JP2021501247A - 水性ヒートシールコーティング組成物を調製するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年10月31日に出願された米国仮特許出願第62/579,354号の利益を主張する。
ヒートシールコーティングは、食品、製薬、医療、および工業用包装用途で使用されている。ヒートシールコーティング製品の例には、高分子量エチレンインターポリマーに基づく水ベースの分散液であり得るエチレン酢酸ビニル(「EVA」)ヒートシールコーティングが含まれる。そのような水ベースの製品の市販の例には、The Dow Chemical Companyから入手可能なADCOTE(商標)37シリーズの名称で販売されているものが含まれる。
実施例で使用される関連する原材料は、ELVAX(商標)4260(DuPontからのエチレン酢酸ビニル)、DYMEREX(商標)ロジン(Eastmanから)、カルナバワックス(Gehring−Montgomeryから)、およびパラフィンワックス(Paraffin Wax 128/130および paraffin wax140/145(重量で1対1)、Ross Waxesから)、ならびにオレイン酸および水酸化カリウムを含む。実施例の水性ヒートシールコーティング組成物は、一般に、45対1の長さ対直径の比を有する40mm二軸スクリュー押出機である第1の混合装置内で、少なくともELVAX(商標)4260、DYMEREX(商標)ロジン、カルナバワックス、およびパラフィンワックスを予備配合して調製される。選択された原材料は、第1の混合装置内で溶融およびブレンドされて、溶融ブレンド混合物を生成する。予備配合プロセスから得られる溶融ブレンドは、均質な材料の溶融ストリームであり、水中ペレット化システムに結合されるダイを通して押出機を出る。溶融ブレンドはダイプレートを通して押し出され、ペレット化システムのブレードハブに取り付けられたブレードによってペレットに切断される。切断されたペレットは、冷水流によって固体状態に冷却される。続いて、固体ペレットは、ペレットの表面から余分な水を除去するスピンドライヤーシステムに移送される。その後、ペレットは分級機システムに移送され、最終的な包装容器に真空移送される。
実施例で使用される主要な基板は、92gのPETフィルムおよび事前に積層されたPET−アルミニウムフィルム、箔側である。一次基板は、92gのPETフィルム、キャストPP(3mil)フィルム、PVCシート、PETGシート、Barexシート(黄色)、板紙(粘土でコーティングされた片面)、および事前にラミネートされたPET−アルミ箔側の二次基板にシールされる。水性ヒートシールコーティング組成物試料は、3lb/連の乾燥コーティング重量を目標として、Mayerロッドドローダウンバーでコーティングすることにより、性能試験用に調製される。コーティングされた湿潤フィルムを、90℃のオーブンで2分間乾燥させ、水を蒸発させる。実施例の実際のコーティング重量は以下の通りである:例示的な実施例1、2.7lb/rmのコーティングされたPETおよび3lb/rmのコーティングされた箔;比較例1、2.8lb/rmのコーティングされたPET、2.9lb/rmのコーティングされた箔。ヒートシーリングは、40psi、1.0秒、異なる温度(200〜350°F)の結合強度試験の上側加熱温度、および40psi、0.5秒、77〜200°Fの活性化温度のヒートシーラーで行われる。
実施形態1.水性ヒートシールコーティング組成物を調製するための方法であって、
(A)第1の混合装置内で、エチレン酢酸ビニルコポリマー、粘着付与剤、およびワックスを溶融ブレンドして、溶融ブレンドを形成することと、
(B)第2の混合装置の乳化ゾーン内で、溶融ブレンドを、中和剤、水、および界面活性剤を含む初期水性ストリームと接触させて、分散液を形成することと、
(C)第2の混合装置の希釈ゾーン内で、分散液を水で希釈して、水性ヒートシールコーティング組成物を形成することとを含む方法。
実施形態2.連続プロセスである、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態3.第1の混合装置および/または第2の混合装置が、押出機である、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態4.第1の混合装置および/または第2の混合装置が、二軸スクリュー押出機である、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態5.第1の混合装置が、内部バッチミキサーである、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態6.第2の混合装置が、ロータステータミキサーである、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態7.ワックスが、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、高密度低分子量ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、熱分解ワックス、副生ポリエチレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、酸化フィッシャートロプシュワックス、官能化ワックス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態8.第1の混合装置が、120〜180℃の範囲内の温度で操作される、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態9.第2の混合装置の乳化ゾーンが、80〜150℃の範囲内の温度で操作される、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態10.中和剤が、水酸化カリウムである、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態11.界面活性剤が、オレイン酸である、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態12.粘着付与剤が、二量化ガムロジンである、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態13.水性ヒートシールコーティング組成物が、水性ヒートシールコーティング組成物の全酸含有量を基準として、25〜100モルパーセントの範囲内の酸基の中和度を有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態14.水性ヒートシールコーティング組成物が、40〜80重量パーセントの水を含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態15.エチレン酢酸ビニルが、水性ヒートシールコーティング組成物中の固形分の総重量を基準として、50〜85重量パーセントの範囲内の量で存在し、粘着付与剤が6〜20重量パーセントの範囲内の量で存在する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態16.水性ヒートシールコーティング組成物を調製するための方法であって、
(A)混合装置の混合および搬送ゾーン内で、エチレン酢酸ビニルコポリマー、粘着付与剤、およびワックスを溶融ブレンドして、溶融ブレンドを形成することと、
(B)混合装置の乳化ゾーン内で、溶融ブレンドを、中和剤、水、および界面活性剤を含む初期水性ストリームと接触させて、分散液を形成することと、
(C)混合装置の希釈ゾーン内で、分散液を水で希釈して、水性ヒートシールコーティング組成物を形成することと
を含み、押出機混合装置の長さ対直径の比は、12対1以上である方法。
実施形態17.押出機混合装置の長さ対直径の比が、12対1〜60対1である、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の水性ヒートシールコーティング組成物を調製するための方法。
実施形態18.先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法により生成された水性ヒートシールコーティング組成物。
Claims (15)
- 水性ヒートシールコーティング組成物を調製するための方法であって、
(A)第1の混合装置内で、エチレン酢酸ビニルコポリマー、粘着付与剤、およびワックスを溶融ブレンドして、溶融ブレンドを形成することと、
(B)第2の混合装置の乳化ゾーン内で、前記溶融ブレンドを、中和剤、水、および界面活性剤を含む初期水性ストリームと接触させて、分散液を形成することと、
(C)前記第2の混合装置の希釈ゾーン内で、前記分散液を水で希釈して、前記水性ヒートシールコーティング組成物を形成することとを含む方法。 - 前記第1の混合装置および/または前記第2の混合装置が、押出機である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の混合装置が、内部バッチミキサーである、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の混合装置が、ロータステータミキサーである、請求項1に記載の方法。
- 前記ワックスが、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、高密度低分子量ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、熱分解ワックス、副生ポリエチレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、酸化フィッシャートロプシュワックス、官能化ワックス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の混合装置が、120〜180℃の範囲内の温度で操作される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の混合装置の前記乳化ゾーンが、80〜150℃の範囲内の温度で操作される、請求項1に記載の方法。
- 前記中和剤が、水酸化カリウムである、請求項1に記載の方法。
- 前記界面活性剤が、オレイン酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記粘着付与剤が、二量化ガムロジンである、請求項1に記載の方法。
- 前記水性ヒートシールコーティング組成物が、前記水性ヒートシールコーティング組成物の全酸含有量を基準として、25〜100モルパーセントの範囲内の酸基の中和度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記エチレン酢酸ビニルが、前記水性ヒートシールコーティング組成物中の固形分の総重量を基準として、50〜85重量パーセントの範囲内の量で存在し、前記粘着付与剤が、6〜20重量パーセントの範囲内の量で存在する、請求項1に記載の方法。
- 水性ヒートシールコーティング組成物を調製するための方法であって、
(A)混合装置の混合および搬送ゾーン内で、エチレン酢酸ビニルコポリマー、粘着付与剤、およびワックスを溶融ブレンドして、溶融ブレンドを形成することと、
(B)前記混合装置の乳化ゾーン内で、前記溶融ブレンドを、中和剤、水、および界面活性剤を含む初期水性ストリームと接触させて、分散液を形成することと、
(C)前記混合装置の希釈ゾーン内で、前記分散液を水で希釈して、前記水性ヒートシールコーティング組成物を形成することと
を含み、前記押出機混合装置の長さ対直径の比は、12対1以上である方法。 - 前記押出機混合装置の長さ対直径の比が、12対1〜60対1である、請求項13に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法により生成された前記水性ヒートシールコーティング組成物。
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