CN117178091A - 高密度纸基材、经涂覆的高密度基材以及层压包装材料的用途和包含它的包装容器 - Google Patents

高密度纸基材、经涂覆的高密度基材以及层压包装材料的用途和包含它的包装容器 Download PDF

Info

Publication number
CN117178091A
CN117178091A CN202280028571.9A CN202280028571A CN117178091A CN 117178091 A CN117178091 A CN 117178091A CN 202280028571 A CN202280028571 A CN 202280028571A CN 117178091 A CN117178091 A CN 117178091A
Authority
CN
China
Prior art keywords
paper substrate
high density
layer
laminated
density paper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280028571.9A
Other languages
English (en)
Inventor
乌尔夫·尼曼
马茨·阿尓登
奥利维亚·马克博
弗雷德里克·诺德斯特罗姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tetra Laval Holdings and Finance SA filed Critical Tetra Laval Holdings and Finance SA
Publication of CN117178091A publication Critical patent/CN117178091A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/20—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/10—Packing paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/002—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B29/005—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material next to another layer of paper or cardboard layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24—Polysaccharides
    • D21H17/25—Cellulose
    • D21H17/26—Ethers thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24—Polysaccharides
    • D21H17/28—Starch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/36—Polyalkenyalcohols; Polyalkenylethers; Polyalkenylesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/34—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising cellulose or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/30—Multi-ply
    • D21H27/32—Multi-ply with materials applied between the sheets
    • D21H27/34—Continuous materials, e.g. filaments, sheets, nets
    • D21H27/36—Films made from synthetic macromolecular compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/30—Multi-ply
    • D21H27/38—Multi-ply at least one of the sheets having a fibrous composition differing from that of other sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/12—Coating on the layer surface on paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/28—Multiple coating on one surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/028—Paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/31—Heat sealable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/538—Roughness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/718—Weight, e.g. weight per square meter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/72—Density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/726—Permeability to liquids, absorption
    • B32B2307/7265—Non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B32B2307/737—Dimensions, e.g. volume or area
    • B32B2307/7375—Linear, e.g. length, distance or width
    • B32B2307/7376—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/70—Food packaging

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

本发明涉及由纤维素纤维制成的高密度纸基材(35a)作为用于包装氧敏感产品的层压包装材料(30)中的气体阻隔材料的用途，并且还涉及涂覆这种高密度纸基材(35a)以提高气体阻隔性能。本发明还涉及包含高密度纸基材或涂覆的高密度纸基材的层压包装材料(30)，以及包含该层压包装材料的包装容器，用于包装氧敏感产品。

Description

高密度纸基材、经涂覆的高密度基材以及层压包装材料的用 途和包含它的包装容器
技术领域
本发明涉及由纤维素纤维制成的高密度纸基材作为层压包装材料中的气体阻隔材料的用途，所述层压包装材料用于包装氧敏感产品，例如氧敏感食品以及液体、半液体或粘性食品或水，并进一步涂覆此类高密度纸基材以提高气体阻隔性能。本发明还涉及包含经涂覆或未涂覆的高密度纸基材的层压包装材料，以及包含所述层压包装材料的用于包装氧敏感物品的包装容器。
背景技术
用于液体食品的单次使用一次性类型的包装容器通常由基于纸板或纸箱的包装层压材料制成。一种这样常见的包装容器以商标TetraAseptic进行销售，并且主要用于液体食品(例如牛奶、果汁等)的无菌包装出售用于长期常温储存。这种已知的包装容器中的包装材料通常是层压材料，其包括纸、纸板或其他纤维素基材料的主体层或芯层，以及热塑性塑料的液密外层。为了使包装容器气密，特别是氧气气密，例如为了无菌包装和牛奶或果汁包装的目的，这些包装容器中的层压材料通常包括至少一层附加层，最常见的是铝箔。
在层压材料的内侧，即旨在面向由层压材料生产的容器的填充食品内容物的一侧，存在施加到铝箔上的最内层，该最内层可以由一个或几个部分层组成，所述部分层包含可热密封的热塑性聚合物，例如粘合剂聚合物和/或聚烯烃。同样在主体层的外侧，有最外层可热密封聚合物层。
包装容器通常通过现代高速包装机来生产，该类型的包装机由包装材料的卷材或预制坯料形成、填充和密封包装。因此，可以通过将层压包装材料的卷材重新形成管，通过将内部和最外部可热密封热塑性聚合物层焊接在一起，使卷材的两个纵向边缘以搭接接头彼此结合在一起来生产包装容器。该管被填充有预期的液体食品产品，并且随后通过在管中内容物的水平以下彼此相距预定距离地重复横向密封管而被分成单独的包装。通过沿横向密封的切口将包装与管分离，并通过沿包装材料中准备好的折痕线形成折叠形成所需的几何构造，通常为平行六面体。
这种连续管成形、填充和密封包装方法概念的主要优点在于，可以在管成形之前连续地对卷材进行灭菌，从而提供了无菌包装方法的可能性，即，其中待填充的液体内容物以及包装材料本身都减少了细菌，并且填充的包装容器在清洁的条件下生产，使得填充的包装即使在环境温度下也可以长期保存，而没有填充产品中微生物生长的风险。如上所述，Tetra 型包装方法的另一个重要优势是连续高速包装的可能性，这对成本效率具有相当大的影响。
用于敏感液体食品例如牛奶或果汁的包装容器也可以由本发明的层压包装材料的片状坯料或预制坯料生产。由折叠扁平的包装层压板的管状坯料生产包装，首先将坯料构建成开口管状容器胶囊，其一个开口端通过整体端板的折叠和热密封而封闭。由此封闭的容器胶囊填充有所讨论的食品，例如果汁，其通过其开口端流出，然后通过相应的整体端板的进一步折叠和热密封来封闭开口端。由片状和管状坯件生产的包装容器的一个例子是传统的所谓的山形顶包装。还存在具有由塑料制成的模制顶部和/或螺帽的这种类型的包装。
包装层压材料中的铝箔层提供了比大多数其他气体阻隔材料相当优越的气体阻隔性能。就目前市场上的性能水平而言，用于液体食品无菌包装的传统铝箔包装层压板仍然是最具成本效益的包装材料。
与箔基材料竞争的任何其他材料必须在原材料方面具有成本效益，具有相当的食品保存特性，并且在将材料转化为成品包装层压材料时具有相对较低的复杂性。
在开发用于液体食品纸盒包装的非铝箔材料的努力中，还普遍鼓励开发具有高和多重阻隔功能的预制薄膜或片材，其可以取代在传统的层压包装材料中的铝箔阻隔材料，或者在层压材料中组合几个单独的阻挡层，并使其适应传统的层压和制造工艺。
这种替代性的、环境上更可持续的阻隔材料的优选类型是通过水分散体涂覆或气相沉积涂覆到薄纸载体基材上而制成的经阻隔物涂覆的纸基材。存在各种水分散体涂覆工艺和气相沉积涂覆工艺以及用于此类涂层的材料配方，并且需要在用于液体食品包装的包装层压材料中具有改进的使用性能的具有成本效益的“非箔”类型(即非铝箔)阻隔材料，所述使用性能涉及阻隔性能，特别是对气体(例如氧气)的阻隔性能。
较早的专利公开WO2011/003565A1公开了一种非铝箔包装材料，其包含预涂覆且金属化的纸或纤维素基基材，用于感应热密封的目的。
较早的专利公开WO2017/089508A1公开了如何以类似的方式从类似的包装层压材料中的金属化纸中(但是通过选择提供最佳性能的纸基材)获得改进的阻隔性能。这种金属化纸基材不仅提供了改进的阻隔性能，而且还表明用于感应热密封目的的金属化层具有更好的稳定性。
然而，仍然需要进一步改进现有技术的经气体阻隔物涂覆的纸基材的氧气阻隔性能。还越来越需要改进用于经气体阻隔物涂覆的纸基材和包含它们的层压包装材料的材料的可回收性和环境可持续性方面的性能。
发明内容
因此，一个目的是利用改进的纸基材，该纸基材有助于包含该纸基材而不包含铝箔(“非箔”)的层压包装材料的良好气体阻隔性能，其目的是包装氧敏感产品。
总的目的还在于提供改进的经阻隔物涂覆的纸基材，其提供或有助于此类非箔层压包装材料的良好气体阻隔性能以及改进的可回收性和环境可持续性。
另一个目的是提供用于氧敏感产品例如包括水的液体、半液体或粘性食品的无箔层压包装材料，其不含铝箔但在由其制成的包装中提供产品阻隔性能和气体阻隔性能。
具体目的是提供一种相对于铝箔阻隔材料而言成本有效的、非箔的、基于纸或纸板的层压包装材料，其具有良好的气体和水蒸气阻隔性能，以及良好的可回收性和环境可持续性，用于制造长期无菌储存液体食品的包装。
本发明的另一目的是提供一种成本有效的、非箔的、基于纸或纸板的、机械坚固且可热密封的包装层压材料，其具有良好的气体和水蒸汽阻隔性能以及良好的内层粘合性，用于制造无菌包装容器，用于在环境条件下长期储存液体食品并保持营养质量。
根据本发明，如所附权利要求中所限定的，这些目的可通过使用改进的纸基材、通过经阻隔物涂覆的此类纸基材、通过包含经改进的纸基材或经阻隔物涂覆的纸基材的层压包装材料、以及通过由层压包装材料制成的包装容器。
发明概要
根据本发明的第一方面，提供了由纤维素纤维制成的高密度纸基材作为用于包装氧敏感产品(例如氧气敏感食品以及液体、半液体或粘性食品或水)的层压包装材料中的气体阻隔材料的用途，其中根据ISO536:2012测量高密度纸基材的克重为30至75g/m2，根据ISO534:2011测量高密度纸基材密度高于1000kg/m3，并且在纸的顶侧表面处用包含选自包括聚乙烯醇、PVOH、乙烯乙烯醇、EVOH、淀粉、淀粉衍生物、羧甲基纤维素、纳米晶纤维素、NCC及其两种或更多种的共混物的组的浸渍聚合物的浸渍组合物浸渍(其中浸渍聚合物的量为干重0.3至4.0g/m2，例如0.5至4.0g/m2，例如0.5至3.0g/m2)。
这种高密度纸基材可通过用水性浸渍组合物至少在顶侧表面浸渍成型且干燥的纸来获得，所述水性浸渍组合物包含浓度为5至20重量百分比(例如5至15重量百分比，例如7至13重量百分比，例如8至12重量百分比)的水溶性或水分散性聚合物，通过施胶压榨或薄膜压榨操作等，以及随后压延和将由此浸渍的纸干燥至所得密度高于1000kg/m3。这种高密度优选通过超级压延获得。因此，本发明的高密度纸基材优选经过超级压延。在一个实施方案中，密度为至少1050kg/m3，例如至少1070kg/m3。通常密度的上限可以是1300kg/m3。
在使用第一方面的另一实施方案中，通过压延操作，高密度纸的顶侧表面获得低于100ml/min Bendtsen的粗糙度，因此该压延操作可以是超级压延操作。
通过用包含一种或多种所列聚合物的浸渍组合物浸渍纸的顶侧表面，纤维素纤维的多孔网络可以至少在纸的表面处和下方被聚合物填充和包围，使得当纸张被压延时，聚合物将使纤维材料保持更紧密地结合在一起，其之间的空隙更少并且处于锁定位置(通过聚合物在其特性上比纤维素纤维稍微更有弹性)，从而避免当材料被机械滥用(例如折叠或扭曲)时，纤维之间的开口通道会穿过材料。首先，这对试图通过多孔材料扩散的气体或氧分子有直接影响，通过聚合物的孔隙填充效应，聚合物应该对纤维素具有良好的亲和力，并且通过聚合物将纤维一起绑在锁定位置。还可能对改善高密度纸基材的气体阻隔性能产生间接影响，因为孔填充聚合物使纸的纤维表面的不规则性变平，使得表面被制备以给进一步的水分散体阻隔涂层或聚合物挤出涂层制备出非多孔且独特的界面。这消除了界面处的任何滞留空气，否则可能会导致涂层缺陷或损害层压板的气密性。
根据本发明的第二方面，提供了一种涂覆的高密度纸基材，其用作氧敏感产品例如氧敏感食品以及液体、半液体或粘性食品或水的层压包装材料中的气体阻隔材料，其中根据第一方面使用的高密度纸基材的顶侧表面具有至少一个气体阻隔材料的至少一个涂层，总涂层厚度2至4000nm，例如2至3500nm。
在一个实施方案中，纸基材的顶侧表面被涂覆至厚度100至5000nm(0.1至5μm)、例如100至4000nm(0.1至4μm)，例如300至3500nm(0.3至3.5μm)，例如300至2500nm(0.3至2.5μm)的干涂覆层，其中气体阻隔材料包含聚合物，例如粘合剂聚合物或涂层聚合物，选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组，例如选自由聚乙烯醇、PVOH和乙烯乙烯醇、EVOH、淀粉和淀粉衍生物、纳米原纤纤维素/微原纤纤维素、NFC/MFC、纳米晶纤维素、NNC及其两种或更多种的共混物组成的组。气体阻隔材料的涂层可以通过水性气体阻隔组合物的分散或溶液涂覆并随后干燥来获得。
根据另一个实施方案，气体阻隔材料可以是水分散性聚酰胺或聚酯，或聚偏二氯乙烯。优选地，此类水分散性聚酰胺、聚酯或聚偏二氯乙烯是生物基的和/或能够仅通过非常少量的涂层，即非常薄的涂层来增强高密度纸基材的氧气阻隔性能，例如低于1g/m2或低于1.5μm。
在另一个实施方案中，纸基材的顶侧表面具有选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳涂层的气体阻隔材料的气相沉积涂层。
当纸的浸渍表面进一步涂覆有常规涂层时，增加氧气阻隔性能的效果进一步增强，该常规涂层可能非常薄，但仍然可以提供优异的阻隔性能。薄涂层的气体阻隔作用，例如通过气体阻隔组合物的分散体或溶液涂覆提供的微米厚度涂层，或例如通过气相沉积涂覆工艺如PECVD、PVD、CVD和大气等离子体工艺形成的纳米厚度涂层，通过浸渍和孔隙填充的纸基材的作用得到增强和保护。此外，由于聚合物的填充空隙和平滑层，可以获得较低的浸渍纸基材表面粗糙度，从而能够大大提高所涂覆的气体阻隔涂层的质量，涂层具有更少的针孔和更均匀的厚度。因此，当进一步涂覆气体阻隔材料涂层时，由于积极效果和机制的组合，在层压包装材料和用于氧气阻隔目的的包装中使用高密度纸基材提供了进一步且显著改善的结果。
根据本发明的第三方面，提供了一种改进的层压包装材料，用于包装氧敏感产品，例如氧敏感食品以及液体、半液体或粘性食品或水，其包含高密度纸基材，或另外的气体阻隔物涂覆的高密度纸基材。层压包装材料还可包括第一最外液密材料层和第二最内液密材料层。
为了液体或粘性食品的纸盒包装的目的，层压包装材料还可以包括纸或纸板或其他纤维素基材料的主体层、第一最外液密材料层、第二最内液密材料层，以及设置在纸或纸板的主体层内侧、主体层与第二最内层之间的高密度纸基材或阻气性涂覆的高密度纸基材。第二最内层的液体材料还可以是可热密封材料层。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于包装氧敏感产品例如氧敏感食品以及液体、半液体或粘性食品或水的包装容器，其包含本发明的层压包装材料，目的是用于包装对氧敏感的产品。具体地，提供了用于包装液体、半固体或粘性食品的包装容器。根据一个实施方案，包装容器至少部分地由本发明的层压包装材料制成，并且根据另一实施方案，其整体由层压包装材料制成。
使用如上所述的高密度纸基材，以及提供进一步的气体阻隔物涂覆的此类高密度纸基材，从而在层压包装材料和由其制成的包装容器中提供改进的气体阻隔性质，并且还可以赋予其改进的再制浆性和再循环性能，即增加的可持续性。
一般而言，在此类层压材料和包装中使用高密度纸基材提供了更大比例的纤维含量，其既是可再生的，即非化石来源的，并且可以回收或生物降解以用于再循环将旧材料转化为创造新材料。此外，使用这种纸基材作为夹层结构中的“面层”，支持使用具有较低弯曲刚度的主体材料，因此纤维质量较低且较便宜，或者密度较低，因此使用较少量的纤维，通过将这样的面层层压在主体层的每一侧上。
此外，在此类材料和包装中，用于气体阻隔材料涂层的纸基材还提供了层压的预切开孔的改进的坚固性，即，在主体层中预切出的孔，但随后将其与包括纸基材的层压板的所有其他层层压在一起。
详细描述
与本发明相关的术语“长期储存”是指包装容器应当能够在一定条件下保持所包装的食品的品质，即营养价值、卫生安全性和味道，在环境条件下持续至少1或2个月，例如至少3个月，优选更长，例如6个月，例如12个月，或更久。
术语“包装完整性”通常是指包装密封性，即包装容器对泄漏或破损的抵抗力。该术语涵盖包装对微生物(例如细菌、污垢和其他物质)侵入的抵抗力，这些微生物可能使填充食品变质并缩短包装的预期保质期。
对层压包装材料的包装的完整性的一个主要贡献是由层压材料的相邻层之间良好的内部粘合力提供的。另一个贡献来自材料对缺陷的抵抗力，例如每个材料层本身内的针孔、破裂等，还有另一个来自密封接缝的强度的贡献，通过密封接缝材料在形成包装容器时被密封在一起。因此，对于层压包装材料本身，完整性性能主要集中于各个层压层与其相邻层的粘合性，以及各个材料层的质量。关于包装的密封，完整性主要集中在密封接缝的质量，这是通过灌装机中功能良好和稳固的密封操作来确保的，而密封操作又是通过层压包装材料的适当调整的热密封性能来确保的。
术语“液体或半液体食品”通常是指具有流动内容物的食品，其任选地可以包含食品块。乳制品和牛奶、大豆、大米、谷物和种子饮料、果汁、花蜜、非碳酸饮料、水、调味水、能量饮料、运动饮料、咖啡或茶饮料、椰子水、葡萄酒、汤、墨西哥胡椒、西红柿、酱汁(例如诸如意大利面酱)、豆类和橄榄油是所考虑的食品的一些非限制性示例。
可以用本公开的层压包装材料包装和保护的其他氧敏感食品的实例是例如干燥和/或脂肪食物。脂肪食物的例子有奶酪、黄油和涂抹酱。此类包装可以是流动包裹包装或成型、填充、密封(FFS)包装，例如在袋子里。它还可以包装在罐子、托盘、有盖涂抹容器、可折叠管、蛤壳式包装、套筒、信封或包装纸中。另一个应用是用作包装窗口。在这些应用中，包装材料通常经受折叠或类似类型的应力(例如折皱、拉伸)，这使得基于本公开的高密度纸的包装材料特别合适。
与包装材料和包装容器相关的术语“无菌”是指微生物被消除、灭活或杀死的条件。微生物的例子是细菌和孢子。当产品被无菌包装在包装容器中时，通常使用无菌工艺。为了在包装的保质期内保持持续的无菌性，包装的完整性特性当然非常重要。对于填充食品的长期保质期来说，包装对气体和蒸汽例如氧气具有阻隔性能可能还很重要，以便保持其原始味道和营养价值，例如其维生素C含量，完好无损。
术语“主体层”通常是指多层层压材料中最厚的层或含有最多材料的层，即对层压材料的机械性能和尺寸稳定性以及由层压板折叠而成的包装容器，例如厚纸、纸板或纸箱的结构稳定性贡献最大的层。它还可能意味着在夹层结构中提供更大厚度距离的层，该层进一步与在主体层的每一侧上具有更高杨氏模量的稳定面层相互作用，以实现足够的此类机械性能，例如弯曲刚度，以实现成型包装容器的结构稳定性。
使用Titan80-300、FEI设备通过透射电子显微镜进行厚度测量。可以在Leica的EMUC6切片机上通过超薄切片法制备样品。
根据ASTMF1927-14和ASTMF1307-14，用基于库仑传感器的Oxtran 2/21(Mocon)设备测量OTR。参见与示例相关的OTR测试方法的进一步描述。
因此，提供了由纤维素纤维制成的高密度纸基材作为层压包装材料中的气体阻隔材料的用途，所述层压包装材料用于包装氧敏感产品，例如氧敏感食品以及液体、半液体或粘性食品或水，其中高密度纸基材的根据ISO536:2012测量的克重为30至75g/m2，根据ISO534:2011测量的密度高于1000kg/m3，并且在纸基材的顶侧表面处用包含选自由聚乙烯醇、PVOH、乙烯乙烯醇、EVOH、淀粉、淀粉衍生物、羧甲基纤维素、纳米晶纤维素、NCC及其两种或更多种的共混物组成的组的浸渍聚合物的浸渍组合物浸渍，(其中浸渍聚合物的量为干重0.5至4.0g/m2，例如0.5至3.0g/m2)。
根据一个实施方案，浸渍组合物主要包含，即至少50重量百分比的量，选自PVOH、EVOH淀粉和淀粉衍生物的浸渍聚合物，因为这些材料相对易于处理和制备适合浸渍的低粘度溶液，并且它们也相对具有成本效益。优选主要包含(即至少50重量百分比)选自PVOH和EVOH的浸渍聚合物的浸渍组合物，因为它们通常在该组中提供更好的氧气阻隔性能。
PVOH的水解度可以是96％-100％，例如97％-100％，例如97％-99％。具有高水解度的PVOH对水不太敏感，并且在生产和使用中都是优选的。PVOH的重均分子量(Mw)优选低于100,000g/mol，例如10,000-90,000g/mol，例如30,000-80,000g/mol。这种相对低的Mw在浸渍过程中是优选的，因为它在相对高的浓度下具有相对低的粘度。低Mw的PVOH更容易渗透到纤维卷材或纸基材中，而不是停留在纸的表面上。
当根据DIN53015测量时，PVOH的粘度优选低于20mPa*s，例如5-16mPa*s，例如6-13mPa*s。
PVOH的聚合度(DP)优选低于3000，例如1000-2000。DP可以由源自水中粘度的粘均聚合度确定。在这种情况下，粘度是在20℃下在4％水溶液中测量并通过Brookfield同步电机旋转型粘度计测定的。
合适的PVOH的示例是来自Kuraray的Poval 10/98，其具有10mPa*s的粘度、98％的水解度、约1400的DP和约61,000g/mol的Mw。另一个合适的例子是来自Kuraray的Poval 6/98，其具有6mPa*s的粘度和98％的水解度。
在一些应用中，选择EVOH作为浸渍聚合物可能是有益的。EVOH具有较高的防潮性和优异的氧气阻隔性能。合适的EVOH低粘度配方的一个示例是来自Kuraray的AQ-4104。
如上所述，浸渍组合物可包含大量的纳米晶体纤维素、“NCC”(或“CNC”)、或NCC与淀粉或PVOH的共混物，并且被调节至适合浸渍的粘度。由于NCC是一种纤维素，并且还可以提供良好的氧气阻隔性能，因此它在包装中构成了一种有吸引力的未来阻隔材料，尽管目前它可能是批量使用的成本效益较低的替代品。
纳米结晶纤维素，NCC，是纳米纤维素的一种形式，但与“微原纤纤维素”、“MFC”(CMF)或“纳米原纤纤维素”、NFC(CNF)不同。虽然术语“MFC”通常可能错误地用于所有类型的原纤化纤维素，但更科学的观点是“MFC”应表示至少一个维度小于100nm的纳米级纤维素颗粒纤维或原纤维或原纤维聚集体。
因此，MFC可以含有较长的颗粒，所谓的“原纤维”，其宽度为10-100nm，长度为至少1μm，例如高达10μm，例如长于10μm。
MFC和NFC都具有50或以上的纵横比，而NCC可被定义为具有低于50的纵横比，例如根据TAPPI规范WI3021草案。
术语“NCC”用于较短的颗粒和“棒状”颗粒，其宽度为3-50nm，长度为100至1000nm，例如100至900nm，例如例如100至500nm，例如100至200nm。为了浸渍和填充成形纸中的孔的目的，NCC的优选尺寸可以是100至500nm长度，例如100至200nm并且具有3至50nm的小宽度，这意味着组合物中的大多数NCC颗粒应具有该尺寸。
在一个实施方案中，浸渍聚合物的量为干重1至2g/m2。虽然顶侧可能需要浸渍至少1.5或2g/m2的聚合物，但背面可以不浸渍。浸渍组合物可基本上仅包含水和浸渍聚合物。
根据背面纤维素纤维类型的选择，背面也可以被浸渍。聚合物可以完全浸渍穿过整个纸张厚度的纤维素空隙，或者仅部分地浸渍到纸张的厚度部分中，或者浸渍到纸张厚度的中心/中间。对于高密度纸基材的最佳气体阻隔贡献，据信需要聚合物尽可能多的浸渍。然而，为了使纸在使用后可用于回收过程，浸渍聚合物的量可能需要与纸的再制浆性能相平衡。还可以优选浸渍纸的两面，以避免干燥的纸基材卷曲而在随后的涂覆和层压操作中引起问题。
因此，“浸渍”是指浸渍组合物和浸渍聚合物在很大程度上已经渗透纤维卷材，即在很大程度上已经渗透纸基材的纤维素纤维。然而，这并不一定意味着纤维卷材在其厚度方向上已经完全被聚合物饱和。因此，高密度纸可能包括未填充的孔，尤其是在中间。这里也参考下面关于图1f的讨论。因此，通过高密度纸横截面的SEM图像可以确定浸渍聚合物已经渗透纤维卷材而不是在表面上形成涂层。因此，用包含0.3至4.0g/m2、例如0.3至3.0g/m2量的浸渍聚合物的浸渍组合物浸渍高密度纸基材和纤维卷材。
为了促进聚合物的施用和浸渍，其是水溶性的或水分散性的。
贯穿高密度纸基材的厚度的浸渍聚合物的程度和深度可以通过获取纸的切片样品并在SEM显微镜中研究它们来研究。可以使用例如冷冻切片机来完成切片。
浸渍组合物中使用的聚合物的类型可以通过FTIR光谱法或FTIR与其他光谱法的组合来确定。
用于本发明的高密度纸基材可以由纤维素纤维形成，所述纤维素纤维包含按干重计至少50％的化学纸浆，例如牛皮纸浆或亚硫酸盐纸浆，例如按干重计至少75％的化学纸浆，例如按干重计至少85％的化学纸浆，例如按干重计至少90％的化学纸浆，例如按干重计至少95％的化学纸浆。硫酸盐或亚硫酸盐纸浆用于获得足够坚韧的纸张，用于下游工艺，例如涂覆(可以高速进行)，也用于最终包装的转换和使用。
硫酸盐/牛皮纸浆可以是优选的，因为它被广泛地大量生产。然而，亚硫酸盐纸浆也可以是有用的，因为它通常比硫酸盐纸浆更容易精炼。使用亚硫酸盐纸浆可以获得更高程度的纤维溶胀，从干燥的角度来看这是一个缺点(干燥过程中的能量需求更高)，但从密度的角度来看是一个优点(溶胀改善了纤维的顺应性，从而产生更致密的纸页)。牛皮纸浆有利于改善回收中的再制浆以及纤维的一般脱水。亚硫酸盐纤维通常具有较高比例的精制纤维，这可能会产生稍微相反的效果，具体取决于精制的深度和程度。根据本发明的一个实施方案，牛皮纸浆因此可以是优选的。
高密度纸基材可由纤维素纤维形成，所述纤维素纤维包含按用于形成高密度纸的纸浆干重计35-100％，例如35-80％，例如40-70％的软木纸浆，按用于形成高密度纸所用纸浆的干重计0-65％，例如20-65％，例如30-60％的硬木纸浆和任选0-15％，例如0-10％的CTMP纸浆。因此，高密度纸基材可以由纤维素纤维形成，所述纤维素纤维包含按用于形成高密度纸的纸浆的干重计35-80％，例如40-70％的软木纸浆，按用于形成高密度纸的纸浆的干重计20-65％，例如30-60％的硬木纸浆，和任选0-15％，例如0-10％的CTMP纸浆。
包含硬木纸浆的好处是其在精炼期间相对容易塌陷，同时其仍允许在造纸机的网部中有效脱水。包含软木纸浆的好处是改善造纸机的运行性能以及所得纸张的有益的强度/韧性特性。后者的特性可以通过对软木纸浆进行高浓度(HC)精炼来改善。
此类纸浆组合物对于造纸过程中的再循环再制浆和一般脱水性能以及对于高质量的循环纤维可能是有利的。当软木纸浆的比例相对较高时，例如至少60％，例如至少70％，如果在纸的制造中，所用纸浆的根据ISO5267-1:1999测量的Schopper-Riegler(SR)数是25至35是有利的。这样的SR值可以促进足够高的密度，而不引起脱水和/或回收中的问题，并且可以通过调节低浓度(LC)精炼的程度来获得。
如果SR数高于35，则难以在成形部中以足够的速度对稀释纸浆进行脱水。如果SR值低于25，最终产品的性能通常较差。如果稀释纸浆的浓度高于0.9％，则对于生产用于本发明的浸渍高密度纸基材而言，存在纸太多孔且纸表面太粗糙的风险。
当配料中硬木浆的比例相对高时，例如按干重计至少65％硬木浆，例如按干重计至少75％硬木浆，根据ISO5267-1:1999测量的Schopper-Riegler(°SR)数可以为33至45。这样的SR值可以促进足够高的密度，而不会导致脱水和/或再循环中的问题，并且可以通过调节低浓度(LC)精炼的程度来获得。
纸浆可被稀释至0.1％-0.5％的浓度，例如0.1％-0.4％，以减少纤维絮凝，这降低了最终形成的纸的孔隙率。
优选地，用于高密度纸基材的软木纤维已经经过高浓度(HC)精炼，使得纤维在高密度纸基材中获得一些固有的延展性或拉伸性。
当使用软木纸浆时，其可因此经历高浓度(HC)精炼，即以20％-40％、例如25％-38％的浓度精炼，即干纤维在纸浆中的重量浓度。HC精炼步骤的比能可以是至少100kWh/吨，例如至少150kWh/吨，例如150-300kWh/吨。单位中的“吨”是指干纤维的吨数。
纸浆可以被漂白。从而降低了最终包装中可能引起污染和/或气味的元素或化合物的浓度。
因此，高密度纸可以通过提供包含至少50％干重的化学纸浆(例如牛皮纸浆或亚硫酸盐纸浆)的纸浆来形成，其具有25至50、例如25的至45，例如25至35的Schopper-Riegler，将纸浆稀释至0.1至0.9％的低浓度，并在成形部中由稀释的纸浆形成纸卷材，并在压榨部中对成形的纸卷材进行脱水，以得到获得中间干物质含量。纸浆可包含按干重计小于10％，例如小于5％的颜料或无机填料，例如小于3％，例如小于1％，例如按干重计几乎不含颜料或无机填料，进一步提高再制浆性和脱水性能。用作助留剂的二氧化硅或膨润土，通常每吨干纸浆的用量小于1千克，不被视为无机填料。因此，根据ISO2144:2015，纸浆的灰分含量优选小于5％，例如小于3％，例如小于1％。
然后将形成的纸卷材在干燥部中干燥，并可干燥至4％至7％的低水分含量，用于随后在施胶压榨或薄膜压榨操作等中，用包含水可溶性或水可分散性聚合物的水性组合物进行表面浸渍。浸渍前水分含量的降低使得可以填充卷材的孔隙。
浸渍步骤可包括将包含浸渍聚合物的水性组合物添加到纸基材的每一侧。在60℃下测量的水性组合物的粘度可以是55-90mPa*s。这种相对低的粘度有利于聚合物渗透到纤维卷材中。水性组合物中浸渍聚合物的浓度优选为7.0％-13.0％(w/v)，例如8.0％-12.0％(w/v)。
60℃粘度测量优选使用配备有3号转子的Brookfield旋转粘度计在100rpm下进行。
为了促进致密化和浸渍，随后将浸渍纸干燥至水分含量为10-30％，例如11-20％，例如在包括至少两个加热压区的压延单元中进行压延之前，通过加热滚筒或通过热空气进行。压延操作可以在至少一台超级压延机中进行，该超级压延机具有8至20个压延辊，例如9至19个辊，例如11至17个辊，以及一些水分，例如水分含量为11至20％，可以在压延操作之前再次施用于纸卷材。超级压延步骤的总压区脉冲可以是至少600kPa*s。加热压延辊的表面温度可以为120-160℃。
纸卷材的水分含量有利于压延操作，从而在最终纸中提供增加的密度、降低的孔隙率和改进的表面性质。
在浸渍操作之前不进行压延。
在压延期间，纸被干燥。通过在压延后立即(即在卷取之前)进行额外干燥，可以实现过度干燥。空气干燥器可用于这种额外的干燥。通过这种设置，可以实现低于4％的水分含量，这对于随后执行的涂覆操作(例如气相沉积涂覆操作)可能是有利的。
为了获得形成氧屏障的纸，孔的数量和尺寸必须显著减少。通过对纸浆的广泛精炼，纤维结合程度将增加，从而降低孔隙率。通过如此广泛的精炼生产的防油纸具有足够低的孔隙率以提供油脂屏障。因此，防油纸被视为附加气体阻隔涂层的潜在基材或载体。然而，所得纸浆具有高脱水阻力并且需要长时间进行浆料脱水，并且其制造过程成本高并且在再制浆和回收过程中是不期望的。另外，气体阻隔性贡献特性也需要进一步改善。对于羊皮纸来说也是如此，羊皮纸在其制造过程中通过硫酸浴获得糊化纤维，这使得纤维不易脱水和再浆化，而且羊皮纸获得不期望的脆性。
填充纤维纤维素材料中的空隙的不同方法是使用微原纤纤维素(MFC)作为片材或薄膜中纤维素材料的主要成分，其也提供一些氧气阻隔性能。然而，此类材料的脱水阻力也很高，这可能在制造和回收过程中引起类似的问题。因此，为了本发明的目的，不希望使用在纸制造中的纸浆中包含大量MFC或其他类型的纳米纤维素的高密度纸。此外，MFC不适合作为成型且干燥的纸的浸渍组合物，因为它在水性组合物中形成凝胶，而不是溶液或低粘度分散体。
因此，无需大量的低浓度(LC)精炼即可获得本公开的高密度纸，这提高了造纸过程的速度(并降低了其能量消耗)并有利于回收。这种相对有限的精炼可以通过再制浆后测量的滤水性来反映。
高密度纸基材的纤维素纤维可以表现出根据ISO5267-2:2001测量高于200ml、例如200ml至500ml、例如220ml至450ml、例如300ml至450ml的加拿大标准游离度CSF值，在根据维美德再浆化方法在HD400型维美德碎浆机中进行再浆化之后。维美德再浆化方法包括将0.5千克风干高密度纸的再浆化，将其切成90x90毫米(0.09x0.09m)的片，与15升水在57摄氏度下在转速3000rpm的维美德碎浆机中20分钟。所研究的高密度纸张基材的CSF值与现有技术中最知名的纸张的CSF值显著不同，现有技术中的最知名的纸张包含较高含量的精制纤维以在纸张中提供更致密、即孔隙更少的纤维结构。
以不同的方式表达，作为滤水性值，在根据ISO5263-1:2004的标准方法再制浆后，高密度纸基材可提供根据ISO5267-1:1999测量的30至50，例如33至50，例如35至45的Schhopper-Riegler(°SR)数。在这种情况下，所研究的高密度纸的SR值显著低于现有技术中使用的纸基材的SR值。
CSF和SR值均测量纤维素纤维纸浆中纤维的脱水性能，并表明从高密度纸基材再制浆和回收纤维以及由此从包括纸基材的层压包装材料再制浆和回收纤维的容易或困难程度。
按照同样的推理，根据ISO5263-1:2004再制浆后，由纤维素纤维形成的高密度纸基材可提供用L&WFibretester+(ABB，Lorentzen&Wettre，瑞典)根据ISO16065-2:2014测量的小于40％，例如小于35％，例如小于32％的平均细粉含量，其中细粉定义为短于0.2mm的纤维颗粒。再制浆后的细粉含量，例如防油纸通常会更高，例如高于40％，例如至少高于35％，因为这种纸的制造过程使用具有高精制纤维含量的纸浆。平均细粉含量的典型下限是15％或20％。
根据一个实施方案，使用高密度纸基材，其从顶侧浸渍并随后压延至顶侧表面的粗糙度根据SS-ISO8791-2:2013测量低于100ml/min Bendtsen，例如低于80ml/minBendtsen，例如7至80ml/min Bendtsen，例如7至50ml/min Bendtsen，例如7至30ml/minBendtsen，例如7至25ml/min Bendtsen，例如7至20ml/min Bendtsen。典型的下限可能是5或7ml/min Bendtsen。
较低的表面粗糙度为随后施加的相邻层和涂层提供了完美的界面，同时减少了涂层的缺陷数量，例如针孔和不均匀性。因此，涂层或另外的层可以以更高的质量、或以更低的厚度、或两者来制造。对于气体阻隔涂层的相同涂层厚度，因此在涂层本身中获得更好的氧气阻隔性能。
表面粗糙度的不同测量是Parker印刷表面(PPS)粗糙度，其应表现出诸如根据SS-ISO8791-4:2013测量的1.0至2.0μm范围内的值，例如1.2至1.8μm。
此外，高密度纸基材的根据ISO5636-5:2013的格利值可以高于220秒。其意义在于，高密度纸基材的表面是封闭的，即它不会在表面的纤维之间截留任何空气或氧气。
浸渍步骤优选通过施胶压榨机或薄膜压榨机进行。薄膜压榨机是最优选的设备。如果薄膜压榨机是双面型的，则也可以进行纸卷材的背面浸渍，以进一步降低最终提供的高密度纸基材的孔隙率，和/或用于卷曲控制。薄膜压榨机可以是OptiSizer Film(维美德)或SpeedSizer(Voith)。薄膜压榨后，将卷材干燥至水分含量为12％-25％，优选约15％。该干燥优选通过非接触式干燥进行，优选使用热空气，直到底漆不粘附到热金属表面，然后通过蒸汽加热的滚筒干燥。由于浸渍组合物仅从纸的一侧浸渍，纸可能会卷曲。因此，从纸的两面进行浸渍可以更好地提供扁平平衡的高密度纸基材。
因此，高密度纸基材还可在纸的相反的背面表面处用浸渍组合物浸渍，所述浸渍组合物包含选自与纸的顶侧表面相同的组的浸渍聚合物。因此可以从背面浸渍纸并随后压延至背面表面的粗糙度根据SS-ISO8791-2:2013测量的低于200ml/min Bendtsen，例如低于150ml/min Bendtsen。
因此，在高密度纸的顶侧表面处的浸渍聚合物的量可以为基于干重0.3至4g/m2，例如0.3至3g/m2，例如0.3至2g/m2，例如0.5至3g/m2，例如0.5至2g/m2。
浸渍组合物可包含选自聚乙烯醇，PVOH和乙烯乙烯醇，EVOH的水溶性或水分散性浸渍聚合物，任选地进一步包含交联剂，例如乙二醛，其重量比为100:3至100:12。优选地，浸渍组合物是具有低分子量并因此具有低粘度的聚合物的水溶液。PVOH合适配方的例子是可乐丽(Kuraray)的低粘度等级EVOH低粘度配方的一个例子是可乐丽(Kuraray)的AQ-4104。PVOH的水解度应尽可能高，例如98％或99％，并且低分子量的PVOH同样对于最佳可能的浸渍效果可能是优选的。在另一个实施方案中，浸渍聚合物可以是淀粉或淀粉衍生物，例如壳聚糖等的水溶液。由于对纤维素具有良好的亲和力，阴离子淀粉溶液是合适的。
在一个实施方案中，用于高密度纸的背面表面的浸渍聚合物还可以选自聚乙烯醇，PVOH和乙烯乙烯醇，EVOH的水溶液，任选还包含交联剂，例如乙二醛，例如PVOH与乙二醛的重量比为100:3至100:12，例如100:3至100:8。
在另一个实施方案中，用于高密度纸的背面表面的浸渍聚合物可以是淀粉或淀粉衍生物例如壳聚糖等的水溶液，以提高纸基材A的再制浆性。另一个优点是，当卷绕在卷轴上进行运输和储存时，纸基材背面不会粘住顶表面。
除了浸渍聚合物之外，浸渍组合物还可以包含少量选自由粘土(例如膨润土、高岭土或重晶石)和滑石、CaCO3或二氧化硅颗粒组成的组中的无机颗粒。为了更好的浸渍性能，颗粒尺寸应当尽可能小，但仍然可以支持与浸渍组合物的浸渍粘合剂聚合物一起填充纤维素纤维之间的空隙。
浸渍组合物可以在其厚度方向上完全或至少部分地渗透纸基材卷材。浸渍可以从纸的顶侧和背面进行，部分或完全进入纸的中心。
在一个实施方案中，高密度纸基材的克重可以为30至65，例如35至60g/m2，例如35至50g/m2，例如35至45克/m2。
高密度纸基材的厚度可为35至65μm，例如35至60μm，例如35至50μm，例如35至45μm。
已经看出，对于一些用途，例如对于湿的或液体的或粘性的产品的液密包装，使用尽可能薄的高密度纸基材可能是有利的，因为这样可以在相邻的液密层或可热密封层中使用更少的聚合物。
根据具体实施方案，可以使用具有顶层和底层(即两层构造)的高密度纸基材。通过这种高密度纸基材，其性能可以更好地根据其需要定制。在这种结构中，顶层的特性可以定制为接收另一个阻挡层，而底层的特性可以定制为用于强度/韧性。或者，顶层可以定制用于印刷，而底层则涂覆有另外的层。硬木浆可以提供用于印刷的改进的表面或另一个阻隔层。软木浆可改善造纸机的运行性能并在所得纸产品中提供有益的强度/韧性特性。
例如，顶层可以由按干重计至少50％的硬木浆形成，例如按干重计至少65％的硬木浆，例如按干重计至少75％的硬木浆，以使得能够浸渍和压延的高密度纸的顶侧表面更加致密和光滑。
另一方面，底层可以由按干重计至少50％的软木浆形成，例如按干重计至少65％的软木浆，例如按干重计至少75％的软木浆。这可以实现更容易的脱水和再制浆性能，或者可以简单地使纸张的制造成本更便宜。如果还需要浸渍这样的背面表面，则可能需要更大量的浸渍组合物或浸渍聚合物。
双层高密度纸可以包括以下方法步骤，其中第一金属丝用于形成成为顶层的第一卷材，并且第二金属丝用于形成成为第二层的第二卷材，并且其中第一卷材和第二卷材叠置在一起。
第一卷材可由第一配料形成，所述第一配料包含按干重计至少50％的硬木浆，例如按干重计至少65％的硬木浆，例如按干重计至少75％的硬木浆。第一配料的流浆箱浓度可为0.12％-0.60％，例如0.18％-0.35％。
根据ISO5267-1:1999测量的流浆箱中的第一配料的Schopper-Riegler(°SR)数可以是33-45。这样的SR值可以促进足够高的密度而不引起脱水和/或再循环问题并且可以通过调节低浓度(LC)精炼的程度来获得。
第二卷材可由第二配料形成，所述第二配料包含按干重计至少50％的软木浆，例如按干重计至少65％的软木浆，例如按干重计至少75％的软木浆。该软木浆优选已经经过高浓度(HC)精炼(合适的比能在上面讨论)。第二配料的流浆箱浓度可为0.06％-0.40％，例如0.10％-0.25％。
在一个实施方案中，第二配料的流浆箱浓度低于第一配料的流浆箱浓度。
根据ISO5267-1:1999测量的流浆箱中的第二配料的Schopper-Riegler(°SR)数可为25-35。这样的SR值可以促进足够高的密度而不引起脱水和/或再循环问题并且可以通过调节低浓度(LC)精炼的程度来获得。
优选地，配料包含小于2重量％的无机填料，例如小于1干重％的无机填料，例如基本上不含无机填料。
在两层纸的制造中，在将顶层和底层压在一起之前，可以任选地施加另外的中间涂层或添加淀粉或PVOH。
高密度纸基材的密度可为1050至1500kg/m3，例如1100至1400kg/m3，例如1100至1300kg/m3。包含水溶液中的聚合物的浸渍组合物有助于在随后压延和干燥时将纤维网络锁定在锁定位置。通过使用这种纸基材，纸的致密化提供了直接和间接的气体阻隔，并且是本发明成功结果的关键。
高密度纸基材在纵向(MD)上可具有根据ISO1974:2012测量的至少4.1mNm2/g、例如至少4.4mNm2/g的抗撕裂指数。
此外，高密度纸基材在横向(CD)上可具有根据ISO1974:2012测量的至少4.9mNm2/g、例如至少5.3mNm2/g的抗撕裂指数。MD和CD的典型上限可分别为6.5mNm2/g和7.5mNm2/g。因此，纸具有较高的抗撕裂性，也表明较低的脆性，这有利于层压中纸的转换和处理以及层压包装材料的一般性能。
高密度纸基材的拉伸刚度指数在MD上可为10至15kNm/g并且在CD上可为3至7kNm/g。因此，当纸用作包装材料中的层时，纸可以对最终包装的刚性做出有效的贡献。在本公开中，拉伸刚度指数根据ISO1924-3:2011测量。
高密度纸基材的拉伸强度指数在MD上可为至少90Nm/g，例如至少100Nm/g，并且在CD上为至少35Nm/g，例如35Nm/g到。在本公开中，拉伸强度指数根据ISO1924-3:2005测量。
较高的拉伸强度指数可表明纸基材可用于承受涂覆和层压操作期间的卷材处理力。
优选地，在不牺牲强度例如拉伸强度和撕裂强度的情况下获得有益的阻隔和再循环性能。
一种用于氧敏感产品的层压包装材料中的气体阻隔材料的经涂覆的高密度纸基材，可以通过使用高密度纸基材的上述实施方案中的任一个来提供，其中其顶部-侧表面具有至少一种气体阻隔材料的至少一层涂层，总涂层厚度为2至4000nm，例如2至3500nm。当包含此类涂层的用过的层压包装材料在现有纤维素纤维回收流中回收时，此类薄涂层不会产生废品或废物，并且相对于它们提供的益处，它们不会进一步消耗太多材料。
根据一个实施方案，高密度纸基材的顶侧表面可被涂覆至100至5000nm(0.1至5μm)、例如100至4000nm(使用气体，例如从0.1至4μm)，例如从300至3500nm(从0.3至3.5μm)，例如从300至2500nm(从0.3至2.5μm)的干涂层厚度，其具有阻隔材料，所述阻隔材料包含选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组的聚合物，例如选自由聚乙烯醇、PVOH和乙烯乙烯醇、EVOH，并且进一步选自淀粉和淀粉衍生物、纳米原纤纤维素/微原纤纤维素，NFC/MFC、纳米晶纤维素、NCC、及其两种或更多种的混合物组成的组。这种薄涂层是通过水性气体阻隔组合物中包含的气体阻隔材料的分散体或溶液涂覆并随后干燥而获得的，并且不能通过任何替代方法(例如挤出涂覆)以如此薄的涂层厚度施加。聚合物和物质可以作为除水之外的有机溶剂中的溶液或分散体应用，但此类方法通常与提供未来环境可持续的包装材料无关。
在一个优选实施方案中，将0.5至3.5g/m2、例如1至3g/m2的PVOH涂层施加到高密度纸基材的顶侧表面上。
此外，当气体阻隔材料涂层通过涂覆并随后干燥阻气组合物的分散体或溶液而形成时，还包含层状化合物，例如纳米尺寸层状粘土、滑石或CaCO3。
根据另一个实施方案，经涂覆的高密度纸基材在其顶侧表面上具有选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳涂层的气体阻隔材料的气相沉积涂层。更具体地，气相沉积涂层可以选自由铝金属化涂层和氧化铝AlOx组成的组。优选地，它是铝金属化涂层。
在另一个实施方案中，经涂覆的高密度纸基材在其顶侧表面上具有通过涂覆水性气体阻隔组合物的分散体或溶液并随后干燥而形成的第一气体阻隔材料涂层，并且进一步气相沉积气体阻隔材料涂层，所述气体阻隔材料由选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳的气体阻隔材料形成，施加在第一涂层上。
涂覆的高密度纸基材，其中气体阻隔材料通过气相沉积涂覆到纸基材的顶侧表面上，并且施加至2至80nm，例如2至50nm，例如2至45nm的厚度。
还可以提供涂覆的高密度纸基材，其中纸基材的背面也涂覆有至少一种如以上实施方案中任一个所定义的气体阻隔材料的涂层。
最终涂覆到高密度纸的顶侧表面上的气相沉积阻挡涂层通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)例如通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来施加。
一般而言，低于5nm，阻隔性能可能太低而无法使用，并且高于200nm，例如高于100nm，例如高于50nm，取决于气相沉积涂层的类型，阻隔涂层可能较小柔性，因此当应用到柔性基板上时更容易破裂，并且成本也更高。
气相沉积涂层的其他实例是氧化铝(AlOx、Al2O3)和氧化硅(SiOx)涂层。一般来说，此类氧化物的PVD涂层更脆，不太适合通过层压结合到包装材料中，而金属化层作为例外，尽管是通过PVD制成的，但确实具有适合层压材料的机械性能。
通常，由于所使用的金属化涂层工艺的性质，铝金属化层固有地具有由氧化铝组成的薄表面部分。
在一个实施方案中，这样的铝金属化层已被施加至1.8至2.5、优选1.9至2.2的光密度(OD)。当光密度低于1.8时，金属化膜的阻隔性能可能太低。另一方面，在高于2.5时，金属化层可能会变脆，并且由于在较长时间内对基材膜进行金属化时的热负荷较高，因此金属化过程中的热稳定性会较低。涂层质量和附着力可能会受到负面影响。
可以通过等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)施加其他涂层，其中在或多或少的氧化环境下将化合物的蒸气沉积到基材上。氧化硅涂层(SiOx)也可以例如通过PECVD工艺来施加，并且然后可以在某些涂层条件和气体配方下获得非常好的阻隔性能。
DLC定义了一类无定形碳材料(类金刚石碳)，其表现出金刚石的一些典型特性。优选地，烃类气体，例如乙炔或甲烷用作等离子体中的工艺气体，用于生产通过PECVD真空工艺施加的非晶氢化碳阻挡层涂层，即DLC。在真空下通过PECVD涂覆的DLC涂层可为层压包装材料中的相邻聚合物或粘合剂层提供良好的粘附力。使用聚烯烃且特别是聚乙烯和基于聚乙烯的共聚物获得对相邻聚合物层的特别良好的粘合性。
因此，第三方面的用于包装氧敏感产品(例如氧敏感食品以及液体、半液体和粘性食品或水)的层压包装材料包含如第一方面的实施方案中的任一项中所定义的高密度纸基材，或根据第二方面的实施方案中的任一个的涂覆的高密度纸基材，并且还包括液密材料的第一最外层和液密材料的第二最内层。第二最内层还可以是液密的、可热密封的材料。
层压包装材料还可包括纸或纸板或其他纤维素基材料的主体层，并且具有层压在主体层和第二最内层之间的高密度纸基材或经涂覆的高密度纸基材。
当高密度纸基材也涂覆有气相沉积涂层时，其通常还向涂覆纸添加一些进一步的水蒸气阻隔性能，通常不需要向总层压结构添加另外的气体或水蒸气阻隔材料层。
当高密度纸基材的顶侧表面具有通过涂覆并随后干燥水性气体阻隔组合物(例如PVOH)的分散体或溶液而形成的第一气体阻隔材料涂层时，并且还具有将选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳的气体阻隔材料的气相沉积涂层，例如铝金属化涂层，施加到第一涂层上，获得非常好的材料，其可用于替代微米厚度(大于5μm，例如6μm)的传统铝箔，作为层压包装材料中的单一氧气阻隔材料。
在另一实施方案中，高密度纸基材或经涂覆的高密度纸基材可以通过0.5至5g/m2的中间粘合组合物层压至主体层，所述中间粘合组合物包含选自由丙烯酸类聚合物和共聚物、淀粉、淀粉衍生物、纤维素衍生物、醋酸乙烯酯的聚合物和共聚物、乙烯醇的共聚物、以及苯乙烯-丙烯酸胶乳或苯乙烯-丁二烯胶乳的共聚物组成的组的粘合剂。如此低量的中间粘合组合物只能通过聚合物粘合剂的水分散体或溶液涂覆来施加，而不可能通过聚合物熔体的挤出涂覆或挤出层压来施加。由于待粘合层的表面均由纤维素制成，因此湿式层压是通过将水性介质吸收到各自的纤维素层中来进行的，从而在两层之间的界面处形成薄而干燥的粘合层。
层压包装材料可具有层压在高密度纸基材或涂覆的高密度纸基材与第二最内液密材料层之间的预制聚合物膜，以改善层压包装材料的机械性能的鲁棒性。预制薄膜具有其制成该膜的聚合物的较高取向度，因此具有与相同或相应聚合物的仅挤出涂覆或挤出层压的层不同的机械性能。因此，通过将这样的膜结合到结构中，层压材料可以变得更强并且更好地抵抗材料的任何下游坚韧处理。最好避免在材料中使用此类预制薄膜，因为从材料采购的角度和层压操作的角度来看，它们都会增加成本。预制薄膜可以具有不同的机械性能，并且范围可以从仅通过挤出流延薄膜获得的双轴取向的坚韧薄膜到通过吹膜和在该过程中发生的固有聚合物取向或具有额外的后续取向而制造的薄膜。然而，优选使用仅挤出涂覆或挤出层压的聚合物材料。
液密、可热密封材料的第二最内层可以是聚烯烃，优选低密度聚乙烯、LDPE和茂金属催化的线性低密度聚乙烯、m-LLDPE的共混物。这是目前最常用于最内层的聚合物类型，以实现最佳平衡的液密性和热密封性，并产生热密封包装容器的最佳包装完整性。通过仔细选择该层的成分，可以将该层中的聚合物的量优化为尽可能低，同时仍然生产出坚固且可靠的填充有产品的包装。
在一个实施方案中，第二最内液密、可热密封材料层可以是或包括预制聚合物膜，该膜包括可热密封热塑性聚合物材料和任选的另一材料层，其用于提供层压包装材料的机械性能的改进的稳健性。
在一个具体实施方案中，层压包装材料可具有层压在高密度纸基材或涂覆的高密度纸基材的内侧上的预制聚合物膜基材，即在纸基材的一侧上，其与层压到主体层的一侧相对，其中预制聚合物膜基材具有选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳涂层的气体阻隔材料的气相沉积涂层。
根据不同的具体实施方案，层压包装材料可以具有层压在纸质基材的内侧或涂覆的高密度纸质基材的内侧上的预制聚合物膜基材，即在纸质基材的相对于层压至主体层的一侧，其中预制的聚合物膜填充有无机层状化合物以向聚合物膜提供气体和蒸汽阻隔性能。
根据又一具体实施方案，层压包装材料可以具有层压在高密度纸基材或涂覆的高密度纸基材的内侧上的预制聚合物膜基材，即在高密度纸基材的一侧上，其与层压至主体层的一侧相对，其中预制聚合物膜已被气体阻隔材料涂覆并随后干燥，该气体阻隔材料通过将气体阻隔材料组合物分散或溶解而获得，形成的干涂层厚度为100至4000nm(0.1至4μm)，例如300至3500nm(0.3至3.5μm)，例如300至2500nm(0.3至2.5μm)。
先前列出的具体实施方案中的任一个的目的是当仅使用高密度纸基材本身作为层压结构中的气体阻隔材料时，或当使用经涂覆的此类高密度纸基材，或者其中所施加的涂层仅提供一些气体阻隔性能，或者当涂层仅具有湿敏气体阻隔材料时，将补充性能添加到层压包装材料中。通过将涂覆的高密度纸层压到另外的聚合物膜上，这增加了一些进一步的防潮氧气阻隔性能，或至少水蒸汽阻隔性能，至少两种不同的气体阻隔材料可以相互作用以给总层压结构提供进一步增强的总阻隔性能。高密度纸基材和另外的阻隔膜之间必要的粘合层确保了这种增强的阻挡性能，并且可以将它们提升到协同水平，因为中间的粘合层在层压结构中充当“缓冲垫”和另外的“气体或蒸汽迁移阻止器”。
外层和最内层的液密层以及层压结构内部的层压层通常不会对迁移的气体分子或小分子增加高阻隔性能。它们的目的是提供直接屏障，防止液体形式的水渗透到基于纤维素的主体材料和其他纸层。液体阻挡层还可以防止水蒸气迁移到纤维素上使其变湿，但不能将层压结构的水分含量保持在零或“干”纸的低水平(在环境温度(即23摄氏度和50％相对湿度(RH)的环境中)下约7-8％)。填充液体的包装容器的层压纸盒材料中的水分含量通常相当高，并且会发生穿过材料的迁移，除非包括进一步的水蒸气阻挡层，例如铝箔、气相沉积金属化层、其他蒸气沉积涂层、无机材料层或其他高分子材料层。
在先前列出的涉及预制膜的实施方案中的任一个中，预制聚合物膜可包含选自聚丙烯、聚乙烯、其共混物以及乙烯和丙烯和任选的另外的共聚单体的共聚物中的任一种的聚合物。根据另一实施方案，预制聚合物膜可包含选自高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯的聚合物。
在任何先前列出的实施方案中，层压包装材料可以另外包括层压在主体层和第一最外层之间的另外的高密度纸基材或涂覆的高密度纸基材。
在不同的实施方案中，层压包装材料可以替代地进一步包括纸或纸板或其他纤维素基材料的主体层，并且具有层压在主体层和第一最外层之间的高密度纸基材或涂覆的高密度纸基材。
高密度纸基材的顶侧表面可涂覆有可印刷表面涂层，以用于印刷并被引导至层压包装材料中的第一最外层。
或者，高密度纸基材的顶侧表面可以涂覆有铝金属化涂层并且被引导向层压包装材料中的第一最外层。
同时，高密度纸基材在层压包装材料的外侧增加气体阻隔性能和其他阻隔性能，这对于层压包装材料和由层压包装材料制成的用于氧敏感产品的包装容器的功能可能是重要的。
用于本发明的纸或纸板主体层通常具有约100μm至约600μm的厚度，和约100-500g/m2、优选约200-300g/m2的表面重量，并且可以是具有合适包装质量的常规纸或纸板。
对于液体食品的低成本无菌、长期包装，可以使用具有更薄纸芯层的更薄包装层压材料。由这种包装层压材料制成的包装容器不是折叠成型的，更类似于枕形柔性袋。用于这种袋包装的合适的纸通常具有约50至约140g/m2、优选约70至约120g/m2、更优选70至约110g/m2的表面重量。由于本发明中使用的高密度纸基材本身可以对层压材料提供一定的稳定性，因此它可以代替与此类袋材料中的“主体”层相对应的纸层。
高密度纸基材可通过中间粘合剂或热塑性聚合物粘合层粘合至主体层，从而将经阻隔物涂覆的纸的未涂覆表面粘合至主体层。根据一个实施方案，粘合层是聚烯烃层，例如特别是基于聚乙烯的聚烯烃共聚物或共混物的层，其主要包括乙烯单体单元。粘合层可通过将粘合聚合物层熔体挤出层压在主体层的卷材和基于纤维素的基材的卷材之间并且同时将三层压在一起而将主体层粘合到经阻隔物涂覆的基于纤维素的基材，同时被传送通过层压辊辊隙，从而通过挤出层压提供层压结构。
在另一个实施方案中，通过将包含粘性聚合物粘合剂的粘合剂组合物的水分散体湿式施加到待层压的卷材之一，并且当两个纸卷材通过层压辊辊隙前进时，将它们压制在一起，从而通过湿层压提供层压结构，可将经阻隔物涂覆的基于纤维素的基材结合到主体层。在随后的层压过程中，水性粘合剂组合物的水分被吸收到两个纸层的纤维纤维素网络中，并且随着时间的推移而部分蒸发。因此不需要强制干燥步骤。粘性聚合物粘合剂选自包含丙烯酸类聚合物和共聚物、淀粉、纤维素和多糖衍生物、乙酸乙烯酯和乙烯醇的聚合物和共聚物的组。为了获得最佳的环境和可持续性特征，优选来自植物或非化石来源的粘合剂。
用于最外和最内液密层的合适的热塑性塑料是聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯均聚物或共聚物，优选聚乙烯，更优选选自包含低密度聚乙烯(LDPE)、线性LDPE(LLDPE)的聚乙烯、单中心催化剂茂金属聚乙烯(m-LLDPE)及其共混物或共聚物的组。根据一个实施方案，最外面的液密层是LDPE，而最里面的可热密封液密层是m-LLDPE和LDPE的共混组合物，以获得最佳的层压和热密封性能。
如关于最外层和最内层所列出的相同的热塑性聚烯烃基材料，特别是聚乙烯，也适合于层压材料内部的粘合层，即在主体层或芯层之间，例如纸或纸板，以及另外的阻隔膜或片材。在一个实施方案中，热塑性粘合层可以是更简单或常规的聚乙烯层，例如低密度聚乙烯(LDPE)层。
基于聚乙烯的聚合物已经在液体纸盒包装材料领域中使用和优化了很长时间，但是其他液密材料，例如热塑性聚合物材料，用于进一步提供热密封性和热加工性，例如其他聚烯烃，例如其他聚乙烯或聚丙烯，或者例如聚酯，在本发明的主旨内也是可以想到的。因此，在本发明的主旨内，所有类型的生物基此类热塑性材料都是可以想到的，只要仍然必须通过与本发明的用途相关的描述的材料(高密度纸基材)，以及具有经阻隔物涂覆的高密度纸基材来提供单独的气体阻隔性能。
在进一步的实施方案中，第二最内液密的可热密封聚烯烃层是包含与如上所述相同或相似的聚烯烃的预制膜，以改善包装材料的机械性能的稳健性。由于吹膜和膜流延操作中的制造工艺以及可选的后续膜取向操作步骤，此类膜的聚合物获得了与(共)挤出涂覆的聚烯烃层可能获得的不同的性能。因此，这种预制造的聚合物膜有助于层压包装材料的机械坚固性以及由层压包装材料形成和填充的包装容器的机械强度和包装完整性。
根据另一实施方案，层压材料内部的合适的粘合层或连接层，例如主体层或芯层与经阻隔物涂覆的高密度纸基材之间，或最内部的液密层，可热密封层和高密度纸基材之间，可以是所谓的粘合性热塑性聚合物，例如改性聚烯烃，其基于LDPE或LLDPE共聚物或具有含有官能团的单体单元的接枝共聚物，例如作为羧基或缩水甘油基官能团，例如(甲基)丙烯酸单体或马来酸酐(MAH)单体，(即乙烯丙烯酸共聚物(EAA)或乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMAA))、乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EG(M)A)或MAH-接枝聚乙烯(MAH-g-PE)。这种改性聚合物或粘合剂聚合物的另一个例子是所谓的离聚物或离聚物聚合物。优选地，所述改性聚烯烃为乙烯丙烯酸共聚物(EAA)或乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMAA)。
根据上述方法制成的层压包装材料在转变成填充的包装容器时，通过层压结构内的相邻层之间的良好粘合性以及通过提供良好质量的阻隔涂层和阻隔预涂层，通过上述一者或两者结合，提供了良好的完整性。特别是，对于液体和湿食品的包装，重要的是在湿包装条件下也保持层压包装材料内的层间粘合性以及氧气阻隔性能。
根据进一步的实施方案，由层压包装材料形成的包装容器可以被部分密封，填充有液体或半液体食品，并且随后通过将包装材料密封到其自身，任选地与塑料开口或包装的顶部组合来密封。
总之，用于液体食品包装的坚固且可靠的包装，以长期保质期和储存，如本发明所定义，由于高密度纸基材本身提供了改进的性能，可通过在层压包装中使用进一步涂覆有阻隔层或层压到另外的阻隔材料层的高密度纸基材来获得。层压包装材料结构更适合形成折叠成型包装，这既是因为高密度纸基材与气体阻隔材料涂层之间的相互作用和粘附性得到改善，又是因为纸基材本身对气体阻隔性能的贡献得到改善。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的优选实施方案，其中：
图1a-1b示意性地示出了根据本发明使用的高密度纸基材的实施方案的横截面，
图1c-1f示出了高密度纸的表面和横截面的SEM图像，
图2a-2c示出了根据本发明的经阻隔物涂覆的高密度纸基材的示意性横截面图，
图3示出了根据本发明的层压包装材料，包括图2a或2c的经阻隔物涂覆的高密度纸基材的实施方案，
图4示出了根据本发明的层压包装材料，包括图2b或1a或1b的经阻隔物涂覆的高密度纸基材的实施方案，
图5示出了又一种替代的层压包装材料，其包括如图2c示意性所示的经阻隔物涂覆的高密度纸基材，
图6a示意性地示出了用于将基层或阻隔预涂层组合物分散涂覆到基于纤维素的基材上的方法，
图6b示意性地示出了一种方法，用于将热塑性可热密封且液密的聚合物的熔融(共)挤出涂覆到卷材基材上，以形成本发明的包装层压材料的最内层和最外层，
图7a示出了通过使用固体金属蒸发件将物理气相沉积(PVD)涂覆到纸基材或膜上的设备的示意图，
图7b示出了通过磁控管等离子体在纸基材或薄膜上进行等离子体增强化学气相沉积(PECVD)涂层的设备的示意图，
图8a、8b、8c和8d示出了由根据本发明的层压包装材料生产的包装容器的典型实例，
图9示出了如何以连续、卷筒送料、成型、填充和密封工艺从包装层压材料制造此类包装容器的原理，并且
图10示出了两种对比层压包装材料的显著不同的氧气传输结果，包括气体阻隔物涂覆的高密度纸基材作为阻隔材料，其中唯一的不同特征是所选择的高密度纸基材。
实施例
实施例1
1A:纸基材生产(2层纸)
提供两种纸浆：i)来自软木(即松树和云杉的混合物)的ECF漂白牛皮纸浆；以及ii)来自硬木(即桦木)的ECF漂白牛皮纸浆。
使用高浓度(HC)精炼机以225kWh/吨(每吨干纤维的净能量输入)的比能量精炼软木纸浆。然后将HC精制纸浆在混合池中与废纸浆混合，废纸纸浆包括漂白的软木纸浆和硬木纸浆的混合物(大部分废纸来自相同的造纸生产)。这种软木混合物中的破损比例为30％。然后，以75kWh/吨的比能量通过低浓度(LC)精炼对软木基混合物进行精炼。根据ISO5267-1:1999，这种LC精炼产生的Schopper-Riegler(°SR)约为30°SR。
将硬木纸浆单独与相同类型的损纸混合，然后使用85kWh/吨的比能量通过低浓度精炼进行精炼。硬木混合物中的破损比例为20％。LC精制硬木基混合物的Schhopper-Riegler(°SR)值约为38°SR。
向两个纤维流中的每一个添加造纸化学品(4kg/吨阳离子淀粉、0.2kg/吨二氧化硅和0.4kg/吨AKD)。将软木基混合物泵送到两层长网机的底部层流浆箱，而将硬木基混合物泵送到同一长网机的顶层流浆箱。流经每个流浆箱的干质量流量相同，并进行调整以达到涂覆前60g/m2的总克重(即每层30g/m2)。底层流浆箱的垂直切片唇缘为34毫米，顶层流浆箱的垂直切片唇缘为16毫米，这反映了相对较低的流浆箱浓度(底层约为0.12％，顶层约为0.25％)。线速度为600m/min。在专门适用于该产品的造纸机中，线速度可以相当高。
将在长网机上形成的两层以约10％的干燥度铺在一起，并使用真空箔箱进一步脱水至约20％干燥度，然后在具有两个单毡压榨压区的压榨部中进行湿压，其中第一压机的毛毡位于顶侧，而第二压机的毛毡位于底侧。
湿压后，将纸卷材在常规多筒干燥机中干燥以形成水分含量约为5％的纸基材。在卷绕之前，将纸基材在软压区中以20kN/m的线负载进行压延。纸基材的特性列于下表1中。
成形纸的表面部分的SEM图像如图1c所示。
1B:浸渍
来自1A的纸基材在常规薄膜压机中从两侧用含水聚乙烯醇(PVOH)组合物离线浸渍。PVOH的类型是来自Kuraray的Poval 10/98，其在组合物中的浓度为10％(在另一项试验中，浓度为8％，这也提供了良好的结果)。该组合物进一步包含乙二醛(Cartabond TSI)，其量与PVOH的量相比为6重量百分比。乙二醛充当交联剂。组合物的粘度为74mPa*s(在60℃下测量)。PVOH的涂覆量在顶侧为1g/m2，在反面/底侧为2g/m2。反面/底侧使用较高量的PVOH的原因是用于形成底层的纸浆具有较低的SR值(因此，与顶面相比，反面/底面的表面密度较低)。使用热空气将PVOH浸渍的纸基材干燥至水分含量为8％。干燥的PVOH浸渍纸基材的性质列于下表1中。
图1d显示了PVOH浸渍的纸基材的表面部分的SEM图像。如图1d所示，PVOH尚未在表面部分形成薄膜。相反，它已经渗透到纤维卷材中。
在另一项试验中，PVOH的施加量为每侧1.5g/m2，而不是顶侧1g/m2和反面/底侧2g/m2。
1C:超级压延
将来自1B的浸渍纸基材再润湿至15％。将重新润湿的纸送入离线多压区压延机，也称为超级压延机(压区数量为12)。在热辊上使用140℃的表面温度进行超级压延，这可以通过外部感应加热器获得，以获得高密度纸。每个压区中的线载荷为450kN/m。超级压延压区总脉冲约为800kPa·s[#nips×线负载/卷材速度]。热辊的加热使高密度纸干燥。收卷时的水分含量为8％。高密度纸的特性列于下表1中。
高密度纸的表面部分的SEM图像如图1e所示。此外，图1f示出了高密度纸的横截面10f的SEM图像。深灰色区域15是PVOH，浅灰色区域16是纤维。还存在未填充的孔17。因此，高密度纸没有被PVOH饱和。然而，图1f显示大部分PVOH位于纤维卷材内。仅一小部分PVOH存在于表面。
1D:第一参考超级压延
作为参考，根据上述1A生产的纸基材，但使用软木牛皮纸浆并且损纸作为两层中唯一的纸浆，如上述1C中那样进行超级压延(但不浸渍)。所得的性能列于下表1中。
1E:第二参考超级压延
作为参考，由硬木纸浆和软木(干重比40:60)纸浆的混合物形成的机器上光(MG)纸按照上述1C进行超级压延，但是超级压延步骤的总压区脉冲约降低10％。所得的性能列于下表1中。
2A:纸基材(单层纸)
提供了一种单层纸，其用于不同的目的，但通过类似的工艺制造，并且具有类似的性质。单层纸由牛皮纸软木纸浆和牛皮纸硬木纸浆与少量CTMP浆按45:45:10的混合比例混合而成。单层纸从顶侧用聚乙烯醇浸渍，随后压延至约1050kg/m3的密度，所得克重为45g/m2。顶侧表面具有约25ml/min Bendtsen的表面粗糙度。
2B:纸基材(单层纸)
提供与纸基材2A具有相似组成的单层纸。单层纸从顶侧用聚乙烯醇浸渍并压延至约1100kg/m3的密度，最终克重为57g/m2。顶侧表面的光滑度低于15ml/min Bendtsen。
所得性质
对于表1，以下适用：
克重根据ISO536:2012测量，单位为g/m2。厚度根据ISO534:2011测量。密度根据ISO534:2011测量，单位为kg/m3。粗糙度是指本特森粗糙度，根据ISO8791-2:2013测量，单位为ml/min。拉伸强度指数根据ISO1924-3:2005在MD和CD上测量，单位为Nm/g。撕裂强度指数根据ISO1974:2012在MD和CD上测量，单位为mNm2/g。拉伸刚度指数根据ISO1924-3:2005测量。根据ISO5263-1:2004再制浆后，根据ISO5267-1:1999测量°SR。加拿大标准游离度“CSF”是在使用HD400型维美德碎浆机根据维美德再浆化方法再浆化之后根据ISO5267-2:2001以ml为单位测量的。下面更详细地描述维美德再制浆方法。“萨默维尔残留物”以重量百分比定量，测量保留在槽板宽度为0.15毫米的萨默维尔碎片和薄片含量分析仪中的残留物。下面更详细地描述萨默维尔方法。SV残留物含量计算为最初引入的干材料(进入再碎浆机)的干重百分比。干燥的意思是测试材料中的水分含量为0％，因此在称重之前将其烘干。根据ISO5263-1:2004再制浆后，使用L&WFibretester(ABB，Lorentzen&Wettre，瑞典)ISO16065-2测量细粉含量。细粉定义为通过基于图像的纤维分析仪观察到的颗粒长度小于0.2毫米的所有物体。氧气透过率(OTR)是根据ASTM F1927-14在纸张顶侧用20g/m2 LDPE层压后测量的，单位为cm3/m2/24h，0.2atm(21％)氧气。Super Perga 1和2是商用防油纸。WO2017/089508中使用Super Perga 1作为纸基材。
表1
§根据供应商的数据表
¤在每面都浸渍有1.5g/m2 PVOH的高密度纸上进行测试。
*克重为38g/m2而不是32g/m2
**根据实施方案1C超级压延之后(无PVOH浸渍)
如上表1所示，单独的超级压延(高密度)和PVOH浸渍都不会导致真正低的OTR值。例如，超级压延对未浸渍纸Super Perga 2的OTR值影响非常小。相比之下，来自实施方案1B的PVOH浸渍纸基材的超级压延使OTR值(50％RH)降低约70％至远低于10cm3/m2/24h。
维美德再制浆方法如下所述进行。使用HD400型维美德碎浆机对纸张进行再制浆，该碎浆机用于浆料制备，即纤维分解。使用具有三个径向锯齿状叶片的叶轮进行搅拌，叶片尺寸为30×40mm，以3000rpm的速度旋转。将纸切成90x90毫米的碎片。将0.5千克风干纸片与10升水混合，即浓度为5％，并在57℃的温度下在2.5分钟内再浆化。然后加入5升水，提供浓度3.3％，并在57℃的温度下再再浆化17.5分钟。因此总再制浆时间为20分钟。
为了定量萨默维尔残留物，如保留在槽板宽度为0.15mm的萨默维尔碎片和薄片含量分析仪中，将从上述维美德再制浆方法获得的纸浆稀释至小于1％浓度，然后在萨默维尔分析仪中进行分析以获得片状残留物的比例，以重量％计算，以最初引入再制浆操作的烘干材料(即水分含量0％)计算。
纸浆的加拿大标准游离度的测定：将从上述维美德再制浆方法获得的纸浆稀释至约0.3％，并根据ISO5267-2:2001测试加拿大标准游离度。
当进一步涂覆LDPE层时，与现有技术中使用的非浸渍纸相比，浸渍但未涂覆的纸表现出较低的OTR。由于所用的浸渍聚合物对湿气敏感，因此这些性能会随着湿气含量(80％RH)的增加而恶化。
示例2
提供层压包装材料，其包含如实施方案1的浸渍的高密度纸基材2B，其进一步用1g/m2的PVOH涂覆到纸基材的顶面上两次，并且在每次涂覆后干燥。使用德国PreSens GmbH的氧探针PSt9通过荧光法测量层压材料的氧透过率。根据该方法，将待分析的扁平样品放置在用干燥氮气冲洗的单元上，探针也位于其中。圆形单元截面的面积为68cm2(0.0068m2)。未指向电池的样品表面面向环境空气，即23℃和50％RH下的0.21％氧气。通过使用探头读取的氧气浓度，根据ASTM F3136-15计算氧气透过率。单位以毫升/样本的形式提供。
用类似的纸进行比较测试，其克重为39g/m2，密度为974kg/m3，主要包含来自软木的硫酸盐(牛皮纸)纸浆纤维，经过精制以提供低孔隙率，但不如传统的防油纸精致。对比纸经过超级压延并具有约33ml/min Bendtsen的顶侧表面光滑度。
层压包装材料具有层结构：
/LDPE 12g/m2/80mN液体纸板/LDPE 20g/m2/具有2x PVOHá1g/m2/Adh的纸基材EAA共聚物6g/m2/共混物LDPE+m-LLDPE 19g/m2/
通过这种替代的氧气传输测量方法，可以研究平面材料在折叠和再次展开材料之前和之后的氧气阻隔性质。折叠角度为165度并且阻挡层被引导至折叠的外侧。测量值是测量的5个样品的平均值。
结果显示在图10的图表中，证明包含PVOH涂覆的参考纸基材的层压包装材料的折叠，其未浸渍，但在关于密度和表面粗糙度的其他方面的性质相似，并且其表现出一些固有的氧气阻隔性，导致其氧气阻隔性能的损失，而包含浸渍的高密度纸的层压包装材料的氧气透过率在一次折叠操作后基本保持不变。根据ASTMF1927-14进行正常平面样品测试，参见参考纸的示例3，当在其顶侧涂覆20g/m2 LDPE时，其氧气透过率约为34cc/m2/天/0.2atm，23℃，50％ RH，而样品纸，即来自示例1的纸2B，经测量具有相应的OTR值为9.3。由于参考纸中的氧气阻隔性能水平较低，因此主要损失主要来自PVOH聚合物涂层。另一方面，在纸2B的情况下，PVOH涂层中的任何损坏都可以通过浸渍纸基材来补偿，最有可能通过在纤维素材料中包含一些具有固有气体阻隔性能的其他PVOH的组合效应来补偿，并且事实上，浸渍聚合物完全填充了纤维素材料的空隙或孔，使得氧分子不能仅仅通过纤维之间的纸材料扩散，而是通过浸渍和孔填充遇到一些阻力，即“阻隔”材料。
示例3
如示例1所述，将根据1C和2A的浸渍高密度纸进一步分散涂覆两次，并进行中间和随后的干燥操作，以提供3g/m2的PVOH并金属化至约2的光密度。然后根据层结构生产层压包装材料。
/LDPE12g/m2/纸板80mN/LDPE 20g/m2/纸基材+PVOH+met/粘合剂EAA共聚物6g/m2+29g/m2共混物LDPE+mLLDPE/
包装在TetraE3/CompactFlex灌装机中生产。这种类型的灌装机能够以9000包/小时的速度灌装份量包装，并且具有允许在不同包装格式之间快速更换的灵活性。包装采用Tetra格式，容量为200毫升。
在试验期间没有发现关于包装完整性(即包装密封性相对于周围环境)和密封性能的重大问题，因此被认为是成功的。
根据标准ASTM F1927-14使用库仑检测器测量扁平包装材料的氧气透过率。湿度水平为50％或80％相对湿度。单位为cm3/m2/24h，可选择使用0.2atm或1atm氧气压力。为了能够比较在1个大气压下测量的OTR值和在0.2个大气压下测量的OTR值，可以将前一个值乘以0.2。
根据ASTM F1307-14，在0.2atm(周围空气含有21％氧气)下测量包装(填充、倒空和干燥)的氧气透过率。单位为cm3/包/24h。
包装安装在专用支架上；对包装内部进行氮气吹扫；包装的外部暴露于仪器周围的环境中。当氧气透过包装进入氮气载气时，它被输送到库仑传感器。传感器读取有多少氧气泄漏到包装内的氮气中。
比较示例是用来自Nordic Paper的防油纸制成的，被称为“SuperWSParchment”，克重分别为32(示例3)和38(示例4)g/m2。
表2
*/LDPE 12g/m2/纸板260mN/LDPE 20g/m2/纸基材+PVOH+met/LDPE 20g/m2/LDPE+mLLDPE20g/m2/
**/LDPE 12g/m2/纸板80mN/LDPE 20g/m2/纸基材+PVOH+met/LDPE 40g/m2/
***/LDPE 12g/m2/纸板80mN/LDPE20g/m2/HD纸基材+PVOH+met/粘合剂EAA共聚物6g/m2+29g/m2 LDPE+mLLDPE共混物/
虽然，比较示例和根据本发明的示例之间在面向包装内部的层的聚乙烯量上存在差异，即分别为40g/m2和35g/m2，但这具有对于氧气透过率的比较没有实际影响，因为聚乙烯相对于HD纸和所施加的涂层来说是较差的氧气阻隔性。23℃时，厚度为40μm的LDPE的典型氧气透过率为600-900cm3/m2/24h/0.2atm。
实施方案4
表3
¤/LDPE 12g/m2/纸板80mN/LDPE 20g/m2/铝箔6.3μm/粘合剂EAA共聚物6g/m2+19g/m2 LDPE+mLLDPE共混物/
¤¤/LDPE 12g/m2/纸板80mN/LDPE 20g/m2/纸基材+PVOH+met/粘合剂EAA共聚物6g/m2+19g/m2 LDPE+mLLDPE共混物/
粗废品，即层压材料的非纤维可回收部分，是聚合物、铝箔和一些不可分离的纤维，在由维美德碎浆机再制浆后测定。以与上述示例1中由单种纸基材再制浆测定CSF和萨默维尔残留值相同的方式进行再制浆，不同之处在于首先将待再制浆和分析的层压包装材料切成30x90毫米的块。使用直径为10mm的孔的板筛掉粗废料，然后干燥至0％水分含量，并计算为引入制浆机的干燥(0％水分)材料的重量百分比。
由用于纤维加工和回收的设备的合同全球工业供应商测定的粗废品以类似的方式制备，但是将20g层压材料混合到2l水中，并通过分解至约1％，而不是3.3％的浓度，持续18分钟。本次再制浆试验中水温也保持在57℃。
由上文证实，先前探索的用于氧阻隔涂层的纸基材能够在层压包装材料以及由其填充和密封的包装中产生相对高的氧阻隔水平，然而，不会导致减少现有回收过程中的废品材料数量，例如回收用过的饮料纸盒。如比较示例4C2与4C1所示，尽管可以避免使用铝箔作为原材料，但根据上述回收公司的测试，由于材料的回收而被浪费或焚烧的材料量(粗废品)将同样高。
尚未通过维美德制浆机和上述再制浆方法对现有技术的纸基阻隔层压材料进行比较测定，但是基于比较示例4C2和4C1的结果，预计维美德方法也会产生与测试的参考铝箔材料类似高比例的粗废品。另一方面，根据本发明的层压材料表现出显著降低的废品比例，例如低于20重量百分比的粗废品。与根据实施方案4B的层压材料相比，如实施方案3A和4A中所示的包含示例1的纸基材1C的层压材料似乎需要稍长的层压材料再制浆时间，但无论如何在较长的再制浆时间，例如在本例中为50分钟，同样导致粗废品比例较低。示例4B中测试用于再制浆的层压材料包含具有与示例3B类似的组成但克重更高的纸基材。因此预期本发明的层压包装材料示例3B将产生类似低量的粗废品。
结论(conclusion)
由本发明的涂覆纸的标准层压体制成的填充的200ml包装通常在23℃、50％RH下表现出0.03cc/m2/天/0.2atm的非常低水平的氧气透过率。此外，在23℃、80％RH的环境下，这些值似乎没有显著恶化。OTR测试在填充和密封包装生产后2-3周进行。200ml包装中0.03的氧气透过率比比较示例3C2的约0.075的氧气透过率为氧敏感产品提供了约2-3倍更好的保质期。
本发明的层压材料的OTR至少与现有技术的类似纸基阻隔层压材料一样好。最重要的是，它不会因将层压材料转变为填充、成型和热密封包装容器而表现出相同水平的氧气阻隔性能损失。如上所示，与比较示例相比，该差异并非归因于涂覆的PVOH的量较高的事实。这种差异可能会增加平面层压(展开)材料的氧气阻隔性能，但它不能解释填充和密封包装中氧气阻隔性的改善也超出了微小的改进水平。
一般而言，已证明本发明的纸基屏障的包装完整性良好。此外还发现，当纸基材克重较低时，例如30至65g/m2，例如35至60g/m2，例如35至50g/m2，包装完整性改善。因此纸基材的厚度应当优选为35至60μm，例如35至50μm，例如35至45μm。如果涂层纸基材较厚，则在将层压材料转变为填充和密封的长方体形状包装时，需要更多的聚合物才能形成紧密且耐用的密封。因此，更薄的纸基材可以减少包装层压材料中所需热塑性聚合物的比例，这一点非常重要，因为未来包装材料需要适应纤维含量非常高的回收流，以便这些材料可以回收以再次利用，而不是变成废物。
此外，本发明的浸渍高密度纸基材提供的层压材料与基于铝箔的包装材料和基于非铝箔气体阻隔的层压包装材料相比具有改进的回收和再制浆性能。这一改进进一步支持了更可持续的包装材料的开发。它还能在用于包装对氧气非常敏感的产品的层压包装材料中实现更高的纤维含量，例如果汁和其他具有待保护的天然维生素C含量的水果或蔬菜食品。
此外，关于附图：
在图1a中，以横截面示出了本发明的高密度纸基材10a的实施方案。纸基材10a具有单层构造，并且在顶侧表面12a处用具有高水解度的聚乙烯醇浸渍11a。浸渍的PVOH的干重量为约1-1.5g/m2。纸基材还可以在背面表面14a处用约1-2g/m2的PVOH或氧化淀粉浸渍13a。
图1b以横截面示出了本发明的高密度纸基材10b的实施方案。纸基材10b具有两层构造，其中纸基材顶侧的顶层11b在其顶侧表面12b处用具有高水解度的聚乙烯醇浸渍。浸渍的PVOH的干重量约为1g/m2。纸基材的底层13b也可以在背面14b处用约2g/m2的PVOH浸渍。在两层纸的制造中，在将顶层叠加到底层上之前，可以任选地施加另外的中间涂层或添加15b淀粉或PVOH。
图1c显示了成形、湿压和干燥但未浸渍和压延以获得其最终性能和高密度的纸的表面部分的SEM图像。
图1d显示了PVOH浸渍的纸基材的表面部分的SEM图像。如图1d所示，PVOH尚未在表面部分形成膜。相反，它已经渗透到纤维卷材中。
图1e显示了高密度纸的表面部分的SEM图像，如通过图1d的浸渍纸也在超级压延时获得的。
图1f示出了高密度纸的横截面10f的SEM图像。深灰色区域15是PVOH，浅灰色区域16是纤维。还存在未填充的孔17。因此，高密度纸没有被PVOH饱和。然而，图1f显示大部分PVOH存在于纤维卷材内。仅一小部分PVOH存在于纸张表面。
在图2a中，以横截面示出了本发明的气体阻隔性涂覆的高密度纸基材20a的实施方案。取自图1a或图1b的高密度纸基材21a首先在两个涂覆步骤以及中间和随后的干燥步骤中涂覆有包含PVOH的水性气体阻隔组合物，使得总共施加的层22a的干重两倍于1,5g/m2，即3g/m2。
因此，PVOH涂覆的高密度纸基材23a(即，由21a和22a组成)在PVOH涂层22a的顶部还具有铝金属化层24a的气相沉积涂层。这种涂层构造与高密度纸基材的组合提供了优选的非箔层压包装材料，并且在由这种非箔包装材料制成的折叠成型、填充和热密封的包装容器中提供了高且持久的气体阻隔性能。
图2b示出了也是本发明的气体经阻隔物涂覆的高密度纸基材20b，对应于图2a中的PVOH涂覆的高密度纸基材23a。因此，取自图1a或图1b的高密度纸基材21b在两个涂覆步骤以及中间和随后的干燥步骤中用包含PVOH的水性气体阻隔组合物涂覆，使得总共施加的层22b具有两倍干重的1,5g/m2，即3g/m2。这是纸基气体阻隔材料的另一种变体，其可以与层压包装材料中的另外的补充阻隔材料组合，例如与聚合物膜基材上的气相沉积阻隔涂层组合。这种无箔层压包装材料同样会在折叠成型、填充和热密封中提供高且持久的气体阻隔性能。
图2c示出了替代的气体阻隔物涂覆的高密度纸基材20c。取自图1a或图1b的高密度纸基材21c仅具有施加到高密度纸基材21c的顶侧表面上的铝金属化层24c的气相沉积涂层。在将浸渍的高密度纸基材的内部气体阻隔性能设计得尽可能高的情况下，通过气相沉积涂层直接涂覆纸基材可能足以进一步提高高密度纸基材的总气体阻隔性能。包含涂覆的高密度纸基材20c的无箔层压包装材料作为唯一的阻隔材料，或与其他补充阻隔材料相结合，也将在由其制成的折叠成形、填充和热密封的包装容器中提供高且持久的气体阻隔性能。
在图3中，示出了用于液体纸盒包装的层压包装材料30，其中层压材料包括纸板的纸板主体层31，其具有80mN的弯曲力和约200g/m2的克重，并且还包括施加在主体层31外侧上的聚烯烃外液密且可热密封层32，该侧将指向由包装层压材料生产的包装容器的外侧。层32是透明的，以向外部展示施加到纸或纸板的主体层上的印刷装饰图案37，从而告知包装的内容物、包装品牌以及针对零售设施和食品商店中的消费者的其他信息。外层32的聚烯烃是可热密封质量的常规低密度聚乙烯(LDPE)，但也可包括其他类似的聚合物，包括LLDPE。施用量约为12g/m2。最里面的液密且可热密封的层33布置在主体层31的相对侧上，该层将被引导朝向由包装层压材料生产的包装容器的内部，即，层33将与包装产品直接接触。因此，形成由层压包装材料制成的液体包装容器的强力横向热密封的最内热密封层33包含选自包含LDPE、线性低密度聚乙烯(LLDPE)，以及通过在茂金属催化剂存在下将乙烯单体与C4-C8、更优选C6-C8，α-烯烃亚烷基单体聚合而生产的LLDPE，即所谓的茂金属-LLDPE(m-LLDPE)的组中的一种或多种聚乙烯的组合。其施用量约为29g/m2。
主体层31通过低密度聚乙烯(LDPE)的中间粘合层36层压到图2a的经阻隔物涂覆的纸基材20a的未涂覆侧，即35。中间粘合层36通过将其熔融挤出为两个纸卷材之间的薄聚合物熔体帘而形成，并且因此当所有三层都经过冷却压机辊隙时将主体层和经阻隔物涂覆的纸基材彼此层压。中间粘合层36的厚度为12至18μm，例如12至15μm。
最内层可热密封层33可以由一层或可选地由相同或不同种类的LDPE或LLDPE或其共混物的两层或更多层部分层组成，并且通过中间共挤出连接层38，例如，乙烯丙烯酸共聚物(EAA)，良好地粘附至阻挡涂层的高密度纸基材33，即20a，的金属化阻挡沉积涂层表面24a，从而通过在单个熔体共挤出涂覆步骤中将连接层38和最内层33施加到一起，将最内热密封层33粘合到经阻隔物涂覆的纸基材20a上。
或者，主体层31可通过与粘合剂聚合物薄层的中间粘合层36b进行湿层压而层压到图2a中描述的经阻隔物涂覆的纸基材上，中间粘合层36b通过将PVOH或聚醋酸乙烯酯粘合剂的水分散体施加到要相互粘合的表面之一上，然后在辊隙中压在一起获得。由于相对较厚的纤维素结构的吸收主体层，该层压步骤可以在工业速度下以有效的冷层压或环境层压步骤进行，而无需消耗能量的干燥操作，而干燥操作通常需要加速水的蒸发。中间粘合层36b的干燥涂覆量仅为几g/m2，例如2至6g/m2，从而不需要干燥和蒸发。
因此，与聚乙烯36的常规熔体挤出层压粘合层相比，该层压层中热塑性聚合物的量可以显著减少。
在未示出的替代实施方案中，取自图2c的经气体阻隔物涂覆的高密度纸基材20c可以层压成相同的层压结构，而不是涂覆的高密度纸35，即20a。
在图4中，示出了用于液体纸盒包装的本发明的不同的层压包装材料40，其中层压材料包括纸板芯层41，其具有80mN的弯曲力和约200g/m2的克重，并且还包括施加在主体层41外侧上的聚烯烃外液密且可热密封层42，该侧将指向由包装层压材料生产的包装容器的外侧。外层42的聚烯烃是具有可热密封质量的常规低密度聚乙烯(LDPE)并且已经以12g/m2的量施加，但是可以包括进一步类似的聚合物，包括LLDPE。
最里面的液密且可热密封的层43布置在主体层41的相对侧上，其将被引导向由包装层压材料生产的包装容器的内部，即层43将直接位于与包装产品接触。因此，形成由层压包装材料制成的液体包装容器的强热密封的最内热密封层43包含选自包含LDPE、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和在茂金属催化剂存在下聚合乙烯单体与C4-C8、更优选C6-C8的α-烯烃亚烷基单体而生产的LLDPE，即所谓的茂金属-LLDPE(m-LLDPE)的组中的一种或多种聚乙烯的组合。
图2b的经阻隔物涂覆的高密度纸基材20b，即45，进一步层压到互补阻挡膜44，其包括聚合物膜基材44a，其为双向拉伸聚丙烯BOPP膜，涂覆有气相沉积阻挡涂层44b，其是铝金属化涂层，通过与低密度聚乙烯(LDPE)的中间粘合层49熔融挤出层压。
然后，通过与粘合剂聚合物薄层的中间粘合层46的湿层压，将主体层41层压到图2b中描述的经阻隔物涂覆的高密度纸基材20b的未涂覆、未层压的一侧，所述粘合剂聚合物薄层通过将PVOH或聚醋酸乙烯酯粘合剂的水分散体施加到要彼此粘合的表面之一上并随后在辊隙中压在一起而获得。因此，该层压步骤也可以通过仅几g/m2的中间粘合层46以如图3中所描述的有效的冷或环境层压步骤来执行，使得不需要干燥和蒸发。
因此，如图3中所述，与传统的聚乙烯熔体挤出层压粘合层相比，在该层压包装材料中，在层压层中，热塑性聚合物的量仍然可以减少。
最内层43任选地与相邻的粘合剂聚合物层一起在共挤出涂覆操作中施加到经阻隔物涂覆的膜44上。
根据未示出的另一实施方案，图1a或1b的未涂覆的高密度纸基材10a或10b可以层压成与上述相同的层压材料结构，而不是涂覆的高密度纸基材45，即20b。
图5示出了用于液体纸盒包装的层压包装材料50，其中层压材料包括纸板的纸板主体层51，其具有80mN的弯曲力和约200g/m2的克重，并且还包括聚烯烃的外液密且可热密封层52，其施加在外侧以指向由包装层压材料生产的包装容器的外侧。层52是透明的以向外部展示印刷的装饰图案57，从而告知包装的内容物、包装品牌以及针对零售设施和食品商店中的消费者的其他信息。外层52的聚烯烃是可热密封质量的常规低密度聚乙烯(LDPE)，但也可包括其他类似的聚合物，包括LLDPE。施用量约为12g/m2。
最里面的液密且可热密封的层53布置在主体层51的相对侧上，该层将朝向由包装层压材料生产的包装容器的内部，即层53将直接与包装产品接触。因此，形成由层压包装材料制成的液体包装容器的强力横向热密封的最内热密封层53包含选自包括LDPE、线性低密度聚乙烯(LLDPE)，以及在茂金属催化剂存在下将乙烯单体与C4-C8、更优选C6-C8的α-烯烃亚烷基单体聚合而生产的LLDPE，即所谓的茂金属-LLDPE(m-LLDPE)的组中的一种或多种聚乙烯的组合。其施用量约为29g/m2。
主体层51通过经涂覆的纸基材20c层压至如图2c中示例的经阻隔物涂覆的高密度纸基材，其中气相沉积的阻挡涂层是铝金属化涂层或透明的氧化铝，AlOx，涂层。将涂覆纸基材层压到主体层51的外侧，在主体层和最外面的液密层52之间，并且用作组合的阻挡层和印刷纸基材。因此，根据该实施方案，印刷的装饰将被印刷到高密度纸基材的涂覆有阻挡层的顶侧表面上。
图2c中的阻隔涂层纸基材20c的未涂覆侧，即55的55a，因此通过湿层压与薄层的粘合剂聚合物的中间粘合层56层压至主体层的外侧，通过将PVOH或聚乙酸乙烯酯粘合剂的水分散体施加到要彼此粘合的表面之一上并随后在辊隙中压在一起而获得。中间粘合层56的干燥涂覆量仅为几g/m2，因此不需要干燥和蒸发。
在主体层的内侧，层压材料具有在聚合物膜基材上的气相沉积涂层形式的互补阻挡层，如图4的层压材料40中所使用的。互补阻挡膜54，其包括聚合物膜基材54a，其为双向拉伸聚丙烯(BOPP)膜，涂覆有气相沉积阻挡涂层54b，其为铝金属化涂层。通过与将主体层的外侧层压到高密度纸基材55的湿层压操作类似的湿层压操作，将其层压到主体层的内侧，但是使用丙烯酸粘合剂57来代替。
最里面的可热密封层53可以由一层或可选地由相同或不同种类的LDPE或LLDPE或其共混物的两层或更多层部分层组成，并且通过中间共挤出连接层58，例如乙烯丙烯酸共聚物(EAA)的一种，其与最内层53一起在一个单一熔体共挤出涂覆步骤中施加，粘合到金属阻隔膜55。
在未示出的替代实施方案中，主体层51内侧上的互补阻挡层是如图2a或2c的20a或20c中所描述的另一涂覆有阻挡层的高密度纸。通过这样的材料结构，每侧上的经阻隔物涂覆的高密度纸基材的夹层布置可以贡献其相对较高的杨氏模量，并补偿具有低于正常弯曲刚度的较弱的主体层，以及提供高总氧阻隔性能。
在图6a中，示出了水分散体涂层60a的方法，其可用于将来自水性气体阻隔组合物的气体阻隔涂层12施加到基材上，或者将水性粘合剂组合物施加到用于将两个卷材湿层压在一起的水性分散体涂层的方法60a，其中所述至少一个卷材具有纤维状纤维素表面。将纸基材卷材61a(例如，图1中的纸基材11a；11b)传送至分散体涂覆站62a，在此通过辊将水分散体组合物施加到基材的顶侧表面上。该水性组合物的含水量为80-99重量百分比，湿涂覆基材上会有大量的水，需要加热干燥并蒸发掉，以形成连续的均匀涂层，并且在阻隔性能和表面性能(即均匀度和润湿性)方面具有均匀的质量。通过热风干燥机63a进行干燥，该热风干燥机63a还允许水分蒸发并从纸基材的表面去除。当基材通过干燥器时，其温度保持恒定在60至80℃的温度。或者，可以通过红外灯的辐射热结合热空气对流干燥来部分辅助干燥。
将所得的阻隔涂层纸基材卷材64a传送至冷却并卷绕到卷轴上以进行中间储存，并且随后将阻隔沉积涂层进一步气相沉积涂覆到纸基材61a(23a；20b)上。
图6b示出了制造层压包装材料(例如分别是图3和图4的层压包装材料30或40)的最终层压步骤的过程(60b)，之后首先层压主体层31、41已层压至图2a-c的阻挡涂层纸基材20a、20b、20c，即分别为图3和4的35或44。
主体层纸板可通过湿冷分散粘合剂层压或通过熔体挤出层压被层压到经阻隔物涂覆的纸基材上。
所得到的纸预层压卷材61b从中间存储卷筒转发，或者直接从用于层压预层压纸的层压站转发。主体层31；41的非层压侧，即其印刷侧，在冷却辊隙63处与LDPE的熔融聚合物幕62接合，其形成层压材料的最外层32；42，LDPE从挤出机进料头和模具62b挤出。随后，纸预层压卷材，现在具有涂覆在其印刷侧(即外侧)的最外层62；32；42经过第二挤出机供料头和模头64b以及层压辊隙65，其中熔融聚合物幕64被接合并涂覆到预层压件的另一侧上，即涂覆在纸基材的阻挡涂层侧。因此，最里面的可热密封层64：33；43被共挤出涂覆到纸预层压卷材的内侧上，以形成成品层压包装材料66，其最终卷绕到存储卷轴(未示出)上。
在层压辊辊隙63和65处的这两个共挤出步骤可以替代地作为以相反顺序的两个连续步骤来执行。
根据另一实施方案，最外层中的一个或两个可替代地施加在预层压站中，如上所述，其中共挤出涂覆层首先施加到(印刷的)主体纸板层的外侧或施加到经阻隔物涂覆的纸基材，然后两个预层压的纸卷材可以彼此接合。
图7a是用于将例如铝金属涂层涂覆到本发明的卷材的物理气相沉积PVD的设备70a的示例的示意图。已涂覆或未涂覆的高密度纸基材71在其预涂覆面上进行蒸发铝的连续蒸发沉积72，以形成铝的金属化层，或者可选择地采用氧气与铝蒸气的混合物，以形成氧化铝沉积涂层。涂层的厚度为5至100nm，优选10至50nm，从而形成本发明的经阻隔物涂覆的纸基材73。铝蒸气由72处的固体铝片的蒸发源的离子轰击形成。对于氧化铝的涂层，也可以经由入口端口将一些氧气注入到等离子体室中。
图7b是例如用于将氢化非晶类金刚石碳涂层涂覆到本发明的卷材基材上的等离子体增强化学气相沉积涂覆PECVD的设备70b的示例的示意图。卷材基材74a在其表面之一上在等离子体反应区75中经受等离子体的连续PECVD，等离子体反应区75形成于磁控管电极76和冷却的卷材传送滚筒77之间的空间中，冷却的卷材传送鼓77也用作电极，同时薄膜由旋转滚筒向前推进，沿着滚筒的圆周表面穿过等离子体反应区。用于沉积涂覆非晶DLC涂层的等离子体可以例如通过将包含有机烃气体例如乙炔或甲烷的气体前体组合物注入到等离子体反应室中来产生。可以通过相同的主要PECVD方法施加其他气体阻隔涂层，例如氧化硅涂层，SiOx，然后从有机硅化合物的前体气体开始。通过在出口78a和78b处连续抽空室，PECVD等离子体室保持在真空条件。
图8a示出了由根据本发明的包装层压材料生产的包装容器50a的实施方案。该包装容器特别适用于饮料、酱料、汤等。通常，这样的包装具有约100至1000ml的体积。它可以是任何构造，但优选为砖形，分别具有纵向密封件81a和横向密封件82a，并且可选地具有开启装置83。在未示出的另一个实施方案中，包装容器可以成形为楔形。为了获得这种“楔形”，仅折叠包装的底部部分，使得底部的横向热密封隐藏在三角形角翼片下方，该三角形角翼片被折叠并密封在包装的底部。顶部横向密封件保持展开状态。这样，仅部分折叠的包装容器仍然易于操作并且尺寸足够稳定以放置在食品店的货架上或任何平坦的表面上。
图8b示出了由根据本发明的替代包装层压材料生产的包装容器80b的替代示例。替代的包装层压材料由于具有较薄的纸主体层而较薄，因此其尺寸不够稳定以形成平行六面体或楔形包装容器，并且在横向密封82b之后不折叠形成。包装容器仍将是枕形袋状容器，并以这种形式分发和销售。
图8c示出了山形顶部包装50c，其由预切片材或坯料、由包括纸板主体层和本发明的经阻隔物涂覆的纸基材的层压包装材料折叠形成。平顶包装也可以由类似的材料坯料形成。
图8d示出了瓶状包装50d，其是由本发明的层压包装材料的预切坯料形成的套筒54和通过与诸如螺旋塞等的开启装置组合注塑塑料形成的顶部55的组合。这种类型的包装例如以商品名Tetra 和Tetra 销售。这些特定的包装通过以下方式形成：将具有附接在闭合位置的开启装置的模制顶部55附接至层压包装材料的管状套筒54，对如此形成的瓶顶胶囊进行灭菌，用食品填充它，最后折叠-形成包装底部并密封。
图9示出了本申请的介绍中所描述的原理，即，通过重叠卷材的纵向边缘92a、92b并将它们彼此热密封，将包装材料卷材形成为管91，从而形成搭接接头93。管被连续地填充94待填充的液体食品，并且通过管的重复的、在管中填充物的液位下面彼此相距预定距离的双横向密封95被分成单独的、填充的包装。包装96通过在双横向密封(顶部密封和底部密封)之间切割而被分离，并且通过沿着材料中准备好的折痕线形成折叠而最终成形为期望的几何构造。
图10显示了比较包含高密度纸基材的本发明层压材料和包含参考纸的层压材料的氧气阻隔性能损失的图，并且在示例2下进一步解释。
作为最后说明，本发明不限于上面示出和描述的实施方案，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (26)

1.由纤维素纤维制成的高密度纸基材(10a；10b)作为气体阻隔材料在用于包装液体、半液体或粘性食品或水的层压包装材料中的用途，其中所述高密度纸基材具有根据ISO536:2012测得的30至75g/m2的克重，根据ISO 534:2011测得的高于1000kg/m3的密度，并且在纸的顶侧表面(12a；12b)用浸渍组合物进行浸渍(11a)，所述浸渍组合物包含选自由聚乙烯醇、PVOH、乙烯乙烯醇、EVOH、淀粉、淀粉衍生物、羧甲基纤维素、纳米晶纤维素、NCC及其两种或更多种的共混物组成的群组的浸渍聚合物，其中浸渍聚合物的量为干重0.3至4.0g/m2，例如0.5至3.0g/m2。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述高密度纸基材(10a；10b)由包含至少50％干重的化学纸浆的纤维素纤维形成，所述化学纸浆例如牛皮纸浆或亚硫酸盐纸浆，例如至少75％干重的化学纸浆，例如至少85％干重的化学纸浆，例如至少95％干重的化学纸浆。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材由纤维素纤维形成，所述纤维素纤维包含按用于形成所述高密度纸的所述纸浆的干重计算，35-100％、例如35-80％、例如40-70％的软木浆，0-65％，例如20-65％，例如30-60％的硬木纸浆和任选0-15％，例如0-10％的CTMP纸浆。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材提供根据ISO5263-1:2004再制浆后，根据ISO 5267-1:1999测得的30至50、例如33至50，例如从35至45的Schopper-Riegler(°SR)数。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材具有根据ISO5263-1:2004再制浆后，根据ISO16065-2:2014用L&WFibretester+(ABB，Lorentzen&Wettre，瑞典)测得的小于40％，例如小于35％的平均细纤维含量，其中细纤维被定义为短于0.2mm的纤维颗粒。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材的所述纤维素纤维在根据于HD400型维美德碎浆机中进行的维美德再浆化方法再浆化之后，表现出根据ISO5267-2:2001测得的高于200ml、例如200至500ml、例如220至450ml，例如300至450ml的加拿大标准游离度(CSF)值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中将所述高密度纸基材(10a；10b)从顶侧浸渍并随后压延至所述顶侧表面(12a：12b)的根据SS-ISO8791-2:2013测得的粗糙度低于100ml/min Bendtsen，例如低于80ml/min，例如7至80ml/min，例如7至70ml/min，例如7至60ml/min，例如7至50ml/min，例如7至30ml/min，例如7至20ml/min Bendtsen。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材还在所述纸的相反的背面表面(14a)处用包含选自与所述纸的顶侧表面相同的组的浸渍聚合物的浸渍组合物浸渍(13a)，其中所述纸从背面浸渍并随后压延至所述背面表面的根据SS-ISO8791-2:2013测得的粗糙度低于200ml/min Bendtsen，例如低于150ml/min Bendtsen。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中除了所述聚合物之外，所述浸渍组合物还包含选自由粘土如膨润土、高岭土或重晶石和滑石、CaCO3或二氧化硅颗粒组成的组的无机颗粒。
10.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材的所述厚度为35至75μm，例如35至65μm，例如35至60μm，例如35至50μm，例如35至45μm。
11.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述高密度纸基材(10b)具有顶层(11b)和底层(13b)。
12.根据权利要求10所述的用途，其中所述顶层(11b)由按干重计至少50％的硬木浆形成，例如由按干重计至少65％的硬木浆，例如按干重计至少75％的硬木浆形成。
13.根据权利要求10-11中任一项所述的用途，其中所述底层(13b)由按干重计至少50％的软木浆形成，例如由按干重计至少65％的软木浆，例如按干重计至少75％的软木浆形成。
14.经涂覆的高密度纸基材(20a；20b；20c)，其用作液体、半液体或粘性食品或水的层压包装材料中的气体阻隔材料，所述纸基材由用途权利要求1-13中任一项定义，其中所述纸基材的所述顶侧表面具有至少一种气体阻隔材料的至少一层涂层(22a，24a；22b；24c)，总涂层厚度为2至5000nm，例如从2到4000nm。
15.根据权利要求14所述的经涂覆的高密度纸基材，其中所述纸基材的顶侧表面被气体阻隔材料涂覆(22a；22b)至干涂层厚度为100至5000nm(0.1至5μm)，例如100至4000nm(0.1至4μm)，例如300至3500nm(0.3至3.5μm)，例如300至2500nm(0.3至2，5μm)，所述气体阻隔材料包含选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组的聚合物，例如选自由聚乙烯醇PVOH和乙烯乙烯醇EVOH、淀粉和淀粉衍生物、纳米原纤纤维素/微原纤纤维素、NFC/MFC、纳米晶体纤维素NCC及其两种或更多种的共混物组成的组的聚合物。
16.根据权利要求14所述的经涂覆的高密度纸基材，其中所述纸基材的所述顶侧表面具有选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳涂层的气体阻隔材料的气相沉积涂层(24c)。
17.根据权利要求14-15中任一项所述的经涂覆的高密度纸基材，其中所述纸基材的所述顶侧表面具有气体阻隔材料的第一涂层(22a)，所述第一涂层(22a)通过涂覆并随后干燥水性气体阻隔组合物的分散体或溶液形成，并且所述纸基材的所述顶侧表面还具有气体阻隔材料的气相沉积涂层(24a)，所述气体阻隔材料选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳。
18.一种用于包装液体、半液体或粘性食品或水的层压包装材料(30；40；50)，其包含如权利要求1-13中任一项所限定的所述高密度纸基材(10a；10b)或根据权利要求14-17中任一项所述的经气体阻隔物涂覆的纸基材(20a；20b；20c)，并且还包括第一最外液密材料层(32；42；52)和第二最内液密材料层(33；43；53)。
19.根据权利要求18所述的用于包装液体、半液体或粘性食品或水的层压包装材料，其还包括纸或纸板或其他纤维素基材料主体层(31；41；51)，并且具有层压在所述主体层和所述第二最内层之间的所述高密度纸基材(10a；10b)或经气体阻隔物涂覆的纸基材(20a；20b；20c)。
20.根据权利要求18-19中任一项所述的层压包装材料，其中所述高密度纸基材或经气体阻隔物涂覆的纸基材通过0.5g/m2至5g/m2的中间粘合组合物(36；46；57)层压到所述主体层上，所述中间粘合组合物(36；46；57)包含选自由丙烯酸类聚合物和共聚物、淀粉、淀粉衍生物、纤维素衍生物、乙酸乙烯酯的聚合物和共聚物、乙烯醇的共聚物、以及苯乙烯-丙烯酸胶乳或苯乙烯-丁二烯胶乳的共聚物组成的组的粘合剂。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的层压包装材料，其具有层压在所述高密度纸基材或经气体阻隔物涂覆的纸基材与所述第二最内液密材料层之间的预制聚合物膜，以提高所述层压包装材料的所述机械性能的稳固性。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的层压包装材料(40)，其具有层压在所述高密度纸基材(10a；10b)的所述内侧上，即在所述纸基材的与层压到所述主体层的一侧相对的一侧上的预制聚合物膜(44、44a)或经气体阻隔物涂覆的纸基材(20a；20b；20c)，其中所述预制聚合物膜(44、44a)具有气相沉积的气体阻隔材料涂层(44b)，该气体阻隔材料选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳涂层。
23.根据权利要求18所述的用于包装液体、半液体和粘性食品或水的层压包装材料(50)，其还包括纸或纸板或其他纤维素基材料主体层(51)并且具有层压在所述主体层和所述第一最外层(52)之间的高密度纸基材(10a；10b)或经气体阻隔物涂覆的高密度纸基材(20a；20b；20c)。
24.根据权利要求23所述的层压包装材料(50)，其中所述高密度纸基材(55a)的所述顶侧表面涂覆有铝金属化涂层(55b)并且指向所述层压包装材料中的所述第一最外层。
25.根据权利要求18-22中任一项所述的用于包装液体、半液体和粘性食品或水的层压包装材料(30；40；50)，其包含层压在所述主体层(31；41；51)和所述第一最外层(32；42；52)之间的另外的高密度纸基材(10a；10b)或经气体阻隔物涂覆的高密度纸基材(20a；20b；20c)。
26.用于包装液体、半液体或粘性食品或水的包装容器(50a；50b；50c；50d)，其包含根据权利要求18-25中任一项所定义的所述层压包装材料(30；40；50)。
CN202280028571.9A 2021-04-13 2022-04-13 高密度纸基材、经涂覆的高密度基材以及层压包装材料的用途和包含它的包装容器 Pending CN117178091A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21168233 2021-04-13
EP21168233.1 2021-04-13
PCT/EP2022/059899 WO2022219056A1 (en) 2021-04-13 2022-04-13 Use of a high-density paper substrate, the coated high-density substrate and a laminated packaging material and packaging container comprising it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117178091A true CN117178091A (zh) 2023-12-05

Family

ID=75529799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280028571.9A Pending CN117178091A (zh) 2021-04-13 2022-04-13 高密度纸基材、经涂覆的高密度基材以及层压包装材料的用途和包含它的包装容器

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20240200271A1 (zh)
EP (1) EP4074892B1 (zh)
JP (1) JP2024517384A (zh)
CN (1) CN117178091A (zh)
BR (1) BR112023020959A2 (zh)
CA (1) CA3213669A1 (zh)
ES (1) ES2974244T3 (zh)
MX (1) MX2023011986A (zh)
WO (1) WO2022219056A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024088887A1 (en) * 2022-10-24 2024-05-02 Société des Produits Nestlé S.A. Multilayer metallized paper-based packaging material
EP4382665A1 (de) * 2022-12-07 2024-06-12 Coveris Flexibles GmbH & CO.KG Ersatz eines folien-/papierverbundes durch ein rein faserbasiertes papier
EP4385725A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-19 SIG Services AG Sheet-like composite for dimensionally stable food or drink product containers with a barrier layer with fibres and a ratio of tensile strengths
EP4385720A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-19 SIG Services AG Container precursor of a dimensionally stable food or drink product container with a barrier layer with fibres and a ratio of tensile strengths
EP4389963A1 (en) * 2022-12-21 2024-06-26 Billerud Aktiebolag (publ) High-bulk ctmp
WO2024141706A1 (en) * 2022-12-30 2024-07-04 Upm-Kymmene Corporation A sck paper with short fiber furnish and improved sustainability
WO2024141419A1 (en) * 2022-12-30 2024-07-04 Upm-Kymmene Corporation A glassine paper comprising bctmp and recycled pulp
DE102023108756A1 (de) * 2023-04-05 2024-10-10 Delfortgroup Ag Verpackungsmaterial mit verbesserter barrierewirkung
AT526659B1 (de) * 2023-04-06 2024-06-15 Mondi Ag Verfahren zur Herstellung eines Rohpapiers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE532388C2 (sv) * 2008-03-14 2010-01-12 Tetra Laval Holdings & Finance Förpackningslaminat och -behållare med två separata gasbarriärskikt samt metod för deras framställning
JP5972786B2 (ja) 2009-07-08 2016-08-17 テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム 非フォイル系包装用ラミネート、その製造方法、及びそのラミネートから作製される包装容器
MX2018006332A (es) 2015-11-27 2018-08-29 Tetra Laval Holdings & Finance Material de envasado laminado, recipientes de envasado fabricados del mismo.

Also Published As

Publication number Publication date
EP4074892A1 (en) 2022-10-19
US20240200271A1 (en) 2024-06-20
JP2024517384A (ja) 2024-04-22
BR112023020959A2 (pt) 2024-02-27
ES2974244T3 (es) 2024-06-26
EP4074892B1 (en) 2023-12-20
WO2022219056A1 (en) 2022-10-20
CA3213669A1 (en) 2022-10-20
EP4074892C0 (en) 2023-12-20
MX2023011986A (es) 2023-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4074892B1 (en) Use of a high-density paper substrate, the coated high-density substrate and a laminated packaging material and packaging container comprising it
EP3380318B1 (en) Laminated packaging material, packaging containers manufactured therefrom
EP3380328B1 (en) Method for manufacturing a laminated packaging material
JP7500533B2 (ja) ラミネートされた包装材料を製造する方法、この方法によって得られた包装材料、及びこの包装材料から製造された包装容器
JP7169996B2 (ja) ラミネートされた包装材料、それから製造される包装容器、及びラミネート材料を製造するための方法
CN110678325A (zh) 层压包装材料、由其制造的包装容器及制造层压材料的方法
EP4245915A1 (en) Method for manufacturing a barrier-coated cellulose-based substrate, laminated packaging material and packaging container comprising the cellulose-based substrate thus manufactured
EP4353902A1 (en) Use of a paper substrate, the barrier-coated paper substrate, a laminated packaging material and packaging container comprising it
EP4180574B1 (en) Barrier-coated cellulose-based substrate for laminated packaging material
EP4180576B1 (en) Laminated packaging material and packaging container comprising a barrier-coated cellulose-based substrate
EP4180572A1 (en) Barrier-coated cellulose-based substrate

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination