[发明专利]具有至少一个阻隔涂料层的纸板结构

说明书

一种纸板结构，其包括纸板基材，所述纸板基材包括第一主要侧和第二主要侧以及在第一主要侧上的至少一个阻隔涂料层。一个或多个所述阻隔涂料层可以包含粘合剂和颜料，其中所述粘合剂具有至少20℃的玻璃化转变温度，其中粘合剂与颜料的重量比为至少约1:2。

优先权

本申请要求在2018年2月19日提交的U.S. Ser. No. 62/632,265的优先权，其完整内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明申请涉及涂布的纸板，并且更特别地涉及具有水性阻隔涂料的纸板结构。

背景技术

纸板用于各种包装应用中。例如，使用涂布的未漂白纸板用于包装饮料容器、冷冻食品、谷类食品和广泛种类的其它食品和非食品消费产品。其它形式的漂白和未漂白的经涂布纸板被用于食品服务和消费产品中的各种包装选择。

使用纸或纸板的食品或食品服务包装通常需要增强的阻隔性能，包括油、油脂、水和/或湿气阻隔。另外，许多纸或纸板包装，例如用于食品或饮料服务的纸或纸板杯子，还要求纸或纸板是可热封的（heat-sealable），使得可以在制杯机上形成杯子。聚乙烯（PE）挤出涂布的纸板通过同时提供了所需的阻隔和热封性能目前在此类应用中仍然占主导地位。然而，包装（包括使用PE挤出涂料的纸杯）具有再制浆困难，并且不能像常规的纸或纸板那样容易地再循环，如果将这些包装填埋，则会引起环境问题。对于包括代替含有PE涂料或膜层的纸板包装的涂布技术的替代性解决方案存在增长的需求。

可再制浆的水性涂料是解决这种需要的有前途的解决方案之一。然而，水性涂料中的大多数聚合物是无定形的，并且不具有像PE的熔点。因此，水性涂料中的粘合剂或聚合物在具有水性涂层的纸板的生产、储存、运输或转化过程中的升高的温度（甚至在例如120-130℉）和/或压力下常常逐渐软化或变粘，导致经涂布的纸板的粘连问题，这在实际应用中通常不会发生在PE涂布的纸板上。这种粘连问题对于需要高阻隔性能并且还需要能够在转换包装中热封（如杯子）的水性阻隔涂布纸板变得甚至更加关键。

因此，本领域技术人员在具有阻隔性能的纸板结构领域继续进行研究和开发工作。技术挑战和焦点包括实现不同目标应用所需的阻隔性能，同时优化或平衡纸板产品的热封性和抗粘连性。

发明内容

在一个方面，所公开的纸板结构包括纸板基材，所述纸板基材包括第一主要侧和第二主要侧，以及在所述第一主要侧上的阻隔涂料层。阻隔涂料层可以包含粘合剂和颜料，其中所述粘合剂具有至少20℃的玻璃化转变温度。

在另一方面，所公开的纸板结构包括纸板基材，所述纸板基材包括第一主要侧和第二主要侧，以及在所述第一主要侧上的阻隔涂料层。所述阻隔涂料层可以包含粘合剂和颜料，其中粘合剂具有至少20℃的玻璃化转变温度，其中所述颜料包含粘土和碳酸钙中的至少一种。

在另一方面，所公开的纸板结构包括纸板基材，所述纸板基材包括第一主要侧和第二主要侧，以及在所述第一主要侧上的阻隔涂料层。所述阻隔涂料层可以包含粘合剂和颜料，其中所述粘合剂具有至少20℃的玻璃化转变温度，其中所述粘合剂与所述颜料的重量比为至少约1:2。

在另一方面，所公开的纸板结构包括纸板基材，所述纸板基材包括第一主要侧和第二主要侧，以及在所述第一主要侧上的阻隔涂料层。所述阻隔涂料层可以包含粘合剂和颜料，其中所述粘合剂具有至少20℃的玻璃化转变温度，其中至少60重量%的颜料由粒度小于2微米的颗粒组成。

在另一方面，所公开的纸板结构包括纸板基材，所述纸板基材包括第一主要侧和第二主要侧，以及在所述第一主要侧上的多个阻隔涂料层。每个阻隔涂料层可以包含粘合剂和颜料，其中所述粘合剂具有至少20℃的玻璃化转变温度。

在一个方面，所公开的用于制造纸板结构的方法包括(1)制备包含粘合剂和颜料的阻隔涂料组合物，其中所述粘合剂在干燥时具有至少20℃的玻璃化转变温度，和(2)将所述阻隔涂料组合物施加至纸板基材。