[發明專利]氧阻隔膜

有效

• 申請號: 201880066279.X
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN111448350B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: I.克諾埃斯
• 申請（專利權）人: 斯道拉恩索公司
• 主分類號: D21H11/18
• 分類號: D21H11/18;D21H11/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉;詹承斌

本發明涉及改進包含大量的微原纖化纖維素(MFC)的膜的拉伸性而不負面影響氧阻隔性質的方法。根據本發明，從包含具有寬尺寸分布的微原纖化纖維素的懸浮體形成膜。

本發明涉及制造氧阻隔膜的方法。本發明還涵蓋了通過該方法制得的膜以及其用途。

背景技術

包裝行業需要有效的氣體和/或氣味阻隔性，并且特別是氧阻隔性來屏蔽對氧氣敏感的產品，從而延長其貨架壽命(保質期，shelf-life)。這不僅包括許多食品，而且還特別地包括醫藥產品和電子行業產品。已知的具有氧阻隔性質的包裝材料可包含一層或多層聚合物膜或涂覆有一層或多層氧阻隔聚合物(通常作為多層涂層結構的一部分)的纖維紙或紙板。

最近，已經開發出了微原纖化纖維素(MFC)膜，其中去原纖化(defibrillated)的纖維素原纖維已被懸浮(例如在水中)、重組和重新結合以形成具有良好的氣體阻隔性質的膜。

這樣的膜可通過將MFC懸浮體施加在多孔的基材上，形成幅材，接著通過基材排水而使幅材脫水來形成膜而被制備。這可通過例如使用造紙機或紙板制造機類型的方法而實現。US2012298319A教導了通過將包含MFC的配料直接施加在多孔基材上由此允許MFC被脫水和過濾而制造MFC膜的方法。

替代地，可通過使用流延技術來制造膜，包括將MFC分散體施加在無孔的流延基材上，比如聚合物或金屬基材，并且通過蒸發干燥所述膜。通過流延技術制得的膜通常提供了更均勻的厚度分布和更光滑的表面。公開物EP2771390A4描述了MFC膜的制備，其中含水的纖維素納米纖維分散體被涂覆在紙或聚合物基材上，被干燥并且最終作為納米纖維膜片材被剝離。

然而，從MFC制得的膜可能是脆的并且提供低的應變能力和抗撕裂性，因為短纖維不會具有例如與紙那樣相同的拉伸的能力。在現有技術中，已經提出了使用添加劑，比如塑化劑以改進拉伸性。然而，需要限制塑化劑的量，尤其是在待用于與食品包裝相關的膜中，以便符合規定的法律和法規。另外，大量的塑化劑可使得膜的機械和阻隔性質劣化。

發明內容

本公開的目標是使得能夠制造薄的氧阻隔膜，其包含大量的微原纖化纖維素，與現有技術的膜相比，具有改進的拉伸性和更高和/或保持的阻隔性質。

根據所附獨立權利要求，這些目標以及進一步的優點通過所提出的方法、膜及其用途而全部或部分地實現。實施方式在所附從屬權利要求以及以下描述中給出。

已經令人驚奇地顯示了，與從較細的(finer)MFC或較粗的(coarser)MFC形成的MFC膜相比，從具有寬尺寸分布的懸浮體形成的MFC膜呈現出更高的斷裂應變和保持的氧阻隔性質。

根據第一方面，提供制造氧阻隔膜的方法，包括以下步驟：

-提供包含至少75重量％微原纖化纖維素(MFC)的MFC懸浮體，基于所述懸浮體的總固含量計，該MFC的基于體積的粒度分布呈現出：25-40μm的D50值，5-15μm的D10值和90-120μm的D90值，

-形成所述MFC懸浮體的幅材，

-將所述幅材脫水和/或干燥以形成膜。

在根據本發明的較粗的MFC和較細的MFC的最佳混合處，較粗的纖維提供了更高的斷裂應變，而較短的/較細的纖維形成了提供高阻隔水平的網絡。本發明還使得能夠僅用有限量的添加劑就形成了具有所需的拉伸性的MFC膜。尤其地，本發明使得能夠幾乎不使用或不添加塑化劑。因此，膜可不含塑化劑。

優選地，MFC懸浮體不含長纖維。本文所使用的長纖維意指來自磨漿程度較低的紙漿的纖維，其長度加權平均纖維長度為0.8mm。通過本發明的方法實現的膜的高強度性質使得能夠使用MFC作為僅有的纖維源-因此避免了使用長纖維。這樣，可進一步改進阻隔性質。