專利名稱：可重復使用的涂蠟容器的制作方法
技術領域：
本發明涉及改進的涂蠟容器，具體講，涉及可用液壓攪漿機在標準再漿化條件下對再漿化溫度或pH無明顯增加的情況下可再循環的涂蠟紙板容器。
多年來，一直用涂蠟容器，特別是涂蠟瓦楞紙板容器來運輸和儲藏家禽、魚和肉一類新鮮、易腐敗的食品，一般而言，在運輸和儲藏過程中在容器內裝填碎冰塊來使食品保持在冷凍狀態下，蠟則使容器既能防水又不怕潮濕。
頒予McDonald等人的US3892613、Ivy的US4017016、Hyland等人的US4126225和Halsell，Ⅱ等人的US4948033號專利中披露了涂蠟或浸漬蠟的紙板容器的例子。正如Halsell，Ⅱ等人所述每1000平方英尺紙板可浸漬6磅蠟混合物，然后每1000平方英尺再涂6.5磅蠟混合物。
目前涂蠟容器不能再循環使用有幾個原因。鑒于每年要用大量的涂蠟容器，所以很希望將這些容器循環作用而不是簡單地把它扔掉。回收廢紙一直是各個專利和研究工作的主題。例如，頒予Murphy，Jr.的US3440134、頒予DeCuester等人的US4347009、Hageman等人的US4548674和deRuvo的US4737238專利涉及了漿化廢紙的方法，特別涉及了對用過的瓦楞紙板容器進行漿化的方法。
對涂蠟容器進行再循環時一直存在著幾個問題。首先，涂蠟的目的是要使容器防水防潮，這種性質恰恰又和可重復使用的容器所需的基本性質發生相矛盾，即與再漿化性相矛盾。所以在再循環工藝中需要將涂蠟除去。第二，在除去涂蠟時，在容器上仍然會存在一部分蠟，或者說殘存的蠟會污染紙纖維。由于這種殘存的蠟會阻止或減少在紙板中可以獲得的諸如氫鍵一類纖維之間的結合鍵的數量，所以會降低再循環板的強度，第三，由于一般用于涂蠟容器的許多蠟熔點，為了除去這種涂層，需要改變再漿化條件的生產標準，例如使用較高的再漿化溫度。這就會導致增加能源消耗，損害再循環的利益。
目前，漿化站以大捆的形式回收用過的瓦楞容器板，由于在對涂蠟容器進行再漿化時所碰到的種種困難，如果發現這種紙捆中存在的涂蠟紙板的量過多會將整捆紙板扔掉，而不是進行再漿化。雖然這并不意味著嚴重的經濟損失，但從環境的角度考慮肯定應該引起關注。
為了對涂蠟容器進行再循環，希望設計一種能在慣用的或生產標準的再漿化溫度和pH條件下能從容器板上全部涂去的蠟涂層。為此目的，業已提出用鋁皂作為可重復作用的涂蠟容器的蠟的代用品，并且也考慮將鋁皂和脂肪酸合并起來使用。然而，為了除去這種涂層需要熱分散技術和堿性pH，不僅如此還需要同生產實踐相匹配的涂料。
為了滿足上述需要，本發明提供了一種可重復使用的容器和用于此種容器的涂料。所說容器涂覆以包含下述(1)和(2)的蠟組合物(1)熔點為130°F-160°F左右、在所說熔點以上10°F時粘度約為10-200厘泊的蠟;(2)最高達30%(重量計)左右的飽和或不飽和的有8-22個碳原子的脂肪酸，其中所說蠟包含20-45個左右碳原子的鏈烷烴混合物，在此鏈烷烴中，至少有60%(重量計)的鏈烷烴為25-32個左右的碳原子。
所說蠟組合物優選包含20-40個左右碳原子的鏈烷烴混合物，在此鏈烷烴中至少有60%左右(重量計)的石蠟是約有26-30個碳原子的。所說脂肪酸優先選自由十八烷酸、十六烷酸和十四烷酸組成的一組脂肪酸，所說蠟組合物可含10-30%左右的該脂肪酸。
本發明也提供了一種再循環涂覆以包含下述(1)和(2)蠟組合物涂覆的瓦楞紙板容器的方法(1)熔點為130°F-160°F左右、在所說熔點以上10°F時粘度約為10-200厘泊的蠟;(2)最高達30%(重量計)左右的飽和或不飽和的有8-22個碳原子的脂肪酸，其中所說蠟包含20-45個左右碳原子的鏈烷烴，在此鏈烷烴中至少有60%(重量計)的鏈烷烴為25-32個左右的碳原子。該方法包括在液壓攪漿機中、約130-160°F和pH約低于8.0的條件下對涂蠟容器再漿化。
所設計的本發明的容器主要用于運輸和儲藏易腐敗的食品，例如，家禽、肉和魚。本發明主要涉及一種紙板制的涂蠟容器。然而，本領域的普通技術人員知道，本發明也適用于制備任何希望容易再循環的涂蠟紙制器，例如，牛奶容器。除蠟涂料外，本發明的所說容器是慣用容器。
用于本發明的蠟其特征在于具有熔點約為130-160°F，優選140°F左右的、在所說熔點以上10°F時的粘度約為10-200厘泊，優選20厘泊左右的，且優選無灰的，即幾乎不含填料或無填料。優先選用的蠟其特征還在于包括約20-45個碳原子的鏈烷輕混合物，優選20-40個碳原子的鏈烷烴混合物，在含蠟的此混合物中，至少有60%(重量計)具有25-32個左右碳原子，更優選26-30個碳原子。適宜的蠟包括從Eastern Color和Chemical Company，Providence，RI購得的Ecco244號蠟和Boler1977號蠟。Ecco244號蠟是特別優選的。所說蠟可單獨使用，但優選的辦法是同脂肪酸一道使用。
據認為脂肪酸起著與蠟相容的皂前體作用，在液壓攪漿機中、對瓦楞紙板容器于漿化期間，一經加入堿金屬或堿土金屬氫氧化物或鹽來調節pH形成該脂肪酸的鹽。據理論上分析，實施本發明時，在再漿化期間，如蠟同所說脂肪酸一道使用，所用的部分蠟會產生分散在纖維中的小粒蠟，這部分蠟在再循環紙板中起著內膠粘劑的作用。據理論分析，不具上述特征的其它慣用蠟，會產生對纖維與纖維之間的粘接或氫鍵不利的較大的顆粒，因此會降低再將化產品的強度。
適宜的脂肪酸為含有的8-22個碳原子的那些飽和或不飽和的脂肪酸。適宜于本發明的脂肪酸的例子包括十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、癸酸、辛酸、二十烷酸、二十二烷酸、油酸、亞油酸等。優選脂肪酸包括十八烷酸、十六烷酸和十四烷酸。
所說脂肪酸的量視產品所需要的防水性及再漿化性而定。所說蠟組合物中所含脂肪酸量的上限取決于所需要的防水性。涂層的防水性有隨著脂肪酸濃度的增加而降低的趨勢。對大多數場合而言，所說蠟組合物可含高達30%左右的脂肪酸，優選10-25%左右的、最優選10-20%左右的脂肪酸。
所說紙板由兩片襯板組成，其間有瓦楞狀夾層。在制備涂蠟容器時，一般將此夾層浸在熔融的蠟浴中以使之浸漬上蠟組合物，一般在所說襯板的一面或二面涂上所說的蠟組合物。以前是用幕涂機來對所說襯板涂以蠟層的，然而，由于本發明的蠟組合物粘度低，所以使用噴涂技術是優選的。這樣可以對兩面同時進行涂覆，使用的涂料也較少，所以比現有的涂覆技術更加經濟。如果要想使用幕涂工藝，也可使用能增加蠟粘度的添加劑。一般而言，本發明的含蠟組合物的施涂量為每1000平方英尺平均5磅左右。更精確的講，所說的瓦楞夾層在浸漬所說蠟組合物時，其量為每1000平方英尺約3-5磅重的涂料，用所說的蠟組合物對所說瓦楞紙的里襯進行涂覆時，每1000平方英尺約用5-6磅重的蠟組合物。涂料的重量一般為成本對耐水性平衡的函數。
同現有技術的蠟相反，用于本發明的涂覆瓦楞紙板容器的蠟組合物特別具有吸引力，因為它能使涂蠟容器在標準再漿化條件下，例如，130-160°F溫度下和接近中性pH(例如6.5-7.5)的條件下用液壓攪漿機來進行再循環。可在任何堿性pH下來對所說容器進行再漿化，然而，為了與生產操作相適應，約低于8.0的pH是優選的，約低于7.0的pH是最優選的。用Ecoo244號蠟和十八烷酸的蠟組合物，在pH6.5下獲得了優異的結果。如再漿化水變成了乳狀，這就是蠟去除的證明。
將用下面的非限制性實施例來對本發明作較詳細的說明。
實施1用預熱的2號Meyer輥分別用含80%Ecco244號蠟和20%的十八烷酸的組合物及含100%Ecco244號蠟的組合物對兩片襯板進行涂覆。讓此組合物固化，然后用示于表1中的性質來進行評價。用慣用的辦法來測定MVTR(透濕氣率)、抗壓強度、手抄紙強度。
從所說襯板上準確地切割及稱重8平方英尺的樣品來評價船浸濕。然后，離此樣品四個邊1.5英寸的地方進行畫線及從角到此線斜折疊成風箱式的盤后，將其放在水中，然后再裝1英寸的水，72小時后，拆開樣品并用刮尺從該船的底上切下4″×4″規格的樣品，然后稱重測定百分吸水率。
把此復合板的一端浸在水中24小時，并測定此板的毛細作用來評價毛細現象。在24小時后，其毛細用作用約大于1/8英寸時表明，箱子性能方面的問題是可以預計的。把油放在經涂覆的此船的表面上，并用目視測定此涂層阻止滲透的能力來評價其吸油性。
在兩片吸墨紙之間夾一層手抄紙并加熱到250°F來評價其清潔性。用目視法來測定該手抄紙表面所沉積的蠟。
結果列于表1，這些結果是同一整套所需求的指標或目標相符的。
當然，本領域的普通技術人員可在不背離本發明精神的范圍內對上述實施方案作種種變化。不言而喻，本發明并不局限于所披露的特限定的范圍的精神中的各種變更。

權利要求
1.一種用于涂覆容器或其它紙板制品的蠟組合物，所說蠟組合物為包含下述(1)和(2)的蠟組合物(1)熔點為130°F--160°F左右、在所說熔點以上10°F時的粘度約為10--200厘泊的蠟；(2)最高達30%(重量計)左右的飽和或不飽和的含有8-22個碳原子的脂肪酸，其中所說蠟包含20--45個左右碳原子的鏈烷烴混合物，在此鏈烷烴中，至少有60%(重量計)的鏈烷烴含有25--32個左右的碳原子。
2.一種根據權利要求1的蠟組合物，其中所說蠟組合物包括約20-40個碳原子的鏈烷烴混合物，在所說石蠟中至少有60%(重量計)的是約26-30個碳原子的鏈烷烴。
3.一種根據權利要求1的蠟組合物，其中所說脂肪酸選自由十八烷酸、十六烷酸和十四烷酸組成的一組酸。
4.一種根據權利要求3的蠟組合物，其中所說蠟組合物含約10-30%的所說脂肪酸。
5.一種根據權利要求4的蠟組合物，其中所說蠟的熔點約14°F，在高于該熔點10°F時的粘度約為20厘泊。
6.一種可重復使用的紙板容器，其中所說容器是可在液壓攪漿機中，于約130-160°F及低于8.0的pH下可再漿化的。
7.一種根據權利要求6的容器，其中所說容器是可在液壓攪漿機中，于約130-160°F及低于8.0的pH下可再漿化的。
8.一種根據權利要求7的容器，其中所說pH約低于7.0。
9.一種根據權利要求6的容器，其中所說容器是瓦楞紙板容器。
10.一種根據權利要求9的容器，其中所說紙板的襯層按每1000平方英尺涂覆以3-6磅左右的量來涂覆所說蠟組合物。
11.一種根據權利要求9的容器，其中所說紙板的瓦楞紙夾層按每1000平方英尺浸漬2-5磅左右的量來浸漬所說蠟組合物。
12.一種再循環涂覆以包含下述(1)和(2)蠟組合物的瓦楞紙板容器的方法，所說(1)熔點130°F-160°F左右、在所說熔點以上10°下時的粘度約為10-200厘泊的蠟;(2)最高達30%(重量計)左右的飽和或不飽和的有8-22個碳原子的脂肪酸，其中所說蠟包含20-45個左右碳原子的鏈烷烴混合物，在此鏈烷烴中至少有60%(重量計)的鏈烷烴含有25-32個左右的碳原子，所說方法包括用液壓攪漿機，在約130-160°F和pH約低于8.0的條件下對所說涂蠟容器進行再漿化。
13.一種根據權利要求12的方法的，其中在可以將所說脂肪酸轉化為能乳化所說蠟的皂的堿金屬或堿土金屬氫氧化物或鹽存在下，對所說涂蠟容器進行再漿化。
全文摘要
本發明涉及一種用于涂覆容器或其它紙板制品的蠟組合物，所說蠟組合物為包含(1)熔點為約130℉—160℉、在該熔點以上10℉時的粘度約為10—200厘泊的蠟；(2)最高達約30％(重量計)的飽和或不飽和含8—22個碳的脂肪酸，其中所說蠟包含約20—45個碳的鏈烷烴混合物，其中至少有60％(重量計)的鏈烷烴含25—32個碳；一種可重復使用的紙板容器，該容器可在液壓攪漿機中，約130—160℉及低于8.0的pH下可再漿化；及一種再循環涂覆以包含上述(1)和(2)蠟組合物的瓦楞紙板容器的方法。
文檔編號D21H19/10GK1103237SQ94190098
公開日1995年5月31日 申請日期1994年1月10日 優先權日1993年2月5日
發明者J·Y·藍 申請人:米德公司