阅读说明：本技术 聚合物涂覆的纸和纸板 (Polymer coated paper and paperboard ) 是由 V.里布 K.内瓦莱宁 于 2019-10-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及纸或纸板,所述纸或纸板包括通过PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂的挤出涂覆形成的至少一个涂层,其特征在于PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。(The invention relates to paper or paperboard comprising at least one coating formed by extrusion coating of a PET (polyethylene terephthalate) resin, characterized in that the PET resin comprises at least 50% by weight of a PET copolymer having an intrinsic viscosity of less than 0.7dl/g, preferably less than 0.65dl/g, determined according to ISO 1628.)

具体实施方式

本公开内容的目的是降低实现足够的粘附性和在挤出涂覆中的成膜稳定性所需的PET树脂的最小克重。

本公开内容的另一个目的是提供一种PET树脂涂覆的纸或纸板，所述纸或纸板允许降低的PET树脂的克重，例如小于40g/m²的克重，同时保持PET树脂对纸或纸板的良好粘附性。

本公开内容的另一个目的是提供一种PET树脂涂覆的纸或纸板，所述纸或纸板具有在低克重的PET树脂下的改进的PET树脂对纸的粘附性。

本公开内容的另一个目的是提供一种制造PET树脂涂覆的纸或纸板的方法，所述纸或纸板允许降低的PET树脂的克重，例如小于40g/m²的克重，同时保持良好的在挤出过程中的成膜稳定性。

本公开内容的另一个目的是提供一种制造PET树脂涂覆的纸或纸板的方法，所述纸或纸板允许在低克重的PET树脂下的改进的在挤出过程中的成膜稳定性。

上述目的以及本领域技术人员根据本公开内容将意识到的其他目的通过本公开内容的各个方面来实现。

根据本文所示的第一方面，提供了一种纸或纸板，所述纸或纸板包括通过PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂的挤出涂覆形成的至少一个涂层，其特征在于PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。

纸通常是指由木材浆或包含纤维素纤维的其他纤维状物质以薄片形式制造的材料，用于在其上书写、绘图或印刷，或用作包装材料。

纸板通常是指包含纤维素纤维的坚固、厚的纸或卡纸板(cardboard)，用于箱子和其他类型的包装。根据最终用途的要求，纸板可为漂白的或未漂白的、涂覆的或未涂覆的，并且可以各种厚度生产。

如本文所使用，术语涂覆是指这样的操作，其中用组合物覆盖基底的表面以赋予基底期望的性质、光洁度或质地。涂覆可为单层或多层涂覆，其中PET涂料树脂可以一层或多层使用。涂覆可施加至纸或纸板的一侧或两侧。

如今，用于可烘烤包装的PET挤出涂料是使用与在PET瓶制造中使用的PET等级相似的PET等级生产的。所使用的典型的PET等级的根据ISO1628测定的特性粘度为约0.8-0.9dl/g。这些常规的PET树脂不可被挤出涂覆在纸或纸板上至小于40g/m²的涂层克重，而不会损失粘附性和成膜稳定性，导致涂覆的产品的瑕疵。

本发明人现已发现，使用具有低特性粘度的特定类型的PET树脂，可降低实现足够的粘附性和在纸和纸板的挤出涂覆中的成膜稳定性所需的PET树脂的最小克重。在许多转换操作(例如印刷和热密封)中，足够的粘附性是重要的。

另外，已经发现，与标准挤出涂覆等级PET相比，在本发明中使用的特定类型的PET树脂具有进一步的优点，包括更好的运行性，允许在挤出涂覆过程中的更高的线速度，以及降低的氧气渗透性。

在本发明中使用的PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。在一些实施方案中，PET共聚物的根据ISO1628测定的特性粘度在0.55至0.63dl/g的范围内，优选在0.57至0.61dl/g的范围内。在一个优选的实施方案中，PET共聚物的特性粘度为0.59dl/g。

在一些实施方案中，PET共聚物是包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元的PET共聚物。已经发现低特性粘度和包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元的PET结构的组合提供了粘附性和运行性的另外的改进。这允许进一步降低挤出涂覆中的必要的PET树脂克重。出人意料地，与常规的高特性粘度PET聚合物相比，共聚物组合物不限制涂层的耐热性。

在一些实施方案中，PET共聚物中的对苯二甲酸:间苯二甲酸的摩尔比在99:1至50:50的范围内。

在一些实施方案中，PET共聚物中的单乙二醇:二乙二醇的摩尔比在99:1至50:50的范围内。

在一些实施方案中，PET共聚物由来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元组成。

在一个优选的实施方案中，PET树脂包含至少50重量％的PET共聚物，其中所述PET共聚物包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元，其中所述PET共聚物中的对苯二甲酸:间苯二甲酸的摩尔比在99:1至50:50的范围内并且所述PET共聚物中的单乙二醇:二乙二醇的摩尔比在99:1至50:50的范围内，并且其中所述PET共聚物的根据ISO 1628测定的特性粘度在0.57至0.61dl/g的范围内。

本发明的PET树脂包含至少50重量％的特性粘度小于0.7dl/g的PET共聚物。在一些实施方案中，PET树脂包含至少70重量％、优选至少90重量％的PET共聚物。本发明的PET树脂也可由或基本上由PET共聚物组成。其中PET树脂由或基本上由PET共聚物组成的实施方案特别引人关注，因为这样的单材料涂层提供了明显的再循环优势。

PET树脂的其余部分可由其他聚合物或非聚合物涂料成分组成。换句话说，PET树脂可为PET共聚物和另一种聚合物的共混物。在一些实施方案中，PET树脂的其余部分包含根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET。在一些实施方案中，PET树脂的其余部分包含根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7-0.9dl/g的PET。

涂料树脂的配制物可根据涂料和涂覆的纸或纸板的预期用途而有很大差异。涂料组合物可包括各种量的宽范围的成分，以改进产品的最终性能或涂料的加工。在一些实施方案中，PET树脂包含至少一种选自以下的另外的组分：不同于PET的聚合物，颜料(例TiO₂或炭黑)，染料，和填料(例如CaCO₃，滑石)。

在本发明中使用的PET树脂允许生产这样的涂覆的纸或纸板，所述纸或纸板具有在低克重(例如小于50g/m²的克重)的PET树脂下的改进的成膜稳定性和PET树脂对纸的粘附性。因此，在一些实施方案中，将PET树脂以小于50g/m²的克重施加至基底。

在本发明中使用的PET树脂允许生产这样的挤出涂覆的纸或纸板，所述纸或纸板具有降低的PET树脂的克重，例如小于40g/m²的克重，同时保持良好的成膜稳定性和PET树脂对纸或纸板的粘附性。因此，在一些实施方案中，将PET树脂以小于40g/m²、更优选小于35g/m²的克重施加至基底。

本发明的纸或纸板可仅用这样的PET树脂涂覆，所述PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。替代地，本发明的纸或纸板可包括PET树脂涂层作为两个或更多个聚合物涂层之一。由于本发明的PET树脂涂层提供了良好的成膜稳定性和PET树脂对纸或纸板的粘附性，因此其可优选用作直接施加在纸或纸板表面上的第一(或最内)涂层。挤出涂覆的PET树脂涂层可用于促进随后施加或共挤出的聚合物涂层的粘附。挤出涂覆的PET树脂涂层可在挤出膜层压过程中用作聚合物膜的胶粘剂。

在一些实施方案中，用PET树脂挤出涂覆的纸或纸板进一步包括至少一个另外的聚合物涂层，其设置在挤出涂覆的PET树脂的顶部上，其中所述另外的聚合物涂层具有与挤出涂覆的PET树脂不同的组成。

在一些实施方案中，所述至少一个另外的涂层通过挤出涂覆或通过挤出膜层压形成。

在一些实施方案中，所述至少一个另外的涂层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和/或聚乳酸(PLA)。在一个优选的实施方案中，所述至少一个另外的涂层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

包含至少50重量％的特性粘度小于0.7dl/g的PET共聚物的PET树脂具有良好的热密封性质，并且还可用作施加在中间聚合物涂层的顶部上的最外涂层(或顶层)。

在一些实施方案中，用PET树脂挤出涂覆的纸或纸板进一步包括至少两个另外的聚合物涂层，其设置在挤出涂覆的PET树脂的顶部上，

其中所述另外的聚合物涂层中的至少一个具有与挤出涂覆的PET树脂不同的组成，并且

其中最外的另外的聚合物涂层包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。

在一些实施方案中，纸或纸板上的PET树脂和另外的PET涂层的总组合克重小于50g/m²，优选小于40g/m²，更优选小于35g/m²。

本发明的纸或纸板在制造可烘烤托盘中特别有用。根据本文所示的第二方面，提供了一种包括根据本文所述的第一方面的纸或纸板的可烘烤托盘。

根据本文所示的第三方面，提供了PET树脂用于涂覆纸或纸板基底的用途，所述PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度(IV)小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。

本发明人已经发现，使用具有低特性粘度的特定类型的PET树脂，可降低实现足够的粘附性和在纸和纸板的挤出涂覆中的成膜稳定性所需的PET树脂的最小克重。

第三方面的PET树脂可如以上参考第一方面所述进一步定义。

在一个优选的实施方案中，PET树脂包含至少50重量％的PET共聚物，其中所述PET共聚物包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元，其中所述PET共聚物中的对苯二甲酸:间苯二甲酸的摩尔比在99:1至50:50的范围内并且所述PET共聚物中的单乙二醇:二乙二醇的摩尔比在99:1至50:50的范围内，并且其中所述PET共聚物的根据ISO 1628测定的特性粘度在0.57至0.61dl/g的范围内。

根据本文所示的第四方面，提供了制造PET树脂涂覆的纸或纸板基底的方法，所述方法包括：

a)提供纸或纸板基底，

b)通过挤出涂覆将至少一层熔融的PET树脂施加至所述基底的表面，

c)使PET树脂冷却并且固化，以及

d)收取PET树脂涂覆的基底，

其特征在于PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度(IV)小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。

第四方面的PET树脂可如以上参考第一方面所述进一步定义。

在一个优选的实施方案中，PET树脂包含至少50重量％的PET共聚物，其中所述PET共聚物包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元，其中所述PET共聚物中的对苯二甲酸:间苯二甲酸的摩尔比在99:1至50:50的范围内并且所述PET共聚物中的单乙二醇:二乙二醇的摩尔比在99:1至50:50的范围内，并且其中所述PET共聚物的根据ISO 1628测定的特性粘度在0.57至0.61dl/g的范围内。

本发明的纸或纸板可仅用这样的PET树脂涂覆，所述PET树脂包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。替代地，本发明的纸或纸板可包括PET树脂涂层作为两个或更多个聚合物涂层之一。由于本发明的PET树脂涂层提供了良好的成膜稳定性和PET树脂对纸或纸板的粘附性，因此其可优选用作直接施加在纸或纸板表面上的第一(或最内)涂层。挤出涂覆的PET树脂涂层可用于促进随后施加或共挤出的聚合物涂层的粘附。挤出涂覆的PET树脂涂层可在挤出膜层压过程中用作聚合物膜的胶粘剂。

在一些实施方案中，该方法进一步包括施加设置在挤出涂覆的PET树脂的顶部上的至少一个另外的聚合物涂层，其中所述另外的聚合物涂层具有与第一挤出涂覆的PET树脂不同的组成。

在一些实施方案中，所述至少一个另外的涂层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和/或聚乳酸(PLA)。在一个优选的实施方案中，所述至少一个另外的涂层包含具有与第一挤出涂覆的PET树脂不同的组成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

在一些实施方案中，所述至少一个另外的涂层通过挤出涂覆或通过挤出膜层压形成。在一个优选的实施方案中，所述至少一个另外的涂层通过与第一PET树脂一起共挤出涂覆来形成。

在一些实施方案中，在挤出涂覆的PET树脂的顶部上施加至少两个另外的聚合物涂层，

其中所述另外的聚合物涂层中的至少一个具有与挤出涂覆的PET树脂不同的组成，并且

其中最外的另外的聚合物涂层包含至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物。

在一个优选的实施方案中，所述纸或纸板包括至少一个通过PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂的挤出涂覆形成的涂层，其中PET树脂由以下组成：至少50重量％的根据ISO1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物，和根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET。

在一个优选的实施方案中，所述纸或纸板包括：通过PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂的挤出涂覆形成的第一涂层，其中PET树脂由以下组成：至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物，和根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET；和

第二涂层，其由根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET组成。

在一个优选的实施方案中，纸或纸板包括：

通过PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂的挤出涂覆形成的第一涂层，其中PET树脂由以下组成：至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物，和根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET；

第二涂层，其由根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET组成；以及

通过PET树脂的挤出涂覆形成的第三涂层，其中PET树脂由以下组成：至少50重量％的根据ISO 1628测定的特性粘度小于0.7dl/g、优选小于0.65dl/g的PET共聚物，和根据ISO 1628测定的特性粘度为0.7dl/g或更高的PET。

在一个优选的实施方案中，PET共聚物包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元，其中所述PET共聚物中的对苯二甲酸:间苯二甲酸的摩尔比在99:1至50:50的范围内并且所述PET共聚物中的单乙二醇:二乙二醇的摩尔比在99:1至50:50的范围内，并且其中所述PET共聚物的根据ISO 1628测定的特性粘度在0.57至0.61dl/g的范围内。

在一些实施方案中，施加至基底的PET树脂和另外的PET涂层的总组合克重小于50g/m²，优选小于40g/m²，更优选小于35g/m²。

发明人已经显示，即使用略微薄的涂层(30g/m²相比于40g/m²)，用本发明的PET共聚物和标准PET等级共挤出涂覆的基底的MAP密封性也显着高于仅用标准PET等级挤出涂覆的基底的密封性。

尽管已经参考各种示例性实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变并且可用等同物代替其元素。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为预期用于进行本发明的最佳模式而公开的特定实施方案，而是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方案。

附图说明

图1是说明对纸板基底的粘附性随着根据本发明的PET树脂的涂层克重变化的图。

图2包含两个说明根据本发明的PET树脂的涂覆的运行性的图。

图3是说明对于不同的PET等级而言的粘附性随着挤出涂覆(单层)中的克重变化的图。

图4是说明对于不同的PET等级而言的克重随着挤出涂覆(单层)中的线速度变化的图。

图5是说明对于不同的PET等级而言的运行性(克重的标准偏差)随着挤出涂覆(单层)中的线速度变化的图。

实施例

实施例1–用PET共聚物和标准PET树脂对纸板进行共挤出涂覆

将具有约350g/m²的克重的纸板基底(Trayforma 350Natura,Stora Enso Oy)在挤出涂覆试验线中用标准PET等级A和PET共聚物树脂B共挤出涂覆。将PET共聚物树脂B从挤出机B挤出到卡纸板基底上，并且塞子(plug)为BBAAA-DD。在挤出机A和B中分别以140和100rpm的螺杆速度进行共挤出。

PET共聚物B是包含来自对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇的重复单元的PET共聚物，其根据ISO 1628测定的特性粘度(IV)为0.59dl/g。标准PET等级A的根据ISO 1628测定的特性粘度(IV)为0,82-0,85dl/g，玻璃化转变温度(T_g)为75-80℃，并且熔融温度(T_m)为245-250℃。

分析共挤出的基底(A+B)的粘附性、运行性和MAP密封性，并且与仅使用标准PET等级(A)制备的相应基底进行比较。

粘附性

粘附性测试基于X形切割方法和表1中的评估标准通过视觉评估进行。从纤维基底上手动剥离出涂层。

表1.粘附性测试.

值	评估标准
		0	涂层不附着
1	剥离出，无任何撕裂的纤维
		2	剥离出，有一些撕裂的纤维
3	剥离出，<50％的区域被撕裂的纤维覆盖
		4	剥离出，>50％的区域被撕裂的纤维覆盖
5	剥离出，区域完全被撕裂的纤维覆盖(100％)

粘附性测试显示，共挤出的基底保持粘附性值为5，直至涂层克重为20g/m²(参见图1)。仅用标准PET等级A制备的相应基底保持粘附性值为5，直至涂层克重为30g/m²。

运行性

运行性基于涂层克重在横向和机器方向上的标准偏差来评估。低于3的偏差水平是可接受的。

运行性测试显示，共挤出的基底保持运行性，直至涂层克重为15g/m²(参见图2)。仅用标准PET等级A制备的相应基底保持运行性，直至涂层克重为20g/m²。

MAP-测试

使用所谓的气调包装(MAP)来评估PET涂覆的基底的氧气渗透性。将涂覆的基底用于托盘包装中，用盖紧密封闭。基于7、14和28天后包装中的氧气水平来评估MAP密封性。14天后的氧气水平低于1％被认为是可接受的。结果列于表2中。

表2.MAP-测试.

表2中的结果显示，即使用略微薄的涂层(30g/m²相比于40g/m²)，共挤出的基底的MAP密封性也显着高于仅用标准PET等级A制备的基底。标准PET等级的14天后的氧气值为0.93％。尽管该值低于1％，但由于测量不确定性，其仍不被认为是可接受的。即使用更薄的涂层，共挤出的基底的0.37％的值也显然在可接受的范围内。

实施例2–不同PET共聚物的比较

在Tampere University of Technology(TUT)的挤出涂覆试验线上，在单次挤出涂覆中测试了五种不同的聚(对苯二甲酸乙二酯)。经测试的PET等级示于表3中。

PET等级在化学结构和特性粘度上不同。所使用的幅材材料为Stora EnsoTrayforma 190。

图3示出了对于五种PET等级而言的粘附性随着挤出涂覆(单层，挤出机A，塞AAAAA-DD，气隙130mm，电晕处理3.4kW)中的克重的变化。图4示出了对于五种PET等级而言的克重随着挤出涂覆(单层)中的线速度的变化。图5示出了对于五种PET等级而言的运行性(克重的标准偏差)随着挤出涂覆(单层)中的线速度的变化。

在测试的五种PET等级的情况下，挤出涂覆参数相似(参见图3)。挤出机A的螺杆速度为140rpm，因此取决于PET等级的产量为103–115kg/h。目标熔融温度为约300-310℃(比较1、2和4)或280℃(本发明和比较3)。

显然，用由对苯二甲酸、间苯二甲酸、单乙二醇和二乙二醇制造的低粘度共聚物(本发明)实现了最佳的整体性质。

表3.在挤出涂覆中测试了五种不同的聚(对苯二甲酸乙二酯)等级的性质.