KR20220034768A - 바이오-배리어를 포함하는 판지 및 적층물 - Google Patents

바이오-배리어를 포함하는 판지 및 적층물 Download PDF

Info

Publication number
KR20220034768A
KR20220034768A KR1020227000614A KR20227000614A KR20220034768A KR 20220034768 A KR20220034768 A KR 20220034768A KR 1020227000614 A KR1020227000614 A KR 1020227000614A KR 20227000614 A KR20227000614 A KR 20227000614A KR 20220034768 A KR20220034768 A KR 20220034768A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bio
substrate
barrier layer
density
paper
Prior art date
Application number
KR1020227000614A
Other languages
English (en)
Inventor
수산네 한손
라이자 바덴리드
카즈 백폴크
Original Assignee
스토라 엔소 오와이제이
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 스토라 엔소 오와이제이 filed Critical 스토라 엔소 오와이제이
Publication of KR20220034768A publication Critical patent/KR20220034768A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/42—Applications of coated or impregnated materials
    • 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
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/306—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • 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
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • 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
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/06—Layered products comprising a layer of paper or cardboard specially treated, e.g. surfaced, parchmentised
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
    • C08B3/08—Preparation of cellulose esters of organic acids of monobasic organic acids with three or more carbon atoms, e.g. propionate or butyrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/14—Hemicellulose; 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
    • 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
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/11—Halides
    • 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
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/14—Carboxylic acids; 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
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/18—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with itself, or other added substances, e.g. by grafting on the fibres
    • 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
    • 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
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/52—Cellulose; 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
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/54—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
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
    • 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
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18—Reinforcing agents
    • 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
    • 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
    • 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
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • 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
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/26—All layers being made of paper or paperboard
    • 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
    • B32B2255/24—Organic non-macromolecular 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
    • 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
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7244—Oxygen barrier
    • 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
    • B32B2307/73—Hydrophobic
    • 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
    • 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
    • B32B2439/40—Closed containers
    • 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
    • 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
    • B32B2439/80—Medical packaging

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

본 발명은 차폐 특성을 갖는 종이 또는 판지 기재에 관한 것이고, 기재는 단일 구조 또는 예를 들어 상부 플라이, 중간 플라이 및 하부 플라이가 있는 멀티플라이 구조를 포함하고, 여기서 상기 상부 플라이 및 상기 하부 플라이 중 적어도 하나에는 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되고, 여기서 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 상부 또는 하부 플라이 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 상부 또는 하부 플라이는 모두 지방산 할라이드로 그래프팅된다.

Description

바이오-배리어를 포함하는 판지 및 적층물
본 발명은 차폐 특성을 갖는 소수성화 종이 또는 판지 기재에 관한 것이다.
패키지로 사용되는 섬유 기반 제품은 포장된 제품을 외부 영향으로부터 보호하고 포장된 제품의 영향을 견딜 수 있어야 한다. 원하는 보호를 달성하는 한 가지 방법은 패키지에 배리어를 제공하는 것이다. 예는 액체, 산소, 그리스, 방향 및 기체 배리어를 포함한다.
배리어는 기재 차폐 특성을 제공하는 조성물로 섬유 기반 기재를 코팅하여 생성될 수 있다. 배리어의 필요한 특성에 따라 여러 상이한 코팅이 적용될 수 있다. 섬유 기반 제품 상의 배리어 형성 시 가장 흔하게 사용되는 물질은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)이다. EVOH는 일반적으로 산소 배리어를 생성하기 위해 사용되고 PE 또는 PET는 일반적으로 액체 및/또는 증기 배리어를 생성하기 위해 사용된다. 중합체는 일반적으로 섬유 기반 제품에 적층되거나 압출 코팅된다. 그러나, 제품에 차폐 특성을 제공하는 중합체 층은 일반적으로 상대적으로 두꺼워야 하므로 이러한 배리어를 생성하기 위해 비용이 많이 들고, 환경에 부정적인 영향을 미치는 화석 기반 물질을 피하고 이를 재생 가능한 해결책으로 대체하려는 노력도 있다.
종이 또는 판지를 통해 산소 투과율(OTR) 감소에 접근하는 가장 일반적인 방법은 다중 중합체 층을 사용하는 것이다. 이러한 방식으로, 하나의 층이 낮은 OTR을 제공할 수 있는 한편, 다른 층은 발수성 및/또는 낮은 수증기 투과율을 제공할 수 있다. 또 다른 가능성은 소위 굴곡 효과를 생성하기 위해 배리어에 나노입자를 첨가하는 것이다.^
불소화합물 또는 왁스가 없고, 플라스틱 코팅의 필요성을 줄일 수 있는 차단 해결책을 찾을 필요가 있다.
본 발명의 목적은 위에 제시된 문제를 해결하거나 적어도 완화하고, 불소화합물 및 왁스가 없고, 재활용이 용이하고 화석 기반 배리어 코팅의 사용을 줄일 수 있는, 차폐 특성을 갖는 판지 재료를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 차폐 특성을 갖는 종이 또는 판지 기재에 의해 적어도 부분적으로 달성된다. "종이 또는 판지"는 전형적으로 펄프 슬러리로부터 와이어에서 생성되는 셀룰로스 섬유 기반 재료를 의미한다. 본 발명에 따른 기재는 제1 표면 및 상기 제1 표면 맞은편의 제2 표면을 포함하고; 여기서 적어도 상기 제1 표면에 종이 또는 판지 기재의 밀도보다 높은 밀도를 갖는 바이오-배리어 층이 제공되고; 여기서 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 제1 표면 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 제2 표면은 모두 지방산 할라이드로 그래프팅된다. 본 발명의 한 양태에서, 상기 기재는 복수의 플라이, 예컨대 두 개 또는 세 개의 플라이를 포함하고, 여기서 기재의 적어도 하나의 외부 플라이에 바이오-배리어 층이 제공된다.
본 출원에서, 용어 "바이오-배리어"는 50 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 85 중량% 이상의 필름 형성 능력을 갖는 하나 이상의 재생 가능한 화합물을 포함하는 배리어 층을 지칭한다. 또한, 재생 가능한 화합물은 바람직하게는 하이드록실기 작용기를 갖는다. 바이오-배리어 자체는 산소, 지방 및/또는 방향에 대한 양호하거나 중간의 차폐 특성을 제공하고, 이러한 특성은 또한 그래프팅 후에 개선되거나 유지된다.
필름 형성 능력을 갖는 재생 가능한 화합물의 예는 다음을 포함한다:
(i) 셀룰로스 나노물질, 예컨대 마이크로피브릴화 셀룰로스(microfibrillated cellulose, MFC);
(ii) 셀룰로스 유도체, 예컨대 카르복시메틸화 셀룰로스(CMC), 메틸 에틸 하이드록시에틸 셀룰로스(MEHEC), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로스(EHEC), 하이드록시에틸 셀룰로스(HEC);
(iii) 헤미셀룰로스, 예컨대 자일란, 글루칸, 글루코만난, 예를 들어 구아 검;
(iv) 단당류, 예컨대 자일로스 및 펜토스; 및
(v) 전분 기반 화합물.
바이오-배리어는 또한 상기 언급된 화합물 중 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본원에서, 용어 "필름 형성 능력"은 700 kg/m3 초과의 밀도 및 50% 상대 습도 및 23 ℃에서 표준 ASTM F-1927에 따라 측정된 500 미만, 바람직하게는 100 미만, 더욱 바람직하게는 20 cc/m2/24h/atm 미만의 산소 투과율(OTR) 값을 갖는 연속층을 형성하기 위해 사용될 수 있는 화합물을 의미한다. 다당류를 포함하는 필름 형성 화합물의 예는 예를 들어 지방산 할라이드의 그래프팅에 용이하게 사용될 수 있는 많은 하이드록실 기를 갖는 마이크로피브릴화 셀룰로스(MFC)와 같은 셀룰로스 나노물질이다 (그러나 이에 제한되지 않는다).
본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 기재는 적어도 상부 플라이, 중간 플라이 및 하부 플라이를 포함하고, 여기서 상기 상부 플라이 및 상기 하부 플라이 중 적어도 하나에는 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되고, 여기서 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 상부 또는 하부 플라이 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 상부 또는 하부 플라이는 모두 지방산 할라이드로 그래프팅되고, 여기서 바이오-배리어의 밀도는 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상부 또는 하부 플라이의 밀도보다 높다.
본 발명에 따른 기재의 양면(바이오-배리어를 나타내는 면 및 더 낮은 밀도 및 바람직하게는 더 높은 다공성 및 투과성을 갖는 면 모두)을 그래프팅함으로써 생성된 재료는 두 면이 소수성화 처리를 거쳐, 지방산 할라이드의 질량 및 적용 방법에 따라 완전히 또는 어느 정도까지 소수성화 바이오-배리어 및 소수성화 코어를 모두 갖는 물질을 유발한다.
두 면 모두(즉 상부 및 하부 표면 모두)에서 기재를 지방산 할라이드로 처리함으로써, 한 면이 더 높은 투과성을 갖는 맞은편 면으로부터 멀어지는 조밀한 바이오-배리어를 갖는 경우, 기재의 깊이로 지방산 할라이드의 더 많은 침투가 달성된다.
그래프팅 기술은 셀룰로스 기반 기재를 소수성화하는 데 사용되고, 액체, 스프레이 또는 기체 상에서 지방산 할라이드(C16 또는 C18, 바람직하게는 C16)를 사용하여 이용 가능한 하이드록실 기를 상기 기재에 그래프팅하며, 즉 지방산이 어느 정도까지 섬유에 공유적으로 부착될 것이다. 또한 물과 접촉하여 발생하는 시약의 가수분해로 인한 최종 생성물에 존재하는 미결합 유리 지방산이 있을 것이다. 기술은 사전 제조 및 건조된 종이/보드의 표면에 적용되어 가수분해가 일어나는 것을 제한한다. 기재의 수분 함량은 20 % 미만, 바람직하게는 15 % 미만, 더욱더 바람직하게는 10 % 미만이어야 한다. WO2012066015A1은 하이드록실 기를 포함하는 이동 기재를 그래프팅 시약으로 처리하는 기계를 설명한다. 지방산 할라이드를 그래프팅하기 위한 기체상 공정이 또한 WO2017002005A1에 설명되는데, 진공이 적용되어 보드를 통해 기체를 끌어당겨 전체 셀룰로스 기반 기재가 상기 지방산 할라이드로 처리되도록 했다.
본 출원에서, 지방산 할라이드의 기는 바람직하게는 10-22 개의 탄소 원자의 지방족 사슬 길이를 갖는 지방산 할라이드, 예컨대 라우로일 클로라이드(C12), 미리스토일 클로라이드(C14), 팔미토일 클로라이드(C16), 스테아로일 클로라이드(C18) 또는 이들의 조합을 지칭한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 지방산 할라이드의 적용된 양은 기재의 총 건조 중량의 0.1-4 g/m2, 바람직하게는 0.5-2 g/m2이다. 처리된 기재에서 유리 및 그래프팅된 지방산의 양을 각각 분석하기 위해, AKD 분석 방법에 기반한 방법이 사용될 수 있다. 이 방법에서, 유리 지방산은 유기 용매를 사용하여 보드 샘플로부터 추출되고 실릴화 후 GC-FID로 분석된다. 동일한 보드 샘플이 이후 셀룰로스에 대한 에스테르 결합을 끊기 위해 알칼리성 가수분해되고 그 후 방출된 지방산이 추출되고 실릴화 후 GC-FID로 분석된다. 분석된 유리 및 결합 지방산의 합은 지방산 할라이드의 총량을 구성한다.
바이오-배리어는 최대 50 중량%, 바람직하게는 25 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 15 중량% 미만의 상이한 등급의 폴리(비닐 알코올)(PVOH) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 접근 가능한 하이드록실 기의 많은 수로 인해, 코팅 및 베이스 기재에 첨가된 PVOH의 15 중량% 미만의 더 적은 양도 증가된 지방산 할라이드 그래프팅을 유발할 수 있다. PVOH는 단일 유형의 PVOH일 수 있거나, 예를 들어 가수분해 정도 또는 점도가 상이한 두 가지 이상 유형의 PVOH의 혼합물을 포함할 수 있다. PVOH는 예를 들어 80-99 mol% 범위, 바람직하게는 88-99 mol% 범위의 가수분해도를 가질 수 있다. 또한, PVOH는 바람직하게는 20 ℃ DIN 53015 / JIS K 6726에서 4 % 수용액에서 5 mPa×s 이상의 점도를 가질 수 있다.
기재에 대한 바이오-배리어의 적용은 바람직하게는 종이 또는 판지 기계에서 온라인으로 수행되지만, 오프라인 단계로도 수행될 수 있다. 또한, 분산 코팅은 블레이드, 필름 프레스 또는 커튼 코팅과 같은 다양한 기술의 도움으로 기재의 표면에 첨가될 수 있다. 롤러 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 코팅, 침지 코팅, 그라비아 롤 코팅, 역방향 직접 코팅 및/또는 이들의 조합과 같은 다른 코팅 기술을 또한 고려 가능하다. 로드, 사이즈 프레스, 에어 블레이드 계량 사이즈 프레스, 플렉소 코팅, 아닐록스 어플리케이터 롤 또는 이들의 조합을 사용하는 것도 가능할 수 있다. 바이오-배리어는 사전 제조된 필름으로서 종이 또는 판지에 추가될 수도 있다.
본원에서 언급된 용어 "셀룰로스 나노물질"은 셀룰로스를 포함하는 물질로 해석되어야 하며 마이크로/나노피브릴화 셀룰로스(MFC/NFC)뿐만 아니라 셀룰로스 나노결정(나노결정질 셀룰로스) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이는 섬유의 1차원(직경)이 1-1000 nm(평균 섬유 또는 피브릴 직경)의 규모 내에 있음을 의미한다. 마이크로피브릴화 셀룰로스(MFC) 또는 소위 셀룰로스 마이크로피브릴(CMF)은 본 발명의 맥락에서 1000 nm 미만의 적어도 하나의 평균 치수를 갖는 셀룰로스 입자 섬유 또는 피브릴을 의미한다. MFC는 부분적으로 또는 전체적으로 피브릴화 셀룰로스 또는 리그노셀룰로스 섬유를 포함한다. 셀룰로스 섬유는 바람직하게는 형성된 MFC의 최종 비표면적이 BET 방법으로 용매 교환되고 동결 건조된 재료에 대해 결정될 때 약 1 내지 약 500 m2/g, 예컨대 10 내지 400 m2/g 또는 더욱 바람직하게는 50-300 m2/g이 되도록 하는 정도로 피브릴화된다.
단일 또는 다중 통과 정제, 전처리 후 정제 또는 고전단 분해 또는 피브릴의 유리와 같은 MFC 제조를 위한 다양한 방법이 존재한다. MFC를 에너지 효율적이고 지속 가능하게 만들기 위해 일반적으로 하나 이상의 전처리 단계가 필요하다. 따라서 공급될 펄프의 셀룰로스 섬유는 예를 들어 헤미셀룰로스 또는 리그닌의 양을 감소시키기 위해, 효소적으로 또는 화학적으로 전처리될 수 있다.
마이크로피브릴 셀룰로스는 일부 헤미셀룰로스를 포함할 수 있고; 양은 식물 공급원에 따라 다르다. 예를 들어 가수분해된, 사전 팽윤된 또는 산화된 셀룰로스 원료인 전처리된 섬유의 기계적 분해는 정제기, 분쇄기, 균질화기, 충돌기, 마찰 분쇄기, 초음파 소니케이터, 단축 또는 이축 압출기, 유동화기, 예컨대 미세유동화기, 거대유동화기 또는 유동화기 유형 균질화기와 같은 적합한 장비로 수행된다. MFC 제조 방법에 따라, 생성물은 미분, 또는 나노결정질 셀룰로스 또는 예를 들어 목재 섬유 또는 제지 공정에 사용되는 기타 리그노셀룰로스 섬유에 존재하는 기타 화학물질을 또한 포함할 수 있다. 생성물은 또한 효율적으로 피브릴화되지 않은 다양한 양의 마이크론 크기 섬유 입자를 포함할 수 있다. 이러한 섬유 입자의 양은 당업자에게 알려진 예를 들어 섬유 분석기에서 결정될 수 있다. MFC는 경목 또는 연목 섬유 모두로부터, 목재 셀룰로스 섬유로부터 제조될 수 있다. 이는 또한 미생물 공급원, 농업적 섬유, 예컨대 밀짚 펄프, 대나무, 버개스 또는 기타 비목재 섬유 공급원으로부터 제조될 수 있다. 이는 바람직하게는 순수 섬유, 예를 들어 기계적, 화학적 및/또는 열기계적 펄프로부터의 펄프를 포함하는 펄프로부터 제조된다. 이는 또한 파쇄된 또는 재활용된 종이로부터 제조될 수 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이오-배리어의 밀도는 700 이상, 바람직하게는 950 이상, 더욱더 바람직하게는 1050 kg/m3 이상이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이오-배리어 층은 55 g/m2 미만,바람직하게는 2-50 g/m2 범위, 더욱더 바람직하게는 5-35 g/m2 범위의 평량을 포함한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이오-배리어 층은 우수한 차폐 기능, 즉 500 미만, 바람직하게는 100 미만, 더욱 바람직하게는 20 cc/m2/24h/atm 미만의 OTR을 제공하기 위해 적어도 5 g/m2의 평량을 포함한다. 바이오-배리어 층의 OTR은 그래프팅 동안 변화하지 않을 것이다. 즉 바이오-배리어 층을 포함하는 종이 또는 판지의 OTR이 그래프팅 전 및 후에 동일하다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이오-배리어 층은 우수한 차폐 기능을 제공하기 위해, (즉 500 미만, 바람직하게는 100 미만, 더욱 바람직하게는 20 cc/m2/24h/atm 미만의 OTR의 차폐 기능을 제공) 적어도 50중량% MFC 및 적어도 5 g/m2의 평량을 포함한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이오-배리어는 적어도 50 중량% 마이크로피브릴화 셀룰로스(MFC)를 포함하고, 상기 MFC는 70-94 범위의 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) 값을 갖고, 여기서 바이오-배리어는 5-35 g/m2 범위의 평량을 추가로 포함한다.
본 발명에 따르면, 바이오-배리어는 50% 상대 습도 및 23 ℃에서 표준 ASTM F-1927에 따라 측정된 500 미만, 바람직하게는 100 미만, 더욱더 바람직하게는 20 cc/m2/24h/atm 미만의 산소 투과율(OTR)을 갖는다.
본 발명에 따르면, 우수한 산소 차폐 기능(즉 500 미만, 바람직하게는 100 미만, 더욱더 바람직하게는 20 cc/m2/24h/atm 미만의 OTR)을 갖는 바이오-배리어 층을 제공하는 것 및 기재를 소수성화하기 위한 본원에 기재된 그래프팅 기술을 사용하는 것이 산소, 그리스 및 수성 액체에 대한 우수한 차폐 특성을 갖는 재료를 생성할 것이다. 바이오-배리어 중의 MFC 함량은 PVOH의 함량과 마찬가지로 그리스 차폐 기능에 기여한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이오-배리어는 활석, 규산염, 탄산염, 알칼리 토금속 탄산염 및 탄산 암모늄, 또는 산화물, 예컨대 전이 금속 산화물 및 기타 금속 산화물의 무기 입자와 같은 충전제를 추가로 포함한다. 충전제는 또한 예를 들어 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 카올리카이트, 헥토라이트 및 할리오사이트를 포함하는 군으로부터 선택된 층상 미네랄 실리케이트의 나노클레이 및 나노입자와 같은 나노 크기 안료를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 종이 또는 판지 재료는 40-700 g/m2 범위,바람직하게는 60-600 g/m2 범위의 평량을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 판지는 질량 및 적용 방법에 따라 상기 종이 또는 판지의 전체 두께 또는 특정 침투 깊이를 통해 지방산 클로라이드로 그래프팅된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 바이오-배리어를 포함하는 종이 또는 판지의 표면의 그래프팅 후, Cobb60 값은 (60 초 후 표준 ISO 535:2014에 따라 결정된) 30 g/m2 미만, 바람직하게는 20 g/m2 미만, 더욱 바람직하게는 15 g/m2 미만이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 그래프팅 후, 바이오-배리어를 포함하는 종이 또는 판지는 6 - 12 범위, 바람직하게는 9 - 12 범위의 KIT 배리어를 갖는다. 본원에서 사용 시, 키트 평가 번호(Kit Rating Number)는 코팅된 판지의 건조된 코팅의 표면과 같은 표면이 증가하는 공격성의 일련의 시약에 의해 침투에 얼마나 잘 저항하는지를 나타내기 위해 주어진 측정치를 지칭한다 (TAPPI 방법 559, 3M KIT 테스트).
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 바이오-배리어를 포함하는 종이 또는 판지의 양면 그래프팅 후, 에지-위크(edge-wick) 지수(23 ℃ 및 50 % 상대 습도에서 락트산 1% 용액, 1 시간)는 3 kg/m2h 미만, 바람직하게는 1.5 kg/m2h 미만, 더욱더 바람직하게는 1 kg/m2h 미만이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 기재는 상기 기재의 외부 표면을 형성하는 적어도 하나의 중합체 층을 포함할 수 있고, 여기서 상기 중합체는 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리락트산(PLA), 폴리비닐 아세테이트(PVA), 폴리프로필렌(PP) 및/또는 폴리아미드(PA) 중 임의의 것을 포함한다. 본 발명 덕분에, 하나 또는 두 개의 중합체 층, 특히 축합에 사용되는 층을 대체체하는 것이 가능하다.
중합체 프리-코팅, 예컨대 PVOH 프리-코팅 상의 지방산 클로라이드 그래프팅은 물, 수증기 및 그리스 배리어의 형성을 유발한다. 상기 그래프트된 바이오-배리어의 추가된 차폐 특성은 요구되는 차폐 기능을 여전히 획득하면서 중합체 층의 양 감소를 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 바이오-배리어가 있는 그래프팅된 종이 또는 판지 기재의 재펄프성(repulpability)은 재활용성 테스트 방법 RH 021/97 (PTS)에 따라 30 % 미만, 바람직하게는 20 % 미만, 더욱더 바람직하게는 10 % 미만의 불량품을 제공한다.
본 발명은 또한 차폐 특성을 갖는 종이 또는 판지 제조 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다:
a) 제1 표면 및 상기 제1 표면 맞은편의 제2 표면을 포함하는 종이 또는 판지 기재를 제공하는 단계, 여기서 적어도 상기 제1 표면에는 제2 표면의 종이 또는 판지 기재의 밀도보다 더 높은 밀도를 갖는 바이오-배리어 층이 제공됨; 및
b) 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 제1 표면 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 제2 표면이 지방산 할라이드로 그래프팅되는 단계.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 종이 또는 판지는 연목, 경목, 크래프트 펄프, 설파이트 펄프, 용해 펄프, 화학 펄프, 열기계 펄프(TMP), 화학-열기계 펄프(CTMP) 또는 고온(HT)-CTMP로부터의 섬유 또는 섬유의 혼합물을 포함한다.
이하에서, 본 발명은 바람직한 구체예 및 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이며, 여기서
도 1은 본 발명에 따른 재료를 제조하는 두 가지 예를 개략적으로 도시한다;
도 2는 종래 기술의 다층 판지 재료의 플라이의 개략도를 나타낸다;
도 3은 본 발명에 따른 다층 판지의 예의 개략도를 나타낸다;
도 4a는 본 발명에 따른 다층 판지의 또 다른 예의 개략도를 나타낸다;
도 4b는 본 발명에 따른 다층 판지의 또 다른 예의 개략도를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오-배리어를 갖는 판지 재료를 제조하기 위한 두 가지의 계시적인 단계적 제조 공정의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 멀티플라이 판지 기재는 본원에서 3-플라이 웹의 형태로 제공된다. (여기서, "멀티플라이"는 > 2 플라이인 다중 플라이/복수의 플라이를 지칭한다). 다음으로, 바이오 기반 배리어가 표면 중 하나에 적용되고 수분 <10%로 건조된다. 이후, 그래프팅은 직접 접촉 또는 비접촉 방법으로 두 표면(상부 플라이 및 하부 플라이)에 적어도 한 단계로 지방산 클로라이드를 적용하여 수행되고, 그 후 생성물이 열에 의해 경화된다. 선택사항으로서, 수득된 그래프팅된 기재는 추가의 적층에 사용될 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 단면의 멀티플라이 판지(1)의 예를 도시한다. 여기서, 벌크층에 해당하는 중간 플라이(5)는 다공성 상부 플라이(4) 및 하부 플라이(6)에 부착된다. 모든 플라이(4, 5, 6)는 셀룰로스 섬유 기반 층이다. 상부 층(4)은 예를 들어 소수성 특성 또는 차폐 기능을 획득하기 위해 표면 사이징, 코팅, 예를 들어 광물 코팅 등(3)과 같은 처리를 거쳤다.
도 3, 4a 및 4b는 본 발명에 따른 판지 기재의 세 가지 실시예(8, 9, 10)를 도시하고, 이들 모두는 바이오-배리어 층(7)을 포함한다. 세 가지 실시예 모두에 대해 공통적인 것은 상기 기재(8, 9, 10)가 부착된 상부 플라이(4)와 다공성 하부 플라이(6) 사이에 끼워진 중간 플라이(5)를 포함한다는 것이다. 바이오-배리어(7)는 기재(8)의 상부 층(4)에 적용된다. 상기 바이오-배리어(7)는 분산액으로서 기재 상에 직접 코팅되거나 사전 제조된 필름으로서 첨가될 수 있다. 바이오-배리어(7)는 표면 크기의 보드에 적용될 수 있다 (사이즈 프레스가 양면에 전분을 도포할 수 있다). 지방산 할라이드를 사용한 그래프팅은 상부 플라이(4)(상기 바이오-배리어(7)로 코팅됨) 및 하부 플라이(6)에 대한 직접 접촉 또는 비접촉 방법에 의해 수행된다. 바이오-배리어 코팅이 없는 면(6)은 코팅된 배리어 면보다 더 투과성이어서, 보드(8, 9, 10)의 벌크 내로 지방산 클로라이드의 더 많은 침투를 허용한다.
도 4a-b에 도시된 기재(9, 10)는 하나 또는 둘의 표면이 중합체 층(11a, 11b)으로 덮여 있다는 점에서 도 3에 나타난 것과 상이하다. 도 4a에서, 판지 기재의 상부 및 하부 면 모두는 중합체 층으로 덮여 있다. 중합체 층은 일반적으로 종이 또는 판지 기반의 포장재에서 흔히 사용되는 임의의 중합체 또는 특히 액체 포장 보드에서 사용된 중합체를 포함할 수 있다. 예는 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리아크릴산(PLA)을 포함한다. 폴리에틸렌, 특히 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 액체 포장 보드에서 사용되는 가장 일반적이고 다양한 중합체이다.
본 발명의 기재의 중합체 층의 평량(질량에 상응)은 바람직하게는 50 gsm(제곱미터당 그램) 미만이다. 연속적이고 실질적으로 결함이 없는 필름을 달성하기 위해, 8 gsm 이상, 바람직하게는 12 gsm 이상의 중합체 층의 평량이 일반적으로 필요하다. 일부 구체예에서, 중합체 층의 평량은 8-50 gsm 범위, 바람직하게는 12-50 gsm 범위이다. 외부 중합체 층을 포함하는 멀티플라이 판지는 기체, 예를 들어 산소, 및/또는 액체 또는 기체로서의 물에 대한 효율적인 배리어를 제공한다.
그러나, 본 발명에 따른 바이오-배리어의 사용과 조합된 그래프팅 덕분에, 판지의 차폐 특성은 많은 응용 분야에서 플라스틱 코팅의 필요성이 상당히 감소될 수 있는 수준으로 향상될 수 있다. 플라스틱 코팅이 적용되지 않은 한 예가 도 3에 나타난다. 또 다른 예가 도 4b에 도시되고, 여기서 하나의 중합체 층이 제거되어 바이오-배리어 코팅을 포함하는 기재(10)의 면에 PE-층만이 남는다.
바이오-배리어 층(7)의 평량(질량에 상응)은 바람직하게는 55 g/m2 미만의 범위이다. 바이오-배리어 층(7)의 평량은 예를 들어 그 제조 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 기재에 대한 MFC 분산액의 코팅은 더 얇은 층을 생성할 수 있는 반면, 기재에 적층하기 위한 독립형 MFC 필름의 형성은 더 두꺼운 층을 필요로 할 수 있다. 일부 구체예에서, MFC 층의 평량은 5-50 g/m2 범위이다. 일부 구체예에서, MFC 층의 평량은 5-20 g/m2 범위이다.
더욱이, 바이오-배리어 층 표면에 대한 지방산 할라이드의 그래프팅은 층의 표면에 지방산 할라이드를 적용하고 층의 하이드록실 기와 지방산 잔기 사이에 공유 결합을 형성하도록 표면을 가열함으로써 달성될 수 있다. 지방산 할라이드, 예를 들어 지방산 클로라이드와 바이오-배리어 층의 하이드록실 기 사이의 반응은 시약과 다당류 사이의 에스테르 결합을 생성한다. 그래프팅되지 않고 따라 결합되지 않은 지방산이 또한 어느 정도 존재할 수 있다. 기재 상의 하이드록실 기 또는 기재 또는 공기 중의 물과 반응하면, 염산(HCl)이 반응 부산물로서 형성된다. 바람직하게는 형성된 HCl의 제거, 및 선택적으로 그래프팅되지 않은 잔류물의 제거가 그래프팅에 이어질 수 있다.
본 개시내용의 기체 배리어 필름의 제조에서 사용될 수 있는 그래프팅 공정의 한 예가 WO2012066015A1에 상세히 설명된다.
일부 비제한적 구체예에서, 종이 또는 판지 기반 포장재는 다음의 일반적인 구조을 갖는다:
- 그래프팅 + 종이/판지 + 바이오-배리어 + 그래프팅
- 그래프팅 + 종이/판지 + 바이오-배리어 + 그래프팅 + 중합체
- 중합체 + 그래프팅 + 종이/판지 + 바이오-배리어 + 그래프팅
- 중합체 + 그래프팅 + 종이/판지 + 바이오-배리어 + 그래프팅 + 중합체
최외곽 PE 층의 두께는 층이 포장재용으로 제조된 용기의 외부 또는 내부 표면을 형성하도록 의도되는지 여부에 따라 선택된다. 예를 들어, 액체 포장 용기의 내부 표면은 액체 배리어 역할을 하기 위해 더 두꺼운 PE 층을 필요로 할 수 있는 반면, 외부 표면에서 더 얇은 PE 층 또는 PE 층이 없는 것이 충분할 수 있다.
본 발명에 따른 재료는 광범위한 응용 분야에서 사용하기에 적합하다. 예의 비제한적 목록은 다음을 포함한다:
- 액체 또는 액체-함유 제품의 포장에 사용되는 액체 포장 보드(liquid packaging boards, LPB), 및 건조, 지방, 신선 및/또는 냉동 식품용 종이 또는 판지, 및 이들의 적층물에 사용되는 구조;
- 뜨거운 음식 및 차가운 음식을 위한 컵 재료 및 이의 적층물;
- 일반 포장, 고급 포장, 및 지정된 응용 분야를 위한 그래픽 보드;
- 비식품 응용 분야를 위한 제품, 예컨대 동식물 제품, 제약 제품, 미용 및 위생 제품 및 멀티팩 제품;
- 웰(well) 및 포장 종이 (식품 및 비식품 기반);
- 파우치;
- 일회용 물품용 종이 또는 판지;
- 라벨, 내유성 종이, 고밀도 종이, 포대 종이 및 웰(well) 구조물.
본 발명은 다양한 예시적 구체예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있고 균등물이 그 요소를 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 추가로, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적용하기 위해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 방식으로 개시된 특정 구체예로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 구체예를 포함할 것으로 의도된다.

Claims (16)

  1. 차폐 특성을 갖는 종이 또는 판지 기재, 상기 기재는 제1 표면 및 상기 제1 표면 맞은편의 제2 표면을 포함함;
    여기서 적어도 상기 제1 표면에는 적어도 50 중량%의 필름 형성 능력을 갖는 하나 이상의 재생 가능한 화합물을 포함하고, 제2 표면의 종이 또는 판지 기재의 밀도보다 더 높은 밀도를 갖는 바이오-배리어 층이 제공되고;
    여기서 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 제1 표면 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 제2 표면은 모두 지방산 할라이드로 그래프팅되고;
    여기서 종이 또는 판지 기재는 50% 상대 습도 및 23 ℃에서 표준 ASTM F-1927에 따라 측정된 500 cc/m2/24h/atm 미만의 산소 투과율을 가짐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재는 적어도 상부 플라이, 중간 플라이 및 하부 플라이를 포함하고, 상기 상부 플라이 및 상기 하부 플라이 중 적어도 하나에는 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되고, 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 상부 또는 하부 플라이 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 상부 또는 하부 플라이는 모두 지방산 할라이드로 그래프팅되고, 바이오-배리어의 밀도는 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상부 또는 하부 플라이의 밀도보다 높은 기재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고밀도 바이오-배리어 층은 다음 그룹 중 하나 이상으로부터 선택된, 필름 형성 능력을 갖는 적어도 하나의 재생 가능한 화합물을 포함하는 기재:
    (i) 셀룰로스 나노물질, 예컨대 마이크로피브릴화 셀룰로스(MFC), 셀룰로스 나노결정(CNC) 셀룰로스 휘스커;
    (ii) 셀룰로스 유도체, 예컨대 카르복시메틸화 셀룰로스(CMC), 메틸 에틸 하이드록시에틸 셀룰로스(MEHEC), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로스(EHEC), 하이드록시에틸 셀룰로스(HEC);
    (iii) 헤미셀룰로스, 예컨대 자일란, 글루칸, 글루코만난, 예를 들어 구아 검;
    (iv) 단당류, 예컨대 자일로스, 펜토스; 및
    (v) 전분 기반 화합물.
  4. 제3항에 있어서, 바이오-배리어 층은 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 75 중량%, 더욱더 바람직하게는 적어도 85 중량%의 필름 형성 능력을 갖는 하나 이상의 재생 가능한 화합물을 포함하는 기재.
  5. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 바이오-배리어의 밀도는 700 이상, 바람직하게는 950 이상, 더욱더 바람직하게는 1050 kg/m3 이상인 기재.
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 바이오-배리어 층은 2-55 g/m2 범위의 평량을 포함하는 기재.
  7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 바이오-배리어는 적어도 50 중량% 마이크로피브릴화 셀룰로스(MFC)를 포함하고, 상기 MFC는 70-94 범위의 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) 값을 갖고, 여기서 바이오-배리어는 5-35 g/m2 범위의 평량을 추가로 포함하는 기재.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 바이오-배리어 층은 최대 50 중량%, 바람직하게는 최대 25 중량%, 더욱 바람직하게는 최대 15 중량%의 상이한 등급의 폴리(비닐 알코올)(PVOH) 및 이들의 혼합물을 포함하는 기재.
  9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 그래프팅 전의 바이오-배리어는 50% 상대 습도 및 23 ℃에서 표준 ASTM F-1927에 따라 측정된 500 미만, 더욱 바람직하게는 100 미만, 더욱더 바람직하게는 20 cc/m2/24h/atm 미만의 산소 투과율(OTR)을 갖는 기재.
  10. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 할라이드 그래프팅은 (60 초 후 표준 ISO 535:2014에 따라 결정된) 30 g/m2 미만, 바람직하게는 20 g/m2 미만, 더욱 바람직하게는 15 g/m2 미만의 Cobb60 값을 갖는 재료를 생성하는 기재.
  11. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 상기 기재의 외부 표면을 형성하는 적어도 하나의 외부 중합체 층을 포함하고, 상기 중합체는 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리락트산(PLA), 폴리비닐 아세테이트(PVA), 폴리프로필렌(PP) 및/또는 폴리아미드(PA) 중 임의의 것을 포함하는 기재.
  12. 차폐 특성을 갖는 종이 또는 판지 기재 제조 방법으로서, 다음 단계를 포함하는 방법:
    a) 제1 표면 및 상기 제1 표면 맞은편의 제2 표면을 포함하는 종이 또는 판지 기재를 제공하는 단계, 여기서 적어도 상기 제1 표면에는 제2 표면의 종이 또는 판지 기재의 밀도보다 더 높은 밀도를 갖는 바이오-배리어 층이 제공됨; 및
    b) 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 제1 표면 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 제2 표면이 지방산 할라이드로 그래프팅되는 단계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 종이 또는 판지 기재는 상부 플라이, 중간 플라이 및 하부 플라이를 포함하는 하나 이상의 플라이를 포함하고, 상기 상부 플라이 및 상기 하부 플라이 중 하나에 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되고, 고밀도 바이오-배리어 층이 제공된 상기 플라이 및 고밀도 바이오-배리어 층이 제공되지 않은 상기 플라이 모두가 지방산 클로라이드로 그래프팅되는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 지방산 할라이드는 10-22 개의 탄소 원자의 지방족 사슬 길이, 예컨대 라우로일 클로라이드(C12), 미리스토일 클로라이드(C14), 팔미토일 클로라이드(C16), 스테아로일 클로라이드(C18) 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 할라이드의 적용된 양은 기재의 총 건조 중량의 0.1-4 g/m2, 바람직하게는 0.5-2 g/m2인 방법.
  16. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 종이 또는 판지 기재로부터 제조된 제품으로서, 다음을 포함하는 그룹의 제품 중 어느 하나인 제품:
    - 액체 또는 액체-함유 제품의 포장에 사용되는 액체 포장 보드(liquid packaging boards, LPB), 및 건조, 지방, 신선 및/또는 냉동 식품용 종이 또는 판지, 및 이들의 적층물에 사용되는 구조;
    - 뜨거운 음식 및 차가운 음식을 위한 컵 재료 및 이의 적층물;
    - 일반 포장, 고급 포장, 및 지정된 응용 분야를 위한 그래픽 보드;
    - 비식품 응용 분야를 위한 제품, 예컨대 동식물 제품, 제약 제품, 미용 및 위생 제품 및 멀티팩 제품;
    - 웰(well) 및 포장 종이;
    - 파우치;
    - 일회용 물품용 종이 또는 판지; 및
    - 라벨, 내유성 종이, 고밀도 종이, 포대 종이 및 웰(well) 구조물.
KR1020227000614A 2019-07-09 2020-06-30 바이오-배리어를 포함하는 판지 및 적층물 KR20220034768A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1950872A SE543479C2 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Bio-barrier coated paperboard and laminates thereof
SE1950872-0 2019-07-09
PCT/IB2020/056159 WO2021005451A1 (en) 2019-07-09 2020-06-30 Paperboard and laminate comprising a bio-barrier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220034768A true KR20220034768A (ko) 2022-03-18

Family

ID=74114976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227000614A KR20220034768A (ko) 2019-07-09 2020-06-30 바이오-배리어를 포함하는 판지 및 적층물

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220242636A1 (ko)
EP (1) EP3997269A4 (ko)
KR (1) KR20220034768A (ko)
CN (1) CN114127361A (ko)
CA (1) CA3145531A1 (ko)
SE (1) SE543479C2 (ko)
WO (1) WO2021005451A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE543618C2 (en) * 2018-11-22 2021-04-20 Stora Enso Oyj Gas barrier film for a paper or paperboard based packaging material comprising microfibrillated cellulose surface grafted with a fatty acid halide and a thermoplastic polymer layer
WO2023180377A1 (en) 2022-03-22 2023-09-28 CHT Germany GmbH Water-based barrier coating of native substances for paper, cardboard or moulded pulp
SE546122C2 (en) * 2022-07-07 2024-05-28 Stora Enso Oyj Paper or paperboard based packaging laminate having a gas barrier with an extruded evoh layer

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925910B1 (fr) * 2007-12-26 2010-02-12 Centre Nat Rech Scient Film aux proprietes barrieres a l'eau, aux graisses, au gaz et a la vapeur d'eau
SE0950819A1 (sv) * 2009-11-03 2011-05-04 Stora Enso Oyj Ett bestruket substrat, en process för tillverkning av ett bestruket substrat, en förpackning och en dispersionsbestrykning
FR2967363B1 (fr) * 2010-11-16 2012-11-30 Centre Nat Rech Scient Machine et procede de traitement par greffage chromatogenique d'un substrat hydroxyle
ES1129505Y (es) * 2011-10-31 2015-01-16 Pelicula o revestimiento barrera a la migración que comprende hemicelulosa
US9139661B2 (en) * 2012-06-25 2015-09-22 Yagna Limited Methods for biocompatible derivitization of cellulosic surfaces
CN106573268B (zh) * 2014-08-06 2019-11-19 德尔福特集团有限公司 用脂肪酸氯连续涂覆基于纤维素的纤维基质网的方法
WO2016131790A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-25 Basf Se Method for manufacturing of a hydrophobic cellulosic material
EP3314058B1 (en) * 2015-06-29 2019-11-27 Stora Enso Oyj Method for hydrophobing a cellulose substrate
WO2017072124A1 (en) * 2015-10-29 2017-05-04 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Barrier film or sheet and laminated packaging material comprising the film or sheet and packaging container made therefrom
JP2020500222A (ja) * 2016-09-01 2020-01-09 エイチエス・マニュファクチャリング・グループ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー セルロース系表面のバイオベース誘導体化のための方法
SE541932C2 (en) * 2017-12-21 2020-01-07 Stora Enso Oyj Laminate having oxygen barrier properties and a method for producing the same
CN108625219B (zh) * 2018-05-21 2021-03-16 浙江杭化新材料科技有限公司 一种疏水防油纸的制备方法
SE543618C2 (en) * 2018-11-22 2021-04-20 Stora Enso Oyj Gas barrier film for a paper or paperboard based packaging material comprising microfibrillated cellulose surface grafted with a fatty acid halide and a thermoplastic polymer layer
SE1950871A1 (en) * 2019-07-08 2021-01-09 Stora Enso Oyj Paper or paperboard material comprising one or more plies

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021005451A1 (en) 2021-01-14
US20220242636A1 (en) 2022-08-04
EP3997269A4 (en) 2023-07-19
SE543479C2 (en) 2021-03-02
EP3997269A1 (en) 2022-05-18
CN114127361A (zh) 2022-03-01
CA3145531A1 (en) 2021-01-14
SE1950872A1 (en) 2021-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3475485B1 (en) Microfibrillated film
EP3574143B1 (en) Method of manufacturing a film comprising microfibrillated cellulose
EP3883765B1 (en) Gas barrier film for packaging material
KR20220034768A (ko) 바이오-배리어를 포함하는 판지 및 적층물
US11518858B2 (en) Method for forming a film comprising nanocellulose
US20210403734A1 (en) Process for production of film or coating comprising cellulosic nanomaterial
US11999132B2 (en) Heat sealable packaging material comprising microfibrillated cellulose and products made therefrom
US20230132010A1 (en) Process for production of nano-coated substrate
US20230131315A1 (en) Process for production of nano-coated substrate
US20220340735A1 (en) Composition, film or coatingh comprising microfibrillated cellulose and extractive from wood bark or cork wood