[發(fā)明專利]生物基阻隔涂料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980070880.0
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN112912565B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·斯賓德;M·A·比洛多;S·米凱爾
• 申請（專利權(quán)）人: 綠色科技全球私人有限公司
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;C07H13/06;D21H19/52;C11C3/04;C09D191/00
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;李慧

本發(fā)明描述了用包含谷醇溶蛋白和至少一種多元醇脂肪酸酯的阻隔涂料處理纖維素材料的可調(diào)節(jié)方法，所述阻隔涂料在不犧牲其生物降解性的情況下為此類材料提供增強(qiáng)的耐油和/或耐油脂性。所公開的方法提供了阻隔涂料在制品上的粘附，所述制品包括含有纖維素材料的制品和通過這種方法制成的制品。如此處理的材料表現(xiàn)出較高的疏脂性，并且可以用于需要這種特征的任意應(yīng)用中。

相關(guān)申請的交叉引用

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及處理含有纖維質(zhì)(cellulosic)化合物的材料，更具體地涉及使用包含多元醇脂肪酸酯和谷醇溶蛋白的生物基(biobased)阻隔涂料和/或組合物使纖維素基材料更疏水/疏脂，其中多元醇脂肪酸酯可以用于代替已知的谷醇溶蛋白溶劑或增塑劑，其中這種阻隔涂料或組合物及方法可用于對纖維素基材料的表面進(jìn)行改性，所述纖維素基材料包括紙、紙板和包裝產(chǎn)品。

背景技術(shù)

由于碳氟化合物降低制品的表面能的能力，工業(yè)多年來已經(jīng)使用基于碳氟化學(xué)的化合物生產(chǎn)具有改進(jìn)的耐油和/或油脂滲透性的制品。使用全氟化碳?xì)浠衔锏囊粋€新出現(xiàn)的問題是其在環(huán)境中的長期留存。EPA和FDA最近已開始審查這些化合物的來源、在環(huán)境中的留存情況(environmental fate)和毒性。最近的一項(xiàng)研究報告說，從學(xué)齡兒童身上采集的血液樣本中發(fā)現(xiàn)全氟辛烷磺酸鹽的概率非常高(90％)。這些化合物的費(fèi)用和潛在的環(huán)境責(zé)任驅(qū)使制造商尋求生產(chǎn)具有耐油和/或油脂滲透性的制品的替代方法。

盡管降低表面能改善了制品的耐滲透性，但是降低表面能也具有一些缺點(diǎn)。例如，用碳氟化合物處理的織物將表現(xiàn)出良好的耐污性，然而，一旦被弄臟，清潔組合物滲透并因此從織物上釋放污垢的能力可能會受到影響，這會導(dǎo)致永久性弄臟織物，使其使用壽命縮短。另一個實(shí)例是防油紙，其隨后將被印刷和/或涂覆有粘合劑。在那種情況下，通過用碳氟化合物處理可以獲得所需的耐油脂性，但是紙的低表面能可能引起與印刷油墨或粘合劑接受性有關(guān)的問題，包括粘著、后陷印(trap)斑點(diǎn)、差的粘合性和套準(zhǔn)性(register)。如果將防油紙用作已施加粘合劑的離型紙，則低表面能會降低粘合強(qiáng)度。為了改善可印刷性、涂覆性或粘附性，可以通過后成形方法如電暈放電、化學(xué)處理、火焰處理等來處理低表面能制品。然而，這些方法增加了生產(chǎn)制品的成本，并且可能具有其他缺點(diǎn)。

谷醇溶蛋白是蛋白質(zhì)化合物，其作為谷物的存儲蛋白存在。例如，玉米醇溶蛋白(zein)是見于玉米蛋白粉中的谷醇溶蛋白，其是玉米加工的副產(chǎn)物。玉米醇溶蛋白具有較高的脯氨酸含量，并且可溶于水性脂肪醇。玉米醇溶蛋白的性質(zhì)可以使用某些增塑劑來改變。由于玉米蛋白粉的主要用途是動物飼料，通常以較低的價格出售，因此人們一直在開發(fā)玉米醇溶蛋白的增值產(chǎn)品。然而，許多溶劑和增塑劑不適合用于食品工業(yè)。

玉米醇溶蛋白作為一種聚合材料，激發(fā)了人們的新興趣，部分原因是塑料對固體廢物處理產(chǎn)生了負(fù)面影響。玉米醇溶蛋白作為膜、涂料和塑料應(yīng)用的原料具有許多潛在的優(yōu)勢。玉米醇溶蛋白是可生物降解的，并且每年可更新。玉米的年度盈余提供了大量的原材料資源。然而，使用玉米醇溶蛋白作為塑料材料也存在問題。玉米醇溶蛋白是一種生物材料，并且像大多數(shù)生物材料一樣，也受到水的影響。為了更好地利用那些蛋白質(zhì)，希望以使所尋求的谷醇溶蛋白特性不易受水影響的方式配制含玉米醇溶蛋白的組合物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及處理纖維質(zhì)材料的方法，包括用提供增加的疏脂性同時保持纖維質(zhì)組分的生物降解性/可回收性的組合物處理含纖維素的材料。所公開的方法包括在纖維素上施加包含谷醇溶蛋白和多元醇(如糖類)脂肪酸酯(PFAE或SFAE)的阻隔涂料。

在實(shí)施方案中，公開了包含谷醇溶蛋白和至少一種PFAE(如SFAE)的阻隔涂料，其中涂料的濃度足以使暴露于涂料的制品表面變得基本上對油和/或油脂的施加有耐受性。在一個相關(guān)方面，谷醇溶蛋白包括玉米醇溶蛋白、大麥醇溶蛋白(hordein)、麥醇溶蛋白(gliadin)、高粱醇溶蛋白(kafirin)及其組合。