專利名稱：液板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含一層或多層含纖維素材料層的液板。特別是，本發(fā)明涉及無菌包裝用的液板(liquid board)，所述液板設(shè)計成抵抗對其進(jìn)行處理的殺菌劑的滲透、尤其是邊緣滲透。
背景技術(shù)：
對液體產(chǎn)品如液體奶制品或果汁進(jìn)行包裝的包裝由涂布的紙板制成，所述紙板稱為液板。對液板進(jìn)行特定的設(shè)計以便具有抵抗其所填充的液體的作用。特別是，紙板的切割邊緣必須進(jìn)行保護(hù)以防液體的滲透，即所謂的邊緣滲透。對于液體奶制品，液體中最具攻擊性的成分是乳酸。因此，紙板對乳酸的滲透是疏水化的，這通常借助中性施膠劑而實(shí)現(xiàn)，所述中性施膠劑即當(dāng)在7以上的pH值下施加時，產(chǎn)生最佳疏水性的施膠劑。常用的中性施膠劑包含至少一種疏水的、纖維素活性的疏水劑和陰離子、陽離子或兩性的聚合物，通常是陽離子活性淀粉。疏水的、纖維素活性的疏水劑常由烷基烯酮二聚體(AKD)或烯基丁二酸酐(ASA)類的化合物組成。這些化合物是纖維素活性的，并直接結(jié)合至纖維素的羧基基團(tuán)上。
對于無菌液板，另外還有一種情況是，在填充有液體食品之前，紙板必須進(jìn)行殺菌/消毒。通常，借助在增加的溫度如約70℃，與過氧化合物如過氧化氫溶液的接觸而對液板的包裝進(jìn)行消毒。然而，還有一種情況是，液體(消毒液)不許滲透紙板，絕大多數(shù)暴露部分是切割邊緣。然而，不幸的是，通常用來防止乳酸滲透的手段，即中性施膠不能防止過氧化合物如過氧化氫的滲透。因此，通常借助第二疏水劑、常稱之為樹脂施膠劑，使液板對過氧化物的滲透疏水化。樹脂施膠劑通常包含松木樹脂和/或膠樹脂。所述樹脂包含樹脂酸和少部分的脂肪酸。市售的疏水劑由所謂的強(qiáng)化樹脂組成，強(qiáng)化樹脂意指已另外地引入了羧基以增加其留著趨勢。樹脂施膠劑借助明礬固著至纖維素表面上。陽離子樹脂施膠劑理論上可以在沒有明礬下使用，但利用明礬時實(shí)際效果將更佳。
利用中性施膠劑和樹脂施膠劑的疏水化紙板將出現(xiàn)的問題是對于不同的施膠劑在不同pH值時，疏水化才起最佳作用。正如所述的那樣，中性施膠劑在7以上的pH值時起最佳作用，而樹脂施膠劑在低于7的pH值時起最佳作用。這意味著必須施加平衡溶液。然而，對于這兩種施膠劑，不使用最佳pH意味著它們必須以更大的量使用，這將招致額外的費(fèi)用，并且還將出現(xiàn)在水體系中循環(huán)的殘余化學(xué)劑的問題，因此，將由于發(fā)泡和絮片等而使體系不穩(wěn)定。
在US5,456,800中，針對所指出的問題提出了一種溶液，即使用施膠組合物以便防止過氧化氫和乳酸的滲透，并且能夠有利地在中性至堿性pH下施加。所述的施膠組合物包含熱固性樹脂、纖維素活性的疏水劑和非纖維素活性的疏水劑。樹脂施膠劑和蠟包含樹脂酸和脂肪酸，在留著率差的情況下，它們將形成泡沫并起泡沫穩(wěn)定劑的作用。如下，在US5,456,800中，沒有討論有關(guān)抗外部壓力的問題和低密度紙板層的疏水化問題。
在防止液體滲透的處理中，還必須考慮紙板的密度。液板通常有中間層(中心層)，其密度低于外層，目的在于使紙板具有希望的機(jī)械性能，如剛性。中間層在此起賦予松厚性層的作用。然而，在低密度時，表面能具有較小的作用，并且必須使用大量施膠劑，以取得所希望的疏水作用。
此外，在某些種類的轉(zhuǎn)化設(shè)備中，在消毒時，紙板將被輸送入過氧化氫浴中，紙板將經(jīng)受相當(dāng)于浴中液柱的外部壓力的作用。通過外部壓力，表面化學(xué)作用的重要性將降低，而毛細(xì)結(jié)構(gòu)占據(jù)了更重大的地位。因此，當(dāng)存在外部壓力時，將更難于通過表面化學(xué)作用來減少過氧化氫的滲透。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種設(shè)計成減少或消除上述問題的液板。因此，根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明提供了一種液板。
當(dāng)紙板用消毒劑進(jìn)行處理時，本發(fā)明在液面處實(shí)現(xiàn)了壓力平衡PE+PC＝PFPE＝外部壓力PC＝毛細(xì)壓力PF＝流體阻力在消毒體系中，外部壓力是恒定的并且不能改變。在常規(guī)體系中，利用常規(guī)的施膠法，毛細(xì)壓力以這樣的方式降低，以致于滲透液和纖維之間的接觸角借助施膠劑量而增加，這將使紙板疏水。
另外，本發(fā)明還基于紙板中流體阻力(flow resistance)增加這樣的事實(shí)，尤其是在紙板邊緣處，其中，紙板中的一層或多層包含能夠與消毒劑反應(yīng)或使之分解的添加劑，所述消毒劑是用來對所述液板進(jìn)行處理的，于是，在紙板切割處產(chǎn)生氣體層，其抵抗了液體的滲透。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，產(chǎn)生了氣體層，其中添加至紙板中的催化劑或其它化合物使過氧化合物分解成氧氣，例如將過氧化氫分解成氧氣和水。優(yōu)選的是，所述催化劑或化合物選自金屬鹽、金屬氧化物或酶。作為產(chǎn)生所希望作用的化合物的例子，可以引證的有錳礦石(MnO2)或過氧化氫酶。所形成的氧氣將形成保護(hù)氣體層、即阻擋層，它將阻止過氧化合物滲透紙板，尤其是在紙板邊緣處滲透。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，添加至包含添加劑的紙板的一層或多層中的、本發(fā)明添加劑的添加量為0.5-10千克/噸干紙、優(yōu)選0.5-5千克/噸干紙、更優(yōu)選1-5千克/噸干紙。用于各層中的用量可相對層的密度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以致使，在最低密度的一層或多層中，其用量較多，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的添加劑最好用于液板的所有纖維素基的層中。
另外可以想象的是，使用除使消毒劑分解以外與之發(fā)生反應(yīng)的化合物，結(jié)果是，形成保護(hù)氣體層。本發(fā)明并不局限于過氧化合物形式如過氧化氫的消毒劑，另外還能夠與另外種類的消毒劑一起處理。在本發(fā)明中，對添加劑的選擇應(yīng)與所用的消毒劑適應(yīng)，以致使，在反應(yīng)或分解時，形成本發(fā)明的氣體層。此外，還可以想象的是，可對添加劑和/或消毒劑進(jìn)行選擇，以致使，在反應(yīng)或分解期間形成某些其它類型的氣體，即除氧氣以外的氣體?？梢援a(chǎn)生的所述氣體的例子是氫氣、二氧化碳?xì)怏w和氮?dú)狻?br> 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將本發(fā)明的添加劑與施膠組合物例如中性施膠劑結(jié)合，以抵抗乳酸的滲透。在本發(fā)明中，疏水化時使用的pH對于中性施膠劑能夠有利地最佳化，這意味著能夠使用7以上的pH值。
最為有利的是，僅將本發(fā)明的添加劑用于抵抗消毒劑的邊緣滲透。然而，根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明的添加劑可與疏水劑如樹脂施膠劑結(jié)合，以便抵抗消毒劑的邊緣滲透。在這種情況下使用的所述樹脂施膠劑的用量小于包含本發(fā)明添加劑的一層或多層中常規(guī)的量。
在液板的制備中，本發(fā)明的添加劑優(yōu)選在入口箱(inlet box)之前添加至漿料中。如果添加劑為粉末狀，例如為錳礦石，添加劑最好以漿液的形式添加。如果添加劑是分散狀的或溶液，例如過氧化氫酶，添加劑最好以現(xiàn)存的形式添加。
其中使用添加劑的液板優(yōu)選由至少一層賦予松厚性的中心層以及在每側(cè)的外層構(gòu)成。中心層通常由化學(xué)紙漿和CTMP漿的混合物形成。PE涂層通常提供在液板的外側(cè)上，與此同時用PE涂層和可能的鋁對內(nèi)部進(jìn)行涂布，這形成了抗包裝打算填充的液體的阻擋層。


圖1示出了利用不同的劑量，由參考實(shí)驗(yàn)和本發(fā)明兩個實(shí)驗(yàn)取得的VP-毛細(xì)值形式的邊緣滲透。
實(shí)施例以實(shí)驗(yàn)室規(guī)模進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，其中，所用的中心層紙漿由化學(xué)漿和CTMP漿組成，其呈入口箱漿料的形式。利用AKD(4kg/噸)對紙漿進(jìn)行中性施膠。參考實(shí)驗(yàn)由上述紙漿組成，其中添加樹脂施膠劑和明礬。在一系列實(shí)驗(yàn)中，錳礦石(MnO2)單獨(dú)添加或與樹脂施膠劑和明礬一起添加。在其中錳礦石與樹脂施膠劑和明礬一起添加的一系列實(shí)驗(yàn)中，樹脂施膠劑和明礬總是使用恒定的劑量(分別為3kg/噸)。由所述漿料形成紙頁，然后在大氣壓力下測量過氧化氫的邊緣滲透。在70℃，在30％過氧化氫的過氧化氫浴中，在實(shí)驗(yàn)室中測量過氧化氫滲透。停留時間為10分鐘。
以VP-毛細(xì)值形式測量的最終邊緣滲透示于表1中，可能證實(shí)的是，當(dāng)使用本發(fā)明的添加劑或錳礦石/樹脂施膠劑混合物時，可以獲得與使用樹脂施膠劑時相同的VP-毛細(xì)值。這意味著，利用錳礦石可以取得與利用樹脂施膠劑相同的最小值的VP-毛細(xì)值。然而，當(dāng)更為迅速地取得作用時，可使劑量有利地降低。結(jié)果也示于圖表形式的圖1中。
表1

權(quán)利要求
1.一種包含一層或多層含纖維素材料的液板，其特征在于，所述層之一或多層包含能夠與對所述液板進(jìn)行處理的消毒劑進(jìn)行反應(yīng)或使之分解的添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液板，其特征在于，所述添加劑能夠與液體消毒劑、優(yōu)選是過氧化合物、更優(yōu)選是過氧化氫反應(yīng)或使之分解，以致使形成氣體，所述氣體優(yōu)選為氧氣、氫氣、二氧化碳?xì)怏w或氮?dú)猓鼈兤鹱钃鯇拥淖饔?，并因此防止所述消毒劑滲透、尤其是邊緣滲透入紙板層中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的液板，其特征在于，所述添加劑由能夠使消毒劑分解的催化劑或其它化合物組成，所述添加劑優(yōu)選由下面的添加劑組成，所述添加劑由金屬鹽，金屬氧化物和酶，優(yōu)選過氧化氫酶或MnO2組成。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的液板，其特征在于，所述添加劑在包含該添加劑的所述一層或多層中的含量為0.5-10千克/噸干紙、優(yōu)選為0.5-5千克/噸干紙、更優(yōu)選為1-5千克/噸干紙。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的液板，其特征在于，所述含纖維素材料層的第一層由比液板中含纖維素材料的其它層密度更低的層組成，該第一層具有比其它層更高的所述添加劑的含量。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的液板，其特征在于，所述一層或多層還包含第二試劑，該第二試劑適合于抵抗乳酸的滲透、尤其是邊緣滲透入液板中，所述第二試劑優(yōu)選由包含至少一種疏水、纖維素活性的疏水劑和陰離子、陽離子或兩性聚合物的施膠組合物組成。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的液板，其特征在于，所述添加劑與所述一層或多層中的疏水劑結(jié)合，所述疏水劑適合于抵抗消毒劑滲透、尤其是邊緣滲透入液板中，該疏水劑優(yōu)選由樹脂施膠劑組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由一層或多層含纖維素材料的層的液板，所述層之一或多層包含能夠與對所述液板進(jìn)行處理的消毒劑進(jìn)行反應(yīng)或使之分解的添加劑，以致使，形成了起阻擋層作用的氣體，并借此防止了所述消毒劑滲透、尤其是邊緣滲透入紙板層中。
文檔編號D21H17/00GK1436264SQ018110
公開日2003年8月13日 申請日期2001年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月22日
發(fā)明者卡杰薩·馮沙利恩, 克拉斯·諾伯格, 邁克爾·杰爾普 申請人:斯托拉恩索公司