可生物降解且可回收的阻隔纸层合体的制作方法

本发明涉及一种用于柔性包装应用或诸如小袋、袋、包袋的产品递送系统的可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，该阻隔纸层合体包括与可生物降解聚合物层、可生物降解的底漆层、无机阻隔层和可生物降解的聚合物密封层组合的可生物降解且可回收的纸层，该阻隔纸层合体与现有技术的纸质柔性包装相比提供若干优点。

背景技术：

1、纸质包装在消费者中越来越流行，因为它被认为是更天然、更可生物降解和更可回收的。然而，无涂层纸的阻隔性能差，并且通过添加涂层来改善阻隔性能的尝试通常导致降低纸在各种环境中生物降解的能力并且还降低包装在商业纸回收系统中的可回收能力。

2、无涂层纸质包装在某些环境中通常是高度可生物降解的并且在商业纸回收系统中非常容易回收。然而，根本没有涂层或粘合剂的纸不能容易地形成完整的功能包装。而且，无涂层纸质包装只能用于容纳不需要任何类型的水/湿气或气体或香味或油脂阻隔的干燥产品。如果产品对水分敏感，则它将由于水分将很快进入包装而损坏。如果它对氧气敏感，则它将发生氧化。如果产品是油腻的，则油脂将穿过纸迁移并在包装的外部留下难看的污渍。如果产品含有香味，则香味将从包装中逸出并改变产品预期气味的性质。如果产品含有任何水分，它将导致无涂层纸软化。然而，如果将涂层添加到纸中以改善阻隔性能和/或使其可密封，在弃置不当的情况下，希望涂层不影响整个包装在一系列最期望的环境条件下的生物降解能力。不能降解可能具有不利的环境影响，诸如在海水中持久存在的微塑料。此外，当添加涂层使，必须非常小心以避免不利地影响包装在商业纸回收系统中的可回收能力。

3、解决纸的不良阻隔性能并使其可密封的常用方法是通过涂覆、印刷或层合将基于聚乙烯或基于乙烯共聚物或其他不可生物降解的聚合物涂层添加到纸的表面。然而，如果该聚乙烯涂层太厚，则它将不利地影响典型商业纸回收系统中的纸层合体的可回收性。存在许多聚乙烯涂层已在纸回收过程中引起问题的示例，尤其是在使用较厚涂层来增强密封强度和/或增强阻隔特性的情况下。此类问题的示例是但不限于：i)堵塞再浆化槽和系统中的过滤器的涂料；ii)紧密地保持在纸纤维上并阻止高百分比的纸纤维释放到再浆化系统的水中的涂料；iii)最终结合到回收纸中并不利地影响所得回收纸的外观或性能的涂料。

4、如果将此类聚乙烯涂层制得非常薄，在可将其剥离并送至垃圾填埋场或燃烧以给工厂提供燃料，从而留下纸纤维以收集并回收到纸中的情况下，则可认为整体结构在纸回收流中是可回收的。然而，此类结构仍然具有若干缺点，因为如果它被不当地弃置在环境中，纸将生物降解，但聚乙烯涂层不会生物降解。聚乙烯层相反将形成将对环境产生不利影响的持久微塑料，成为一些动物的非营养食物来源。此外，许多消费者注意到在纸层合体的内表面上有光泽的聚乙烯层的外观并负面地将它视为非天然材料。聚乙烯涂层还将对包装经由工业或家庭堆肥进行堆肥的能力产生不利影响，除非消费者可在堆肥之前容易且可靠地去除聚乙烯涂层。

5、如果相反地使用可生物降解聚合物来替代聚乙烯用于涂层，则众所周知的是，可生物降解的材料对于水分的阻隔性能较差。此类可生物降解的聚合物涂层必须非常厚，从而在纸回收过程中导致问题。

6、因此，存在对用于柔性包装应用的纸层合体的未满足的需求，该纸层合体具有水分阻隔和密封层，在诸如土壤和水生环境的环境中以及在堆肥情况下具有降低的环境影响，并且还能够在工业纸再浆化系统中提高回收效率。

技术实现思路

1、提供了一种与家庭或工业堆肥设施相容的可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，其在被不当地弃置在环境中时是可生物降解的，并且可在工业纸回收设施(如果收集的话)中回收。

2、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体包括具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解聚合物层，所述外表面设置在所述可生物降解且可回收的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述可生物降解聚合物层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述可生物降解的底漆层的所述外表面上并且充当热密封层。

3、对于一些应用，将不需要所有这些层，并且因此可替代地使用附加的层合结构，并且因此在下文中描述。

4、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解聚合物层，所述外表面设置在所述可生物降解的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述第一可生物降解聚合物层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述外表面上。最终层用作热密封层。

5、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的可生物降解聚合物层，所述外表面设置在所述可生物降解且可回收的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述可生物降解聚合物层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述第一可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述内表面上。最终层用作热密封层。

6、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述可生物降解且可回收的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述第一可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述外表面上；具有外表面和内表面的可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述第二可生物降解的底漆层的所述外表面上。最终层用作热密封层。

7、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述可生物降解且可回收的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述第一可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述内表面上。最终层用作热密封层。

8、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解聚合物层，所述外表面设置在所述可生物降解的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述第一可生物降解聚合物层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述第一可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述内表面上；具有外表面和内表面的可生物降解的粘合剂层，所述内表面设置在所述第二可生物降解的底漆层的所述外表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述可生物降解的粘合剂层的所述外表面上。最终层用作热密封层。

9、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解聚合物层，所述外表面设置在所述可生物降解的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述第一可生物降解聚合物层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的可生物降解的粘合剂层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述外表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述可生物降解的粘合剂层的所述外表面上。最终层用作热密封层。

10、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解的底漆层，所述外表面设置在所述可生物降解且可回收的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述第一可生物降解的底漆层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述外表面上；具有外表面和内表面的可生物降解的粘合剂层，所述内表面设置在所述第二可生物降解的底漆层的所述外表面上；具有外表面和内表面的可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述第二可生物降解的底漆层的所述外表面上。最终层用作热密封层。

11、提供了一种可生物降解且可回收的阻隔纸层合体，所述阻隔纸层合体由以下制成：具有外表面和内表面的可生物降解且可回收的纸层；具有外表面和内表面的第一可生物降解聚合物层，所述外表面设置在所述可生物降解的纸层的所述内表面上；具有外表面和内表面的无机阻隔层，所述外表面设置在所述第一可生物降解聚合物层的所述内表面上；具有外表面和内表面的可生物降解的底漆层，所述内表面设置在所述无机阻隔层的所述内表面上；具有外表面和内表面的第二可生物降解聚合物层，所述内表面设置在所述第二可生物降解的底漆层的所述外表面上。最终层用作热密封层。