CN116601359A - 可热成型的、烤箱可用的、可回收的涂布的纤维素板，由其热成型的、烤箱可用的、可回收的涂布的纤维素板食品容器，及其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造可热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板的方法，包括在纤维素板基材的第一主要侧上乳液涂布水基聚合物‑乳液底涂层，和在水基聚合物‑乳液底涂层上乳液涂布水基聚合物‑乳液阻隔顶涂层。

Description

可热成型的、烤箱可用的、可回收的涂布的纤维素板，由其热 成型的、烤箱可用的、可回收的涂布的纤维素板食品容器，及 其制造和使用方法
优先权
本申请要求在2020年8月31日提交的U.S.Ser.No.63/072,305的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
领域
本公开涉及以下的领域：可热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板、热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器及其制造和使用方法。
背景
一些相关技术的热成型的烤箱可用的涂布的纸板碗和盘具有挤出在其上的耐热结晶聚酯(PET)着色层，其防止下面的纸板吸收油脂和水分。然而，挤出的聚酯涂层使得相关技术的容器在纸回收工厂难以再浆化，因此抑制了可回收性。
为了改善可再浆化性，已经尝试用水基涂层代替挤出的聚酯涂层。在一些情况下，已经提供了水基涂布纸板用于制造折叠的烤箱可用的纸板碗。在其它情况下，已经提供了用于制造热成型的烤箱可用的纸板容器的水基涂布纸板。
然而，仍然需要一种涂层体系解决方案，以提供美学上吸引人的、烤箱可用、可再浆化的、涂布的纸板，用于热成型为适合于且有吸引力用于分配、销售和加热预制食品的涂布纸板容器。
因此，本领域技术人员继续在可热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板、可热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器及其制造和使用方法的领域中进行研究和开发。
发明内容
在一个实施方案中，用于制造可热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板的方法包括在纤维素板基材的第一主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层和在水基聚合物-乳液底涂层上乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
在另一个实施方案中，涂布的纤维素板包括具有第一主要侧和第二主要侧的纤维素板基材和多层可热成型的烤箱可用的涂层。多层可热成型的烤箱可用的涂层包括在纤维素板基材的第一主要侧上的水基聚合物-乳液底涂层和在水基聚合物-乳液底涂层上的水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
在另一个实施方案中，制造热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的方法包括将涂布的纤维素板热成型为热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的形式。
在又一个实施方案中，涂布的纤维素板食品容器包括处于热成型状态的涂布的纤维素板。
在另一个实施方案中，使用热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的方法包括将食品放置在热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器上，并将食品密封在热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器内。
所公开的涂布的纤维素板、热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器及其制造和使用方法的其它实施方案将从以下详细描述、附图和所附权利要求变得显而易见。
附图简述
图1是根据本说明书的涂布的纤维素板(例如涂布的纸板)的侧视图表示。
图2是用于生产本说明书的涂布的纤维素板(例如，涂布的纸板)的卷材或片材的设备的示意图。涂布纤维素板的优选方法是通过棒式涂布机。
图3是根据本说明书的呈具有径向刻痕线的坯料形式的涂布的纤维素板的顶视图。
图4是根据本说明书已经在内部板上被涂布的热成型的纸板食品容器(例如盘)的示图。
图5是图4中相同的热成型的纸板食品容器的另一个示图。
图6是根据本发明的具有多个空腔的热成型的纸板食品容器的示图，其中该容器已经在内部板上被涂布。
图7是本说明书的纸板热成型方法的侧视图。
详细描述
本公开涉及涂布的纤维素板基材，特别是涂布的纸板基材。将优选选择合适的纤维素板基材(例如纸板基材)，以在至少400°F下烤箱可用，并在约200-450°F的温度下可热成型。合适的纤维素基材(例如纸板基材)应选择为可再回收和可再浆化的。纤维素板结构(例如纸板基材)可采用用于预期应用的合适尺寸和厚度的材料片材的形式。在下文中，本公开将涉及纸板基材，但是应当理解，可采用适合于预期应用的任何纤维素板基材。
纸板基材采取具有第一主要侧和第二主要侧的纸基材料的纸幅的形式。纸板基材可由原生纤维、再生纤维或其组合形成。纸板基材可为漂白的或未漂白的。
纸板基材可由各种等级的硬木、软木或其组合形成。优选地，纸板基材包括软木纤维，其具有比硬木纤维更高的长度。长软木纤维更有利于热成型。在一个实例中，纸板基材包含至少1重量％的软木纤维。在另一个实例中，纸板基材包含至少10重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少20重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少30重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少40重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少50重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少60重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少70重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少80重量％的软木纤维。在又一个实例中，纸板基材包含至少90重量％的软木纤维。
纸板基材可具有用于预期应用的任何合适的厚度。在一个方面，纸板基材可具有约7点至约30点的纸张厚度(caliper thickness)。在一个实例中，纸板基材具有约16点至约24点的纸张厚度。本发明的典型纸板基材可由约20点的固体漂白硫酸盐(SBS)片材构成。
在本公开的一个方面，纸板基材优选地在第一和第二主要侧中的一个或两个上不是粘土涂布的。已经发现，当用于热成型时，在纸板基材上存在粘土涂层是不理想的，因为粘土涂层易于破裂或粘附到在纸板热成型工艺中使用的加热的互配金属工具上，对其而言这些互配金属工具的温度可以在200-450°F。相反，已发现无粘土涂布的纸板基材是更理想的选择。无粘土涂布的纸板基材可以是例如固体漂白硫酸盐(SBS)基材或未涂布的天然牛皮纸(UNC)基材。通常，纸板基材最通常是固体漂白硫酸盐(SBS)基材。合适的纸板基材是20点WestRock TruServ压制盘(WestRock TruServ Pressed Tray)，其是SBS基弹性纸板，含有软木纤维，其保持符合严格的全球食品安全标准。虽然未涂布的纸板基材适用于容器(例如碗或盘)的热成型，但这种未涂布的纸板基材本身不能含有液体或油，并且可不适用于冷冻或冷藏食品的分配。因此，本说明书提供了适用于可热成型的烤箱可用的纸板基材的涂层。
本公开涉及多层可热成型的烤箱可用的涂层，其包括水基聚合物-乳液底涂层和在水基聚合物-乳液底涂层上的水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
水基聚合物-乳液底涂层的性质包括，水基聚合物-乳液涂层用作底涂层以密封纸板基材的下表面，并且水基聚合物-乳液涂层在热成型温度下提供柔性特性。因此，水基聚合物-乳液底涂层的作用是密封纸板表面并在热成型期间为顶涂层附着提供柔性基底。
水基聚合物乳液底涂层优选选自具有柔性性质的可获得的水基丙烯酸系乳液底涂层。更优选地，水基聚合物-乳液底涂层选自可获得的水基丙烯酸系乳液底涂层，其中水基聚合物-乳液底涂层的总聚合物单元的不超过约5重量％衍生自丙烯酸。一种示例性的可获得的涂层是Michelman Coating2100，其是具有所需柔性特性的水基共聚物-乳液涂层。另一种示例性的可获得的涂层是Michelman Coating MC40E。
多层可热成型的烤箱可用的涂层可将颜料引入水基聚合物-乳液底涂层中。颜料优选以足以提供基本的不透明性的量包含，从而提供美学吸引。在本公开的另一个方面，颜料优选为微波安全颜料。颜料可具有任何颜色。例如，颜料通常可为黑色颜料、棕色颜料或其组合。颜料可选自任何已知的适用于预期应用的颜料。
水基聚合物-乳液底涂层可涂布在纸板基材的第一和第二主要侧中的一个或两个上。
优选地，将水基聚合物-乳液底涂层直接涂布在纸板基材的第一和第二主要侧中的一个或两个上，即没有中间层。
水基聚合物-乳液底涂层可优选具有约0.5至约3干磅/3000平方英尺(dry poundsper3000ft2)的基重。如果基重显著低于约0.5干磅/3000平方英尺，则水基聚合物-乳液底涂层可提供纸板基材的覆盖不足或可在热成型期间提供不足的柔性顶涂层附着。如果基重显著大于约3干磅/3000平方英尺，则多层可热成型的烤箱可用的涂层的成本可增加，多层可热成型的烤箱可用的涂层的可再浆化性可被抑制，并且热成型可受到损害，因为水基聚合物-乳液底涂层在加热时变得发粘。
顶涂层是水基阻隔聚合物-乳液顶涂层。因此，水基阻隔聚合物乳液用作顶涂层，以在热成型后具有抗粘连性，并且适于在加热期间与食品直接接触。顶涂层与底涂层的组合提供了改进的抗粘连性。两种涂层，即底涂层加上顶涂层，优于一种单一涂层以防止粘连。另外，水基聚合物-乳液顶涂层用作阻隔层，提供对水分和油脂的阻隔性质。最后，顶涂层也作为滑爽剂，以使食品容器从热成型工具上脱离。
水基阻隔聚合物-乳液顶涂层优选选自具有所需阻隔性质的可获得的水基丙烯酸系乳液顶涂层。更优选地，水基阻隔聚合物-乳液顶涂层选自可获得的水基丙烯酸系乳液底涂层，其中水基阻隔聚合物-乳液顶涂层的总聚合物单元的不超过约5重量％衍生自丙烯酸。一种示例性的可获得的涂层是Michelman Coating 2200R，其是具有所需阻隔性质的水基共聚物乳液涂层。
水基阻隔聚合物-乳液顶涂层可涂布在纸板基材的第一和第二主要侧中的一个或两个上。在纸板基材的两侧提供涂层充当高热滑爽剂，用于在热成型期间的工具脱离以及提供油脂和水分阻隔。
优选地，将水基阻隔聚合物-乳液顶涂层直接涂布在水基聚合物-乳液底涂层上，即没有中间层。涂布纤维素板的优选方法是通过棒式涂布机。
优选地，水基阻隔聚合物-乳液顶涂层是透明的。因此，通过水基阻隔聚合物-乳液顶涂层可以看到任选着色的水基聚合物-乳液底涂层。
水基阻隔聚合物-乳液顶涂层可优选具有约2至约10干磅/3000平方英尺的基重。如果基重显著低于约2干磅/3000平方英尺，则水基阻隔聚合物-乳液顶涂层可提供不足的阻隔性质。如果基重显著大于约10干磅/3000平方英尺，则多层可热成型的烤箱可用的涂层的成本可增加，并且多层可热成型的烤箱可用的涂层的可再浆化性可被抑制。
优选地，水基聚合物-乳液底涂层和水基聚合物-乳液阻隔顶涂层具有约2.5-约12干磅/3000平方英尺的组合基重。如果组合基重显著大于约12干磅/3000平方英尺，则多层的可热成型的烤箱可用的涂层的成本可增加，并且多层可热成型的烤箱可用的涂层的可再浆化性可被抑制。
通过将本公开的底涂层和顶涂层组合成多层可热成型的烤箱可用的涂层，本公开提供了可热成型的、烤箱可用的、可再浆化的涂布纸板，其适于热成型为适于分配、销售和加热预制食品的热成型的、烤箱可用的、可再浆化的涂布纸板容器。
多层可热成型的烤箱可用的涂层的性质包括：(a)在低于约400°F的温度下的质量稳定性，即低于400°F涂层将不会熔化、降解或以其它方式损失质量(例如，通过溶剂脱气)；(b)能够在约250°F或更高的温度下被粘附粘结；(c)当在150°F下暴露于食品模拟溶剂例如N-庚烷两小时时，氯仿可溶性提取物的含量不超过约0.5mg/食品接触表面in2；和(d)足够柔韧以经受采用2点公规(male rule)和0.62英寸通道在横向方向上的常规折痕，同时维持不大于约0.1的裂纹长度比，所述裂纹长度比定义为裂纹总长度/刻痕总长度；和(e)当在环境条件下在约0.5lbs/in2或更大的载荷下堆叠时，表现出抗粘连性；和(f)具有足够的弹性，以便在约200°F至约450°F的温度下热成型而不降解或损坏。这些性质是重要的，因为它们确保多层涂层在热成型工艺中将不会破裂，在食品容器的储存和使用过程中不会污染与涂层接触的食品，并且坯料或食品容器可以通过常规的进料系统分离。
质量稳定性可通过热重分析(TGA)图测定，其是相对于温度绘制的涂层样品重量的测量。任何显著的重量损失表明产物脱气。通过术语“烤箱可用”，应理解本说明书的涂层在低于约400°F的温度下具有质量稳定性，即低于约400°F，涂层将不会熔化、降解或以其它方式损失质量(例如，通过溶剂脱气)。
如下面进一步提及，膜(例如PET封盖膜)可在250°F或更高的温度下粘附粘结到多层可热成型的烤箱可用的涂层上以密封由其热成型的食品容器。多层可热成型的烤箱可用的涂层的一个方面能够在250°F或更高的温度下粘附粘结到水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
氯仿可溶性提取物的含量可通过提取测试来测定，该测试测量物质从包装到食品的非转移性。涂布纸板可通过使用“Official Methods of Analysis of the Associationof Official Analytical Chemists,”13th Ed.(1980)21.010-21.015部分在“ExposingFlexible Barrier Materials for Extraction.”中描述的提取池进行测试。用于所述盘应用的合适的食品模拟溶剂是N-庚烷。N-庚烷应该是试剂级的，在使用前新鲜地再蒸馏，仅使用沸点在208°F的材料。提取方法由以下组成，首先，将待提取的盖样品切割成与所选的夹持装置相适应的尺寸。接着，将待提取的样品置于装置中，使得溶剂仅接触食品接触表面。然后将溶剂加入到样品架中，并在150°F下在烘箱中放置两小时。在暴露期结束时，将测试池从烘箱中取出，并将溶剂倒入干净的烧瓶或烧杯中，确保用少量干净的溶剂冲洗测试池。将食品模拟溶剂在容器中蒸发至约100毫米，并转移至干净的配衡蒸发皿中。用小部分庚烷溶剂洗涤烧瓶三次，并在热板上将溶剂蒸发至几毫米。最后几毫米应该在保持在大约221°F温度的烘箱中蒸发。蒸发皿在干燥器中冷却30分钟。然后通过向残余物中加入50毫升试剂级氯仿进行氯仿提取。将混合物温热，通过在/>漏斗中的WhatmanNo.41滤纸过滤，并将滤液收集在干净的配衡蒸发皿中。然后通过用第二部分氯仿洗涤滤纸来重复氯仿提取。将该滤液加入到原始滤液中，并在低温热板上将总量蒸发降至几毫米。最后几毫米应该在保持在大约221°F的烘箱中蒸发。将蒸发皿在干燥器中冷却30分钟，并称重至最接近0.1毫克，得到氯仿-可溶性提取物残余物。为了确保没有明显的涂层转移到食品上，氯仿可溶性提取物不应超过约0.5mg/in2。
多层可热成型的、烤箱可用涂层的柔性可通过使用碘来染色刻痕区域来确定。使涂布纸板经受采用2点公规和0.62英寸通道在横向方向上的常规折痕。将碘施加到染色刻痕区域。碘技术使得所施加的涂层中的任何裂纹极其可见。然后根据平均一英寸刻痕区域上的裂纹尺寸和覆盖(纵向)来评估每个刻痕上的裂纹。测得的裂纹长度比不大于约0.1，所述裂纹长度比定义为裂纹总长度/刻痕总长度。
当在环境温度下在约0.5lbs./sq.in.或更大的载荷下堆叠坯料或盘时，多层可热成型的烤箱可用涂层的抗粘连性是重要的。本公开的坯料或食品容器可在坯料或食品容器的制造之后堆叠。通常，坯料可装箱(大约1000个/箱)或码垛。然后堆叠托盘，在坯料的底层上产生相当高的(0.51bs/in2)载荷。食品容器可以以类似方式“嵌套”并递送和装运。当最终用户打开食品容器或坯料时，它们通常被装载到机械装置中，该机械装置将物品分开并将它们传送到传送机或密封装置。如果坯料或食品容器彼此之间具有任何吸引力，则水基聚合物-乳液阻隔顶涂层必须具有允许容易分离的必要性质。
多层可热成型的烤箱可用的涂层的弹性用于在约200至约450°F的温度下热成型而没有由于热成型工艺导致的降解或损坏。发现单独的水基聚合物-乳液底涂层，即没有顶涂层，不提供用于在约200至约450°F的温度下热成型而没有降解或损坏的多层可热成型烤箱可用涂层的弹性。相反，单独的水基聚合物-乳液底涂层，即没有顶涂层，导致底涂层粘到热成型工具上。
参考图1，示出了示例性涂布的纤维素板(例如，涂布的纸板)的侧视图。涂布纸板1包括具有第一主要侧3和第二主要侧4的可热成型的烤箱可用的未涂布纸板基材2、直接在纸板基材2的第一主要侧3上的干燥的水基聚合物-乳液底涂层5的连续涂层、和直接在干燥的水基聚合物-乳液底涂层5上的干燥的水基聚合物-乳液阻隔顶涂层6的连续涂层。第二主要侧4可具有或可不具有其自身的墨或涂层。例如，外表面可包括水基聚合物-乳液底涂层和水基聚合物-乳液阻隔顶涂层中的一个或多个。
本公开涉及用于制造可热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板(例如涂布的纸板)的方法，包括在纤维素板基材(例如纸板基材)的第一主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层和在水基聚合物-乳液底涂层上乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤。
乳液涂布步骤可通过任何合适的方法进行，例如通过使用凹版辊、柔性涂布机、棒式涂布机、气刀或丝网刮刀(screen blade)。涂布纤维素板的优选方法是通过棒式涂布机。乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤和乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤可采用相同的涂布方法或者可采用不同的涂布方法。对于乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤和乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤，棒式涂布是本公开的优选实施方案。
在一个方面，乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤包括乳液涂布水基底涂层至约0.5至约3干磅/3000平方英尺的基重。在另一方面，乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤包括乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层至约2至约10干磅/3000平方英尺的基重。在又一个方面，水基聚合物-乳液底涂层和水基聚合物-乳液阻隔顶涂层具有约2.5至约12干磅/3000平方英尺的组合基重。
乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤可包括在纤维素板基材(例如纸板基材)的第二主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层。
乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤可包括在纤维素板基材(例如，纸板基材)的第二主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。例如，乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤可包括将水基聚合物-乳液阻隔顶涂层乳液涂布在纤维素板基材的第二主要侧上的水基聚合物-乳液底涂层上。
在一个方面，在纤维素板基材的第二主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤可包括将水基底涂层乳液涂布至约0.5至约3干磅/3000平方英尺的基重。在另一方面，在纤维素板基材的第二主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤可包括将水基聚合物-乳液阻隔顶涂层乳液涂布至约2至约10干磅/3000平方英尺的基重。在又一个方面，在纤维素板基材的第二主要侧上的水基聚合物-乳液底涂层和水基聚合物-乳液阻隔顶涂层可具有约2.5至约12干磅/3000平方英尺的组合基重。
图2示出了用于生产本说明书的涂布纤维素板(例如，涂布纸板)的卷材或片材的示例性设备10，特别是卷轴处理系统10的示意图。该图示示出了涂布纸板坯料的生产。特别地，设备10可包括纸卷材12、纸板卷材纸幅14形式的纸板基材2、第一涂布站16、第一涂布干燥器18、印刷站20、固化站22、第二涂布站24、第二涂布干燥器26、切割器28，产生涂布的纸板坯料。涂布纤维素板的优选方法是通过棒式涂布机。
在设备10的操作过程中，纸卷材12被展开，从而形成纸板卷材纸幅14。纸板卷材纸幅14通过常规技术沿设备10移至第一涂布站16。在第一涂布站16，纸板卷材纸幅14在纸板卷材纸幅14的第一主要侧3上涂布有本说明书的水基聚合物-乳液底涂层5。水基聚合物乳液底涂层5可通过先前提及的任何常规涂布技术(例如，凹版辊、柔性涂布机、棒式涂布机、气刀、丝网刮刀)在第一涂布站16连续地施加或图案化地施加在纸板卷材纸幅14的第一主要侧3上，对于底涂层5，沉积速率优选为约0.5至约3干磅/3000平方英尺。棒式涂布是本公开的优选实施方案。在将水基聚合物-乳液底涂层5施加到纸板卷材纸幅14上之后，将纸板卷材纸幅14移至第一涂布干燥器18，在此干燥水基聚合物-乳液底涂层。干燥后，纸板卷材纸幅14可通过与常规的鼓式冷却器(未示出)接触而冷却。纸板卷材纸幅14被移至图形印刷站20，在此诸如销售和信息图形的图形以及其它墨或涂层可被施加到纸板卷材纸幅14。墨然后可在固化站22处固化。例如，可辐射固化墨可在图形印刷站20处被施加并且在固化站22处固化。在墨固化之后，纸板卷材纸幅14通过常规技术沿着设备10移至第二涂布站24。在第二涂布站24处，纸板卷材纸幅14在水基聚合物-乳液底涂层5上涂布有本说明书的水基聚合物-乳液阻隔顶涂层6。水基聚合物-乳液阻隔顶涂层6可在第二涂布站24处通过先前提及的任何常规涂布技术(例如，凹版辊、柔性涂布机、棒式涂布机、气刀、丝网刮刀)被连续地施加或图案化施加，对于顶涂层，沉积速率优选为约2至约10干磅/3000平方英尺。棒式涂布是本公开的优选实施方案。在纸板卷材纸幅14上施加水基聚合物-乳液阻隔顶涂层6之后，纸板卷材纸幅14被移至第二涂布干燥器26，在此水基聚合物-乳液阻隔顶涂层6被干燥。图2中描述的方法被描述为连续的，但是方法可以在相同或不同的设备中被分成多个步骤。图2仅是与本说明书的底涂层5、顶涂层6和任选图形的施加相关的一个示例性顺序。在施加底涂层5和顶涂层6之后，纸板卷材纸幅14被移至切割机构28，该切割机构28将纸板卷材纸幅14切割成期望的坯料尺寸并对该坯料进行刻痕以提供用于随后的热成型的期望的刻痕线(例如，径向刻痕线)。例如，切割机构可以是旋转切割系统。或者，可选择将纸板卷材纸幅14以卷材形式卷绕或将纸幅成片展开，以便在以后时间进行切割和刻痕。
本公开涉及呈坯料形式的经涂布的纤维素板基材。图3是根据本说明书的示例性涂布的纤维素板的顶视图，其为具有适于热成型的径向刻痕线36的坯料35的形式。坯料35具有多条刻痕线36，其在坯料35的每个角处靠近在一起。刻痕线36使得能够形成在坯料35热成型时产生的褶皱。当刻痕36变成褶皱以确保所需的阻隔性质时，本说明书的涂层不会破裂或以其它方式受损。所示的刻痕线36是径向刻痕线的一个示例性表示。实际的刻痕可更多或更少。
本公开涉及用于制造热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的方法，其中如前所述的涂布的纤维素板被热成型为热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的形式。
热成型可以以任何常规方式进行。例如，可使用由Peerless Machine或GralexIndustries制造的热成型机进行热成型。具体的示例性热成型工艺描述如下。
通常，待热成型为纸板食品容器的经涂布纸板的纸幅被冲裁和刻痕，并且作为坯料堆叠被递送到热成型压机70。图6是用于将纸板坯料2热成型为纸板食品容器(例如，盘或碗)的热成型压机70的阳模72和阴模74的横截面的示意图。将理解，如图6所示的阳模72和阴模74仅仅是示例性的，并且热成型系统可包括各种修改和替代方案，包括但不限于隔断和空腔。
在热成型压机70处，纸板坯料2利用阳模72和阴模74利用热和压力热成型以形成纸板食品容器。
因此，纸板坯料2被加热，通过温控阳模72被拖入温控阴模74中，并且然后保持抵靠阳模72和阴模74的表面直到冷却。
阴模74的温度控制在比阳模72高的温度。纸板基材2的第一主要侧3设置成面对阳模72，并且纸板基材1的第二主要侧4设置成面对阴模74。
如果阳模72的温度太低，则底涂层5和顶涂层6以及纸板基材2可加热不足，并且所得纸板食品容器可不能牢固地成形为所需形状。如果阳模72的温度太高，则底涂层5和/或顶涂层6可粘附到阳模72上。因此，在一个方面，阳模72优选具有约110-220°F的温度。如果纸板基材2具有粘土涂层，则该基材可粘附在热成型工具中。在一个方面，阴模的温度可为约200至450°F。
在一个方面，在热成型工艺期间控制涂布纸板1的水分含量。例如，可通过使用加湿器控制大气湿度或直接向涂布纸板添加水分来控制水分含量。
如果涂布纸板1的水分含量太高，则可发生底涂层5和/或顶涂层6的起泡。如果涂布纸板1的水分含量太低，则可发生纸板基材2和底涂层5和/或顶涂层6的角破裂。在一个方面，将涂布纸板1的水分控制在9至14重量％。在另一方面，将涂布纸板1的湿度控制在10至13重量％。
本公开涉及涂布的纤维素板食品容器。涂布的纤维素板食品容器由前述涂布的纤维素板热成型。热成型可以以任何方式进行，例如通过上述热成型方法。
涂布的纤维素板食品容器的结构不受限制。在一个方面，涂布的纤维素板食品容器可包括涂布的底板和涂布的侧壁板。在另一方面，涂布的纤维素板食品容器可包括涂布的底板、涂布的侧壁板和涂布的凸缘板。
图3和4中示出了食品盘形式的示例性食品容器。参考图3，示出了热成型的纸板食品盘30。食品盘30可部分地包括涂布的底板31、涂布的侧壁板32和涂布的凸缘板33。涂布的板可由图1的涂布的纸板片材1构成。涂布的凸缘板23可以在250°F或更高的温度下被粘附粘结到PET封盖膜或类似物上。图4是相同的食品盘30和组成板31、32、33的另一个视图。
图5示出了食品盘形式的示例性食品容器。参照图5，食品盘40可部分地包括盘隔室44、凸缘46和顶表面48。顶表面48可对应于图1中的第一主要侧3(具有底涂层5和顶涂层6)。涂布的凸缘板46可以在250°F或更高的温度下被粘附粘结到PET封盖膜或类似物上。图5中的食品盘40可从很长长度的纸板片材或纸幅切割下来。
本公开涉及使用涂布的纤维素板食品容器的方法。在一个方面，如前所述的使用涂布的纤维素板食品容器的方法可包括将食品放置在热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器上，并将食品密封在热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器内。
在热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器内的食品的密封可通过任何合适的常规方法进行。在示例性方面，热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的密封可包括将膜粘附粘结到热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器，特别是热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的凸缘。
尽管已经显示和描述了所公开的涂布的纤维素板、热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器及其制造和使用方法的各种实施方案，但是本领域技术人员在阅读说明书时可进行修改。本申请包括这些修改，并且仅由权利要求的范围来限定。

Claims (44)

1.一种用于制造可热成型的、烤箱可用的、可回收的、涂布的纤维素板的方法，包括：
在纤维素板基材的第一主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层；以及
在水基聚合物-乳液底涂层上乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤包括通过凹版辊、柔性涂布机、棒式涂布机、气刀或丝网刮刀中的至少一种进行乳液涂布。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中乳液涂布所述水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤包括通过凹版辊、柔性涂布机、棒式涂布机、气刀或丝网刮刀中的至少一种进行乳液涂布。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤包括将水基聚合物-乳液底涂层乳液涂布至约0.5至约3干磅/3000平方英尺的基重。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤包括将水基聚合物-乳液阻隔顶涂层乳液涂布至约2至约10干磅/3000平方英尺的基重。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中水基聚合物-乳液底涂层和水基聚合物-乳液阻隔顶涂层具有约2.5至约12干磅/3000平方英尺的组合基重。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中乳液涂布水基聚合物-乳液底涂层的步骤包括在所述纤维素板基材的第二主要侧上乳液涂布所述水基聚合物-乳液底涂层。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中乳液涂布所述水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤包括在所述纤维素板基材的第二主要侧上乳液涂布所述水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
9.根据权利要求8所述的方法，其中乳液涂布所述水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤包括在所述纤维素板基材的第二主要侧上的所述水基聚合物-乳液底涂层上乳液涂布所述水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中在所述纤维素板基材的第二主要侧上乳液涂布所述水基聚合物-乳液底涂层的步骤包括将所述水基底涂层乳液涂布至约0.5至约3干磅/3000平方英尺的基重。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中在纤维素板基材的第二主要侧上乳液涂布水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的步骤包括将水基聚合物-乳液阻隔顶涂层乳液涂布至约2至约10干磅/3000平方英尺的基重。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其中在所述纤维素板基材的第二主要侧上的所述水基聚合物-乳液底涂层和所述水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的组合基重为约2.5至约12干磅/3000平方英尺。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括切割其上具有底涂层和顶涂层的所述纤维素板以形成坯料。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括对所述坯料进行刻痕。
15.根据权利要求14所述的方法，其中对所述坯料进行刻痕的步骤包括对所述坯料进行径向刻痕。
16.一种涂布的纤维素板，其包括：
具有第一主要侧和第二主要侧的纤维素板基材；
多层可热成型的烤箱可用涂层，其包含：
在所述纤维素板基材的第一主要侧上的水基聚合物-乳液底涂层；以及
在所述水基聚合物-乳液底涂层上的水基聚合物-乳液阻隔顶涂层。
17.根据权利要求16所述的涂布的纤维素板，其中所述纤维素板基材的纸张厚度为约7点至约30点。
18.根据权利要求16所述的涂布的纤维素板，其中所述纤维素板基材的纸张厚度为约16点至约24点。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液底涂层的基重为约0.5至约3干磅/3000平方英尺。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的基重为约2至约10干磅/3000平方英尺。
21.根据权利要求16-20中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液底涂层和水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的组合基重为约2.5至约12干磅/3000平方英尺。
22.根据权利要求16-21中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液底涂层包含颜料。
23.根据权利要求16-22中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液底涂层包含黑色颜料和棕色颜料中的至少一种。
24.根据权利要求16-23中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液底涂层包含水基丙烯酸系乳液聚合物。
25.根据权利要求16-24中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液底涂层包含水基丙烯酸系乳液聚合物，其中水基聚合物-乳液底涂层的总聚合物单元的不超过约5重量％衍生自丙烯酸。
26.根据权利要求16-25中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液阻隔顶涂层包含水基丙烯酸系乳液聚合物。
27.根据权利要求16-26中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液阻隔顶涂层包含水基丙烯酸系乳液聚合物，其中水基聚合物-乳液阻隔顶涂层的总聚合物单元的不超过约5重量％衍生自丙烯酸。
28.根据权利要求16-27中任一项所述的涂布的纤维素板，其中水基聚合物-乳液阻隔顶涂层是透明的。
29.根据权利要求16-28中任一项所述的涂布的纤维素板，其中多层可热成型、烤箱可用涂层的特征在于在低于约400°F下质量稳定。
30.根据权利要求16-29中任一项所述的涂布的纤维素板，其中多层可热成型、烤箱可用涂层能够在约250°F或更高下粘附粘结。
31.根据权利要求16-30中任一项所述的涂布的纤维素板，其中当在150°F下暴露于食品模拟溶剂两小时时，所述多层可热成型、烤箱可用涂层具有不超过约0.5mg/食品接触表面in2的氯仿可溶性提取物。
32.根据权利要求16-31中任一项所述的涂布的纤维素板，其中多层可热成型烤箱可用涂层足够柔韧以经受采用2点公规和0.06″通道在横向方向上的常规折痕，同时保持不大于约0.1的裂纹长度
33.根据权利要求16-32中任一项所述的涂布的纤维素板，其中多层可热成型烤箱可用涂层在环境温度下在约0.5lbs/in2或更大的载荷下堆叠时表现出抗粘连性。
34.根据权利要求16-33中任一项所述的涂布的纤维素板，其中多层可热成型烤箱可用涂层具有足够的弹性以在约200至约450°F的温度下热成型而没有降解或损坏。
35.根据权利要求16-34中任一项所述的涂布的纤维素板，其为坯料形式。
36.根据权利要求35所述的涂布的纤维素板，其中所述坯料包括刻痕线。
37.根据权利要求36所述的涂布的纤维素板，其中刻痕线包括径向刻痕线。
38.一种用于制造热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的方法，包括将权利要求16-37中任一项所述的涂布的纤维素板热成型为热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的形式。
39.根据权利要求38所述的方法，其中热成型涂布的纤维素板的步骤包括在阳模和阴模之间压制涂布的纤维素板。
40.一种涂布的纤维素板食品容器，其包括处于热成型状态的权利要求16-37中任何一项所述的涂布的纤维素板。
41.根据权利要求40所述的涂布的纤维素板食品容器，其包括：
涂布的底板；以及
涂布的侧壁板。
42.根据权利要求41所述的涂布的纤维素板食品容器，其还包括：
涂布的凸缘板。
43.一种使用权利要求40的热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的方法，所述方法包括：
将食品置于热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器上；以及
将食品密封在热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器内。
44.根据权利要求43所述的方法，其中密封热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器的步骤包括将膜粘附粘结到热成型的烤箱可用的涂布的纤维素板食品容器上。
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