DE1117302B - Process to improve the printability of polyethylene surfaces - Google Patents

Process to improve the printability of polyethylene surfaces

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DE1117302B DE1953P0010954 DEP0010954A DE1117302B DE 1117302 B DE1117302 B DE 1117302B DE 1953P0010954 DE1953P0010954 DE 1953P0010954 DE P0010954 A DEP0010954 A DE P0010954A DE 1117302 B DE1117302 B DE 1117302B
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Description

Verfahren zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Polyäthylenoberflächen Die Erfindung betrifft die Verbesserung der Bedruckbarkeit von Polyäthylenoberflächen, wie z. B. Process for improving the printability of polyethylene surfaces The invention relates to improving the printability of polyethylene surfaces, such as B.

Filmen, mit Anilin- oder Rotogravürefarben.Films, with aniline or rotogravure colors.

Im allgemeinen sind Polyäthylenfilme zäh, halbdurchsichtig, widerstandsfähig gegenüber vielen Chemikalien, in hohem Maße undurchlässig gegenüber Feuchtigkeitsdampf, sauerstoffdurchlässig und miteinander verschweißbar. Auf Grund dieser Kombination von Eigenschaften eignen sich Polyäthylenfilme außerordentlich gut zum Verpacken und Einwickeln der verschiedensten Materialien, wie z. B. In general, polyethylene films are tough, semi-transparent, tough to many chemicals, to a high degree impermeable to moisture vapor, oxygen-permeable and can be welded together. Because of this combination In terms of properties, polyethylene films are extremely suitable for packaging and wrapping a variety of materials, such as. B.

Chemikalien, frischen Bodenprodukten, Trockenmilch, Textilien und Metallwaren. Der für die Verwendung bei Verpackungen vielleicht einzige störende Nachteil des Polyäthylenfilms ist die Tatsache, daß die für das Bedrucken verschiedener cellulosehaltiger Filme, wie z. B. aus regenerierter Cellulose und Celluloseacetat, verwendeten üblichen Anilin- und Rotogravüredruckfarben auf der Oberfläche des Filmes nicht befriedigend haften. Im allgemeinen wird jede Schrift, wie z. B. Warenzeichen, Reklamezeilen oder Rezepte, die mit gewöhnlichen, für das Bedrucken von cellulosehaltigen Filmen verwendeten Ö1- oder Lackfarben auf die Oberfläche eines Polyäthylenfilms gedruckt ist, durch die übliche Reibung, der die Verpackungen während Versand und Handhabung unterworfen ist, leicht verschmiert oder abgewischt. Um daher eine zufriedenstellende Adhäsion zwischen einer getrockneten Farbe und der Oberfläche eines Polyäthylenfilms zu erreichen, ist es erforderlich, die Oberfläche des Films zur Erreichung einer verbesserten Bedruckbarkeit zu modifizieren.Chemicals, fresh produce, dried milk, textiles and Metal goods. Perhaps the only disruptive one for use in packaging The disadvantage of the polyethylene film is the fact that the different for printing cellulosic films, such as. B. from regenerated cellulose and cellulose acetate, used common aniline and rotogravure inks on the surface of the film do not adhere satisfactorily. In general, any script such as B. Trademarks, Advertising lines or recipes made with ordinary, for printing cellulosic Films used oil or lacquer paints on the surface of a polyethylene film is printed by the usual friction of the packaging during shipping and Subject to handling, easily smeared or wiped off. Therefore, a satisfactory Adhesion between a dried paint and the surface of a polyethylene film To achieve, it is necessary to reach the surface of the film to achieve a to modify improved printability.

Obwohl für den Druck auf Polyäthylenfilmen besondere Druckfarben entwickelt wurden, erfordert die Verwendung der meisten dieser Farben eine Abänderung der normalen Druckverfahren; man zieht es daher vor, die Oberfläche des Polyäthylenfilms zur Verbesserung der Adhäsion von normalen Öl- und Lackfarben zu behandeln, ohne die Durchsichtigkeit des Films zu beeinträchtigen. Although special inks are used for printing on polyethylene films have been developed, the use of most of these colors requires modification the normal printing process; it is therefore preferred to use the surface of the polyethylene film to improve the adhesion of normal oil and lacquer paints without treating affect the transparency of the film.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man Polyäthylen oder Mischpolymerisate aus Äthylen mit anderen polymerisierbaren olefinisch ungesättigten Monomeren bei Temperaturen zwischen 25 und 95"C der kurzen Einwirkung von Salpetersäure oder eines Gemisches aus Salpetersäure und Schwefelsäure oder einer wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxyd, salpetriger Säure oder eines Alkalihypochlorits aussetzt. Die Behandlung wird vorzugsweise in Gegenwart von ultraviolettem Licht durchgeführt. Bevorzugte Arbeitstemperaturen liegen zwischen 25 und 65"C. The invention is characterized in that one polyethylene or Copolymers of ethylene with other polymerizable olefinically unsaturated Monomers at temperatures between 25 and 95 "C of the brief exposure to nitric acid or a mixture of nitric acid and sulfuric acid or an aqueous solution exposure to hydrogen peroxide, nitrous acid or an alkali hypochlorite. The treatment is preferably carried out in the presence of ultraviolet light. Preferred working temperatures are between 25 and 65 "C.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am zweckmäßigsten so durchgeführt, daß man den frisch hergestellten Film der Einwirkung der genannten Mittel in wäßriger Lösung aussetzt, wobei diese Lösung unmittelbar nach der Herstellung von Polyäthylenfilmen angewandt wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann daher ohne wesentliche Änderung der vorhandenen Vorrichtung zur Filmherstellung durchgeführt werden. Das Oberflächenbehandlungsbad wird vorzugsweise durch mechanische Vorrichtungen oder durch Anwendung von Schall- oder Überschallwellen gerührt, da durch derartiges Rühren die Einwirkung der Reagenzien auf den Polyäthylenfilm beschleunigt wird. Außerdem kann man, wie angedeutet, die Einwirkung beschleunigen, indem man den Film während der Behandlung im Abschreckbad ultraviolettem Licht aussetzt, dessen Wellenlänge nicht größer als 3600 Ä ist. Bei der kontinuierlichen Herstellung des nach der vorliegenden Erfindung behandelten Filmes sollte die Behandlungszeit im Abschreckbad nicht mehr als 4 Sekunden betragen. The method according to the invention is most expediently carried out in such a way that that the freshly made film of the action of the agents mentioned in aqueous Solution exposing, this solution immediately after the production of polyethylene films is applied. The method of the present invention can therefore be used without essential Modification of the existing apparatus for film production can be carried out. That Surface treatment bath is preferably by mechanical devices or agitated by the application of sonic or supersonic waves, since by such agitation the action of the reagents on the polyethylene film is accelerated. aside from that As indicated, the action can be accelerated by holding the film during the treatment in the quench bath exposes the wavelength to ultraviolet light is not larger than 3600 Å. In the continuous production of the according to the present Invention treated film, the treatment time in the quenching bath should no longer than 4 seconds.

Die Behandlungsreagenzien können in hohen Konzentrationen angewendet werden, z. B. als konzentrierte wäßrige Lösungen. Diese hohen Konzentrationen werden vorzugsweise zwecks rascher Einwirkung angewendet. Wasserstoffperoxyd läßt sich in Konzentrationen zwischen 0,24 und 32 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte Bad, verwenden; es sind jedoch auch höhere und etwas niedrigere Konzentrationen vollkommen brauchbar. Das gleiche gilt für die Alkalihypochlorite, hier werden jedoch etwa 300/o oder mehr bevorzugt. Bei Verwendung von Salpetersäure oder deren Mischungen mit Schwefelsäure bevorzugt man konzentrierte Säuren. Nach dem Abschrecken des Filmes ist es erforderlich, ihn in ein Alkalibad, wie z. B. eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxyd zu führen oder in wäßriges Natriumbicarbonat, welches etwa 2 °/0 Wasserstoffperoxyd enthält, um das Reagenz des Abschreckbades zu neutralisieren; anschließend wird der Film mit Wasser gewaschen. The treatment reagents can be used in high concentrations be e.g. B. as concentrated aqueous solutions. These high concentrations will be preferably used for quick action. Hydrogen peroxide can in concentrations between 0.24 and 32 percent by weight based on the entire bathroom, use; however, there are also higher and slightly lower ones Concentrations perfectly usable. The same applies to the alkali hypochlorites, however, about 300% or more is preferred here. When using nitric acid or mixtures thereof with sulfuric acid, concentrated acids are preferred. To quenching the film, it is necessary to soak it in an alkali bath, such as. B. to conduct an aqueous solution of sodium hydroxide or in aqueous sodium bicarbonate, which contains about 2 ° / 0 hydrogen peroxide to the reagent of the quenching bath to neutralize; the film is then washed with water.

Zur Erzielung der gewünschten physikalischen Eigenschaften der Polyäthylenfilme wird das Bad normalerweise bei einer Temperatur zwischen 25 und 65"C gehalten. Wenn jedoch die physikalischen Eigenschaften des entstandenen Filmes durch die Behandlung nicht unter die Mindesterfordernisse für die besonderen Verwendungszwecke herabgesetzt werden so läßt die Anwendung höherer Temperaturen des Bades, z. B. bis zu 90 bis 95°C, kürzere Behandlungszeiten zu. Im allgemeinen wird der Film in Bädern mit Temperaturen, die wesentlich über 65"C liegen, nicht genügend abgeschreckt; durch die infolge höherer Badtemperaturen bewirkte langsamere Abkühlung ist der hergestellte Polyäthylenfilm im allgemeinen stärker kristallin und besitzt infolgedessen niedrigere Festigkeitseigenschaften, niedrigere Biegsamkeit und Durchsichtigkeit, und die Bindefähigkeit der Schweißstellen ist beträchtlich niedriger. Daher sollten die Temperaturen des Bades normalerweise unter 65"C gehalten werden. To achieve the desired physical properties of the polyethylene films the bath is normally kept at a temperature between 25 and 65 "C. If however, the physical properties of the resulting film due to the treatment not below the minimum requirements for that special uses be so can the use of higher temperatures of the bath, z. B. up to 90 to 95 ° C, shorter treatment times too. In general, the film is used in baths with temperatures which are significantly above 65 "C, are not sufficiently quenched; by the result The polyethylene film produced is the result of slower cooling due to higher bath temperatures generally more crystalline and consequently has lower strength properties, lower flexibility and transparency, and the ability of the welds to bind is considerably lower. Therefore, the temperature of the bath should normally be kept below 65 "C.

Ein Polyäthylenfilm, der aus einer Schmelze ausgepreßt worden war, wurde durch einen Luftkanal von 25 cm Länge und anschließend in ein Abschreckbad geleitet, welches ein erfindungsgemäß anwendbares Reagenz enthielt. In der Tabelle sind die Behandlungsbedingungen sowie die hinsichtlich der Bedruckbarkeit des Filmes erzielten Ergebnisse aufgeführt. Temperatur Schmelz- Verweilzeit Bad-Zusammensetzung des Bades temperatur im Bad Bedruckbarkeit °C °C Sekunden 0,24% wäßriges H2O2 ...............42 232 3,33 gut 3,57°/0 wäßriges H202 .............30 232 2,86 gut 31,8 0/o wäßriges H2 ................... 0 45 232 2,77 ausgezeichnet 31,8 °/o wäßriges H202 ................. 90 232 1,43 ausgezeichnet 3Q°/0 wäßriges Natriumhypochlorit .......... 30 288 3,33 ausgezeichnet 300/o wäßriges Natriumhypochlorit .......... 90 288 1,0 gut Konz. Salpetersäure ........................ 78 292 1,43 ausgezeichnet Konz. H2SO4/Konz. H N O5 (4,8 kg/19,05 kg) 90 288 weniger als ausgezeichnet 0,4 Für die Bewertung der Bedruckbarkeit, d. h. der Stärke der Bindung zwischen der getrockneten Farbe und der behandelten Polyäthylenfilmoberfläche wurde eine Anzahl von Versuchen durchgeführt (insgesamt fünf), und auf Grund der Ergebnisse sämtlicher Versuche wurden die Filme als brauchbar oder nicht brauchbar und, falls sie brauchbar waren, als ausgezeichnet oder gut eingestuft. Zum Bedrucken der behandelten Oberflächen von Polyäthylenfilm verwendete man vier verschiedene Farben, und jede bedruckte Probe wurde nach jedem der nachstehend beschriebenen fünf Versuche bewertet. Es wurden folgende Farben verwendet: Nr. 1 Anilinfarbe für cellulosehaltige Folien.A polyethylene film which had been pressed from a melt was passed through an air duct 25 cm in length and then into a quenching bath which contained a reagent which can be used according to the invention. The table shows the treatment conditions and the results obtained with regard to the printability of the film. Temperature Melting Dwell Time Bath composition of the bath temperature in the bath printability ° C ° C seconds 0.24% aqueous H2O2 ............... 42 232 3.33 good 3.57 ° / 0 aqueous H2O2 ............. 30 232 2.86 good 31.8 0 / o aqueous H2 ................... 0 45 232 2.77 excellent 31.8% aqueous H2O2 ................. 90 232 1.43 excellent 3Q ° / 0 aqueous sodium hypochlorite .......... 30 288 3.33 excellent 300 / o aqueous sodium hypochlorite .......... 90 288 1.0 good Conc. Nitric acid ........................ 78 292 1.43 excellent Conc. H2SO4 / conc. HN O5 (4.8 kg / 19.05 kg) 90 288 less than excellent 0.4 To evaluate printability, ie the strength of the bond between the dried paint and the treated polyethylene film surface, a number of tests were carried out (five in total) and based on the results of all tests the films were determined to be useful or unusable and if they were useful were classified as excellent or good. Four different colors were used to print the treated surfaces of polyethylene film and each printed sample was evaluated for each of the five tests described below. The following colors were used: No. 1 aniline dye for cellulose-containing films.

Nr. 2 Anilin-Polyäthylenfarbe. No. 2 aniline polyethylene paint.

Nr. 3 Rotogravürefarbefür cellulosehaltige Folien. No. 3 rotogravure inks for cellulosic films.

Nr. 4 Rotogravüre-Polyäthylenfarbe. No. 4 rotogravure polyethylene paint.

Bei der Herstellung der bedruckten Polyäthylenfilmproben wurde die Farbe mit einem handelsüblichen Farbverteiler aufgetragen, der aus einer Stahlstange bestand, um die ein feiner Draht gewickelt war. Der Verteiler erzeugte eine große Anzahl feiner Linien. Anschließend ließ man die Farbe 3 Minuten lang bei 70"C trocknen und danach auf Raumtemperatur abkühlen. Jede Probe wurde nach jedem der folgenden Versuche geprüft und die Menge der weggewischten und/oder entfernten Farbe vermerkt: 1. Reibversuch. Die bedruckte Polyäthylenoberfläche wurde zehnmal gegen hartes weißes Papier gerieben. When making the printed polyethylene film samples, the Paint applied with a standard paint dispenser, which consists of a steel rod around which a fine wire was wound. The distributor produced a large one Number of fine lines. The paint was then left to dry at 70 ° C. for 3 minutes and then cool to room temperature. Each sample was after each of the following Tests checked and the amount of paint wiped away and / or removed noted: 1. Rubbing test. The printed polyethylene surface was ten times against hard white Rubbed paper.

2. Kratzversuch. Der Rücken eines Fingernagels wurde über die bedruckte Oberfläche gerieben. 2. Scratch attempt. The back of a fingernail was printed over the Surface rubbed.

3. Biegeversuch. Der Film wurde zwischen Daumen und Zeigefinger (Abstand von 5 cm) gehalten und heftig gebogen. 3rd bending test. The film was held between the thumb and forefinger (distance of 5 cm) held and bent violently.

4. Versuch mit einem Klebestreifen. Ein Klebestreifen wurde gegen die bedruckte Oberfläche gedrückt und danach weggezogen. 4. Try with an adhesive strip. An adhesive strip was against the printed surface pressed and then pulled away.

5. Drehversuch. Der bedruckte Film wurde einmal gefaltet und danach nochmals in senkrechter Richtung zu der ersten Falte. Danach drehte man die gefalteten Enden einmal herum und untersuchte hinterher die Oberfläche des Films auf Verschmieren und/oder Brüchigwerden der getrockneten Farbe. 5. Attempt to turn. The printed film was folded once and then again in a direction perpendicular to the first fold. Then you turned the folded ones End up once and then inspect the surface of the film for smear and / or the dried paint becoming brittle.

Außer zu dem genannten Zweck kann man das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Modifizierung der Oberfläche eines Polyäthylenfilmes verwenden, der mit eigens zum Bedrucken einer Polyäthylenfilmoberfläche modifizierten Farben bedruckt werden soll. In addition to the stated purpose, the process according to the invention can be used can also be used to modify the surface of a polyethylene film with specially printed colors for printing on a polyethylene film surface shall be.

Das Ergebnis ist eine sogar weitere Verbesserung der adhäsiven Bindungen zwischen der getrockneten Farbe und der Polyäthylenfilmoberfläche.The result is an even further improvement in adhesive bonds between the dried paint and the polyethylene film surface.

Außerdem klebt der nach dem erflndungsgemäßen Verfahren behandelte Polyäthylenfilm leichter an sich selbst oder anderen Stoffen, wenn man handelsübliche Klebemittel verwendet. In addition, the one treated by the method according to the invention sticks Polyethylene film lighter on itself or other fabrics if one is commercially available Adhesive used.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Behandlung der Oberfläche verschiedener aus Mischpolymeren aus Äthylen und verschiedenen anderen Stoffen, z. B. Isobutylen, Vinylacetat, Styrol, Vinylchlorid, hergestellten Filmen verwendet werden. The method according to the invention can also be used to treat the surface various from copolymers of ethylene and various others Fabrics, z. B. isobutylene, vinyl acetate, styrene, vinyl chloride, produced films are used will.

Claims (3)

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Polyäthylenoberflächen gegenüber Anilin- oder Rotogravürefarben, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyäthylen oder Mischpolymerisate aus Äthylen mit anderen polymerisierbaren, olefinisch ungesättigten Monomeren bei Temperaturen zwischen 25 und 95"C der kurzen Einwirkung von Salpetersäure oder eines Gemisches von Salpeter- und Schwefelsäure oder einer wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxyd, salpetriger Säure oder eines Alkalihypochlorits, gegebenenfalls in Gegenwart von Licht, aussetzt, unter Ausbildung einer gegenüber Druckfarben haftfähigen Oberfläche. PATENT CLAIMS: 1. Process for improving printability of polyethylene surfaces versus aniline or rotogravure colors, characterized that polyethylene or copolymers of ethylene with other polymerizable, olefinically unsaturated monomers at temperatures between 25 and 95 "C of the short Exposure to nitric acid or a mixture of nitric and sulfuric acids or an aqueous solution of hydrogen peroxide, nitrous acid or an alkali hypochlorite, optionally in the presence of light, exposing, with the formation of an opposite Printing inks adhesive surface. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberflächenbehandlung bei einer Temperatur zwischen 25 und 65" C durchführt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Surface treatment at a temperature between 25 and 65 "C is carried out. 3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyäthylen in Form eines Filmes kontinuierlich durch die genannte Lösung leitet. 3. Embodiment according to claim 1, characterized in that one the polyethylene in the form of a film is continuously passed through said solution. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 581 717; USA.-Patentschrift Nr. 2 502 841. Documents considered: British Patent No. 581,717; U.S. Patent No. 2,502,841.
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