CN105408223B - 一种涂覆的包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造涂敷的包装材料(10)的方法，其中至少实施以下步骤：a)提供基底(12)，其具有纤维素的基础材料(14)，背向包装物品的外侧(16)，朝向所述的包装物品的内侧(18)；b)使用至少一层水性组合物至少涂敷所述的基底的内侧(18)，其中所述的组合物包含至少聚乙烯醇和/或至少一种聚乙烯醇共聚物，以及交联剂，其中所述的水性组合物具有至多40wt％聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，并且总的固含量为至多55wt％；c)借助于所述的交联剂使所述的层干燥并且使所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物交联，并形成用于疏水性化合物的阻挡层(22a，22b)。本发明另外涉及具有用于疏水性化合物的至少一个阻挡层(22a，22b)的包装材料(10)。

Description

一种涂覆的包装材料及其制备方法
本发明涉及用于制造涂敷的包装材料的方法，以及具有至少一个用于疏水性化合物的阻挡层的包装材料。
从现有技术来看，已知具有阻挡层(针对疏水性化合物)的各种包装材料。例如DE695 32 378 T2公开了纤维素纤维织物，其具有作为阻挡层的层，该层具有：连续排布的、随机取向的纤维素纤维；以及包含环式糊精的层，其中包含环式糊精的层依次用作用于阻挡疏水性化合物(例如矿物油、芳香烃、印刷颜料等)渗透过通路的阻挡层或诱捕器。在制造中相对昂贵且花钱多的已知的包装材料中，认为是环境不利的。本发明的目的是提供用于制造具有用于疏水性化合物的阻挡层的包装材料(基于浆料)的、更简单更廉价的实施方法。本发明的另一个目的是提供具有用于疏水性化合物的阻挡层的、更简单更廉价的可制造的包装材料(基于浆料)。
根据本发明，所述的目的是通过本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法、以及本发明的包装材料来解决的。上述本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法至少包括以下步骤：a)提供基底，其具有浆料的基础材料，背向包装物品的外侧，朝向所述的包装物品的内侧，其中所述基础材料是涂敷的或未涂敷的纸，涂敷的或未涂敷的卡纸，或者涂敷的或未涂敷的纸板；b)使用至少一层水性组合物至少涂敷所述的基底的内侧，其中所述的组合物包含至少聚乙烯醇和/或至少一种聚乙烯醇共聚物，以及交联剂，其中所述的水性组合物具有至多40wt％聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，并且总的固含量为至多55wt％；c)借助于所述的交联剂使所述的层干燥并且使所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物交联，并形成用于疏水性化合物的阻挡层。上述本发明的包装材料包含：基底，其具有浆料的基础材料，背向所述的包装物品的外侧，朝向所述的包装物品的内侧，其中所述基础材料是涂敷的或未涂敷的纸，涂敷的或未涂敷的卡纸，或者涂敷的或未涂敷的纸板；以及设置在所述的基底的内侧上的层系统，其具有用于疏水性化合物的至少一个阻挡层，其中所述的阻挡层设置在所述的基底的内侧并且包含交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物。便于研发本发明的有利的实施方案在各从属权利要求中指定，其中所述的方法的有利的实施方案被认为是包装材料的有利的实施方案，反之亦然。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用所述的水性组合物：聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物的含量为2wt％至35wt％；和/或总的固含量为2wt％至52wt％；和/或水的含量为至少45wt％。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，其具有：水解程度为75％至100％；和/或聚合度为100至3000；和/或平均分子量为11000g/mol至60000g/mol。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用所述的水性组合物，该组合物包含至少一种其他的聚合物和/或共聚物作为添加剂。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为至少一种其他的聚合物和/或共聚物分散于所述的水性组合物中，和/或至少一种其他的聚合物和/或共聚物选自聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸甲酯,聚甲基甲基丙烯酸酯，聚酰胺,生物聚合物,聚亚安酯,聚醋酸乙烯酯,聚酯,聚羟基脂肪酸酯,聚羟基丁酸酯和/或聚羟基丁酸，和/或它们的共聚物。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用所述的交联剂：至少一种烯烃饱和的和/或不饱和的化合物，其具有选自醛、羧酸、酸酐和氨基中的官能团；和/或氯化铁；和/或烷基正硅酸盐；和/或脲甲醛树脂；和/或物理交联剂。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用水性组合物，相对于100重量份的所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，所述的组合物包含0.01至55重量份的交联剂，和/或1至60重量份的填料和/或颜料。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用填料和/或颜料，其为酸稳定性的和/或具有至少基本为球形和/或盘形颗粒的几何形状。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为使用水性组合物，其粘度为150mPas至2500mPas。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为将所述的水性组合物施加于所述的基底上，使得产生的面积相关干质量为1g/m2至20g/m2，和/或将所述的水性组合物施加于所述的基底上，使得所述的层的湿膜厚度为1μm至1000μm。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为通过平衡涂敷方法和/或轮廓涂敷方法将所述的水性组合物施加在所述的基底上。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为在30℃至85℃的温度下将所述的水性组合物施加于所述的基底上。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为在步骤c)中通过红外线辐射和/或通过对流和/或在UV辐射下干燥所述的涂敷的基底，和/或将所述的涂敷的基底干燥高达残余湿度为3wt％至12wt％。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为在步骤a)中提供基底，其包含基础材料，所述的基底的外侧提供有条理层和/或覆盖层。
在本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法的一个实施方案中，其表征为在步骤c)之后，使用其他的水性组合物来涂敷所述的基底，其中所述的其他的水性组合物至少包含聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，并且不含交联剂。
在本发明的包装材料的一个实施方案中，其表征为其可以通过本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法得到和/或是通过本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法得到的。
在本发明的包装材料的一个实施方案中，其表征为所述的阻挡层至少主要由交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物构成。
在本发明的包装材料的一个实施方案中，其表征为所述的层系统包含交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物的至少2个阻挡层。
在本发明的包装材料的一个实施方案中，其表征为所述的至少2个阻挡层包含交联水平不同的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，和/或水解程度不同的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，和/或通过不同的交联剂交联的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物。
在本发明的包装材料的一个实施方案中，其表征为所述的层系统包含至少一个层，其含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物，其中包含所述的非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的所述层设置在2个阻挡层之间和/或背向所述的基础材料的阻挡层的一侧上。
根据本发明的用于制造涂敷的包装材料的方法至少包括以下步骤：a)提供基底，其具有浆料的基础材料，背向包装物品的外侧，以及朝向包装物品的内侧；b)使用至少一层水性组合物至少涂敷内部基底，其中所述的组合物包含至少聚乙烯醇和/或至少一种聚乙烯醇共聚物，以及交联剂，其中所述的水性组合物具有至多40wt％聚乙烯醇(PVOH)和/或聚乙烯醇共聚物，并且总的固含量为至多55wt％；以及c)使所述的层干燥，并且借助于交联剂，聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物交联，并形成用于疏水性化合物的阻挡层。其中在本发明的范围内，材料理解为浆料(纤维素)的基础材料，其至少主要(其为至少51％，特别是至少75％，优选为至少90％)由纤维素构成，其中在本发明的范围内，除非表明任何相反的情况，否则百分率的说明通常理解为重量百分率。基础材料通常可以是未涂敷的，或者已经提供有一层或多层，其中至少在内侧上具有未涂敷的基础材料或仅提供有涂层和/或胶料的基础材料是优选的。例如所述的基础材料可以是涂敷的或未涂敷的纸，涂敷的或未涂敷的卡纸，或者涂敷的或未涂敷的纸板。此外，所述的基底或基础材料通常可以以单层、双层、三层、四层等形成。例如所述的基底可以为所谓的棉纸，其为浆料的吸附性的、精细的皱纸，其主要以纤维素(包含基础材料)多层的多层方式形成，并且可以用作卫生纸、厨房抹布、餐巾纸、手帕纸等。类似地，可以提供的是基础材料或基底可以形成为所谓的内衬、袋纸等。类似地，基础材料可以由包含原料(例如半化学浆料、机械浆料等，或者按比例包含此类原料)的纤维素组成。基础材料的外侧的构造与本发明的无关，这样外侧可以独立于基础材料的内衬而形成，并且可以例如是未处理的、未涂敷的或涂敷的、光滑的、印刷的、压花的、抛光的或以其他方式处理。在本发明的范围内，热塑性塑料理解为聚乙烯醇，其至少主要由以下通式的头-头-和/或头-尾-连接的单体组成：
在本发明的范围内，共聚物理解为聚乙烯醇共聚物，其为至少20mol％的以下通式的单体组成：
并且除了可能存在的非水解的乙酸乙烯酯单体以外，还包含至少一种其他类型的单体，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。优选的是，所用的聚乙烯醇共聚物为水溶性至少相当的聚乙烯醇。在本发明的范围内使用的聚乙烯醇可通过例如聚乙烯酯的水解来获得，特别是已知的聚乙酸乙烯酯。适用于实施本发明以用于热塑性应用的聚乙烯醇和聚乙烯醇共聚物的常用商品名为例如Elvanol,Gohsenol,Polyviol,Poval,Mowiol,Selvol,Exceval或Mowiflex。此外，不同的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物还可以用于水性组合物中，只要聚乙烯醇和聚乙烯醇共聚物的总量的最大比率不超过40wt％。通常，在本发明的范围内，聚乙烯醇(多种)的所有指示还相应地适用于聚乙烯醇共聚物，除非表明任何相反的情况。在本发明的范围内，就固体而言，水性组合物的含量理解为总的固含量，其中聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物也贡献至总的固含量中。换言之，总的固含量是指在除去水性组合物中的水之后的重量份。为了测定总的固含量，可以通过例如蒸发或者在正常压力或真空下加热将水性组合物蒸发至干燥。在本发明的范围内，化合物理解为交联剂，其有助于通过与聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物反应而形成三维网络。通常，单一的化学化合物或不同化学化合物的混合物可以用作交联剂。合适的交联剂具体包括双功能、三功能或多功能化合物，其能够与聚乙烯醇的羟基反应。通常还可以形成不含填料和/或颜料、或者备选地包含填料和/或颜料的水性组合物，其可以称作涂料或涂层颜料。然而，应该强调的是包含可能存在的填料/颜料的水性组合物的总的固含量总是为至多55wt％，因为水性组合物由此可以用作低粘度涂层颜料，这可以在低生产成本的同时得到特别高的应用速度。例如水性组合物的总的固含量可以为1wt％,2wt％,3wt％,4wt％,5wt％,6wt％,7wt％,8wt％,9wt％,10wt％,11wt％,12wt％,13wt％,14wt％,15wt％,16wt％,17wt％,18wt％,19wt％,20wt％,21wt％,22wt％,23wt％,24wt％,25wt％,26wt％,27wt％,28wt％,29wt％,30wt％,31wt％,32wt％,33wt％,34wt％,35wt％,36wt％,37wt％,38wt％,39wt％,40wt％,41wt％,42wt％,43wt％,44wt％,45wt％,46wt％,47wt％,48wt％,49wt％,50wt％,51wt％,52wt％,53wt％,54wt％或55wt％，其中聚乙烯醇和聚乙烯醇共聚物的总含量为至多40wt％。换言之，如果水性组合物除了交联剂以外，还专门包含聚乙烯醇或一种或多种聚乙烯醇共聚物，则根据分别使用的交联剂，水性组合物的总的固含量限于大约40wt％。因此，由于重要参数(例如水性组合物的粘度、层的湿层厚度和干层厚度、干燥时间、交联水平和交联速度)可以可任选地适用于各使用目的，所以可以特别快速且灵活地制造起到对抗疏水性化合物的阻挡层作用的层。通常，较高的总的固含量得到相对较低的水的份额，以及由此得到较短的干燥时间，这样可以有利地使用具有相对较短的干燥路径的涂敷车间。相反，在总的固含量较高的条件下，水性组合物的粘度增高，这样总的固含量超过55wt％的组合物不再合理地适用于基底或浆料基础材料。为了使用水性组合物，例如可以使用已知的轮廓涂敷方法，其中本发明通常不限于步骤b)中使用的应用方法。此外，由于仅需要廉价的起始材料并且可以在常规应用工具的帮助下快速且简单地加工该材料，所以可以以特别简单且低成本的方式实施根据本发明的方法。因此由所述的包装材料制造的阻挡层可以用作油和脂肪的屏障。通过使聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物交联，还可以获得部分疏水性，其通过COBB值表示。
通过使聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物交联，在包装材料的内侧上形成阻挡层，其起到屏障作用和/或针对疏水性化合物进行诱捕，以及完全或至少大致完全抑制这些疏水性化合物迁移至包装材料的外侧和/或抑制基础材料进入包装的内部。由于聚乙烯醇横向交联，所以阻挡层是防潮的，由此屏障作用可以在由根据本发明的包装材料制造的包装的整个寿命期间得到有利地保持。此外，由于纤维素基础材料和涂层具有亲水性表面，其由此易于发生细菌降解，所以根据本发明制造的包装材料是可需氧和厌氧降解的。通过在包装材料的内侧上形成阻挡层，根据本发明的包装材料形成的包装在运输中或在储存期间，阻挡层可以额外特别可靠地受到保护而免于机械损伤。通过本发明的方法制造的包装材料由于其对疏水性化合物(例如再利用材料的矿物油成分或印迹的矿物油成分)的屏障作用，可以额外保证例如包装物品的食品安全。同时，其获得了基于废纸的包装经济的经济益处，并确保涂敷基底的再利用。
在本发明的有利构造中，提供了使用水性组合物，其聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物的含量为2wt％至35wt％，特别为10wt％至32wt％，优选为26wt％至30wt％。在这种方式中，所述的基底可以特别快速、廉价且可靠地提供有阻挡层，其具有特别良好的针对疏水性化合物的屏障特征。备选地或此外，使用水性化合物，其总的固含量为2wt％至52wt％，特别为10wt％至50wt％，优选为26wt％至45wt％；和/或水含量为至少45wt％，特别为至少55wt％，水含量优选为65wt％至70wt％。特此，所述的基底可以特别快速、廉价且可靠地提供有高品质的阻挡层。因此，水含量具体为45wt％,46wt％,47wt％,48wt％,49wt％,50wt％,51wt％,52wt％,53wt％,54wt％,55wt％,56wt％,57wt％,58wt％,59wt％,60wt％,61wt％,62wt％,63wt％,64wt％,65wt％,66wt％,67wt％,68wt％,69wt％,70wt％,71wt％,72wt％,73wt％,74wt％,75wt％,76wt％,77wt％,78wt％,79wt％,80wt％,81wt％,82wt％,83wt％,84wt％,85wt％,86wt％,87wt％,88wt％,89wt％,90wt％,91wt％,92wt％,93wt％,94wt％,95wt％,96wt％,97wt％,98wt％或99wt％可以理解为水含量为至少45wt％，其中已经证明水含量为65wt％至70wt％可特别有利地用于多数的应用。
在本发明的其他有利的构造中，提供了使用水解程度为75％至100％、特别为80％至99.9％的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物。在本发明的范围内，水解程度为75％,76％,77％,78％,79％,80％,81％,82％,83％,84％,85％,86％,87％,88％,89％,90％,91％,92％,93％,94％,95％,96％,97％,98％,99％或100％，以及相应的中间值(例如99.0％,99.1％,99.2％,99.3％,99.4％,99.5％,99.6％,99.7％,99.8％,99.9％或100.0％)可以理解为水解程度为75％至100％。备选地或此外，提供了使用聚合度为100至3000，特别为120至1200，优选为150至650；和/或平均分子量为11000g/mol至60000g/mol，特别为13000g/mol至23000g/mol，和/或31000g/mol至50000g/mol的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物。聚合物分子中单体单元的数量可以理解为聚合度。例如聚合度为100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,650,700,750,800,850,900,950,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300,1350,1400,1450,1500,1550,1600,1650,1700,1750,1800,1850,1900,1950,2000,2050,2100,2150,2200,2250,2300,2350,2400,2450,2500,2550,2600,2650,2700,2750,2800,2850,2900,2950或3000；以及相应的中间值(例如150,160,170,180,190,200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,300,310,320,330,340,350,360,370,380,390,400,410,420,430,440,450,460,470,480,490,500,510,520,530,540,550,560,570,580,590,600,610,620,630,640或650，以及150,151,152,153,154,155,156,157,158,159,160等)可以分别理解为聚合度。聚合度通常为平均值。例如分子量为11000g/mol,12000g/mol,13000g/mol,14000g/mol,15000g/mol,16000g/mol,17000g/mol,18000g/mol,19000g/mol,20000g/mol,21000g/mol,22000g/mol,23000g/mol,24000g/mol,25000g/mol,26000g/mol,27000g/mol,28000g/mol,29000g/mol,30000g/mol,31000g/mol,32000g/mol,33000g/mol,34000g/mol,35000g/mol,36000g/mol,37000g/mol,38000g/mol,39000g/mol,40000g/mol,41000g/mol,42000g/mol,43000g/mol,44000g/mol,45000g/mol,46000g/mol,47000g/mol,48000g/mol,49000g/mol,50000g/mol,51000g/mol,52000g/mol,53000g/mol,54000g/mol,55000g/mol,56000g/mol,57000g/mol,58000g/mol,59000g/mol,60000g/mol；以及相应的中间值(例如13000g/mol,13250g/mol,13500g/mol,13750g/mol,14000g/mol,14250g/mol,14500g/mol,14750g/mol,15000g/mol,15250g/mol,15500g/mol,15750g/mol,16000g/mol,16250g/mol,16500g/mol,16750g/mol,17000g/mol,17250g/mol,17500g/mol,17750g/mol,18000g/mol,18250g/mol,18500g/mol,18750g/mol,19000g/mol,19250g/mol,19500g/mol,19750g/mol,20000g/mol,20250g/mol,20500g/mol,20750g/mol,21000g/mol,21250g/mol,21500g/mol,21750g/mol,22000g/mol,22250g/mol,22500g/mol,22750g/mol,23000g/mol or31000g/mol,31250g/mol,31500g/mol,31750g/mol,32000g/mol,32250g/mol,32500g/mol,32750g/mol,33000g/mol,33250g/mol,33500g/mol,33750g/mol,34000g/mol,34250g/mol,34500g/mol,34750g/mol,35000g/mol,35250g/mol,35500g/mol,35750g/mol,36000g/mol,36250g/mol,36500g/mol,36750g/mol,37000g/mol,37250g/mol,37500g/mol,37750g/mol,38000g/mol,38250g/mol,38500g/mol,38750g/mol,39000g/mol,39250g/mol,39500g/mol,39750g/mol,40000g/mol,40250g/mol,40500g/mol,40750g/mol,41000g/mol,41250g/mol,41500g/mol,41750g/mol,42000g/mol,42250g/mol,42500g/mol,42750g/mol,43000g/mol,43250g/mol,43500g/mol,43750g/mol,44000g/mol,44250g/mol,44500g/mol,44750g/mol,45000g/mol,45250g/mol,45500g/mol,45750g/mol,46000g/mol,46250g/mol,46500g/mol,46750g/mol,47000g/mol,47250g/mol,47500g/mol,47750g/mol,48000g/mol,48250g/mol,48500g/mol,48750g/mol,49000g/mol,49250g/mol,49500g/mol,49750g/mol,50000g/mol等)可以理解为平均分子量为11000g/mol至60000g/mol。通过选择上文提及的聚合度和/或分子量的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，可以有利地在未增加粘度的条件下增加水性组合物的总的固含量。换言之，即使总的固含量为至多55wt％，但是相对低的粘度是可行的，这样使用不同的常用的施加工具施加水性组合物是可行的。因此，可以在短的干燥时间和高的基底速度的同时得到特别快速的涂敷和交联，由此可以相对快速且廉价地制造高度有效的阻挡层。通常，还可以使用不同水解程度和/或不同聚合度和/或不同分子量的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的混合物来用于制造阻挡层。通过如此操作，阻挡层的化学和物理特征可以完全适用于各应用目的的包装材料以及利用水性组合物的应用方法中。可以根据应用需要，通过水解程度和/或聚合度和/或分子量的变化来调节例如层的多孔性、溶解度和结晶性。因此特别是所得阻挡层的挠性和延展性可以最佳地适用于各种需要。
其他益处由于使用水性组合物而产生，所述的组合物包含至少一种其他的聚合物和/或共聚物作为添加剂。因此，可以得到更高的总的固含量，其中可以依次使用其他的聚合物和/或共聚物来用于改善阻挡层的屏障作用和/或调节水性组合物的粘度。
如果至少一种其他的聚合物和/或共聚物分散于水性组合物中和/或至少一种其他的聚合物和/或共聚物选自聚(甲基)丙烯酸酯,聚甲基(甲基)丙烯酸酯,聚酰胺,生物聚合物(特别是壳聚糖),聚亚安酯,聚醋酸乙烯酯,聚酯(特别是壳聚糖),聚乙烯酯,聚乳酸酯,聚羟基脂肪酸酯,聚羟基丁酸酯和/或聚羟基丁酸,和/或它们的共聚物，则可以产生其他的益处。这样可以特别快速且廉价地制造高品质的闭锁层或阻挡层。在本发明的范围内，表达“(甲基)丙烯酸酯”通常表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
在本发明的另一个有利的构造中，提供了使用具有至少一个官能团的至少一种烯烃饱和的和/或不饱和的化合物和/或氯化铁和/或烷基正硅酸盐(特别是四乙基正硅酸盐)和/或脲甲醛树脂和/或物理交联剂(特别是羧甲基纤维素)作为交联剂，其中所述的官能团选自醛、羧酸、酸酐和氨基。因此，阻挡层的化学和物理特征可以特别完全地适用于包装材料的应用目的，以及各种涂敷和干燥方法。合适的烯烃饱和的和/或不饱和的交联剂为例如乙二醛,戊二醛,丙烯醛,丙二酸,戊二酸,己二酸,柠檬酸,丁烷四羧酸,丙烯酸,聚丙烯酸,甲基丙烯酸,马来酸,甲基丙烯酸甲酯或羟乙基甲基丙烯酸酯，以及选自它们的任何混合物，以及它们的聚合物和/或共聚物。例如可以使用聚丙烯酸和/或聚甲基丙烯酸(下文中通过术语“聚(甲基)丙烯酸”来概述)，它们的酸基可以使用聚乙烯醇的醇基来酯化。通常，当然还可以使用其他聚烷基丙烯酸，例如聚乙基丙烯酸。
备选地或此外，氯化铁(FeCl3),四乙基正硅酸盐和/或脲甲醛树脂和/或物理交联剂可以用作交联剂。由于可以形成不含食品领域中不需要的化合物(例如铬酸盐等)的水性组合物，所以使用氯化铁可以特别在用于食品的包装材料的制造中提供益处。优选地，脲甲醛树脂以水为基础，从而确保水性组合物中良好的混合性。已知的此类脲甲醛树脂例如可得自商品名Urecoll。聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的物理交联剂得自官能团或链部分与物理交联剂的大致稳定的聚集，而不形成化学键。由于物理交联剂与通过共价键的交联相反，是热可逆的，所以硬区域可以通过加热至一定的温度而再次断裂，其中所述的温度高于玻璃温度或其熔融温度。因此，所得的阻挡层可以有利地进行热塑性加工。
其他益处可以通过使用水性组合物而产生，其中所述的组合物包含相对于100重量份的聚乙烯醇而言的0.01至55重量份的交联剂，和/或包含相对于100重量份的聚乙烯醇而言的1至60重量份的填料和/或颜料。0.01,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59或60的重量份以及相应的中间值可以理解为0.01至60重量份。通过使交联剂的重量份为上述提及的0.01至55重量份范围，则聚乙烯醇的交联水平、以及由此的阻挡层的弹性和屏障特征可以最佳地适用于各个应用目的。通常，有机、无机以及有机-无机改性的颗粒适合作为填料和/或颜料，其在水中提供具有或不具有膨胀能力。在其他的事件中，使用填料和/或颜料可以适用于包装材料的影像以及更好的印刷适性。此外，合适的填料和/或颜料形成了对抗疏水性化合物通过的额外的“机械”屏障。阻挡层的屏障作用因此可以通过加入填料和/或颜料而有利地增加。具体而言，高岭土、页硅酸盐(例如蒙脱石、斑脱土、蛭石、锂藻土、锂蒙脱石、皂石以及硅石)和铝硅酸盐适于作为无机填料。纤维素(例如纤维形式或者作为微米和纳米原纤维素化的纤维素)以及其他多糖(例如壳聚糖、纤维素衍生物、半纤维素或者改性的/未改性的淀粉)可以用作有机填料。基于与聚乙烯醇形成氢桥键的物理交联还可以通过使用填料和颜料取得，其在水性环境中在表面上具有和/或可以形成OH基。
如果使用填料和/或颜料，可以产生其他的益处，所述的填料和/或颜料是酸稳定的，和/或具有至少基本上为球形和/或盘形颗粒的几何形状。其中如果聚乙烯醇是在酸性环境中交联的，则酸稳定的填料和/或颜料是特别有利的。具体而言，在这种情况下，如果水性组合物不含酸不稳定的化合物(例如淀粉等)，则其是优选的。由于疏水性化合物所经过的路径被阻挡层中填料和/或颜料的曲折排布而大幅延伸，所以通过球形和/或盘形颗粒的几何形状，可以得到特别高的屏障作用。此外，为了增加总的固含量并且同时将水性组合物的粘度保持在可良好加工的范围内，可以加入胶体分散体，其会增加固含量并且不会损坏或者甚至改善对疏水性物质的屏障作用。例如所有类型的丙烯酸酯分散体都可以被认为是胶体分散体，其颗粒是胶状分散的。在使阻挡层(多个)干燥中特别有利于操作的添加剂为微晶纤维素。通过加入少部分(例如<2wt％)这种类型的纤维素，可以改善保水性行为，以及由此改善干燥工艺中的层形成。
在本发明的其他有利的构造中，提供了在水性组合物应用于基底之前将其pH值调节至1至7之间的值，特别是1.5至3.5，和/或在将水性组合物应用于基底之前将其脱气。通过将水性组合物的pH值调节至1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5或7.0的值，或者相应的中间值，则可以特定改变聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物的交联速度。由此，所述的方法可以最佳地适用于所用基础材料的特征，水性组合物的各种使用的施加方法，以及所用的干燥方法。通过将水性组合物脱气，可以可靠地防止阻挡层中可能的起泡，并且在涂敷的基底表面上取得一贯高的屏障作用。
在本发明的其他有利的构造中，使用水性组合物，其粘度为150mPas至2500mPas，特别为200mPas至1700mPas。具体而言粘度为150mPas,200mPas,250mPas,300mPas,350mPas,400mPas,450mPas,500mPas,550mPas,600mPas,650mPas,700mPas,750mPas,800mPas,850mPas,900mPas,950mPas,1000mPas,1050mPas,1100mPas,1150mPas,1200mPas,1250mPas,1300mPas,1350mPas,1400mPas,1450mPas,1500mPas,1550mPas,1600mPas,1650mPas,1700mPas,1750mPas,1800mPas,1850mPas,1900mPas,1950mPas,2000mPas,2050mPas,2100mPas,2150mPas,2200mPas,2250mPas,2300mPas,2350mPas,2400mPas,2450mPas or2500mPas，以及相应的中间值(例如200mPas,201mPas,202mPas,203mPas,204mPas,205mPas,206mPas,207mPas,208mPas,209mPas,210mPas等)可以理解为粘度为150mPas至2500mPas。由此，水性组合物可以最佳地适用于各种使用的施加方法，这样在任何情况下，可以取得连续且均匀的层厚度。其中低粘度(特别是大约150mPas至大约1000mPas)特别适用于非接触性施加方法，例如幕涂方法、浇铸涂敷或喷涂。相反，较高的粘度(特别是高达大约1700mPas)可以使刮刀(可任选地波纹状)、刀片、薄膜压制等手段的施加得到改善，例如制备在调理涂层的同时起作用的阻挡层。在使用某些涂敷方法的过程中，如果未使用多层涂敷屏幕，则是优选的。由此，可以简化收集过多的水性组合物并将其用于新的涂敷通路而不会使组成不同的水性组合物发生不理想的混合。类似地，可以借助于多层狭缝喷嘴将水性组合物施加到基底上。例如可以在SATP条件下测定水性组合物的粘度，所述的条件为：T＝298.15K，相当于25℃，p＝101,300Pa(1.013巴)。
如果水性组合物施加在基底上使得面积相关的干质量为1g/m2至20g/m2，特别为3g/m2至15g/m2，则可以产生其他的益处。在本发明的范围内，具体而言，面积相关的干质量为1g/m2,2g/m2,3g/m2,4g/m2,5g/m2,6g/m2,7g/m2,8g/m2,9g/m2,10g/m2,11g/m2,12g/m2,13g/m2,14g/m2,15g/m2,16g/m2,17g/m2,18g/m2,19g/m2或20g/m2，以及相应的中间值可以理解为1g/m2至20g/m2。由此，阻挡层的屏障作用可以适用于不同加载有疏水性化合物的基础材料或包装情况。对于轻微加载的基础材料或对于包装材料(推测其暴露于少量的疏水性化合物)而言，相对较低的应用量便是足够的。相反，较高的应用量可以用于相应地增加阻挡层的屏障作用。另外，应用量可以根据所采用的施加方法以产生具有足够高的屏障作用的均匀阻挡层而改变。其中与现有技术相反的是，由于聚乙烯醇的横向交联，通常相当低的应用量便足以取得足够的屏障作用。由此，特别是大量制造的制品(例如包装材料)，可以节省大量的成本。此外，与现有技术相反，通常不需要在基底的表面上形成复杂的多层的层系统，从而确保足够的屏障作用。
备选地或此外，可以提供的是将水性组合物施加在基底上，使得该层的湿膜厚度为1μm至1000μm，特别为10μm至200μm。由此，可以特别根据各种基底的吸水能力而均匀地施加并相对均匀地干燥水性组合物。此外，可以避免在涂覆过程中水性组合物的不必要的损失，这样按照这种方式可以在一贯的高品质下特别经济地制造阻挡层。例如湿膜厚度为10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,300,310,320,330,340,350,360,370,380,390,400,410,420,430,440,450,460,470,480,490,500,510,520,530,540,550,560,570,580,590,600,610,620,630,640,650,660,670,680,690,700,710,720,730,740,750,760,770,780,790,800,810,820,830,840,850,860,870,880,890,900,910,920,930,940,950,960,970,980,990或1000μm，以及相应的中间值(例如10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20μm)可以理解为湿膜厚度为1μm至1000μm。此外，通过湿膜厚度，可以特定地调节干燥阻挡层的厚度。例如借助于20μm的闭锁层或阻挡层，可以在20℃下在730天(2年)的观察期间，在0.23至0.094mg/kg(即，低于下限0.15mg/kg)下可以改善屏障作用。接触面积为16.5dm2，并且填充材料为375g。卡纸基底的矿物油的初始浓度为150mg/kg。
在本发明的其他有利的构造中，提供了通过平衡涂敷方法(特别是刮刀、刀片和/或薄膜压制)和/或轮廓涂敷方法(特别是浇铸、喷涂、幕涂和/或喷枪)将水性组合物施加在基底上。使用平衡涂敷方法可以使材料光滑并且是特别方便的，因为可任选的随后的非接触施加方法大部分保持了基底表面的轮廓。这意味着基础材料或基底的粗糙表面轮廓借助于平衡涂敷方法而平衡，并由此变光滑。通常，产品的品质越高，材料网便越光滑。在这一方面，结果是对于大部分的施加而言，首先使基底光滑、然后施加阻挡层比随后使阻挡层的粗糙轮廓光滑更有利。通过使用平衡或平整涂敷方法，总体而言可以在粗糙的基底上制造光滑的表面。接着，该光滑的表面特别适用于随后应用的轮廓涂敷方法。
使用轮廓涂敷方法提供了基本的益处：在基础材料与水性组合物之间的接触位置未施加压力，这样可以避免水性组合物深深地渗透至基础材料中。由此，可以制造特别均匀的阻挡层。同时，需要应用量特别低的水性组合物来取得所需的阻挡层作用，由此所述的方法可以特别经济地实施。
在本发明的其他有利的构造中，提供了在30℃至85℃的温度(特别是35℃至80℃)下将水性组合物施加到基地上。例如水性组合物可以具有30℃,31℃,32℃,33℃,34℃,35℃,36℃,37℃,38℃,39℃,40℃,41℃,42℃,43℃,44℃,45℃,46℃,47℃,48℃,49℃,50℃,51℃,52℃,53℃,54℃,55℃,56℃,57℃,58℃,59℃,60℃,61℃,62℃,63℃,64℃,65℃,66℃,67℃,68℃,69℃,70℃,71℃,72℃,73℃,74℃,75℃,76℃,77℃,78℃,79℃,80℃,81℃,82℃,83℃,84℃或85℃的温度。所选的组合物的温度越高，则施加的层干燥的越快。这允许使用具有短的干燥路径的常用的施加仪器，由此可以节省相应的时间、能力和成本。此外，影响可以通过温度特定地作用于水性组合物的粘度以及交联速度上。
通过在步骤c)中通过红外线辐射和/或通过对流和/或在UV辐射下和/或使涂敷的基底(12)干燥至残余湿度为3wt％至12wt％(特别是6wt％至10wt％)而产生其他的益处。由此，可以根据所用的交联剂而最佳地控制所施加的层的干燥以及聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的交联。此外，还可以精确地调节所需的参数湿度含量。其中除了红外线辐射和/或对流以外，可以备选地或另外使用UV光辐射，并且使用氯化铁(FeCl3)作为交联剂来引发交联反应是特别有利的。如果在步骤c)中在基础材料中将涂敷的基底干燥至残余湿度为3％至12％(特别是6％至10％)，则可以产生其他的益处。通过使残余湿度为3％,4％,5％,6％,7％,8％,9％,10％,11％或12％，可以确保包装材料具有最佳的机械特征，并且可以以不具有损伤的方式进一步加工成包装材料。在使用至少部分由再利用的纤维构成的基础材料中，上文提及的残余湿度是特别有利的，从而在包装材料的折叠、切割或其他进一步的加工中避免浆料纤维不理想的断裂或缩短。
在本发明的其他构造中，在步骤a)中，可以提供基底，其包含基础材料，其外侧和/或内侧提供有调理层和/或覆盖层。换言之，提供了在步骤b)中使用水性组合物涂敷的基础材料已经设置有这样的层：其上生成了交联的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的阻挡层。调理层和/或覆盖层可以为例如包含聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的层，其优选地填充有球形或盘形颜料。其中，有利的是调理涂层已经具有针对输水性物质的屏障特征，并且额外保护在具有交联的聚乙烯醇的调理涂层上生成的阻挡层免于损伤。此外，可以提供的是使设置的基底被胶合。这在严重吸附的基底中是特别有利的，从而降低抽吸作用，以及由此改善涂敷品质并减少水性组合物的材料输入。此外，可以提供的是在设置的基底上设置有另一种聚合物的覆盖层和/或调理层，例如聚(甲基)丙烯酸酯。覆盖层通常可以提供有颜料和/或填料和/或交联剂。在包装材料的加工中弹性由此未受损坏。
如果调理层和/或覆盖层包含非交联的聚乙烯醇和/或由非交联的聚乙烯醇构成，可以产生其他的益处。具体而言，可以提供的是调理层和/或覆盖层的形成不含交联的聚乙烯醇，其中未特异排除的是调理层和/或覆盖层除了非交联的聚乙烯醇以外，可任选地包含其他成分，例如填料和/或颜料。由此，可以有利地增加包装材料的弹性和挠性。此外，按照这种方式，可以确保在其他的过程中在调理层和/或覆盖层上生成的阻挡层在包装材料的其他加工过程(例如冲压、切割或胶合)中不被损坏，并且其屏障作用得到保持。通过非交联的聚乙烯醇或者完全由非交联的聚乙烯醇或不含交联的聚乙烯醇组成的调理层和/或覆盖层，阻挡层对疏水性化合物的屏障作用被进一步额外地改善，而不会对必须接受的包装材料的生物降解性产生限制。
在本发明的其他构造中，提供了使步骤b)和c)重复至少1次和/或至多3次。由此，可以在基础材料的内侧形成2个、3个或4个阻挡层的层系统，由此取得特别高的屏障作用。例如这在包装中是有利的，其可以在海洋途径上运输或者其可以长时间暴露于不同的气候条件。水性组合物的多次施加或者在内侧上形成2个或多个阻挡层的其他益处在于单独的阻挡层中可能重叠的气泡被特别可靠地排除。其中，通常一致地或不同地形成阻挡层。如果相继地多次实施步骤b)和c)，可以简单地收集过量的水性组合物并再利用于新的过程通路，由此所述的过程的成本被大幅降低。
如果在步骤a)之前和/或在步骤c)之后使用其他的水性组合物涂敷基底，可以产生其他的益处。其中其他的水性组合物包含至少聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，并且不含交联剂。按照这种方式，可以制造非交联的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的基础层和/或覆盖层，由此在基底的基础材料商形成层系统可以改善挠性和扩展性。
其中，在其他的构造中，如果其他的组合物所具有的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的含量为至多40wt％(如果其在不含添加剂的情况下形成，例如填料和/或颜料)，或者如果其他的组合物的总的固含量为至多55wt％(如果其提供有填料和/或颜料)，则其具有验证的益处。由此，其他的水性组合物的粘度可以最佳地与各种使用的施加方法相匹配。此外，水性组合物的储存稳定性由此得到改善。由之前的描述产生了其他的益处。
本发明的其他方面涉及包含基底的包装材料，其具有：浆料(纤维素)的基础材料，背向包装物品的外侧，以及朝向包装物品的内侧；以及设置在基底内侧上的层系统，其具有至少一个用于疏水性化合物的阻挡层，其中所述的阻挡层包含交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物。根据本发明的包装材料具有针对疏水性化合物的优异的屏障作用，同时具有高的抗湿性，并且与现有技术相反，可以特别简单且廉价地制造，这是因为仅需要廉价的起始材料并且可以借助于常规的制造车间快速简单地加工。根据本发明的包装材料由于针对疏水性化合物(例如再利用材料或印刷的矿物油成分)的屏障作用而额外保证了包装物品的食品安全。同时，其获得了基于废纸的包装经济的经济益处。所产生的其他益处可以得自之前的描述，其中所述的方法的有益的实施方案被认为是包装材料的有益的实施方案，反之亦然。
其中，如果包装材料可通过根据本发明第一方面的方法获得和/或是通过根据本发明第一方面的方法获得的，则证明其在本发明的构造中是有益的。由其产生的特征及其益处得自本发明第一方面的相应的描述。
如果阻挡层至少组要由交联的聚乙烯醇构成，则坚持其他的益处。换言之，提供了阻挡层由51％,52％,53％,54％,55％,56％,57％,58％,59％,60％,61％,62％,63％,64％,65％,66％,67％,68％,69％,70％,71％,72％,73％,74％,75％,76％,77％,78％,79％,80％,81％,82％,83％,84％,85％,86％,87％,88％,89％,90％,91％,92％,93％,94％,95％,96％,97％,98％,99％或100％交联的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物形成的。由此，具体而言，阻挡层的挠性、扩展性、屏障作用和印刷适性可以特别简单地适用于各个应用目的。
在本发明的其他构造中取得了额外改善的屏障作用，因为层系统包含交联的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物的至少2个阻挡层。
在本发明的其他有利的构造中，通过至少2个阻挡层而取得针对不同疏水性化合物的特别特定的屏障作用，其中所述的阻挡层包含具有不同交联水性的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物，和/或具有不同水解程度的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物，和/或通过不同的交联剂交联的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物。
在本发明的其他有利的构造中，提供了包含聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物的阻挡层包含有机、无机和/或有机-无机改性的颗粒，其具有球形或盘形颗粒的几何形状。使用这种颗粒可以适用于包装材料的影响以及更好的印刷适性等。此外，合适的颗粒形成了针对疏水性化合物的通路的其他“机械”屏障。由此可以通过加入这些颗粒而有利地增加阻挡层的屏障作用，所述的颗粒可以起到填料和/或颜料的作用。具体而言，高岭土、页硅酸盐(例如蒙脱石、斑脱土、蛭石、锂蒙脱石、皂石锂藻土、以及硅石)和铝硅酸盐，或它们的混合物已经证明在本发明中是有利的。
此外，如果层系统包含至少一个含有非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的层，则证明是有利的。优选地，该层的形成不含交联的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物，并且均未分别加入交联剂。由此，层系统的挠性和扩展性有利地增加，这样可以特别可靠地防止根据本发明的包装材料的进一步加工中可能损坏阻挡层。
在本发明的其他有利的构造中，提供了将包含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的层直接设置在基底的内侧和/或2个阻挡层之间和/或背向基础材料的阻挡层的一侧上。换言之，提供了包含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的层形成了针对基础材料的基础层和/或最终的覆盖层，和/或在包含交联的聚乙烯醇/聚乙烯醇共聚物的2个阻挡层之间形成所述的层。这可以特别良好地适用于不同使用目的的包装材料中，并且除了层系统的挠性和扩展性以外，还增加了针对疏水性化合物的屏障作用。
本发明的其他特征由权利要求书、实施方案以及基于附图而变得显而易见。在上述说明书中提及的特征和特征的组合、以及在以下实施方案中提及的特征和特征的组合在不脱离本发明的范围的条件下不仅可用于各个特定的组合中，而且还可以用于其他的组合中。其中示出：
图1为根据本发明的第一个实施方案的包装材料的示意性侧视图；以及
图2为根据本发明的第二个实施方案的包装材料的示意性侧视图。
图1显示根据本发明的第一个实施方案的包装材料10的示意性侧视图。包装材料10包含基底12，其由基础材料14组成，并具有背向包装物品的外侧16以及朝向包装物品的内侧18。在该实施方案中，基础材料14为面积相关质量为400g/m2的卡纸。在基底12的内侧18上，形成层系统20，其是通过生成第一阻挡层22a、第二阻挡层22b以及起到覆盖层作用的层24而制造的。阻挡层22a、22b包含交联的聚乙烯醇。此外，阻挡层22a包含盘形或球形颗粒或它们的混合物作为填料和/或颜料。由此，阻挡层22a、22b至少大规模地阻碍或防止了疏水性化合物通过层系统20的迁移。其中，下文中更详细描述的聚乙烯醇的横向交联提供了增加的机械稳定性，并且如果它们与湿度相接触，则防止阻挡层22a、22b膨胀。
通常，在水中提供或未提供膨胀能力的有机、无机以及有机-无机改性颗粒适合作为填料和/或颜料。在该实施方案中，阻挡层22a包含高岭土。其中高岭土提供了酸稳定的且在水中不膨胀的益处。此外，所有的高岭土由盘形颗粒组成，其形成了机械屏障，并由此额外加重或防止了化合物通过阻挡层22a的迁移。相反，第二阻挡层22b特定地由交联的聚乙烯醇组成，其中具有不同水解程度和聚合程度的聚乙烯醇可用于制造2个阻挡层22a、22b，并且通过不同的交联剂交联。然而，通常，2个阻挡层22a、22b当然还可以包含相同的交联的聚乙烯醇。相反，最终的层24(其在随后的包装中与包装物品相接触，其中所述的包装由包装材料10形成)由非交联的聚乙烯醇组成，并且特别增加了层系统20的挠性和扩展性。备选地或此外，可以提供的是在基底12上和/或在阻挡层22a、22b之间直接形成层24。
在所示的实施方案中，基底12的外层16是未涂敷的。但是，通常，还可以在外侧16上提供一个或多个层，从而取得包装材料10的某些特征，例如更好的印刷适性或者气体和/或湿度的屏障作用。相似地，外侧16可以印刷、压印、抛光或以其他方式处理。
通常，可以在施加层系统20之前、施加过程中和/后之后对基底12进行预处理或后处理。例如基底12或包装材料10可以轧光，例如压印、光滑、硬化和/或抛光。至此，例如可以使用传统的轧光机、靴形压光机、带形压光机(金属带、塑料带等)、精压机或磨光缸。而且，通常还提供其他的处理方法。
图2显示根据本发明的第二个实施方案的包装材料10的示意性侧视图。基础材料14再次为面积相关质量为400g/m2的卡纸。与之前的实施方案相反，层系统20不包含不具有交联的聚乙烯醇或不具有交联的聚乙烯醇共聚物的层24。反而，层系统20具有第一阻挡层22a，其是通过使用水性组合物来涂敷基底12而获得的，所述的组合物包含聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物、颜料、填料、添加剂以及交联剂。此外，层系统20包含第二阻挡层22b，其起到覆盖层的作用，并且是通过使用水性组合物来涂敷第一阻挡层24a而获得的，所述的组合物还包含聚乙烯醇或聚乙烯醇共聚物、颜料、填料、添加剂以及交联剂。
通常，图1和图2中的阻挡层22a、22b可以包含相同的成分。通过不同地加入颜料、填料和/或添加剂(例如胶体聚合物分散体形式)而产生阻挡层22a、22b之间的差异。第二阻挡层22b尽管加入了颜料和交联剂，但是展现出优异的挠性，其对包装材料10的进一步加工工艺产生积极的影响。作为另一种添加剂，例如可以使用微晶纤维素，其对保水性行为产生积极的影响。由于晶体结构，在加入少量(例如≤1wt％)的情况下，便得到额外的屏障效能。如果需要，在第二实施方案中还可以使用非交联的PVOH或非交联的聚乙烯醇共聚物的另一层24，从而根据需要进一步改善包装材料10的挠性和扩展性。
在下文中，列出了用于制造根据本发明的包装材料10的多种其他实施方案，其中所述的包装材料10具有针对非极性化学化合物的屏障特征。
1.水性聚乙烯醇溶液的制造
如果聚乙烯醇或水溶性聚乙烯醇共聚物之前未溶解于水中，则按照以下过程制造聚乙烯醇(共聚物)溶液：
首先，提供定义量的冷水。随后，使用强力或溶解器搅拌器在75℃至80℃的温度下将定义量的可任选的细磨聚乙烯醇粉末(类似地：聚乙烯醇共聚物粉末)(具有水解程度，其优选为80％至99.9％)强力搅拌(2000rpm)30至45分钟。溶液一澄清，便结束溶解工艺。将仍温热的溶液冷却至25℃。在进一步使用前，例如通过热天平来测定溶液的确切的固含量，并可任选地调节至5wt％至15wt％的值。测定的或调节的固含量作为其他工艺过程的基础，并且特别用于测定施加于基底上的层厚度以及待加入的交联试剂的量的测定。所得的聚乙烯醇溶液的pH值为中性。
在冷却操作结束后，根据需要调节新制备的聚乙烯醇溶液的pH值。通过加入合适的酸或碱以已知的方式来调节pH值。例如矿物酸(例如浓盐酸)或碱(如氢氧化钠)是合适的。
备选地，可以提供的是在75℃至95℃的温度下溶解聚乙烯醇(PVOH)或聚乙烯醇共聚物，其中就聚乙烯醇(共聚物)而言，将水性溶液的含量调节至最大40wt％，例如30wt％。
2.水性组合物的制造
2.1乙二醛作为交联剂
在室温(25℃)下，向根据项目1制造的聚乙烯醇溶液中加入40％乙二醛溶液，并强力搅拌大约15分钟，同时将溶液的pH值调节至pH＝3，从而得到用于涂敷基底12的水性组合物。待加入的乙二醛的量相对于100wt％的聚乙烯醇而言为5至40wt％。
在15分钟后，在-200mbar的初始负压下将水性组合物脱气，所述的负压随后缓慢地升高至-500mbar至-600mbar。如果进一步升高真空(例如至高于-800mbar，即大约200mbar的压力)，水开始沸腾并且冷凝物沉积在真空容器的壁上。最终，在未进一步搅拌下，在大约100mbar的压力下将水性组合物脱气。
在脱气结束后，可以将水性组合物施加在基底12上，其中聚乙烯醇通过乙二醛交联。
2.2己二酸(AS)、戊二酸(GS)和/或马来酸(MS)作为交联剂
所提及的加入的二羧酸可以分成2个亚类：
AS和GS属于饱和二羧酸组，其中AS较差(24g/l)地溶于冷水(20℃)中，GS容易地(640g/l)溶于冷水中。优选的是，2种酸与聚乙烯醇的缩合反应是通过加入矿物酸(例如盐酸)，通过将水性组合物的pH调节至pH＝3来催化协助的。
MS为不饱和二羧酸，其具有极好的水溶性(788g/l,20℃)，并且在水性溶液中酸性严重反应。MS以顺式形式存在。通过UV辐射以及在150℃下长时间加热，MS转化成反式形式(富马酸)，其可以可任选地考虑用于横向交联反应中。因此，在使用MS的过程中，通常不需要对水性组合物进行额外的pH调节。根据用量，根据水性聚乙烯醇溶液中溶解的MS的量，pH值为1.6至3.2。所加入的二羧酸的总量相对于100wt％聚乙烯醇而言通常为5至25wt％。
包含聚乙烯醇以及一种或多种提及的二羧酸的水性组合物随后被加热至70℃，在70℃下强力搅拌15分钟，然后冷却至25℃。现在，可以根据各种使用的二羧酸，根据需要来调节pH值。在水性组合物的pH经过调节后，优选的是实施上文所述的脱气步骤。
2.3氯化铁(FeCl3)作为交联剂
优选的是，在强力搅拌下，在25℃下将FeCl3加入至聚乙烯醇溶液中。FeCl3可以以固体形式存在，或者已经溶解于水中。FeCl3的加入量相对于100wt％聚乙烯醇而言为1至15wt％。在25℃下混合时间为15分钟。如果未提供其他的交联剂，则不需要调节pH值。在施加于待涂敷的基底12上之前，此处还建议脱气步骤。
2.4聚丙烯酸酯作为交联剂
在本发明的范围内，具有以下通式的聚丙烯酸的衍生物可以理解为聚丙烯酸酯：
其中R表示氢或者未取代的或取代的烷基，特别是甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基和/或叔丁基。优选的是，使用分子量为2000至1500000 g/mol(特别为50000至500000 g/mol)的聚丙烯酸，这是因为这一类分子相对良好地溶解于冷水(20℃)中。聚丙烯酸的加入量为0.01至10wt％。在25℃至60℃下混合时间为大约15 min。可以根据需要通过加入碱添加剂(例如KOH、NaOH等)来增加混合物的pH值。在施加之间建议实施脱气步骤。
对于溶解器搅拌器备选的是，可以使用具有圆锥形喷嘴的特定的烧杯搅拌器(制造商为Viscojet)来用于溶解PVOH或者用于制造具有颜料/填料/添加剂和交联剂的水性溶液，其中所述的喷嘴防止气泡输入至聚合物溶液或填充的聚合物分散体。使用这种搅拌元件可以以温和且快速的方式溶解PVOH或其共聚物，并且温和且均匀地引入其他成分，例如颜料、添加剂、交联剂等。与溶解器搅拌器相似来进行多种组分的分散和溶解。将多种单个的组分加入水性供应物中，良好地浸湿，并借助于烧杯搅拌器进行分布。
作为其他的添加剂，具有高的固含量(45-55％)的胶状分散体是合适的。作为胶状颗粒，例如可以使用有机聚合物，其对疏水性化合物具有屏障作用，或者不会损害疏水性屏障作用。
2.5聚乙烯醇与2.1至2.4所述的交联剂的混合物
通常，可以将上文提及的交联剂(例如FeCl3)与二和/或多羧酸和/或二醛任何地混合。
作为其他的添加剂，具有高的固含量(45-55％)的胶状分散体是合适的。胶状颗粒可以为有机聚合物，其还具有针对疏水性化合物的屏障作用，或者不会损害疏水性屏障作用。
2.6填料和/或颜料的引入
将具有优选的球形和/或盘形颗粒的填料和/或颜料以相对于100wt％聚乙烯醇(PVOH)为5-60％重量百分率的量加入至水性组合物中。作为填料和/或颜料，通常有机、无机和/或有机-无机改性的颗粒是合适的，其在水中提供了或未提供膨胀能力。
可以使用球形颗粒，例如比表面积为200-500g/m2的硅石颗粒。硅石颗粒为固体形式或水性分散体。颗粒的尺寸为5-60nm。可以使用未改性的以及(亲水性)改性的颗粒。可以以相对于100wt％PVOH为10-60％的量加入颗粒。
备选地，可以加入球形和盘形颗粒的混合物。可以使用未改性或改性形式的盘形颗粒，例如高岭土和页硅酸盐(部分或完全片状脱落的)。可以使用烷氧基硅烷将页硅酸盐官能化，所述的烷氧基硅烷带有氨基、环氧基或巯基。此外，可以使用高岭土、蒙脱石、斑脱土、蛭石、锂蒙脱石、皂石、锂藻土等，或者它们的混合物。在高岭土的使用中，使用规格为至少40的所谓的“过扁”纳米级类型。规格为60至100并且尺寸为最大1μm是优选的。
可以单独加入或与球形或盘形填料组合、或者作为它们的混合物加入定义孔体积为和或者更高埃的其他填料，例如天然和/或合成的铝硅酸盐。
此外，天然的有机填料(例如纤维素纤维和/或纤维素再生纤维，特别是微米和纳米原纤维的纤维素)可以用作填料。这些填料可以单独使用，或者与一种或多种其他填料组合使用。
在其他的构造中，提供了通常形成了不含硼化合物(例如硼砂)、不含在水中可膨胀的硅酸盐(特别是可膨胀的页硅酸盐)和/或不含亚硫酸盐加成物的水性组合物，从而确保所得的阻挡层22具有高的食品相容性的同时具有高的化学和机械抗性。
除了填料和/或颜料以外，可以加入胶状分散体形式的添加剂，其除了针对疏水性物质的屏障作用以外，还增加水性组合物的总的固含量，并且不会或不显著改变粘度。
3.水性组合物的应用
将根据上文所述的配方制造的水性组合物施加到涂敷的或者优选为未涂敷的基底12上。基底12的基础材料14由卡纸构成，并且克重为200g/m2至800g/m2。
3.1施加和层排布的可能性
3.1.1单层湿膜的施加
可以涂敷基底12，用于制造具有水性组合物的单个阻挡层22，所述的水性组合物由以下物质组成：
-聚乙烯醇+乙二醛；
-聚乙烯醇+二羧酸；
-聚乙烯醇+聚丙烯酸；
-聚乙烯醇+二羧酸+填料和/或颜料；
-聚乙烯醇+聚丙烯酸+二羧酸+填料和/或颜料；
-聚乙烯醇+FeCl3；或
-聚乙烯醇+不同交联剂的混合物；
-聚乙烯醇+不同交联剂的混合物+填料和/或颜料；
其中湿膜的施加可以为3至15g/m2。其中，应该强调的是通常，基底12备选地可以事先由涂敷有非交联的聚乙烯醇的基础材料14构成，其中可以根据需要将填料和/或颜料混合至肺交联的聚乙烯醇中。
在本发明的范围内使用的水性组合物的其他实施方案示于表1中。其中再次强调的是各种水性组合物的固含量为至多25wt％，其包含可能存在的填料和/或颜料。优选的是，如果形成不含填料和/或颜料的水性组合物，则各种水性组合物的固含量为最多15％。表1中所示的聚乙烯醇的量总是看作100份。交联剂的量总是相对于100份的聚乙烯醇。
表1：水性组合物的组分
3.1.2多层的施加
可以根据需要来制造具有依次施加的2、3、4或5个阻挡层22的多层的层系统20。在这种情况下，不具有交联剂的水性聚乙烯醇溶液也可以用作第一调理涂层或底漆。备选地或此外，如图1所示，可以在2个阻挡层22之间和/或作为最终的层24来施加非交联的聚乙烯醇。非交联的或交联的聚乙烯醇层可以填充填料和/或颜料。各层24和/或阻挡层22的干重也可以为3至15g/m2。
3.2施加系统
可以通过在涂敷和造纸工业中常用的施加工具，通过喷涂、使用刮刀涂敷、浇铸或等效轮廓涂敷方法来施加3.1.1和3.1.2中所述的层系统20。
合适的参数值例如：
辊筒刮刀：10,20,40,60,80μm湿膜厚度
拉膜框架：可变的间隙设置，0-1000μm湿膜厚度
拉膜框架：固定的间隙：20,40 60,70,100,120μm湿膜厚度。
通过发动机受控的施加系统，在基底12的最大速度为至多1000m/min(例如80mm/s或4.8-5m/min)下使用这些施加工具，以用于均匀地施加。
备选地或此外，使用喷嘴施加系统，其同时将至少一个阻挡层22或层24、以及最多4个层施加到可以沿着水平方向移动的卡纸基底12上。可以在喷嘴室中、在喷嘴间隙(间隙宽度例如为0.1-1.0mm)中或者在基底12上的喷嘴的外部实施水性组合物的混合。使用这种施加方法，湿膜层厚度大于200μm是可行的。所需的水性组合物的传递量得自线性驱动的“层厚度”和“最大速度”的参数。
4.通过IR辐射(IR)、对流干燥(KV)和/或UV辐射(UV)使湿膜干燥并交联
通过红外线和/或对流干燥器除去施加在基底12上的水性组合物的溶剂(水)。可以使用彼此单独的、集成的、连续的或独立的这2种类型的干燥器。2种类型的干燥器的干燥器温度可以在例如60℃至200℃之间选择。优选地选择干燥器或干燥器组合的各个供入和排气、以及温度设定，从而产生不含气泡的层系统20。基底12中的残余湿度7-9wt％可以用作标准，用于准确的温度设定。
优选的是，所有的阻挡层22或层24首先是通过IR和/或KV干燥的。在水性组合物(其包含二醛和/或二羧酸、多酸和/或它们的混合物作为交联剂，参见2.1至2.5)中，由此供入的热足以在实际数量上实施聚乙烯醇的横向交联。
与FeCl3的交联反应为两阶段工艺。在至少大部分除去了溶剂以后，使用UV光辐射至少大部分干燥的涂层。至此，例如可以使用Hg放电高压灯。在功率为大约0.4W/cm2下，在强度规格为75％下，UV活性聚乙烯醇层的暴露采用大约10s。
通常，可取的是在热干燥之前、热干燥过程中和/或热干燥之后，使用UV光辐射包含UV活性交联剂的水性组合物。
5.方法
5.1针对疏水性烃的屏障作用的测量
根据测试标准DIN EN 1186-13和DIN EN 14338，使用食品模拟物对图1所示的包装材料10进行迁移检验，其中将应用于包装材料10的层系统20。将迁移配制物在定义温度和时间下温育后，通过正己烷由洗脱迁移的物质，并通过液相色谱将矿物油烃分成2个不同的级份，即饱和(矿物油保护的烃，MOSH)级份和芳香烃(矿物油芳香烃，MOAH)级份。通过气相色谱分析由此获得的2个级份，并捕获作为总和参数，其中氘化的正十九烷和二乙基萘分别用于评价信号区域总和。对于由包装材料粗品得到的矿物油烃的可提取的初始量(其定义了能够迁移的所有成分的综合)而言，在洗脱液中，检测到低于1％的能够迁移的物质。因此，防止了超过99％的疏水性烃的迁移，由此对于矿物油而言，总是低于0.6mg/kg包装食品的值。
对于MOSH的最大过渡而言，设定暂时值为0.6mg/kg。基于上文所述，对于得自BfR2011的碳数量为10至16的烃化合物而言，设定暂时值为12mg/kg。对于MOAH成分而言，根据用于修改the Foodstuffs and Consumer Goods Law(矿物油规定)的第22条规定的草案，0.15mg/kg的值是不可检测的。因此，疏水性化合物的迁移低于所要求的值0.12mg/kg。
5.2层结构
为了表征层系统20的层结构，制造半薄切片，该切片上通过光学和IR或Raman显微镜以分光镜方式识别单独的层22a、22b和24。通过FTIR显微镜评估所施加的层的密闭情况和均匀性。
6.其他实施方案
在下文中，描述了根据本发明的包装材料10的其他实施方案。除非作出相反的说明，否则按照上文所述的方法进行制造。
6.1实施例1
在下文中，首先说明涂敷基底12的制造：
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
用于涂敷的组合物(非交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Elvanol 90-50或Elvanol 85-82(Dupont)或它们的混合物)
固含量：10.00wt％
使用组合物涂敷卡纸基础材料14(40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：刮刀、喷枪、喷嘴
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到5-7％。
如此制造的基底12可以用作用于施加一个或多个阻挡层22的起始材料。
6.2实施例2
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
水性组合物(交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Elvanol 90-50或Elvanol 85-82(Dupont)或它们的混合物)，颜料(根据项目2.5)
作为交联剂，可以考虑项目3.1.1中列出的交联剂或它们的混合物固含量：高达25.00wt％
使用水性组合物涂敷卡纸基础材料14(40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：刮刀、喷枪、喷嘴
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到5-7％。
6.3实施例3
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
组合物(非交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Elvanol 90-50或Elvanol 85-82(Dupont)或它们的混合物)，填充有颜料(参见项目2.5)
固含量：高达25.00wt％
使用组合物涂敷卡纸基础材料14或基底12(40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：刮刀、喷枪、喷嘴
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到5-7％。
6.4实施例4
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
组合物(物理交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Elvanol 90-50或Elvanol 85-82(Dupont)或它们的混合物)，填充有铝硅酸盐和羧甲基纤维素
固含量：12wt％
使用组合物涂敷卡纸基础材料14(40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：喷嘴、单层施加
基底材料的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至卡纸中的残余湿度达到5-7％。
6.5实施例5
基底12：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
水性组合物(热交联的或固化的)：
水性PVOH溶液，固含量10wt％(Elvanol 85-82或Elvanol 90-50，以及它们的混合物，Dupont)，100份
马来酸，p.a.(Sigma)，相对于100份的PVOH为5份
使用水性组合物涂敷基底(施加1层，40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：喷嘴、单层施加
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到5-7％。
6.6实施例6
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
水性组合物(UV固化的)：
水性PVOH溶液，固含量10wt％(Elvanol 85-82或Elvanol 90-50，以及它们的混合物，Dupont)，100份
水性FeCl3溶液(Donau Chemie)，固含量为46.33wt％，相对于100份的PVOH为6.7份
使用水性组合物涂敷基底(施加1层，40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：喷嘴、单层施加
基础材料的速度：高达1000m/min
使用Hg放电高压等进行UV固化，暴露10s，功率为0.4W/cm2。
6.7实施例7
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
水性组合物(热固化的)：
水性PVOH溶液，固含量10wt％(Elvanol 85-82或Elvanol 90-50，以及它们的混合物，Dupont)，100份
乙二醛(40％水性溶液，BASF)，相对于100份的PVOH为12.6份
使用水性组合物涂敷基底(施加1层，40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：喷嘴、单层施加
基础材料的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至卡纸的基础材料14中的残余湿度达到5-7％。
6.8实施例8
基础材料14：面积相关质量为50-150g/m2的纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
水性组合物(热固化的)：
水性PVOH溶液，固含量10wt％(Elvanol 85-82或Elvanol 90-50，或它们的混合物，Dupont)，100份
聚丙烯酸，相对于100份的PVOH为0.01-5.0份
使用水性组合物涂敷基底(施加1层，40-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：喷嘴、单层施加
基础材料的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到5-7％。
6.9实施例9
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
组合物：实施例1和实施例1、实施例1和实施例3、实施例1和实施例4、实施例1和实施例5、实施例1和实施例6、实施例1和实施例7、或者实施例1和实施例8的组合。
将实施例1的涂料施加到基础材料上作为最低层，将根据实施例2,3,4,5,6,7或8，和/或这些实施例的2个或3个组合的配方的涂料施加于最底层上。
多层施加，湿膜层厚度均为80-200μm。
基础材料的速度：高达1000m/min
施加方法：刮刀、喷嘴
6.10实施例10
基础材料：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
组合物：
实施例1的2个涂层(水性组合物)和实施例2至实施例8的1个涂层的组合。在该应用中，实施例1的涂层用作调理层和覆盖涂层，从而使基底12的内侧18水平并保护对基底12的外侧上的拉伸和压制(在波纹压制和冲击操作中形成的力)。覆盖涂层是容易印刷和粘附的。
多层施加，湿膜层厚度均为80-200μm。
施加方法：刮刀、喷嘴
基础材料的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至卡纸中的残余湿度达到5-7％。
6.11实施例11
基础材料：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
组合物：
水性PVOH溶液(Elvanol 9050或Elvanol 8582,Selvol 103或107,Mowiol 15-99或9-98,Exceval Aq 4104，或它们的混合物)。
湿膜厚度：20–200μm
PVOH溶液的固含量：最大30wt％
包含交联剂的PVOH溶液的总的固含量：35–45wt％
干燥直至基础材料14中的残余湿度达到7至9wt％。
6.12实施例12
水性组合物：PVOH含量最大为30wt％，填充有颜料，加入胶状聚丙烯酸酯分散体作为添加剂。
水性组合物的总的固含量为：最大45wt％
按照之前的实施方案进行进一步的加工。
6.13实施例13
水性组合物：PVOH含量最大为30wt％，填充有颜料，加入微晶纤维素(最大1％)和丙烯酸酯分散体作为添加剂；总的固含量：最大为45wt％。
按照之前的实施方案进行进一步的加工。
6.14实施例14
之前所述的实施方案的2种不同的水性组合物(涂层)的组合用于制造2个不同的阻挡层22a、22b。
按照之前的实施方案进行进一步的加工。
6.15实施例15
基础材料14：面积相关质量为50-150g/m2的纸，优选是未涂敷的。
用于涂敷的组合物(非交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,
Kuraray或它们的混合物)
PVOH固含量(＝总的固含量)：30.00wt％
使用组合物涂敷卡纸基础材料14(10-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：在30至80℃下，刮刀、喷嘴
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到7-10％。
由此制造的基底12可以用作用于施加一个或多个阻挡层22的起始材料。
6.16实施例16
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
水性组合物(交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,Kuraray或它们的混合物)，颜料
上文列出的交联剂或它们的混合物考虑作为交联剂
总的固含量：高达45.00wt％
使用水性组合物涂敷卡纸基础材料14(10-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：在30至80℃下，刮刀、喷嘴
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到7-10％。
6.17实施例17
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
水性组合物，交联的，不具有填料：
水性聚乙烯醇溶液(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,Kuraray或它们的混合物)
上文列出的交联剂或它们的混合物考虑作为交联剂
总的固含量：高达30.00wt％
使用水性组合物涂敷卡纸基础材料14(10-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：在30至80℃下，刮刀、喷嘴
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到7-10％。
6.18实施例18
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
水性组合物(物理交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,Kuraray或它们的混合物)，胶状聚(甲基)丙烯酸酯分散体和羧甲基纤维素
总的固含量：25-45wt％
使用组合物涂敷卡纸基础材料14(10-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：在30至80℃下，喷嘴，单层施加
基础材料的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至卡纸中的残余湿度达到7-10％。
6.19实施例19
基底12或基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
水性组合物(热交联的或固化的)：
水性PVOH溶液，固含量10-20wt％(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,Kuraray或它们的混合物)，100份
颜料，相对于100份的PVOH而言为60份
马来酸(DSM)作为交联剂，相对于100份的PVOH而言为5份总的固含量：17-35wt％
使用水性组合物涂敷基底12(施加1层，10-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：在30至80℃下，喷嘴，单层施加
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到7-10％。
6.20实施例20
基底12或基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，涂敷的或者优选是未涂敷的。
水性组合物(热交联的)：
水性PVOH溶液，固含量10-22wt％(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,Kuraray或它们的混合物)，100份
颜料，相对于100份的PVOH而言为20-50份
马来酸作为交联剂，相对于100份的PVOH而言为5-10份
总的固含量：18-35wt％
使用水性组合物涂敷基底(施加1层，10-200μm湿膜层厚度)。
施加方法：在30至80℃下，喷嘴，单层施加
基底12的速度：高达1000m/min
干燥：IR及对流，直至基础材料14中的残余湿度达到7-10％。
6.21实施例21
基础材料14：面积相关质量为200-800g/m2的卡纸，优选是未涂敷的。
组合物(物理交联的)：
水性聚乙烯醇溶液(Selvol 103或Selvol 107,Sekisui,Exceval,Kuraray或它们的混合物)，100份
胶状聚合物分散体，相对于100份的PVOH而言为20-40份
颜料，相对于100份的PVOH而言为20-50份
交联剂或它们的混合物，相对于100份的PVOH而言为5-10份
总的固含量：25-45wt％
6.22实施例22
上述实施方案之一的应用(具有双狭缝)。
通过将水性组合物分至2个室中并且随后结合在容器中，以垂直方法收集过量的水性组合物。
6.23其他实施例
基于上文提及的配方，其他改变和组合是可行的：
备选的交联剂：
相对于100％的PVOH而言为6.7％FeCl3(或PVOH共聚物)
相对于100％的PVOH而言为12.6％乙二醛(或PVOH共聚物)
相对于100％的PVOH而言为0.01至5％聚(甲基)丙烯酸(分散体)通过刮刀或喷嘴施加单层或多层涂层，其中实施例12、13和17的何物可以用作调理层。
胶状分散体/悬液
胶体为分布于均质分散体介质中的宏观颗粒(尺寸为1–1000nm)。如果胶体的破碎度为500nm，则胶状分散体显示为无色。其中，胶体的稳定性取决于pH值、分散剂、添加剂(表面活性剂)、胶束形成的倾向性等因素。如果分子量为(Mr)>1000g/mol，则人们称为胶状颗粒，例如在水性系统中。如果颗粒具有Mr<1000g/mol，因此人们通常称为分子溶液。分散体由大分子的分子组成，其可以是部分或完全交联的，并且由于它们的分子量而不再溶解。用于聚合物极性分散体的实例为：
聚(甲基)丙烯酸酯
聚甲基甲基丙烯酸酯
聚乙二醇丙烯酸酯
聚酰胺
聚酯(例如丙烯酸酯,乙烯酯,生物聚合物(例如聚乳酸酯),PHA,聚羟基丁酸酯,PHB)
聚亚安酯
苯乙烯-丁二烯共聚物
碳水化合物胶体，例如纤维素,淀粉,糊精,壳聚糖
蛋白质
聚醋酸乙烯酯分散体或其共聚物分散体
此外，仍存在有机-无机混合聚合物分散体，其以胶状形式存在。它们的实例为原硅酸四乙酯(TEOS)，其使用有机官能团通过溶胶-凝胶反应而改性。无机颜料、填料、添加剂、催化剂(其粒径为几nm至几μm并且可以分散于液相、固相或气相中(施加于所有的胶体))属于无机胶体类别。
文件中用于定义工艺和测量条件(用于表征本发明主题的特定性质)而描述的参数值被认为涵盖在本发明的范围内，甚至涵盖在偏离内，例如由于测量误差、系统误差、称重误差、DIN公差等。

Claims (26)

1.用于制造涂敷的包装材料(10)的方法，其至少包括以下步骤：
a)提供基底(12)，其具有浆料的基础材料(14)，背向包装物品的外侧(16)，朝向所述的包装物品的内侧(18)，其中所述基础材料(14)是涂敷的或未涂敷的纸，涂敷的或未涂敷的卡纸，或者涂敷的或未涂敷的纸板；
b)使用至少一层水性组合物至少涂敷所述的基底的内侧(18)，其中所述的组合物包含至少聚乙烯醇和/或至少一种聚乙烯醇共聚物，以及交联剂，其中所述的水性组合物具有至多40wt％聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，并且总的固含量为至多55wt％；
c)借助于所述的交联剂使所述的层干燥并且使所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物交联，并形成用于疏水性化合物的阻挡层(22a，22b)。
2.根据权利要求1所述的方法，其表征为使用所述的水性组合物：
-聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物的含量为2wt％至35wt％；和/或
-总的固含量为2wt％至52wt％；和/或
-水的含量为至少45wt％。
3.根据权利要求1或2的任意一项所述的方法，其表征为使用所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，其具有：
-水解程度为75％至100％；和/或
-聚合度为100至3000；和/或
-平均分子量为11000g/mol至60000g/mol。
4.根据权利要求1所述的方法，其表征为使用所述的水性组合物，该组合物包含至少一种其他的聚合物和/或共聚物作为添加剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其表征为至少一种其他的聚合物和/或共聚物分散于所述的水性组合物中，和/或至少一种其他的聚合物和/或共聚物选自聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸甲酯,聚甲基甲基丙烯酸酯，聚酰胺,生物聚合物,聚亚安酯,聚醋酸乙烯酯,聚酯,聚羟基脂肪酸酯,聚羟基丁酸酯和/或聚羟基丁酸，和/或它们的共聚物。
6.根据权利要求1所述的方法，其表征为使用所述的交联剂：
-至少一种烯烃饱和的和/或不饱和的化合物，其具有选自醛、羧酸、酸酐和氨基中的官能团；和/或
-氯化铁；和/或
-烷基正硅酸盐；和/或
-脲甲醛树脂；和/或
-物理交联剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其表征为使用水性组合物，相对于100重量份的所述的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，所述的组合物包含0.01至55重量份的交联剂，和/或1至60重量份的填料和/或颜料。
8.根据权利要求7所述的方法，其表征为使用填料和/或颜料，其为酸稳定性的和/或具有至少基本为球形和/或盘形颗粒的几何形状。
9.根据权利要求1所述的方法，其表征为使用水性组合物，其粘度为150mPas至2500mPas。
10.根据权利要求1所述的方法，其表征为将所述的水性组合物施加于所述的基底(12)上，使得产生的面积相关干质量为1g/m2至20g/m2，和/或将所述的水性组合物施加于所述的基底(12)上，使得所述的层的湿膜厚度为1μm至1000μm。
11.根据权利要求1所述的方法，其表征为通过平衡涂敷方法和/或轮廓涂敷方法将所述的水性组合物施加在所述的基底(12)上。
12.根据权利要求1所述的方法，其表征为在30℃至85℃的温度下将所述的水性组合物施加于所述的基底(12)上。
13.根据权利要求1所述的方法，其表征为在步骤c)中通过红外线辐射和/或通过对流和/或在UV辐射下干燥所述的涂敷的基底(12)，和/或将所述的涂敷的基底(12)干燥高达残余湿度为3wt％至12wt％。
14.根据权利要求1所述的方法，其表征为在步骤a)中提供基底(12)，其包含基础材料(14)，所述的基底的外侧提供有条理层和/或覆盖层。
15.根据权利要求1所述的方法，其表征为在步骤c)之后，使用其他的水性组合物来涂敷所述的基底(12)，其中所述的其他的水性组合物至少包含聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，并且不含交联剂。
16.包装材料(10)，其包含：
-基底(12)，其具有浆料的基础材料(14)，背向所述的包装物品的外侧(16)，朝向所述的包装物品的内侧(18)，其中所述基础材料(14)是涂敷的或未涂敷的纸，涂敷的或未涂敷的卡纸，或者涂敷的或未涂敷的纸板；以及
-设置在所述的基底(12)的内侧(18)上的层系统(20)，其具有用于疏水性化合物的至少一个阻挡层(22a,22b)，其中所述的阻挡层(22a,22b)设置在所述的基底(12)的内侧(18)并且包含交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物。
17.根据权利要求16所述的包装材料(10)，其表征为其是通过权利要求1至15的任意一项所述的方法得到的。
18.根据权利要求16或17所述的包装材料(10)，其表征为所述的阻挡层(22a,22b)至少主要由交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物构成。
19.根据权利要求16或17所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物的至少2个阻挡层(22a,22b)。
20.根据权利要求18所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含交联的聚乙烯醇和/或交联的聚乙烯醇共聚物的至少2个阻挡层(22a,22b)。
21.根据权利要求19所述的包装材料(10)，其表征为所述的至少2个阻挡层(22a,22b)包含交联水平不同的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，和/或水解程度不同的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物，和/或通过不同的交联剂交联的聚乙烯醇和/或聚乙烯醇共聚物。
22.根据权利要求16或17所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含至少一个层(24)，其含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物，其中包含所述的非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的所述层(24)设置在2个阻挡层(22a,22b)之间和/或背向所述的基础材料(14)的阻挡层(22a,22b)的一侧上。
23.根据权利要求18所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含至少一个层(24)，其含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物，其中包含所述的非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的所述层(24)设置在2个阻挡层(22a,22b)之间和/或背向所述的基础材料(14)的阻挡层(22a,22b)的一侧上。
24.根据权利要求19所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含至少一个层(24)，其含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物，其中包含所述的非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的所述层(24)设置在2个阻挡层(22a,22b)之间和/或背向所述的基础材料(14)的阻挡层(22a,22b)的一侧上。
25.根据权利要求20所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含至少一个层(24)，其含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物，其中包含所述的非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的所述层(24)设置在2个阻挡层(22a,22b)之间和/或背向所述的基础材料(14)的阻挡层(22a,22b)的一侧上。
26.根据权利要求21所述的包装材料(10)，其表征为所述的层系统(20)包含至少一个层(24)，其含非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物，其中包含所述的非交联的聚乙烯醇和/或非交联的聚乙烯醇共聚物的所述层(24)设置在2个阻挡层(22a,22b)之间和/或背向所述的基础材料(14)的阻挡层(22a,22b)的一侧上。
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