DE1519239B1

DE1519239B1 - Beschichtungsmittel fuer Polystyrolfolien

Info

Publication number: DE1519239B1
Application number: DE19631519239
Authority: DE
Inventors: Lewis Fred Bogle; Howart Albert Scopp; Thomas French Sincock
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1962-09-25
Filing date: 1963-09-21
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB978498A; US3306755A; FR1369880A

Description

45 % durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid und einer Harzsäure erhaltenes Harz, 10 bis 15% Weichmacher und 10 bis 15% eines sulfierten oberflächenaktiven Fettalkohols oder dessen Salzes. Eine beson-5 ders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels enthält 40% Nitrocellulose, 40% aus Maleinsäureanhydrid und einer Harzsäure hergestelltes Harz, 10% Ester als Weichmacher und 10% eines Salzes eines sulfierten Fettalkohols.

Die in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel verwendete Nitrocellulose ist vorzugsweise Cellulosenitrat mit etwa 1,8 bis 2,3 Nitratgruppen pro Anhydroglukoserest, d. h. mit einem Stickstoffgehalt von etwa 10,9 bis etwa 12,2%, wobei Cellulosenitrat mit einem

Entzündbarkeit gewöhnlich in alkoholfeuchter Form im Handel, d. h. als ein Feststoff, der etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent Äthanol enthält.

In dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel wird als Komponente ein aus Maleinsäureanhydrid und einer Harzsäure hergestelltes Harz verwendet, das auch als eine harzartige polybasische Terpensäure bezeichnet werden kann.

In dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel kann jeder bekannte Weichmacher für Nitrocellulose verwendet werden, Beispiele sind Dibutylphthalat, Dioctylphthalat, Dicyclohexylphthalat und Butylbenzylphthalat. Die entsprechenden Ester von Säuren wie

Polystyrolfolien sind normalerweise durchsichtig
und werden in weitem Umfang als Verpackungsmaterial bzw. als Sichtfenster in Verpackungen für
verschiedene Nahrungsmittel und insbesondere für
Feuchtigkeit enthaltende Nahrungsmittel verwendet. io
Derartige Polystyrolfolien, die als Verpackungsmaterial sehr geeignet sind, haben jedoch den beträchtlichen
Nachteil, daß sie sich mit kleinen Wassertröpfchen beschlagen, sobald die Temperatur genügend niedrig ist,
um eine Kondensation der Feuchtigkeit an der Innen- 15 Stickstoffgehalt von etwa 10,9 bis etwa 11,2% besonseite der Polystyrolverpackung hervorzurufen. Dieses ders bevorzugt ist. Die Nitrocellulose ist wegen ihrer Beschlagen der normalerweise durchsichtigen Polystyrolfolien ist für Verkaufszwecke außerordentlich
nachteilig.

Aus der französischen Patentschrift 1156 572 ist es 20
bereits bekannt, die Oberfläche von geschäumtem
Polystyrol mit einem polymerisierbaren Lack zu überziehen, der im wesentlichen aus einer Mischung von
Kollodium, Harnstoff—Formaldehyd-Kunstharz, Butylacetat, Methanol und Rizinusöl besteht. Ein der- 25
artiger Lack dient jedoch lediglich dazu, die Oberflächeneigenschaften von geschäumtem Styrol zu verbessern, beispielsweise durch Herabsetzung der Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln und durch Verringerung der Sprödigkeit der Oberfläche. Der Nach- 30 Phosphorsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure sind teil von Polystyrol, sich bei Abkühlung in einer feuch- ebenso geeignet wie epoxydiertes Sojabohnenöl und ten Atmosphäre zu beschlagen, wird durch einen der- andere epoxydierte Öle.

artigen Lack nicht beseitigt. Die in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel

Es ist weiterhin bereits bekannt, daß Mischungen verwendeten sulfierten oberflächenaktiven Fettalkoauf der Basis von sulfierten oder sulfonierten ober- 35 hole haben etwa 10 bis 22 Kohlenstoffatome und umflächenaktiven organischen Verbindungen das Be- fassen auch die jeweiligen Neutralisationsprodukte, schlagen von Polystyrolfolien ziemlich herabsetzen, Besonders geeignet ist Natriumlaurylsulfat, andere gediese Mischungen haben jedoch den Nachteil, daß sie eignete Verbindungen sind Natriumdecylsulfat, Nagleichzeitig die Gleiteigenschaften der Oberflächen von triumstearylsulfat und die entsprechenden Ammo-Polystyrolfolien stark verschlechtern, so daß sich 40 niumsalze und Alkalisalze, wie beispielsweise die Handhabungsschwierigkeiten ergeben, wenn die mit Kaliumsalze.

einer derartigen Mischung behandelte Polystyrolfolie Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel umfaßt,

auf Rollen aufgewickelt oder von Rollen abgewickelt wie oben bereits erwähnt, ein Polystyrol nicht anwird. Beschichtungen mit derartigen Mischungen greifendes Lösungsmittelgemisch, das aus 50 bis 85% haben außerdem den Nachteil, nicht mit der erf order- 45 Methanol, 0 bis 25% Butylacetat, 0 bis 25% Toluol liehen Festigkeit zu haften oder die Klarheit zu beein- und 0 bis 25 % Äthylenglykolmonomethyläther beträchtigen, steht. Vorzugsweise besteht das Lösungsmittelgemisch Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- aus 78 bis 83 Gewichtsprozent Methanol, 3 bis 7 Gegrunde, ein Beschichtungsmittel der eingangs be- wichtsprozent Butylacetat, 3 bis 7 Gewichtsprozent schriebenen Art zu schaffen, das von den vorstehenden 50 Toluol und 7 bis 12 Gewichtsprozent Äthylenglykol-Nachteilen frei ist und das Beschlagen von Polystyrol- monomethyläther. Das Lösungsmittelsystem kann folien in wirksamer Weise verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Beschichtungsmittel der eingangs beschriebenen Art
gelöst, das aixs einer 2- bis 10%igen Lösung einer 55
Mischung aus 10 bis 72% Nitrocellulose, 20 bis 50%
eines durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid und
einer Harzsäure hergestellten Harzes, 0 bis 20 % eines
Weichmachers und 8 bis 20% eines sulfierten oberflächenaktiven Fettalkohols oder dessen Salzes, gelöst 60 tiefdruck. Die verwendete Menge des erfindungsgein einem Gemisch aus 50 bis 85% Methanol, 0 bis mäßen Beschichtungsmittels ist so zu bemessen, daß

auch eine geringe Menge, beispielsweise bis zu 5% oder mehr, Äthanol enthalten, das häufig in handelsüblichen Nitrocelluloseformen enthalten ist.

Der Feststoffgehalt des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels beträgt vorzugsweise 4%·

Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel kann nach jedem bekannten Verfahren auf Polystyrolfolien aufgebracht werden, beispielsweise mittels Zylinder-

25% Butylacetat, 0 bis 25% Toluol und 0 bis 25%

das Gewicht des trockenen Überzuges etwa 4 bis 20y/cm² beträgt, wobei sich etwa 8y/cm² als das günstigste Gewicht des trockenen Überzuges erwiesen

Äthylenglykolmonomethyläther, besteht.

Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel greift Polystyrol nicht an, d. h., es hat keine auflösende 65 haben.

Wirkung auf Polystyrol. Gemäß einer bevorzugten Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende

Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel 30 bis 40% Nitrocellulose, 35 bis

Erfindung weiter erläutern. Alle Mengenangaben sind gewichtsbezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Durch Mischen von 820 Teilen Methanol, 50 Teilen Butylacetat, 50 Teilen Toluol und 80 Teilen Äthylenglycolmonomethyläther wird ein Lösungsmittel hergestellt. Zu 1000 Teilen dieser Lösungsmittelmischung werden 21,5 Teile alkoholfeuchte Nitrocellulose, bestehend aus 15 Teilen Nitrocellulose und 6,5 Teilen Äthanol, 16,7 Teile einer durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid und Harzsäure hergestellten harzartigen polybasischen Terpensäure, 5 Teile Dibutylphthalat und 5 Teile Natriumlaurylsulf at gegeben.

Die verwendete Nitrocellulose hat einen Stickstoffgehalt von 11,0% ^und einen Viskositätsgrad von V₂ Sekunde.

Die verwendete durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid und Harzsäure hergestellte harzartige polybasische Terpensäure hat einen Erweichungspunkt (Tropfverfahren Hercules) von 45 bis 52⁰C, wasserklare Farbe, eine Säurezahl von 515 bis 535 und ein spezifisches Gewicht von 1,10.

Die erhaltene Mischung wird gerührt, bis eine homogene Lösung vorliegt. Die sich ergebende Lösung wird dann durch Zylindertiefdruck auf eine Seite einer biaxial orientierten Polystyrolfolie mit einer Dicke von 25 μ bei einem Trockengewicht des Überzuges von 8y/cm² aufgebracht, wobei in üblicher Weise mit heißer Luft getrocknet wird.

Die Antibeschlagwirkung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels wird überprüft, indem Proben dieser überzogenen Folie als Fenster in handelsüblichen Speckkartons verwendet und 24stündigen Zyklen bei 4,5⁰C, gefolgt von 1 Stunde bei 23°C, ausgesetzt werden. Vergleichskartons, die Fenster aus nicht beschichtetem, orientiertem Polystyrol enthalten, werden in der gleichen Weise behandelt. Die Vergleichsproben sind nach einer Stunde bei 4,5° C stark beschlagen, während die mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel behandelten Folien auch nach drei derartigen 24-Stunden-Zyklen nicht beschlagen sind.

Beispiel 2

falls in einem Warmluftofen, getrocknet. Eine weitere Vergleichsprobe wird dadurch hergestellt, daß der Beschichtungsmasse gemäß der rechten Spalte von S. 1 der genannten französischen Patentschrift 10% Natriumlaurylsulfat, das auch in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel als oberflächenaktives Mittel verwendet wird, zugesetzt werden. Die derart modifizierte Beschichtungsmasse wird dann ebenfalls mit einem Überzugsstab auf eine biaxial orientierte Polystyrolfolie aufgebracht.

Die drei in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten beschichteten Polystyrolfolien werden dann im Hinblick auf Nichtbeschlagen der Beschichtung, Haftvermögen, Antiblock, Gleitwiderstand, Kohäsion und Glanz geprüft, was alles Eigenschaften sind, die für Verpackungsfolien von Interesse sind.

Die Eigenschaft des Nichtbeschlagens wird geprüft, indem die beschichtete Oberfläche für eine kurze Zeitspanne über einem Behälter mit Wasser mit Raumtemperatur befestigt wird. Dann werden der Behälter und die befestigte Folie in einen bei etwa 3,3 bis 5,6°C gehaltenen Kühlschrank gebracht, um den auf der Beschichtung abgeschiedenen Wasserdampf zu kondensieren. Nach dem Kondensieren wird die Probe entfernt und visuell überprüft, ob die Beschichtung beschlagen ist. Die Temperatur wird wieder auf Raumtemperatur steigen gelassen, und der gesamte Zyklus wird wiederholt, und es wird ein zweites Mal geprüft, ob die Beschichtung beschlagen ist.

Die Antiblockeigenschaft wird qualitativ geprüft, indem die Oberflächen der beschichteten Polystyrolfolie durch bloßen Fingerdruck zusammengepreßt werden und beobachtet wird, ob sich die Beschichtung bei schnellem Heben der Finger abhebt.

Das Haftvermögen der Beschichtung wird geprüft, indem ein Stück Selbstklebeband auf die beschichtete Oberfläche geklebt und dann mit der Hand schnell abgezogen wird, wobei festgestellt wird, wieviel der Beschichtung unter dem Klebeband ebenfalls entfernt wird.

Der Gleitwiderstand wird geprüft, indem die Oberflächen der Probe leicht aufeinandergerieben und der Widerstand festgehalten wird.

Der Glanz wird an Hand des sichtbaren Aussehens

Ein gemäß Beispiel 1 hergestelltes Beschichtungsmittel wird mittels eines Überzugsstabes auf eine bi- 45 festgestellt.

axial orientierte Polystyrolfolie aufgebracht und in Die Kohäsion schließlich wird gemessen, indem die

Oberflächen stark gegeneinandergerieben werden und das Ausmaß des Abriebs der Beschichtung festgestellt wird.

Die in der oben beschriebenen Weise hergestellten beschichteten Polystyrolfolien liefern bei diesen Vergleichsversuchen folgende Ergebnisse:

in

herkömmlicher Weise in einem Warmluftofen getrocknet. Zur Herstellung einer Vergleichsprobe wird die in der rechten Spalte von S. 1 der französischen Patentschrift 1156 572 beschriebene Beschichtungsmasse ebenfalls mit einem Überzugsstab auf eine biaxial orientierte Polystyrolfolie aufgebracht und eben-

Test oder Eigenschaft Biaxial orientierte Polystyrolfolie, beschichtet mit Beschichtungsmasse I Beschichtungsmasse gemäß der j gemäß der franzöfranzösischen ^l sischen Patentschrift Patentschrift 1156 572 + 10 %

1156 572 Natriumlaurylsulfat

erfindungsgemäßes Beschichtungsmittel

Nichtbeschlagen, zwei Zyklen

Haftvermögen, % ab

Block bzw. Verkleben, Fingerdruck

Gleiten

Glanz

Kohäsion der Beschichtung

schlecht

100 verklebt nicht
ausgezeichnet

ausgezeichnet

0 bis 50

nicht

gut

wird abgerieben J wird abgerieben

ausgezeichnet 0 bis 50

nicht

ausgezeichnet ausgezeichnet ausgezeichnet

Die vorstehenden Vergleichsergebnisse zeigen die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels bei der Anwendung auf biaxial orientierte Polystyrolfolien gegenüber der aus der französischen Patentschrift 1156 572 bekannten Beschichtungsmasse und auch gegenüber einer derartigen Beschichtungsmasse, die durch Zusatz von Natriumlaurylsulfat modifiziert ist.

Claims

Patentanspruch:

Beschichtungsmittel auf der Grundlage einer Lösung von Nitrocellulose, Harz und gegebenenfalls Weichmacher in organischen Lösungsmitteln für Folien aus biaxial orientiertem Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer 2- bis 10%igen Lösung einer Mischung aus 10 bis 72% Nitrocellulose, 20 bis 50% eines durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid und einer Harzsäure hergestellten Harzes, 0 bis 20% eines Weichmachers und 8 bis 20 % eines sulfierten oberflächenaktiven Fettalkohols oder dessen Salzes, gelöst in einem Gemisch aus 50 bis 85 % Methanol, 0 bis 25% Butylacetat, 0 bis 25% Toluol und 0 bis 25% Äthylenglykolmonomethyläther, besteht.