[发明专利]多层物品

说明书

本发明提供了基于纤维素纳米材料的高度稳定且多用途的多层结构或物品，所述多层结构或物品被定制和加工用于多种应用，作为食品包装工业中的优良材料。

技术领域

本发明大体上涉及多层物品及其用途。

背景

纤维素纳米晶体(CNC)是已知形式的纤维素中的一种，它是树木和植物的细胞壁的主要组分。CNC可以作为液晶溶液存在于水中，并且已知自组装成具有纳米级厚度的宏观有序膜。

纳米尺寸的晶体具有有趣的尺寸依赖性结构性质和光学性质。处理加工变量的能力提供了控制这样的纳米晶体的结构、组成、尺寸和分散程度的能力。

背景技术

[1]WO2017/046798

[2]WO2017/199252

[3]WO2013/132491

[4]US2005/0042443

[5]US9,227,381

[6]US5,547,764

一般描述

本文公开的技术的发明人已经开发了基于纤维素纳米材料诸如纤维素纳米晶体(CNC)的高度稳定且多用途的多层结构或物品，所述多层结构或物品可以被定制和加工用于多种应用，并且是优于例如用于食品包装工业中的铝片材以及优于其他基于聚合物的结构和物品的材料，并且呈现出对气体、有机溶剂、油和其他剂的优良屏障性质。

如本文中所展示的，本发明的物品是可以用于多种产品和应用的多层结构，相对于由多层纤维素纳米材料和聚合物诸如聚乙烯醇(PVOH)构成的现有的和已知的产品，也已经展示出优越性。

本发明的多层结构的优越性尤其是基于CNC和PVOH的共混物(CNC-PVOH共混物)的层的存在。这种优越性反映在：

(1)12的油脂屏障，根据使用TAPPI T 559标准(由工艺和产品质量部门的物理性质委员会(Physical Properties Committee of the Process and Product QualityDivision)批准)所确定的；

(2)当在23℃在80％相对湿度(RH)测量时，在0.01和15之间，或在0.01和1之间，或在0.01和5之间，或在1和10之间，或在1和5之间，或通常为低于1cc/m²-天的值的氧气透过率(OTR)；和/或

(3)当在38℃在90％RH测量时，在0.01和20之间，或在0.01和1之间，或在0.01和5之间，或在1和10之间，或在1和5之间，或在5和10之间，或通常为低于1g/m²-天的值的水蒸气透过率(WVTR)。

这些性质支持高度独特和有用的物品，这些物品决不能与本领域的类似物品相比。例如，与纯PVOH膜和CNC膜相比，CNC-PVOH共混物膜示出更好的机械性质和屏障性质。在本发明的多层结构中，与包含纯PVOH的多层结构相比，通过在CNC-PVOH层及其相邻层之间形成更好的相互作用，CNC-PVOH层与纯PVOH层相比的优势进一步增加，所述相互作用增强了层之间的粘附，并且改善了屏障性质和机械性质。在PVOH示出良好的作为屏障的性能的情况下，CNC-PVOH超过了其性能，并且呈现出优良至更优的性质，并且包含在多层结构中甚至更多地增强了性能。