[发明专利]可生物降解的疏水性纤维素基材及其用反应性硅烷制备的方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

无。

技术领域

本发明公开了可生物降解的疏水性基材及用于使该基材具有疏水性的方法。该方法中使用反应性硅烷。

背景技术

纤维素基材，例如纸材和卡纸板（如波纹纤维板、纸板、显示板或卡片纸料(card stock)）产品根据其预定用途会遇到不同的环境条件。例如，卡纸板通常用作装运和/或储存产品的包装材料，并且必须提供保护其内容物的耐久外壳。这些包装材料可能面临的某些这类环境条件为雨水、温度变化（其可能促进凝结）、洪水、雪、冰、霜、冰雹或水分的任何其他形式。其他产品包括一次性餐饮服务用品(food service article)，这类餐饮服务用品通常由纸材或纸板制成。这些纤维素基材还面临潮湿环境条件，例如来自其所接触的食物和饮料的蒸气和液体。多种形式的水可能会通过降解纤维素基材的化学结构（通过水解和裂解纤维素链）和/或分解其物理结构（通过不可逆地干扰链间的氢键键合）而威胁纤维素基材，从而降低其在预期用途中的性能。当暴露于水、其他含水流体或显著量的水蒸气时，诸如纸材和卡纸板之类的物品可能变得柔软，从而丧失形式稳定性且变得易于刺穿（例如在运输包装材料期间或被用于一次性餐饮服务用品的餐具（例如刀和叉）刺穿）。

制造商可通过在潮湿环境中不使用一次性餐饮服务用品来解决一次性餐饮服务用品的水分敏感性问题。该方法简单地通过将其一次性餐饮服务用品销售用于在不存在含水流体或蒸气下使用（例如干燥或油炸品）来避免该问题。然而，该方法大大限制了这些物品的潜在市场，因为许多食品(1)为含水的（例如饮料、汤）；(2)包括水相（例如稀调味酱、在水中加热的蔬菜）；或(3)在其冷却时放出水蒸气（例如米饭和其他含淀粉食物、热三明治等）。

维护纤维素基材的另一方式是防止水与纤维素基材相互作用。例如，可向纤维素基材表面施用抗水涂层（例如聚合物防水材料，如蜡或聚乙烯）以防止水直接接触纤维素基材。该方法基本上形成层状结构，其中水敏感性核心夹在抗水材料层之间。然而，许多涂层的获得成本较高且难以施用，因而增加制造成本和复杂性且降低可接受的成品的百分比。此外，涂层可能随时间推移而降解或机械性质受损且有效性降低。涂层还具有基材边缘处理不良的固有弱点。即使边缘可受到处理而使整个基材具有疏水性，但经处理基材中的任何裂缝、撕裂、皱纹或皱褶均可能造成易湿润的未处理表面暴露，且可允许水吸入基材本体中。

此外，纤维素基材的某些涂层及其他已知的疏水处理也可能使基材不可生物降解。因此，期望提供用于使纤维素基材具有疏水性而同时维持其可生物降解性的方法。

发明内容

本发明公开了一种用于使基材具有疏水性而同时维持其可生物降解性的方法。该方法包括用反应性硅烷渗透该基材并由该反应性硅烷形成树脂。

具体实施方式

除非另外指明，否则本文所述的所有量、比率和百分比均以重量计。除非本说明书的上下文另外指明，否则冠词“一个”、“一种”和“所述”各指一个（一种）或多个（多种）。范围的公开内容包括范围本身以及其中所包含的任何值以及端点。例如，范围2.0至4.0的公开内容不仅包括范围2.0至4.0，而且还单独地包括2.1、2.3、3.4、3.5和4.0以及该范围中所包含的任何其他数字。此外，例如2.0至4.0的范围的公开内容包括子集例如2.1至3.5、2.3至3.4、2.6至3.7以及3.8至4.0以及该范围中所包含的任何其他子集。类似地，马库什群组(Markush group)的公开内容包括整个群组以及任何单独成员及其中所包含的子群。例如，马库什群组氢原子、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基的公开内容包括单独的成员烷基；烷基和芳基子群；以及其中所包含的任何其他单独成员和子群。