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CN118166576A - 可热封的屏障涂料 - Google Patents

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CN118166576A
CN118166576A CN202311853729.9A CN202311853729A CN118166576A CN 118166576 A CN118166576 A CN 118166576A CN 202311853729 A CN202311853729 A CN 202311853729A CN 118166576 A CN118166576 A CN 118166576A
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CN
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coating
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waxes
coating composition
composition
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Application number
CN202311853729.9A
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M·特里洛特
P·勒兰
M·贝歇
D·卡朗
J-D·蒂尔吉
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Sun Chemical Corp
Original Assignee
Sun Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种适用于涂覆基材(用于含有油脂、油、水等产品的包装)的可热封的水基涂料组合物。涂料组合物包含丙烯酸类聚合物或共聚物乳液和熔融蜡。基材可以形成容器，例如杯子。涂层提供抵抗例如油脂、油、水和其他液体渗透的屏障。此外，涂料组合物是可堆肥的。

Description

可热封的屏障涂料
本发明是申请号为2018800269796、申请日为2018年4月26日、发明名称为“可热封的屏障涂料”的发明专利的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年4月28日提交的美国临时专利申请No.62/491,301和2017年5月24日提交的美国临时专利申请No.62/510,315的优先权，其全部内容均在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及适用于涂覆纸或纸板基材的涂料组合物。本发明特别涉及在施用于基材时抵抗水、油脂和油的屏障涂料组合物。
背景技术
基于纤维素材料(例如纸和纸板)的包装产品和容器可渗透油，油脂，水和其他液体。通常用涂料(例如蜡、聚合物、碳氟化合物等)涂覆或处理纸和纸板。这种涂层具有屏障性能，对于包装食品或其他需要保护的产品至关重要。对于某些应用，涂层必须是可热封的。
这种包装的发展一直是用涂在纸和纸板上的聚乙烯薄膜代替蜡或层压材料，以确保包装的可堆肥性和再制浆性。尽管蜡和聚乙烯薄膜具有优异的屏障性能，但在纸和纸板的再循环过程中它们在再制浆过程中存在问题。
可堆肥性包括三个因素：生物降解性、崩解性和生态毒性。生物降解性定量地显示了微生物消耗的物质的固有性质。生物降解性通过防止材料积聚来保护环境。崩解测量材料是否分解和分解，从而保护堆肥厂操作员。该材料可能是也可能不是生物降解的。生态毒性测试确定材料在堆肥后是否对植物生长或土壤或水生动物的存活有任何抑制作用。可再制浆是指使用标准方法进行再润湿和纤维化以用于后续片材形成的测试材料。
挥发性有机化合物(VOC)的使用通常变得不受欢迎。近年来，使用不含VOC的水基涂料已成为用于食品或饮料容器的吸引力。这种容器包括纸包装、板、碗、杯子、盒子等。涂料可以使用传统的印刷或涂覆技术在线和离线施加。印刷和涂覆方法包括苯胺印刷、轮转凹版印刷、刮刀涂覆、幕涂、棒(棒)涂覆或其他这样的合适涂覆方法。因此，除了耐久性，质量和生产率之外，水基涂料必须在压机上具有良好的可印刷性。
目前，涂有合适涂层的纸包装的工业热封，例如杯子制造过程中的杯壁，通常是两步法。第一步包括加热坯料的两个末端，第二步包括将坯料成形为合适的形状(例如锥形圆筒)，以使两个加热区域在压力下接触。在该成形过程中，可热封的涂层，通常是聚乙烯，达到适于软化或部分熔化它们的温度(通常不精确限定)。当带有熔融涂层的同一件的两个包装件或末端然后彼此压紧时，熔融材料熔合在一起并获得两个表面之间的紧密结合。
CA3,323,341公开包含苯乙烯-丁二烯橡胶的胶乳涂料，其用于涂覆裸纸或纸板基材(即不具有粘土涂层的纸或纸板)。CA 3,323,341的涂料旨在取代通常在涂覆纸上发现的粘土涂层。涂料不含粘土或蜡。
US 6,071,617公开一种涂料，其包含蛋清粉、增塑剂、乳化剂和水。
US 6,307,192描述硅基涂层。该涂料是包含无机链或交联聚合物主链的聚合物涂层，其含有交替的硅和氧原子。聚合物主链还可包含由有机基团或链形成的侧链和/或交联。涂层不含蜡。
US 7,019,054公开包含脂肪酸三聚氰胺、石蜡乳液和聚乙烯醇的涂料配方。或者，涂料配方可包括脂肪酸三聚氰胺蜡和聚乙烯醇。
US 7,282,273公开一种涂料组合物，其包含蜡和聚乙烯醇。涂层可进一步包含多胺。
US 5,763,100公开包含丙烯酸-苯乙烯共聚物和蜡的屏障涂料组合物。
US 7,320,825公开一种耐油脂多层复合材料，其包含纸或纸板基材，涂有底涂层和面涂层。底涂层包含成膜天然或合成聚合物。面涂层包含连续聚合物相，其具有至少一种板状矿物颜料和至少一种分散的非板状结晶矿物颜料。涂层不含蜡。
US 7,427,444描述一种具有涂层的纤维素产品(例如纸或纸板)，该涂层是乳液聚合的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物。涂层不含蜡。
US 7,737,200描述包含谷醇溶蛋白、冷水不溶性聚合物、水、水溶性共溶剂和稳定剂的水性屏障涂料组合物。涂层不含蜡。
US 8,440,262公开水基无蜡涂层。
US 8,734,895公开包含填料、粘合剂和碳酸钙的涂料组合物。涂料不含蜡。
US 8,771,812描述具有屏障层的纸或纸板包装，所述屏障层通过一种或多种(甲基)丙烯酸酯、一种或多种酸单体和任选的丙烯腈以及一种或多种其他单体的乳液聚合制备。屏障层不含蜡。
US 8,771,835公开可生物降解的高阻隔包装，其包含具有纳米颜料和一种或多种粘合剂的涂层、金属化薄膜层和粘合层。没有涂料含有蜡。
US 2009/0252980公开一种耐油纸产品，其具有包含丙烯酸基聚合物和互补组分如多元醇或聚恶唑啉的涂层。涂料不含蜡。.
US 2010/0136355描述用于包含粘合剂和滑石的纸的水蒸气屏障涂料。因为含有蜡的涂层被认为是有问题的，所以涂层优选不含蜡，并且如果包含蜡，则不超过5重量％。
US 2011/0262745公开包含水基聚合物乳液和颜料的涂料组合物。涂层不含蜡。
US 2013/0004748公开一种用于提供具有屏障层的基于纤维的基材表面的方法。屏障层通过静电纺丝或熔纺在表面上沉积纳米纤维而形成。
US 2013/0323368描述包含淀粉、海藻提取物和纸纤维的组合的屏障涂料。涂料可含有蜡，但不含丙烯酸乳液。
WO 2007/050964描述一种通过用涂料组合物处理赋予材料油脂和/或防水性的方法。涂料组合物包含蜡和聚乙烯醇、以及任选的多胺。
WO 2011/110498公开可热封的涂料组合物，其包含丙烯酰亚胺。涂料可含有少量蜡。
WO 2014/028203描述可辐射固化的屏障涂料组合物。可辐射固化的涂料组合物包含丙烯酸酯单体、丙烯酸酯低聚物、微粉化蜡和任选的光引发剂。.
WO 2014/130311公开可印刷的可辐射固化的屏障涂料组合物，其包含一种或多种疏水脂环族单体、一种或多种醇官能蜡或甾醇、和一种或多种疏水蜡材料。
WO 2015/040134(US 9,840,811)描述一种多层包装材料，其包含具有至少一种基于淀粉的屏障层的基材。
仍需要屏障涂料组合物，其可用于涂覆用于包装的基材，其中涂料组合物耐水、油、油脂和其他液体。特别地，需要可热封的涂料组合物，其将消除当前为获得足够的阻隔性能所需的一种或多种附加材料和/或步骤。
发明概述
本发明提供了用于纤维素基材的水基涂料，例如纸或纸板。涂层耐水、油，油脂和其他液体。涂有本发明涂料的纸或纸板基材可以代替用其它方法涂覆的纸或纸板，例如与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚丙交酯/聚乳酸(PLA)共挤出。
在一个特定方面，本发明提供了一种可热封的水基涂料组合物，包含：
a)5重量％至90重量％的一种或多种丙烯酸类聚合物或共聚物乳液；
b)2重量％至25重量％的一种或多种熔融蜡；和
c)5重量％至85重量％的水；
其中所述可热封的水基涂料组合物是可堆肥的。
在一个实施方案中，本发明提供涂有本发明涂料组合物的基材。
在另外的实施方案中，本发明提供一种制品，特别是包装制品，其包含涂有本发明涂料组合物的基材。
在一个特定方面，本发明提供一种涂覆基材的方法，包括：
a)提供具有第一表面和第二表面的基材；
b)提供本发明的可热封的涂料组合物；
c)将所述可热封的涂料组合物施加于所述基材的第一表面、或第二表面、或第一表面和第二表面两者；
d)在足够的温度下加热所述涂料以熔融所述涂料中的蜡，其中所述熔融的蜡渗透纸纤维；和
e)通过施加压力密封基材；
其中可热封的屏障涂料是可堆肥的。
在一个实施方案中，本发明提供一种基材，该基材是用本发明的可热封的水基涂料组合物涂覆基材的方法制备的。
附图简述
图1描述涂有本发明涂料组合物的杯子与涂有聚乙烯的标准杯子的屏障性能。图1(a)示出处于杯子中1小时后深色染料的渗透。图1(b)示出处于杯子中3小时后深色染料的渗透。
发明详述
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述仅是示例性和解释性的，并不限制所要求保护的任何主题。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。除非另有说明，否则本文整个公开内容中提及的所有专利、专利申请、公开的申请和出版物、网站和其他公开材料出于任何目的通过引用整体并入。
本发明提供适用于在纤维素基材上涂覆的水基涂料组合物，其将用于需要食品、化妆品等接触的目的。本发明的涂料组合物的优点是涂有本发明涂料的基材可用于代替涂有聚合物如聚乙烯等的基材。
本发明的涂料表现出改善的生态影响。涂料是可堆肥的。使用本发明的涂料制备的基材和制品也是可堆肥的。该涂料特别适用于纤维素基材，如纸或纸板。本发明的纸和纸板制品是可堆肥的，这意味着它们表现出良好的生物降解性和崩解性，并且不显示生态毒性。
本发明的涂料组合物不含遗传修饰的有机物(GMO)。也就是说，涂层不含任何使用基因工程技术改变其遗传物质的生物。
本发明的涂料组合物基本上不含挥发性有机化合物(VOC)。在某些实施方案中，涂料组合物中可存在少量VOC。
本发明的涂料表现出高的热封性。该涂层还在基材的所有表面和边缘上提供更好的覆盖，以确保对油脂、液体等的良好阻隔性。
本发明的涂料可以用例如文字和图形印刷。
本发明的涂料适合用于涂覆与食品直接接触的基材。例如，它们可用于涂覆基材，直接接触冷热液体，如咖啡或苏打水。
定义
在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包括复数。如这里所使用的，单数形式“一种”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
在本申请中，除非另有说明，否则“或”的使用意味着“和/或”。
如本文所使用的，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组。此外，在详细说明或权利要求中使用术语“包括”、“具有”、“含有”、“带有”、“组成”、“包含”或其变体的范围，这些术语旨在以与“包含”一词类似的方式包容。
如本文所用，范围和量可表示为“约”特定值或范围。“关于”还旨在包括确切的量。因此，“约5％”表示“约5％”，也表示“5％”。“约”表示在应用或目的的典型实验误差范围内。
除非另有说明，否则本文所用的所有份数和百分比均以重量计(基于组合物总重量的重量％或质量％)。
如本文所用，“聚合物”和“聚合物或共聚物”可互换使用，并且除非另有说明，否则这两个术语均指聚合物和共聚物。
如本文所用，术语“油墨和涂料组合物”、“涂料组合物”、“油墨和涂料”、“油墨”、“涂料”和“组合物”、“可热封的水基涂料组合”、“可热封的屏障涂料”等可互换使用，均指本发明的油墨和涂料组合物。
可热封的屏障涂料组合物
本发明的涂料组合物包含一种或多种丙烯酸类聚合物或共聚物乳液。丙烯酸类聚合物乳液与熔融蜡的混合物改善了环保涂料的热封性、过度印刷性和阻隔性。
合适的丙烯酸类聚合物或共聚物乳液包括但不限于纯丙烯酸类聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、它们的组合等。丙烯酸类聚合物乳液的部分清单包括但不限于：Carboset GAW7448；CWO；EUROCRYL4174XP；EUROCRYL 4184XP；JONCRYL 8052；JONCRYL ECO 2124；JONCRYL 8050；/>GA-7428；/>GA-7424；Induprint SE 245；Induprint SE 375；NEOCRYL A2092；NEOCRYL A2099；Induprint SE 288；Texicryl 13813。
在优选的实施方案中，基于涂料组合物的总重量，丙烯酸类聚合物乳液的含量等于或大于20重量％。优选地，丙烯酸类聚合物乳液的存在量等于或大于30重量％，更优选等于或大于40重量％，更优选等于或大于50重量％，或最优选等于或大于或等于60重量％。基于涂料组合物的总重量，本发明的涂料组合物中存在的丙烯酸类聚合物乳液的量通常为约5重量％至约90重量％。例如，丙烯酸乳液的含量可为约5重量％至约80重量％；或约5重量％至约75重量％；或约5重量％至约70重量％；或约5重量％至约65重量％；或约5重量％至约60重量％；或约5重量％至约55重量％；或约5重量％至约50重量％；或约5重量％至约45重量％；或约5重量％至约40重量％；或约5重量％至约35重量％；或约5重量％至约30重量％；或约5重量％至约25重量％；或约5重量％至约20重量％；或约5重量％至约15重量％；或约5重量％至约10重量％；或约10重量％至约10重量％至约90重量％；或约10重量％至约80重量％；或约10重量％至约70重量％；或约10重量％至约60重量％；或约10重量％至约50重量％；或约10重量％至约40重量％；或约10重量％至约30重量％；或约10重量％至约20重量％；或约20重量％至约90重量％；或约20重量％至约80重量％；或约20重量％至约70重量％；或约20重量％至约60重量％；或约20重量％至约50重量％；或约20重量％至约40重量％；或约20重量％至约30重量％；或约30重量％至约90重量％；或约30重量％至约80重量％；或约30重量％至约70重量％；或约30重量％至约60重量％；或约30重量％至约50重量％；或约30重量％至约40重量％；或约40重量％至约90重量％；或约40重量％至约80重量％；或约40重量％至约70重量％；或约40重量％至约60重量％；或约40重量％至约50重量％；或约50重量％至约90重量％；或约50重量％至约80重量％；或约50重量％至约70重量％；或约50重量％至约60重量％；或约60重量％至约90重量％；或约60重量％至约80重量％；或约60重量％至约70重量％；或约70重量％至约90重量％；或约70重量％至约80重量％；或约80重量％至约90重量％。
本发明的涂料组合物包含一种或多种熔融蜡。在热封时，熔融的蜡渗透纸纤维以保护基材的所有表面和边缘(通常是纸或纸板基材)。合适的熔融蜡包括但不限于石蜡、丙烯酸接枝的石蜡、结晶蜡、聚乙烯蜡、高密度聚乙烯蜡、聚乙烯/聚四氟乙烯蜡、巴西棕榈蜡、它们的组合等。加入足量的蜡，使其在加热步骤中在软化树脂中熔化。尽管不受任何特定理论的束缚，但据信，只要温度足够高，优选在100℃至220℃之间，并且停留时间足够，优选在加热和密封之间0.5至5秒之间，蜡实际上渗出涂层以在表面形成液体层。当该液体表面进一步压在未涂覆的板上时，液体蜡被认为容易穿透暴露的板纤维(芯吸)，从而有效地保护基材免受油脂和水的影响，同时压力确保树脂部分也有效地渗透纤维以在冷却时产生纤维-撕裂粘合。纤维-撕裂粘合是指基材在涂层失去与基材的粘合之前会撕裂的情况。纤维-撕裂粘合表明本发明的水基涂层将保持它们的粘合，直到基材撕裂的程度。因此，涂层与基材的粘合强度高于基材本身的强度。如果在涂覆坯料的边缘处或非常靠近涂覆坯料的边缘处进行密封，如纸杯的情况那样，实现了通过该蜡吸芯机构有效保护边缘。有充分证据表明聚乙烯没有这种边缘保护，因此用聚乙烯涂层制备的容器易于泄漏。图1描述了这一点。本发明的涂料组合物不仅提供边缘密封和保护，而且在基材的整个表面提供耐水、油脂和油。使用本发明的涂料组合物在一侧或两侧涂覆的纸和纸板可以容易且成本有效地用于设计具有暴露的内部接缝的潮湿和/或油脂食品的包装。涂在一侧的涂料组合物的包装的例子相当于单一聚乙烯纸杯或食品托盘，并且在密封时间内原位建立的边缘保护的附加益处。
通常，熔融蜡的熔点为约40℃至约100℃。优选地，蜡的熔点为约50℃至约90℃。例如，蜡的熔点可以为约40℃至约80℃；或约40℃至约70℃；或约40℃至约60℃；或约40℃至约50℃；或约50℃至约100℃；或约50℃至约90℃；或约50℃至约80℃；或约50℃至约70℃；或约50℃至约60℃；或约60℃至约100℃；或约60℃至约90℃；或约60℃至约80℃；或约60℃至约70℃；或约70℃至约100℃；或约70℃至约90℃；或约70℃至约80℃；或约80℃至约100℃；或约80℃至约90℃；或约90℃至约100℃。
基于油墨或涂料组合物的总重量，熔融蜡通常以约2重量％至约25重量％的量存在于本发明的涂料组合物中。例如，熔融蜡的存在量可以为约2重量％至约20重量％；或约2重量％至约15重量％；或约2重量％至约10重量％；或约2重量％至约5重量％；或约5重量％至约25重量％；或约5重量％至约20重量％；或约5重量％至约15重量％,或约5重量％至约10重量％；或约10重量％至约25重量％；或约10重量％至约20重量％；或约10重量％至约15重量％；或约15重量％至约25重量％；或约15重量％至约20重量％；或约20重量％至约25重量％。
本发明的油墨和涂料组合物是水基的，并含有水。在优选的实施方案中，基于组合物的总重量，本发明的油墨和涂料组合物包含等于或大于约5重量％的水。优选地，水的含量等于或大于约10重量％、或等于或大于约15重量％、或等于或大于约20重量％。通常，基于组合物的总重量，水在涂料组合物中的存在量为约5重量％至约85重量％。例如，水的存在量可以为约5重量％至约80重量％；或约5重量％至约70重量％；或约5重量％至约60重量％；或约5重量％至约50重量％；或约5重量％至约40重量％；或约5重量％至约30重量％；或约5重量％至约20重量％；或约5重量％至约15重量％；或约5重量％至约10重量％；或约10重量％至约85重量％；或约10重量％至约80重量％；或约10重量％至约70重量％；或约10重量％至约60重量％；或约10重量％至约50重量％；或约10重量％至约40重量％；或约10重量％至约30重量％；或约10重量％至约20重量％；或约20重量％至约85重量％；或约20重量％至约80重量％；或约20重量％至约70重量％；或约20重量％至约60重量％；或约20重量％至约50重量％；或约20重量％至约40重量％；或约20重量％至约30重量％；或约30重量％至约85重量％；或约30重量％至约80重量％；或约30重量％至约70重量％；或约30重量％至约60重量％；或约30重量％至约50重量％；或约30重量％至约40重量％；或约40重量％至约85重量％；或约40重量％至约80重量％；或约40重量％至约70重量％；或约40重量％至约60重量％；或约40重量％至约50重量％；或约50重量％至约85重量％；或约50重量％至约80重量％；或约50重量％至约70重量％；或约50重量％至约60重量％；或约60重量％至约85重量％；或约60重量％至约80重量％；或约60重量％至约70重量％；或约70重量％至约85重量％；或约70重量％至约80重量％；或约80重量％至约85重量％。在特定的实施方案中，本发明的油墨和涂料组合物包含约10重量％至约70重量％的水，更优选约20重量％至约60重量％。
本发明的油墨和涂料组合物任选地还可包含一种或多种通常用于油墨和涂料组合物中的添加剂。这些添加剂的实例包括但不限于粘合促进剂、光稳定剂、脱气添加剂、流动促进剂、消泡剂、抗氧化剂、稳定剂、润湿剂、表面活性剂、粘土、填料、分散剂、增塑剂、流变添加剂、其它蜡、有机硅、着色剂及其组合。当存在时，基于组合物的总重量，每种添加剂通常以约0.01重量％至约20重量％的量存在。例如，添加剂的量可以为约0.01重量％至约10重量％；或约0.01重量％至约5重量％；或约0.01重量％至约1重量％；或约0.1重量％至约20重量％；或约0.1重量％至约10重量％；或约0.1重量％至约5重量％；或约0.1重量％至约1重量％；或约1重量％至约20重量％；或约1重量％至约10重量％；或约1重量％至约5重量％；或约5重量％至约20重量％；或约5重量％至约10重量％；或约10重量％至约20重量％。
着色剂也可以掺入涂料组合物中。合适的着色剂包括但不限于有机或无机颜料和染料。染料包括但不限于偶氮染料、蒽醌染料、呫吨染料、吖嗪染料、它们的组合等。有机颜料可以是一种颜料或颜料的组合，例如颜料黄色数字12,13,14,17,74,83,114,126,127,174,188；颜料红色数字2,22,23,48:1,48:2,52,52:1,53,57:1,112,122,166,170,184,202,266,269；颜料橙色数字5,16,34,36；颜料蓝色数字15,15:3,15:4；颜料紫色数字3,23,27；和/或颜料绿色数字7。无机颜料可以是以下非限制性颜料之一：氧化铁、二氧化钛、氧化铬、亚铁氰化铁铵、氧化铁黑、颜料黑色数字7和/或颜料白色数字6和7。也可以使用其他有机和无机颜料和染料，以及获得所需颜色的组合。
本发明的涂料组合物优选不含VOC。但是，可以使用少量溶剂(优选醇)。当存在时，基于组合物的总重量，溶剂的存在量优选小于10重量％。更优选地，溶剂的存在量小于5重量％，或小于2重量％。
本发明的组合物还优选具有良好的过度印刷性。这允许在涂覆的基材上印刷文本或图形。
本发明的涂料提供纸和纸板包装的改进，其允许从塑料包装转换成纸包装，因此使用更环保的材料，其可以更容易地再循环。此外，本发明的组合物允许替换挤出涂有例如PE、PP、PLA等的纸基材。
本发明的涂料组合物可以通过任何合适的方法应用于基材。合适的涂覆方法包括但不限于凹版印刷、柔性版涂覆、幕涂、防水涂覆或Meyer棒涂。涂料组合物通常以足够的量施用以得到2至15g/m2干重量的涂层。例如，涂层的用量可以为4至15g/m2干重量；或2至12g/m2干重。
本发明的涂料组合物可以涂在纸或纸板基材的一面(单面)，或纸或纸板基材的两面(双面)。优选地，本发明的涂料组合物至少应用于形成容器或包装内部的一侧，并因此与其内容物接触。可以以任何构型将一个或多个涂层施加到基材的任一侧或两侧。本发明的涂料组合物应用于基材的每一面可以是相同的配方，或不同的配方。本发明的涂料组合物可以相同或不同的薄膜重量施加到基材的每一侧，这取决于预期的用途。在某些实施方案中，施加到基材表面上最终将成为容器内表面的涂层在产品抗性方面将更加坚固，因为它将与容器内的材料直接接触，同时涂层在基材表面上使用的将成为容器外表面的只需要对通过冷凝形成的水具有抵抗力。
为了使本发明的涂料适用于各种各样的情况(单面或双面涂覆、慢速和快速成型线、不同的密封温度等)，可要求在基材的每一面使用不同的涂料组合物；或厚度可变的层；或者其中一个基材面涂在另一面之前(印前或印后)；或基材的每一面都涂有不同于另一面的工艺(例如一个有两个凹版印刷，另一个有柔印等)。在任何情况下，在成型时不需要额外的材料或工艺步骤来实现边缘保护效果(抵抗油脂、油和水等)，因为这是通过熔融蜡原位获得的。使用本发明的涂料组合物的其他材料或工艺步骤的实例可以消除使用密封促进剂；嵌缝；喷蜡；保护带的并置；在杯子成形之前喷涂或后涂覆壁的边缘；将杯子内圈的边缘埋入一层预先涂在墙壁外圈上的粘合剂等。在所有这些实施例中，通过使用额外的材料和/或工艺步骤来获得阻隔性能以实现目标，这总是导致另外的失效模式，更长的处理时间，更高的复杂性以及最终更高的成本。通过使用本发明的涂料组合物消除这些缺点。
实施例
以下实施例说明了本发明的具体方面，并不意图在任何方面限制其范围，也不应该如此解释。
实施例1至5.可热封的水基涂料组合物
制备可热封的水基涂料组合物。配方示于表1至5中。
表1.实施例1
材料 重量％
Carboset 7424 78.9
Microcarb MC5 5.0
BYK 1740 0.1
Aquabead 325E 16.0
总计 100.00
表2.实施例2
表3.实施例3
材料 重量％
Texicryl 13813 77.6
Umbria Filler GS1D 7.0
Dowsil 8590 0.4
Ultralube E340FM 15.0
总计 100.00
表4.实施例4
材料 重量％
EOC 4174XP 78.6
Omayacoat 8500G 3.0
Tego Foamex 1488 0.4
Ultralube E235 18.0
总计 100.00
表5.实施例5
材料 重量％
Carboset GAW 7448 80.8
Hydrocarb OG EN SAC 4.0
Tego Foamex 800 0.2
Synthro PEL WA 491 15.0
总计 100.00
实施例6.纸板基材上的单面涂层
将涂料组合物施加到纸板基材的一面(内侧)，涂覆重量为12g/m2干重量。基材形成杯子。
将印刷的纸板放置在距离600℃热源约2英寸处约1-2秒。使用本领域已知的技术将纸板成形为杯子。
将涂有本发明涂料组合物的杯子的性能与涂有聚乙烯的标准纸杯(对比)进行比较。将有色液体(深色染色墨水)放入每个杯子中，并静置一段时间。液体通过边缘并进入基材，最终进入杯子的外部，在杯子的外侧显示为深色污渍。如图1(a)所示(1小时后)和图1(b)(3小时后)，显着更多的液体通过对比杯的接缝渗出。涂有本发明涂涂组合物的杯子在1小时或3小时内没有显示出这种芯吸或渗漏。也就是说，涂有本发明的涂料组合物的杯子更能抵抗液体通过杯子的接缝渗透。
实施例7.双面涂覆本发明的涂料组合物
涂料组合物用于制造杯子，其杯子的内部和外部都具有本发明的涂料组合物。将涂料组合物以12g/m2干重量的薄膜重量施加到粘土涂覆的纸板基材的内表面上。将印刷的纸板放置在距离600℃热源约2英寸处约1至2秒。在随后的涂覆操作中，将涂料组合物以约4g/m2干重量的膜重量施加到基材的外表面上。实施例7的涂覆杯在高容量包装线的高速和低温特性下密封。初始边缘保护结果与实施例6类似。
已经详细描述了本发明，包括其优选实施方案。然而，应当理解，本领域技术人员在考虑本公开内容后，可以对本发明进行修改和/或改进，这些修改和/或改进落入本发明的范围和精神内。

Claims (22)

1.一种可热封的水基涂料组合物，包含：
a)5重量％至90重量％的一种或多种丙烯酸类聚合物或共聚物乳液；
b)2重量％至25重量％的一种或多种熔融蜡；
c)5重量％至85重量％的水；和
d)0.01重量％至20重量％的一种或多种填料；
其中所述可热封的水基涂料组合物是包含所有项a、b、c和d的单一组合物；和
其中所述可热封的水基涂料组合物是可堆肥的。
2.权利要求1所述的组合物，其中所述熔融蜡的熔点为40℃至100℃。
3.权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种熔融蜡选自石蜡、丙烯酸接枝的石蜡、结晶蜡、聚乙烯蜡、高密度聚乙烯蜡、聚乙烯/聚四氟乙烯蜡、巴西棕榈蜡及其组合；和/或其中所述一种或多种丙烯酸类聚合物或共聚物乳液选自纯丙烯酸类聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物及其组合。
4.权利要求1的组合物，还包含一种或多种选自下列的添加剂：粘合促进剂、光稳定剂、脱气添加剂、流动促进剂、消泡剂、抗氧化剂、稳定剂、润湿剂、表面活性剂、粘土、填料、分散剂、增塑剂、流变添加剂、其它蜡、有机硅、着色剂及其组合。
5.权利要求1所述的组合物，其中所述涂料组合物是能够抵抗液体和蒸汽的渗透的屏障涂料组合物。
6.权利要求1所述的组合物，其中所述组合物是可回收的、可生物降解的和可堆肥的。
7.基材，包含权利要求1所述的涂料组合物。
8.权利要求7所述的基材，其是纤维素的。
9.权利要求7所述的基材，其中所述基材是可堆肥的；和/或其中所述基材是可再浆的。
10.制品，包括根据权利要求9所述的基材。
11.一种涂覆基材的方法，包括：
a)提供具有第一表面和第二表面的基材；
b)提供可热封的水基涂料组合物，包含：i)5重量％至90重量％的一种或多种丙烯酸类聚合物或共聚物乳液；ii)2重量％至25重量％的一种或多种熔融蜡；和iii)5重量％至85重量％的水；
c)将所述可热封涂料组合物施加到所述基材的所述第一表面、或所述第二表面、或所述第一表面和所述第二表面二者上；
d)在足够的温度下加热所述涂料以熔融所述涂料中的蜡，其中所述熔融的蜡渗透纸纤维；和
e)通过施加压力密封所述基板；
其中所述可热封的屏障涂料是可堆肥的。
12.权利要求11所述的方法，其中所述基材是纤维素基材。
13.权利要求11所述的方法，其中将多层的可热封的水基屏障涂料施加于所述基材。
14.权利要求11所述的方法，其中所述涂料通过凹版印刷、柔版印刷涂覆、幕涂、泛涂或Meyer棒涂来施加。
15.权利要求11所述的方法，其中所述涂料以2g/m2至15g/m2的干涂层重量来施加。
16.权利要求11所述的方法，其中所述涂料组合物作为防水涂层施加到所述基材的第一表面，然后将所述涂料对准地施加到所述第二表面，以使所述第二表面的密封边缘未涂覆，从而允许蜡渗透到密封中。
17.根权利要求11所述的方法，还包括将所述涂料涂覆到不含蜡的基材。
18.权利要求11所述的方法，其中所述熔融蜡的熔点为40℃至100℃。
19.权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种熔融蜡选自石蜡、丙烯酸接枝的石蜡、结晶蜡、聚乙烯蜡、高密度聚乙烯蜡、聚乙烯/聚四氟乙烯蜡、巴西棕榈蜡及其组合；和/或其中所述一种或多种丙烯酸类聚合物或共聚物乳液选自纯丙烯酸类聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物及其组合。
20.权利要求11所述的方法，其中所述可热封的水基涂料组合物还包含一种或多种选自下列的添加剂：粘合促进剂、光稳定剂、脱气添加剂、流动促进剂、消泡剂、抗氧化剂、稳定剂、润湿剂、表面活性剂、粘土、填料、分散剂、增塑剂、流变添加剂、其它蜡、有机硅、着色剂及其组合。
21.权利要求11所述的方法，其中所述可热封的水性涂料组合物是能够抵抗液体和蒸汽的渗透的屏障涂料组合物。
22.权利要求11所述的方法，其中所述可热封的水基涂料组合物是可回收的、可生物降解的和可堆肥的。
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