CN109804118A - 具有防水和部分热封性能的纸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由防水基材制造可热封基材的方法。特别地，本发明涉及一种制造防水纸杯的方法。特别地，本发明公开一种将一个或多个可热封条施用到防水基材例如纸或纸板上的方法。此外，本发明还涉及通过所述制造纸杯的方法获得的可热封基材。

Description

具有防水和部分热封性能的纸
技术领域
本发明涉及一种由防水基材制造可热封基材的方法。具体地，本发明涉及一种制造防水纸杯的方法。根据本发明的方法因为将可热封涂层仅施涂到基材的选定区域上而降低了基材上涂层的重量，减少了对于来源于化石燃料的材料的需要，并且改进了纸基材的可再生性能。其结果是，根据本发明的方法获得可热封和防水的基材及因而它形成的最终产品的可持续性曲线的增加。
背景技术
目前，由于可持续性和可再生性的原因，存在从基于塑料的杯转向纸杯的趋势。纸和纸板是来源于树木的天然材料，因此这些材料丰富存在并且生物可再生。此外，这些材料在使用后可以再生成新的纸或纸板材料。
但是，为了用于制造饮料或食品杯，与塑料材料相比，纸存在较大的不足。它具有有限的阻隔性能，而且它不具有热封性能。为了克服这个缺点，用作杯的纸(称为杯坯料)如今与塑料箔层合。尤其是将聚乙烯用作层合材料，因为它具有良好的抗液体性，而且它具有适当的熔点。当加热到高于它的熔点时，一将聚乙烯压到另一基材上时，它就粘附到该基材。对于冷杯，将聚乙烯层合到杯坯料的两侧上，其中外层用作抗冷凝层。当杯中含有冷的液态水时，来自于空气的蒸气会在杯外面冷凝。不存在抗冷凝层的话，冷凝的水将被杯的纸吸收，将杯削弱。
通过挤出方法来将聚乙烯层施涂到杯坯料上。至关重要的是，层合膜，尤其在杯内侧，不含任何小孔，以使得杯中的液体不能渗透涂层。为了确保不存在小孔，涂层应当足够厚。通常，需要至少15g/平方米(gsm)的层厚来获得无小孔的层，由此防止液体透过涂层。对于外层，需要至少12gsm的层来获得杯坯料纸的完全覆盖。当使用层合时，不可能降低各涂层的涂料重量而不影响这些层的良好功能。
另一方面，当涂层从液相施涂时，可以获得更好的覆盖，因此可以减小涂料重量和涂层厚度。在专利申请WO2011110498中，将12gsm的涂层施涂到杯的内侧，而在外侧仅需要2gsm作为抗冷凝层。此外，对于内层，可以施涂双涂层，来获得甚杯坯料纸至更好的覆盖。对于内涂层，需要12gsm来获得对液体的良好阻隔，并且也获得了热封性。尤其是，为了获得良好的密封性，需要至少10gsm的涂层，而为了阻隔，更低的涂料重量可能足够。因为涂层需要具有良好的阻隔性能和良好的热封性二者，所以形成的涂层将在两种性能之间折中。
在本发明中，防水杯坯料纸将仅在需要的那些位置接受它的热封性能。其结果是，杯坯料纸将仅在该杯坯料纸需要粘附到杯坯料纸的另一片的那些位置上在具有阻隔性能的防水涂层上面接受另外的可热封材料层。
发明内容
本发明公开了一种制造可热封和防水的基材的方法。具体地，本发明公开了一种制造可热封和防水的基材的方法，其中将可热封涂层施涂到防水基材的选定区域上。在另一方面中，该防水基材是纸或纸板。在又一实施方案中，该防水基材是用于制造液体用杯的纸或纸板。
本发明涉及一种制造可热封和防水的基材的方法，其中该可热封涂层施涂到防水基材的选定区域上。在一个具体的实施方案中，将可热封涂层作为一个或多个可热封条施涂到防水基材上。在一个具体的实施方案中，将可热封涂层从水基配制物施涂到防水基材上。在另一实施方案中，可热封涂层从溶剂基配制物施涂到防水基材上。在又一实施方案中，将可热封涂层从热熔配制物施涂到防水基材上。
对于本发明来说典型地是，可热封涂层，其优选从水基或溶剂基配制物来施涂，可以施涂到防水基材的选定区域上。已经令人惊讶地发现，当可热封涂层的表面张力与防水基材上的防水涂层的表面张力接近时，该可热封涂层对于该防水基材的粘附性最优。所以，应当选择可热封涂层的组成，以使得该可热封涂层的表面张力与基材上的防水层的表面张力接近。因此，在一个具体的实施方案中，根据本发明方法中可热封涂层的表面张力低于30达因/厘米。在又一实施方案中，可热封涂层包含表面活性剂或溶剂。具体地选择所述表面活性剂或溶剂，来使可热封涂层的表面张力降低到低于30达因/厘米。
在本发明的另一方面中，可热封涂层包含粘合剂。所述粘合剂选自苯乙烯-丁二烯、天然橡胶格、聚丙烯酸酯的分散体、聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙二醇酯(polyethylene acetate)、聚乙烯-丙烯酸酯(polyethylene acrylate)、乙烯-氯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯马来酸酐盐的共聚物或其混合物。
如上所述，已经令人惊讶地发现，当可热封涂层的表面张力与防水基材上的防水涂层的表面张力接近时，可热封涂层对于防水基材的粘附性最优。所以，在另一实施方案中，可热封涂层可以包含表面活性剂或溶剂。添加表面活性剂或溶剂降低了可热封涂层的表面张力。因为典型地将水基可热封涂层施涂到防水基材上，所以需要降低这种可热封涂层的表面张力来防止可热封涂层将从防水基材剥离。其结果是，可热封涂层可以仅施涂到防水基材的选定区域。例如，可热封涂层典型地施涂到防水基材的选定区域和任选地杯外侧与杯内侧的选定区域相匹配的选定区域。
所以，在一个实施方案中，选择可热封涂层的表面活性剂或溶剂，来将可热封涂层的表面张力降低到低于30达因/厘米。所述表面活性剂可以选自非离子乙氧基化炔二醇、烷基磺基琥珀酸酯或其混合物。其他适合的表面活性剂含有硅氧烷或氟结构部分，例如聚醚改性的聚硅氧烷或碳氟化合物改性的聚丙烯酸酯。在另一实施方案中，溶剂是酮，特别是甲乙酮。因此，在另一实施方案中，可热封涂层的表面张力低于30达因/厘米。
在一个可选的实施方案中，在施涂可热封涂层之前，防水基材部分地经受电晕处理。
在本发明的另一方面中，可热封涂层包含增粘剂。增粘剂通常是当基材与之接触时有助于增加粘性的树脂材料。当需要在低表面能或拉伸基材上粘附时，这会是特别需要的。优选地，所述增粘剂的存在量是0.5％-30％，特别是3％-20％。增粘剂可以选自丙烯酸类乳液、聚乙烯-丙烯酸酯、松香树脂及其衍生物、低分子量聚乙烯。
在另一实施方案中，可热封涂层包含增塑剂或增塑剂的混合物。增塑剂可以选自蜡分散体或油乳液，例如棕榈油、氢化棕榈油、大豆油、氢化大豆油、葵花油、油菜籽油、蓖麻油、妥尔油、松香树胶和衍生物。典型地，增塑剂的添加量小于总涂料配制物的20％。
在另一实施方案中，可热封涂层包含颜料或填料或者其之一或二者的混合物。这些添加剂可以用作抗结块剂。可以使用典型的颜料和填料，如CaCO3、粘土、滑石、玻璃珠、铁氧化物、炭黑、石膏。
在又一实施方案中，可热封涂层包含防水剂。所述防水剂可以选自蜡、石蜡、硅酮、植物油。
对于本发明来说典型的是，可热封涂层通过印刷技术来施涂。在本发明的另一方面中，可热封涂层作为3-20g/平方米的层，优选作为4-14g/平方米的层施涂到防水基材上。
如上所述，本发明涉及一种制造可热封和防水的基材的方法，其中将可热封涂层施涂到防水基材的选定区域上。在本发明的一个具体的实施方案中，所述防水基材包含防水涂层。在另一实施方案中，所述防水涂层从水相施涂到基材上。更特别地，所述防水涂层的水相包含尺寸为20-300纳米的离散有机颗粒。所述有机颗粒含有选自蜡、石蜡、硅酮、植物油的防水添加剂。在另一实施方案中，防水涂层包含氨或烷基胺与苯乙烯和马来酸酐的共聚物的反应产物。此外，防水涂层包含环酰亚胺和乙烯基单体的共聚物。在又一方面中，防水涂层包含选自粘土、CaCO3、滑石或石膏的一种或多种填料。
本发明还公开了一种可热封基材，其通过根据此上所述的不同实施方案的方法来获得。在另一实施方案中，所述可热封基材用于制造纸杯，特别是用于液体的纸杯。
本发明的编号实施方案如下：
1.制造可热封和防水的基材的方法，所述方法包括将可热封涂层施涂到防水基材上的步骤。
2.根据编号实施方案1所述的方法，其中该防水基材是纸或纸板。
3.根据编号实施方案1或2所述的方法，其中该可热封涂层施涂到该防水基材的选定区域上。
4.根据编号实施方案1-3中任一项所述的方法，其中该可热封涂层作为一个或多个可热封条施涂到防水基材上。
5.根据编号实施方案1所述的方法，其中该可热封涂层包含选自以下的粘合剂：苯乙烯-丁二烯、天然橡胶格、聚丙烯酸酯分散体、聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙二醇酯、聚乙烯-丙烯酸酯、乙烯-氯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯马来酸酐盐共聚物或其混合物。
6.根据前述编号实施方案中任一项所述的方法，其中该可热封涂层包含表面活性剂或溶剂。
7.根据编号实施方案6所述的方法，其中选择该表面活性剂或该溶剂来将该可热封涂层的表面张力降低到低于30达因/厘米。
7a.根据编号实施方案1所述的方法，其中该可热封涂层的表面张力低于30达因/厘米。
8.根据编号实施方案6所述的方法，其中该表面活性剂选自乙氧基化炔二醇、烷基磺基琥珀酸酯或其混合物。
9.根据编号实施方案6所述的方法，其中该表面活性剂含有硅氧烷或氟结构部分，例如聚醚改性的聚硅氧烷或碳氟化合物改性的聚丙烯酸酯。
10.根据编号实施方案6所述的方法，其中该溶剂是酮。
11.根据前述编号实施方案中任一项所述的方法，其中该可热封涂层包含增粘剂。
12.根据编号实施方案11所述的方法，其中该增粘剂的存在量是0.5％-30％，特别是3％-20％。
13.根据前述编号实施方案中任一项所述的方法，其中该可热封涂层包含防水剂。
14.根据前述编号实施方案中任一项所述的方法，其中该可热封涂层通过印刷技术来施涂。
15.根据前述编号实施方案中任一项所述的方法，其中该可热封涂层作为3-20g/平方米的层，优选作为4-14g/平方米的层施涂到该防水基材上。
16.根据编号实施方案1所述的方法，其中该防水基材包含防水涂层。
17.根据编号实施方案16所述的方法，其中该防水涂层从水相施涂到基材上。
18.根据编号实施方案17所述的方法，其中该水相包含尺寸为20-300纳米的离散有机颗粒。
19.根据前述编号实施方案16-18中任一项所述的方法，其中该防水涂层包含氨或烷基胺与苯乙烯和马来酸酐的共聚物的反应产物。
20.根据前述编号实施方案16-19中任一项所述的方法，其中该防水涂层包含环酰亚胺和乙烯基单体的共聚物。
21.根据前述编号实施方案16-20中任一项所述的方法，其中该有机颗粒含有选自蜡、石蜡、硅酮、植物油的防水添加剂。
22.根据前述编号实施方案16-21中任一项所述的方法，其中该防水涂层含有选自粘土、CaCO3、滑石或石膏的一种或多种填料。
23.根据编号实施方案16所述的方法，其中该可热封涂层的表面张力与该防水涂层的表面张力接近。
24.可热封基材，其通过根据前述编号实施方案中任一项所述的方法来获得。
25.根据编号实施方案24所述的可热封基材，其用于制造纸杯。
附图说明
现在参考附图，要强调的是所示项目是示例性的，仅用于本发明不同实施方案的说明性讨论的目的。它们为了提供据信最有用和易于说明本发明的原理和概念方面的内容而存在。就此而言，没有尝试使本发明的结构细节显示得比用于基本理解本发明所需更加详细。附图所用的说明使得本领域技术人员清楚本发明的几种形式可以如何在实践中体现。
图1：杯的展开纸板的外侧和内侧的示意图，显示了可热封涂层施涂到的区域(黑色)。
具体实施方式
因此，本发明的一个目标是提供一种通过将可热封涂层施涂到防水基材上，来制造可热封和防水的基材的方法。对于本发明来说具体的和典型的，可热封涂层仅施涂到防水基材的选定区域上和任选地杯外侧与杯内侧上防水基材上的选定区域相匹配的选定区域上。在另一实施方案中，可热封涂层作为一个或多个可热封条施涂到防水基材上。其结果是，制造出在其全部表面上具有防水性能并且仅在需要密封来生产杯的那些选定区域上具有可热封性能的纸或纸板。以此方式，可以显著降低可热封涂覆产品的量，并且可以将纸杯加入到典型的纸废料中。这产生了更经济和更环境友好的生产方法和最终产品。因为可热封涂层仅施涂到需要密封的那些选定区域上，所以将促进杯的再回收。毕竟，根据本发明的基材的总体部分(gross part)仅覆盖有防水层。因为与防水层和可热封涂层二者的组合相比该防水层更容易从基材除去，所以将促进再回收过程。此外，因为可热封涂层可以仅施涂到选定区域上，所以显著降低了可热封涂层的量，产生更经济的生产方法。
对于本发明来说典型的是使用可热封涂层，其可以施涂到防水层或防水基材上，特别是施涂到防水层或防水基材的选定区域上。通常，当水基配制物施涂到防水层上时，水基配制物对防水层的附着性被削弱。在本发明中，已经令人惊讶地发现，可以通过使用表面张力与防水层的表面张力接近的水基配制物，来改进水基配制物对防水层或防水基材的附着性。换言之，通过降低水基可热封涂层的表面张力，大幅改进了它对防水层的附着性。为了降低水性可热封涂层的表面张力，优选用一种或多种表面活性剂或者一种或多种溶剂来改性水基配制物。可选地，可热封涂层可以从热熔配制物来施涂。其结果是，在制造根据本发明的可热封和防水的基材的方法中施涂的可热封涂层的表面张力与防水层的表面张力接近；特别地，可热封涂层的表面张力低于30达因/厘米。
此外，对于本发明来说典型的是使用可热封涂层，其可以通过印刷技术来施涂到防水基材上。一侧或两侧具有防水层的纸将根据本发明印刷来赋予它所需的设计，同时还为它提供密封性能。换言之，可热封层在印刷过程中施涂。所述印刷可以通过常规印刷机例如胶版印刷、轮转凹版印刷、(旋转)筛网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷、激光印刷来进行。通常，印刷装置具有几个彼此相邻的印刷设备。这些设备含有不同的颜色。在本发明中，使用这些设备中的一个或多个来将可热封层印刷到防水基材上。这些层将被印刷到将在密封装置例如制杯机中进行密封的那些部分上。印刷技术得到充分的发展，由此可以将可热封层，特别是可热封条，精确置于它们需要放置之处。当油墨被施用到纸上时，可热封的条的印刷可以在相同步骤过程中进行，或者它可以在施用油墨之前或之后的单独步骤中进行。
所以，本发明提供一种制造可热封和防水的基材的方法，其中将可热封涂层施涂到防水基材的选定区域上。所述可热封涂层包含粘合剂，其选自苯乙烯-丁二烯、天然橡胶格、聚丙烯酸酯的分散体、聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙二醇酯、聚乙烯-丙烯酸酯、乙烯-氯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯马来酸酐盐的共聚物或其混合物。优选地，可热封涂层中的粘合剂是聚丙烯酸酯、聚苯乙烯-丙烯酸酯和聚乙烯-丙烯酸酯分散体的组合。在使用聚酯的情况中，它们可以用可生物再生的单体如乳酸，脂肪酸如硬脂酸、棕榈酸和月桂酸，单丙二醇，甘油，琥珀酸，衣康酸，(聚)羟基链烷酸酯来构建。同样，聚合物例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，作为原始材料或作为第二寿命材料，可以用作聚酯的构件。使用基于这些单体或聚合物的聚合物增强形成的杯的可持续性曲线。此外，通过在胶合体系中存在酯官能，将增强杯的再回收性和生物降解性。毕竟，在杯的再回收或生物降解过程中，酯基团的水解将破坏杯的密封。
在另一优选的实施方案中，可热封涂层包含表面活性剂或溶剂。在一个实施方案中，可热封涂层作为水基配制物来施涂，所以它将被防水层或防水基材排斥。所以，这种水基配制物需要通过存在表面活性剂或溶剂来改性，以将可热封涂层的表面张力降低到低于30达因/厘米。因此，在一个实施方案中，可热封涂层的表面张力低于30达因/厘米。在一个具体的实施方案中，可热封涂层包含表面活性剂来降低它的表面张力。表面活性剂的典型例子选自非离子乙氧基化炔二醇、烷基磺基琥珀酸酯或其混合物。其他适合的表面活性剂含有硅氧烷或氟结构部分，例如聚醚改性的聚硅氧烷或碳氟化合物改性的聚丙烯酸酯。在另一实施方案中，可热封涂层包含溶剂来降低它的表面张力。在一个更具体的实施方案中，所述溶剂是酮。在又一实施方案中，防水层或防水基材可以部分地经受电晕处理来降低它的防水性。在又一实施方案中，可热封涂层从热熔配制物来施涂。
在本发明的另一实施方案中，可热封涂层包含增粘剂。增粘剂通常是当基材与之接触时有助于增加粘性的树脂材料。当需要在低表面能基材上粘附时，这会是特别需要的。增粘剂的例子可以是聚丙烯酸酯分散体、聚乙烯-丙烯酸酯分散体、松香衍生物、低分子量聚乙烯。在一个优选的实施方案中，增粘剂的存在量是0.5％-30％，特别是3％-20％。
在另一方面中，可热封涂层还包含增塑剂。增塑剂是有助于可热封材料流动的产品。当使用热熔体作为胶合体系时尤其如此。增塑剂是具有低软化点的产品。优选地，它们不降低涂层的防水性。在本发明中，增塑剂可以选自蜡或油，例如棕榈油、氢化棕榈油、大豆油、氢化大豆油、葵花油、油菜籽油、蓖麻油、妥尔油、松香树胶和衍生物。典型地，增塑剂的添加量小于总涂料配制物的20％。在另一实施方案中，使用蜡作为本发明的可热封涂层中的增塑剂。
在另一方面中，可热封涂层还包含抗结块剂，特别是塑性颜料。这些抗结块剂是玻璃化转变温度为90℃-150℃的有机聚合物。在低于90℃的温度，这些产品将充当抗结块剂，而在热封条件时，这些抗结块剂变软，因而它们将不妨碍热封过程。甚至更令人感兴趣的是使用玻璃化转变温度为90℃-150℃的有机聚合物，其具有降低的密度例如0.4-0.9g/cm3。由于它们的较大的体积/重量，这些颗粒对于抗结块非常有效。典型的例子是使用聚苯乙烯或苯乙烯的共聚物，例如苯乙烯丙烯酸共聚物，其具有空心球。此外，颜料和填料也可以用作抗结块剂，但是仅为有限的量。当它们的含量过高时，它们可能干扰热封过程，所以它们的量应当优选地限制到最大为涂料配制物的20％。可以使用的典型的颜料和填料是CaCO3、粘土、滑石、玻璃珠、铁的氧化物、炭黑或石膏。
进而，在本发明的另一方面中，可热封涂层包含防水剂。防水剂或疏水化剂的典型例子是蜡、石蜡、硅酮、植物油或含环酰亚胺的聚合物，如专利申请WO2008014903所述。
如上所述，可热封涂层通过印刷技术来施涂到防水基材的选定区域上。可热封条可以施涂到基材的一侧或两侧上。当施涂到已经存在的防水涂层上面时，可热封涂层作为3-20gsm的层，优选4-14gsm的层来试图。可热封涂层也可以施涂到空白杯坯料纸上。在该情况中，可热封涂层作为6-20gsm的层，优选8-16gsm的层来施涂。与粗糙的纸相比，光滑的纸将需要更少的可热封产品。在纸的两侧用可热封涂层处理的情况中，可热封涂层的合计重量将是6-20gsm，优选6-15gsm。优选地，基材、特别是纸的两侧涂覆有可热封涂层。以此方式，提高了密封速度和密封强度。此外，因为将可热封涂层仅施涂到选定区域上就足够了。
本发明公开了一种制造可热封和防水的基材的方法，其中将可热封涂层施涂到防水基材上。在本发明的一个具体的实施方案中，防水基材包含防水涂层。在另一优选的实施方案中，防水涂层从水相施涂到基材上。甚至更优选地，防水涂层从包含尺寸为20-300纳米的离散有机颗粒的水相施涂到基材上。防水涂层包含粘合剂和将提供防水性的添加剂。在一个具体的实施方案中，防水涂层包含一种或多种粘合剂。粘合剂的典型例子是苯乙烯-丁二烯和天然橡胶格、聚丙烯酸酯的分散体、聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙二醇酯、聚乙烯-丙烯酸酯、乙烯-氯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯马来酸酐盐共聚物、淀粉、蛋白质、聚乙烯醇及其混合物。优选地，使用已经具有良好疏水性质的粘合剂，例如苯乙烯-丁二烯或天然橡胶格、聚丙烯酸酯的分散体、聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙二醇酯、聚乙烯-丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯及其混合物。使用聚丙烯酸酯分散体特别让人感兴趣，因为它的性能可以容易地精细调节，以便能够选择具有所需性能的粘合剂。通常可以添加聚丙烯酸酯分散体的混合物。
还可以选择防水涂层的一种或多种粘合剂，以使得它们将提高杯坯料的总体热封性。就此而言，将选择具有低玻璃化转变温度(Tg)的粘合剂。优选地，Tg为-50℃至+50℃。但是，Tg越低，卷绕到辊上时涂覆的纸将结块的可能性越大。为了防止这种情况，低Tg粘合剂的量应当限制到40％，甚至更优选30％。在使用高量的低Tg粘合剂的情况中，可以添加抗结块剂。抗结块剂的例子是有机或无机颜料。
粘合剂也可以组合。尤其是具有高Tg的粘合剂与具有低Tg的粘合剂的组合特别令人感兴趣。具有低Tg的粘合剂将提高密封性，而具有高Tg的粘合剂将充当抗结块剂。重要的是，当粘合剂一起添加时，混合物仍然表现出其成分的Tg。本领域技术人员将能够根据它们的热封和抗结块能力来选择适当的粘合剂并选择粘合剂的比率。
提供防水性的产品可以是常规的疏水化剂，例如蜡、石蜡、硅酮、植物油。优选地，首先将这些添加剂乳化，然后将它们添加到粘合剂中，以使得它们更好地分散在形成的涂料中。
在本发明的一个优选的实施方案中，使用环酰亚胺与乙烯基单体的共聚物作为防水剂。更优选地，这些聚合物是离散颗粒，并且它们包封油或蜡。这种颗粒已经描述在专利申请WO2008014903中。在本发明的一个更优选的实施方案中，颗粒的尺寸是20-300纳米。颗粒还可以沉淀到载体上，例如同一专利申请所述。这些颗粒的一个大优点是仅需要少量来获得足够的防水性。取决于杯的用途和防水阻隔层的层厚度，专利申请WO200801493所述的含有环酰亚胺的聚合物的量可以为2-90％，优选5-40％。此外，聚合物具有高于100℃的高Tg，以使得它们能够经受热的液体而不变形。包封的油或蜡将保持为纳米颗粒，甚至在升高的温度也是如此。当使用非包封的蜡、油、硅酮和石蜡时，它们会从涂层中泄漏出来并迁移进入杯的液体中，尤其是当液体是热的时。
防水涂料配制物可以进一步含有填料、润湿剂、分散剂、遮光剂、交联剂、染料或颜料。由于该涂层不需要热封性能，如WO2011110498的情况中那样，所以可以添加高量的填料。典型的填料是粘土、CaCO3、滑石和石膏。这些填料不来源于穷举来源如矿物油，因而这些填料为涂料提供更好的可持续性曲线。此外，粘合剂量的减少将有利于涂料的可再制浆性。填料可以以0-80％，优选0-70％的比率存在。
含水的防水涂料配制物可以通过在线或离线涂覆机施涂到纸上。优选地，这通过在线机器进行，因为这节约运输和处置成本。可以使用几种涂覆技术，例如使用刮刀、棒、气刀或帘涂机。同样，可以使用膜压机或施胶压机来施涂涂料。还可以使用上述的任何其他印刷技术。
防水涂层可以施涂到纸的一侧上或两侧上。当施涂到两侧上时，涂料重量可以不同，并且将取决于它的目的。对于杯内侧来说，将施用的涂层为2-20gsm干重，优选4-12gsm干重。对于冷杯外侧来说，施用的涂层为0.5-5gsm，优选0.8-3gsm。对于热杯来说，通常在杯外侧不施用防水涂层。
纸的重量可以为26-500g/平方米(gsm)，优选150-400gsm。尤其对于杯坯料来说，为了赋予它足够的硬度，重量至少150gsm的纸将是必需的。通常，该纸将含有内部施胶剂，例如烯烃烯酮二聚体、烯烃琥珀酸酐或松香酸衍生物。这有助于纸的保水性。
本发明进一步提供一种可热封基材，其通过此上所述的方法来获得。特别地，所述可热封基材用于制造纸杯。
实施例
用于防水涂料的含水配制物
制备石蜡包封的含环酰亚胺的聚合物
将120g的聚苯乙烯马来酸酐(SMA)(等级：26080；来自于荷兰Polyscope)和400g水添加到1升具有锚搅拌器的夹壁油加热高压釜中。该SMA的马来酸酐含量为26mol％，分子量为80.000g/mol。向该反应混合物中添加280g的熔点57℃的链烷烃蜡和21.7g的25％氨溶液，以使得马来酸酐(MA):NH3之比为约1:1。
将温度升至160℃，并将该温度保持4小时。其后，将该反应混合物缓慢冷却到室温。获得聚合物分散体，其固含量为约57重量％，粒度为100-140nm。pH值是7.2，表明马来酸酐基团几乎完全转化成马来酰亚胺。
用于防水涂层的配制物
涂料配制物1
将100g的根据实施例1的分散体与80g的Orgal P056V(来自于Organik Kymia，其是固含量50％和Tg 10℃的聚丙烯酸酯)混合。向该混合物中添加60g的60％滑石分散体。
用于可热封条的配制物
涂料配制物2
在密封容器中，通过在120℃用185g水和0.35当量的氨处理，来将100g Primacor5980I(来自于DOW Chemical的聚乙烯-丙烯酸酯)分散在水中。向该分散体中添加44g的Mowilith DC(来自于Celanese)和8g的Lumiten I-SC(来自于BASF)。
涂料配制物3
在密封容器中，通过在120℃用185g水和0.35当量的氨处理，来将100g Primacor5980i(来自于DOW Chemical的聚乙烯-丙烯酸酯)分散在水中。向该分散体中添加72g的Mowilith DC(来自于Celanese)，140g的实施例1的聚合物分散体，264g的Orgal P056V(来自于Organik Kymia)，和25g的Lumiten I-SC(来自于BASF)。
涂料配制物4
在密封容器中，通过在120℃用185g水和0.35当量的氨处理，来将100g Primacor5980i(来自于DOW Chemical的聚乙烯-丙烯酸酯)分散在水中。向该分散体中添加79g的实施例1的聚合物分散体，141g的Orgal P056V(来自于Organik Kymia)，和15g的Lumiten I-SC(来自于BASF)。
涂料配制物5
向300g的聚丙烯酸酯Neocryl B300(荷兰DSM)中添加300g甲乙酮。将该混合物充分搅拌，直到全部聚丙烯酸酯溶解。
可热封条的施涂的涂料重量
将涂料配制物施涂到Cupforma Natura纸板(来自于StoraEnso)，其重量为232g/平方米(gsm)。将涂料配制物1的10gsm涂层施涂到杯坯料纸的仅一侧上。涂覆的杯坯料的Cobb1800值等于18。该涂层为杯坯料纸提供了良好的防水性。
可热封条用小网纹辊(K Lox Proofer，来自于RK Printcoat Systems)施用，其可以手工使用。本领域技术人员可以使用该网纹辊来仅涂覆到将进行密封的那些部分上(参见图1)。可以彼此叠置施用一个或多个涂层来获得表1所示的涂料重量。将条施用到防水层上(“内”)，在一些情况中还施涂到另一侧(“外”)。
表1：施涂的涂料重量和密封性
用来自于Wu-Hsing Electronics Ltd.的W-300D(A)设备来密封杯坯料。全部涂覆纸在150C和6巴在0.75秒内密封。作为纤维撕裂的函数来测量密封性。
从实施例中看出，可以将可热封条施用到防水层上面。这些可热封条可以彼此容易地密封。在一侧上存在足够涂料重量(>8gsm)的情况中，可热封条也将用空白纸来密封。

Claims (16)

1.制造可热封和防水的基材的方法，所述方法包括将可热封涂层施涂到防水基材上的步骤，其中该可热封涂层施涂到该防水基材的选定区域上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该可热封涂层包含选自以下的粘合剂：苯乙烯-丁二烯、天然橡胶格、聚丙烯酸酯分散体、聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙二醇酯、聚乙烯-丙烯酸酯、乙烯-氯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯马来酸酐盐共聚物或其混合物。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该可热封涂层包含表面活性剂或溶剂，其优选选自非离子乙氧基化炔二醇、烷基磺基琥珀酸酯、乙氧基化炔二醇和烷基磺基琥珀酸酯的混合物、甲乙酮、包含硅氧烷结构部分的表面活性剂或包含氟结构部分的表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中选择该表面活性剂或该溶剂来将该可热封涂层的表面张力降低到低于30达因/厘米。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该可热封涂层的表面张力低于30达因/厘米。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该可热封涂层包含增粘剂，该增粘剂选自丙烯酸类乳液、聚乙烯-丙烯酸酯、松香树脂及其衍生物、低分子量聚乙烯。
7.根据权利要求6所述的方法，其中该增粘剂的存在量是0.5％-30％，特别是3％-20％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该可热封涂层包含防水剂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该可热封涂层通过印刷技术来施用。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该可热封涂层作为3-20g/平方米的层，优选作为4-14g/平方米的层施涂到该防水基材上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中该防水基材包含防水涂层。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该防水涂层从水相施涂到该基材上。
13.根据权利要求11所述的方法，其中该可热封涂层的表面张力与该防水涂层的表面张力接近。
14.根据权利要求12所述的方法，其中该水相包含尺寸为20-300纳米的离散有机颗粒。
15.可热封基材，其通过根据前述权利要求中任一项所述的方法来获得。
16.根据权利要求14所述的可热封基材，其用于制造纸杯。
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