产品，该产品的用途和方法与流程

本发明涉及涂覆纤维结构，更具体地涉及包括纤维素和/或木质纤维素纤维的涂覆模压纤维结构。

背景技术：

1、包括纤维素和/或木质纤维素纤维的纤维结构和产品是通过湿法、空气法或模塑法制造的。这种纤维结构被广泛应用于包装技术中，作为完全基于塑料的包装的替代品。

2、已知可将各种涂层薄膜，如屏障涂层应用于由纤维素的纤维材料(如纸板)制成的包装和容器。这种涂层薄膜的目的通常是为纤维结构提供定制的或增强的表面性能。

3、屏障涂层的应用通常需要在纤维基板实际制造后的单独工艺中进行。例如，食品容器和包装目前由纸或纸板制成，其中包括容器与食品接触侧的塑料或蜡基屏障涂层，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯制成的层压或挤压屏障涂层。

4、已知的涂层薄膜具有许多缺点，这些缺点与涂层薄膜与产品的其余部分(如纤维产品)的粘附有关，并且在制造中的干燥和转换步骤或在运输和储存中的湿度变化期间涂层薄膜的机械性能恶化。例如，与涂层所在的基材相比，涂层可能以不同的方式收缩。在使用生物基水稀释涂料组合物的情况下，收缩问题尤其相关。

5、一般来说，水性涂层对纤维基材提出了许多挑战和要求，例如再润湿和再干燥时的结构问题。另一个挑战是气体屏障水平不够，例如水蒸气和氧气。

6、用已知的方法在三维基材或物体上制备光滑的涂层，特别是在物体的侧壁和底部获得涂层材料的均匀分布，是具有挑战性的。

7、此外，已知的深拉伸成型工艺面临着挑战，因为层压或涂层基材应该可以通过压制成型，并且足够灵活，以便涂层不会在加工过程中开裂。

8、使用已知的涂层方法，制备具有高屏障性和良好热封性的三维基材是具有挑战性的。

9、本发明的目的是解决已知技术中存在的至少一些问题。

技术实现思路

1、本发明由独立权利要求书的特征定义。在从属权利要求中定义了一些具体实施例。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种产品，其包括：纤维结构，其包括纤维素和/或木质纤维素的纤维材料，并通过模塑工艺获得；和涂层，例如设置在所述纤维结构的至少一个表面上的至少一个涂料层；其中，所述涂层通过干涂覆工艺获得，优选地通过粉末涂覆工艺获得。

3、第一方面的各种实施例可包括下列项目符号列表中的至少一个特征：

4、所述涂层形成所述产品的最上层或最下层。

5、所述产品包括位于所述纤维结构的不同表面上的至少两个涂料层，例如在平面纤维结构的相对侧。

6、所述产品还包括在所述涂层和所述纤维结构之间的中间非纤维层。

7、所述涂层已涂覆于所述纤维结构的弯曲或非水平表面上。

8、所述涂层是非纤维涂层并且包括或由热塑性聚合物材料或热固性聚合物材料组成，例如聚烯烃、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚羟基烷酸酯或聚乳酸。

9、所述涂层包括非纤维层，所述非纤维层包括或由热塑性生物可降解聚合物材料组成。

10、所述涂层包括至少80wt-％，例如至少90wt-％的热塑性聚合物材料或热固性聚合物材料。

11、所述涂层包括至少20wt-％，例如至少60wt-％的生物基材料。

12、所述涂层包括少于80wt-％，例如少于40wt-％的化石基材料。

13、所述涂层是适用于改变表面的功能特性的功能性涂层，例如屏障特性、视觉特性、功能特性和/或触觉特性。

14、所述涂层或其一部分适用于增加所述纤维结构的所述表面的屏障特性，并且所述屏障特性包括以下一种或多种:耐油和润滑脂、耐液体、耐水、耐水蒸气、耐香气、耐气体、耐氧、气味屏障。

15、所述涂层适于改变所述纤维结构的所述表面的硬度、微观粗糙度、宏观粗糙度、摩擦性能、触觉性能或颜色。

16、所述产品具有在5至900g/m2范围内的干燥克重，例如在100至800g/m2范围内的干燥克重，例如在200至600g/m2范围内的干燥克重。

17、所述涂层具有2至80g/m2范围内的干燥克重，例如10至35g/m2。

18、所述涂层的厚度至少为1μm，例如在2至50μm范围内，例如5至30μm。

19、所述纤维结构基本上不含塑料材料和树脂。

20、所述纤维结构是多层纤维结构，并且包括至少第一纤维层和第二纤维层，所述第一纤维层和所述第二纤维层的每一层都包括纤维素和/或木质纤维素的纤维材料。

21、所述产品还包括在所述第一纤维层和所述第二纤维层之间的一个或多个内纤维层，所述一个或多个内纤维层中的每一层都包括纤维素和/或木质纤维素的纤维材料，优选包括机械纸浆，例如化学热机械纸浆(ctmp)或漂白化学热机械纸浆(bctmp)和/或损纸。

22、所述纤维素和/或木质纤维素的纤维材料包括以下一种或多种:漂白或未漂白的化学纸浆、半化学纸浆、机械纸浆、热机械纸浆、化学热机械纸浆、漂白的化学热机械纸浆、回收的纤维素及/或木质纤维素纤维、纤化纤维素，例如微纤化纤维素或纳米纤化纤维素、纳米纤维素、损纸的纤维素副产品、再生的纤维素纤维，以及源自任何多年生或一年生植物的任何其他含有纤维素纤维或部分纤维素的纤维素材料。

23、所述纤维结构包括以总干物质计算至少50wt-％的纤维素和/或木质纤维素的纤维材料。

24、一个或多个纤维层或整个纤维结构是通过泡沫成型、水成型、浸成型、真空成型、压制成型、热成型或干燥成型或其任何组合获得的。

25、所述纤维结构是三维模压纤维结构，通过使用包括至少一个三维非平面模具表面的模具获得，其中所述纤维结构具有符合所述三维非平面模具表面形状的三维形状。

26、所述产品或其一部分具有适合容纳液体或可流动物质的总体形状，例如杯状或碗状的总体形状。

27、所述纤维结构为多层纤维结构，包括至少两个纤维层。

28、所述纤维结构的所有纤维层已通过模具中的泡沫成型方法获得。

29、其中，所述干燥涂层包括粉末涂层。

30、根据本发明的第二方面，将根据第一方面提供的产品作为乳制品、鱼类、肉制品等食品的包装、容器，或者作为药品、化妆品的包装或者其组成部分的用途。

31、根据本发明的第三方面，提供了根据第一方面的产品来储存、处理、准备或烹饪食物的用途。

32、根据本发明的第四方面，提供了一种方法包括：提供包括纤维素和/或木质纤维素的纤维和水的至少一种纤维组合物；在模具中，由所述至少一种纤维组合物形成纤维结构；通过干涂覆工艺，例如粉末涂覆工艺，在模制纤维结构的表面的至少一部分上施用涂层

33、第四方面的各种实施例可包括下列项目符号列表中的至少一个特征:

34、所述成型步骤包括通过使用三维模具从所述至少一种纤维组合物形成三维纤维结构。

35、所述粉末涂覆工艺包括在所述纤维结构的所述表面上静电地施用干粉，并优选通过接触或非接触加热和/或热压固化或熔化所述粉末以形成薄膜。

36、待涂覆的所述纤维结构具有至少90％的干物质含量，例如90％至96％。

37、待涂覆的所述纤维结构的干物质含量至少为50％，例如至少为60％，例如至少为70％，例如为50％至99％。

38、所述干粉包括颜料、粘合剂和另外的一种或多种添加剂，所述添加剂可以从以下组中选择：树脂和填料，例如重晶石、二氧化硅、碳酸盐、硅酸盐、氢氧化铝及其混合物。

39、所述施用包括喷涂。

40、所述固化或熔化包括接触或非接触加热、热压、ir固化或微波固化，或其任何组合，优选接触或非接触加热至至少80℃，例如至少120℃，例如至少150℃。

41、所述固化或熔化包括接触或非接触加热至80至300℃，例如120至250℃。

42、所述成型包括水成型、泡沫成型、浸成型、真空成型、压制成型、热成型或其任何组合，优选通过泡沫成型。

43、所述方法还包括在所述成型步骤之后和涂覆所述涂层之前：使所述结构脱水；热压脱水的结构，得到成型的三维纤维结构；其中，所述热压产生直接适用于干涂的表面，例如粉末涂覆，例如粉末涂覆。

44、待涂覆的所述纤维结构的干物质含量至少为60％。

45、涂覆涂层后，对涂覆的所述纤维结构进行热压，如第二次热压。

46、待涂覆的所述纤维结构的密度至少为700kg/m3。

47、所述纤维结构是多层纤维结构，包括至少两个纤维层。

48、所述纤维结构的每个纤维层都是由模具中各自的纤维组合物通过泡沫成型获得的。

49、所述干燥涂层包括粉末涂层。

50、本发明的优点

51、本发明可促进在纤维基板，特别是三维纤维基板上制备光滑且均匀的涂层薄膜。

52、本发明可方便地获得足够光滑的基材，用于在基材上制备成功且光滑的涂层，例如通过干涂覆工艺，例如喷涂工艺。

53、本发明可提供具有改进的表面性能的纤维产品，例如屏障、光学、视觉和/或触觉性能。

54、可以避免与涂层的粘附不足有关的问题，通常是纤维基材上的粘附。

55、此外，可以避免与热密封性有关的问题，例如纤维基材上的粘附不足。

56、与湿喷涂工艺相比，干燥喷涂，如粉末喷涂可提供许多好处。喷过待涂对象的粉末涂料成分可以被收集和再利用，从而与湿喷涂工艺相比减少了浪费和成本。一旦粉末喷涂的物体冷却下来，它们就可以相互堆积或包装，而不会有相互粘在一起的风险。粉末喷涂过程比湿喷涂过程快。粉末喷涂的表面通常不容易在冲击或弯曲时开裂。

57、本发明可促进在模压纤维制品的涂料或油漆中使用生物基原料。

58、本发明可以通过多种方法，例如通过接触加热、在烤箱中加热、微波加热或ir(infra-red,红外)加热或其任何组合，使干燥涂层(如油漆)形成膜。

59、本方法可以避免与纤维基材的再润湿有关的问题，并且与已知的水基涂层方法相比，更一般地使用水(即水的消耗)的需要可以减少。

60、在本方法中，可能不需要单独的转化步骤，因为涂层可以在集成到现有生产线的步骤中制备。

61、本方法，特别是粉末喷涂，可以将功能材料带到表面，例如隔热材料。

62、本方法可制备具有图案表面的模压纤维产品。

63、本产品可提供以下一种或多种:高耐热性、不可燃性、优异的形状依附性或尺寸稳定性、强度、功能材料承载性能、耐酸性、改进的柔韧性、改进的气体屏障性能、改进的水蒸气屏障性能或润滑性和/或耐水性。

64、本产品可适用于指示性包装或温控包装。

65、本发明的结构和产品可用于包装、服务、储存和制备任何含油和/或含水的产品，如食品、药品或化妆品。