可烘烤的模制多层纤维制品及其用途的制作方法

本发明涉及模制纤维产品，更具体地涉及多层模制纤维产品。

背景技术：

1、在用于制备模制纤维产品的已知技术中，将泡沫沉积到具有流浆箱的盆状模具中。由于单独的成型和压制顺序，成型和脱水过程很慢，泡沫可能不均匀地分布到模具上。这种方法主要适用于过滤器或绝缘体等产品。通常，所获得的结构(例如鸡蛋托盘)是多孔的，表面不均匀且粗糙。

2、另一种已知的替代方案是使用水成型工艺来制备模制纤维产品，但这些工艺仅适合于一次模制单个基本薄壁的层，如果需要更复杂的结构，则使得该工艺变得繁琐。

3、还已知将各种阻隔涂层膜施加至由二维纤维材料(例如纸板)制成的包装和容器。这种阻隔涂层通常使用塑料材料和薄膜。阻隔涂层的添加需要在实际制造纤维基材之后的单独的过程中进行。

4、单独的阻隔涂层膜存在许多缺点，这些缺点涉及涂膜与产品其余部分的粘附、以及在制造中的干燥步骤期间或在运输和储存中的湿度变化期间涂膜的机械性能的劣化。

5、特别地，可烘烤食品容器和包装目前由纸或纸板材料制成，在容器与食品接触的一侧上包含塑料或蜡基阻隔涂层，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯制成的层压或挤出阻隔涂层。

6、本发明的目的是解决已知技术中存在的至少一些问题。

技术实现思路

1、本发明由独立权利要求的特征限定。一些具体实施例由从属权利要求限定。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种模制多层纤维产品，其包括：第一纤维层，其包含纤维素纤维材料；在第一纤维层上方的第二纤维层，第二纤维层包含纤维素纤维材料；第一纤维层和/或第二纤维层表现出阻隔性能，优选基本上遍及其结构。

3、第一方面的各种实施例可以包括以下列表中的至少一个特征：

4、·第一纤维层形成使用中的产品的最下层纤维层。

5、·第二纤维层形成使用中的产品的最上层纤维层。

6、·第二纤维层被构造成与食品或液体直接接触。

7、·阻隔性能包括以下一项或多项：耐油和耐油脂性、耐水性、耐水蒸气性、耐芳香性、耐气体性、耐氧性。

8、·第一纤维层和/或第二纤维层基本上在其整个结构中是耐油和耐油脂的。

9、·第一纤维层和/或第二纤维层基本上在其整个结构中是耐水的。

10、·第一纤维层和/或第二纤维层基本上在其整个结构中是耐水蒸气的。

11、·纤维素纤维材料包含以下的一种或多种：化学木浆、机械木浆、原纤化纤维素，例如微纤化纤维素、纳米纤维素、以及包含纤维素纤维或部分纤维素纤维的任何其他纤维素材料。

12、·纤维素纤维材料包含漂白或未漂白的化学浆，例如漂白或未漂白的软木化学浆和/或漂白或未漂白的硬木化学浆。

13、·纤维素纤维材料包括漂白或未漂白化学热机械浆。

14、·第一纤维层和/或第二纤维层的纤维素纤维材料包含漂白或未漂白的软木化学浆和漂白或未漂白的硬木化学浆，例如80至95wt％的漂白或未漂白的软木化学浆和5至20

15、wt％的漂白或未漂白的硬木化学浆。

16、·该产品还包括在第一纤维层和第二纤维层之间的一个或多个内纤维层。

17、·每个内纤维层包含纤维素纤维材料，优选包含机械浆，例如漂白化学热机械浆(bctmp)。

18、·最上层纤维层和/或最下层纤维层包含漂白化学浆。

19、·一个或多个纤维内层(如果存在)包含机械浆和可选的化学浆。

20、·最上层纤维层包含精制软木化学浆和/或硬木化学浆。

21、·最下层纤维层包含软木化学浆和/或硬木化学浆，优选地硬木化学浆，通常为精制硬木化学浆。

22、·第二纤维层形成产品的最上层纤维层。

23、·第二纤维层比其下方的纤维层具有更高的耐油和耐油脂性和/或更高的耐水性和/或更高的耐水蒸汽性。

24、·第一纤维层形成产品的最下层纤维层。

25、·第一纤维层比其上方的纤维层具有更高的耐水性和/或更高的耐水蒸气性。

26、·第一纤维层和/或第二纤维层的纤维素纤维材料包含已精制的纤维素纤维，其打浆度(schopper-riegler number)大于40、例如大于70、例如大于80。

27、·产品的最下层纤维层和/或一个或多个内纤维层的打浆度小于50，例如小于40，例如小于30。

28、·第二纤维层的密度大于其下方的纤维层的密度，优选地第二纤维层的密度以单位体积的干固体重量计算在300至1000kg/m3的范围内，例如600至950kg/m3，例如大于800kg/m3。

29、·产品的一个或多个内纤维层的密度小于600kg/m3，例如小于500kg/m3。

30、·至少一个纤维层，优选至少第一纤维层和/或第二纤维层，包含一种或多种以下添加剂：

31、颜料、着色剂和填料，例如滑石、粘土或高岭土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙和二氧化钛；阻隔剂，例如分散阻隔剂；乳胶粘合剂；水溶性粘合剂，例如pva、淀粉和cmc；

32、施胶剂，例如akd。

33、·至少一个纤维层，优选至少第一纤维层和/或第二纤维层，包含pva。

34、·至少一个纤维层，优选至少第一纤维层和/或第二纤维层，包含akd、asa或树脂粘合剂，优选akd。

35、·第一纤维层和/或第二纤维层中的至少一个包含阻隔剂，优选含至少0.5wt％，例如至少1wt％，阻隔剂在整个纤维层的结构中提供阻隔性能。

36、·产品的干克重在5至900g/m2的范围内，例如在100至800g/m2的范围内，例如在200至600g/m2的范围内。

37、·产品的最上和/或最下层纤维层的干克重在50至200g/m2的范围内，例如80至150

38、g/m2的范围内。

39、·产品的最上和/或最下层纤维层的干克重在20至80g/m2的范围内，例如30至50g/m2的范围内。

40、·产品的每个纤维层均通过在模具中泡沫成型或水成型获得，优选通过泡沫成型获得。

41、·产品的至少一层、例如至少两层、优选至少三层纤维层通过泡沫成型获得。

42、·至少表现出阻隔性能的纤维层是通过在模具中泡沫成型的方法获得的。

43、·该产品是三维模制多层纤维产品，其通过使用包括至少一个三维非平面的模具表面的模具获得，该产品呈现出与该三维非平面的模具表面一致的三维形状。

44、·该产品是食品或液体包装或者食品或液体盛放产品，例如液体杯或食品托盘。

45、根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面的模制多层纤维产品作为食品或液体包装或者食品或液体盛放产品或者作为其一部分的用途。

46、根据本发明的第三方面，提供了根据第一方面的模制多层纤维产品在食品或液体的包装、储存、盛放、烹饪和/或加热中的用途。

47、根据本发明的第四方面，提供了一种通过以下方法获得的模制多层纤维产品，该方法包括：由至少一种包含纤维素纤维、水、空气和发泡剂的发泡纤维组合物形成模制单层或多层泡沫纤维结构；优选通过施加真空对该结构进行脱水；可选地与另外的纤维层一起热压已脱水的结构，以获得模制多层纤维产品，其中多层纤维产品的至少一个纤维层基本上在其整个结构中表现出阻隔性能。

48、第四方面的各实施例可以包括来自以下列表中的至少一个特征：

49、·发泡纤维组合物中的至少一种包含阻隔剂以提供阻隔性能。

50、·形成模制单层或多层泡沫纤维结构的步骤包括：提供第一纤维组合物；提供第二纤维组合物，可选地包括精制第二纤维组合物的纤维素纤维，优选精制至其打浆度大于40、例如大于70；将发泡形式的第一纤维组合物供给至模具中，并在模具中使第一纤维组合物成形，以制备第一发泡纤维层，将发泡形式的第二纤维组合物供给至模具中，并在模具中使第二纤维组合物成形，以制备第二发泡纤维层，得到双层模制泡沫纤维结构，其中，第一发泡纤维层在模具中位于第二发泡纤维层的上方或下方，并且其中，供给步骤可以按任一顺序执行。

51、·供给至模具中的步骤包括将发泡形式的纤维组合物供给到模具的内部空间/体积中，其中内部空间由模具的内表面限定。

52、·供给至模具中的步骤包括将发泡形式的纤维组合物供给至模具的封闭腔中。

53、·成形步骤包括通过使模具的各部件彼此接近而挤压模具的内部空间中的纤维组合物。

54、根据本发明的第五方面，提供了一种可烘烤的模制多层纤维产品，其包括：第一纤维层，其包含纤维素纤维材料；在第一纤维层上方的第二纤维层，第二纤维层包含纤维素纤维材料；并且其中第一纤维层和/或第二纤维层基本上在其整个结构中表现出阻隔性能，并且该产品被用于将其上的食品或液体加热到至少100℃，优选至少220℃。

55、第五方面的各实施例可以包括来自以下列表的至少一个特征：

56、·该产品还包括非纤维释放层，其位于第二纤维层之上并在使用中形成产品的最上层，并且该非纤维释放层被构造成与食品或液体直接接触并有利于当其上的食品或液体加热后，将食品或液体从产品中释放出来。

57、·非纤维释放层包含聚硅酮组合物。

58、·非纤维释放层的干克重为0.5至2.5g/m2，例如小于2.0g/m2。

59、·第一纤维层形成使用中的产品的最下层纤维层，第二纤维层形成使用中的产品的最上层纤维层。

60、·阻隔性能包括以下一项或多项：耐油和耐油脂性、耐水性、耐水蒸气性、耐芳香性、耐气体性、耐氧性。

61、·第一纤维层和/或第二纤维层基本上在其整个结构中是耐油和耐油脂的。

62、·第一纤维层和/或第二纤维层基本上在其整个结构中是耐水和/或耐水蒸汽的。

63、·该产品还包括在第一纤维层和第二纤维层之间的一个或多个内纤维层，每个内纤维层都包含纤维素纤维材料。

64、·第二纤维层形成产品的最上层纤维层，并且比其下方的纤维层具有更高的耐油和耐油脂性。

65、·第一纤维层形成产品的最下层纤维层，并且比其上方的纤维层具有更高的耐水性和/

66、或更高的耐水蒸气性。

67、·产品的纤维层的纤维素纤维材料包含漂白化学木浆或由漂白化学木浆组成，优选漂白软木化学木浆和/或漂白硬木化学木浆。

68、·第一纤维层和/或第二纤维层的纤维素纤维材料包含精制的纤维素纤维，优选包含软木化学木浆，并被精制至其打浆度大于40、例如大于70、例如大于80。

69、·产品的最下层纤维层和/或一个或多个内纤维层的打浆度小于50，例如小于40，例如小于30。

70、·第二纤维层的密度大于其下方的纤维层的密度，优选第二纤维层的密度以单位体积的干固体重量计算在300至1000kg/m3的范围内，例如600至950kg/m3的范围内，例如大于800kg/m3。

71、·产品的最下层纤维层和/或一个或多个内纤维层的密度小于600kg/m3，例如小于500

72、kg/m3。

73、·至少一个纤维层，优选至少第二纤维层，包含一种或多种以下添加剂：颜料、阻隔剂、粘合剂、施胶剂，例如akd。

74、·至少一个纤维层，优选至少第二纤维层，包含mfc和淀粉。

75、·产品的干克重在5至900g/m2的范围内，例如在100至900g/m2的范围内，例如在300至600g/m2的范围内，例如在200至400g/m2的范围内。

76、·产品的最上和/或最下层纤维层的干克重在20至80g/m2的范围内，例如30至50g/m2的范围内。

77、·产品的最上和/或最下层纤维层的干克重在50至150g/m2的范围内。

78、·该产品是三维模制多层纤维产品，其通过使用包括至少一个三维非平面的模具表面的模具获得，该产品呈现出与该三维非平面的模具表面的形状一致的三维形状，并且其中优选地，该产品是通过在模具中泡沫成型或水成型的方法获得的。

79、·该产品是可烘烤或可微波炉加热的食品或液体包装或容器或托盘，或者用于烘烤或烹饪的容器，例如可烘烤的烤盘。

80、根据本发明的第六方面，提供了根据第五方面的可烘烤的模制多层纤维产品在烘烤、烹饪和/或加热食品或液体中的用途。

81、根据本发明的第七方面，提供了一种通过以下方法获得的模制多层纤维产品，该方法包括：由至少一种发泡纤维组合物形成模制多层泡沫纤维结构，该发泡纤维组合物包含纤维素纤维、水、空气和发泡剂；优选通过施加真空对结构进行脱水；热压已脱水的结构以获得模制的多层纤维产品，其中多层纤维产品的至少一个泡沫成型的纤维层基本上在其整个结构中表现出阻隔性能。

82、第七方面的各种实施例可以包括来自以下列表的至少一个特征：

83、·形成模制多层泡沫纤维结构的步骤包括：提供第一纤维组合物；提供第二纤维组合物，包括精制第二纤维组合物的纤维素纤维，优选至其打浆度大于40、例如大于70；将发泡形式的第一纤维组合物供给至模具中，并在模具中使第一纤维组合物成形，以制备第一发泡纤维层，将发泡形式的第二纤维组合物模具中，并在模具中使第二纤维组合物成形，以制备第二发泡纤维层，得到双层模制泡沫纤维结构。

84、·第一发泡纤维层在模具中位于第二发泡纤维层的上方或下方，并且供给步骤可以以任一顺序进行。

85、·热压步骤包括两个或更多个连续的热压步骤。

86、·热压步骤的总持续时间小于30秒，例如小于20秒。

87、本发明的优点

88、本发明可以避免对单独的非纤维阻隔涂层的需要。可以避免与涂层附着力相关的问题。

89、本发明可以实现多层模制纤维产品的快速制备。制备周期可以更短。可以避免由于单独的涂覆步骤而导致的产品润湿或再润湿。

90、本发明可以使得能够方便地调整各个层的特性。

91、本发明可以获得轻质、膨松且均匀的多层模制纤维产品。由于产品重量轻，因此可以降低物流和运输成本。

92、本发明可以避免单独的转换步骤和转换物流。

93、在本发明的产品中，纤维素纤维的分布可更加均匀。

94、在本发明中，可以避免或减少纤维絮凝和混浊外观。

95、本发明可以避免使用单独的塑料阻隔涂层。

96、本发明可提供可生物降解、可堆肥和可回收的多层模制纤维产品，其可烘烤和/或可微波炉烘烤。

97、由于减少了产品脱水和干燥的需要，本发明可以减少能量消耗，特别是当使用泡沫成型时。

98、本发明可以降低与制备周期、脱水、干燥和化学品相关的生产成本。特别是当使用泡沫成型时，可以提高化学品保留率。

99、本发明可提供具有良好阻隔性能的纤维产品。

100、本发明可以提供具有复杂几何形状而没有折痕和裂纹的纤维产品。

101、本发明可以提供可在现有纤维回收基础设施中回收的无塑料纤维包装。

102、本发明可以取代现有的、通常基于塑料的包装解决方案。