本發明(ming)總體(ti)上涉及一種用于(yu)制造紙(zhi)包裝(zhuang)材料或紙(zhi)板(ban)的方(fang)法和系統，并且特別是具有防(fang)水、耐(nai)熱和耐(nai)油脂特性同時是可再循環且可再制漿的經(jing)涂(tu)覆(fu)的紙(zhi)或經(jing)涂(tu)覆(fu)的紙(zhi)板(ban)。

背景技術：

1、基于(yu)纖維的產品(pin)(比如紙和紙板)廣泛用于(yu)不同的包(bao)裝應用(比如一次(ci)性杯子、紙吸管、單次(ci)使用的容器(qi)、食(shi)品(pin)包(bao)裝、非食(shi)品(pin)包(bao)裝等)中。

2、例如(ru)(ru)(ru)，紙板可(ke)(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)于提供用(yong)(yong)(yong)于各種(zhong)飲(yin)料(liao)產品的(de)(de)一(yi)次(ci)性的(de)(de)單次(ci)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)杯(bei)(bei)子。這些一(yi)次(ci)性的(de)(de)單次(ci)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)杯(bei)(bei)子可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)于比如(ru)(ru)(ru)咖啡、拿鐵、摩(mo)卡、熱巧克力等(deng)“熱”飲(yin)料(liao)，也可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)于比如(ru)(ru)(ru)軟飲(yin)料(liao)、乳、雪(xue)泥(slush)、冰沙等(deng)“冷(leng)”飲(yin)料(liao)。比如(ru)(ru)(ru)這些一(yi)次(ci)性的(de)(de)單次(ci)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)杯(bei)(bei)子等(deng)包(bao)(bao)裝還可(ke)(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)作用(yong)(yong)(yong)于其他(ta)(ta)含(han)水(shui)分食(shi)品(比如(ru)(ru)(ru)冰淇淋、其他(ta)(ta)冷(leng)凍食(shi)品、湯(tang)等(deng))的(de)(de)容器、以(yi)及其他(ta)(ta)濕和干食(shi)品包(bao)(bao)裝、非(fei)食(shi)品包(bao)(bao)裝(比如(ru)(ru)(ru)肥皂盒等(deng))。

3、應用于液體包(bao)裝(zhuang)或食品(pin)(pin)包(bao)裝(zhuang)中的(de)紙(zhi)板(ban)必須能夠(gou)承受所包(bao)裝(zhuang)的(de)物品(pin)(pin)的(de)影響，比如(ru)水分對紙(zhi)板(ban)的(de)影響。

4、水分(fen)通(tong)常(chang)會(hui)滲(shen)入正常(chang)的(de)(de)紙板(ban)，從(cong)而導致紙板(ban)變得(de)潮濕(shi)，失去(qu)其結構的(de)(de)完整性(xing)。在“冷”飲料或食品的(de)(de)情況下(xia)，水分(fen)也在遠離飲料或食品的(de)(de)一側(ce)或表面(mian)上(shang)冷凝，因此也滲(shen)透到了食櫥。

5、抑制紙板中的此種水分(fen)滲透的常用方法是通過在紙板的一側或兩(liang)側/表面上涂(tu)覆防水材(cai)料或阻隔劑(ji)(barrier)。

6、阻(zu)隔(ge)(ge)(ge)劑(ji)通(tong)(tong)常通(tong)(tong)過將基(ji)于(yu)纖維(wei)的(de)(de)基(ji)材涂(tu)(tu)(tu)覆提供必要(yao)的(de)(de)阻(zu)隔(ge)(ge)(ge)特性的(de)(de)組(zu)合(he)(he)物來(lai)施(shi)加。基(ji)于(yu)防濕卡紙板(ban)相對(dui)于(yu)其用途(tu)所(suo)需要(yao)的(de)(de)阻(zu)隔(ge)(ge)(ge)程度，可以(yi)將不同水平的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)施(shi)加到卡紙板(ban)。進(jin)一步(bu)地，涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)數量通(tong)(tong)常受成本和給定機(ji)器上的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)覆站數量的(de)(de)限制。在(zai)基(ji)于(yu)纖維(wei)的(de)(de)產品上形成阻(zu)隔(ge)(ge)(ge)劑(ji)時(shi)常用的(de)(de)材料是(shi)聚乙(yi)烯(xi)(xi)(pe)、聚丙(bing)烯(xi)(xi)(pp)、聚對(dui)苯(ben)二甲酸乙(yi)二酯(pet)、乙(yi)烯(xi)(xi)乙(yi)烯(xi)(xi)醇(evoh)或乙(yi)烯(xi)(xi)乙(yi)酸乙(yi)烯(xi)(xi)酯(eva)。這些聚合(he)(he)物可以(yi)例如(ru)被層(ceng)壓或擠(ji)出(chu)涂(tu)(tu)(tu)覆在(zai)基(ji)于(yu)纖維(wei)的(de)(de)產品上。目前，大多數阻(zu)隔(ge)(ge)(ge)劑(ji)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)是(shi)用擠(ji)出(chu)涂(tu)(tu)(tu)覆技術制造(zao)的(de)(de)并(bing)且(qie)因此是(shi)在(zai)單(dan)(dan)獨的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)覆單(dan)(dan)元中離線制造(zao)的(de)(de)。以(yi)下陳述了證(zheng)實這一點(dian)的(de)(de)若干專利。

7、jp?2006028697a披露了一種具有通過在紙基(ji)礎材料上(shang)涂(tu)覆丙(bing)烯酸類合(he)成樹脂乳液而(er)形成的(de)底涂(tu)層和外(wai)涂(tu)層的(de)防油(you)脂紙。然而(er)，該防油(you)脂紙不是可(ke)熱密封的(de)。

8、ep?3?559?344b1披露了(le)一種用于制(zhi)造包裝材料(liao)的(de)方(fang)法。然而，該包裝材料(liao)需要(yao)離線涂覆，這帶來了(le)昂貴(gui)的(de)挑(tiao)戰，因為它需要(yao)對(dui)卷軸的(de)額外處理和額外的(de)轉化步驟。

9、wo?2016/170229披露了一種用于(yu)制造經(jing)涂覆的(de)(de)(de)紙(zhi)板的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)和(he)系統。它涉及(ji)多層涂覆，由此(ci)第二和(he)第三涂層作為水性分(fen)散體被(bei)同時施加，而(er)(er)在這(zhe)些涂層之間沒有(you)中間干燥。然(ran)而(er)(er)，該方(fang)法(fa)仍(reng)然(ran)面臨與以上提(ti)及(ji)的(de)(de)(de)粘連和(he)實際密(mi)(mi)封性相關的(de)(de)(de)挑(tiao)戰。它具有(you)弱密(mi)(mi)封的(de)(de)(de)缺點，該密(mi)(mi)封似(si)乎不(bu)是特別強并且容易(yi)打開。

10、us2018/0094165a1披露(lu)了一種(zhong)防水(shui)且防油的紙(zhi)(zhi)。然而，該防水(shui)且防油的紙(zhi)(zhi)仍(reng)然具有所謂(wei)的粘連(lian)問題。

11、離線涂覆技術被(bei)認為是昂貴的(de)，因為它(ta)需(xu)要(yao)對(dui)卷(juan)軸的(de)額外(wai)處理和額外(wai)的(de)轉化步驟。

12、此外，離線(xian)加工包括紙(zhi)(zhi)板(ban)(ban)卷的處理和運輸，這(zhe)會使紙(zhi)(zhi)板(ban)(ban)幅材暴露(lu)在比如撕裂、點狀缺陷(xian)、水分(fen)損害、可能的溫度問題等缺陷(xian)中，并導致產(chan)量損失。

13、為了解(jie)決前述不足，出現了一種(zhong)新技(ji)術，例如分散體(ti)阻(zu)隔劑(ji)涂(tu)覆(fu)(fu)技(ji)術。該(gai)技(ji)術具(ju)有關于(yu)可再循環(huan)性(xing)的(de)優勢，能夠利用造紙機或紙板機上(shang)的(de)現有涂(tu)覆(fu)(fu)設備實現與離線或在線涂(tu)覆(fu)(fu)的(de)價值(zhi)鏈整合(he)，并確保最佳的(de)再制(zhi)漿性(xing)。

14、然而，在分散體涂覆(fu)技術中，太(tai)低(di)的覆(fu)蓋(gai)層重量不(bu)會產生(sheng)所需(xu)要(yao)的熱密封特(te)性。

15、與分散體涂覆相關的一(yi)個顯著(zhu)問題是當紙板被(bei)卷(juan)起時(shi)，涂層粘(zhan)(zhan)附到熱(re)導輥(gun)或(huo)導網輥(gun)(carrier?roll)或(huo)者在復(fu)卷(juan)機階(jie)段粘(zhan)(zhan)附到自身的傾向(xiang)。這種(zhong)現(xian)象被(bei)稱為粘(zhan)(zhan)連。如果(guo)發生粘(zhan)(zhan)連，產品會受損并無法使用。

16、與市場上(shang)的(de)(de)(de)經分(fen)散體涂覆的(de)(de)(de)紙板(ban)相關聯(lian)的(de)(de)(de)另一(yi)個問(wen)(wen)題是熱密封性和(he)/或滲(shen)漏問(wen)(wen)題。在實踐中，當(dang)此類紙板(ban)被成型為(wei)食(shi)品包裝(zhuang)(特別是呈容器、吸管或一(yi)次性杯子的(de)(de)(de)形(xing)式(shi))時，相當(dang)多的(de)(de)(de)產品似乎具有很重的(de)(de)(de)氣味和(he)/或滲(shen)漏問(wen)(wen)題并且(qie)在與食(shi)品接觸后軟化(hua)。

17、本發明涉及(ji)一種(zhong)將分散體阻隔劑(ji)涂覆技術應用于卡紙板(ban)的(de)方法(fa)和系統(tong)，其(qi)中(zhong)所述工藝的(de)已知缺(que)陷被將至(zhi)其(qi)最小限度。

技術實現思路

1、本(ben)發明的(de)一方面是(shi)提供克服了現有技術的(de)缺點(dian)的(de)制造(zao)方法。

2、本發明的一方面是提供一種用于(yu)生產(chan)具有抗粘連性(xing)特性(xing)以(yi)及可選地還具有熱密封性(xing)特性(xing)的紙(zhi)板和紙(zhi)幅材的制造方法。

3、本(ben)發明的一方(fang)面是(shi)提供一種(zhong)用于生產(chan)可再循環且可再制漿的紙(zhi)板和紙(zhi)幅(fu)材的制造方(fang)法。

4、本(ben)發明的(de)一方(fang)面是提供一種用于(yu)生產(chan)不僅(jin)可(ke)再循環和可(ke)再制(zhi)漿、而且還可(ke)印刷并且體(ti)積較小，從而更有效地節省原材料的(de)紙(zhi)(zhi)板(ban)和紙(zhi)(zhi)幅(fu)材的(de)制(zhi)造方(fang)法。

5、本(ben)發明的一(yi)方面是提供一(yi)種成本(ben)有效的制造工(gong)藝(yi)。

6、本(ben)發明的(de)一方面是提供一種紙(zhi)板制造工藝，其(qi)中涂層的(de)總厚(hou)度以(yi)及因此(ci)還(huan)有(you)經(jing)涂覆(fu)的(de)紙(zhi)板的(de)總厚(hou)度可以(yi)被最小化。

7、以上方(fang)面已經通過一種制造(zao)紙板的方(fang)法來解(jie)決，該方(fang)法包(bao)括：

8、-涂覆步驟；和

9、-后處理步驟

10、其中，所(suo)述涂覆步驟包括(kuo)將紙基材涂覆多個層的(de)涂層，該(gai)多個層包括(kuo)：

11、基(ji)礎阻(zu)隔劑(ji)涂層；

12、阻隔劑涂層；

13、可選的熱密封涂層；以及

14、屏蔽涂層

15、其中，該涂覆步驟包括：

16、在(zai)紙(zhi)基(ji)材上施加(jia)基(ji)礎阻(zu)隔劑涂層；

17、通(tong)過借助于干燥(zao)單元(yuan)干燥(zao)該(gai)基(ji)礎阻隔劑涂層來降低(di)該(gai)紙(zhi)基(ji)材(cai)的水分含量；

18、壓縮和整平該紙基材；

19、施加阻隔劑涂層；

20、壓縮和整平該紙基材；

21、可(ke)選地施加熱密封涂層；

22、施加屏蔽涂(tu)層；

23、在將該(gai)紙基材涂覆多個層(ceng)之后，對所(suo)得紙基材進(jin)行(xing)保濕(shi)；以及

24、其中，該后處理步(bu)驟包括(kuo)

25、壓縮和(he)整(zheng)平該涂覆步(bu)驟所得的紙基材；以(yi)及

26、干燥所(suo)得紙基(ji)材。

27、紙(zhi)基材還(huan)可以被稱(cheng)為紙(zhi)板基材、紙(zhi)幅(fu)材或紙(zhi)板幅(fu)材，這取決于人們想要強調的(de)特性；例(li)如(ru)(ru)，它(ta)(ta)是(shi)紙(zhi)的(de)事(shi)實(shi)和/或它(ta)(ta)例(li)如(ru)(ru)是(shi)幅(fu)材的(de)事(shi)實(shi)，和/或它(ta)(ta)例(li)如(ru)(ru)形成涂層用基材的(de)事(shi)實(shi)。

28、該方法可(ke)以進一步(bu)(bu)包括(kuo)在涂覆步(bu)(bu)驟之(zhi)前的幅材形成步(bu)(bu)驟和預處(chu)理(li)步(bu)(bu)驟，

29、其中該幅(fu)材(cai)(cai)形(xing)成步驟(zou)包括形(xing)成紙纖維的幅(fu)材(cai)(cai)狀紙基材(cai)(cai)；以及

30、其中該預(yu)處理步(bu)驟包括(kuo)：

31、干燥并降低形成(cheng)該紙基材的紙漿的水(shui)分含量；

32、冷卻(que)所得紙基材；

33、壓縮和(he)整平該紙基材；以及(ji)

34、借助(zhu)于表(biao)面(mian)施膠機(sizer)密封(feng)表(biao)面(mian)纖維。

35、幅(fu)材形(xing)成步驟(zou)可以包括添加內部施膠劑。

36、表面(mian)施(shi)膠機(ji)(ji)可以(yi)是膜式施(shi)膠壓(ya)機(ji)(ji)(film?size?press)、噴(pen)涂(tu)式施(shi)膠機(ji)(ji)、池式施(shi)膠壓(ya)機(ji)(ji)(pond?size?press)以(yi)及壓(ya)區(qu)施(shi)膠機(ji)(ji)(nip?sizer)中的任(ren)一種，該壓(ya)區(qu)施(shi)膠機(ji)(ji)優選(xuan)地具有一個(ge)或(huo)多個(ge)簾(lian)式涂(tu)布機(ji)(ji)和/或(huo)一個(ge)或(huo)多個(ge)泡沫涂(tu)布機(ji)(ji)。

37、基礎(chu)阻隔(ge)劑涂(tu)層的重量(liang)優(you)選(xuan)在1-17g/m2之(zhi)間、更優(you)選(xuan)在3-11g/m2之(zhi)間、并且最優(you)選(xuan)在3-8g/m2之(zhi)間的范(fan)圍(wei)內(nei)。

38、阻隔(ge)劑(ji)涂層(ceng)的重量優(you)選(xuan)在1-14g/m2之(zhi)間(jian)、更優(you)選(xuan)在2-8g/m2之(zhi)間(jian)、并(bing)且最優(you)選(xuan)在2-4g/m2之(zhi)間(jian)的范(fan)圍內。

39、熱密(mi)封涂層(如果存在(zai))的(de)(de)重量優(you)(you)選(xuan)在(zai)1-11g/m2之(zhi)間、更(geng)優(you)(you)選(xuan)在(zai)2-11g/m2之(zhi)間、又更(geng)優(you)(you)選(xuan)在(zai)2-5g/m2之(zhi)間、并(bing)且最優(you)(you)選(xuan)在(zai)2-4g/m2之(zhi)間的(de)(de)范圍(wei)內。

40、屏(ping)蔽(bi)涂層的重量優選(xuan)在(zai)1-10g/m2之(zhi)間(jian)、更優選(xuan)在(zai)2-8g/m2之(zhi)間(jian)、又更優選(xuan)在(zai)2-6g/m2之(zhi)間(jian)、并且(qie)最優選(xuan)在(zai)2-4g/m2之(zhi)間(jian)的范圍內(nei)。

41、在此上下文中(zhong)可以注意到，除(chu)(chu)非(fei)另外特別(bie)指(zhi)(zhi)明，否則(ze)在本技術中(zhong)表(biao)示為(wei)g/m2的各種涂(tu)層的重量(liang)是指(zhi)(zhi)所得涂(tu)層(即，在已經除(chu)(chu)去例(li)如分(fen)散體的水或其(qi)他溶劑之后)的重量(liang)。

42、如上所指示，該方法(fa)可以進一(yi)步包括施加熱密封涂層。

43、熱密(mi)封(feng)涂層的(de)組合(he)物(wu)優(you)選選自乙烯和甲基丙(bing)烯酸或丙(bing)烯酸的(de)共聚(ju)物(wu)。

44、在涂覆(fu)步驟(zou)中，在涂覆(fu)多(duo)個層之(zhi)后對所得紙板(ban)幅(fu)材進行保濕(shi)的操作(action)可以借助于將(jiang)潤濕(shi)劑(ji)噴涂到紙板(ban)幅(fu)材上的噴涂單(dan)元來進行。

45、潤濕(shi)劑優選(xuan)(xuan)幾乎全部是(shi)(shi)水(shui)(shui)，更優選(xuan)(xuan)按重量計至少99％是(shi)(shi)水(shui)(shui)，并且最優選(xuan)(xuan)僅有水(shui)(shui)。

46、噴(pen)(pen)涂單元(yuan)可以以如在(zai)噴(pen)(pen)嘴處測量(liang)的優選在(zai)1-100mpa之間(jian)(jian)、更(geng)優選在(zai)1-17mpa之間(jian)(jian)、并且(qie)最優選在(zai)1-12mpa之間(jian)(jian)的噴(pen)(pen)涂壓(ya)力從噴(pen)(pen)嘴噴(pen)(pen)涂潤濕劑。

47、可以(yi)使紙板(ban)幅(fu)材以(yi)優選低于500m/min的(de)(de)幅(fu)材速度移動，同時進行在(zai)涂(tu)覆(fu)步驟中在(zai)涂(tu)覆(fu)多個層之(zhi)后對所得紙板(ban)幅(fu)材進行保濕的(de)(de)操(cao)作。

48、在后處理步驟中(zhong)干(gan)燥所(suo)得(de)紙板幅(fu)材的(de)操作可以包(bao)括用維持在95℃-117℃溫度(du)范圍的(de)干(gan)燥單(dan)元干(gan)燥該(gai)紙板幅(fu)材。

49、阻隔(ge)劑涂層(ceng)組合物呈水性分(fen)(fen)(fen)散體、優選水性聚合物分(fen)(fen)(fen)散體的形式。實例可以是(shi)聚乙烯(xi)醇分(fen)(fen)(fen)散體。

50、阻隔劑涂層組合(he)(he)(he)物的聚合(he)(he)(he)物優選是可生物降解(jie)的/可再生的聚合(he)(he)(he)物。

51、該方法進一步包括施加(jia)熱密封涂層(c)，其中優選地該熱密封涂層(c)的(de)組合物(wu)選自乙烯和甲(jia)基丙(bing)(bing)烯酸(suan)或丙(bing)(bing)烯酸(suan)的(de)共(gong)聚(ju)物(wu)。

52、該方法(fa)可以進一步包括在該后處理(li)步驟之后的整(zheng)理(li)步驟，

53、其中(zhong)該(gai)整(zheng)理(li)步驟(zou)包(bao)括

54、冷卻該后(hou)處理步驟所得的紙基材；以及

55、將經涂覆的(de)紙基材卷繞成卷。

56、以上方面也已經通過一種制造(zao)紙板的系統來解決(jue)，該系統包括：

57、內部施膠機；

58、表面施膠機；

59、噴涂單元；

60、至少一(yi)個涂覆單元，該至少一(yi)個涂覆單元被配置為施加

61、基礎阻隔(ge)劑涂層；

62、阻隔劑涂層；

63、熱密封涂層；以及

64、屏蔽涂層；

65、至少一個干燥單元(yuan)；

66、至(zhi)少一個(ge)冷卻單元；

67、至少(shao)一個壓延單元；以及

68、紙板(ban)卷(juan)的卷(juan)繞單元。

69、可(ke)以注意到，本發明的生產方法和系統可(ke)以用于經單側涂(tu)覆的和經雙側涂(tu)覆的紙(zhi)板產品兩者。