CN110770397A - 阻隔涂料组合物、片状产品及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻隔涂料组合物，其包含：30‑70wt％的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物，其在稳定剂的存在下聚合并且其玻璃化转变温度Tg≤20℃，优选≤10℃；30‑70wt％的聚乙烯醇，和至多5.0wt％的与‑OH或‑COOH基团反应的交联剂。本发明还涉及用所述涂料组合物涂覆的片状产品。

Description

阻隔涂料组合物、片状产品及其用途
技术领域
本发明涉及根据所附独立权利要求的前序部分的阻隔涂料组合物，片状产品和该产品的用途。
发明背景
可以在纸或纸板的表面上施加各种涂料以改善其性能。油脂阻隔层和水汽阻隔层的性能对于用于包装目的产品的纸和纸板特别重要。在纸或纸板表面上施加的涂层应提供有效的阻隔，以防止包装内货物的渗漏，和/或保护所包装的货物免受污染和/或免于与周围大气的接触。对于用于食品和可消费液体的包装材料，阻隔要求特别严格。
包装用涂料还应具有良好的抗折皱性(resistance for creasing)和抗折叠性。将纸或纸板折叠成盒子或包裹在产品周围时，涂层不应破裂。裂纹可能会降低甚至完全破坏涂层的阻隔性能。
此外，纸和纸板涂料在产品制造和转换过程(converting process)中应该是抗粘连的。如果涂层在高压和高温下发生软化，则在卷绕回卷轴的下一层后，它可能会粘附，并在冷却时阻塞整个卷轴。在转换过程中，涂层应具有合适的摩擦性能，以便在工艺中平稳运行。涂层还应具有适当的胶黏性(glueability)，该胶黏性决定了通过在涂层表面上施加粘合剂而产生的粘结的速度和强度，以便用于高速包装生产线。
常规地，含氟化合物已被用于涂料组合物中以提供期望的阻隔性能和抗裂性。出于环境原因，期望找到含氟化合物的有效替代品。
包装所用的涂料还应满足可回收性要求。理想的是收集纸和纸板包装以进行回收，即重新制浆。因此，涂覆在这些产品上的涂层也应满足回收的要求，例如，它不应干扰制重新浆过程。层压在纸或纸板表面上的传统塑料薄膜不一定能容易地被重新制成纸浆。因此，层压纸和纸板产品通常最终会浪费能源，这从资源角度来看是不经济的。
发明内容
本发明的目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺点。
本发明的另一个目的是提供阻隔涂料组合物和片状产品，其提供良好的油脂和水汽阻隔性能。
本发明的目的是提供一种阻隔涂料组合物，其可用于生产在折皱(creased)和/或折叠时能耐开裂的涂层。
本发明的另一个目的是提供一种适合以高涂覆速度进行涂覆并具有良好运行性的阻隔涂料组合物。
通过具有下面在独立权利要求的特征部分中提出的特征的本发明实现这些目的。在从属权利要求中提出了本发明的一些优选实施方案。
在本文中提到的实施方案在适用时涉及本发明的所有方面，即使这并不总是被分开提及。
通常，根据本发明的阻隔涂料组合物包含
-30-70wt％的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物，其在稳定剂的存在下聚合并且其玻璃化转变温度Tg≤20℃，优选≤10℃；
-30-70wt％的聚乙烯醇，和
-至多5.0wt％的与-OH或-COOH基团反应的交联剂。
通常，根据本发明的片状产品包括
-基材，其包含木质纤维素纤维并具有第一和第二平行大表面；和
-阻隔涂层，其由施加在基材的至少一个表面上的根据本发明的阻隔涂料组合物形成。
现在令人惊讶地发现，即使当在包装的制造过程中将涂覆的基材折叠时，根据本发明的阻隔涂料组合物也提供了良好的耐开裂性。当阻隔涂料组合物涂覆在包含木质纤维素纤维的基材的表面上时，其还提供对油脂和/或水分的良好阻隔。此外，该阻隔涂料组合物提供了这样的涂层，当将生产的幅材卷绕成卷或堆叠成片时，该涂层显示出对相邻涂层表面具有降低的粘附性。因此，根据本发明的阻隔涂料组合物尤其提供用于包装和其他类似目的的最佳性能。
在本文中，由涂料组合物的总干固体含量计算涂料组合物中各种组分的所有wt％值。
通过在适合于混合用于纸和纸板的涂料组合物的任何工业混合设备中将组合物的各个组分混合在一起来制备阻隔涂料组合物。通常，混合后各组分之间不发生聚合反应。
阻隔涂料组合物包含30-70wt％的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物，其在稳定剂的存在下聚合，并且其玻璃化转变温度Tg≤20℃，优选≤10℃。根据本发明的一个实施方案，阻隔涂料组合物可包含30-70wt％，优选40-65wt％，更优选45-60wt％的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物。阻隔涂料组合物还包含30-70wt％的聚乙烯醇，优选35-65wt％，更优选40-60wt％，甚至更优选45-60wt％的聚乙烯醇。已经观察到，这些量的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物和聚乙烯醇提供了良好或甚至优异的阻隔性能而没有开裂的趋势。根据本发明的一个实施方案，苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物与聚乙烯醇的比例为1:2至2:1。
适用于本发明的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物可以通过至少单体(a)、单体(b)和任选的单体(c)在稳定剂的存在下经由自由基乳液共聚而获得，其中单体(a)是至少一种任选取代的苯乙烯，单体(b)是至少一种(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯。苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的重均分子量可以为<100,000g/mol，优选<75,000g/mol。
根据一个优选的实施方案，苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的单体(a)选自苯乙烯、取代的苯乙烯，例如α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基甲苯、氯甲基苯乙烯、及其任何混合物。基于单体(a)、(b)和任选的(c)的总干固体含量计算，单体(a)的量可以为0.1-75wt％，优选5-60wt％，更优选10-55wt％。
苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的合适的单体(b)可以选自丙烯酸C1-C4烷基酯；甲基丙烯酸C1-C4烷基酯；或它们的混合物，例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸2-丁酯和相应的甲基丙烯酸丁酯；丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丙酯。根据本发明的一个优选的实施方案，单体(b)选自(甲基)丙烯酸丁酯。它可以包括例如丙烯酸丁酯的至少两种异构混合物。更优选地，单体组分(b)是丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸正丁酯和丙烯酸叔丁酯的混合物。基于单体(a)、(b)和任选的(c)的总干固体含量计算，单体(b)的量可以为25-99.9wt％，优选30-95wt％，更优选35-90wt％。
根据一个实施方案，苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物还至少源自一种任选的单体(c)，其为烯键式不饱和的并且不同于单体(a)和(b)。优选地，苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物是羧化共聚物，优选通过使上述单体(a)和(b)与单体(c)聚合而获得，所述单体(c)选自羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸或苯乙烯磺酸。优选丙烯酸和苯乙烯磺酸作为任选的单体(c)。基于单体(a)、(b)和(c)的总干固体含量计算，任选的单体(c)的量可以为0.1-15wt％，优选0.1-10wt％，更优选1-5wt％。
根据本发明的一个实施方案，苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物在稳定剂的存在下聚合，该稳定剂选自降解淀粉或聚乙烯醇，优选选自具有500至10,000Da的平均分子量Mn的降解淀粉。降解淀粉可以通过使淀粉氧化、热解、酸解、水解或酶促降解而获得。目前优选氧化降解。次氯酸盐、过二硫酸盐、过氧化氢或它们的混合物可用作氧化剂。用于本发明的降解淀粉可以是任何合适的降解天然淀粉，例如马铃薯、大米、玉米、糯玉米、小麦、大麦或木薯淀粉。支链淀粉含量＞80％，优选＞95％的淀粉是有利的。
苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的聚合反应可以通过将上述单体单独或作为混合物与适合引发聚合反应的自由基引发剂加到稳定剂水溶液中来进行。聚合过程通常在不存在氧气的情况下进行，优选在惰性气体气氛中，例如在氮气下进行。根据本发明的一个实施方案，基于反应混合物的总干固体含量，反应混合物中单体的总量为10-92wt％，优选20-90wt％，更优选35-88wt％。在此，单体的量是指在聚合过程中添加到反应混合物中的单体(a)、(b)和任选的(c)的总量。
苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的玻璃化转变温度可以为-40至20℃，优选-30至15℃，更优选-20至10℃，有时甚至更优选-5至10℃。这些玻璃化转变温度范围使共聚物呈现出所需的阻隔性能，但足够柔软，使基材经折皱或折叠成包装时耐受开裂。
根据本发明的一个实施方案，该阻隔涂料组合物包含分子量≤50,000g/mol，优选13,000至50,000g/mol的聚乙烯醇。优选地，聚乙烯醇可以至少部分地被水解，优选水解度为至少30％，更优选85-98％。作为水溶性聚合物，聚乙烯醇改善了成膜性，从而改善了对水汽和矿物油的阻隔性能。它还降低了粘连趋势。
阻隔涂料组合物还包含至多5.0wt％，优选至多3.0wt％的与-OH或-COOH基团反应的交联剂。根据本发明的一个实施方案，阻隔涂料组合物可包含0.1-5wt％，优选0.1-4wt％，更优选0.5-3wt％的交联剂。交联剂优选选自碳酸锆铵、碳酸锆钾、乙二醛或柠檬酸。例如通过减少可与水反应的端基数量，交联剂使涂层对水的敏感性降低。交联剂也可以改善最终生产的涂料的再制浆性能。
根据本发明的一个实施方案，阻隔涂层还可以包含0.1-15wt％，优选1-10wt％，更优选2-7.5wt％的增塑剂。增塑剂可以选自聚乙二醇、山梨糖醇和甘油。增塑剂可通过降低涂层的开裂倾向来改善涂层的折叠性。
阻隔涂料组合物可包含天然或合成增稠剂。合成增稠剂可以选自合成的pH触发的增稠剂，例如碱溶性/可溶胀性乳液(ASE)增稠剂和疏水改性的碱溶性乳液(HASE)增稠剂。天然增稠剂可以选自羧甲基纤维素、黄原胶、瓜尔胶或阿拉伯胶。增稠剂可改善有色涂料，特别是在高速涂布时的运行性。阻隔涂料组合物可以包含0.1-5wt％，优选0.1-2wt％，更优选0.1-1wt％的增稠剂。
根据本发明的一个实施方案，阻隔涂料组合物包含无机矿物颗粒。矿物颗粒可以选自碳酸钙，例如研磨的碳酸钙和沉淀的碳酸钙，滑石和高岭土。根据一个优选的实施方案，阻隔涂料组合物包含研磨的碳酸钙的无机矿物颗粒。通常，阻隔涂料组合物中的无机矿物颗粒的量为<30wt％，优选<27wt％，更优选<25wt％，有时甚至<20wt％。矿物颗粒的量可以例如在0.1-30wt％，优选0.1-27wt％，优选0.1-25wt％的范围内。当涂覆多孔基材，例如未上浆的原纸或纸板时，添加矿物颗粒是有利的。
根据一个实施方案，阻隔涂料组合物可包含无机片状矿物颗粒。在本文中，片状矿物被理解为这样的无机矿物，其颗粒的形状因子>10。无机片状矿物颗粒的典型例子是高岭土、滑石及其任何混合物。通常，阻隔涂料组合物中的无机片状矿物颗粒的量为0.1-10wt％，优选0.1-5wt％。
根据本发明的另一个优选实施方案，该阻隔涂料组合物不含无机矿物颜料颗粒。
基材表面上的阻隔涂层的最大重量可以≤12g/m2，优选≤10g/m2，有时甚至≤5g/m2。根据一个实施方案，阻隔涂层的重量可以为0.5-12g/m2，优选0.5-10g/m2，有时0.5-10g/m2。优选地，涂层重量应尽可能小，同时提供良好的成膜性和阻隔性。
涂覆有阻隔涂料组合物的基材优选是包含木质纤维素纤维的基材。木质纤维素纤维可以通过任何常规的制浆工艺获得，包括化学、机械、化学机械制浆工艺。木质纤维素纤维也可以是回收纤维。基材具有第一和第二平行的大表面，并且其通常为纤维网的形式。基材的克重可为25-800g/m2，优选30-700g/m2，更优选40-500g/m2。
可以通过使用任何常规的涂布技术，例如棒涂，刮涂，喷涂或幕涂将阻隔涂料组合物涂覆在基材的至少一个大表面上。
根据一个优选的实施方案，特别是当所用的阻隔涂料组合物不含无机矿物颗粒时，所获得的涂覆产品的TAPPI 559KIT测试值为至少8，优选为10，更优选为12。KIT测试值测量涂层对油和油脂的排斥性，该测量根据标准TAPPI方法T-559pm-96进行。
根据一个优选的实施方案，所获得的涂覆产品具有＜100g/m2/d的矿物油阻隔HVTR值。通过使用BASF开发的杯式测试方法获得所用的己烷蒸汽透过率(HVTR)值。在测试中，将己烷放入被阻隔样品覆盖的量杯中，并测量己烷通过已知区域的蒸发。该测试方法是本领域技术人员众所周知的。
根据一个优选的实施方案，所获得的涂覆产品在23℃和50％相对湿度下具有＜100g/m2/d的水汽阻隔WVTR值。可以通过使用ASTM F-1249、ISO 15105-2、ISO 15106-3、DIN53122-2标准方法来测量WVTR值。
该产品可用于制作餐饮服务包装或液体包装。餐饮服务包装的典型示例是用于快餐、即食餐、三明治、烘焙产品(例如饼干、甜甜圈等)的包装。
实验
参考实施例1-3和实施例1-7提供了不添加颜料的阻隔涂层的结果。
参考实施例4和实施例8-12使用回收纸板作为基材。这些实施例提供了有关含有无机矿物颗粒的阻隔涂层的信息。
所用的阻隔粘合剂的玻璃化转变温度均为10℃。在回收的硬纸板上进行测试，该硬纸板基重为295g/m2。
在所有实施例中，使用K机动涂布机(K control coater)下拉涂布机和不同的缠绕刮棒进行涂布。涂层重量如下测定：称量涂布样品和未涂布原纸的重量，并通过重量差获得涂层重量。使用Cyklos CPM 450装置进行折皱测试。在纵向和横向进行折皱和折叠。通过使用溶解在乙醇中的甲基红对起皱的样品进行染色测试。对于折叠，使用Cobb辊来提供均匀的折叠压力。
使用Cobb300测试来测试耐水性。使用Systech渗透分析仪M7002仪器来测量水汽阻隔性能。己烷蒸汽透过率通过杯式测试法测定。将20克己烷放入金属杯中。将阻隔样品放在两个垫片之间的杯子上方，涂覆侧朝下。使用金属框架将样品拧紧到杯子上。记录重量的减少并持续24小时。
粘连测试在40℃的温度和150巴的压力下进行了四个小时。将涂覆有阻隔层的样品置于涂层最顶层。用于粘连测试结果的量度如下：
粘连测试量度：
1＝样品条未粘在一起
2＝当拉开样品条时有噪音
3＝接触区域有<50％的涂层缺陷
4＝接触区域有>50％的涂层缺陷
5＝原纸分层
参考实施例1
所使用的基材是240g/m2的折叠纸板。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加到基材的未涂布侧上。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料(coating colour)是玻璃化转变温度为10℃的100％的苯乙烯丙烯酸酯粘合剂。
对涂布样品进行简单的转换测试。该测试包括使用Cyklos CPM 450折皱和穿孔装置对样品进行折皱，以及使用Cobb辊以恒定压力按压折痕进行折叠。在纵向和横向都进行折皱和折叠。通过使用溶于乙醇的甲基红对折叠样品进行染色测试。使用Systech渗透分析仪M7002仪器测量水汽阻隔性能。使用KIT测试(TAPPI方法T-559pm-96)测试了油脂阻隔性能。使用BASF开发的杯式测试法确定己烷蒸汽透过率。
所得结果列于表1。起皱和染色样品的视觉结果在图1中给出。
表1.所获得的参考实施例1的结果
涂层性质 参考实施例1
涂层重量(g/m<sup>2</sup>) 12.0
HVTR(g/m<sup>2</sup>*d) 556
参考实施例2
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料是100％聚乙烯醇(Poval 6-98)。涂层重量为6.2g/m2。
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图2中给出。
参考实施例3
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表2中。涂层重量为4.79g/m2。
表2.参考实施例3的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 87.3
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 10
增稠剂，黄原胶 0.2
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图3中给出。
涂布实施例1
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表3中。涂层重量为5.8g/m2。
表3.涂布实施例1的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 30
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 67.3
增稠剂，黄原胶 0.2
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图4中给出。所得的涂布基材具有10g/m2*d的矿物油阻隔值HVTR值，KIT值为12。
涂布实施例2
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表4中。涂层重量为5.7g/m2。
表4.涂布实施例2的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 67.3
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 30
增稠剂，黄原胶 0.2
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图5中给出。
涂布实施例3
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表5中。涂层重量为6.0g/m2。
表5.涂布实施例3的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，羧化苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝10℃ 50
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 47.3
增稠剂，黄原胶 0.2
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
所得的涂布基材具有19g/m2*d的矿物油阻隔值HVTR值，KIT值为12。
起皱和染色样品的视觉结果在图6中给出。
涂布实施例4
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表6中。涂层重量为6.1g/m2。
表6.涂布实施例4的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 49.8
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 47.2
增稠剂，CMC 0.5
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图7中给出。所得的涂布基材具有33g/m2*d的矿物油阻隔值HVTR值，KIT值为12。
涂布实施例5
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表7中。
表7.涂布实施例5的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 50
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 47.3
增稠剂，瓜尔胶 0.5
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图8中给出。所得的涂布基材具有22g/m2*d的矿物油阻隔值HVTR值，KIT值为12。
涂布实施例6
所用的基材是45g/m2纸。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为5，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表8中。涂层重量为6.0g/m2。
表8.涂布实施例6的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 50
交联剂，柠檬酸 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 47.3
增稠剂，瓜尔胶 0.2
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
起皱和染色样品的视觉结果在图9中给出。所得的涂布基材具有12g/m2*d的矿物油阻隔值HVTR值，KIT值为12。
涂布实施例7
所用的基材是45g/m2纸。通过使用中试涂布机将第一阻隔涂层施加在未涂布的基材上，并使用光滑棒来施加第二相同的阻隔涂层。涂布速度设定为650m/min。使用的着色涂料的组成示于表9中。
表9.涂布实施例7的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝5℃ 50
交联剂，碳酸锆钾 2.5
聚乙烯醇(Poval 6-98) 47.4
增稠剂，黄原胶 0.1
以与参考实施例1相同的方式对样品进行简单的转换测试。
所得结果如表10所示。起皱和染色样品的视觉结果在图10中给出。
表10.涂布实施例7所得结果
Figure BDA0002312414000000131
为了开发用于基于纤维的包装的阻隔涂层，仅将涂层的性质视为平坦表面是不够的。阻隔涂布产品将经历转换过程，因此至关重要的是，该产品在折皱和折叠过程中可保持完好无损。上面的示例表明，如果阻隔涂层在折叠时开裂并失去了其作为平坦样品时的阻隔性能，则仅具有良好阻隔性能或可转换性的参考样品不能在商业上使用。实施例1-7表明，可以使用不同的涂料配方来提供良好的转换性能。所有添加剂的优化尚未完成，但已观察到它们的积极作用。产品基材可以是单层或多层涂布的。这些涂料配方的主要目的是获得改善的油脂和矿物油阻隔性能。
参考实施例4
在参考实施例4中，通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。使用的着色涂料的组成示于表11中。
表11.参考实施例4的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物,Tg＝10℃ 50
聚乙烯醇(PVA 6-98) 47.2
交联剂，碳酸锆钾 2.5
增稠剂，黄原胶 0.3
第一参考基础基材A为未施胶的345g/m2的回收纸板，其Cobb60值为444g/m2。当以6.8g/m2的涂料重量将不含矿物颜料的参考着色涂料施加到基础基材上时，HVTR值为269g/m2*d。对于具有相同着色涂料和基础基材的两个涂层，当总涂层重量为7.3g/m2时，HVTR被提高到32g/m2*d。
第二参考基础基材B是内部施胶的纸板，其基重为325g/m2，Cobb60值为105g/m2。当以6.4g/m2的涂料重量将不含矿物颜料的参考着色涂料施加到基础基材上时，HVTR值为228g/m2*d。当涂层重量增加至7.5g/m2时，获得的HVTR值为80g/m2*d。
结果在表12中给出。
表12.参考实施例4的结果
Figure BDA0002312414000000141
可以看出，当底涂层是多孔的，单个涂层不一定能提供所需的阻隔性能。然而，实际上，并非总是可以施加两个涂层或增加涂层重量。因此，希望通过使用单个涂层和相对低的涂层重量来获得良好的阻隔涂层。
涂布实施例8
将无机矿物颗粒添加到着色涂料组合物中。矿物颗粒为片状滑石颗粒，添加量为10％。着色涂料的组成示于表13。
表13.涂布实施例8的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝10℃ 45
聚乙烯醇(PVA 6-98) 42.2
交联剂，碳酸锆钾 2.5
增稠剂，黄原胶 0.3
滑石，Finntalc C15HB 10
所使用的基材是如参考实施例4中未施胶的345g/m2的回收纸板和内部施胶的325g/m2的回收纸板。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。结果示于表14。
表14.涂布实施例8获得的结果
Figure BDA0002312414000000151
涂布实施例9
将无机矿物颗粒添加到着色涂料组合物中。矿物颗粒是粗磨的碳酸钙，添加量为20％。着色涂料的组成示于表15。
表15.涂布实施例9的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝10℃ 38.6
聚乙烯醇(PVA 6-98) 38.6
交联剂，碳酸锆钾 2.5
增稠剂，黄原胶 0.3
研磨碳酸钙(Hydrocarb 60) 20
所使用的基材是如参考实施例4中内部施胶的325g/m2的回收纸板。通过使用RK K机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。结果示于表16。
表16.涂布实施例9获得的结果
Figure BDA0002312414000000152
涂布实施例10
将无机矿物颗粒添加到着色涂料组合物中。矿物颗粒为细磨的碳酸钙，添加量为20％。着色涂料的组成示于表17。
表17.涂布实施例10的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝10℃ 38.8
聚乙烯醇(PVA 4-98) 38.7
交联剂，碳酸锆钾 2.5
研磨碳酸钙(Hydrocarb 75) 20
所使用的基材是如参考实施例4中的内部施胶的325g/m2的回收纸板。通过使用RKK机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。结果示于表18。
表18.涂布实施例10获得的结果
Figure BDA0002312414000000161
涂布实施例11
将无机矿物颗粒添加到着色涂料组合物中。矿物颗粒为细磨的碳酸钙，添加量为25％。着色涂料的组成示于表19。
表19.涂布实施例11的着色涂料的组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物,Tg＝10℃ 36.3
聚乙烯醇(PVA 4-98) 36.2
交联剂,碳酸锆钾 2.5
研磨碳酸钙(Hydrocarb 75) 25
所使用的基材是如参考实施例4中的内部施胶的325g/m2的回收纸板。通过使用RKK机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。涂层重量为8.8g/m2，得到的HVTR值为96g/m2*d。
涂布实施例12
将无机矿物颗粒添加到着色涂料组合物中。矿物颗粒是粗磨的碳酸钙，添加量为25％。着色涂料的组成示于表20。
表20.涂布实施例12的着色涂料组成
量(％)
粘合剂，苯乙烯丙烯酸酯共聚物，Tg＝10℃ 37.6
聚乙烯醇(PVA 4-98) 37.4
交联剂，碳酸锆铵 2.5
研磨碳酸钙(Hydrocarb 60) 22.5
所使用的基材是如参考实施例4中的内部施胶的325g/m2的回收纸板。通过使用RKK机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。涂层重量为9.5g/m2，得到的HVTR值为93g/m2*d。
涂布实施例13
将无机矿物颗粒添加到着色涂料组合物中。矿物颗粒是两种粗磨碳酸钙的混合物，添加量为20％。着色涂料的组成示于表21。
表21.涂布实施例13的着色涂料的组成
Figure BDA0002312414000000181
所使用的基材是如参考实施例4中的内部施胶的325g/m2的回收纸板。通过使用RKK机动涂布机棒涂布装置和线径为24μm的涂布棒(3)，将阻隔涂层施加在未涂布的基材上。涂布速度设定为8，并且使用IR干燥器干燥60秒。结果示于表22。
表22.涂布实施例13获得的结果
涂层重量(g/m<sup>2</sup>) HVTR(g/m<sup>2</sup>*d)
6.8 49
9.1 26
即使参考目前似乎是最实用和优选的实施方案描述了本发明，但应理解，本发明不应限于上述实施方案，而是本发明也旨在涵盖落入所附权利要求范围内的不同修改和等同的技术方案。

Claims (18)

1.阻隔涂料组合物，其包含：
-30-70wt％的苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物，其在稳定剂的存在下聚合并且其玻璃化转变温度Tg≤20℃，优选≤10℃；
-30-70wt％的聚乙烯醇，和
-至多5.0wt％的与-OH或-COOH基团反应的交联剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物与聚乙烯醇的比例为1:2至2:1。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的玻璃化转变温度为-40至20℃，优选-30至15℃，更优选-20至10℃。
4.根据权利要求1、2或3所述的组合物，其特征在于，所述苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物在稳定剂的存在下聚合，所述稳定剂选自淀粉或聚乙烯醇，优选淀粉。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的重均分子量为<100 000g/mol，优选<75 000g/mol。
6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含0.1-5wt％，优选0.1-4wt％，更优选0.5-3wt％的交联剂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述交联剂选自碳酸锆铵、碳酸锆钾、乙二醛或柠檬酸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为≤50 000g/mol，优选13 000至50 000g/mol。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其特征在于，所述聚乙烯醇是至少部分水解的，优选水解度为85-98％。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含0.1-15wt％，优选1-10wt％，更优选2-7.5wt％的增塑剂。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含0.1-5wt％，优选0.1-2wt％，更优选0.1-1wt％的天然增稠剂，例如黄原胶、瓜尔胶或阿拉伯胶，或合成增稠剂，例如碱溶性/可溶胀性乳液(ASE)增稠剂或疏水改性的碱溶性乳液(HASE)增稠剂。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物不含无机矿物颜料颗粒。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含无机矿物颗粒。
14.一种片状产品，其包括：
-基材，其包含木质纤维素纤维并具有第一和第二平行大表面；和
-阻隔涂层，其由施加在所述基材的至少一个表面上的根据权利要求1-13中任一项所述的阻隔涂料组合物形成。
15.根据权利要求14所述的产品，其特征在于，所述基材的克重为25-800g/m2，优选30-700g/m2，更优选40-500g/m2。
16.根据权利要求14或15所述的产品，其特征在于，所述阻隔涂层的最大重量为12g/m2，优选10g/m2。
17.根据权利要求14、15或16所述的产品，其特征在于，所述产品具有至少8的KIT测试值，矿物油阻隔HVTR值＜100g/m2/d，和/或水汽阻隔WVTR值＜100g/m2/d。
18.根据权利要求14-17中任一项所述的片状产品在制备食品包装中的用途。
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