TWM599788U

TWM599788U - 層疊結構及其製成之容器

Info

Publication number: TWM599788U
Application number: TW109204349U
Authority: TW
Inventors: 施泓亦; 陳俊良; 楊兆麟; 邵致穎
Original assignee: 楊兆麟
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2020-08-11

Abstract

本創作提供層疊結構及其製成之容器。所述層疊結構包含：基底層及設置於基底層上並包含複數個塗料顆粒的塗層；其中，塗料顆粒包含由核心及外殼組成的核殼結構。

Description

層疊結構及其製成之容器

本創作關於一種層疊結構及其製成之容器，具體而言係關於一種食品接觸級層疊結構及其製成之容器。

食品容器的表面通常會塗佈一層淋膜以避免在承裝食物或飲料時的液體滲出食品容器，目前常用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及氯化聚乙烯(CPE)等作為食品容器的淋膜，但也由於這些塗佈在基材上的塑膠成分導致基材無法回收及無法生物分解的問題。且為使經塗佈淋膜的基材能夠黏接成形，目前開發之具有吸塑特性的紙材是先將經塗佈淋膜的紙材再進一步塗上具有吸塑特性的塗層所得，以便於在成形步驟時能夠利用溫度變化將紙材黏接成形，如此一來增加了必須先製造複合材料的時間及成本。

此外，目前常見的傳統平張式網板印刷的塗層厚度無法控制也無法即時乾燥，使得印刷過程費時費力。因此，仍有需要開發一種能夠均勻塗佈且快速確實烘乾以避免經塗佈的基材。

本創作提供一種層疊結構及其製成之容器以提供同時具有防水及吸塑特性的食品容器基材。

據本創作之目的，提出一種層疊結構，所述層疊結構包含：基底層及設置於基底層上並包含複數個塗料顆粒的塗層；其中，塗料顆粒包含由核心及外殼組成的核殼結構。

較佳地，核心與該外殼的重量比為6：4至8：2。

較佳地，塗料顆粒的黏度為2000cps至3000cps。

較佳地，塗料顆粒的粒徑為0.1μm~1μm。

較佳地，塗層的厚度為0.01cm至0.03cm。

較佳地，塗料顆粒包含交聯劑、丙烯酸酯類單體以及雙丙酮丙烯醯胺單體。

較佳地，塗層藉由一滾筒型網版淋膜塗佈於基底層上。

較佳地，捲筒型網版的篩目為100目至300目。

據本創作之另一目的，提供一種由前述之層疊結構製成的容器。

較佳地，容器為杯、碗、盤、碟、包裝袋或餐盒。

本創作之層疊結構及其製成之容器具有下述優點：本創作的層疊結構可以依照需求調整網目及所需的塗層厚度，且捲筒型網版的下方能夠將多餘的塗料回收，以避免塗料的浪費及汙染。且本創作之塗層、烘乾及捲收為連續性作業，能夠有效掌控塗層厚度及烘乾效率，在烘乾之後也直接捲收成圓筒狀，以利後續存放、運送及裁切作業，相較於傳統平張式網版印刷能夠節省大量的時間與人力成本。值得注意的是，本創作的水性樹脂塗料與紙融合性佳，能夠促進紙結構的加強，進而強化經塗佈之紙材的剛性與強度。

本創作的層疊結構同時具有防水及吸塑的特性，吸塑的特徵使本創作的防水塗料可以藉由溫度冷熱的改變達到黏合及方便成型的目的。由於本創作之製造方法製造的層疊結構製成食品容器時不須額外塗佈黏著材料，僅須進行單次塗佈製程即可以同時具有防水與吸塑的功效，整體上有效節省製造食品容器的時間及原料成本。

本創作的層疊結構之塗層僅使用水作為溶劑，因而所製成的防水塗料不具有揮發性也不易燃，儲存方式簡單。此外，在沒有揮發性的情況下，使用本創作的防水塗料塗佈的塗層成分穩定不易變黃，最重要的是本創作的防水塗料不含對人體及環境有害的物質，因此可以作為一種水性環保的塗料。

S1~S3:步驟

10:基底層

20:塗層

30:塗料顆粒

31:外殼

32:核心

33:交聯劑

34:丙烯醯胺類單體

35、35a、35b:丙烯酸酯類單體

40:網板

41:刮刀

42:篩孔

50:烘箱

51:第一烘箱

52:第二烘箱

53:第三烘箱

54:第四烘箱

55:第五烘箱

56:抽風口

C1~C5:冷風

D1~D5:長度

H1~H5:熱風

以下搭配圖式，對於本創作進行進一步說明：第1圖為本創作之層疊結構的示意圖。

第2圖為本創作之塗料顆粒的示意圖。

第3圖為本創作之層疊結構的製造方法之流程圖。

第4圖為本創作之捲筒型網板的示意圖。

第5圖為本創作之烘乾過程的示意圖。

使所屬技術領域具有通常知識者理解本創作之層疊結構及其製成的容器的技術特徵、具體實施方式及效益，下文中將搭配實施例更詳細地進行說明。

本文中的用語「吸塑」特指的是塗料在加熱至40℃~90℃時遇熱熔化而從固態轉變成液態的現象，因而可以利用溫度變化使塗料在固態及液態之間轉換而達成「遇熱自黏」的效果，也就是類似於熱熔的效果。本文中的溫度用語「度」特指的攝氏溫度。

參照第1圖，分別為本創作之層疊結構的示意圖及本創作之塗料顆粒的示意圖。本創作提供之層疊結構包含：基底層10及塗層20，且塗層20設置於基底層10上並包含複數個塗料顆粒30；其中，塗料顆粒30包含由核心32及外殼31組成的核殼結構。

參照第3圖為本創作之層疊結構的製造方法之流程圖，本創作之層疊結構的製造方法，其包含：

步驟S1：提供防水塗料，所述防水塗料包含溶劑及分散在溶劑中的複數個塗料顆粒30。在本創作的一實施例中，複數個塗料顆粒30包含交聯劑33、丙烯酸酯類單體35以及雙丙酮丙烯醯胺單體34。且交聯劑33可為濕氣反應型交聯劑，用於與丙烯酸酯類單體35及雙丙酮丙烯醯胺單體34等反應架橋完成本創作的塗料顆粒30。且塗料顆粒30的粒徑為0.1μm~1μm，較佳為0.2μm~0.8μm，更佳為0.4μm~0.6μm。

在一實施例中，溶劑可以為水。交聯劑33可以為己二酸二醯肼(ADH，C₆H₁₄N₄O₂，CAS.NO.213-999-5)。其中，交聯劑33的含量可以為1~20重量份，較佳為5~20重量份，更佳為5~15重量份。丙烯酸酯類單體35的含量可以是55~170重量份，較佳為60~150重量份，更佳為60~100重量份。雙丙酮丙烯醯胺單體34的含量可以為1~20重量份，較佳為5~20重量份，更佳為10~20重量份。

進一步而言，丙烯酸酯類單體35可以選自(甲基)丙烯酸異癸酯(IDMA，C₁₄H₂₆O₂，CAS.NO.29964-84-9)、(甲基)丙烯酸甲酯(MMA，C₅H₈O₂，CAS.NO.80-62-6)、丙烯酸丁酯(BA，C₇H₁₂O₂，CAS.NO.141-32-2)、丙烯酸異辛酯(2-EHA，C₁₁H₂₀O₂，CAS.NO.29590-42-9)及其任意組合。

詳言之，(甲基)丙烯酸異癸酯的含量可以是15~30重量份，較佳為18~30重量份，更佳為20~30重量份。(甲基)丙烯酸甲酯的含量可以是10~50重量份，較佳為10~30重量份，更佳為10~20重量份。丙烯酸丁酯的含量可以是20~80重量份，較佳為20~50重量份，更佳為20~30重量份。丙烯酸異辛酯的含量可以是2~20重量份，較佳為5~20重量份，更佳為10~20重量份。

雙丙酮丙烯醯胺單體34為一種反應型的多功能單體，其分子內具有雙鍵，可以進行自由基的均聚，並藉由雙丙酮丙烯醯胺單體34分子上的酮羰基與己二酸二醯肼形成為網狀交聯並架橋，進而能夠提升防水特性。雙丙酮丙烯醯胺單體34的含量可以是1~20重量份，較佳為10~20重量份。甲基丙烯酸的含量可以是4~10重量份，較佳為5~10重量份。

參照第2圖，在一實施例中，塗料顆粒30可以具有乳化交聯反應而得的核殼結構，且核殼結構包含核心32與外殼31。核心32與外殼31的重量比可以是6：4至8：2，較佳為5：5至3：7。在一實施例中，塗料顆粒30可分為核心32與外殼31之兩部分。核心32以丙烯酸酯類單體35b為主要成份，並可以進一步包含雙丙酮丙烯醯胺單體34；且外殼31以丙烯酸酯類單體35a為主要成份，並可以進一步包含丙烯酸類單體或含羥基的丙烯酸酯類的單體、及己二酸二醯肼。本文中的「主要成分」意為其總重量佔所述部分之共聚合物的所有單體之總重量的50%以上，舉例而言，核心部分中的丙烯酸酯類單體35佔核心部分之共聚合物的所有單體之總重量的50%以上。

在一實施例中，核心32的丙烯酸酯類單體35b可以包含(甲基)丙烯酸C₁~C₁₀烷基酯、(C₁-C₄烷基)丙烯酸單體以及雙丙酮丙烯醯胺單體34；外殼31的丙烯酸酯類單體35a可以包含(甲基)丙烯酸C₁-C₈烷基酯、(C₁-C₄烷基)丙烯酸類單體及含羥基的(甲基)丙烯酸C₁-C₈烷基酯類單體。

在一實施例中，當以核心32中所有單體的總重量為基準時，包含在核心32中之(甲基)丙烯酸異癸酯的含量為15~50重量份，較佳為18~50重量份，更佳為20~50重量份；(甲基)丙烯酸甲酯的含量為5~50重量份，較佳為8~40重量份，更佳為10~40重量份；丙烯酸丁酯的含量為30~100重量份，較佳為30~50重量份，更佳為30~40重量份；丙烯酸異辛酯的含量為2~25重量份，較佳為5~25重量份，更佳為9~25重量份；以及雙丙酮丙烯醯胺單體34的含量為0.8~25重量份，較佳為8~25重量份，更佳為9~25重量份。

在一實施例中，當以外殼31中所有單體的總重量為基準時，包含在外殼31中之(甲基)丙烯酸甲酯的含量為20~50重量份，較佳為22~48重量份，更佳為25~45重量份；丙烯酸丁酯的含量為15~50重量份，較佳為15~45重量份，更佳為15~40重量份；甲基丙烯酸的含量為3~20重量份，較佳為5~15重量份，更佳為5~10重量份；以及己二酸二醯肼的含量為1~20重量份，較佳為5~20重量份，更佳為10~20重量份。

本創作的防水吸塑塗料之核心32的玻璃轉化溫度(Tg)可以是-40℃~90℃，較佳為-40℃~60℃，更佳為-40℃~50℃；外殼31的玻璃轉化溫度可以是10℃~90℃，較佳為10℃~75℃，更佳為20℃~70℃。其中，核心32的Tg值至少低於外殼31的Tg值10℃以上，較佳為20℃以上，更佳為25℃以上。其中，外殼31與核心32之間的Tg差值是依據塗膜層的軟硬度設定，即取決於手感黏度設定，具體而言塗膜層軟時手感較黏，塗膜層硬時手感較不黏，當Tg過大時會有防水、熱融效果差且塗膜層無柔韌性之缺點，當Tg過小時雖然可以加強熱融效果且塗膜層具有柔韌性，但防水效果差且手感會有沾黏之情形。

另一方面，本創作之防水吸塑塗料的製造方法詳述如下：

步驟1：將第一單體加入含有第一乳化劑的水性溶液中，攪拌形成第一混合物。詳言之，第一單體可包含(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、雙丙酮丙烯醯胺及丙烯酸異辛酯。第一乳化劑可以是陰離子型表面活性劑、或長鏈烷烴組成的複合乳化劑。具體而言，第一乳化劑可以是十二烷基苯基磺酸鈉鹽。且以反應的單體的總重量為基準，第一乳化劑的含量可以是為0.1~1重量份、較佳為0.2~0.8重量份、更佳為0.4~0.6重量份。水性溶液可以是水。

步驟2：將第二單體及己二酸二醯肼(ADH)加入含有第二乳化劑的水性溶液中，攪拌形成第二混合物。詳言之，第二單體可包含(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸。第二乳化劑的種類及含量可以選自如前述第一乳化劑中所定義，且第二乳化劑的種類及含量可以與第一乳化劑不同。

步驟3：將小蘇打粉加入含有第三乳化劑的水性溶液中，攪拌加熱至預定溫度後，再加入促進劑反應預定時間，得到第三混合物。第三乳化劑的種類及含量可以選自如前述第一乳化劑中所定義，且第三乳化劑的種類及含量可以與第一乳化劑及第二乳化劑不同。促進劑可以是過硫酸銨(Ammonium persulphate，APS)及過硫酸鉀(Potassium persulfate，KPS)。以反應的單體的總重量為基準，促進劑的含量可以為0.1~1重量份、較佳為0.2~0.9重量份、更佳為0.5~0.9重量份。預定溫度可以為70℃~80℃，較佳為72℃~78℃，更佳為74℃~76℃。預定時間為15~25分鐘，較佳為18~22分鐘，更佳為19~21分鐘。

將上述之混合物分別配置完成之後，進行步驟4：將第一混合物加入第三混合物中，在第一反應溫度下反應第一時間，以得到第四混合物。第一反應溫度為75℃~80℃，較佳為76℃~79℃，更佳為77℃~78℃。第一時間可以為2.5~4小時，較佳為3~4小時，更佳為3~3.5小時。

接著進行步驟5：將第二混合物加入第四混合物中，於第二反應溫度下反應第二時間，得到防水吸塑塗料。第二反應溫度可以為75℃~80℃，較佳為76℃~79℃，更佳為77℃~78℃。第二時間為1.5~2.5小時，較佳為1.8~2.2小時，更佳為1.9~2.1小時。

進一步而言，第一混合物及第二混合物可以是油中水(water in oil)的乳液。本創作之防水吸塑塗料的塗料顆粒30具有核殼結構，核殼結構包含由前述第一混合物形成之核心32、以及由前述第二混合物形成之外殼31。因此，藉由油中水的乳液的形式，本創作之防水吸塑塗料的每一個塗料顆粒30都具有核殼結構，由前述第一混合物形成之核心32能夠防水，而由前述第二混合物形成之外殼31具有吸塑的特徵，而使本創作的防水吸塑塗料可以藉由溫度冷熱的改變達到黏合成型的目的。

本創作的防水吸塑塗料可以藉由凹版滾筒塗佈、刮刀塗佈、滾塗或狹縫塗佈、網版塗佈、所屬技術領域中具有通常知識者為習知的各種塗佈方式等方式塗佈於基材上。較佳為藉由凹版滾筒塗佈，且所述基材可為紙張、木材、金屬、或任何能夠於其上形成連續塗膜的材料。只要經乾燥後能夠在基材上形成連續的塗膜，本創作不對可以塗佈的基材加以限制。較佳可以塗佈在紙張上，以取代紙製食品容器的淋膜。塗佈在基材上之塗膜層的厚度為10~50μm，較佳為10~40μm，更佳為10~30μm。其中，當厚度小於10μm時，會產生防水性下降、吸塑功能下降之缺點；而當厚度大於50μm時，雖然具有防水及吸塑功能，但會產生紙張塗膜層具有沾黏感之缺點。

具體而言，製備本創作的塗料顆粒30可將塗料顆粒30之配方分成核心32及外殼31兩部分。以Tg值計算公式為1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2分別計算核心32及外殼31的Tg值，其中Tg為混合2種以上之單體所生成的玻璃化轉移溫度，w1、w2為混合之單體的重量百分率，Tg1、Tg2為混合之單體的玻璃化轉移溫度。

可使用之單體及其特性列舉如表1，然而本創作的實例並不以此為限。

為進一步說明本案之防水吸塑塗料的塗料顆粒30之防水性及吸塑性，本創作之具體實例如下：實例1，使用的配方之單體之間的比例如下表2所示：

詳細而言，在實例1中，核心與外殼的重量比為6：4。

核心組成單體之間的詳細比例如下表3所示：

外殼組成單體的詳細比例如下表4所示：

實例1的製備方法如下：首先，將3g雙丙酮丙烯醯胺、25g(甲基)丙烯酸甲酯、50g丙烯酸丁酯、4g丙烯酸異辛酯及18g(甲基)丙烯酸異癸酯與45ml水及0.5g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水(water in oil)乳液的核心組成混合物。再將30g(甲基)丙烯酸甲酯、26g丙烯酸丁酯、8g甲基丙烯酸及2g己二酸二醯肼與13.5ml水及0.1g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水乳液的外殼組成混合物。

接著於500ml反應槽中，將0.415g的小蘇打粉、83ml水及0.249g十二烷基苯基磺酸鈉鹽攪拌加溫至70~80℃，再加入0.83g過硫酸銨(Ammonium persulphate，APS)或過硫酸鉀(potassium persulfate，KPS)作為起始劑反應20分鐘。然後加入核心組成混合物以75~85℃反應3~3.5小時，等待20分鐘之後加入外殼組成單體混合物以75~85℃反應2小時。於共聚合反應完成後，再加入1.245g過硫酸銨，於75~90℃再次反應2小時，使共聚合反應更加完全。共聚合反應完成後，將反應槽降溫至40℃，並以25% NH₄OH水溶液中和至pH 7~9得到一包含核殼結構之乳化聚合微粒的水性分散液，且若以所得之水性分散液的總重量為100重量份為基礎，所得之水性分散液中具有50重量份的固體成分以及13~20sec的黏度(ASTM福特4號黏度杯)。進一步地，所得之乳化聚合微粒為具有1μm的平均粒徑且具有核殼結構的顆粒，且所述顆粒結構的核心的Tg值為-15℃；以及外殼共聚合物的Tg為10℃。

實例2，使用的配方之單體之間的比例如下表5所示：

詳細而言，在實例2中，核心與外殼的重量比為6：4。

核心組成單體之間的詳細比例如下表6所示：

外殼組成單體之間的詳細比例如下表7所示：

實例2的製備方法如下：首先，將3g雙丙酮丙烯醯胺、15g(甲基)丙烯酸甲酯、50g丙烯酸丁酯、7g丙烯酸異辛酯及25g(甲基)丙烯酸異癸酯與45ml水及0.5g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水(water in oil)乳液的核心組成混合物。再將30g(甲基)丙烯酸甲酯、20g丙烯酸丁酯、7g甲基丙烯酸及9g己二酸二醯肼與13.5ml水及0.1g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水乳液的外殼組成混合物。

接著於500ml反應槽中，將0.415g的小蘇打粉、83ml水及0.249g十二烷基苯基磺酸鈉鹽攪拌加溫至70~80℃，再加入0.83g過硫酸銨(Ammonium persulphate，APS)或過硫酸鉀(potassium persulfate，KPS)作為起始劑反應20分鐘。然後加入核心組成混合物以75~85℃反應3~3.5小時，等待20分鐘之後加入外殼組成單體混合物以75~85℃反應2小時。於共聚合反應完成後，再加入1.245g過硫酸銨，於75~90℃再次反應2小時，使共聚合反應更加完全。共聚合反應完成後，將反應槽降溫至40℃，並以25% NH₄OH水溶液中和至pH 7~9得到一包含核殼結構之乳化聚合微粒的水性分散液，且若以所得之水性分散液的總重量為100重量份為基礎，所得之水性分散液中具有50重量份的固體成分以及13~20sec的黏度(ASTM福特4號黏度杯)。進一步地，所得之乳化聚合微粒為具有1μm的平均粒徑且具有核殼結構的顆粒，且所述顆粒結構的核心的Tg值為-29℃；以及外殼共聚合物的Tg為25℃。

實例3，使用的配方之單體之間的比例如下表8所示：

詳細而言，在實例3中，核心與外殼的重量比為6：4。

核心組成單體之間的詳細比例如下表9所示：

外殼組成單體之間的詳細比例如下表10所示：

實例3的製備方法如下：首先，將15g雙丙酮丙烯醯胺、10g(甲基)丙烯酸甲酯、44.5g丙烯酸丁酯、7g丙烯酸異辛酯及23.5g(甲基)丙烯酸異癸酯與45ml水及0.5g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水(water in oil)乳液的核心組成混合物。再將28.5g(甲基)丙烯酸甲酯、21.5g丙烯酸丁酯、7g甲基丙烯酸及9g己二酸二醯肼與13.5ml水及0.1g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水乳液的外殼組成混合物。

接著於500ml反應槽中，將0.415g的小蘇打粉、83ml水及0.249g十二烷基苯基磺酸鈉鹽攪拌加溫至70~80℃，再加入0.83g過硫酸銨(Ammonium persulphate，APS)或過硫酸鉀(potassium persulfate，KPS)作為起始劑反應20分鐘。然後加入核心組成混合物以75~85℃反應3~3.5小時，等待20分鐘之後加入外殼組成單體混合物以75~85℃反應2小時。於共聚合反應完成後，再加入1.245g過硫酸銨，於75~90℃再次反應2小時，使共聚合反應更加完全。共聚合反應完成後，將反應槽降溫至40℃，並以25% NH₄OH水溶液中和至pH 7~9得到一包含核殼結構之乳化聚合微粒的水性分散液，且若以所得之水性分散液的總重量為100重量份為基礎，所得之水性分散液中具有50重量份的固體成分以及13~20sec的黏度(ASTM福特4號黏度杯)。進一步地，所得之乳化聚合微粒為具有1μm的平均粒徑且具有核殼結構的顆粒，且所述顆粒結構的核心的Tg值為-33℃；以及外殼共聚合物的Tg為21℃。

實例4，使用的配方之單體之間的比例如下表11所示：

詳細而言，在實例4中，核心與外殼的重量比為6：4。

核心組成單體之間的詳細比例如下表12所示：

外殼組成單體之間的詳細比例如下表13所示：

實例4的製備方法如下：首先，將15g雙丙酮丙烯醯胺、17g(甲基)丙烯酸甲酯、32.5g丙烯酸丁酯、12g丙烯酸異辛酯及23.5g(甲基)丙烯酸異癸酯與45ml水及0.5g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水(water in oil)乳液的核心組成混合物。再將27g(甲基)丙烯酸甲酯、20.5g丙烯酸丁酯、7g甲基丙烯酸及11.5g己二酸二醯肼與13.5ml水及0.1g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水乳液的外殼組成混合物。

接著於500ml反應槽中，將0.415g的小蘇打粉、83ml水及0.249g十二烷基苯基磺酸鈉鹽攪拌加溫至70~80℃，再加入0.83g過硫酸銨(Ammonium persulphate，APS)或過硫酸鉀(potassium persulfate，KPS)作為起始劑反應20分鐘。然後加入核心組成混合物以75~85℃反應3~3.5小時，等待20分鐘之後加入外殼組成單體混合物以75~85℃反應2小時。於共聚合反應完成後，再加入1.245g過硫酸銨，於75~90℃再次反應2小時，使共聚合反應更加完全。共聚合反應完成後，將反應槽降溫至40℃，並以25% NH₄OH水溶液中和至pH 7~9得到一包含核殼結構之乳化聚合微粒的水性分散液，且若以所得之水性分散液的總重量為100重量份為基礎，所得之水性分散液中具有50重量份的固體成分以及13~20sec的黏度(ASTM福特4號黏度杯)。進一步地，所得之乳化聚合微粒為具有1μm的平均粒徑且具有核殼結構的顆粒，且所述顆粒結構的核心的Tg值為-27℃；以及外殼共聚合物的Tg為30℃。

實例5，使用的配方之單體之間的比例如下表14所示：

詳細而言，在實例5中，核心與外殼的重量比為6：4。

核心組成單體之間的詳細比例如下表15所示：

外殼組成單體之間的詳細比例如下表16所示：

實例5的製備方法如下：首先，將15g雙丙酮丙烯醯胺、11g(甲基)丙烯酸甲酯、32.5g丙烯酸丁酯、18g丙烯酸異辛酯及23.5g(甲基)丙烯酸異癸酯與45ml水及0.5g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水(water in oil)乳液的核心組成混合物。再將27.5g(甲基)丙烯酸甲酯、19.5g丙烯酸丁酯、6g甲基丙烯酸及13g己二酸二醯肼與13.5ml水及0.1g低分子量乳化劑充分攪拌形成油中水乳液的外殼組成混合物。

接著於500ml反應槽中，將0.415g的小蘇打粉、83ml水及0.249g十二烷基苯基磺酸鈉鹽攪拌加溫至70~80℃，再加入0.83g過硫酸銨(Ammonium persulphate，APS)或過硫酸鉀(potassium persulfate，KPS)作為起始劑反應20分鐘。然後加入核心組成混合物以75~85℃反應3~3.5小時，等待20分鐘之後加入外殼組成單體混合物以75~85℃反應2小時。於共聚合反應完成後，再加入1.245g過硫酸銨，於75~90℃再次反應2小時，使共聚合反應更加完全。共聚合反應完成後，將反應槽降溫至40℃，並以25% NH₄OH水溶液中和至pH 7~9得到一包含核殼結構之乳化聚合微粒的水性分散液，且若以所得之水性分散液的總重量為100重量份為基礎，所得之水性分散液中具有50重量份的固體成分以及13~20sec 的黏度(ASTM福特4號黏度杯)。進一步地，所得之乳化聚合微粒為具有1μm的平均粒徑且具有核殼結構的顆粒，且所述顆粒結構的核心的Tg值為-40℃；以及外殼共聚合物的Tg為55℃。

分析測試

將取樣自實例1至實例5的成品取料塗佈於紙張上，以60~65℃熱風乾燥3~5秒。形成之乾膜約10~14μm。再將塗佈後的紙張折成盒子裝水，實驗結果如表17所述。

參照表17的實驗結果係以實例5的防水效果最好，因此進一步延長實例5的測試時間發現防水效果可以長達兩個月。根據上述實驗結果，調整配方可以得知使核心共聚合物的Tg值設計為-40℃，且外殼共聚合物的Tg設計為55℃能夠同時具有較佳的防水性與吸塑性。又根據上述結果可以得知丙烯酸酯類及丙烯醯胺類之間的比例影響塗層的柔韌性、硬度及黏度。其中，雙丙酮丙烯醯胺(DAA)及己二酸二醯肼(ADH)有助於其紙材提升防水特性，並可以提升膜層柔韌性，但添加過多會導致膜層有黏感出現。

步驟S2：藉由使用滾筒型網板淋膜40塗佈防水塗料在基底層10上。本創作的防水塗料僅使用水作為溶劑，且配方上的其他成分也不含對人體及環境有害的物質，是一種水性環保塗料。參照第4圖為本創作之滾筒型網板淋膜40的示意圖，本創作之滾筒型網板淋膜40為一圓柱體，可以從滾筒內側供應防水塗料，同時具有刮刀41能夠有效調整塗層20厚度並回收多餘的防水塗料，在本創作的一實施例中，塗層20的厚度可為0.01cm至0.03cm，較佳為0.02cm至0.03cm，更佳為0.02cm至0.25cm，當塗層20的厚度大於0.03cm時會造成後續烘乾不易，塗層20的厚度小於0.01cm時，會導致成形時的黏合及防水效果不佳。此外，所需塗層20的厚度決定網板40之經設計的篩孔42的篩目數值，當所需的塗層越厚時，所選的篩目數值越低。例如，150目的塗層厚度為0.025cm，200目的塗層厚度為0.02cm。因此，在本創作的一實施例中，篩目可為100目至300目，較佳為150目至300目，更佳為150目至200目。

在一實施例中，基底層10可以選自紙材、木材、金屬、或任何能夠於其上形成連續塗膜的材料。其中紙材可以包含但不限於牛皮紙、銅版紙、白板紙。

在本創作的具體實例中，為便於說明，列舉選用同一種紙材的情況下，不同篩目及厚度的結果如下表15所示。

表15

另一方面，本創作之層疊結構的製造方法適合的防水塗料黏度為2000cps至3000cps，較佳為2200cps至2800cps，更佳為2500cps至2600cps。防水塗料的黏度根據烘乾速度及製版厚度調整，當黏度大於3000cps時較難以均勻塗佈，造成經塗佈的紙張無法烘乾而產生回黏的現象；而當厚度小於2000cps時，不易進行熱熔使得黏著成型的效果不佳。黏度對於塗層之影響如下表16所示。

步驟S3：交替提供冷風及熱風至經塗佈的基底層10烘乾形成層疊結構，層疊結構包含由防水塗料形成的塗層20及基底層10。本創作的層疊結構可以為圓形網版淋膜式結構，也就是說藉由圓形網版進行淋膜而成的層疊結構。其中，熱風包含不同溫度的第一熱風及第二熱風。熱風可進一步包含第三熱風，所述第三熱風與第一熱風及第二熱風的溫度不同。熱風之溫度可為70度至180度。也就是說，熱風可包含溫度範圍於 70度至180度之間的熱風，舉例而言，熱風可更進一步包含第四熱風、第五熱風等。在一實施例中，第三熱風之溫度可高於第二熱風之溫度，且第二熱風之溫度可高於第一熱風之溫度。

參照第5圖為本創作之烘乾過程的示意圖，將經塗佈的基底層10送入如第5圖所示的烘箱50中，烘箱50可以進一步包含抽風口56，可以根據箱壓的比例及速度調整抽風速度。在一實施例中，烘箱50可包含一或多個烘箱。在一實施例中，烘箱50可以包含連續輸送的第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55。第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55依序分別對應產生第一熱風H1、第二熱風H2、第三熱風H3、第四熱風H4及第五熱風H5。抽風口56位於第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55的上方，所屬技術領域具有通常知識者可以理解的是，只要可以將第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55內的空氣抽出，抽風口56的位置並不以此為限。

烘乾的過程中溫度控制極為重要，若溫度太高會產生紙張纖維脆化與防水塗料的塗層龜裂，溫度太低則會產生紙張回黏之缺點，造成無法回收紙也無法進行後續加工。

在一實施例中，參照第5圖所示，在第一烘箱51中交替五次提供冷風C1及第一熱風H1；在第二烘箱52中交替五次提供冷風C2及第二熱風H2；在第三烘箱53中交替五次提供冷風C3及第三熱風H3；在第四烘箱54中交替五次提供冷風C4及第四熱風H4以及在第五烘箱55中交替五次提供冷風C5及第五熱風H5。且在此實施例中，例如第一烘箱 51與第二烘箱52的兩烘箱交界處具有冷風C1、第一熱風H1、第二熱風H2、冷風C2的溫度變化順序，而具有階梯式調溫的現象，以避免溫度瞬間變化太大在烘乾過程中產生不良的影響。其中，冷風C1~C5可為室溫，室溫可為20度至50度，也就是說，冷風C1~C5可各自獨立為20度至50度。在一實施例中，冷風C1~C5可為相同或不同。第一熱風H1至第五熱風H5可各自獨立地選自70度至180度，較佳為80度至180度，更佳為80度至120度。

在另一實施例中，冷風可為25度、第一熱風H1可為80度、第二熱風H2可為100度、第三熱風H3可為120度、第四熱風H4可為100度以及第五熱風H5可為80度。在此實施例中，各第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55中的冷風及熱風可以交替10次。

在又一實施例中，第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55中的冷風及熱風可以交替5次，且第一熱風H1可為80度、第二熱風H2可為100度、第三熱風H3可為120度、第四熱風H4可為100度以及第五熱風H5可為80度。在此實施例中，冷風C1可為20度、冷風C2可為25度、冷風C3可為30度、冷風C4可為25度以及冷風C5可為20度。

進一步而言，在第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55中冷熱風交替的次數可以依據需求調整而不限於上述實施例。其中，第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53及、第四烘箱54及第五烘箱55中的冷風與熱風的交替次數可獨立地選自一次至二十次。

接續上述，以下藉由實例進一步說明。在選定冷風皆是20度，交替次數皆為五次的情況下，第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55之熱風的設定對其烘乾效果的影響如下表17所示。

如上表所示，實例3的烘乾效果最佳，代表依據實例3的製造方法可達到最佳的塗佈效果同時避免紙張脆化與紙張回黏。在本創作的實例3中，第一烘箱51交替地提供冷風為室溫，熱風為80度，使基材表面乾燥；第二烘箱52交替地提供冷風為室溫，熱風為100度，使基材內部纖維乾燥；第三烘箱53交替地提供冷風為室溫，熱風為120度，確保基材完全乾燥；以及第四烘箱54交替地提供冷風為室溫，熱風為100度；以及第五烘箱 55交替地提供冷風為室溫，熱風為80度，使形成之層疊結構慢慢降溫後以滾軸捲收，有利於存放及運送。

滾筒型網版40塗佈的塗佈速度與烘箱50的設備長度有關，烘箱50的設備長度愈長，烘乾速度越快，可依照所需的生產速度來追加烘箱的長度。在本創作的一實施例中，經塗佈的紙張1分鐘在烘箱中移動4公尺，烘箱50的總長度，也就是長度D1~D5的總和為16至20公尺。若烘箱50的總長度小於16公尺，可能使經塗佈的基材烘乾不完全而須再一次進行烘乾，進而延長烘乾所需時間，若烘箱50的總長度大於20公尺，可能需要更大的空間放置烘箱50。具體而言，第一烘箱51、第二烘箱52、第三烘箱53、第四烘箱54及第五烘箱55的長度D1~D5可以各為4公尺。

進一步而言，本創作所製成的層疊結構可以所屬技術領域中具有通常知識者為習知的各種成形方式製成容器，具體而言可以製成食品容器。食品容器可包含但不限於：杯、碗、盤、碟、包裝袋及餐盒等。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於申請專利範圍中。

10:基底層

20:塗層

30:塗料顆粒

Claims

一種層疊結構，其包含：一基底層；一塗層，設置於該基底層上，並包含複數個塗料顆粒；其中，該塗料顆粒包含由一核心及一外殼組成的一核殼結構。
如申請專利範圍第1項所述之層疊結構，其中該核心與該外殼的重量比為6：4至8：2。
如申請專利範圍第1項所述之層疊結構，其中該塗料顆粒的黏度為2000cps至3000cps。
如申請專利範圍第1項所述之層疊結構，其中該塗料顆粒的粒徑為0.1μm~1μm。
如申請專利範圍第1項所述之層疊結構，其中該塗層的厚度為0.01cm至0.03cm。
如申請專利範圍第1項所述之層疊結構，其中該塗料顆粒包含一交聯劑、一丙烯酸酯類單體以及一雙丙酮丙烯醯胺單體。
如申請專利範圍第1項所述之層疊結構，其中該塗層藉由一滾筒型網版淋膜塗佈於該基底層上。
如申請專利範圍第7項所述之層疊結構，其中該捲筒型網版的篩目為100目至300目。
一種容器，其包含如申請專利範圍第1至8項中之任一項所述之層疊結構。
如申請專利範圍第9項所述之容器，其中該容器為杯、碗、盤、碟、包裝袋或餐盒。