AT509957A2 - Niedrigtrocknender butterfolienlack - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen bei niedriger Temperatur trocknenden, wasserlöslichen Lack, speziell für sogenannte Butterfolien, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. Da ein derartiger Lack im Stand der Technik nicht bekannt ist, ist die eingangs gegebene Definition und somit der Stand der Technik, von dem die Anmeldung ausgeht, fiktiv.

Butterfolien sind Verbundmaterialien, die zumindest eine Aluminiumschichte aufweisen, die je nach Bedarf für sich allem besteht oder mit einer Papierschichte und/oder einer Kunststoffschichte flächig verbunden ist. Diese Folien werden bedruckt lind bedürfen daher eines sogenannten Druckvorlackes, der, ebenso wie die Druckfarben, fett- und ölbeständig sein muss.

Durch die Wasserlöslichkeit des Lackes wird es möglich, ohne Abgasreinigung zu arbeiten und auch der bei der Gegenwart von Lösungsmitteln notwendige Explosionsschutz wird überflüssig. Es soll darauf hingewiesen werden, dass chemisch gesehen, wasserlöslich nicht mit lösungsmittelfrei gleichzusctzen ist, da auch bei derartigen Lacken ein gewisser Anteil an Lösungsmittel in einigen Bestandteilen des Lacks enthalten ist. Auch darf der Begriff Lösungsmittel nicht streng chemisch verstanden werden, da ja Wasser beim erfindungsgemäßen Lack als Lösungsmittel wirkt und auch allgemein ein hervorragendes Lösungsmittel ist. Im Zusammenhang mit der Temiinologie der Lackindustrie und Lacktechnologie wird aber zwischen Lösungsmitteln, die üblicherweise organischer Natur sind und wie oben erwähnt beim Abdampfen große Probleme mit sich bringen einerseits, und Wasser andererseits, streng unterschieden.

Darüberhinaus soll aus den verschiedenen Gründen die Trocknungstemperatur des Lacks deutlich niedriger sein als es im Stand der Technik der Fall ist, die derzeit verwendeten Lacke trocknen (härten) bei 150°C und darüber, was energetisch unerwünscht ist und auch höhere Objekttemperaturen bewirkt und dadurch die Materialien thermisch stärker beansprucht. Dies kann, insbesondere bei wachskaschierten Verbunden, unerwünscht sein. - 2 -

Die Erfindung schafft einen Lack mit den angegebenen Eigenschaften durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merlanale, wobei die im Folgenden angegebenen Prozentsätze, soferne nichts anderes angeführt ist, Gewichtsprozent sind, die sich auf die Summe der angegebenen Bestandteile als Basis beziehen; sollten weitere 5 Bestandteile im Lack enthalten sein, so sind sie nicht zur Basis zu rechnen. Der erfindungs-gemäße Lack enthält somit: A) 20-40% Polyurcthanbindemittel B) 0-25% Acrylatbindemittel und gegebenenfalls Polyesterharz C) 0-5% Slipadditiv D) 35-75% Wasser E) 0-2% Entschäumer

Ad A): Es handelt sich um eine wässerige, anionische, löscmittelfreie, kolloidale, 15 niedrigviskose Dispersion eines aliphatischen Polyester-Polyurethans ohne freie Tsocyanat-gruppen. Durch Veränderung der Bindemittelmcnge lassen sich Viskosität und Auftragsmenge auf verschiedenen Lackier- und Druckmaschinen steuern. Weiters wird die Fettbeständigkeit des Lackes und die Haftung auf der Aluminiumfolie damit eingestellt. 20 Ad B): Es handelt sich beim Acrylatcopolymcr um eine Dispersion eines OH-funktionellen Reinacrylatcopolymers, das teilweise durch Polyesterharz, ausgenommen Melaminharz, ersetzt sein kann. Dabei sollte stets mehr Acrylatcopolymer als Polyesterharz und dieses insgesamt nicht zu über 10% vorliegen. Durch Änderung des Anteils am Lack einerseits und der Mengenverhältnisse untereinander andererseits kann 25 die Benetzung auf dem Aluminium und Bedruckung mit diversen Druckfarben gesteuert werden, je höher der Anteil an Polyesterharz desto stärker die Bindung zum Substrat, weshalb ein Gehalt von maximal 5% Acrylatcopolymer bevorzugt wird. Dabei soll das Acrylatcopolymer plus Polyester maximal 30 % des Polyurethanbindemittels ausmachen. Die Zugabe von Polyesterharz, wie beispielsweise gesättigte hochmolekulare 30 Polyesterharze, ist durch den dadurch bedingten Anstieg der Trocknungstemperatur begrenzt. -3-

Ad C): Hochwertige Lackierungen werden mit Gleitmittel abriebbeständig oder gleitfähig eingestellt. Als Gleitmittel können feinteilige Hydrocarbonwachse auf der Basis von HDPE, Canaubawachs, mit Polytetraflourethylen modifiziert, Polypropylen, Ethylenvinylacetat, Siliziumdioxyd aber auch modifizierte Siloxane eines Polydimethyl-siloxans, deren Methylgruppen durch Polyether oder langkeLtige Alkylreste verträglicher mit wässerigen Dispersionen gemacht wurden, verwendet werden. Der Fachmann auf dem Gebiete der Eolienherstellung kann in Kenntnis der Erfindung durch die Auswahl der richtigen Kombination neben den Gleiteigcnschaftcn auch Bedruckbarkeit der Beschichtung, die Blockneigung mit der Rückseite beim Aufrollen und die Abriebbeständigkeil passend einstellen. Bevorzugt ist zumindest 1% Slipadditiv enthalten.

Ad D): Wasser wird zur Einstellung der Viskosität und des Festkörpers um die Verarbeitung und Auftragung des Flächengewichtes zu steuern, verwendet. Die enthaltene Menge hängt auch von der verwendeten Maschine und der Natur und den Anteilen der anderen Bestandteile ab; der Fachmann auf dem Gebiet der Lackierung von Folien kann in Kenntnis der Erlindung und eventuell einiger, weniger Versuche die optimale Menge leicht bestimmen.

Ad E): Schaum ist eine stabile Verteilung von Gasbläschen (meist Luftbläschen) in einer Flüssigkeit. Reine Flüssigkeiten schäumen nicht, erst wenn Substanzen mit tensidischcr Struktur in der Flüssigkeit vorhanden sind, kann stabiler Schaum entstehen. Tensidische Substanzen mit ihrem hydrophilen und hydrophoben Anteil orientieren sich bevorzugt an Grenzflächen zwischen Flüssigkeit und Luft. Eingeschlossene und eingetragene Luft in einer Flüssigkeit stellt eine solche Grenzfläche dar. Tensidische Substanzen orientieren sich an dieser Oberfläche und stabilisieren so die Luftblasen -stabiler Schaum entsteht.

Bei der Formulierung (Herstellung) von Lacken werden viele Rohstoffe eingesetzt, die tensidische bzw. oberflächenaktive Substanzen enthalten: Das Bindemittel selbst (vor allem in Dispersionen und Emulsionen für wässrige Formulierungen); Oberflächen- und Substratbenetzungsadditive; Wachse und Wachsdispersionen; und andere mehr. Aufgrund ihrer Struktur lühren diese Bestandteile schließlich zur Schaumbildung -4 -

Wirksame Entlüfter (Entschäumer) sind gezielt unverträglich im zu entlüftenden Beschich-tungssyslem. Dabei ist aber entscheidend, eine gute Balance zwischen Wirksamkeit und Verträglichkeit zu finden. Ist der Entlüfter verträglich, wirkt er nicht entlüftend, ist er unverträglich, kommt cs zu Störungen wie Kratern, Fischaugen oder Trtibungseffekten. Es gibt eine breite Palette an chemischen Wirkstoffen, die eine gezielte Unverträglichkeit in Beschichtungssystcmcn erzeugen können. Hier einige Beispiele:

Organische Polymere, wie Polyether oder Polyacrylate;

Di m ethy Ipoly si lox anc (S i li konöl e);

Organisch modifizierte Polysiloxane z.B. acrylatmodifizierte Polysiloxane;

Floursiltcone.

Diese Substanzen werden häufig als Entlüfter bzw. für die Formulierung von Entlüftern verwendet. Dabei werden diese Grundsubstanzen in folgenden Varianten angeboten:

Als Produkte mit 100% Wirkstoffgehalt;

Als Anlösungen in organischen Lösungsmitteln, die organischen Lösungsmittel werden bei der obigen Mcngenvertcilung nicht mitgczählt;

Als Emulsionen in Wasser, speziell für Anwendungen in wässrigen Formulierungen, ln diesem Fall ist das Wasser zum Wasser, der Wirkstoff zum Entschäumer zu rechnen, von dem bevorzugt 1% enthalten ist.

Anhand dieser Grundlagen kann der Fachmann auf dem Gebiet der Entschäumung von Lack, insbesondere für Folien, kann in Kenntnis der Erfindung und eventuell einiger, weniger Versuche die beste Auswahl treffen.

Zusammenlässend kann somit festgehalten werden, dass es möglich ist, dass der Lack nur aus dem Polyurethanbindemittel und Wasser besteht; somit ohne Acrylatbindemiltel/Poly-esterharz und auch ohne Entschäumer bzw. Slipadditiv auskommt.

Wenn weitere Bestandteile wie beispielsweise Pigmente, etc., dazukommen, werden sie nicht in die Basis für die Anteilsverhältnisse der Bestandteile A) bis E) eingerechnet.

Erfindungsgemäßer Lack ermöglicht es, ohne besondere Vorkehrung bereits ab einer Trocknungstemperatur von 80°C eine Beschichtung herzustellen, die fettbeständig und -5- kaltwasscrbcständig ist. Beim Prüfen wird das beschichtete Material für 30 Minuten in Wasser von 23 °C gelagert bzw. für 24 Stunden mit Butter in Kontakt gehalten. Um zu bestehen, darf es auch nach 24 Stunden keine Beeinträchtigung zeigen, was der erfindungsgemäße Lack hervorragend erfüllt. Als Beeinträchtigung gilt insbesondere das Anbiuten 5 der fetthaltigen Substanz, was mit dem Graumaßstab bestimmt wird. Der erfindungsgemäße Lack weist eine Echtheit von 5 auf, das ist der beste Wert und bedeutet kein Anbluten. Damit ist der erfindungsgemäße Lack um zumindest eine Stufe besser als alle vorbekannten mit Wasser verdünnbaren Lacke. 10 Auch die Bedruckbarkeit der erfindungsgemäßen Lacke ist wesentlich Besser, als die aller vorbekannten wasserverdünnbaren Lacke, bei der sogenannten Tesabandprüfung, die nach dem Bedrucken der mit dem erfindungsgemäßen Lack überzogenen Folie durchgeführt wird, erreicht der erfindungsgemäße Lack die Bcstnotc 5, was bedeutet, dass am abgezogenen Klebstofffilm (Tesaband) keine Druckspuren oder Lackspuren zu erkennen sind. 15

Claims (5)

1. » · * -6 - 1*43794 Patentansprüche: 1. Druck; vor lack l'iir Aluminiumfolien, dadurch gekennzeichnet, dass er 20-40 Gew.-% Polyurethanbindemittel, 0-25 Gew.-% Acrylatbindemittel und gegebenenfalls Polyesterharz, 0-5 Gew.-% Slipadditiv, 35-75 Gew. -% Wasser und 0-2 Gew.-% Entschäumer, jeweils bezogen auf die Summe dieser Bestandteile, enthält.
2. 2. Druckvorlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest 1 Gew.-% Siipadditiv enthält.
3. 3. Druckvorlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest 1 Gew.-% Entschäumer enthält.
4. 4. Druckvorlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest 1 Gew,-% bevorzugt 5 Gew.-% Acrylatbindemittel enthält.
5. 5. Druckvorlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er bis zu 10 Ge\v.-% Polyesterharz enthält, mit der Maßgabe, dass zumindest ebensoviel Acrylat-bindemillel enthalten ist.