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Die Erfindung betrifft ein wasserbasiertes Dispersionslacksystem zur Herstellung einer sauerstoffundurchlässigen Beschichtung sowie die Verwendung des wasserbasierten Dispersionslacksystems und ein Substrat, welches mit dem wasserbasierten Dispersionslacksystem beschichtet ist.
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Im Stand der Technik werden für die Verpackung von Lebensmitteln Barriere-Verbundfolien verwendet, um die Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel zu verbessern. Ein Material der Barriere-Verbundfolie muss dabei eine Sperrwirkung gegenüber den Gasen der Umgebungsluft aufweisen. Eine besondere Rolle spielt bei der Haltbarkeit die Sperrwirkung gegenüber Sauerstoff, da infolge von Kontakt mit Sauerstoff beispielsweise Wurst und Käse unter Farbveränderung oxidieren, Fruchtsäfte eine Braunfärbung erfahren und das Wachstum von Mikroorganismen beschleunigt wird.
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Als Barriere-Kunststoff wird häufig Polyvinylalkohol (PVA oder PVOH) verwendet, da dieser eine besonders geringe Sauerstoffdurchlässigkeit aufweist und sich außerdem leicht verarbeiten lässt. Zur Verwendung in einer Verbundfolie oder einem anderen Verbundwerkstoff wird Polyvinylalkohol zunächst zu einer Folie verarbeitet. Die Verwendung als Folie hat jedoch den Nachteil, dass die dazu benötigte Ausrüstung einen hohen technischen Aufwand erfordert, was insbesondere bei der Verarbeitung kleiner Mengen problematisch ist. Weiterhin ist problematisch, dass ein Beschichten komplexer Geometrien, wie etwa Kanten und Ecken, eine Umformung der Folie erfordern und somit ebenfalls technisch aufwändig sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern. Es ist insbesondere Aufgabe, eine Barriereschicht bereitzustellen, die auf komplexe und gebogene Geometrien aufgebracht werden kann und die einen geringen technischen Aufwand bei der Verarbeitung, insbesondere keine Folienverarbeitungsvorrichtungen, erfordert.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein wasserbasiertes Dispersionslacksystem zur Herstellung einer sauerstoffundurchlässigen Beschichtung umfassend eine Mischung aus einer wässrigen Polyvinylalkohol-Lösung (i) mit mindestens einem ersten Polyvinylalkohol und einer wässrigen Emulsion von einem Scheuerschutzmittel (ii), wobei die wässrige Polyvinylalkohol-Lösung (i) und die wässrige Emulsion von dem Scheuerschutzmittel (ii) in einem Gewichtsverhältnis von 99,9:1 bis 10:1 vorliegen und das wasserbasierte Dispersionslacksystem einen derartigen Anteil an Wasser und optional Lösungsmittel enthält, dass sich ein Feststoffgehalt von 4 Gew.-% bis 17 Gew.-% gemäß DIN EN ISO 3251 ergibt.
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Somit wird ein Lack bereitgestellt, welcher nach Verdampfen des wässrigen und/oder organischen Lösungsmittels einen Film auf einem Substrat bildet, wobei der Film eine wenigstens sauerstoffundurchlässige und fettundurchlässige Barriere bildet. Dabei wird trotz des geringen Feststoffgehaltes eine ausreichende Barrierewirkung, insbesondere Sauerstoff-Sperrwirkung, erzielt.
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Kern der Erfindung ist somit ein wasserbasiertes Dispersionslacksystem umfassend eine wässrige Dispersion oder Lösung, insbesondere Polyvinylalkohol-Lösung, welches als Alternative zu einer Kunststoff-Folie, insbesondere Polyvinylalkohol-Folie, auf ein Substrat aufgetragen werden kann, um eine Beschichtung zu erzielen, und welches die Nachteile aus dem Stand der Technik behebt, insbesondere den hohen instrumentellen Aufwand verringert sowie die Auftragbarkeit an geometrisch schwer zugänglichen Stellen ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, eine Dispersion oder Lösung zur Herstellung einer Beschichtung, welche als Sauerstoff-Barriere dienen kann, bereitzustellen.
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Damit wird das Beschichten komplexer Geometrien ermöglicht, beispielsweise aufeinander zulaufende Kanten oder Ecken, die leicht angesprüht, jedoch nur schwer mit einer Folie beschichtet werden können.
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Vorteilhafterweise ist somit auch eine Nachbehandlung des Substrats möglich, beispielsweise ein Auftragen des wasserbasierten Dispersionslacksystems mittels einer mobilen Vorrichtung auf lediglich Teile des Substrats oder ein Lackieren von beschädigten Stellen, um nachträglich die Sauerstoffbarrierefunktion wiederherzustellen.
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Folgendes sei begrifflich erläutert:
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Unter einem „wasserbasierten Dispersionslacksystem“ wird eine Lack-Dispersion verstanden, in welcher das Lösungsmittel Wasser wenigstens 86 Gew.-%, bevorzugt 90 Gew.-% oder 95 Gew.-%, Gewichtsanteil an allen Lösungsmitteln hat.
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Ein „Dispersionslacksystem“ ist insbesondere eine Mischung verschiedener Stoffe, die sich kaum oder nicht ineinander lösen, und bei dem wenigstens einer der Stoffe feinverteilt in dem anderen Stoff vorliegt. Der Begriff „Dispersion“ umfasst dabei sowohl Emulsionen wie auch Suspensionen.
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Unter dem „Substrat“ wird Material verstanden, welches mit dem Dispersionslacksystem beschichtet ist. Das Substrat kann beispielsweise der Kunststoff sein, auf welchen das Dispersionslacksystem aufgebracht wird. Unter dem Substrat kann jedoch auch beispielsweise das Metall einer beschichteten Metallfolie, ein Karton oder ein Papier, welcher oder welches mit dem Dispersionslacksystem beschichtet ist, verstanden werden.
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Unter „Sauerstoffundurchlässigkeit“ wird eine Sauerstoffdurchlässigkeit von weniger als 70 cm3/m2*d*1, 0bar, bevorzugt weniger als 30 cm3/m2*d*1, 0 bar, verstanden.
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Unter einem „Scheuerschutzmittel“ wird eine Substanz verstanden, die die Scheuerfestigkeit des Lacksystems unter Zugabe verbessert, wobei Scheuerfestigkeit als das Abriebverhalten des getrockneten Lacks verstanden wird.
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Unter „Polyvinylalkohol“ wird ein thermoplastischer Kunststoff mit der Wiederholeinheit -[C2H4O]- verstanden, der beispielsweise durch Hydrolyse aus Polyvinylacetat hergestellt werden kann.
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Trotz des niedrigen Feststoff-Anteils ergibt sich somit eine überraschend hohe Barrierewirkung.
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Um eine Stabilität gegenüber mikrobiellem Abbau zu erzielen, enthält die wässrige Polyvinylalkohol-Lösung (i) weiterhin einen zweiten Polyvinylalkohol, wobei sich der erste Polyvinylalkohol und der zweite Polyvinylalkohol in ihrem Hydrolysegrad um wenigstens 1 mol%, insbesondere 2 mol% oder 3 mol%, unterscheiden. Dabei kann die Polyvinylalkohol-Lösung zusätzlich ein Konservierungsmittel enthalten, um die genannte Stabilität weiter zu erhöhen.
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Überraschenderweise wurde gefunden, dass ein Dispersionslacksystem enthaltend einen ersten Polyvinylalkohol und einen zweiten Polyvinylalkohol, welche sich in ihrem Hydrolysegrad unterscheiden, deutlich langsamer durch Mikroorganismen, wie Bakterien oder Pilze, zersetzt wird und somit bei einer gleichen Menge an Konservierungsmitteln deutlich länger verwendbar ist oder alternativ eine geringere Menge an Konservierungsmitteln notwendig wird.
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Weiterhin ermöglicht der zweite Polyvinylalkohol eine Viskositätsreduktion des Dispersionslacksystems und damit eine bessere Verarbeitbarkeit. Im Vergleich zu einer Viskositätsreduktion durch Wasser wird somit durch den zweiten Polyvinylalkohol die Barrierewirkung verbessert.
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Der „Hydrolysegrad“ ist die Molmenge der Wiederholeinheiten mit Hydroxylgruppe dividiert durch die Molmenge aller Wiederholeinheiten. Ein Polyvinylalkohol mit geringem Hydrolysegrad weist somit eine hohe Zahl an Polyvinylacetat-Einheiten auf. Der Hydrolysegrad kann beispielsweise mittels NMR-Spektroskopie ermittelt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der erste Polyvinylalkohol und der zweite Polyvinylalkohol jeweils unabhängig voneinander ein Molekulargewicht (GPC) von Mn=60.000 g/mol bis 90.000 g/mol, insbesondere 75.000 g/mol bis 80.000 g/mol, oder von Mn=18.000 g/mol bis 22.000 g/mol auf.
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Unter „Molekulargewicht (GPC)“ wird ein Molekulargewicht verstanden, welches mittels Gelpermeationschromatographie bestimmt wurde.
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Mittels der Wahl des Molekulargewichts kann vorteilhafterweise eine Viskosität der Lösung eingestellt werden und damit die Verarbeitung des Dispersionslacksystems erleichtert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Scheuerschutzmittel ein Polyethylen-Wachs, insbesondere ein Polyethylen-Wachs hoher Dichte. Dabei wird Polyethylen-Wachs beispielsweise als Emulsion mit einem pH-Wert von 6 bis 7 und/oder einem Feststoffanteil von 35wt% bis 45 wt%, insbesondere 41 wt% bis 43 wt%, verwendet.
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Zur besonders starken Verringerung der mikrobiellen Aktivität weist der erste Polyvinylalkohol einen Hydrolysegrad von 94 mol% bis 100 mol%, insbesondere 98 mol% bis 100 mol%, und der zweite Polyvinylalkohol einen Hydrolysegrad von 91 mol% bis 99 mol%, insbesondere 97 mol% bis 99 mol%, auf.
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Weiterhin lässt sich durch die Wahl eines Polyvinylalkohols mit geringem Hydrolysegrad die Kristallinität verringern sowie die Löslichkeit erhöhen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das als Scheuerschutzmittel eingesetzte Polyethylenwachs einen Schmelzbereich von 123 °C bis 128 °C, insbesondere 124 °C bis 126 °C oder von 124,8 °C bis 125,2 °C, auf und/oder ist ein Polyethylenwachs hoher Dichte. Durch ein Polyethylenwachs der genannten Schmelze-Volumenfließrate und/oder die Wahl eines Polyethylenwachses hoher Dichte lässt sich eine besonders hohe Abriebfestigkeit des Dispersionslacksystemes erzielen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Dispersionslacksystem frei von einem polymeren oder copolymeren Acrylat und frei von einer polymeren oder copolymeren Acrylsäure.
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In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein wasserbasiertes Dispersionslacksystem zur Herstellung einer sauerstoffundurchlässigen Beschichtung umfassend eine wässrige Styrolacrylat-Copolymer-Dispersion mit einem Styrolacrylat-Copolymer, wobei das wasserbasierte Dispersionslacksystem einen derartigen Anteil an Wasser und optional organischen Lösungsmitteln enthält, dass sich ein Feststoffgehalt von 30 Gew.-% bis 50 Gew.-% gemäß DIN EN ISO 3251 ergibt.
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Durch die Verwendung des wasserbasierten Dispersionslacksystems umfassend eine wässrige Styrolacrylat-Copolymer-Dispersion ergibt sich neben der Sauerstoffbarrierefunktion zusätzlich eine Fettbarrierefunktion und eine Wasserdampfbarrierefunktion.
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Mittels des wasserbasierten Dispersionslacksystems auf Styrolacrylat-Copolymer-Basis ergibt sich vorteilhafterweise eine Barriere- und somit Schutzfunktion gegenüber Wasserdampf.
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Für eine hohe Fettbarriere-Funktion liegen a) das Styrolacrylat-Copolymer oder der erste Polyvinylalkohol und b) das Benetzungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 200:1 bis 19:1 oder 120:1 bis 18:1. Alternativ beträgt das Gewichtsverhältnis 99:1 bis 18:1, 192:1 bis 35:1 oder 90:1 bis 18:1.
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In einer weiteren Ausführungsform enthält das Dispersionslacksystem zusätzlich ein Benetzungsmittel, insbesondere ein Polyether-Siloxan.
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Das Benetzungsmittel ermöglicht beispielsweise eine bessere Verteilung des Dispersionslacksystems auf dem Substrat und verringert das Risiko von Benetzungs- und Verlaufsstörungen, wie beispielsweise Nadelstichen („pinholes“).
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Zum Erhöhen der Haltbarkeit oder Verbessern der Verarbeitbarkeit enthält das wasserbasierte Dispersionslacksystem weiterhin ein Additiv, wobei es sich bei dem Additiv um ein Konservierungsmittel, insbesondere Isothiazolinon, Chlor-Methyl-Isothiazolinon und/oder Methyl-isothiazolinon, einen Entschäumer, insbesondere eine Polysiloxan-Emulsion, und/oder einen Verdünner handelt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Verdünner ein wasserlösliches, organisches Lösungsmittel, insbesondere Ethanol.
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Somit kann die Viskosität des wasserbasierten Dispersionslacksystems eingestellt werden und eine Trocknung beschleunigt.
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In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung des wasserbasierten Dispersionslacksystems nach einem der vorherigen Ansprüche zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Substrat aus Papier, Karton, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff daraus, mit den folgenden Schritten:
- (a) Bereitstellen des Substrats,
- (b) Auftragen des Dispersionslacksystems, und
- (c) Trocknung des aufgetragenen Dispersionslacksystems, sodass ein Substrat mit einer Beschichtung erhalten wird.
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In noch einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Substrat, welches mit einem wasserbasierten Dispersionslacksystem nach einem der vorherigen Ansprüche beschichtet ist.
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Hierdurch ergeben sich die oben genannten Vorteile, insbesondere das Aufbringen einer sauerstoff- und/oder fettundurchlässigen Barriere mit geringem technischen Aufwand sowie dem möglichen Aufbringen an geometrisch schwer zugänglichen Stellen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Substrat beschichtet mit a) wenigstens einer näher am Substrat gelegenen PVA-Schicht des wasserbasierten Dispersionslacksystems enthalten Polyvinylalkohol gemäß der obigen Offenbarung und b) wenigstens einer weiter vom Substrat entfernten PS-Schicht des wasserbasierten Dispersionslacksystems enthaltend das Styrolacrylat-Copolymer gemäß der obigen Offenbarung, wobei die Schicht b) weiter als Schicht a) vom Substrat entfernt ist. Unter einer „PVA-Schicht“ wird eine Beschichtung verstanden, die Polyvinylalkohol enthält. Unter einer „PS-Schicht“ wird eine Beschichtung verstanden, die Polystyrol enthält. Unter „näher am Substrat gelegen“ und „weiter vom Substrat entfernt“ wird ein relativer Bezug der PVA-Schicht und der PS-Schicht verstanden; die PVA-Schicht ist also in geringerer Entfernung als die PS-Schicht am Substrat angeordnet.
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Durch das Bedecken der PVA-Schicht mit der PS-Schicht wird die PVA-Schicht vor Wasser geschützt und ein Auflösen der PVA-Schicht verhindert.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
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Die folgenden Komponenten wurden verwendet:
- Polyvinylalkohol 1: Hydrolysegrad 98-100 Mol% (10%ige Lösung in Wasser)
- Polyvinylalkohol 2: Hydrolysegrad 97-99 Mol% (10%ige Lösung in Wasser)
- Erstes Benetzungsmittel: Erste Polysiloxan-Emulsion
- Zweites Benetzungsmittel: Polyether-Siloxan
- Erster Entschäumer: Zweite Polysiloxan-Emulsion
- Zweiter Entschäumer: polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan
- Dritter Entschäumer: Entschäumer auf Basis von Polyolen und Fettsäureestern
- Konservierungsmittel: Gemisch aus Chlor-Methyl-Isothiazolinon (CIT) und Methyl-Isothiazolinon (MIT)
- Karton: Chromosulfat-Karton
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Messmethoden:
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Bestimmung der Sauerstoff-Permeation: Prüfung durchgeführt gemäß ISO 15105-2 (Anhang A) (2003-02) und mitgeltender Norm DIN 53380-3 (1998-07) und ASTM F 1927 (2014-06). Bei dem coulombmetrischen Verfahren (Mocon) liegt die Prüftemperatur bei 23°C und die relative Feuchte des Permanent- und Trägergases bei 50%. Die Messwerte werden immer in Doppelbestimmung bestimmt und in [cm3/(m2*d*1, 0bar)] angegeben.
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Auftragung auf das Substrat: Die Barrierewirkung des Systems wurde jeweils auf PP-Folie und auf Chromosulfat-Karton analysiert. Dazu wurden die Lacke mit 2 × 2 g/m2 (Trockenauftragsgewicht) aufgetragen, sofern nicht anders angegeben.
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Bestimmung der Wasserdampf-Permeation: Prüfnorm ist die ISO 15106-3 (2005-05). Bei dem Hydrolyse-Verfahren liegt die Prüftemperatur bei 23°C, die relative Feuchte des Permanentgases bei 85% und des Trägergases bei 0%. Die Messwerte werden immer in Doppelbestimmung bestimmt und in [g/(m2*d)] angegeben.
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Der Dispersionslack wird mittels Filmaufziehgerät aufgetragen, genauer mit einem Sprial-Filmziehgerät des Herstellers Erichsen GmbH & Co. KG, welches Filmdicken von 40µm (Nassfilmdicke) überträgt. Die Beschichtung wird in einem Trockenschrank „Universalschrank UN30“ des Herstellers Memmert GmbH & Co. KG bei 80°C durch Heißluft getrocknet.
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Formulierungen:
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Im Folgenden sind zwei Beispiele für wasserbasierte Dispersionslacksysteme auf Polyvinylalkohol-Basis sowie zwei Beispiele für wasserbasierte Dispersionslacksysteme auf Basis eines Styrolacrylat-Copolymers aufgelistet. Tabelle 1: Rezeptur Brelack XVP 148-6.
| Bestandteil | Gew.-% |
| Polyvinylalkohol 1 | 90 - 100 |
| Wässrige Emulsion eines Polyethylen-Wachs hoher Dichte | 1 - 5 |
| Erstes Benetzungsmittel | 1 - 5 |
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Brelack XVP 148-6: Viskosität von 1500 - 2000 mPa·s gemäß DIN EN ISO 3219 / DIN 53019. Feststoffgehalt von 8 Gew.-% bis 10 Gew.-% gemäß DIN EN ISO 3251. Tabelle 2: Rezeptur Brelack XVP 148-12.
| Bestandteil | Gew.-% |
| Polyvinylalkohol 1 | 35 - 50 |
| Polyvinylalkohol 2 | 35 - 50 |
| Wässrige Emulsion eines Polyethylen-Wachs hoher Dichte | 1 - 5 |
| Konservierungsmittel | 0,01 - 0,2 |
| Erster Entschäumer | 0,5 - 2 |
| Erstes Benetzungsmittel | 0,5 - 2 |
| Gemisch aus Ethanol und Wasser (1:1) | 5 - 10 |
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Brelack XVP 148-12: Viskosität von 55 - 60 s gemäß DIN 53211. Feststoffgehalt von 10 Gew.-% bis 12 Gew.-% gemäß DIN EN ISO 3251. Tabelle 3: Rezeptur Brelack XVP 194.
| Bestandteil | Gew.-% |
| Styrolacrylat-Copolymer | 90 - 100 |
| Zweiter Entschäumer | 0,1 - 1 |
| Dritter Entschäumer | 0,1 - 1 |
| Wasser | 5 - 10 |
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Brelack XVP 194: Viskosität von 35 - 40 s gemäß DIN 53211. Feststoffgehalt von 40 Gew.-% bis 42 Gew.-% gemäß DIN EN ISO 3251. Tabelle 4: Rezeptur Brelack XVP 175.
| Bestandteil | Gew.-% |
| Styrolacrylat-Copolymer | 90 - 100 |
| Zweiter Entschäumer | 0,1 - 1 |
| Dritter Entschäumer | 0,1 - 1 |
| Zweites Benetzungsmittel | 1 - 5 |
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Brelack XVP 175: Viskosität von 35 - 40 s gemäß DIN 53211. Feststoffgehalt von 38 Gew.-% bis 40 Gew.-% gemäß DIN EN ISO 3251.
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Messwerte:
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In den folgenden Tabellen gibt jeweils OTR 1 einen ersten Messwert, OTR 2 einen zweiten Messwert und OTR X̅ einen aus dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert gebildeten Mittelwert an. Entsprechend gibt WVTR 1 einen ersten Messwert, WVTR 2 einen zweiten Messwert und WVTR X̅ einen aus dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert gebildeten Mittelwert an.
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In Tabelle 5 ist die Sauerstoffpermeabilität des jeweiligen Dispersionslacksystems auf dem jeweils angegebenen Substrat aufgeführt. Die Dispersionslacke sind mit 2 × 2 g/m
2 (Trockenauftrag) auf dem jeweiligen Substrat aufgetragen. Als Vergleich sind außerdem die Messung der Blanko-Folie und des Blanko-Kartons aufgeführt. Tabelle 5: Sauerstoffpermeabilität der Versuchsreihe Brelack XVP 148 -6 und Brelack XVP 148 -12 auf PP-Folie und Chromosulfat-Karton.
| Prüfling | OTR X̅ [cm3/(m2*d*1, 0bar)] | OTR 1 [cm3/(m2*d*1, 0bar)] | OTR 2 [cm3/(m2*d*1, 0bar)] |
| Brelack XVP 148-6
auf Karton | 0,69 | 0,79 | 0,59 |
| Brelack XVP 148-12
auf Karton | 8,6 | 4,3 | 12,9 |
| Brelack XVP 148-6
auf PP-Folie | 7,33 | 0,26 | 14,4 |
| Blanko-PP-Folie | 698, 5 | 694 | 703 |
| Blanko-Karton | > 12500 | > 12500 | > 12500 |
Tabelle 6: Schicktdicke des aufgetragenen Lacks der in Tabelle 5 verwendeten Prüflinge, jeweils in Doppelbestimmung ermittelt.
| Prüfling | Schichtdicke Prüfling 1 [[µm] | Schichtdicke Prüfling 2 [[µm] |
| Brelack XVP 148-6
auf Karton | 292 | 286 |
| 301 | 301 |
| X̅ 297 | X̅ 297 |
| Brelack XVP 148-12
auf Karton | 310 | 312 |
| 302 | 294 |
| X̅ 306 | X̅ 301 |
| Brelack XVP 148-6
auf PP-Folie | 65 | 63 |
| 68 | 68 |
| X̅ 66 | X̅ 65 |
| Blanko-PP-Folie | 57 | 55 |
| 57 | 56 |
| X̅ 57 | X̅ 56 |
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Die in Tabelle 5 aufgeführten Messungen zeigen, dass sich die Sauerstoffpermeabilität einer PP-Folie oder eines Chromosulfat-Kartons mittels Auftragens eines erfindungsgemäßen Dispersionslacksystems deutlich reduzieren lässt. Hierbei wird eine Sauerstoffpermeabilität erreicht, die ebenso niedrig oder sogar niedriger als die eines Substrats ist, welches mit einer Polyvinylalkohol-Folie vergleichbarer Schichtdicke beschichtet ist.
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Ein weiteres Beispiel zeigt ein System aus vier Schichten von Dispersionslacksystemen (Tabelle 7). Der Aufbau ist hier: Substrat - 1x Brelack XVP 175 - 2x Brelack XVP 148-6 - 1x Brelack XVP 175 mit je Schicht 2 g/m
2 (Trockenauftrag) . Die Sauerstoffpermeabilität des Systems aus drei Schichten ist in Tabelle 7 gezeigt. Durch das System wird eine Kombination vorteilhafter Eigenschaften erzielt, insbesondere eine Wasserdampfbarriere-Wirkung in Kombination mit einer Sauerstoffbarriere-Wirkung. Tabelle 7: Sauerstoffpermeabilität des Druckes mit beiden Barriere-Lacken.
| Prüfling | OTR X̅ [cm3/(m2*d*1, 0bar)] | OTR 1 [cm3/(m2*d*1, 0bar)] | OTR 2 [cm3/(m2*d*1, 0bar)] |
| 1x Brelack XVP 175 | 7,2 | 9,4 | 5,0 |
| 2x Brelack XVP 148-6 |
| 1x Brelack XVP 175 |
| auf Karton |
Tabelle 8: Schichtdicke des aufgetragenen Lacks der in Tabelle 7 verwendeten Prüflinge, jeweils in Doppelbestimmung ermittelt.
| Prüfling | Schichtdicke Prüfling 1 [µm] | Schichtdicke Prüfling 2 [µm] |
| 2x Brelack XVP 148-6 | 303 | 291 |
| 1x Brelack XVP 175 | 313 | 307 |
| auf Karton | X̅ 308 | X̅ 301 |
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Die Sauerstoff-Barriere liegt im Vergleich dazu bei jeweils < 10 [cm3/(m2*d*1, 0bar)] für die PP- Folie und PET-Folie, während die PVdC-Folie bei < 1 [cm3/(m2*d*1, 0bar)] liegt.
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Auch ein System gemäß Tabelle 8 zeigt eine Kombination vorteilhafter Eigenschaften, insbesondere eine Wasserdampfbarriere-Wirkung in Kombination mit einer Sauerstoffbarriere-Wirkung.
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Weiterhin wurde die Wasserdampfpermeabilität von Brelack XVP 175 sowie eines Systems aus Brelack XVP 148-6 und Brelack XVP 175 bestimmt (Tabelle 9). Die erreichte Wasserdampfpermeabilität ist ebenso niedrig oder sogar niedriger als die Wasserdampfpermeabilität eines entsprechenden Substrats, welches mit einer Polyvinylalkohol-Folie vergleichbarer Schichtdicke beschichtet ist. Die Auftragsmenge des Lacks betrug hier zwischen 3-5 g/m
2 Tabelle 9: Wasserdampfpermeabilität der Versuchsreihe Brelack XVP 148 auf Chromosulfat-Karton.
| Prüfling | WVTR X̅ [g/(m2*d)] | WVTR 1 [g/(m2*d)] | WVTR 2 [g/(m2*d)] |
| 2x Brelack XVP 148-6
1x Brelack XVP 175
auf Karton | 21 | 26 | 16 |
| 1x Brelack XVP 175
auf Karton | 63 | 72 | 54 |
| Blanko-Karton | 410 | - | - |
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Bestimmung der Fettbarriere-Wirkung:
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Die Fettbarriere-Wirkung wurde mittels des KIT-Tests bestimmt (Tabelle 10). Der Kit-Test wird nach TAPPI Norm T 559 pm-96 durchgeführt. Dazu werden Kit-Lösungen 1 bis 12 eingesetzt. Die geringste Fettbarriere liegt vor, wenn die Lösung 1 durchfällt und die höchste Fettbarriere liegt vor, wenn bei Lösung 12 besteht. Tabelle 10: Testergebnis der Fettbarriere-Wirkung.
| Prüfling | KIT-Nr. |
| Brelack XVP 148 -6 Auftragsmenge 2 g/m2 (Trockenauftrag) | 11 |
| Brelack XVP 148 -12 Auftragsmenge 2 g/m2 (Trockenauftrag) | 11 |
| Brelack XVP 175 Auftragsmenge 2 g/m2 (Trockenauftrag) | 10 |
| Brelack XVP 194 Auftragsmenge 2 g/m2 (Trockenauftrag) | 10 |
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In Tabelle 10 sind die bisher bestimmten KIT-Werte der Barriere-Lacke aufgeführt. Aus Tabelle 10 geht hervor, dass die erfindungsgemäßen Dispersionslacksysteme eine gute bis sehr gute Fettbarriere bilden.
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Weiterhin wurde eine Untersuchung zum mikrobiellen Abbau durchgeführt. Bei einem Vergleich von Brelack XVP 148-6 und Brelack XVP 148-12 hat sich gezeigt, dass Brelack XVP 148-12 (welcher zwei Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Hydrolysegrad enthält) deutlich länger ohne einsetzenden Mikrobenbewuchs mit Luftkontakt stehen konnte. Somit konnte eine höhere Stabilität bei der Verwendung zweier Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Hydrolysegrad nachgewiesen werden.