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Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden aus Polyolefinen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden, insbesondere Filmen, aus gegebenenfalls molekularorientierten Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen, welche auf die vorzugsweise oberflächenbehandelten Gebilde aufzubringen und anschliessend zu trocknen ist. Diese Mischung ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie in Wasser 5-20 Gew.-% eines Kopolymeren eines Vinylmonomeren und einer ungesättigten organischen Säure in Form eines Salzes mit einer wasserlöslichen Base, vorzugsweise Ammoniak, gelöst, 3-15 Gew.-% eines fein verteilten anorganischen Materials dispergiert und gegebenenfalls ein Trennmittel enthält.
Mit einer solchen erfindungsgemässen Mischung beschichtete Gebilde, insbesondere Filme aus Polyolefinen, können unterhalb des Schmelzpunktes des Polyolefins einwandfrei warm verschweisst werden und die erhaltene Schweissstelle ist trotz ihrer beträchtlichen Festigkeit aufschälbar. Dieser Vorteil macht sich insbesondere bei für Verpackungszwecke verwendeten Filmen aus Polyolefinen bemerkbar, da es nicht mehr erforderlich ist, die Verpackung beim Öffnen derselben zu zerstören.
Ein weiterer Vorteil von mit einer erfindungsgemässen Mischung beschichteten Gebilden aus Polyolefinen, welcher insbesondere bei Polyolefinfilmen zur Geltung kommt, ist der, dass mit der erfindungsgemässen Mischung beschichtete Polyolefinfilme soweit versteift sind, dass sie ohne weiteres in automatischen Verpackungsmaschinen verwendet werden können, die für Cellophan als Verpackungsmaterial eingerichtet sind.
Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass mit der erfindungsgemässen Mischung beschichtete Gebilde aus Polyolefinen, insbesondere Filme, hervorragende Warmgleiteigenschaften besitzen, d. h. dass derartige Gebilde bei Berührung mit den heissen Schweisswerkzeugen nicht dazu neigen, an denselben anzukleben, wodurch die Eignung mit der erfindungsgemässen Mischung beschichteter Polyolefinfilme als in automatischen Verpackungseinrichtungen mit Schweissbacken od. dgl. zu verarbeitendes Verpackungsmaterial besonders oder strichliert.
Für eine erfindungsgemässe Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden aus Polyolefinen geeignete Kopolymere eines Vinylmonomeren und einer ungesättigten organischen Säure, sind im weitesten Sinne Kopolymere von Vinylestern, wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat u. dgl., in denen das organische Säureradikal 2-8 Kohlenstoffatome aufweist, mit einer ungesättigten organischen Säure. Die ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung soll eine olefinische Bindung sein. Die ungesättigte organische Säure kann, wie beispielsweise Acrylsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, Methacrylsäure, Tiglinsäure und Angelicasäure bis zu sechs Kohlenstoffatomen enthalten.
Auch die Monoester zweibasischer Säuren, wie beispielsweise die Monomethyl-, Monoäthyl-, Monobutylester der Malonsäure, Fumarsäure, Itaconsäure oder Citraconsäure u. dgl. und auch Mischungen dieser sind brauchbar. Gemäss der Erfindung werden vor allem solche Kopolymere verwendet, welche aus Vinylazetat und einer olefinisch ungesättigten organischen Säure, vorzugsweise Crotonsäure, insbesondere aus
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Gleich gut brauchbar sind aber auch Kopolymere des Vinylazetats mit Monoestern der Maleinsäure, insbesondere Monoestern von Alkoholen mit 1-8 Kohlenstoffatomen, da diese Verbindungen leicht erhältlich sind, sich in schwach alkalischen wässerigen Lösungen leicht lösen, gute Filmbildungseigenschaften besitzen und innerhalb eines weiten Temperaturbereiches durch Wärme zu einer aufschälbaren Verbindung verschweissbar sind.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessantesten Kopolymere besitzen in molarer Lösung in Äthanol Viskositäten zwischen 5 und 30 Centipoise. Diese Viskositätswerte für Lösungen der Kopolymere liegen jedoch nur vorzugsweise und nicht notwendigerweise in diesem Bereich.
Die genannten Kopolymere können beispielsweise nach den in den USA-Patentschriften Nr. 2, 263, 598, 2, 317, 725, 2, 657, 187, 2, 643, 245, 2, 657, 189, 2, 816, 877, 2, 643, 246 beschriebenen Verfahren hergestellt worden sein. Die genannten Polymere gehen mit der Polyolefinoberfläche, insbesondere wenn diese einer aktivierenden Oberflächenbehandlung unterworfen worden ist, eine feste Bindung ein, die mit homopolymeren Polyvinylacetatharzen, welche häufig als "Latices" bezeichnet werden, nicht erreicht werden kann. Als Kopolymer wird ein solches gewählt, das bei Temperaturen unterhalb des Erweichungspunktes bzw. Schmelzpunktes des in Frage kommenden Polyolefins verschweisst werden kann.
Die Schweisstemperatur des Kopolymeren muss im Falle molekularorientierter Polyolefine niedriger liegen als im Falle
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molekular nicht orientierter Polyolefinfilme um eine Beeinträchtigung der Eigenschaften molekular orien- tierter Polyolefine zu vermeiden. Die Auswahl des für ein bestimmtes Polyolefin in Frage kommenden Ko- polymeren aus einem Vinylmonomeren und einer ungesättigten organischen Säure kann jedoch auf Grund einfacher Versuche getroffen werden.
Die erfindungsgemässe Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden aus Poly- olefinen enthält, um diesen Gebilden die erforderlichen Wärmegleiteigenschaften zu erteilen, ein fein ver- teiltes anorganisches Material dispergiert. Dieses fein verteilte anorganische Material bewirkt, dass mit der erfindungsgemässen Mischung überzogene Gebilde aus Polyolefinen bei Berührung mit warmen Flächen an diesen Flächen nicht kleben bleiben. Dies ist auch hier wieder für den Fall von Polyolefinfilmen von besonderer Wichtigkeit, die in Verpackungsmaschinen verwendet werden sollen. Gemäss der Erfindung wird als ein solches feinverteiltes anorganisches Material Siliziumdioxyd verwendet.
Dieses Silizium- dioxyd kann beispielsweise in Form kolloider Kieselsäure zur Anwendung gelangen, welche vorzugsweise als alkalisch stabilisierte Dispersion verwendet wird. Es können aber auch andere in Wasser unlösliche feste Stoffe, wie beispielsweise Diatomeenerde, Calciumsilicat, Bentonit und fein verteilte Tone verwendet werden. Zwecks Erzielung bester Wirksamkeit ist es wünschenswert, diese fein verteilten anorganischen
Stoffe in einer Teilchengrösse von zwischen 18 und 200 ma anzuwenden.
Mit der erfindungsgemässen Mischung überzogene Gebilde aus Polyolefinen neigen bei der Lagerung dazu, sich an aneinanderliegenden Flächen miteinander zu verbinden. Diese Erscheinung tritt insbesondere bei Filmen aus Polyolefinen auf, wenn solche Filme entweder als Rollen oder als Blattstapel gelagert werden.
Die Neigung der mit einer erfindungsgemässen Mischung beschichteten Gebilde aus Polyolefinen bei der Lagerung zusammenzukleben, steigt mit der Temperatur und mit der relativen Luftfeuchtigkeit. Um zu vermeiden, dass auch unter extremen Lagerbedingungen mit Temperaturen bis zu 45 C und relativen Luftfeuchtigkeiten bis 100% mit der erfindungsgemässen Mischung beschichtete Gebilde aus Polyolefinen zusammenkleben, kann bereits in der erfindungsgemässen Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden aus Polyolefinen ein Trennmittel enthalten sein. Im vorliegenden Falle erwiesen sich fein verteilte Wachse und wachsähnliche Stoffe mit Schmelzpunkten oberhalb der maximalen Lagerungstemperatur, welche bei dieser Temperatur im Kopolymeren unlöslich sind, als besonders geeignet.
Typische Beispiele für in erfindungsgemässen Mischungen als Trennmittel wirkende Stoffe sind natürliche Wachse, wie Paraffin, mikrokristallines Wachs, Bienenwachs, Carnaubawachs, Japanwachs, Montanwachs u. dgl. und synthetische Wachse, wie beispielsweise hydriertes Rizinusöl, chlorierte Kohlenwasserstoffe, langkettige Fettsäureamide u. dgl. Eine weitere Gruppe von Stoffen, die zum selben Zweck der Überzugsmischung zugesetzt werden können, bilden fein verteilte Hochpolymere, die bei höheren Temperaturen als der maximalen Lagerungstemperatur erweichen und im Kopolymeren unlöslich sind. Typische Beispiele für solche Hochpolymere sind Polyvinylchlorid und dessen Kopolymere, Polystyrol, Polymethylmethacrylat u. dgl.
Es wurde weiters gefunden, dass beispielsweise häufig das verwendete, die Warmgleiteigenschaft vermittelnde Agens ebenfalls als das das gegenseitige Verbinden von mit der Überzugsmischung überzogener aneinanderliegender Teile verhindernde Mittel wirkt. Ein solches Material ist beispielsweise alkalistabilisierte Kieselsäure, wie im einzelnen noch in den folgenden Beispielen gezeigt werden wird.
Mit der erfindungsgemässen Mischung können beliebige Gebilde aus beliebigen Polyolefinen beschichtet werden. Das Polyolefin, beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen, etwa in Form eines Filmes, muss lediglich einen Schmelzpunkt besitzen, der oberhalb der für das Kopolymere erforderlichen Schweisstemperatur liegt, oder umgekehrt, die Schweisstemperatur des Kopolymeren muss unterhalb des Schmelzpunktes des Polyolefins liegen.
Die erfindungsgemässe Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden aus Polyolefinen wird in an sich bekannter Weise auf diese Gebilde, beispielsweise durch Tauchung, Aufsprühen, Aufbürsten, Aufwalzen u. dgl., vorzugsweise bei Temperaturen von 15 bis 65 C, aufgebracht. Die überschüssige wässerige Lösung kann durch Abquetschwalzen, Schabmesser u. dgl. entfernt werden. Die Überzugsmischung soll in einer solchen Menge angewendet werden, dass nach dem Trocknen eine glatte und gleichmässig starke Schicht des Überzuges in einer Stärke von 0, 58 bis 12, 7 {je, vorzugsweise 1, 27 bis 2, 54 L, erhalten wird. Ein Überzug eines Polyolefinfilmes in solcher Stärke ist ausreichend, um ausreichende Wärmeverbindbarkeit zu erzielen und dem Polyolefinfilm ausreichende Steifigkeit zu erteilen.
Der auf dem Polyolefin aufgebrachte Überzug wird durch Heissluft, durch Strahlungswärme oder auf irgendeine andere Weise getrocknet. Beim Trocknen wird das Ammonium- oder Aminsalz des Kopolymeren unter Abspaltung des Ammoniaks oder des Amins zersetzt, so dass ein mit einem in Wasser nicht löslichen, klaren, haftfesten und glänzenden Überzug versehenes Polyolefin, beispielsweise in Form eines für Verpackung
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die dem Polyolefinfilm gute Wärmegleiteigenschaften, verbesserten Glanz, verringerte Neigung zur Faltenbildung bzw.
grössere Steifigkeit, gute Wärmeverschweissbarkeit und auch verringerte Neigung zum gegenseitigen Haften beim Lagern erteilt, so dass ein solcher Film in derzeit leicht im Handel erhältlichen Verpackungs- und Verschlussmaschinen verwendet werden kann, ohne grundlegende Abänderungen an diesen Maschinen treffen zu müssen, wobei in diesen Maschinen ein sicherer, jedoch aufschälbarer Verschluss hergestellt werden kann. Die mit dem Überzug versehene Grundlage aus einem Polyäthylenfilm ist somit durchaus geeignet, in derzeit bestehenden automatischen Verpackungsmaschinen, wie beispielsweise den
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beschichtet.
Der getrocknete überzogene Film wurde dann auf Rollen gewickelt und für die Verwendung als Verpackungsfilm in geeignete Breiten geschnitten.
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<tb>
<tb> :Stärke <SEP> zut
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> L* <SEP> 139 <SEP> kg/cm2¯ <SEP> 4%
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> **........................ <SEP> 139 <SEP> kg/cm2¯ <SEP> 4%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L........................ <SEP> 182 <SEP> kg/cm18%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> ........................ <SEP> 145 <SEP> kg/cm <SEP> 15% <SEP>
<tb> Dehnung, <SEP> L...................................... <SEP> 430%¯10%
<tb> Dehnung, <SEP> Q <SEP> .................................. <SEP> 500%¯34%
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> L.......
<SEP> 3190 <SEP> kg/cm <SEP> 4% <SEP>
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> Q....... <SEP> 4060 <SEP> kg/cm2¯ <SEP> 7%
<tb> Verarbeitbarkeit <SEP> ***............................. <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> g/cm
<tb> Gardner <SEP> Trübung <SEP> ............................. <SEP> 3,4¯9%
<tb> 45 <SEP> Gardner <SEP> Glanz............................. <SEP> 83, <SEP> 21% <SEP>
<tb>
* L = Längsrichtung der Maschine.
** Q = Querrichtung der Maschine.
*** Verarbeitbarkeit bedeutet ein Mass für die Steifigkeit eines dünnen Filmes, wie sie durch das Thwing-Albert Handle-O-Meter bestimmt wird. Dieser Wert stellt einen wertvollen Hinweis für die Brauchbarkeit eines in für Cellophan, das eine Verarbeitbarkeit von etwa 7, 5 g/cm besitzt, eingerichteten automatischen Verpackungsmaschinen zu verwendenden Filmes dar.
Die Eigenschaften des beschichteten Filmes waren folgende :
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<tb>
<tb> Dicke <SEP> des <SEP> Überzuges <SEP> (auf <SEP> jeder <SEP> Seite) <SEP> 0,178 <SEP> ,u <SEP>
<tb> Anfängliche <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L <SEP> 156 <SEP> kg/cm6%
<tb> Anfängliche <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> ...................... <SEP> 169 <SEP> kg/cm4%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L........................ <SEP> 179 <SEP> kg/cm6%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q........................... <SEP> 143 <SEP> kg/cm5%
<tb> Dehnung, <SEP> L <SEP> .................................. <SEP> 410%¯10%
<tb> Dehnung, <SEP> Q..................................... <SEP> 430%¯33%
<tb> Elastizitätsmodul, <SEP> L.............................. <SEP> 8090 <SEP> kg/cm4%
<tb> Elastizitätsmodul, <SEP> Q <SEP> ..............................
<SEP> 9250 <SEP> kg/cm2¯4%
<tb> Verarbeitbarkeit <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP> g/cm
<tb> Gardner <SEP> Trübung <SEP> ............................. <SEP> 1,2¯8%
<tb> 45 <SEP> Gardner <SEP> Glanz............................. <SEP> 81, <SEP> 11% <SEP>
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle*...................... <SEP> 39,4 <SEP> g/cm
<tb>
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8 C,3, 5 sec und einem Druck von 4, 65 g/cm2 vorgenommen.
Die Beständigkeit des beschichteten Filmes gegenüber gegenseitiges Haften ist bei 37, 50 C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit ausgezeichnet.
Eine Rolle dieses beschichteten Filmes wurde dann in eine Brotverpackungsmaschine der Firma American Machine and Foundry, Model 3-121, eingelegt und zur Verpackung von Brotlaiben verwendet. Die Temperaturen der verschiedenen beheizten Druckplatten wurden geregelt, so dass eine dichte, jedoch auftrennbare Verschweissung erhalten wurde. Auf diese Art und Weise konnten 50-60 Brotlaibe pro Minute kontinuierlich verpackt werden.
Beispiel 2 : Weitere Beispiele verschiedener zum Vergleich dienender Überzugsmischungen sind zusammen mit den mit diesen Überzugsmischungen erzielbaren Ergebnissen in der folgenden Tabelle 1 angeführt. Bei allen in dieser Tabelle angeführten Versuchen wurde die Durchsichtigkeit, die Schweissstelle (sowohl deren Festigkeit als auch deren Auftrennbarkeit), die Wärmegleitfähigkeit und der Widerstand gegenüber gegenseitiges Anhaften bestimmt. Der Widerstand gegenüber gegenseitiges Anhaften war lediglich in Versuch 1 bei 48,8¯ C nicht zufriedenstellend, da bei der in Frage kommenden Überzugsmischung nicht genügend das gegenseitige Haften verhinderndes Trennmittel anwesend war.
Die in dieser Tabelle angegebenen verschiedenen Mengen der verschiedenen Bestandteile der Überzugsmischung sind in Prozenten der Überzugsmischung angegeben.
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Tabelle 1 :
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Nr. <SEP> l <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> ! <SEP> 6 <SEP>
<tb> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und <SEP> 3%Crotonsäure, <SEP> % <SEP> Viscosität <SEP>
<tb> 10 <SEP> cps. <SEP> ........... <SEP> 12,1 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und <SEP> 5%Croton- <SEP>
<tb> säure, <SEP> % <SEP> Viscosität
<tb> 10 <SEP> cps. <SEP> ........... <SEP> - <SEP> 12,1 <SEP> 12,1 <SEP> 12,1 <SEP> 12,1 <SEP> 12,1
<tb> Ammoniak, <SEP> 28% <SEP> aq...
<SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure.. <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> 5, <SEP> 3-5, <SEP> 3 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP>
<tb> NH4-Salz <SEP> einer <SEP> komplexen <SEP> polymeren <SEP> organischen <SEP> Säure.... <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP>
<tb> Hydratisiertes <SEP> Calciumsilicat..............-0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 5-0, <SEP> 1- <SEP>
<tb> Hydriertes <SEP> Rizinusöl.. <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 84, <SEP> 4 <SEP> 82, <SEP> 3 <SEP> 87, <SEP> 2 <SEP> 82, <SEP> 4 <SEP> 82, <SEP> 3 <SEP> 81, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Dicke <SEP> des <SEP> Überzuges
<tb> (li <SEP> pro <SEP> Seite)........
<SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> 1, <SEP> 27 <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP>
<tb> Durchsichtigkeit...... <SEP> gut <SEP> gut <SEP> aus-gut <SEP> aus-gut <SEP>
<tb> reichend <SEP> reichend
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schreibsteller <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> aus-aus-gut
<tb> reichend <SEP> reichend
<tb> Warmgleitfähigkeit.... <SEP> aus-sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> reichend
<tb> Haftwiderstand <SEP> bei
<tb> 22, <SEP> 50 <SEP> C <SEP> und <SEP> 65% <SEP> re- <SEP>
<tb> lativer <SEP> Feuchtigkeit.. <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Haftwiderstand <SEP> bei
<tb> 48, <SEP> 9 <SEP> C <SEP> und <SEP> 30% <SEP> re- <SEP>
<tb> lativer <SEP> Feuchtigkeit.. <SEP> schlecht <SEP> aus-gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> reichend
<tb>
Beispiel 3 :
In der untenstehenden Tabelle 2 sind die verschiedenen Bestandteile in Teilen pro Teil kopolymeren Harzes angegeben. Die in dieser Tabelle angeführten verschiedenen Versuche zeigen die Wirkung der Konzentration der kolloidalen Kieselsäure als Warmgleiteigenschaften lieferndes Agens.
Die Versuche 9,10 und 11 sind hinsichtlich aller gewünschter Eigenschaften zufriedenstellend ausgefallen, während die Versuche 7 und 8 sowohl hinsichtlich der Wärmegleiteigenschaften als auch hinsichtlich des Widerstandes gegenüber gegenseitiges Anhaften infolge der relativ niedrigen Konzentration kolloidaler Kieselsäure in der Überzugsmischung unzufriedenstellende Ergebnisse zeigen.
Tabelle 2 :
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Nr. <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP>
<tb> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und
<tb> 3% <SEP> Crotonsäure <SEP> Viskosität <SEP> 10 <SEP> cps <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure <SEP> (100%)....-0, <SEP> 33 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 0, <SEP> 44 <SEP>
<tb> NH4-Salz <SEP> einer <SEP> komplexen <SEP> polymeren <SEP> organischen <SEP> Säure <SEP> (20%ige
<tb> wässerige <SEP> Lösung) <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0,, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP>
<tb> Ammoniak <SEP> (28% <SEP> aq) <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 0,
<SEP> 06 <SEP>
<tb> Durchsichtigkeit <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Warmgleitfähigkeit <SEP> sehr <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> ausschlecht <SEP> schlecht <SEP> gezeichnet
<tb> Haftwiderstand <SEP> bei <SEP> 22, <SEP> 6 <SEP> <SEP> C....... <SEP> aus-aus-gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> reichend <SEP> reichend
<tb>
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Beispiel 4 : In der untenstehenden Tabelle 3 sind die Mengen der verschiedenen Bestandteile der Überzugsmischung in Teilen pro Teil kopolymeren Harzes angegeben.
Diese Tabelle zeigt, dass verschiedene, sowohl hinsichtlich des Verhältnisses der Monomeren als auch hinsichtlich der Viskositätswcrte sich unterscheidende Kopolymere aus Vinylacetat und einer ungesättigten Säure zur Herstellung der Überzugsmischung in durchaus zufriedenstellender Weise verwendet werden können, wobei lediglich der Widerstand gegenüber gegenseitiges Anhaften zu wünschen übrig lässt. Diesem Mangel kann jedoch durch Verwendung von das gegenseitige Haften verhindernden Mitteln, wie beispielsweise von fein verteiltem hydriertem Rizinusöl oder andern geeigneten Wachsen, wie sie bereits beschrieben wurden, entgegengewirkt werden.
Tabelle 3 :
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Nr. <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und <SEP> 3% <SEP> Crotonsäure <SEP> Viskosität <SEP>
<tb> 10 <SEP> cps <SEP> 1, <SEP> 0-- <SEP>
<tb> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und <SEP> 3% <SEP> Crotonsäure <SEP> Viskosität
<tb> 20 <SEP> 0Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und <SEP> 5% <SEP> Crotonsäure <SEP> Viskosität
<tb> 10 <SEP> cps...............................................--1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure <SEP> 0, <SEP> 44 <SEP> 0, <SEP> 44 <SEP> 0, <SEP> 44 <SEP>
<tb> NH4-Salz <SEP> einer <SEP> komplexen <SEP> polymeren <SEP> organischen <SEP> Säure
<tb> (20%ige <SEP> wässerige <SEP> Lösung) <SEP> ...............................
<SEP> 0,022 <SEP> 0,022 <SEP> 0,022
<tb> Ammoniak, <SEP> 280/"as <SEP> aq <SEP> ....................................... <SEP> 0,066 <SEP> 0,066 <SEP> 0,083
<tb> Durchsichtigkeit <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Warmgleitfähigkeit <SEP> .................................... <SEP> aus- <SEP> aus- <SEP> ausgezeichnet <SEP> gezeichnet <SEP> gezeichnet
<tb> Haftwiderstand <SEP> : <SEP>
<tb> (22, <SEP> 6 C)................'............................ <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> (37,5 <SEP> C) <SEP> ............................................ <SEP> schlecht <SEP> schlecht <SEP> ausreichend
<tb>
Beispiel 5 :
Es wurde bereits erwähnt, dass gewisse, in der Überzugsmischung enthaltene Stoffe, auf den Polyolefinfilm aufgebracht, sowohl die Warmgleitfähigkeit als auch den Haftwiderstand erhöhen. Eines dieser Materialien ist beispielsweise hydratisiertes Calciumsilikat, das in verschiedenen Konzentrationen wirksam ist, wie in der untenstehenden Tabelle 4 angegeben ist. Die Versuche 16,17, und 18 zeigten hinsichtlich aller Eigenschaften zufriedenstellende Ergebnisse, während Versuch 15, bei dem kein Calciumsilikat verwendet worden war, äusserst schlechte Warmgleitfähigkeit ergab, wobei auch der Haftwiderstand mässig bis schlecht auffiel. Bei Versuch 19 wurden Produkte mit schlechter Durchsichtigkeit erhalten und auch die Verschweissbarkeit war nur mässig wegen der hohen Konzentration des in dieser Überzugsmischung verwendeten Calciumsilikats.
Tabelle 4 :
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Nr. <SEP> I <SEP> 15 <SEP> I <SEP> 16 <SEP> I <SEP> 17 <SEP> I <SEP> 18 <SEP> 19
<tb> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und
<tb> 5% <SEP> Crotonsäure <SEP> Viskosität <SEP> 10 <SEP> cps,
<tb> Teile <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> NH4-Salz <SEP> einer <SEP> komplexen <SEP> polymeren <SEP> organischen <SEP> Säure <SEP> (20%ige
<tb> wässerige <SEP> Lösung) <SEP> Teile........ <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP>
<tb> Ammoniak <SEP> (28% <SEP> aq), <SEP> Teile.......
<SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP>
<tb> Hydratisiertes <SEP> Calciumsilicat, <SEP> Teile <SEP> 0, <SEP> 000 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 037 <SEP> 0, <SEP> 062 <SEP> 0, <SEP> 123 <SEP>
<tb> Durchsichtigkeit <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> aus- <SEP> aus- <SEP> schlecht <SEP>
<tb> reichend <SEP> reichend
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> ausreichend
<tb> Warmgleitfähigkeit <SEP> sehr <SEP> gut. <SEP> aus- <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> reichend
<tb> Haftwiderstand <SEP> bei <SEP> 22, <SEP> 6 <SEP> <SEP> C....... <SEP> aus-gut <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> reichend
<tb> Haftwiderstand <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 5 <SEP> <SEP> C.......
<SEP> schlecht <SEP> aus-gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> reichend
<tb>
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Tabelle 5 :
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Nr. <SEP> 20 <SEP> 21 <SEP> 22 <SEP> 23 <SEP> 24 <SEP> 25 <SEP> 26 <SEP> 27 <SEP> 28 <SEP> 29 <SEP> 30
<tb> Kopolymeres <SEP> aus <SEP> Vinylacetat <SEP> und
<tb> 5% <SEP> Crotonsäure <SEP> Viskosität
<tb> 10 <SEP> cps <SEP> ............................... <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure <SEP> (30%)....
<SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP>
<tb> NH4-Salz <SEP> einer <SEP> komplexen <SEP> polymeren <SEP> organischen <SEP> Säure
<tb> (20%ige <SEP> wässerige <SEP> Lösung).... <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP> 0, <SEP> 022 <SEP>
<tb> Ammoniak <SEP> 28% <SEP> aq............ <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP> 0, <SEP> 083 <SEP>
<tb> Hydriertes <SEP> Rizinusö <SEP> ...........
<SEP> - <SEP> 0,0042 <SEP> 0,0084 <SEP> 0,0126 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Calcium-Aluminium-Silicat <SEP> ...... <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,010 <SEP> 0,015 <SEP> 0,030 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Hydratisiertes <SEP> Calciumsilicat <SEP> ..... <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,007 <SEP> 0,14 <SEP> 0,021 <SEP> 0,
028
<tb> Durchsichtigkeit <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> aus- <SEP> schlecht <SEP> aus- <SEP> aus- <SEP> aus- <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> ausreichend <SEP> reichend <SEP> reichend <SEP> reichend <SEP> reichend
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> aus-sehr <SEP> gut <SEP> aus-schlecht <SEP> gut <SEP> aus-gut <SEP> ausreichend <SEP> reichend <SEP> reichend <SEP> reichend
<tb> Warmgleitfähigkeit <SEP> aus-gut <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> reichend
<tb> Haftwiderstand <SEP> bei <SEP> 22, <SEP> 60 <SEP> C <SEP> "'" <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> bei <SEP> 37, <SEP> 50 <SEP> C....
<SEP> aus- <SEP> gut <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> aus- <SEP> aus- <SEP> aus- <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> reichend <SEP> reichend <SEP> reichend <SEP> reichend
<tb>
<Desc/Clms Page number 8>
Beispiel 6 : In der vorhergehenden Tabelle 5 sind hinsichtlich der Art und Menge des das gegenseitige Haften der Folien verhindernde Stoffe sich unterscheidende Überzugsmischungen angeben. Mit Ausnahme der Versuche 23 und 30 sind sämtliche in dieser Tabelle angeführten Überzugsmischungen hinsichtlich Durchsichtigkeit, Schweissbarkeit, Wärmegleiteigenschaften und Haftwiderstand zufriedenstellend.
Bei Versuch 23 war die zwecks Erhöhung der Warmgleitfähigkeit zugesetzte Menge hydrierten Castorwachses in so grosser Menge vorhanden, dass die Durchsichtigkeit der Verpackungsfolie unzufriedenstellend ausfiel und auch die Verschweissbarkeit beträchtlich verschlechtert wurde. In ähnlicher Weise war bei Versuch 30 die Menge des verwendeten Calciumsilikats so hoch, dass sowohl Durchsichtigkeit als auch Verschweissbarkeit nachteilig beeinflusst wurden. Die in dieser Tabelle angegebenen Mengen der Bestandteile der Überzugsmischung sind in Teilen pro Teil Kopolymeres angegeben.
Beispiel 7 : Es wurde bereits erwähnt, dass, obwohl die Aufbringung des Überzuges die Festigkeit des Polyäthylens nicht wesentlich beeinflusst, der Überzug doch augenscheinlich den Elastizitätsmodul im gespannten Zustand, die Verarbeitbarkeit und die Durchsichtigkeit verbessert.
Den stärksten Einfluss übt die Stärke des aufgebrachten Überzuges auf die sehr wichtige Eigenschaft der Verarbeitbarkeit aus, wie aus den folgenden Zahlenangaben hervorgeht :
EMI8.1
<tb>
<tb> Stärke <SEP> des <SEP> Überzuges <SEP> Verarbeitbarkeit <SEP> *
<tb> <SEP> pro <SEP> Seite <SEP> g/cm
<tb> 0 <SEP> (unbeschichteter <SEP> Film <SEP> zum <SEP> Vergleich) <SEP> ........................................... <SEP> 1,97
<tb> 0,51.............................................................................. <SEP> 3,14
<tb> 1,22.............................................................................. <SEP> 3,55
<tb> 1,73.............................................................................. <SEP> 4,72
<tb> 1,98..............................................................................
<SEP> 4,72
<tb> 2,39.............................................................................. <SEP> 7,48
<tb> 2,44.............................................................................. <SEP> 8,65
<tb>
* Siehe die in Beispiel 1 gegebene Definition.
Beispiel 8 : Isotaktisches Polypropylen wurde verspritzt, elektronisch vorbehandelt und im wesent- lichen in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1 angegeben, beschichtet. Der unbeschichtete Polyolefinfilm besass folgende physikalische Eigenschaften :
EMI8.2
<tb>
<tb> Stärke <SEP> des <SEP> Filmes <SEP> 25, <SEP> 6 <SEP> (je <SEP>
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> L................................. <SEP> 194 <SEP> kgfcm2 <SEP> 1%
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> 237 <SEP> kg/cm24%
<tb> Erzielte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L............................. <SEP> 239 <SEP> kg/cm2¯50%
<tb> Erzielte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> 237 <SEP> kg/cm224% <SEP>
<tb> Dehnung, <SEP> L................................... <SEP> 535% <SEP> 24% <SEP>
<tb> Dehnung, <SEP> Q........................................
<SEP> 7% <SEP> 50% <SEP>
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> L....... <SEP> 4870 <SEP> kg/cm26%
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> Q...... <SEP> 6270 <SEP> kg/cm2¯29%
<tb> Verarbeitbarkeit <SEP> .................................... <SEP> 3,38 <SEP> g/cm¯0,79 <SEP> g/cm
<tb>
Der überzogene Film besass folgende Eigenschaften :
EMI8.3
<tb>
<tb> Stärke <SEP> des <SEP> Überzuges <SEP> (pro <SEP> Seite) <SEP> zo
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> L <SEP> 258 <SEP> kg/cm <SEP> 4% <SEP>
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> 159 <SEP> kg/cm2¯25%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L....................... <SEP> 356 <SEP> kgfcm2 <SEP> 1%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> ................................. <SEP> 160 <SEP> kg/cm28%
<tb> Dehnung, <SEP> L................................. <SEP> 550%¯27%
<tb> Dehnung, <SEP> Q................................... <SEP> 373% <SEP> 24% <SEP>
<tb> Elastizitätsmodul, <SEP> L............................. <SEP> 13520 <SEP> kg/cmll%
<tb> Elastizitätsmodul, <SEP> Q................................
<SEP> 12000 <SEP> kg/cm2¯24%
<tb> Verarbeitbarkeit <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP> g/cm <SEP>
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle <SEP> * <SEP> ........................... <SEP> 35,4 <SEP> g/cm
<tb>
* Verschweisst bei einer Druckplattentemperatur von 140, 5 C einer Schweisszeit von 3, 5 sec und einem Schweissdruck von 4, 66 g/cm2.
Der Haftwiderstand des beschichteten Filmes bei 37, 5 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% war ausgezeichnet.
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Beispiel 9 : Ein Polypropylenfilm wurde in zwei Richtungen molekular orientiert und sodann elektronisch vorbehandelt und hierauf im wesentlichen, wie in Beispiel 1 beschrieben, beschichtet. Die physikalischen Eigenschaften des nichtbeschichteten Polypropylenfilmes waren folgende :
EMI9.1
<tb>
<tb> Schichtstärke <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> ¯
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> L.......................... <SEP> 415 <SEP> kg/cm2 <SEP> 4%
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> ................................ <SEP> 2040 <SEP> kg/cm2¯19%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L....................... <SEP> 703 <SEP> kg/cm2¯30%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q.......................... <SEP> 2020 <SEP> kg/cm2¯19%
<tb> Dehnung, <SEP> L <SEP> ......................................... <SEP> 100%¯50%
<tb> Dehnung, <SEP> Q <SEP> ........................................
<SEP> 10%¯20%
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> L....... <SEP> 13400 <SEP> kg/cm2¯40%
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> Q...... <SEP> 36600 <SEP> kg/cm2¯ <SEP> 6%
<tb> Verarbeitbarkeit <SEP> 1, <SEP> 97 <SEP> g/cm <SEP>
<tb>
Der beschichtete Film besitzt folgende Eigenschaften :
EMI9.2
<tb>
<tb> Stärke <SEP> des <SEP> Überzuges <SEP> 1, <SEP> 53 <SEP> fil <SEP>
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> L.......................... <SEP> 365 <SEP> kgfcm2 <SEP> 3%
<tb> Anfangszugfestigkeit, <SEP> Q <SEP> 2315 <SEP> kg/cm2 <SEP> 17% <SEP>
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> L...................... <SEP> 640 <SEP> kg/cm2¯15%
<tb> Erreichte <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> Q............................. <SEP> 2315 <SEP> kg/cm2¯17%
<tb> Dehnung, <SEP> L....................................... <SEP> 104%¯37%
<tb> Dehnung, <SEP> Q...................................... <SEP> 16%¯40%
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> L...... <SEP> 19300 <SEP> kg/cm2¯6%
<tb> Elastizitätsmodul <SEP> im <SEP> gespannten <SEP> Zustand, <SEP> Q......
<SEP> 40300 <SEP> kg/cm2¯4%
<tb> Verarbeitbarkeit <SEP> """""""""""""""" <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> g/cm
<tb> Festigkeit <SEP> der <SEP> Schweissstelle <SEP> * <SEP> ...................... <SEP> 13,8 <SEP> g/cm
<tb>
EMI9.3
ausgezeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mischung zur Verbesserung der Wärmeverbindbarkeit von Gebilden, insbesondere Filmen, aus gegebenenfalls molekular orientierten Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen, welche auf die vorzugsweise oberflächenbehandelten Gebilde aufzubringen und anschliessend zu rocknen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Wasser 5-20 Gew.-% eines Kopolymeren eines Vinylmonomeren und einer ungesättigten organischen Säure in Form eines Salzes mit einer wasserlöslichen Base, vorzugsweise Ammoniak, gelöst, 3-15 Gew.-% eines fein verteilten anorganischen Materials dispergiert und gegebenenfalls ein Trennmittel enthält.