含有表面处理水性聚合物涂层的涂布基底及其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了例如被涂布的基底，其包含被经表面处理的水性聚合物涂层涂布的纤维素基基底。在一些实施方案中，水性聚合物涂层是使用电晕处理进行表面处理的。也公开了制备和使用所述被涂布的基底的方法。

Coating substrates containing surface treated water-based polymer coatings and their preparation and use methods

The present invention discloses, for example, a coated substrate, which contains a cellulose based substrate coated with a surface treated water-based polymer coating. In some of the implementation schemes, the water based polymer coating is treated by corona treatment. A method for preparing and using the coated substrate is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有表面处理水性聚合物涂层的涂布基底及其制备和使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年5月12日递交的美国临时申请No.62/160,252的优先权，将其内容全部引入本文以供参考。专利
本专利技术涉及改进的用于纤维素基基底的水性聚合物涂层，及其制备和使用方法。背景在纤维素基底上的聚乙烯膜提供优良的阻隔性能(即，防水、油脂、油和湿气)。因为聚乙烯膜在低温下是热塑性的，其可以自身热密封，在不使用额外粘合剂的情况下提供粘合。由于关注可持久性，在工业上已经致力于减少对于在纤维素基底上的涂层使用聚乙烯，例如通过使用水性聚合物涂料代替聚乙烯。但是，理想的是在纤维素基基底(cellulose-basedsubstrate)上具有改进性能的水性聚合物涂层。例如，当装满时，液体压力可以在杯子底部变得明显，导致在杯子底部与侧壁粘合的地方有时出现泄漏。泄漏也可以在粘合困难形状的地方出现。因此，需要具有改进粘合性的水性聚合物涂层。也需要具有在重叠边缘之间的改进粘合性的纤维素基底。本文公开的组合物和方法解决这些问题和其它需要。专利技术概述本文公开了例如被涂布的基底，其包含具有经表面处理的水性聚合物涂层的纤维素基基底。被涂布的基底可以包含纤维素基基底和在纤维素基基底表面上的水性聚合物涂层，其中水性聚合物涂层已经进行表面处理。在一些实施方案中，表面处理可以是高能放电。在一些实例中，水性聚合物涂层可以使用电晕处理进行表面处理。在一些实施方案中，纤维素基基底是纸板。在一些实施方案中，水性聚合物涂层含有纯的丙烯酸型共聚物，苯乙烯-丙烯酸型共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，乙烯基丙烯酸型共聚物，或其组合。在一些实施方案中，水性聚合物涂层含有低聚物稳定化的苯乙烯-丙烯酸型共聚物胶乳，表面活性剂稳定化的苯乙烯丙烯酸型共聚物胶乳，或其组合。水性聚合物涂层可以具有2-30g/m2的涂布重量(例如10-25g/m2)。在一些实施方案中，水性聚合物涂层还含有选自以下材料的经过表面处理的颜料：表面活性剂；疏水改性的聚合物；苯乙烯-丙烯酸型树脂乳液；苯乙烯-丁二烯胶乳乳液；硅烷、硅氧烷、硅氧烷/有机硅树脂共混物，和它们的碳基类似物，以及它们的组合，从而形成经处理的颜料。这里也公开了例如纸杯，其包含侧部和底部，和在纸杯的第一表面上的第一水性聚合物涂层，其中第一表面包括一个或多个侧部内表面或底部内表面，其中第一水性聚合物涂层已经进行表面处理，和其中侧部的底边经由含有第一水性聚合物涂层的密封粘合到底部的侧边。第一表面可以包括纸杯底部的内表面，纸杯侧部的内表面，或这两者。在一些实施方案中，纸杯包含在纸杯第二表面上的含有半结晶聚合物的第二涂层。当第一表面是侧部内表面时，第二表面可以包括纸杯底部的内表面。当第一表面是底部内表面时，第二表面可以包括纸杯侧部的内表面。纸杯侧部的底边可以经由含有第一水性聚合物涂层和第二涂层的密封粘合到底部的侧边。纸杯的侧部可以沿着侧边与其自身粘合。在一些实施方案中，第一水性聚合物涂层已经用高能放电进行表面处理。在一些实例中，第一水性聚合物涂层已经进行电晕处理。在一些实施方案中，半结晶聚合物含有低密度聚乙烯、脂族芳族聚酯、尼龙或其组合。在一些实例中，半结晶聚合物可以是低密度聚乙烯均聚物或低密度聚乙烯共聚物。半结晶聚合物可以任选地具有极性官能度。在一些实施方案中，低密度聚乙烯共聚物可以是乙烯和含有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或其组合的单体形成的共聚物。第二涂层可以具有0.4-2密耳的厚度。第二涂层可以具有95-105℃的熔点温度。第二涂层可以具有0.65-1.1g/cm3的密度。在一些实施方案中，用热咖啡在90℃的起始温度下基本上填充纸杯之后达到30分钟，纸杯没有显示沿着纸杯密封处的泄漏。也公开了制备本文所述的被涂布的基底和纸杯的方法。这些方法可以包括对水性聚合物涂层进行电晕处理。在一些实施方案中，电晕处理是在1-4(例如2-4)瓦特/每平方英尺每分钟下进行的。在下文中描述一个或多个实施方案的细节。其它特征、目标和优点将从以下描述和权利要求体现出来。附图简述图1是显示电晕处理、颜料(粘土)和树脂对于在150℃下热密封的影响的帕累托图(Paretochart)，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图2是显示电晕处理、颜料(粘土)和树脂对于在200℃下热密封的影响的帕累托图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图3是显示电晕处理、颜料(粘土)和树脂对于在250℃下热密封的影响的帕累托图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图4是显示电晕处理和颜料(粘土)对于在150℃下热密封的影响的预期平均值的图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图5是显示电晕处理和颜料(粘土)对于在200℃下热密封的影响的预期平均值的图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图6是显示电晕处理和颜料(粘土)对于在250℃下热密封的影响的预期平均值的图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图7是显示电晕处理、颜料(粘土)和树脂对于抗粘连性的影响的帕累托图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图8是显示颜料和树脂对于抗粘连性的影响的预期平均值的图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图9是是显示电晕处理、颜料(粘土)和树脂对于泄漏的影响的帕累托图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图10是显示颜料和树脂对于泄漏的影响的预期平均值的图，在p＝0.5的标准化效果估算下进行(95％置信水平)。图11是被水性聚合物涂层涂布的纸板表面的图像。图12是被水性聚合物涂层涂布的电晕处理纸板表面的图像。专利技术详述具体而言，本专利技术涉及被涂布的基底，其包含具有经表面处理的水性聚合物涂层的纤维素基基底。被涂布的基底包含纤维素基基底和在纤维素基基底表面上的水性聚合物涂层，其中水性聚合物涂层已经进行表面处理。在一些实施方案中，水性聚合物涂层可以使用高能放电进行表面处理。例如，第一水性聚合物涂层可以使用电晕处理进行表面处理。本专利技术也涉及纸杯，其包含被涂布的基底。本专利技术也公开了生产纸杯和被涂布的基底的方法。在一些实施方案中，本专利技术也涉及纸杯，其包含上述被水性聚合物涂层涂布的纤维素基基底。在一些实施方案中，纸杯也可以包含被半结晶聚合物涂层涂布的纤维素基基底。纤维素基基底可以包括任何能被半结晶聚合物和/或水性聚合物涂层涂布的纸。纤维素基基底可以包括纤维素纤维和/或其它纤维，例如聚合物纤维。在一些实施方案中，纤维素基基底包括纸、纸板或卡纸板。纤维素基基底可以包括再循环纸。纤维素基基底可以例如适合用作离型纸、纸盘或纸杯。在一些实施方案中，纤维素基基底的基重可以是80g/m2或更大(例如90g/m2或更大，100g/m2或更大，110g/m2或更大，120g/m2或更大，130g/m2或更大，140g/m2或更大，150g/m2或更大，160g/m2或更大，170g/m2或更大，180g/m2或更大，190g/m2或更大，200g/m2或更大，210g/m2或更大，220g/m2或更大，230g/m2或更大，240g/m2或更大，250g/m2或更大，26本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被涂布的基底，其包含：纤维素基基底，和在纤维素基基底表面上的水性聚合物涂层，其中水性聚合物涂层已经用高能放电进行表面处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.12 US 62/160,2521.一种被涂布的基底，其包含：纤维素基基底，和在纤维素基基底表面上的水性聚合物涂层，其中水性聚合物涂层已经用高能放电进行表面处理。2.根据权利要求1的被涂布的基底，其中纤维素基基底是纸板。3.根据权利要求1或2的被涂布的基底，其中水性聚合物涂层含有纯的丙烯酸型共聚物，苯乙烯-丙烯酸型共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，乙烯基丙烯酸型共聚物，或其组合。4.根据权利要求1–3中任一项的被涂布的基底，其中水性聚合物涂层含有低聚物稳定化的苯乙烯丙烯酸型共聚物胶乳，表面活性剂稳定化的苯乙烯丙烯酸型共聚物胶乳，或其组合。5.根据权利要求1–4中任一项的被涂布的基底，其中水性聚合物涂层具有2-30g/m2的涂布重量。6.根据权利要求1–5中任一项的被涂布的基底，其中水性聚合物涂层具有10-25g/m2的涂布重量。7.根据权利要求1–6中任一项的被涂布的基底，其中水性聚合物涂层还含有已经用选自以下的材料处理的颜料：表面活性剂；疏水改性的聚合物；苯乙烯-丙烯酸型树脂乳液；苯乙烯-丁二烯胶乳乳液；硅烷、硅氧烷、硅氧烷/有机硅树脂共混物，和它们的碳基类似物；以及它们的组合，从而形成经处理的颜料。8.根据权利要求1–7中任一项的被涂布的基底，其中水性聚合物涂层是使用电晕处理进行表面处理的。9.纸杯，其包含：侧部和底部，和在纸杯的第一表面上的第一水性聚合物涂层，其中第一表面包括一个或多个侧部内表面或底部内表面，其中第一水性聚合物涂层已经用高能放电进行表面处理，和其中侧部的底边经由含有第一水性聚合物涂层的密封粘合到底部的侧边。10.根据权利要求9的纸杯，其中第一水性聚合物涂层含有纯的丙烯酸型共聚物，苯乙烯-丙烯酸型共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，乙烯基丙烯酸型共聚物，或其组合。11.根据权利要求9或10的纸杯，其中第一表面包括纸杯底部的内表面。12.根据权利要求9-11中任一项的纸杯，其中第一表面包括纸杯侧部的内表面。13.根据权利要求9或10的纸杯，其中第一表面同时包括侧部内表面和底部内表面。14.根据权利要求9-13中任一项的纸杯，其中第一水性聚合物涂层是使用电晕处理进行表面处理的。15.根据权利要求9-12或14中任一项的纸杯，其中还在纸杯的第二表面上包含含有半结晶聚合物的第二涂层，其中当第一表面是侧部内表面时，第二表面包括纸杯底部的内表面；或者当第一表面是底部内表面时，第二表面包括纸杯侧部的内表面；和其中侧部的底边经由含有第一水性聚合物涂层和第二涂层的密封粘合到底部的侧边。16.根据权利要求15的纸杯，其中半结晶聚合物含有低密度聚乙烯、脂族芳族聚酯、尼龙或其组合。17.根据权利要求15或16的纸杯，其中半结晶聚合物含有低密度聚乙烯均聚物或低密度聚乙烯共聚物。18.根据权利要求15-17中任一项的纸杯，其中半结晶聚合物具有极性官能度。19.根据权利要求15-18中任一项的纸杯，其中半结晶聚合物包括低密度聚乙烯共聚物，其是乙烯和包含丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或其组合的单体形成的共聚物。20.根据权利要求15-19中任一项的纸杯，其中第二涂层具有0.5-2密耳的厚度。21.根据权利要求15-20中任一项的纸杯，其中半结晶聚合物具有95-105℃的熔点温度。22.根据权利要求15-21中任一项的纸杯，其中第二涂层具有0.65-1.1g/cm3的密度。23.根据权利要求9-22中任一项的纸杯，其中第一水性聚合物涂层还含有已经用选自以下的材料处理的颜料：表面活性剂；疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·康斯坦特，D·R·科迪尔，S·马图尔，P·海耶斯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE