CN110869137A - 在金属或金属合金箔上涂覆多色涂层的方法 - Google Patents

Abstract

一种在金属或金属合金箔上涂覆有色涂层的方法，其中将一层或多层包含颜料的涂料组合物涂覆到金属或金属合金箔上，将涂覆的箔加热到至多100℃的峰值金属温度，然后将涂覆的箔加热到至少190℃的峰值金属温度。

Description

在金属或金属合金箔上涂覆多色涂层的方法

本发明涉及将各种有色清漆涂覆在金属或金属合金箔上的方法。

金属或金属合金箔广泛用于各种应用，例如用于人类食品或动物食品(宠物食品)的包装，药品的包装，化妆品的包装和/或用于饮料容器或分装包装，包括单份包装包。用于此类包装(例如包装纸，衬板，盖箔，泡罩包装，整体式包装，例如管或瓶，容器或分装包装)的基材经常被涂覆，其中基材例如钢，铝或铝合金的平面，卷材或片将涂上合适的组合物并固化。然后可以将涂覆的基材形成饮料容器或分装包装，或者直接用作薄膜。

在WO2012/167889中，公开了一种用于制备铝箔或铝合金箔的方法，该铝箔或铝合金箔在箔的一面上具有烤漆。尽管未提及，但是这些漆可以被着色以获得着色的涂层。但是，这样的烤漆不适用于多色涂覆工艺，因为在涂覆下一个漆层之前需要将漆层完全固化(烘烤)。这使得这是一个漫长且耗能的过程。

在WO2007/137974中公开了特别适合用作咖啡胶囊的分装。这些咖啡胶囊需要是不透流体的并且能够承受高压。优选地，这种用于咖啡的分装由铝或铝合金制成。

当前需要多色的分装包装或饮料容器。这种多色产品不能用本领域已知的方法生产。

因此，开发了一种新的方法来制备这种多色包装，例如包装纸，衬板，盖箔，泡罩包装，整体式包装(例如管或瓶)，容器或分装包装或类似类型的包装设计。该方法不限于此类对象。本发明的方法是在金属或金属合金箔上涂覆有色涂层的方法，其中该方法包括以下步骤：

步骤1.将一层或多层包含颜料的涂料组合物涂覆到金属或金属合金箔上，

步骤2.将如此涂覆的金属或金属合金箔加热到至多100℃的峰值金属温度(PMT)，此后

步骤3.将涂覆的金属或金属合金箔加热到至少190℃的峰值金属温度。

在根据本发明的方法中使用的金属或金属合金箔可以是金属或金属合金的薄层或金属或金属合金的薄层与另一材料的薄层的复合结构。例如，它可以是金属或金属合金的薄层和聚合物材料的薄层的复合结构，其中聚合物的薄层被层压到金属或金属合金的薄层上。如果在根据本发明的方法中使用复合结构，则将包含颜料的涂料组合物涂覆到复合结构中的金属或金属合金的薄层上。

在根据本发明的方法中使用的箔中的金属或金属合金可以是铝，钢，薄镀钢和不锈钢或它们的任何合金。它还包括含有金属箔的复合材料。

在根据本发明的方法中，在涂覆包含颜料的涂料组合物之前，可以例如将底漆涂覆至箔，以改善与箔的粘合性。这样的底漆可以具有与包含颜料的涂料的组成相同或不同的组成。在一个实施方案中，底漆不包含颜料。当这种底漆包含与着色组合物中的粘结剂树脂相同的粘结剂树脂时，是特别有利的，特别是改善不同层之间的相容性和粘合性。

步骤2中的峰值金属温度应足够高，以获得不粘的涂覆基材，同时应足够低，以使步骤1能够在允许涂覆至少一个全部或部分着色涂层的环境中进行。然而，涂覆多于一个全部或部分着色涂层可能是更有利的。有利地在印刷设备中执行一个或多个全部或部分着色涂层的涂覆，从而允许在连续的步骤中涂覆多个着色涂层。使用用于这种过程的印刷设备允许在基材上涂覆非常详细的彩色图像。当在步骤2中使用印刷机时，有时将有色涂料组合物称为有色漆或印刷油墨。

在本发明方法的一个实施方案中，步骤2中的峰值温度为至多90℃。

在本发明方法的另一个实施方案中，步骤2中的峰值金属温度在80-100℃的范围内。

在本发明方法的一个实施方案中，在步骤2之后，将金属或金属合金箔冷却并卷制。

为了使步骤2中获得的涂覆基材卷起并在下一加工步骤中展开而不对涂层造成任何损害，这种基材应具有低粘性或不粘。对于这种卷起，不需要使涂层完全固化和硬化，但是已经发现，涂覆的基材具有低粘性或无粘性就足够了，使得卷中随后各层之间的任何粘合如此之低，以至于不会由于卷起或展开涂覆箔而对涂层造成损坏。

特别是在其中在印刷设备中执行步骤2并且在步骤3中或之后对涂覆的基材进行进一步加工包括对涂覆的基材进行机械加工的实施方案中，例如当以较小的涂覆箔片进行分割时和/或例如在深拉工艺中形成涂覆箔时，对基材进行卷制可能是有利的。

为了能够进一步加工在步骤2中获得的基材，应该完全固化基材上的涂层。这是在步骤3中通过将基材加热到至少190℃的峰值金属温度来完成的。在该加热步骤之前，可以将一个或多个其他涂层涂覆到步骤2中获得的基材上。例如，可以将透明涂层或罩印清漆涂覆到该基材上。这种透明涂层可以具有与步骤2中涂覆的涂料组合物相同或不同的组成。当这种透明涂层包含与着色组合物中的粘结剂树脂相同的粘结剂树脂时，这是特别有利的，特别是改善不同层之间的相容性和粘合性。为了改善基材的进一步加工，在透明涂料组合物中包括表面活性组分例如蜡化合物可能是有利的。

在本发明方法的一个实施方案中，步骤3中的峰值金属温度为至少200℃。通常，较高的峰值金属温度将允许较快地完全固化涂覆至基材的各种涂层。

在本发明方法的另一个实施方案中，步骤3中的峰值金属温度为至少210℃。

在本发明方法的另一个实施方案中，步骤3中的峰值金属温度为190℃至230℃。

在本发明方法的一个实施方案中，涂料组合物包含聚酯粘合剂树脂，颜料和溶剂。除了这些组分之外，涂料组合物中还可以存在其他组分，例如一种或多种交联剂，一种或多种催化剂，其他粘结剂树脂，其他颜料，其他(共)溶剂和涂料中常用的其他添加剂。通常，该涂料组合物的成分不是关键的，只要满足两个主要标准，即：

1)该组合物在至多100℃的峰值金属温度下可以不发粘，和

2)该组合物可以在至少190℃的峰值金属温度下完全固化。

为满足标准1)，应正确选择溶剂。已经发现，当溶剂是甲基乙基酮或包含甲基乙基酮的溶剂混合物时，发现特别好的结果。

为了满足标准2)，应适当选择粘结剂树脂。已经发现，当粘结剂树脂包括聚酯树脂时，发现特别好的结果。

对于要在食品工业中用于各种应用的涂覆基材，当存在于涂覆在基材上的各种涂层中的所有成分对于直接接触食品或间接接触食品都是安全的时，是有利的。这意味着此类组分需要符合EU No 10/2011或US 21CFR 174–21CFR 190的要求或描述于其中，或符合FDA 175.105的要求。尤其是，涂料组合物应符合21CFR 175.300或21CFR 178.3297的FDA规定。

如果将涂覆的基材用于其他包装应用，例如用于药品或化妆品的包装，则存在于各个涂层中的成分应符合这些特定包装应用的要求。

在本发明方法的一个实施方案中，用于金属箔的金属或金属合金选自铝或铝合金，钢或钢合金，薄镀钢或薄镀钢合金和不锈钢。

发现在步骤3之后获得的涂覆的基材具有高的柔韧性并且可以经受各种类型的机械加工。已经发现，这种基材特别适用于涂覆基材的切割，压印，模制或深拉，因为基材上的涂层显示出高的柔韧性和良好的粘附性。在步骤3之后经过机械加工的涂覆基材在整个拉伸基材上显示出相同的着色。

但是，也可以使用本发明方法将一个或多个涂层施加到成形的包装容器，例如圆柱形的包装容器上，即所谓的直接成形应用。

在本发明方法的一个实施方案中，金属或金属合金箔形成为金属或金属合金分装包装。这样的金属或金属合金分装包装可以用作金属或金属合金胶囊。这种金属或金属合金胶囊有利地与金属或金属合金盖箔结合使用以形成一次性冲泡容器。为了用作一次性冲泡容器，金属或金属合金有利地是铝或铝合金。在这种一次性的冲泡容器中，胶囊和盖箔通过热封漆连接。

定义

“峰值金属温度”是指金属的温度，在本专利申请中指金属或金属合金箔的温度。通常，峰值金属温度低于用于加热金属的烘箱的温度，并且取决于，例如，在烘箱中的停留时间。

关于基材的“不粘”是指基材处于足够坚固的状态，以抵抗由于接触或处理或污物沉降而造成的损坏。为了测试不粘的时间，可以通过将聚乙烯薄膜短时间压在基材表面上并在除去薄膜时检查是否有粘附材料来确定时间。在这种测试中，可以使用较小的重量来提供可重现的接触压力。

实施例

在以100m/min的速度运行的Rotomec印刷机中，将多个ACTEcoat DF-331层涂覆于8011铝箔类型。以2g/m²涂覆ACTEcoat材料。将该箔加热至100℃的峰值金属温度持续5秒钟。并在60℃下卷制。将卷材展开，涂上罩印清漆，并在烘箱中加热至216℃的峰值金属温度。之后，通过在标准的深拉压力机中对铝箔进行深拉来生产分装包装。

Claims (10)

1.在金属或金属合金箔上涂覆有色涂层的方法，其中所述方法包括以下步骤：

步骤1.将一层或多层包含颜料的涂料组合物涂覆到金属或金属合金箔上，

步骤2.将如此涂覆的金属或金属合金箔加热到至多100℃的峰值金属温度(PMT)，此后

步骤3.将涂覆的金属或金属合金箔加热到至少190℃的峰值金属温度。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤2中的峰值金属温度为至多90℃。

3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤3中的峰值金属温度为至少200℃。

4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤2之后，将金属或金属合金箔冷却并卷制。

5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述涂料组合物包含聚酯树脂，颜料和溶剂。

6.根据权利要求5的方法，其中所述溶剂是甲基乙基酮或包含甲基乙基酮的溶剂混合物。

7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述金属选自铝，钢，薄镀钢和不锈钢。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤3之后，将所述金属或金属合金箔形成为金属或金属合金分装包装。

9.通过深拉金属或金属合金箔获得的物体，其中所述金属或金属合金箔通过权利要求1至6中任一项的方法获得。

10.包括金属或金属合金盖箔和金属或金属合金胶囊的一次性饮料冲泡容器，其中所述金属或金属合金胶囊是有色的，并且其中所述金属或金属合金胶囊通过根据权利要求1至7中任一项的方法获得。