[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20230066373A - 폴리비닐 알코올 코팅된 셀룰로스 제품 - Google Patents

폴리비닐 알코올 코팅된 셀룰로스 제품 Download PDF

Info

Publication number
KR20230066373A
KR20230066373A KR1020237010214A KR20237010214A KR20230066373A KR 20230066373 A KR20230066373 A KR 20230066373A KR 1020237010214 A KR1020237010214 A KR 1020237010214A KR 20237010214 A KR20237010214 A KR 20237010214A KR 20230066373 A KR20230066373 A KR 20230066373A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyvinyl alcohol
polymer
mixtures
group
degree
Prior art date
Application number
KR1020237010214A
Other languages
English (en)
Inventor
존 윌리암스
션 그리피쓰
로버트 애쉬월쓰
데이비드 리 메도우스
Original Assignee
아쿠아팩 아이피 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아쿠아팩 아이피 리미티드 filed Critical 아쿠아팩 아이피 리미티드
Publication of KR20230066373A publication Critical patent/KR20230066373A/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/20—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/15—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer being manufactured and immediately laminated before reaching its stable state, e.g. in which a layer is extruded and laminated while in semi-molten state
    • B32B37/153—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer being manufactured and immediately laminated before reaching its stable state, e.g. in which a layer is extruded and laminated while in semi-molten state at least one layer is extruded and immediately laminated while in semi-molten state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B23/00—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose
    • B32B23/04—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose comprising such cellulosic plastic substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B23/08—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose comprising such cellulosic plastic substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B23/00—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose
    • B32B23/20—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose comprising esters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/22—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using plasticisers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/306—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D129/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Coating compositions based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C09D129/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/48—Stabilisers against degradation by oxygen, light or heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B32B2264/1027—Clay
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/582—Tearability
    • B32B2307/5825—Tear resistant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7244—Oxygen barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/726—Permeability to liquids, absorption
    • B32B2307/7265—Non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2329/00—Polyvinylalcohols, polyvinylethers, polyvinylaldehydes, polyvinylketones or polyvinylketals
    • B32B2329/04—Polyvinylalcohol
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/40—Closed containers
    • B32B2439/46—Bags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/40—Closed containers
    • B32B2439/62—Boxes, cartons, cases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/70—Food packaging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/06—Ethers; Acetals; Ketals; Ortho-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

하기의 단계를 포함하는 코팅된 재료의 제조 방법: 셀룰로스 기재를 제공하는 단계; 폴리비닐 알코올 중합체를 용융시키는 단계로서, 상기 폴리비닐 알코올 중합체가 90 wt% 이상의 가수분해도 및 180℃ 내지 225℃ 범위의 융점을 갖는, 단계; 상기 용융된 폴리비닐 알코올 중합체를 압출하여 용융된 폴리비닐 알코올 중합체 필름을 형성하는 단계; 상기 용융된 필름을 상기 기재의 표면에 직접 도포하는 단계; 및 상기 필름이 표면 상에 고형화되도록 하여 코팅된 종이를 형성하는 단계.

Description

폴리비닐 알코올 코팅된 셀룰로스 제품
본 발명은 코팅된 셀룰로스 기재, 특히 배타적이지는 않지만 코팅이 폴리비닐 알코올을 포함하는, 코팅된 종이 및 코팅된 종이로부터 제조된 물품에 관한 것이다. 코팅은 종이, 보드, 카드보드, 성형 포장재, 용기 및 상자, 및 기타 셀룰로스 제품에 적용될 수 있다.
통상적인 중합체, 예를 들어, 폴리올레핀으로 구성된 포장재, 용기 등을 재활용하는 것이 어렵거나 불가능하여 환경 문제가 발생한다. 예를 들어, 폴리에틸렌 포장지에 싸인 잡지는 흔히 폐기되거나 폐지와 함께 재활용된다. 이는 제지 공장의 장비가 중합체 포장지에 의해 막힐 수 있다는 단점이 있었다. 이로 인해 종이 및 기타 셀룰로스 물질을 사용하려는 욕구를 불러 일으켰다. 그러나, 기계적 강도가 상대적으로 부족하고 종이의 고속 밀봉이 어렵기 때문에 포장재의 성형, 충전 및 밀봉을 위한 상업용 생산 라인에서는 종이를 사용할 수 없다.
폴리비닐 알코올은 용액으로부터 또는 에멀젼으로서 종이 기재에 도포되었다. 그러나, 생성된 코팅의 성질로 인해 소수의 응용 분야로 사용이 제한된다. 상대적으로 높은 코팅 중량이 요구될 수 있다.
WO2017/046361은 가수분해도가 98 wt% 이상인 가소화된 폴리비닐 알코올의 제조 방법을 개시한다.
JP08112884는 20% 내지 80%의 비누화도를 갖는 용융 폴리비닐 알코올을 가압 하에 투습성 베이스에 도포함으로써 폴리비닐 알코올 라미네이트를 제조하는 것을 개시한다.
JP02191799는 수분산성 종이 상에 폴리비닐 알코올 수지의 용융 압출에 의한 수분산성 수지-적층된 종이의 생산을 개시한다.
본 발명의 제1 양상에 따라, 하기의 단계를 포함하는 코팅된 재료의 제조 방법이 제공된다:
셀룰로스 기재를 제공하는 단계;
폴리비닐 알코올 중합체를 용융시키는 단계로서, 상기 폴리비닐 알코올 중합체가 90% 이상의 가수분해도; 및 180℃ 내지 225℃ 범위의 융점을 갖는, 단계;
용융된 폴리비닐 알코올 중합체를 압출하여 용융된 폴리비닐 알코올 중합체 필름을 형성하는 단계;
용융된 필름을 기재의 표면에 직접 도포하는 단계; 및
필름이 표면 상에 고형화되도록 하여 코팅된 재료를 형성하는 단계.
용융된 필름은 접착제 또는 중간 결합층을 사용하지 않고 기재의 표면에 직접 도포될 수 있다. 가소화된 폴리비닐 알코올 코팅은 천연 접착을 나타낼 수 있어 인접한 시트 사이의 결합을 형성하거나 용기를 밀봉하기 위해 접착제를 사용할 필요가 없다.
본 발명에 사용된 중합체는 셀룰로스 기재에 직접 도포하기에 충분한 용융 강도를 갖는 안정한 용융된 필름의 형성을 용이하게 하는 유리한 성질을 나타낸다. 폴리비닐 알코올은 신속하게 결정화한다. 중합체의 융점은 용융된 중합체가 기재와 접촉할 때 용융된 중합체의 온도가 유리 전이 온도(Tg) 초과가 되도록 선택된다. 폴리비닐 알코올 중합체의 유리 전이 온도는 70℃의 범위에 있다. 통상적인 코팅 장치를 사용하여 압출 동안 그리고 셀룰로스 기재 표면과 접촉하는 지점까지의 온도는 이에 따라 제어된다. 본 발명의 필름은 압출 조건의 응력 하에서 구멍을 형성할 수 없고 열적으로 안정하여 분해가 일어나지 않는다. 이론에 구애되는 것 없이, 가소제 및 안정화제 첨가제는 중합체가 유리 전이 온도 초과일 때 안정한 점도를 유지하도록 하는 것으로 여겨진다.
통상적인 폴리비닐 알코올이 용융되어 전단될 때 처음에는 점도가 감소하지만 전형적으로 5 내지 10분의 짧은 기간 후 점도는 증가하고 결국 중합체가 분해된다. 이것은 중합체 쇄의 얽힘 때문일 수 있다.
본 발명의 가소화된 폴리비닐 알코올 중합체가 용융되어 전단될 때 전단 속도가 증가함에 따라 점도가 지속적으로 감소한다. 전단 속도가 1시간 이상의 기간 동안 용융된 중합체에 적용되면 감소된 점도가 유지된다. 이러한 성질은 용융된 중합체가 셀룰로스 기재 상으로 압출하기 전에 통상적인 장비에서 전단 하에서 용융 상태로 유지되도록 하는데 중요하다. 이것은 정상적인 처리 시간 동안 상업적 제조를 가능하게 한다. 고도(HD)의 가수분해를 갖는 단독중합체 폴리비닐 알코올은 이전에 알려진 폴리비닐 알코올 중합체 코팅을 사용하여 가용할 수 없는 고성능 응용 분야에서 사용될 수 있다.
구현예에서, 안정된 상태의 조건 하에서 용융된 중합체의 점도는 전단 속도에서 1,000 1/s 이상까지 감소한다.
구현예에서, 전단이 용융된 중합체에 적용될 때 감소된 점도가 달성되고, 감소된 점도는 전단이 연장된 기간 동안, 예를 들어 최대 1시간 동안 적용될 경우 유지된다.
구현예에서, 용융된 중합체의 점도는 전단 속도가 증가함에 따라 800 1/s의 전단 속도에서의 점도에서 1000 1/s의 전단 속도에서의 점도로 감소하고, 점도는 최대 1시간 동안 전단 적용 후 안정된 상태에서 측정된다.
용융된 중합체 물질은 유사가소성이거나 97% 초과의 정확도로 Carreau-WLF 점도 모델에 맞는 전단 박화(shear thinning) 거동을 나타낼 수 있다.
용융된 폴리비닐 알코올 필름을 기재에 직접 도포하는 것은 필름이 고형화되어 후속하여 접착제를 사용하여 기재에 도포되는 고체 필름을 형성하는 2단계 공정을 사용할 필요가 없다는 이점을 갖는다. 접착제를 사용하는 것은 비용이 추가될 뿐만 아니라 예를 들어 제지 공장에서 재활용하는 동안 물 스트림을 오염시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
구현예에서, 폴리비닐 알코올 중합체의 융점은 약 190℃ 내지 약 210℃, 예를 들어, 약 195℃ 내지 약 205℃, 예를 들어, 약 200℃일 수 있다.
폴리비닐 알코올은 바람직하게 단독중합체이고, 폴리비닐 아세테이트 단독중합체의 가수분해에 의해 형성될 수 있다. 폴리비닐 알코올은 90 wt% 이상, 예를 들어, 93 wt% 이상, 95 wt% 이상 또는 98 wt% 이상의 고도(HD)의 가수분해를 가질 수 있다. 바람직한 가수분해도는 93 wt% 내지 96 wt%의 범위이다.
폴리비닐 알코올 단독중합체를 사용하는 것이 특히 유리하다. 기재에 적용된 코팅은 오일, 그리스 및 지방과 관련하여 높은 투명도, 높은 인장 강도 및 우수한 차단 성질을 나타낼 수 있다. 산소에 대한 보다 우수한 차단 성질이 또한 달성될 수 있다.
가수분해도가 높은 폴리비닐 알코올은 기존에 알려진 방법으로는 가공이 어렵다.
폴리비닐 알코올은 바람직하게는 동일한 가수분해도를 갖는 고분자량 폴리비닐 알코올과 저분자량 폴리비닐 알코올의 블렌드일 수 있다.
폴리비닐 알코올 중합체는 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는 다가 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 디올 또는 트리올, 예를 들어 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 만니톨 에리트리톨, 펜타에리트리톨 소르비톨, 트리메틸올프로판 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
예시적인 가소제는 하기의 화합물 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다:
(a) 디글리세롤, 트리글리세롤, 프럭토스, 리보스, 크실로스, D-만니톨, 트리아세틴 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 당 알코올;
(b) 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리올;
(c) 메틸 펜탄디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2-하이드록시-1,3-프로판디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 3,3-디메틸-1,2-부탄디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 디올;
(d) 폴리에틸렌 글리콜 300, 폴리에틸렌 글리콜 400, 알콕실화된 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 글리콜;
(e) 카프로락탐, 사이클릭 트리메틸올프로판 포르말, 로진 에스테르, 에루카미드 및 이들의 혼합물.
용융된 중합체의 물 함량은 0.5% w/w 미만, 예를 들어, 0.1% w/w 미만일 수 있다.
셀룰로스 기재는 종이, 보드 또는 카드일 수 있다. 셀룰로스 기재는 셀룰로스 섬유를 포함한다.
본 발명의 방법은 용융된 폴리비닐 알코올 필름이 셀룰로스 기재 상에 코팅될 때 고유의 접착 성질을 갖는다는 발견으로부터 발생한다. 대조적으로, 종래 기술분야에 사용된 고형화된 폴리비닐 알코올 필름은 상기 본질적으로 유리한 접착제 성질을 나타내지 않아 추가의 접착제의 사용이 필요하다. 그러나, 추가의 접착제는 종이 재활용 공장에서 물 스트림을 오염시킬 것이다.
본 발명의 폴리비닐 알코올 코팅은 셀룰로스 기재에 강하게 부착되어 가요성 및 박리에 대한 저항성을 포함하는 기계적 성질을 제공할 것이다.
용융된 폴리비닐 알코올 필름은, 예를 들어, 기재 상에 폴리에틸렌을 코팅하기 위해 사용된 바와 같이 표준 장비를 사용하여 기재에 적용될 수 있다. 특수 장비의 사용은 회피된다. 이것은 이전에 HD 폴리비닐 알코올로는 가능하지 않았다.
특정 이점은 폴리비닐 알코올 코팅된 종이, 보드 또는 본 발명의 기타 셀룰로스 물질이 통상적인 제지 공장에서 재활용될 수 있다는 점이다. 제지 공장에서 재활용하는 동안, 셀룰로스 섬유를 복합 생성물로부터 방출시킬 필요가 있다. HD 폴리비닐 알코올은 냉수에 용해될 수 있지만, 예를 들어, 재활용된 종이 및 카드 처리를 위해 사용되는 온도, 예를 들어, 약 60℃의 온도에서 물에 용해되도록 선택될 수 있다. 폴리비닐 알코올은 물 스트림으로부터 침전에 의해 분리되어 재가공 및 추가 사용을 위해 회수할 수 있다.
본 발명의 폴리비닐 알코올 중합체는 바람직하게, 전분, 덱스트린 또는 기타 폴리사카라이드를 포함하지 않는다.
이전에는 종이와 보드를 폴리에틸렌으로 코팅하여 중합체의 재활용을 방지하고 제지 공장에서 셀룰로스 물질을 재활용하는 데 어려움을 겪었다. 본 발명의 코팅된 재료는 이전에 공지된 폴리에틸렌 코팅된 셀룰로스 물질보다 양호한 차단 성질을 갖는다. 보다 큰 기계적 강도와 탄력성이 달성될 수 있다.
본 발명의 양상에 따르면, 코팅된 재료는
셀룰로스 기재; 및
접착제의 부재 하에 기재에 직접 도포되는 폴리비닐 알코올 중합체의 코팅을 포함하고;
여기서, 상기 폴리비닐 알코올 중합체는 약 30℃ 내지 약 60℃의 온도를 갖는 물에서 10분 이내에 용해되어 코팅된 기재로부터 100% 셀룰로스 섬유를 방출시킬 수 있다.
중합체는 본 발명의 제1 양상에 따라 기재된 바와 같이 고도(HD)의 가수분해를 갖는 가소화된 폴리비닐 알코올 단독중합체일 수 있다.
수온은 약 35℃ 내지 약 45℃, 예를 들어 약 40℃일 수 있다. 과량의 물을 사용할 수 있다. 기재 및 중합체는 용해 전에 분쇄될 수 있다.
약 30℃ 내지 약 60℃, 바람직하게는 약 35℃ 내지 약 45℃, 예를 들어, 약 40℃의 온도에서 물에 대한 폴리비닐 알코올 코팅의 용해도는 코팅된 재료가 불용성 중합체 물질의 존재로 인한 막힘 위험 없이 해당 온도에서 작동하는 제지 공장에서 재활용될 수 있게 한다.
이는, 예를 들어, 불용성 중합체 물질을 제거하기 위한 여과 또는 분리 장비를 포함하도록 통상적인 재활용 설비가 변형 없이 사용될 수 있게 한다. 폴리비닐 알코올은, 예를 들어, WO2016/046520에 개시된 공정을 사용하여 회수될 수 있다.
본 발명의 압출 코팅은, 예를 들어, Davis Standard, SAM, DaeKang 또는 Bandera에 의해 제조된 장비를 사용하여 적용될 수 있다.
광범위한 종이, 종이 보드 및 섬유 보드가 사용될 수 있다. 오프셋 또는 인쇄된 종이, 코팅된 종이, 티슈 종이, 신문 인쇄물, 카드보드, 판지, 파인 아트지(fine art pape), 공예지(craft paper), 중성지(acid-free paper) 및 셀로판.
가소화된 폴리비닐 알코올 코팅은 셀룰로스 필름, 예를 들어, 제조원(Celanese Corp)에 의해 제조된 셀룰로스 아세테이트 필름에 도포될 수 있다. 코팅은 또한 침전된 셀룰로스, 예를 들어, 제조원(Futamura Corp)에 의해 제조된 Natureflex에 도포될 수 있다.
본 발명의 압출 가능한 조성물 및 필름은 예상치 않게 침전, 용액으로부터의 응집에 의해 제조되거나 에멀젼으로부터 침착된 이전에 사용된 스톡 폴리비닐 알코올 물질과 비교하여 우수한 성질을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 이점은 저급 종이, 예를 들어, 신문 인쇄물이 사용될 수 있다는 것이지만, 고급 인쇄 및 공예지가 특히 고급 화장품 및 음식 포장 적용을 위해 사용될 수 있고, 이는 재활용이 이전에 가능하지 않은 적용을 포함한다.
비용이 보다 낮은 저급 종이가 샌드위치 또는 음식 포장, 잡지 포장지 및 종이 봉지(paper sack), 예를 들어, 애완동물 사료 및 결국 재활용하기가 어려운 기름기가 많고 지방 수준이 높은 다른 제품과 같은 응용 분야에 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 이점이다.
본 발명에 따라 코팅된 종이 또는 기타 셀룰로스 물질은 보다 높은 강도 및 내인열성을 나타내어 통상적인 고속 생산 장치와의 사용을 용이하게 한다.
본 발명의 코팅된 종이, 보드 또는 기타 셀룰로스 물질은 통상적인 생산, 제조 라인, 또는 폴리올레핀 또는 기타 중합체 시트 물질을 취급하기 위해 구성된 기타 장비, 예를 들어 성형, 충전 및 밀봉 생산 라인을 사용하여 가공될 수 있다. 통상적인 중합체 시트 생산 라인은 종이, 시트 또는 보드 물질을 사용하여 가능한 것보다 훨씬 높은 속도, 예를 들어, 200-800 m/min로 작동한다. 지금까지 상업적 성형, 충전 및 밀봉 라인에서 종이를 적용하는 것은 가능하지 않았다. 종이는 고속 가공 조건 하에서 찢어지는 경향이 있다. 본 발명의 코팅된 종이는 폴리올레핀 코팅된 시트 물질에 사용되는 것과 같은 고속 라인에서 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 종이의 코팅은, 예를 들어, 유성 제품, 예를 들어, 지방 식품, 예를 들어 애완동물 사료를 위한 포장재의 제조를 위해 우수한 수분 및 지질 저항성을 제공할 수 있다. 통상적인 폴리에틸렌 코팅된 종이와 비교하여 코팅 중량이 절반인 본 발명에 따른 코팅된 종이가 통상적인 물질의 강도보다 최대 6배까지 나타낼 수 있다는 것이 예상치 않게 밝혀졌다.
본 발명의 코팅된 종이 복합재는 폴리비닐 알코올 용액을 사용하여 크기 분류된 종이에 비해 우수한 성질을 제공한다.
다중 층이 사용될 수 있고, 예를 들어 폴리비닐 알코올 코팅이 종이 또는 기타 셀룰로스 물질의 2개 층 사이에 적용될 수 있다. 상기 다층 라미네이트는 우수한 오일, 그리스 및 지방 차단 성질을 갖고 종이 접시, 상자, 트레이 및 유사 제품의 제조에 사용될 수 있다.
코팅된 종이 복합재는 세포독성 백(bag), 정전기 방전(ESD) 백; 혐기성 분해 가능한(AD) 백 및 의류 백을 포함하는 다양한 적용을 포함하거나 이를 보호하기 위한 포장을 위한 온수 가용성 백 또는 필름의 제조에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 백 또는 기타 필름은 가공 전에 백으로부터 폐기물을 제거할 필요 없이 유기 폐기물을 혐기성 소화 설비로 수송할 수 있다는 이점을 갖는다. 상기 백은 친환경 재활용 쓰레기통을 청소할 필요가 없다.
본 발명의 백은 전분 기반 백이 적합하지 않은 많은 적용을 위해 사용될 수 있다. 전분 기반 백은 본 발명에 따라 제조된 백과 비교하여 인장 강도가 더 낮고 차단 성질이 보다 약하다.
중합체 조성물은 EP20184345 또는 WO2017/046361에 기재된 공정을 사용하여 제조될 수 있고, 상기 특허의 개시내용은 모든 목적을 위해 참조로 본 명세서에 포함된다.
가소화된 폴리비닐 알코올 중합체 혼합물의 제조를 위해 예시적인 방법은:
가수분해도가 93 wt% 내지 98 wt%인 폴리비닐 알코올 또는 이의 블렌드를 포함하는 폴리비닐 알코올 중합체를 혼합 반응기에 도입하는 단계를 포함하고;
여기서, 상기 혼합 반응기는 1차 주입구, 1차 배출구 및 상기 1차 주입구와 1차 배출구 사이에 연장된 적어도 2개의 상호 개입 구성요소들을 갖는 블렌딩 챔버를 포함하고, 상기 구성요소들은 중합체에 전단력을 적용하지만 중합체가 반응 구역을 통해 주입구로부터 배출구까지 전달되도록 정렬되어 있고;
하나 이상의 2차 주입구는 가공 보조제 및 가소제를 포함하는 반응물을 챔버에 도입하여 반응 혼합물을 형성하도록 하기 위해 1차 주입구로부터 다운스트림에 위치하고;
여기서, 상기 블렌딩 챔버는 혼합물이 온도 프로파일에 적용되도록 정렬된 다수의 가열된 영역을 포함하여 온도가 주입구로부터 배출구까지 증가하고;
2차 배출구는 챔버로부터 가공 보조제의 제거가 가능하도록 정렬된 반응 구역 및 1차 배출구 사이에 위치하고;
반응 구역에서 가공 제제, 가소제 및 중합체를 반응시켜 가소화된 중합체를 형성하고;
가소화된 중합체 혼합물이 1차 배출구로부터 통과하도록 한다.
반응 혼합기의 사용은 가공 보조제 및 가소화제가 폴리비닐 알코올 또는 이의 블렌드와 반응하고 이어서 2차 배출구로부터 모든 또는 대부분의 가공 보조제가 제거되도록 하여 가소화된 폴리비닐 알코올 또는 이의 블렌드를 수득한다.
가소화제 또는 가소화제들의 총량은 최대 10 wt%일 수 있다.
2개 이상의 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드, 예를 들어 동일한 HD 값 및 각각 고분자량 및 저분자량을 갖는 2개의 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드가 사용될 수 있다.
예를 들어, 블렌드는 13,000 내지 27,000 범위의 분자량 및 300 내지 600의 중합도를 갖는 저점도 등급 및 107,000 내지 120,000 범위의 분자량 및 2,400 내지 2,600의 중합도를 갖는 중간 내지 고점도 등급을 포함할 수 있다.
블렌드의 사용은 중합체의 점도의 제어를 가능하게 할 수 있다. 본원 명세서에 개시된 바와 같은 안정화제의 선택은 기타 성질의 손실 없이 목적하는 점도의 블렌드의 사용을 가능하게 한다. 대안적으로, 블렌드의 사용은 점도 또는 펠렛 또는 필름의 제조를 가능하게 하는 기타 성질을 유지하면서 폴리비닐 알코올과 하나 이상의 안정화제의 사용을 가능하게 할 수 있다.
특히 유리한 구현예에서, 폴리비닐 알코올은 각각 가수분해도가 93% 내지 98%인 2개 이상의 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드, 바람직하게 고분자량의 폴리비닐 알코올 및 적어도 하나의 저분자량의 폴리비닐 알코올을 갖는 블렌드로 이루어진다. 바람직한 구현예에서, 중합체는 80% 고분자량 폴리비닐 알코올 및 20% 저분자량 폴리비닐 알코올을 포함한다. 고분자량 대 저분자량의 분자 폴리비닐 알코올의 비율은 2:1 내지 10:1, 바람직하게 3:1 내지 7:1, 보다 바람직하게 6:1 내지 4:1, 가장 바람직하게 약 5:1일 수 있다.
고분자량의 중합체는 60000 내지 120000의 분자량을 가질 수 있다.
저분자량의 중합체는 5000 내지 30000의 분자량을 가질 수 있다.
사용되는 상이한 분자량 중합체의 블렌드는 최종 생성물에 요구되는 물리적 성질에 따라 선택된다. 이들은 사용되는 상이한 분자량 물질을 필요로 할 수 있다. 2개 초과의 상이한 분자량의 중합체의 사용이 유리할 수 있다. 단일 분자량의 중합체의 사용은 배제되지 않는다.
하나 이상의 반응성 안정화제는 중합체 조성물에 포함될 수 있다.
예시적인 반응성 안정화제는 칼슘 스테아레이트, 스테아르산, 나트륨 스테아레이트, 칼륨 올레에이트, 칼륨 소르베이트, 나트륨 벤조에이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 1 wt% 미만의 양이 사용될 수 있다.
하나 이상의 반응성 안정화제의 사용은 용융 가공 동안에 분해 정도에서 유리한 감소를 초래할 수 있다. 나트륨 벤조에이트는 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.
항산화제, 염료 및 색소를 포함하는 추가의 첨가제가 사용될 수 있다.
폴리비닐 알코올로 코팅된 판지와 같은 셀룰로스 기재의 재펄프성은 결정될 수 있고, 이탈리아 국가 재활용능 표준물: UNI11743 종이 및 보드를 사용하는 폴리에틸렌으로 코팅된 판지와 비교할 수 있다: 셀룰로스 기반 물질 및 제품의 재활용능의 결정.
거대점착제(macrostickies)는 영국 표준 ISO15360에 의해 결정될 수 있다. 점착물은 주어진 슬롯 구멍의 실험실 스크린상에 보유되고 이들이 접촉하는 물체에 부착되는 다양한 그룹의 물질이다. 점착물은 주위 온도에서 물체에 부착할 수 있거나 승온, 승압 또는 pH 변화에 노출되면 접착 특징을 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 백분율 또는 기타 양은 달리 지적되지 않는 한 중량 기준이다. 양은 총 100%가 되도록 임의의 범위로부터 선택된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 임의의 제한적인 것이 아닌 실시예에 의해 추가로 기재된다:
도 1은 본 발명에 따른 압출 코팅된 장치의 압출 헤드의 세부 사항을 보여주는 개략도이다.
실시예 1 - 중합체 조성물
압출 코팅 실행에 사용되는 제형은 상이한 가수분해도 및 점도를 갖는 2개의 폴리비닐 알코올(PVOH) 중합체의 블렌드를 포함하였다. PVOH 등급 1 - 14.31% (20℃에서 4 wt% 수용액 중 14.5-19.5 cP의 점도를 갖는 HD 91-93 wt%),
PVOH 등급 2 - 57.26% (20℃에서 4 wt% 수용액 중 3.5-4.5 cP의 점도를 갖는 HD 87-89 wt%).
조성은 다음과 같았다:
디펜타에리트리톨 6-9%, 바람직하게 7.5%;
카프로락탐 2-3%, 바람직하게 2.5%;
나트륨 벤조에이트 0.25%;
폴리비닐 알코올 100%로 나머지를 채움
중합체 제형을 제조하는 데 사용된 압출기는 구역 7과 10에서 배출되는, L:D 56:1을 갖는 Zeppelin RHC 25 이축 압출기였다. 압출기에 대한 총 공급 속도는 5.0 kg/h였고 생성된 토크는 19 +/-4.0%였다. 압출기는 다이 출구에서 스트랜드 펠렛타이저에 장착하였다. 압출 온도 프로파일 설정은 다음과 같았다:
Figure pct00001
실행으로부터 생성된 펠렛의 샘플은 DSC, TGA, 모세관 유동 측정법 및 기타 실험실 방법으로 특징화되었다. 주요 시험은 펠렛이 표준 상업용 압출 코팅 방법을 사용하여 우수한 코팅을 생성한다는 것이었다.
중합체 물질의 점도는 3가지 온도 및 상이한 전단 속도에서 Dynisco LRC 7000 시리즈 모세관 유량계에서 결정되었다. 중합체는 점도를 측정하기 전에 지정된 전단 속도에서 정상 상태에 도달하기 위해 1시간 동안 평형화되도록 하였다.
[표 1] 점도 범위
Figure pct00002
[표 2] 점도 값
Figure pct00003
실시예 2 - 용융된 중합체의 성질
폴리비닐 알코올 중합체의 용융 강도 시험은 2000 bar 변환기를 사용하여 Goettfert Rheograph 20 모델 모세관 유량계와 함께 RHEOTENS 71.97 신장형 유량계에서 수행되었다. 물질은 시험 개시 전 2분 동안 시험 배럴에서 평형화하였다.
시험은 30 mm 길이의 다이와 2 mm 직경 및 180℃의 입사각을 사용하여 210℃에서 수행하였다.
[표 3] 용융 강도 시험 결과
Figure pct00004
실시예 3 - 기재의 코팅
상기 장치는 직경 25 mm 및 길이/직경(L/D) 비율이 30인 단축 압출기를 구동하도록 배열된 구동 유닛을 포함한다. 중력 공급 호퍼는 폴리비닐 알코올 공급 스톡의 펠렛 압출기로의 주입구로서 작용한다. 슬롯 다이(4)는 용융 중합체의 200 mm 폭의 필름을 제공한다. 웹 경로는 폴리비닐 알코올 코팅을 적용하는 동안 셀룰로스 기재를 지지하기 위해 롤(5)에 의해 제공된다. 코팅되지 않은 기재(6)는 풀린 롤(9)로부터 공급되고 아이들러 롤(idler roll)을 통해 코팅 스테이션에 있는 닙 롤 어셈블리(nip roll assembly)(5)로 전달한다. 코팅된 기재(7)는 아이들러 롤에 통과시켜 롤을 되감는다.
도 1은 압출 헤드(4) 및 닙 롤 어셈블리(5)의 세부사항을 보여주는 부분 확대도이다. 코팅되지 않은 기재 다이(4)의 슬롯 아래의 중간 롤 위로 통과시킨다. 용융된 폴리비닐 알코올 중합체(13)의 커튼은 코팅된 기재(7)를 형성하기 위해 기재의 표면과 접촉하도록 다이로부터 수직으로 통과한다. 용융된 중합체(13)가 다이를 떠날 때 용융된 중합체(13)의 온도는 180℃ 내지 225℃의 범위일 수 있고 중합체가 기재(6)와 접촉할 때 중합체의 온도는 70℃ 초과이다.
압출기 배럴은 5개의 가열 구역과 스크류에서 코팅 염료의 뒷면으로 배압으로 인해 중합체가 이송되는 가열 어댑터 노즐을 갖는다.
압출기 온도 프로파일은 다음과 같을 수 있다:
Figure pct00005
코팅 다이는 4개의 가열 구역, 상부, 하부 및 측면들을 갖고, 하기의 온도 설정을 갖는다:
Figure pct00006
셀룰로스 기재는 평량이 45 g/m2인 점토 코팅된 크래프트 종이였다. 종이는 20 g/m2의 평량을 갖는 실시예 2에 기술된 바와 같은 폴리비닐 알코올 중합체 조성물의 층으로 코팅되었다. 중합체 용융물의 온도는 202℃, 회전 스크류 속도는 30 rpm이었고, 압력은 5,000 내지 8,000 kPa(50 내지 80 bar)였다. 라인 속도는 10 m/min으로 설정하였다.
중합체 펠렛은 중력 공급 호퍼를 통해 압출기에 공급하였다. 중합체 물질은 스크류에 직접 공급되고 용융 중합체를 형성하기 위해 열과 압력을 받는 배럴의 길이를 따라 운반되었다.
이어서, 용융된 폴리비닐 알코올은 압출 코팅 다이의 좁은 슬릿을 통해 압출기 스크류에 의해 강제된다. 슬릿은 선형이다. 용융물은 얇은 용융된 필름으로서 나타났다.
상이한 내부 기하학적 구조를 갖는 다양한 코팅 다이가 사용될 수 있다. 본 실시예에 사용된 다이는 소위 "코트 행어(coat hanger)" 기하학적 구조를 갖는다. 코트 행어 명칭은 중합체가 단일점으로부터 진입하고 이어서 다이의 폭을 따라 균일하게 분포하도록 하는 유동 경로의 내부 형상을 지칭한다. 다이의 형상 및 프로파일은 물질의 균일한 평행 유동을 유지하도록 깊이가 다양하다.
용융된 중합체 수지의 두께는 닙 롤 어셈블리에 의해 (세부사항) 다이 갭 두께로부터 (세부사항)의 코팅 두께로 감소되었다.
코팅 지점에서 중합체를 냉각 롤과 백킹 또는 압력 롤 사이의 닙 지점에 수직으로 하강하였다. 종이 기재는 백킹 롤 위로 그리고 냉각 롤의 밑면 주위로 공급하였다. 중합체가 종이와 접촉하는 경우, 이것은 닙에 의해 적용된 열 및 압력을 통해 결합하였다. 냉각 롤은 중합체의 결정화를 보장하여 복합 폴리비닐 알코올 코팅된 종이가 수거된 되감기 롤에서 어떤 롤이나 그 자체에 한 번도 달라붙지 않도록 하였다.
실시예 4 - 용해도 시험
폴리비닐 알코올 조성물의 필름 또는 코팅의 용해도는 하기의 방법에 의해 결정될 수 있다.
유리 비이커는 보정된 온도계를 갖는 교반된 핫 플레이트 위에서 설정하였다.
6개의 슬라이드 프레임이 상부면과 하부면으로 분할되었다. 하나는 두께가 25-30 미크론인 중합체 조성물 필름 샘플로부터 6개의 복제 샘플을 절단하기 위한 주형으로서 사용하였다. 샘플을 상부 및 하부 슬라이드 프레임 사이에 밀봉하고 프레임을 순간 폐쇄하였다.
물(400 g)을 자기 교반 막대가 있는 비이커에 넣고 핫 플레이트 위에 놓았다. 교반기 속도를 조정하여 와류가 80%가 되도록 하고 물을 필요한 온도로 가열하였다.
프레임 샘플을 고정하고 가열된 물에 넣고 타이머를 개시하였다. 필름 파괴 시간을 기록하였다.
프레임 필름 샘플을 필름이 완전히 용해되고 눈에 보이는 입자가 남지 않을 때까지 물에 그대로 두었다. 시간을 기록하였다.
2개의 다른 복제 샘플과 담수를 사용하여 측정을 반복하였다.
필름이 더 이상 용해되지 않는 시간과 온도를 측정하기 위해, 프레임 필름 샘플을 물 라인 아래에 고정하고 필름 구조의 변화를 관찰하였다. 임의의 필름 파괴 시간을 기록하였다.
측정은 2개의 복제 샘플 및 담수를 사용하여 반복하였다.

Claims (23)

  1. 하기의 단계를 포함하는 코팅된 재료의 제조 방법:
    셀룰로스 기재를 제공하는 단계;
    폴리비닐 알코올 중합체를 용융시키는 단계로서, 상기 폴리비닐 알코올 중합체가 90 wt% 이상의 가수분해도 및 200℃ 내지 225℃ 범위의 융점을 갖는, 단계;
    상기 용융된 폴리비닐 알코올 중합체를 압출하여 용융된 폴리비닐 알코올 중합체 필름을 형성하는 단계;
    상기 용융된 필름을 상기 기재의 표면에 직접 도포하는 단계; 및
    상기 필름이 표면 상에 고형화되도록 하여 코팅된 재료를 형성하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용융된 필름이 접착제 또는 중간 결합층을 사용하지 않고 기재의 표면에 직접 도포되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리비닐 알코올 중합체가 폴리비닐 아세테이트 단독중합체의 가수분해에 의해 형성되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리비닐 알코올이 93 wt% 이상, 바람직하게 95 wt% 이상의 가수분해도를 갖는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가수분해도가 93 wt% 내지 96 wt%의 범위에 있는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리비닐 알코올 중합체가 하기의 화합물 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제를 포함하는, 방법:
    (a) 디글리세롤, 트리글리세롤, 프럭토스, 리보스, 크실로스, D-만니톨, 트리아세틴 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 당 알코올;
    (b) 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리올;
    (c) 메틸 펜탄디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2-하이드록시-1,3-프로판디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 3,3-디메틸-1,2-부탄디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 디올;
    (d) 폴리에틸렌 글리콜 300, 폴리에틸렌 글리콜 400, 알콕실화된 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 글리콜;
    (e) 카프로락탐, 사이클릭 트리메틸올프로판 포르말, 로진 에스테르, 에루카미드 및 이들의 혼합물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 물질이 종이, 보드 또는 카드인, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 2개 이상의 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드를 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개 이상의 알코올 중합체가 동일한 가수분해도(HD) 값을 갖는, 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 블렌드가 13,000 내지 27,000 범위의 분자량 및 300 내지 600의 중합도를 갖는 제1 등급 및 107,000 내지 120,000 범위의 분자량 및 2,400 내지 2,600의 중합도를 갖는 제2 등급을 포함하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 조성물이 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 반응성 안정화제를 포함하는, 방법:
    칼슘 스테아레이트, 스테아르산, 나트륨 스테아레이트, 칼륨 올레에이트, 칼륨 소르베이트, 나트륨 벤조에이트 및 이들의 혼합물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 감소된 점도가 전단이 융융된 중합체에 적용되는 경우 유지되고, 상기 감소된 점도가 전단이 최대 1시간의 기간 동안 적용되는 경우 유지되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융된 중합체의 점도가 80 1/s의 전단 속도의 점도로부터 1000 1/s의 전단 속도의 점도로 전단 속도가 증가함에 따라 감소하고, 상기 점도가 최대 1시간 동안 중합체에 전단 적용 후 안정된 상태에서 측정되는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 유사가소성인, 방법.
  15. 폴리비닐 알코올 중합체로 직접 코팅된 셀룰로스 기질을 포함하는 코팅된 재료로서, 상기 중합체가 90 wt% 이상의 가수분해도 및 180℃ 내지 225℃의 융점을 갖고;
    상기 중합체가 약 30℃ 내지 약 60℃의 온도에서 물에서 10분 이내에 용해되어 코팅된 기재로부터 100% 셀룰로스 섬유가 방출되도록 하는, 코팅된 재료.
  16. 제15항에 있어서, 상기 온도가 약 35℃ 내지 약 45℃, 바람직하게 약 40℃인, 코팅된 재료.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    셀룰로스 기재; 및
    상기 기재에 도포된 폴리비닐 알코올 중합체의 코팅을 포함하고;
    상기 폴리비닐 알코올 중합체가 약 93 wt% 내지 약 98 wt%의 가수분해도를 갖는 가소화된 폴리비닐 알코올을 포함하는, 코팅된 재료.
  18. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가수분해도가 약 93 wt% 내지 약 95 wt%인, 코팅된 재료.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가소화된 중합체가 하기의 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 가소화제를 포함하는, 코팅된 재료:
    (a) 디글리세롤, 트리글리세롤, 프럭토스, 리보스, 크실로스, D-만니톨, 트리아세틴 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 당 알코올;
    (b) 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리올;
    (c) 메틸 펜탄디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2-하이드록시-1,3-프로판디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 3,3-디메틸-1,2-부탄디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 디올;
    (d) 폴리에틸렌 글리콜 300, 폴리에틸렌 글리콜 400, 알콕실화된 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 글리콜;
    (e) 카프로락탐, 사이클릭 트리메틸올프로판 포르말, 로진 에스테르, 에루카미드 및 이들의 혼합물.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가소화제의 양이 1 wt% 내지 10 wt%인, 코팅된 재료.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가소화제가 글리세롤을 포함하는, 코팅된 재료.
  22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 칼슘 스테아레이트, 스테아르산, 나트륨 스테아레이트, 칼륨 올레에이트, 칼륨 소르베이트, 나트륨 벤조에이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 반응성 안정화제를 추가로 포함하는, 코팅된 재료.
  23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된, 코팅된 재료.
KR1020237010214A 2020-08-26 2021-08-25 폴리비닐 알코올 코팅된 셀룰로스 제품 KR20230066373A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20192950.2 2020-08-26
EP20192950 2020-08-26
PCT/EP2021/073548 WO2022043405A1 (en) 2020-08-26 2021-08-25 Polyvinyl alcohol coated cellulosic products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230066373A true KR20230066373A (ko) 2023-05-15

Family

ID=77693508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237010214A KR20230066373A (ko) 2020-08-26 2021-08-25 폴리비닐 알코올 코팅된 셀룰로스 제품

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20220064860A1 (ko)
EP (1) EP4188709A1 (ko)
JP (1) JP2023539619A (ko)
KR (1) KR20230066373A (ko)
CN (1) CN116323197A (ko)
AU (1) AU2021331411A1 (ko)
CA (1) CA3190364A1 (ko)
MX (1) MX2023002268A (ko)
TW (1) TW202219201A (ko)
WO (1) WO2022043405A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023218189A1 (en) 2022-05-10 2023-11-16 Ramsay Technologies Ltd A sensor device and a method of forming a sensor device
GB202207112D0 (en) 2022-05-16 2022-06-29 Green Mat Innovations Ltd Compostable recyclable emergency blankets
EP4321660A1 (en) * 2022-08-13 2024-02-14 Aquapak IP Limited Polyvinyl alcohol fibres and fibrous products
EP4332151A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-06 Aquapak IP Limited Cellulose fibre reinforced polyvinyl alcohol composite materials

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4891181A (ko) * 1972-02-28 1973-11-27
JP2920925B2 (ja) 1989-01-17 1999-07-19 株式会社クラレ 水分散性の樹脂ラミネート紙の製造方法
JP2916193B2 (ja) * 1990-03-01 1999-07-05 株式会社クラレ ラミネート紙およびその製法
JPH04345623A (ja) * 1991-05-22 1992-12-01 Kuraray Co Ltd 樹脂ラミネート紙の製造法
JPH082557A (ja) * 1994-06-21 1996-01-09 Canon Pack Kk 紙製エアーパック
JP2851538B2 (ja) 1994-10-14 1999-01-27 信越ポリマー株式会社 ポリビニルアルコール積層体およびその製造方法
FR2735482B1 (fr) * 1995-06-14 1997-08-29 Rhone Poulenc Chimie Composition pour polymere chlore a base de beta-dicetone et d'acetylacetonate
JPH09267866A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Hitachi Electron Service Co Ltd 緩衝部材、および緩衝部材を備えた包装体
JP2786841B2 (ja) * 1996-03-29 1998-08-13 日立電子サービス株式会社 緩衝部材用ラミネート紙
JP2004262106A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Keiwa Inc 水離解性ラミネート紙
US20090123736A1 (en) * 2005-06-21 2009-05-14 Green Terrell J Repulpable packaging materials with reinforcement
BR112012001597A2 (pt) * 2009-07-24 2015-09-01 Basf Se Método para controlar e/ou combater pestes de invertebrados, método para a proteção do material de propagação de planta e/ou das plantas que crescem do mesmo, material de propagação de planta e método para tratar ou proteger um animal de infestação ou infecção por parasitas
GB2530342A (en) 2014-09-22 2016-03-23 Anthony Francis Johnson Biodegradable Polymer Recycling
US10316120B2 (en) 2015-09-18 2019-06-11 Aquapak Polymer Limited Process and apparatus for manufacture of processable polyvinyl alcohol
ES2886103T3 (es) * 2016-12-20 2021-12-16 Michelman Inc Sustratos recubiertos, incluidos recubrimientos compostables y métodos de producción de los mismos
JP7372266B2 (ja) * 2018-05-02 2023-10-31 モノソル リミテッド ライアビリティ カンパニー 水溶性ポリビニルアルコールブレンドフィルム、関連方法、および関連物品

Also Published As

Publication number Publication date
TW202219201A (zh) 2022-05-16
WO2022043405A9 (en) 2022-05-05
AU2021331411A1 (en) 2023-03-16
EP4188709A1 (en) 2023-06-07
CA3190364A1 (en) 2022-03-03
JP2023539619A (ja) 2023-09-15
MX2023002268A (es) 2023-05-16
WO2022043405A1 (en) 2022-03-03
CN116323197A (zh) 2023-06-23
US20220064860A1 (en) 2022-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230066373A (ko) 폴리비닐 알코올 코팅된 셀룰로스 제품
AU733819B2 (en) Polylactide coated paper
KR100619535B1 (ko) 열가소성 코팅 방법과 그 제품
DE3042850C2 (ko)
US20220033158A1 (en) Biodegradable paper barrier laminate
US11913174B2 (en) Recyclable paper barrier laminate
JP7434162B2 (ja) 均一なポリマー混合物、それに関連する方法、およびその使用
CN117337235A (zh) 层叠体、包装材料及容器
CA3191790A1 (en) Sustainable water activated adhesive tape
JP2006519122A (ja) 段ボールの製造方法
EP1664229B1 (de) Wasserlöslicher schmelzklebstoff
DE112021002796T5 (de) Laminat
AU761975B2 (en) Polylactide coated paper
RU2825629C2 (ru) Гомогенная полимерная смесь, способ ее получения и ее применение
US20230183422A1 (en) Thermoformed packaging and methods of forming the same
DE69207344T2 (de) Wässriges Klebmittel und Pulvermischung für seine Herstellung
CN116490544A (zh) 阻隔组合物、其用途和制备方法，结构体、其用途和制备方法
DE112021002547T5 (de) Harzzusammensetzung
CN117813244A (zh) 可用作包装的包含纤维素材料层和包含至少一种酪蛋白和/或至少一种酪蛋白酸盐的材料层的多层材料
CN117536022A (zh) 一种具有防腐功能的全生物降解淋膜纸及其制备方法
CN113059778A (zh) 一种挤复用挤乳白代替印刷白墨的处理工艺及设备结构
MXPA99010683A (en) Polylactide coated paper

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination