DE1519182B2

DE1519182B2 - Polyolefin enthaltende Heißschmelzüberzugsmasse

Info

Publication number: DE1519182B2
Application number: DE1519182A
Authority: DE
Inventors: Norman Willet Warrington Fla. Craft (V.St.A.)
Original assignee: Tenneco Chemicals Inc
Current assignee: Tenneco Chemicals Inc
Priority date: 1964-01-08
Filing date: 1965-01-05
Publication date: 1974-01-10
Also published as: DE1519182A1; FR1450444A; GB1078213A; NL7316271A; NL6500237A

Description

a) einem Polyolefin,

b) 20 bis 70 Gewichtsprozent eines Dipentenpoly-

Polyolefine und insbesondere Polyäthylen werden in ^merisjf_u ^mii ,™ Erweichungspunkt im Bereich

der Technik zum Überziehen einer Vielzahl von Mate- ^{von /υ bls i4U C}'

rialien, wie z. B. Papier, Pappe oder Karton, Zellglas, ^c) gegebenenfalls einem mikrokristallinen Wachs

Stoff oder Tuch od. dgl., verwendet. Der Polyolefin- 30 mit einem Schmelzpunkt von 75 bis 90°C und

überzug auf diesen Materialien dient sowohl als Trenn- d) gegebenenfalls üblichen Zusätzen
oder Schutzschicht gegenüber Feuchtigkeit und Fett

als auch als Mittel, um einem Material, das sonst nur besteht.

mit Hilfe eines Klebstoffes mit sich selbst eine Abdich- Bei Anwendung der Überzugsmassen gemäß der tung oder einen Verschluß ergibt, eine heißsiegelbare 35 Erfindung werden Verpackungsmaterialien mit ausge-Oberfläche zu erteilen. Obgleich derartige Überzüge für zeichneten Gas- und Dampfabsperreigenschaften, ausviele Zwecke brauchbar sind, können sie für solche gezeichneter Fettbeständigkeit, hohem chemisch iner-Anwendungen, wie z. B. für die Verpackung von festen tem Verhalten und guter Zähigkeit und Biegsamkeit und flüssigen Nahrungsmitteln, Schmiermitteln, Che- erhalten, wenn die Überzugsmasse wenigstens auf eine mikalien od. dgl., bei welchen eine maximale Bestän- 40 Seite eines Trägermaterials aufgebracht wird. Außerdigkeit gegenüber dem Durchdringen von Sauerstoff, dem sind diese Überzüge durch eine gute Haftung auf Fett, organischen Dämpfen und Feuchtigkeit sowie einer großen Vielzahl von Materialien, gute Fließeigeneine gute Beständigkeit gegenüber Einreißen und Riß- schäften und Verarbeitungsfähigkeit, gute Abdichtbildung beim Biegen erforderlich sind, nicht benutzt oder Versiegeleigenschaften unter Einwirkung von werden. 45 Wärme, ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Blok-

Aus der britischen Patentschrift 924 941 sind heiß- ken ausgezeichnet und besonders für die Verwendung

siegelbare Überzugsmassen bekannt, die im wesent- bei Nahrungsmitteln und Arzneimitteln geeignet,

liehen aus 80 bis 90% eines Äthylen-Vinylacetat- Die bei der praktischen Ausführung der Erfindung

' Mischpolymerisats und Erdölwachs als Rest bestehen, brauchbaren Polyolefine umfassen Polymerisate von

wobei das Mischpolymerisat einen Vinylacetatgehalt 5» Äthylen, Propylen und Butylen und Mischpolymeri-

von 15 bis 40% und eine Eigenviskosität von 0,45 bis sate von Äthylen oder Propylen miteinander oder mit

1,5 aufweist. anderen Materialien, einschließlich von Olefinen, in

In der USA.-Patentschrift 2 490 550 sind feuchtig- welchen nicht mehr als 50 Gewichtsprozent des Misch-

keitsfeste, heißsiegelbare Massen aus 15 bis 50 % eines polymerisats von derartigen anderen Komponenten

Mischpolymerisats von 1 bis 10 Mol Äthylen und 55 abgeleitet sind. Geeignete Mischmonomere umfassen

1 Mol Vinylacetat, 30 bis 80 % eines harten, spröden, z. B. monosubstituierte Äthylene, wie 1-Buten, 2-Bu-

thermoplastischen Harzes und 1 bis 30 % eines feuch- ten, 1-Penten, 2-Penten, Allylbenzol und Styrol,

tigkeitsfestmachenden Harzes beschrieben. Diese Mas- 1,1-disubstituierte Äthylene, wie a-Methylstyrol,2-Me-

sen sollen dazu dienen, Papier, regenerierte Cellulose thylbuten-1, 3-Methylpenten-l, «- und /3-Pinene und

od. dgl. feuchtigkeitsfest und heißsiegelbar zu machen. 60 Camphen, 1,2-disubstituierte Äthylene, wie Inden,

Es handelt sich bei dem eingesetzten Mischpolymerisat Cyclopenten und Nor-Bornylen, Acetylene, wie Phe-

um ein kautschukartiges Produkt. nylacetylen und Isopropenylacetylen, Äther, Epoxyde,

Aus der britischen Patentschrift 943 186 sind Über- Ester, wie Vinylacetat, Vinylbutyrat und Methylzugsmassen bekannt, die ein schweres aromatisches acrylat und Stickstoffverbindungen, wie Vinylcarbazol, Lösungsmittel umfassen, in dem polymerisiertes Iso- 65 4-Vinylpyridin und Acrylnitril. Mischungen dieser butylen, ein Polyäthylen und ein polymerisiertes Dien- Polymerisate und Mischpolymerisate können bei der harz gelöst sind. Das Harz kann durch Polymerisieren praktischen Durchführung der Erfindung ebenfalls zur von cyclischen Diendimeren gebildet sein, die einen Anwendung gelangen.

Die in den Heißschmelzüberzugsmassen gemäß der Erfindung verwendeten Dipentenpolymerisate sind die harzartigen Produkte, welche durch Polymerisation von Dipenten erhalten werden. Für die Herstellung dieser Produkte kann z. B. Dipenten in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel,;, gelöst in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators, z. B. Aluminiumchlorid, Zinn(IV)-chlorid, Antimonchlorid oder Bortrifluorid, polymerisiert werden. Die sich ergebende Polymerisatlösung wird mit Kalk und einem Adsorptionsmittel, z. B. Fuller-Erden oder feinteiligem Ton, behandelt und dann zur Entfernung von Chlor erhitzt. Nach Filtration wird das Filtrat zur Abtrennung von Lösungsmittel und verschiedenen niedrigsiedenden Materialien aus dem Polymerisat destilliert. Die gemäß dieser Arbeitsweise erhaltenen Dipentenpolymerisate sind harte, spröde Harze, welche insbesondere Erweichungspunkte im Bereich von 100 bis 140° C aufweisen. Diese Polymerisate können gemäß verschiedenen Arbeitsweisen zur Erniedrigung ihrer Erweichungspunkte modifiziert werden, z. B. durch Zugabe.von Terpenoligomeren zu den Dipentenpolymerisaten Unter Bildung von Massen mit niedrigeren Erweichungspunkten als das Dipentenpolymerisat.

Zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeitsdampfdurchdringung und ihrer Heißsiegel- oder Heißabdichtungseigenschaften ist es häufig zweckmäßig, den Heißschmelzmassen gemäß der Erfindung ein mikrokristallines Wachs einzuverleiben. Die mikrokristallinen Wachse sind hochsiedende (Rückstands-)Fraktionen, welche bei dem Entwachsen von Schmierölen erhalten werden. Sie weisen eine mikrokristalline Struktur, Schmelzpunkte im Bereich von etwa 55 bis 100⁰C oder darüber und einen hohen Grad an Plastizität auf. Da die tiefer schmelzenden mikrokristallinen Wachse weich und klebrig sind und eine Neigung zum Blocken besitzen, werden in den Produkten gemäß der Erfindung mikrokristalline Wachse, welche im Bereich von 75 bis 90° C schmelzen, verwendet.

Zur Bildung von Überzügen mit der erwünschten Kombination von Eigenschaften ist es erforderlich, daß die Massen etwa 20 bis 70 Gewichtsprozent und vorzugsweise 30 bis 60 Gewichtsprozent des Dipentenpolymerisats in Abhängigkeit von solchen Faktoren, wie des gewählten Polyolefins, dem Erweichungspunkt des Dipentenpolymerisats und der besonderen Kombination von erwünschten Eigenschaften in den überzogenen Produkten, enthalten. Bei Verwendung eines mikrokristallinen Wachses enthalten die Überzugsmassen vorzugsweise 20 bis 70 Gewichtsprozent des Polyolefins, 10 bis 35 Gewichtsprozent an mikrokristallinem Wachs und 20 bis 70 Gewichtsprozent an Dipentenpolymerisat. Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden bei Verwendung einer Überzugsmasse erhalten, welche etwa 40 Gewichtsprozent eines Polyolefins, 30 Gewichtsprozent an mikrokristallinem Wachs und 30 Gewichtsprozent eines Dipentenpolymerisats enthielt.

Die Heißschmelzüberzugsmassen können zweckmäßig dadurch hergestellt werden, daß man die Bestandteile in einem geeignet erhitzten Gefäß, welches mit einem Rührer ausgestattet ist, mischt, wobei die Temperatur des Gefäßes ausreichend ist, um die Bestandteile, wenn sie zügegeben werden, zu schmelzen. Da die Bestandteile keine gegenseitige Reaktivität besitzen, können sie in beliebiger Reihenfolge zugegeben oder als Vormischung gemischt werden.

Die Überzugsmassen gemäß der Erfindung können auf eine große Mannigfaltigkeit von Substraten unter Bildung von für den Gebrauch als Verpackungsmaterialien geeigneten Produkten aufgebracht werden. Diese umfassen poröse Substrate, wie Papier, Pappe oder Karton und Tuch, sowie nichtporose Substrate, wie Zellglas, Aluminiumfolie und Polyölefinfilme.

Die Überzugsmassen können auf eine oder auf beide Seiten des Substrats gemäß gebräuchlicher Arbeitsweisen aufgebracht werden, beispielsweise durch Eintauchen, Aufstreichen, Aufspritzen, Aufwalzen od.dgl., wobei klare, gleichförmig verteilte Überzüge gebildet werden. Überschüssige Überzugsmasse kann durch Abquetschwalzen, Abstreifmesser od. dgl. entfernt werden.

Bevorzugt wird die Heißschmelzmasse im geschmolzenen Zustand mit dem Substrat in Berührung gebracht und unmittelbar danach auf eine Temperatur unterhalb ihres Erweichungspunktes rasch abgekühlt

ao oder abgeschreckt. Die Masse soll auf das Substrat in einer solchen Menge aufgebracht werden, daß bei Abkühlung eine glatte, gleichmäßig verteilte Schicht mit einem Gewicht von etwa 5 g/m² bis 75 g/m^a je Seite vorhanden ist, wobei ein Gewicht von etwa 15 bis 25 g/m² je Seite bevorzugt wird.

Außer den vorstehend genannten Komponenten von Polyolefin, mikrokristallinem Wachs und Dipentenpolymerisat können die Überzugsmassen gemäß der Erfindung antistatischmachende Mittel, hochschmelzende Wachse, Antioxydationsmittel, Farbstoffe und Pigmente, Schmiermittel od. dgl. enthalten.

In den Beispielen sind sämtliche Prozentsätze auf Gewicht bezogen. Die Erweichungspunkte wurden gemäß der Kugel- und Ring-Methode (ASTM E-28-51T) erhalten.

Beispiel 1

Eine Reihe von Heißschmelzüberzugsmassen wurde durch Mischen der nachstehend aufgeführten Bestandteile und Erhitzen der erhaltenen Mischung bis zur zielung einer homogenen Schmelze hergestellt:

Überzugs	Gewichts	Bestandteil
masse	prozent
A	30	Mikrokristallines Wachs
	40	Äthylen-Vinylacetat-Misch-
		polymerisat
	30	Dipentenpolymerisat
		(Erweichungspunkt 100⁰C)
B	30	Mikrokristallines Wachs
	40	Äthylen-Vinylacetat-Misch-
		polymerisat
	30	Dipentenpolymerisat
		(Erweichungspunkt 115° C)
C	30	Mikrokristallines Wachs
	40	Äthylen-Vinylacetat-Misch-
		polymerisat
	30	Dipentenpolymerisat
		(Erweichungspunkt 125° C)
D	10	Mikrokristallines Wachs
	30	Äthylen-Vinylacetat-Misch-
		polymerisat
	60	Dipentenpolymerisat <
		(Erweichungspunkt 135°C)

Blätter oder Bahnen von Kraftpapier, auf welche auf einer Seite ein Überzug bis zu einer Dicke von etwa 38,1 μ von den Überzugsmassen A bis D aufgebracht worden war, wurden auf ihr Blockverhalten mittels der Tappi-Methode T477m-47 bei etwa 49⁰C unid 75% relativer Feuchtigkeit untersucht.

Wenn die Papierblätter oder -bahnen in Berührung von Vorderseite mit Vorderseite waren, zeigte jeder der Überzüge ein schwaches Blocken, d. h., die Oberflächen zeigten kein freies Auseinandergleiten. Es wurde kein Anzeichen einer Filmbeschädigung beobachtet. Kein Blocken war vorhanden, wenn die Blätter oder Bahnen in Berührung von Vorderseite und Rückseite oder Rückseite und Rückseite vorlagen.

Beispiel 2

Ein Film (etwa 25,4 bis 38,1 μ) von jeder der Überzugsmassen, deren Herstellung in Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde auf einen Karton als Substrat ausgespritzt und aufgepreßt. Die überzogene Pappe wurde unter Heißversiegeln zu Behältern verformt, welche zum Gebrauch bei der Verpackung von frischen festen oder flüssigen Nahrungsmitteln, Chemikalien, Düngemitteln od. dgl. geeignet waren. Die so gebildeten Pappkartonverpackungen besaßen eine geringe Durchlässigkeit für Feuchtigkeitsdampf, eine hohe Fettdichtheit, gute Biegsamkeit, selbst bei Aufbewahrung unter Kühlung oder Gefrierung, eine gute Abdicht- oder Siegelfähigkeit bei Einwirkung von Hitze, waren ehemisch sehr inert und hatten keinen Geruch.

Beispiel 3

Eine Reihe von Heißschmelzüberzugsmassen wurde hergestellt, indem die nachstehend angegebenen Bestandteile gemischt und die erhaltene Mischung bis zur Erzielung einer homogenen Schmelze erhitzt wurden.

Überzugs	Gewichts	Bestandteil
masse	prozent
E	70	Polyäthylen (Dichte 0,922,
		Schmelzindex 9,1)
	30	Dipentenpolymerisat
		(Erweichungspunkt 100⁰C)
F	70	Polyäthylen (Dichte 0,922,
		Schmelzindex 9,1)
	30	Dipentenpolymerisat
		(Erweichungspunkt 125⁰C)

Blätter oder Bahnen von Kraftpapier, welche auf einer Seite bis zu einer Stärke von etwa 38,1 μ mit den Überzugsmassen E und F überzogen worden waren, zeigten ein schwaches Blocken bei Berührung von Vorderseite mit Vorderseite und kein Blocken bei Berührung von Vorderseite mit Rückseite oder Rückseite mit Rückseite.

Diese Blätter oder Bahnen waren auch durch überlegene Fettdichtheit, sehr niedere Durchlässigkeit für Feuchtigkeitsdampf und gute optische Eigenschaften ausgezeichnet.

Claims

1 2 Erweichungspunkt in dem Bereich von 95 bis 105°C Patentansnrüche" haben. Es kann auch durch Polymerisieren von Co- ' dimeren von Cyclopentadien und Alkylcyclopentadien hergestellt werden.

1. Polyolefin enthaltende Heißschmelzüberzugs- S Die bekannten Überzugsmassen werden nicht allen masse, d a d ur ch gekennzeichnet, daß Anforderungen an Heißschmelzüberzugsmassen gesie aus recht. Insbesondere sind Überzugsmassen, die eine

a) einem Polyolefin, wesentliche Menge von einem schweren aromatischen

b) 20 bis 70 Gewichtsprozent eines Dipenten- Lösungsmittel enthalten, nicht für das Überziehen von Polymerisats mit einem Erweichungspunkt im Be- io Verpackungsmaterial geeignet, das zur Verpackung reich von 70 bis 140° C, von Nahrungsmitteln, Arzneimitteln od. dgl. ge-

c) gegebenenfalls einem mikrokristallinen Wachs eignet ist.

mit einem Schmelzpunkt von 75 bis 90° C und Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Heiß-

d) gegebenenfalls üblichen Zusätzen . Schmelzüberzugsmasse, die auf den verschiedensten besteht. 15 Materialien inerte Überzüge gibt, welche eine beson-

2. Überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch dere Beständigkeit gegenüber Durchdringen von gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 70 Gewichts- Sauerstoff, Fett, organischen Dämpfen und Feuchtigprozent des Polyolefins, 20 bis 70 Gewichtsprozent keit aufweisen, eine gute Einreißfestigkeit des überdes Dipentenpolymerisats und 10 bis 35 Gewichts- zogenen Materials gewährleisten, nicht zur Rißbildung prozent des mikrokristallinen Wachses besteht. 20 beim Biegen neigen und gut heißsiegelbar sind.

Die Polyolefin enthaltende Heißschmelzüberzugsmasse gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus