基材上的改进的PVOH阻隔性能

摘要

本发明公开了涂布基材和生产涂布基材的方法。采用聚乙烯醇聚合物涂布基材的至少一个表面以使基材耐由和油脂。聚乙烯醇聚合物在基于基材的涂布表面的面积，至少7g/m2的水平下涂布。另外，涂层浓度为基材重量的至少5重量％。涂层可通过幕帘涂布或其它方式施涂并且包含至少一层聚乙烯醇聚合物的涂层。

说明书

发明背景

[0001]耐油和油脂的纸张(OGR纸张)属于“包装纸”的范畴。包装本身包括各种基材例如纸张、纸板、塑料、玻璃纤维、帆布或织物/纺织品基材等等。历史上，相对于市场规模而言，聚乙烯醇(PVOH)在OGR纸中的使用已经是最低限度的，尽管它本身是亲水并因此高度耐油、油脂和大多数有机溶剂。这是因为它主要通过施胶挤压施涂，而这限制了添加到基材上的PVOH的量，并因此使PVOH局限为不连续的膜。作为连续的膜，无论是游离的或者浇铸到基材上，PVOH均已证明为油、油脂和大多数有机溶剂的阻隔层，有些情况下为完全阻隔层。

[0002]通常，将PVOH用于改进淀粉的性能以满足简单的耐油脂要求。但是，对于更高端的最终要求，对于更强腐蚀性的目标规格，通常使用含氟化合物(FC)。尽管已使用PVOH作为载体，但在以前的淀粉中更通常使用FC作为载体。

[0003]对于本发明而言，与较低端的最终要求相对的较高端的最终要求意思是纸张的要求比较低端的最终要求更大、更严格或更高。

[0004]OGR纸张主要用于诸如宠物食品内衬袋、爆玉米花袋衬里、微波食品衬里、用在食品包装物品例如比萨饼盒、爆玉米花盒/袋、黄油包、面包店物品、快餐盒(例如，汉堡包、热狗、炸薯条用容器等等)中的衬里的应用。应用还包括壁炉起动木材包装物、硅树脂脱模衬里等等。

[0005]本发明涉及在上述所有常规应用中的用途，但主要是在食品应用中的用途，并且还包括油(例如机油)用容器和化妆品包装。需要阻隔型性能的包装；耐油和油脂的阻隔层或例如在木炭(含有轻质液体)包装中的有机溶剂用阻隔层还可利用本发明的概念。将典型的木炭包装预流化，其中包装需要特定的阻隔层以避免流体泄漏。

[0006]其它OGR阻隔物是聚乙烯(PE)膜，所述聚乙烯膜例如用于牛奶纸箱用原料。目前采用现有的PE的问题是其不能再浆化或生物降解。因此，PVOH膜优于PE膜。

[0007]目前，由于装置限制，就用于OGR市场而言基材上PVOH的附加物水平很低。通常将PVOH溶液在施胶挤压下施涂到造纸机上。根据施加到纸张上的多少，施胶挤压受到粘度的限制。因此例如，PVOH在纸张上的典型的附加物水平为约0.3-2.0％PVOH(基于干纤维的干PVOH)，其通常亦为约6-40磅/吨的附加物。根据施胶挤压的性质，溶液易于渗透而不停留在纸张表面上。由此，传统上PVOH施涂到纸张上用于不连续膜。换句话说，在基材表面上将PVOH施涂作为不连续的区域或补丁。在现有的造纸机上多次施涂是少见且昂贵的。这样产生具有不完全阻隔性能的基材。这是本领域中本发明将着手解决的问题。PVOH在很大程度上并未参与到上述OGR等级的纸张中。本领域技术人员将认识到，与许多其它类型的纸张相比，对上述类型的OGR基纸张将不同地进行处理。

[0008]关于其在OGR应用中的用途，目前市场对FC的性能很满意。由于它们易于降低外露纤维的表面能，FC在平整、起皱和边缘测试方面很出色。但是，FC对于用在涂布基材中是很昂贵的材料。

[0009]在造纸工业中有人认为，所有的FC将最终退出市场(因为采用该材料而来自于环境和人类研究的一些负面结果)。因此，存在对用在造纸或纺织工业中的FC的替换方案的需要，所述替代方案相对于耐油和油脂性或阻隔层而言具有类似或优良的性能。

[0010]美国专利申请2003/0194501公开了涂布基材的方法，其中将包含聚乙烯醇的涂料组合物采用幕帘涂布机施涂。该申请公开了聚乙烯醇作为能够与其它化合物反应的化合物包含在涂料中以促进涂料形成凝胶。还参见美国专利申请2003/0188839和2003/0194501，其公开了采用包含聚乙烯醇的涂料幕帘涂布基材。

发明概述

[0011]本文公开了涂布基材和生产涂布基材的方法。采用至少一层聚乙烯醇聚合物涂层涂布基材的至少一个表面。基材具有耐油和油脂、或者油和油脂阻隔性能。聚乙烯醇涂层可通过幕帘涂布机或其它装置施涂到基材的表面上。涂层包括至少一层，该层通过采用PVOH(任意等级的PVOH均可接受)的溶液以单次、同时或多次通过的方式施涂到基材(纸张、纸板、塑料、玻璃纤维、帆布、织物/纺织品基材等等)上形成，然后将涂层干燥。

[0012]如本文所用，“近似连续”意思是接近连续但不是真正连续的膜，即具有一些针孔的膜，而“连续”认为基本上无针孔。不连续或非连续的膜意指含有针孔的膜。涂布基材具有高于常规(单次通过)形成的PVOH基OGR涂层的耐油和油脂性能。任选地，本文所使用的PVOH溶液可含有其它组分例如其它聚合物，从而利用PVOH的共聚物作为溶液涂布到基材上。PVOH可含有添加剂例如增塑剂、淀粉、胶乳、填料等等。

[0013]涂层可包括2或更多数目的多层。可能的涂层的数目仅受到采用所述幕帘涂布机所利用的口模(die)或装置的限制。预想无论何处采用幕帘涂布机以单次通过的方式可以是约7-约20个涂层，其中至少一层涂层是PVOH溶液或PVOH的共聚物溶液。PVOH溶液含有至少约1％PVOH固体，尽管可使用更高含量。

发明详述

[0014]幕帘涂布机能够施涂PVOH溶液的多层以可能在基材(特别是纸张或纸板)上以单次通过的方式获得PVOH的连续干燥的膜，而不需要转移和胶合到纸张上。这不同于利用施胶挤压、日历堆叠盒和涂布机(刮刀、气刀、滚筒、棒等等)的常规造纸。尽管幕帘涂布机已存在至少30年，但就造纸用途而言它们历史上仅用于感光胶片工业或其它高度专业化应用。工业界并不知道幕帘涂布机通常在制造含有PVOH的OGR阻隔纸张产品中是有用的。根据本发明，幕帘涂布机可用于以单次、同时、或多次通过的方式涂布PVOH溶液以在基材的至少一个表面上施涂一层或多层PVOH涂层。本文所述的涂布方法可用于生产连续或近似连续的涂层。术语“连续”和“近似连续”用于描述涂层在基材上的物理覆盖。当然，涂层在基材上的阻隔有效性较准确地通过之后论述的阻隔测试法测定。

[0015]就生产PVOH-OGR阻隔膜而言市场未考虑使用幕帘涂布机。之所以这样，可能是因为幕帘涂布机历史上不用于摄影工业或涂布热敏纸。

[0016]还据信，幕帘涂布机先前不用于在基材上涂布PVOH层，因为对于采用幕帘涂布机施涂，工业中的那些人员认为PVOH溶液不形成“幕帘”。如本文所述，令人惊奇的是已确定PVOH可以“幕帘”的方式施涂以涂布基材。

[0017]幕帘涂布机是用于以单次通过的方式施涂单层或多层液体涂层的专门机器；多层可以是例如约7-20层或更多。涂层数目通常受到所使用的装置的限制。流体通过层滑动口模、从模唇上分开，形成未负载的液膜，所述液膜通过重力落到移动纸幅上。涂层的数目可随意扩大。在本申请中，涂层的数目可通过形成连续或近似连续的PVOH干燥膜所必需的数目确定。

[0018]例如，以单次通过的方式放置的附加涂层(不同于初始的PVOH溶液涂层)包括增塑剂、用于水分蒸汽传输改进的PVDC、颜料、淀粉、胶乳等等。单次、同时或一次通过是重要的，因为造纸商不希望将纸张通过机器两次。PVOH是重要的，因为它提供了OGR阻隔物。连续是重要的，因为可阻隔油和油脂。采用非连续PVOH膜，油和油脂可渗透通过膜中的针孔。

[0019]通过使用幕帘涂布机，可以单次通过的方式施涂较多PVOH以获得与其它施涂技术相比同样所需的最终结果。幕帘涂布机易于涂布表面，因为在与纸张接触的位置不存在压力。

[0020]已发现幕帘涂布机对于在足以获得有效的油和油脂阻隔性能的PVOH浓度和附加物下将PVOH溶液涂层施涂到基材上是有效的，特别是在工业操作中。但是，显然应注意，令人满意的油和油脂阻隔性能可通过采用不同于幕帘涂布的技术将PVOH溶液涂布到基材上获得，只要PVOH的浓度和附加物在本文所述水平下。据信上述PVOH涂布量过去在基材上并未实施，因为认为这些高PVOH浓度或附加物不能采用有效利用涂层的方式干燥。本文所述涂布基材和方法的一个方面在于，已经令人惊讶地确定所述高的PVOH浓度和附加物可采用工业操作方式干燥以形成有效的油和油脂阻隔涂层。

[0021]实验室工作显示，纸张上的PVOH膜是对油脂和有机溶剂的总阻隔层。采用增塑剂，它们可提供热封并通过困难的起皱测试。

[0022]本文所述涂布基材通过了许多针对OGR膜的工业标准测试。例如，在3M抗油脂性能测试的情况下，认为12等级为可获得的最大等级。已发现层压到纸张基材上的PVOH涂层获得12，而不存在与膜相关的任何问题。

[0023]在一个实施方案中，本文所述的涂布基材显示出至少4的3M抗油脂性能测试值。在第二个实施方案中，本文所述的涂布基材显示出至少8的3M抗油脂性能测试值。在又一个实施方案中，涂布基材显示出至少10的3M抗油脂性能测试值。

[0024]上述测试简单并且被设计成快速进行。将溶剂液滴，例如庚烷-甲苯混合物置于板材的表面上并且在约15秒之后擦去。如果溶剂在上述时间范围内未渗透板材，则该膜通过测试。利用庚烷-甲苯混合物溶剂液滴和通过常规浇铸法制得的PVOH膜的试验室研究导致通过耐油测试(OilHoldout test)。液滴在膜的使用期限内将不渗透膜。

[0025]另一个重要的工业测试是起皱测试。起皱测试使用隔离纸，将所述隔离纸本身折叠并且采用加重辊挤压以沿折痕使纤维暴露出来。FC通常通过起皱测试并且表现优异。但是，常规形成的膜(其中未采用施胶挤压施涂阻隔材料，例如PVOH、淀粉等)通常不能通过起皱测试。在实验室条件下使用典型的OGR基纸，已证实如果PVOH附加物水平为约5％(基于干纤维)，则PVOH处理通过起皱测试，如根据50％相对湿度的TAPPI条件所测。已发现，通常在PVOH的情况下在低的相对湿度条件下需要增塑剂(提供柔性性能)。

[0026]但是，应理解必需的附加物水平取决于用于涂布所选择的基材的性质。例如，较厚基材所必须的附加物水平显著少于对于较薄或不致密的基材所必须的附加物水平。但是，根据本发明，通常发现至少5％的PVOH附加物水平将向所有类型的基材提供高水平的耐油和油脂性，如通过下文提供的试验评价结果所证实。在另一个实施方案中，PVOH的附加物水平为约7-约10％。在又一个实施方案中，PVOH附加物水平为约10％-约15％。

[0027]另外，在一个实施方案中，已确定令人满意的耐油和油脂性可采用包括至少7g/m²的PVOH的基材表面涂层获得。在第二个实施方案中，基材表面涂层具有约10g/m²-约20g/m²的PVOH。在又一个实施方案中，基材在至少一个表面上涂布约10g/m²-约15g/m²。

[0028]在本发明的方法的情况下，各种等级的PVOH均可用作溶液。已确定通常在本文所述的PVOH溶液中希望包含增塑剂，特别是在低的相对湿度条件下。但是，应理解使用不包含增塑剂的PVOH溶液制备的涂层也在本发明的范围内。在一个实施方案中，在本文所述的产品和方法中使用的PVOH具有的重均分子量(M_w)为约10,000-约200,000。在另一个实施方案中，PVOH具有的重均分子量(M_w)为20,000-130,000。在一个实施方案中，PVOH具有的聚合度(Dp)为约100-约3,000。在另一个实施方案中，聚合度为约200-约1,600。

[0029]聚乙烯醇通过聚(醋酸乙烯酯)水解工业制得并且通常具有的水解度为约85％-高于99％。在本文所述产品和方法的一个实施方案中，水解度为50％-100％。在另一个实施方案中，水解度为75％-98％。在本文所述的方法和产品的各种实施方案中还可使用分子量和聚合物水解度不同的聚乙烯醇聚合物的组合物的混合聚乙烯醇系列产品。

[0030]本领域技术人员将认识到，通常PVOH溶液经过蒸煮循环。作为幕帘涂布技术用溶液，还可使用PVOH的共聚物。它们包括(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯和提供后期皂化的共聚单体的反应产物。如本文所用，如果不另外指出，术语“PVOH”、“聚乙烯醇聚合物”和“PVOH聚合物”包括聚乙烯醇均聚物、包含至少一种共聚单体的共聚物及其共混物。

[0031]一种上述的有用的共聚物包括乙烯醇与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或所述酸的盐的共聚物。乙烯醇(VOH)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或所述酸的盐(AMPS)的共聚物通过如下步骤制备：在搅拌下将作为共聚单体的醋酸乙烯酯(VAM)和AMPS、产生自由基的聚合引发剂和用于所述共聚单体、引发剂和由所述共聚单体的共聚产生的共聚物的溶剂连续进料，在聚合条件下在所述第一反应区中将所得到的反应物料保持足以使进入所述第一反应区的大部分AMPS聚合的停留时间，将得自所述第一反应区的反应物料与额外供应的AMPS连续进料至第二反应区中，在第二反应区中将反应物料保持足以使加入到第二反应区的大部分AMPS聚合的停留时间，从第二反应区中连续取出反应物料，从后一反应物料中分离VAM与AMPS的共聚物，并通过水解和/或醇解使所述共聚物中的大部分醋酸酯基团进行皂化以形成VOH与AMPS的共聚物。

[0032]其它有用的聚乙烯醇聚合物包括包含至少一种共聚单体例如乙烯、羧酸、支化烷基酸乙烯基酯例如具有5和9-11个碳原子的α支化羧酸的乙烯基酯(以名称VeoVa购自Resolution Performance Products)、丙烯酰胺和其它共聚单体的共聚物。应理解，如本文所用术语“共聚物”为包含至少两种单体单元的聚合物并因此包括三元共聚物等等。

[0033]在一个实施方案中，PVOH溶液可在PVOH固含量为约1％-约30％的情况下制备。在第二个实施方案中，溶液具有的PVOH固含量为约5％-约25％。在又一个实施方案中，溶液可具有的PVOH固含量为约7％-15％。

[0034]除了PVOH以外，溶液可具有衍生自溶液中的添加剂的固含量。例如，溶液可含有添加剂例如表面活性剂、增塑剂和颜料。在一个实施方案中，除了由PVOH提供的固含量以外，这些添加剂在溶液中可构成最高达30％固体。

[0035]采用AMPS改性共聚物的实验室研究指出，事实上干燥的膜显著比标准级PVOH更软且更具柔性。将这种膜的样品粘合到纸张表面上并且针对标准起皱测试进行测试(如按照TAPPI条件在50％相对湿度下进行测试)。通过要求30分钟耐松节油的TAPPI松节油起皱测试，纸张上的PVOH AMPS膜通过测试。而且还通过了3M抗油脂性能测试。

[0036]还采用标准等级的PVOH进行了抗油脂性能测试和起皱测试。将Celvol325系列的PVOH溶液通过浇铸到玻璃板上生产膜，该膜约1密耳厚，并且在室温下干燥约24小时。观察到膜通过了平整测试和起皱测试。观察表明，标准等级的PVOH不如共聚物/coamps PVOH具有柔性。但是观察到，在50％相对湿度下仍存在一定柔性。

[0037]将通常用于测定基材涂层的耐油和油脂性能的以下测试方法用于评价本文所述产品和方法：

TAPPI T-508cm-99柔性包装材料的耐油性

TAPPI T-559pm-96针对纸张和纸板的耐油性测试

油渗透时间

3M抗油脂性能测试

TAPPI法T-454平整测试(基于松节油1800秒持续时间)

松节油起皱测试(基于1800秒)

TAPPI T-462 om-93针对纸张的蓖麻油渗透测试

植物油T-507测试(60℃下)

试验评价

[0038]表1详细列出了采用幕帘涂布机方法制备的37个聚乙烯醇涂布的基材结构的组成和性能特征。在每个制备的涂布基材结构中，基材为具有3M抗油脂性能测试值为或3的重量为55克/平方米的致密纸张基材。如下文所示，作为固含量为7.4％-15.1％的水基溶液，采用幕帘涂布机施涂涂层。除了所包含的表面活性剂(有助于保持稳定的幕帘)和增塑剂(在一些Celvol107配制剂中用于改进PVOH膜的柔性)以外，聚乙烯醇聚合物为唯一溶解的固体。所用的表面活性剂是以名称Surfynol SE-F商购自Air Products & Chemicals的液体。表面活性剂以浓度为0.075％-0.15％湿/湿基础加入。增塑剂为商购自All Chem Industries的Glycerine，将其以基于干燥份数的Celvol10710％湿份数加入到PVOH溶液中。

[0039]每种溶液使用以名称Celvol107、Celvol125和Celvol205(购自Celanese Chemicals)的一种或多种聚乙烯醇聚合物产品制备。这些聚乙烯醇聚合物为均聚物系列产品。Celvol107具有的水解度为98.0％-98.8％，在4.0％固体和20℃下的粘度为5.5-6.6cps，且pH为5.0-7.0；Celvol125具有的水解度为99.3％，在4.0％固体和20℃下的粘度为28.0-32.0cps，pH为5.5-7.5；且Celvol205具有的水解度为87.0％-89.0％，在4.0％固体和20℃下的粘度为5.2-6.2cps，且pH为4.5-6.5。

[0040]含有Celvol125所制备的溶液具有的PVOH固含量为7％，采用Celvol107制备的溶液具有的固含量为15％，且包含Celvol205的溶液具有的固含量为13％。

[0041]如表1中所示，一些涂布基材通过将规定的PVOH溶液以单层的方式幕帘涂布到基材的第一表面上制备。另外，如表1中所示，一些基材结构通过在基材的第一表面上幕帘涂布多层制备。调节幕帘涂布机以输送必须量的PVOH溶液，以如表1中所示在基材的表面上获得涂层浓度或PVOH的附加物水平。施涂PVOH溶液之后，将基材在如表1中所示的多个位置和温度下干燥。

[0042]如表1中所示，针对某些列举的涂布基材收集了植物油测试结果TAPPI。

表1

实施例  层1 Celvol层2Celvol PVOH(g/m²)PVOH(％附加物)  线←——干燥器部分℃——→速度  ℃¹Surfynol％    TAPPI    松节油3M抗油脂性能平整植物油(60℃)带有挤压(T507)m/min1顶 1底 2顶 2底 3顶 3底 4顶 4底  平整 起皱平整min)起皱(min)  1     107          无      7.0            11.3        150    170    170    190     190     220     220     220    220     96      0.15         1800+      100         11  2     107          无      5.0            8.3         200    170    170    190     190     220     220     220    220     100     0.15                                2  3     107          无      3.0            5.1         300    170    170    190     190     220     220     220    220     113     0.15                                1  4     107          无      7.0            11.3        150    170    170    200     200     230     230     230    230     153     0.15                                7  5     107          无      10.0           15.4        120    170    170    200     200     230     230     230    230     112     0.15         1800+      300         12  6     107/增塑剂   107     1.75/5.25      11.3        150    170    170    200     200     230     230     230    230     113     0.15                                7  7     107/增塑剂   107     3.5/3.5        11.3        150    170    170    200     200     230     230     230    230     116     0.15                                7  8     107/增塑剂   107     5.25/1.75      11.3        150    170    170    200     200     230     230     230    230     126     0.15                                8  9     107/增塑剂   107     2.5/7.5        15.4        120    170    170    200     200     230     230     230    230     82      0.15         1800+      40          12                                                                                                                                                                                            未  10    107/增塑剂   107     5.0/5.0        15.4        120    170    170    200     200     230     230     230    230     87      0.15         1800+      1800+       12         60       测试  11    107/增塑剂   107     7.5/2.5        15.4        120    170    170    200     200     230     230     230    230     95      0.15         1800+      630         12  12    107/增塑剂   107     3.75/11.25     21.4        80     170    170    200     200     230     230     230    230     85      0.15         无样品²  13    107/增塑剂   107     12.0/0         17.9        100    170    170    210     210     240     240     240    240     131     0.15         1800+      300         12  14    107/增塑剂   107     6.0/6.0        17.9        90     170    170    210     210     240     240     240    240     129     0.15                                12  15    107/增塑剂   107     0/12.0         17.9        85     170    170    210     210     240     240     240    240     134     0.15         1800+      90          11  16    107/增塑剂   107     0/11.9         17.8        93     170    170    200     200     230     230     230    230     90      0.15         1800+      195         10  17    107/增塑剂   107     12.0/0         17.9        100    170    170    200     200     230     230     230    230     114     0.15         1800+      1035        12  18    107/增塑剂   107     6.0/6.0        17.9        90     170    170    200     200     230     230     230    230             0.15         1800+      95          10  19    107/增塑剂   107     6.0/6.0        17.9        95     170    170    200     200     230     230     230    230     97      0.15         1800+      765         12¹ 完成干燥过程之后的基材温度² 干燥差

表1

实施例层1Celvol层2Celvol PVOH(g/m²)PVOH(％附加物)  线←——干燥器部分℃——→速度℃¹ Surfynol％    TAPPI   松节油 3M抗油 脂性能平整植物油(60℃)带有挤压  (T507)平整起皱m/min1顶1底2顶2底3顶3底4顶4底平整(min)起皱(min)  20      205         无      7.0         11.3      160      170     170   200     200     230    230     230     230     133      0.075          1800+      870       12  21      205         无      7.0         11.3      170      170     170   200     200     230    230     230     230     115      0.075          1800+      545       12  22      205         无      10.0        15.4      170      170     170   200     200     230    230     230     230     114      0.075          1800+      1095      12                    未测试  23      205         无      12.0        17.9      100      170     170   200     200     230    230     230     230     112      0.075          1800+      1800+     12           180      未测试  24      205         无      14.0        20.3      85       170     170   200     200     230    230     230     230     116      0.075          1800+      1800+     12           180      未测试  25      205         无      14.0        20.3      90       170     170   200     200     230    230     230     230     99       0.075          1800+      1800+     12           240+     120  26      125         无      6.0         9.8       95       170     170   200     200     230    230     230     230     89       0.15           1800+      未测试³  8  27      125         无      6.0         9.8       100      170     170   200     200     230    230     230     230     110      0.15           1800+      未测试³  6  28      125         无      9.0         14.1      70       170     170   200     200     230    230     230     230     107      0.15           1800+      1050      11  29      125         无      9.0         14.1      170      170     200   200     230     230    230     230     230     83       0.15           1800+      1260      12  30      125         无      10.0        15.4      60       170     170   200     200     230    230     230     230     81       0.15           1800+      1800+     12           240+     240+  31      125         无      10.0        15.4      55       170     170   200     200     230    230     230     230     118      0.15           1800+      1800+     12           60       未测试  32      125         无      12.0        17.9      50       170     170   200     200     230    230     230     230     83       0.15           1800+      未测试⁴  9  33      205         125     5.25/1.75   11.3      130      170     170   200     200     230    230     230     230     129      0.075-0.15     1800+      1800+     12           240+     240+  34      205         125     5.25/1.75   11.3      140      170     170   200     200     230    230     230     230     100      0.075-0.15     1800+      1800+     12           240+     120  35      205         125     7.5/2.5     15.4      90       170     170   200     200     230    230     230     230     130      0.075-0.15     1800+      1020      12  36      205         125     7.5/2.5     15.4      100      170     170   200     200     230    230     230     230     94       0.075-0.15     1800+      1800+     12           240+     240+  37      205         125     9.0/3.0     17.9      80       170     170   200     200     230    230     230     230     101      0.075-0.15     1800+      1800+     12           240+     60³针孔⁴表面成坑

[0043]通过观察表1中所列数据，可以看出含有高水平聚乙烯醇聚合物的涂层对于获得令人满意的耐油和油脂性能是必须的。例如，可以看出至少约7％的PVOH附加物水平百分率对于获得令人满意的如通过3M抗油脂性能测试数据所示的耐油和油脂性是必须的。尽管所述附加物百分率高于上述试验结果(该结果指出至少5％附加物是令人满意的阻隔层的最小值)，认为阻隔性能的差别由所涂布的基材和涂布多层PVOH涂层的方式的差别所导致。在前述试验数据中，基材为重量为55g/m²的纸张。关于涂布方法，如前面所述进行实验操作，在涂布下一涂层之前将施涂的PVOH溶液的每一多湿涂层烘箱干燥。然而，在用于生产表1中所列涂布基材的幕帘涂布机工艺中，如果适合，以单次通过的方式施涂多个湿涂层，而不需在层之间进行干燥。认为这是表1中数据的最可能的原因。

[0044]另外，观察聚乙烯醇聚合物涂层的浓度与涂布基材表面的表面积的关系说明，至少约7g/m²的聚乙烯醇聚合物的浓度对于获得优良的耐油和油脂性能是必须的。另外，表1的数据证实，采用约10g/m²-约20g/m²的PVOH涂层也可获得优良的阻隔性能。

[0045]耐油和油脂性的决定性因素是基材表面上聚乙烯醇聚合物的总浓度。换句话说，在基材表面上提供多层聚乙烯醇聚合物的多涂层未观察到提高的耐油和油脂性能。例如，在基材表面上在浓度为10g/m²下聚乙烯醇聚合物的单层涂层提供了与各在浓度为5g/m²下聚乙烯醇聚合物的两层涂层相同的耐油和油脂性。但是，可以多层的方式将聚乙烯醇涂层施涂到涂布基材的一个或两个表面上也在本发明的范围之内。

[0046]表1的数据还说明，与具有Celvol107PVOH的特性的聚乙烯醇聚合物相比，采用基于具有Celvol205PVOH的特性的聚乙烯醇聚合物的涂层获得更坚固的阻隔性能。例如，具有最佳性能的10个涂层中有9个是由Celvol205得到的。

[0047]还观察到，当将不同PVOH溶液的两个涂层施涂到基材表面上并且一个涂层基于Celvol205时，当使用Celvol205作为底涂层时获得更好的性能。认为这是由形成相对更具柔性的涂层的Celvol205导致并且因为Celvol205涂层稍更具水敏感性。因此，为了在使水敏感性的影响最小化的同时利用Celvol205涂层的相对更好的柔性，通过在另一种PVOH涂层的保护涂层以下放置Celvol205涂层可获得更好的性能。但是，当然Celvol205基涂层可以是表面涂层或者可以以多涂层的方式施涂到单一基材上也在本发明的范围之内。

[0048]在此将所有本文所参考的专利和公开文献全文引入以作参考。

[0049]尽管已详细描述了本发明及其优点，应该理解可以进行各种改变、替代和变换而不背离由所附权利要求所定义的本发明的精神和范围。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1、一种涂布基材，其包含：

(i)具有第一和第二表面的基材；

(ii)在基材的第一表面上的涂层，该涂层包含基于基材的第一表面的表面积至少7g/m²的聚乙烯醇聚合物；其特征在于涂层为幕帘涂布的涂层。

2、权利要求1的涂布基材，其中基材包括至少一层选自纸张、纸板、塑料、玻璃纤维、帆布和纺织材料的材料。

3、前述权利要求中任一项的涂布基材，其中在基材的第一表面上的涂层包含基于基材的第一表面的表面积10g/m²-15g/m²的聚乙烯醇聚合物。

4、前述权利要求中任一项的涂布基材，其中基材包括选自纸张和纸板的材料。

5、前述权利要求中任一项的涂布基材，其中基材为纸张。

6、前述权利要求中任一项的涂布基材，其中聚乙烯醇聚合物选自均聚物、包含至少一种选自乙烯、丙烯酸甲酯、羧酸、烷基酸乙烯基酯、丙烯酰胺的共聚单体的共聚物，及其共混物。

7、前述权利要求中任一项的涂布基材，其中涂层包含水解度为87.0％-89.0％并且在4.0％固体和20℃下粘度为5.2-6.2的聚乙烯醇聚合物。

8、前述权利要求中任一项的涂布基材，其中基材的第一和第二表面含有包含基于基材的第一表面和第二表面的表面积10g/m²-15g/m²的聚乙烯醇聚合物的涂层。

9、一种涂布基材，其包含：

(i)具有第一和第二表面的基材；

(ii)在基材的第一表面上的涂层，该涂层包含基材重量的至少5重量％的聚乙烯醇聚合物；其特征在于涂层为幕帘涂布的涂层。

10、一种生产涂布基材的方法，该方法包括在基材的第一表面上在基于基材的第一表面的表面积浓度为至少7g/m²下采用聚乙烯醇聚合物涂布具有第一和第二表面的基材；其特征在于采用聚乙烯醇聚合物涂布基材的第一表面的步骤通过采用幕帘涂布机将包含聚乙烯醇聚合物的水溶液施涂到基材的第一表面上进行。

11、权利要求10的方法，其中基材包括至少一层选自纸张、纸板、塑料、玻璃纤维、帆布和纺织材料的材料。

12、权利要求10或11的方法，其中聚乙烯醇水溶液具有基于聚乙烯醇聚合物水溶液的总重量7.0重量％-15.0重量％固体的固含量并且聚乙烯醇聚合物水解度为87.0％-89.0％并且在4.0％固体和20℃下粘度为5.2-6.2。

13、权利要求10-12中任一项的方法，其中在浓度为基于基材的第一表面10.0g/m²-15.0g/m²下将聚乙烯醇聚合物水溶液施涂到基材的第一表面上。

14、权利要求10-13中任一项的方法，其中将聚乙烯醇聚合物的涂层施涂到基材的第一和第二表面上。

15、一种生产涂布基材的方法，该方法包括在浓度为基材重量的至少5重量％下采用聚乙烯醇聚合物幕帘涂布具有第一和第二表面的基材的至少一个表面；其特征在于涂层通过幕帘涂布施涂。