DD206880A3 - Gleitfaehige lackschicht fuer baender und folien - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE GLEITFAEHIGE LACKSCHICHT FUER BAENDER UND FOLIEN, VORZUGSWEISE FUER SOLCHE AUS ALUMINIUM UND ALUMINIUMLEGIERUNGEN IM DICKENBEREICH VON 0,007 BIS 0,250 MM, WOBEI DIE BAENDER UND FOLIEN AUCH IN KASCHIERTER FORM VORLIEGEN KOENNEN. ZIEL DER AUFGABE DER ERFINDUNG IST EINE GLEITFAEHIGE LACKSCHICHT, DIE OHNE ZUSAETZLICHEN ENERGIE- UND MASCHINENAUFWAND KOSTENGUENSTIG UND LEBENSMITTELHYGIENISCH HERGESTELLT WERDEN KANN, WOBEI DAS GLEITMITTEL IN DER SCHICHTMASSE IN EINER BESTIMMTEN GROESSENORDNUNG IM VERHAELTNIS ZUR SCHICHTDICKE UND IN EINEM BESTIMMTEN VERTEILUNGSVERHAELTNIS ZUR SCHICHTOBERFLAECHE BEI GEWAEHRLEISTUNG DER SIEGELBARKEIT VORLIEGEN SOLL. ERREICHT WIRD DIES DURCH EINE FILMBILDENDE SUBSTANZ IN EINER SCHICHTDICKE VON 0,005 BIS 0,01 MM MIT EINEM DISPERGIERTEN GLEITMITTEL AUF DER BASIS VON NIEDRIGMOLEKULAREN ETHENPOLYMERISATEN MIT EINEM ERWEICHUNGSPUNKT ZWISCHEN 363 K BIS 378 K UND EINER TEILCHENGROESSE VON 0,0005 BIS 0,01 MM, WOBEI DIE MASSE DER DISPERGIERTEN GLEITMITTEL IN DER GETROCKNETEN SCHICHT JE 0,001 MM SCHICHTDICKE 10 BIS 50 MG/M2 UND DIE KONZENTRATION DES DISPERGIERTEN GLEITMITTELS IM LACK, DER WEITERHIN AUS GELOESTEN FILMBILDENDEN SUBSTANZEN BESTEHT, VORZUGSWEISE 2 BIS 7% BETRAEGT.

Description

2360 48 3

Titel der Erfindung

G-leitf ähige Lackschicht für Bänder und Folien

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine gleitfähige Lackschicht für Bänder und Polien, vorzugsweise für solche aus Aluminium und Aluminiumlegierungen im Dickenbereich von 0,007 mm bis 0,250 mm, welche bei der Weiterverarbeitung in Form-, Füll-, Verschließ- und Verpackungsmaschinen einer mechanischen Beanspruchung unterliegen. Die Erfindung ist auch anwendbar für Metallbänder und -folien, die eine heißsiegelbare Schicht besitzen, sowie für in kaschierter Form vorliegendes Aluminiumbandmaterial·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bereits ein Oberflächengleitmittel· für Metallbänder, insbesondere für blanke und lackierte Bänder aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, bekannt, die für Verpackungszwecke, insbesondere für Nahrungsmittel-Verpackungen, eingesetzt werden (DE-AS 2 742 290). Das Oberflächengleitmittel enthält als Hauptbestandteil das Aluminiumsalz und/oder Magnesiumsalz einer gesättigten Cj.j- bis C.JQ-Monocarbonsäure sowie gegebenenfalls einen Dispergator. Als Aluminium- bzw. Magnesium-

21,DEZ. 1931 * Bv 934b

236048 3

Monocarbonsäuresalz werden vorzugsweise Aluminiumstearat oder Magnesiumdistearat verwendet. Die Veredlang von für Verpackungszwecke bestimmten Metallbändern mit dem Oberflächengleitmittel erfolgt gesondert nach dem Verarbeitungsschritt des Lackierens. Die Belegung des Metallbandes mit Oberflächengleitmittel liegt zwischen 10 und 150 mg/m /Seite. Dieser bereits vorgeschlagenen lösung gemäß DE-AS 2 742 290 haften mehrere Nachteile an. Da der Auftrag des Oberflächengleitmittels erst unmittelbar nach dem Verarbeitungsschritt des Lackierens erfolgt, also auf eine bereits lackierte Fläche aufgetragen wird, ist ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich mit nachfolgend notwendigem Trockenprozeß. Dieser Nachteil bedingt also zusätzliche Aufwendungen an Arbeitszeit, Energie und maschinellen Ausrüstungen. Da dieses und auch andere bereits bekannte Gleit- und Schmiermittel auf den Oberflächen in dünnster pastöser Schicht vorliegen, haften die sich während der Verarbeitung an Form-, Mill-, Verschließ- und Verpackungsmaschinen entstehenden Abriebteilchen auf der Band- und Werkzeugoberfläche und führen zu unerwünschten und störenden Verschmutzungen.

Weiterhin ist bei dem bereits bekannten Oberflächengleitmittel von Nachteil, daß es nicht in eine dispergierte Form mit einer solchen Teilchengröße zu bringen ist, daß die Teilchen bei ihrem Einbau in die Schicht eine Gleitwirkung hervorrufen und gleichzeitig aber auch eine notwendige Siegelbarkeit der Schicht gewährleisten, das heißt, daß die erforderliche'heterogene, statistisch gleichmäßige Verteilung in der Oberfläche nicht definiert erreicht wird.

Außerdem weist das Gleitmittel Migration auf und ist deshalb für Lebensmittelverpackung nur bedingt geeignet.

236048 3

Ziel der Erfindung;

Ziel der Erfindung ist eine gleitfähige Lackschicht, welche unter Verwendung kostengünstiger und lebensmitte!hygienisch unbedenklicher Hilfsmaterialien hergestellt und ohne zusätzliche Aufwendungen an Arbeitszeit, Energie und maschinelle Ausrüstungen auf Bänder und Folien aufgebracht werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die zu lösende technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gleitfähige Lackschicht für Bänder und Polien, vorzugsweise für solche aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, zu schaffen, wobei das Gleitmittel in der Schichtmasse in einer bestimmten Größenordnung im Verhältnis zur Schichtdicke und in einem bestimmten Verteilungsverhältnis zur Schichtoberfläche bei Gewährleistung einer notwendigen Siegelbarkeit vorliegen und die Schichtmasse in üblichen Flexo- bzw· Rasterwalzen-Auftragswerken verarbeitbar sein muß.

Die erfindungsgemäß gleitfähige Lackschicht wird gebildet aus einer filmbiIdenden Substanz in Schichtdicken zwischen 0,005 mm bis 0,01 mm und einem dispergierten Gleitmittel auf der Basis von niedrigmolekularen Ethenpolymerisäten mit einem Erweichungspunkt zwischen 363 E bis 378 K und einer Teilchengröße von 0,0005 mm bis 0,01 mm. Die Masse des dispergierten Gleitmittels in der getrockneten Schicht beträgt je 0,001 mm Schichtdicke 10 bis 50 mg/m . Bei siegelbaren Schichten darf der maximale Durchmesser der dispergierten Gleitmittelteilchen maximal 5 % größer als die durch die filmbildende Substanz erzeugte Schichtdicke sein, während bei Schichten ohne Siegeleffekt der maximale Durchmesser der größten dispergierten Teilchen die doppelte Größe der durch die filmbildende Substanz erzeugten Schicht-

23604

dicke "betragen darf.

Als filmbildende Substanz dienen übliche Neutralisations-, Schutz- bzw. Heißsiegellacke für Metallbänder auf der Basis von z. B. MC-Wolle, Polyacrylat, Polyvinylchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymere. Die Vordispergierung erfolgt in DimethyIbenzen, Methylbenzen und Butan-1-ol. Die 'in Estern oder Ketonen gelösten filmbildenden Substanzen und das dispergierte Gleitmittel werden in einem solchen Verhältnis gemischt, daß eine Gleitmittelkonzentration im Lack von 1 bis 20 fo, vorzugsweise 2 bis 7 f°t vorliegt.

Im üblichen Walzenauftragsverfahren wird die Lackdispersion in Maßauftragsdicken von 0,0025 bis 0,025 mm auf das bandförmige Metallsubstrat aufgebracht. Bei der nachfolgenden Ausdampfung des Lösungsmittels in entsprechenden Trockensystemen kommt es zu einer Konzentrat! ons erhöhung der Gleitmittelteilchen an der Oberfläche. Die geringe Konzentration des Gleitmittels im Lack gewährleistet andererseits aber, daß die Oberfläche beispielsweise eines lackierten Bandes nicht aus einem homogenen Gleitmittelfilm besteht, sondern Stellen freiläßt, die die Wirksamkeit anderer Lackkomponenten wie Siegelbarkeit ermöglicht. Das Bandmaterial kann, auch in kaschierter Form, vorliegen, wobei als Verbundstoffe Papier, Polyethen, Polypropen, Zellglas und andere bandförmige Materialien eingesetzt werden können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Zu einem MC-Schutzlack (Mitratzellulose) mit den Lösungsmitteln Ethan- und Butansäureethylester mit einem Peststoffgehalt von 21,5 % wird ein in Butan-1-ol und DimethyIbenzen vordispergiertes Ethenpolymerisat mit

236048 3

Teilchengrößen zwischen 0,001 und 0,004 mm, welches einen Erweichungspunkt von 368 K hat, unter Rühren zugeführt, bis aas Masseverhältnis von Pestsubstanz ITC-Lack zu Ethen-Polymerisat 16 : 1 beträgt.

Der Lack wird mit bekannten Walzenauftragssystemen auf eine 0,009 mm Al-Polie, welche mit einem holzfreien Papier leimkaschiert ist, in solcher Menge aufgetragen, daß die getrocknete Schicht eine Dicke von 0,002 mm hat. Die Trocknung des Lackes erfolgt mit üblichen Trockensystemen, bis alle flüchtigen Lösemittelbestandteile entfernt sind, wobei die Schichttemperatur unmittelbar nach Auslauf aus dem Trockner 391 K betragen soll. Der derart gefertigte Verbund ist für den Einsatz an schnell laufenden "Verpackungsmaschinen geeignet und kann als Innenbahnfolie für.Spira!wicklungen genutzt werden.

Beispiel 2

Eine 0,065 mm dicke -Al-Folie wird auf einer Seite mit einem Schutzlack auf Nitratcellulosebasis versehen, der mit einem vordispergierten Ethenpolymerisat mit Erweichungspunkt von 371 K mit Teilchengrößen zwischen 0,001 bis 0,004 mm in den im Beispiel 1 angeführten Dispergenzien vermischt wird, bei einem Verhältnis der Masse des ITC-Bindemittels zu der des Polyethens von 3 : 1· Die Lackschicht wird in einer Dicke von 0,002 mm im Flexowalzenauftragsverfahren auf das Bandmaterial aufgebracht und mit Kanaltrockensystemen getrocknet, so daß die Bandtemperatur bei Auslauf aus dem Trockenkanal nicht über 393 K liegt.

Pur die Beschichtung der anderen Band Seite wird einem Heißsiegellack auf Polyacrylatbasis in Ethansäureethylester als Lösungsmittel ein vordispergiertes Ethenpolymer mit Erweichungspunkt von 371 K mit Teilchengrößen zwischen 0,001 bis 0,005 mm in den Dispergenzien Butan-1-ol und Methylbenzen zugemischt, bis das Masseverhältnis der schichtbildenden festen Bestandteile

236048 3

des Heißsiegellackes zu dem Ethenpolvmerisat S : 1 "betragt.

Die Lackmischung wird im Walzenauftragsverfahren auf das vorbeschichtete Al-Bandmaterial in einer solchen Dicke aufgebracht, daß nach dem Trocknungsvorgang eine Lackdicke von 0,005 mm erreicht wird. Trocknungstemperatur und Bandgeschwindigkeit sind so zu wählen, daß die Losungsmittelbestandteile vollständig entfernt werden und die Band temperatur 393 K nicht übersteigt. Nach Auslauf aus dem Trocknungssegment ist eine sofortige Abkühlung des Bandes auf Temperaturen unter 320 K durchzuführen, um das Haften der Schicht an Umlenkwalzen aufgrund der Thermoplastizität der Siegelkomponente zu vermeiden. Das so gefertigte beidseitig lackierte Material dient zur Herstellung von tiefgezogenen Deckeln, mit welchen spiralgewickelte Dosen mit NC-schutzlackierter Innenseite durch Heißsiegeln verschlossen werden. Das Material ist lebensmittelchemisch unbedenklich.

Beispiel j

Unter Verwendung eines Lackes auf ITC-Lackbasis mit Ethansäureethylester als Lösungsmittel und vordisper gierten Ethenpolymeren mit Erweichungspunkt von 37^ und einer Teilchengröße von 0,001 bis 0,004 mm wird mit Lackdicken nach der Trocknung von 0,002 mm bei einem Masseverhältnis von UC-Lacksubstanz (fest) zu Polyethen 6 : 1 eine 42 pm Al-Polie beschichtet. Dieses Material wird zum Verschließen von Flaschen mit Molkereiprodukten eingesetzt. Das Material wird einem tiefziehähnlichen Bördelprozeß unterzogen.

Die vorgeschlagene gleitfähige Lackschicht zeichnet sich durch verschiedene Vorteile aus. Da es sich hierbei um in Lackfilme eingebaute Substanzen handelt, die als Oberflächengleitmittel wirken, entfällt ein zusätzliches Aufbringen von

2360 48 3

Gleitmittelschichten, so daß damit verbundene Aufwendungen "betreffs Energie und maschinellen Ausrüstungen eingespart werden.

Die neue Schientmasse ist in üblichen Flexo-Walzen bzw. Rasterwalzen-Auftragswerken verarbeitbar bei Gewährleistung der Siegelbarkeit, wobei eine Veränderung der Siegelparameter wie Druck, Temperatur und Zeit nicht erforderlich ist.

Da die Schichten der Gleitmittel enthaltenden Lacke nicht dicker als die normalen Lackschichten sind, müssen maschinentechnische Änderungen hinsichtlich der Geometrie von Zieh-, Stanz-, Biege- oder Knickwerkzeugen nicht vorgenommen werden.

Aufgrund ihrer Eigengeruchsfreiheit sind diese Lackschichten lebensmittelhygienisch unbedenklich einsetzbar, auch bei Erwärmung im Heißsiegelprozeß. Weitere Yorteile bestehen darin, daß Bänder und Folien mit der erfindungsgemäßen Lackschicht eine hohe Gleitfähigkeit gegenüber anderen mit Gleitmitteln beschichteten Oberflächen und eine hervorragende Lagerstabilität aufweisen.

Bei Verwendung der vorgeschlagenen Lackschicht für den Tiefzieh- und Stanzprozeß werden gegenüber mit in Paraffinöl dispergierten Gleitmitteln die Standzeiten von Werkzeugen ohne Reinigung verlängert, da Abriebteilchen nicht mehr zusammen mit öligen Substanzen zu Versehmutzungserscheinungen führen können. Störende Migration liegt bei der gleitfähigen Lackschicht nicht vor. Darüber hinaus sind bei beispielsweise lackierten Aluminiumfolien hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten an den die Verpackungsmittel herstellenden Maschinen möglich. ·

Claims (2)

1. 236048 3

   Erfindungsanspruch

   1. Gleitfähige Lackschicht für Bänder und Folien, vorzugsweise für solche aus Aluminium und Aluminiumlegierungen im Dickenbereich von 0,007 "bis 0,250 mm, bestehend aus in einer Schichtdicke von 0,005 bis 0,01 mm vorliegenden fumbildenden Substanzen und einem dispergierten Gleitmittel, dadurch gekennzeichnet, daß als dispergierte Gleitmittel ein niedrigmolekulares Ethenpolymerisat mit einem Erweichungspunkt zwischen 363 K bis 378 K, einer Teilchengröße von 0,0005 bis 0,01 mm eingesetzt wird, wobei die Masse des dispergierten Gleitmittels in der getrockneten Schicht je 0,001 mm Schichtdicke 10 bis 50 mg/m beträgt.
2. 2. Gleitfähige Lackschicht nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dispergierte Gleitmittel und die gelösten filmbildenden Substanzen in einem solchen Verhältnis gemischt sind, daß eine Gleitmittelkonzentration im Lack von vorzugsweise 2 bis 7 ^σ/ vorliegt.

   Gleitfähige Lackschicht gemäß Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als fumbildende Substanz Neutralisations-, Schutz- bzw. Heißsiegellacke für Metallbänder auf der Basis von beispielsweise FC-Wolle, Polyacrylat, Polyvinylchlorid oder Vinylidenchlorid-Copolymeren eingesetzt werden.