表面和外表面；
[0011] 具有内表面和压延外表面的印刷接收层，其中印刷接收层内表面位于纸质基体的 外表面上，并且经压延的印刷接收层外表面的帕克印刷平滑度值为约1. 5或更低；
[0012] (b)将包含一种或多种可能量固化单体的可能量固化涂料施加在经压延的印刷接 收层外表面上；以及
[0013] (c)使可能量固化的单体固化以形成水分阻挡层，该水分阻挡层包含一种或多种 经能量固化的聚合物且位于经压延的印刷接收层外表面上，以提供水蒸汽传递速率为约 500g/m2/天或更低的可回收包装材料。
[0014] 根据本发明的第三广义方面，提供一种包括如下步骤的方法：
[0015] (a)提供未卷绕的可印刷材料，该材料包含：
[0016] 具有内表面和外表面的纸质基体；和
[0017] 具有内表面和经压延外表面的印刷接收层，其中印刷接收层内表面位于纸质基体 的外表面上，并且印刷接收层外表面的帕克印刷平滑度值为约1. 5或更低；
[0018] (b)将印刷着色剂沉积在印刷接收层外表面上以形成一个或多个印刷区来提供印 刷材料；
[0019] (c)将包含一种或多种可能量固化单体的可能量固化涂料施加在包括印刷区的印 刷接收层外表面上，以提供经涂布的印刷材料；以及
[0020] (d)使可能量固化的单体固化以形成水分阻挡层，该水分阻挡层包含一种或多种 经能量固化的聚合物且位于印刷接收层外表面上，以提供水蒸汽传递速率为约500g/m2/天 或更低的印刷包装材料；
[0021] 其中步骤（a)至（d)作为单程操作实施，并且在实施步骤（c)之前不卷绕步骤（b) 的印刷材料，在实施步骤（d)之前不卷绕步骤（c)的经涂布的印刷材料。
【附图说明】
[0022] 将结合附图描述本发明，在附图中：
[0023]图1是本发明一个实施方案的可回收印刷包装材料的侧视截面图；和
[0024]图2是表示根据本发明实施方案的用于制备（可回收）印刷包装材料的方法的多 种实施方案的流程图。
【具体实施方式】
[0025] 在描述本发明之前定义若干术语是有利的。应该认识到本申请通篇采用下面定 义。
[0026] 定义
[0027] 如果术语定义偏离该术语的常用意义，申请人意在采用以下提供的定义，除非具 体指出。
[0028] 对于本发明目的，方向类术语如"外"、"内"、"上"、"下"、"顶部"、"底部"、"侧面"、 "正面"、"正面的"、"向前"、"背面"、"向后"、"后面"、"拖尾的"、"以上"、"以下"、"左"、"右"、 "水平的"、"垂直的"、"向上"、"向下"等仅用于方便地描述本发明的不同实施方案。例如，图 1和2所示的本发明实施方案可以以不同方式取向。
[0029] 对于本发明目的，术语"包装材料"指用于形成保护、提携、分配等产品如一令纸、 纸卷、食品、饮料等用的包装的材料。包装材料可以包括例如令纸包装件、卷包、封套、容器 (例如用于食品或饮料）、盒等。
[0030] 对于本发明目的，术语"令纸包装件"指用于保护、提携、分配等一令纸的包装材 料。
[0031] 对于本发明目的，术语"卷包"指用于保护、提携、分配等一卷或多卷纸的包装材 料。
[0032] 对于本发明目的，术语"一令纸"表示该术语的常规意义：例如约480至约516张 (例如480、500或516张）纸的量（例如所包装的纸的量）。
[0033] 对于本发明目的，术语"纸质基体"指可以由混合物、配料等形成、引起、产生等的 纤维网，该混合物、配料等包含纸纤维等以及任何其它任选的造纸添加剂如内和/或外纸 上浆剂、填充剂、湿强剂、光学增亮剂等。纸质基体可以呈连续卷、分散纸张等的形式。
[0034]对于本发明目的，术语"软木纤维"指由针叶树（裸子植物）如各种冷杉、云杉、松 树等（例如火炬松、湿地松、科罗拉多云杉、香脂冷杉、道格拉斯冷杉、短叶松、辐射松、白云 杉、扭叶松、红木等）的木质物质得到的纤维浆。北美洲南方软木和北方软木以及世界其它 区域的软木可以用来提供软木纤维。
[0035] 对于本发明目的，术语"硬木纤维"指由落叶树（被子植物）如桦树、橡树、山毛榉、 楓树、桉树、杨树等的木质物质得到的纤维浆。
[0036] 对于本发明目的，术语"纸质基体填充剂"指可以用于造纸以降低单位质量纸张的 材料成本、提尚不透明度、提尚光滑度等的矿物广品（例如碳酸f丐、尚岭粘土等）和非矿物 产品（例如塑料颜料）。矿物产品可以细划分，例如尺寸范围为约0. 5至约5微米。
[0037] 对于本发明目的，术语"经压延的材料"指已经过压延的材料，以例如弄平材料使 得能够在材料上印刷、提高材料表面上的光泽等。例如，压延可以包括利用压力（和任选温 度和水分）在仍是粗糙的材料表面上加以光滑表面的工艺。压延可以在压延机上实施，压 延机可以包括例如在造纸机端部（在线）或与造纸机分开（离线）的一系列压延辊。压延 可以包括超压延、热-软压延、水分-梯度压延、延长辑隙（extendednit)压延、带压延等。 关于可以用于本文的压延的一般描述和实施压延的设备，参见G.A.Smook,Handbookfor PulpandPaperTechnologists(第2版，1992)，第273-78页，其全部内容和公开信息通过 引用并入本文。
[0038] 对于本发明目的，术语"经超压延的材料"指已通过交替系列的较硬表面（例如钢 等）和较软表面（例如覆纤维的、覆聚合物的等）压延辊加工（压延）的材料。关于可以 用于本文的超压延的一般描述和实施超压延的设备，参见G.A.Smook,HandbookforPulp andPaperTechnologists(第2版，1992)，第296-98页，其全部内容和公开信息通过引用 并入本文。
[0039] 对于本发明目的，术语"可能量固化的涂料"指至少包含一种或多种经能量固化的 聚合物、用以形成经能量固化的聚合物的一种或多种可能量固化的单体等的那些涂料。这 些可能量固化的涂料（或用于提供这种涂层的可能量固化的涂料组合物）还可以包含其它 任选添加剂如溶剂、稀释剂、流变改性剂、分散剂、表面活性剂等。可能量固化的涂料组合物 可以配制成水溶液、含水浆料、胶态悬浮液、液体混合物、触变混合物等。
[0040] 对于本发明目的，术语"基于固体"指涂料、涂料组合物等中存在的每一种固态材 料（例如经能量固化的聚合物、可能量固化的单体等）在不存在任何液体（例如水、其它溶 剂等）下的重量百分比。除非另有说明，本文所给出的所有固态材料百分比都基于固体计。
[0041] 对于本发明目的，术语"固含量"指涂料、涂料组合物等中存在的非挥发性非液态 组分的百分比（按重量计）。
[0042] 对于本发明目的，术语"基体颜料"指可以用于或可以意在用于影响纸质基体的光 学性质的材料（例如细分的微粒物质）。基体颜料可以包括碳酸钙颜料、吸收性塑料颜料、 粘土颜料、高岭土颜料、经煅烧的粘土颜料、滑石颜料、二氧化钛颜料、硫酸钡颜料、硅石颜 料、沸石颜料等。基体颜料也可以是片状矿物颜料、非板状矿物颜料等。
[0043] 对于本发明目的，