使用乙烯-(甲基)丙烯酸聚合物的水分散性樹脂的環(huán)保紙涂覆劑的制造方法及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種食品包裝用環(huán)保紙成型物的制造，所述食品包裝用環(huán)保紙成型物 是將水分散涂覆液涂覆于紙類而制成的，其耐水性、耐油性、熱粘接性、堿水解性等優(yōu)異，所 述水分散涂覆液是將美國FDA認(rèn)證的消光劑、光滑劑、消泡劑等與水分散樹脂液混合而制 造的，所述水分散樹脂液是在乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物或者這些聚 合物的混合物中混合使用堿金屬氫氧化物、胺類、氨水等并將其中和而制造的。
【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，在食品中，固體物是指水、油或包含其的食品，并且利用塑料袋、鋁箱或 塑料包裝紙等進(jìn)行包裝，近年來，由于環(huán)境問題的嚴(yán)重性，迫切需要開發(fā)能夠替代的環(huán)保包 裝紙。
[0003] 因此，對于上述固體物，廣泛使用利用紙類的包裝紙進(jìn)行包裝的方法，對于此時(shí)使 用的樹脂，涂覆耐水、耐油性優(yōu)異且具有熱粘接功能的聚乙烯后使用。
[0004] 尤其以紙杯為代表的紙容器和成型物通過對聚乙烯碎片施加高溫的熱而使其溶 解后，與原紙進(jìn)行熱熔接的方法來制造，此時(shí)，在聚乙烯碎片的溶解工序中，產(chǎn)生疑是致癌 物質(zhì)的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，并隨之產(chǎn)生大氣污染。此外，實(shí)際情況是，由于再利用過程困難，即 使填埋也因無法自然分解而使處理費(fèi)用高，因此大部分會被焚燒。進(jìn)一步，以往制品在使用 /廢棄過程中很可能會釋放環(huán)境激素，從而在食品衛(wèi)生和安全性方面造成問題，因此從環(huán)境 破壞和資源的再利用觀點(diǎn)出發(fā)，其存在局限。
[0005] 乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物已制成多種商業(yè)產(chǎn)品，很久以前 便已知將這些樹脂中的羧基用胺類、堿金屬化合物、氨水等進(jìn)行中和而制造水性分散液的 方法，并且在商業(yè)上也可獲得多種水分散的制品。
[0006] 其中，對于使用堿金屬氫氧化物將上述共聚物分散于水的分散液，雖然制造容易， 但得到的被膜的耐水性差，對于使用氨分散于水中的水性分散液，雖然制造稍困難，但得到 的涂膜的耐水性優(yōu)異。
[0007] 單獨(dú)使用氨制造水性分散液時(shí)，與乙烯-甲基丙烯酸共聚物相比，乙烯-丙烯酸共 聚物更容易制造。
[0008] 如果相對于共聚而得的樹脂中所包含的丙烯酸或甲基丙烯酸的摩爾數(shù)，將氨的使 用量（中和的程度）較多地設(shè)為1〇〇摩爾％以上，則雖然存在能夠使之分散的傾向，但得到 的分散液的粘度變高或過濾后殘留物變多，并且來自氨的獨(dú)特的惡臭變強(qiáng)，因此在改善水 性分散液的使用環(huán)境方面存在課題。
[0009] 在乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物中，根據(jù)丙烯酸或甲基丙烯酸 的含量，用胺類、堿金屬化合物、氨水等中和而制造的水性分散液的制造方法、水分散性的 容易程度、被膜的熱粘接溫度等會不同。
[0010] 此外，根據(jù)為了中和丙烯酸或甲基丙烯酸而使用的胺類、堿金屬化合物、氨水等的 種類和它們的混合比率，水性分散液的制造方法、水分散性的容易程度、分散液的固體成 分、粘度等會不同。
[0011] S卩，如果酸的含量高，則水分散性良好，但會因熱粘接溫度降低而使耐熱性變差， 如果酸的含量低，則水分散性差，但會因熱粘接溫度升高而使耐熱性變得良好。
[0012] 對于利用胺類的丙烯酸或甲基丙烯酸的中和，雖然水分散容易，但存在使水分散 而成的溶液的粘度變高的傾向，對于利用氨水的中和，雖然水分散稍稍困難，但存在制造的 水分散液的粘度變低的傾向。
[0013] 公開專利10-2011-0132554中公開了如下用途：將乙烯-甲基丙烯酸共聚物在水 性介質(zhì)中與氨水和碳原子數(shù)3個以上的醇類混合進(jìn)行中和、分散，從而作為防腐蝕材料。在 該專利中沒有涉及對于使用乙烯-丙烯酸共聚物的內(nèi)容、對于混合使用堿金屬和氨水的水 分散方法以及對于食品包裝用紙的用途。
[0014] 公開專利10-2012-0112699中公開了關(guān)于水分散性防腐蝕涂料的內(nèi)容，所述水分 散性防腐蝕涂料混合使用乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物中丙烯酸或甲基 丙烯酸的含量為8重量％以上的共聚物與烷醇胺類、氨水和低級醇。
[0015] 該專利使用高分子量的低揮發(fā)性烷基胺類，并且用作鋼材的防腐蝕涂料。如果用 作食品包裝用紙涂覆劑，則存在如下問題：由于烷基胺的揮發(fā)性小，涂覆于紙后烷基胺類殘 留，因此產(chǎn)生惡臭，并且沒有提及制品的用途或食品包裝用紙制品，以及沒有記載混用堿金 屬化合物和氨水的內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 技術(shù)課題
[0017] 本發(fā)明解決了上述問題，并且是根據(jù)上述必要性而提出的發(fā)明，本發(fā)明的目的在 于，制造一種水分散性樹脂，并利用其來提供一種適合食品包裝用途的環(huán)保紙涂覆劑，所述 水分散性樹脂由于對使用天然紙漿的紙板賦予耐水、耐油性功能，在需要成型的后續(xù)加工 中，可進(jìn)行熱粘接且沒有輥粘連，因此具有與目前的紙容器制作工序中一直使用的聚乙烯 相同的效果且可再利用。
[0018] 本發(fā)明另一目的在于，提供一種環(huán)保紙成型物。
[0019] 解決技術(shù)的方法
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水性分散液的制造方法，所述水性分散液是 通過在乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物或者這些聚合物的混合物中混合使 用胺類、堿金屬氫氧化物和氨水，并將其在水性介質(zhì)中進(jìn)行中和而制造的。
[0021 ] 在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，優(yōu)選上述乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯_甲基丙烯酸共 聚物或這些聚合物的混合物是將丙烯酸和甲基丙烯酸的總含量為12wt% -21wt%的樹脂 在水性介質(zhì)中進(jìn)行中和、分散而制造的，但不限于此。
[0022] 在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，上述水性分散液是將乙烯_丙烯酸共聚物、乙烯-甲基 丙烯酸共聚物或這些聚合物的混合物在水性介質(zhì)中進(jìn)行中和、分散而制造的水分散液，由 所述水分散液形成的被膜的熔融溫度（根據(jù)DSC(差示掃描量熱法）測定）優(yōu)選為75°C以 上，但不限于此。
[0023] 此外，本發(fā)明提供一種水性分散液，其由上述本發(fā)明的制造方法制造，并且在混合 了乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物或這些聚合物的樹脂中，丙烯酸或甲基丙 烯酸的中和中所使用的堿金屬氫氧化物、胺類、氨水的總摩爾％相對于丙烯酸或甲基丙烯 酸的摩爾％處于60摩爾％ -200摩爾％的范圍。
[0024] 此外，本發(fā)明提供一種水性分散液，其由上述本發(fā)明的制造方法制造，在混合了乙 烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物或這些聚合物的樹脂中，混合丙烯酸或甲基丙 烯酸的中和中所使用的堿金屬氫氧化物、胺類和氨水時(shí)，它們的混合摩爾％的比率即胺類/ 氨水的摩爾％比率處于99/1-1/99的范圍。
[0025] 此外，本發(fā)明提供一種水性分散液，其由上述本發(fā)明的制造方法制造，在混合了乙 烯-丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸共聚物或這些聚合物的樹脂中，混合丙烯酸或甲基丙烯酸的 中和中所使用的堿金屬氫氧化物、胺類和氨水時(shí)，它們的混合摩爾％的比率即堿金屬氫氧 化物八胺類+氨水）的摩爾％比率處于40/60-1/99的范圍。
[0026] 此外，本發(fā)明提供一種水性分散液，其由上述本發(fā)明的制造方法制造，上述分散液 的固體成分為 10_40wt%，粘度為 100-10, 000cps/25°C。
[0027] 此外，本發(fā)明提供一種紙涂覆液的制造方法，其在由上述本發(fā)明的制造方法制造 水性分散液中混合包含消光劑、光滑劑和消泡劑的添加劑，制造作為紙涂覆劑提高了機(jī)械 適性，以及防水性、耐水性、耐油性、熱粘接性、耐熱性、耐粘連性和堿水解性的紙涂覆液。
[0028] 此外，本發(fā)明提供一種紙涂覆液的制造方法，其在由上述本發(fā)明的制造方法制造 的水性分散液中，添加相對于水性分散液的固體成分為l-l〇wt%的二氧化硅粉末，并使用 0.l-5wt%的聚醚硅氧烷系光滑劑，制造紙涂覆液。
[0029] 在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，上述紙涂覆液優(yōu)選固體成分為15_30wt%，粘度為 50-5, 000cps/25°C，但不限于此。
[0030] 此外，本發(fā)明提供由上述本發(fā)明的紙涂覆液的制造方法制造的紙涂覆液。
[0031] 此外，本發(fā)明提供利用上述本發(fā)明的紙涂覆液涂覆的紙成型物。
[0032] 在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，上述紙成型物優(yōu)選為紙杯，但不限于此。
[0033] 以下，對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0034] 本發(fā)明試圖制造一種水分散性樹脂，并利用其來制造適合食品包裝用途的環(huán)保紙 涂覆劑，所述水分散性樹脂由于對使用天然紙漿的紙板賦予耐水、耐油性功能，在需要成型 的后續(xù)加工中，可進(jìn)行熱粘接且沒有輥粘連，因此具有與目前紙容器制造工序中一直使用 的聚乙烯相同的效果且可再利用。
[0035] 通過使用向水分散性樹脂添加消光劑、光滑劑和消泡劑等而成的涂覆液來替代以 往的聚乙烯涂覆，能夠表現(xiàn)出耐水性、耐油性、以及熱粘接性、耐熱性等物性，并且以往的聚 乙烯制品中無法實(shí)現(xiàn)的紙漿的再生可通過本技術(shù)利用現(xiàn)有工序來使紙漿再生，從而可制造 自然狀態(tài)下不會污染土壤，可生物降解的環(huán)保食品用紙，所述水分散性樹脂是將乙烯-丙 烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物或這些聚合物的混合物進(jìn)行中和、分散而制造的。
[0036] 在中和乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物或者這些聚合物的混合物 中存在的丙稀酸或甲基丙稀酸時(shí)，為了制造提尚分散性、可制造低粘度的制品、惡臭少、食 品包裝容器的制造所需的耐水性、耐油性和熱粘接性等優(yōu)異，并具有耐熱性的水性分散體， 本發(fā)明進(jìn)行了研究，其結(jié)果是，通過將乙烯_丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物或這 些聚合物的混合物與高揮發(fā)性的胺類、堿金屬氫氧化物和氨水混合使用，可制造適合用于 紙涂覆的水性分散劑。
[0037] 首先，本發(fā)明中用于制造水性分散液的具體方法如下。
[0038] 1)-種水性分散液的制造方法，所述水性分散液是在乙烯_丙烯酸共聚物、乙 烯-甲基丙烯酸共聚物或這些聚合物的混合物中混合使用胺類、堿金屬氫氧化物、氨水等， 并將其在水性介質(zhì)中進(jìn)行中和而制造的。
[0039] 2)-種制造涂覆液的方法，其在上述1)的水性分散液中混合美國FDA認(rèn)證的消光 劑、光滑劑、消泡劑等添加劑，所述涂覆液適合作為紙涂覆劑，并且耐水性、耐油性、熱粘接 性、耐熱性、堿水解性等優(yōu)異。
[0040] 3)-種水