DE1696239C3

DE1696239C3 - Verfahren zur Verbesserung des Widerstandes von Papier gegenüber dem Durchdringen von Flüssigkeiten, Gasen und Wasserdampf

Info

Publication number: DE1696239C3
Application number: DE19671696239
Authority: DE
Inventors: Paul Roger Ballwin Graham; August Fredric St.Louis Ottinger
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1966-11-25
Filing date: 1967-11-24
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE1696239A1; FR1583627A; LU54955A1; NL6715989A; FI49199C; BE707064A; GB1177997A; AT276925B; CH482865A; DE1696239B2; FI49199B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Widerstandes von Papier gegenüber dem Durchdringen von Flüssigkeiten, Gasen und Wasserdampf.

Papierbahnen werden weitgehend für Verpackungen verwendet. Papier hat jedoch eine sehr geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Durchdringen von Wasserdampf, Gasen und Flüssigkeiten. Zur Verbesserung des Sperrwiderstandes gegenüber Wasserdampf wurden bisher Papiere mit einer Vielzahl von Substanzen beschichtet. Die häufigste Papierbeschichtung ist Wachs. Während wachsbeschichtetes Papier einen guten Sperrwiderstand gegenüber Wasserdampf hat, solange es glatt unu ungefaltet ist, hat es nach Falten eine geringe Widerstandsfähigkeit. Augenscheinlich ist die Brüchigkeit des Wachses so groß, daß das Falten Brechen des Wachses und Rißbildung verursacht. Durch Jie Risse kann nun der Wasserdampf dringen. Außerdem dient das wachsbeschichtete Papier nicht dazu, eine harte und abnutzungsfeste Oberfläche zu bilden.

Es wurde ebenso versucht, Papier mit Asphalt zu beschichten, und obgleich dadurch ein sehr guter Sperrwiderstand gegenüber Wasserdampf erhalten wird, hat das beschichtete Papier nach Falten nur geringe Widerstandsfähigkeit. Außerdem ist der Asphalt ein schwarzes, toxisches Material, wodurch seine Anwendung für Papierbeschichtüngen eingeschränkt wird, dies besonders bei der Nahrungsmitlclverpackung. Weiter unterliegen Asphaltbeschichtungen Änderungen in den Fließeigenschaften bei Temperaturänderungen.

Ebenso wurde Papier mit einem Pqlyäthylenfilm beschichtet. Das sich ergebende polyäthylenbeschjchtete Papier zeigt jedoch geringere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Durchdringen von Wasserdampf als das wachsbeschichlete Papier, wenn die Beschichtung unter flachen oder glatten, ungefalteten Bedingungen geprüft wird.

Die charakteristische Brüchigkeit des Polyvinyhdenchlorids verursacht andererseits beim Falten solcher Beschichtungen Brüche. Versuche, diese begrenzte Biegsamkeit durch die Verwendung von Weichmachern mit Polyvinylidenchlorid zu verbessern, bringt eine

ίο verringerte Wirksamkeit der Wassersperreigenschaften mit sich. Die geringe Stoff Widerstandsfähigkeit des Polyvinylidenchlorids bringt außerdem den Bruch des Films bei Schnell-Kerbung bzw. -Rillenbildung und Faltung mit sich.

In der USA.-Patentschrift 3 111505 wird die Herstellung und Verwendung von Äthyien-Vinylchlorid-Mischpoiymerisaten, die unter anderem zur Herstellung von Anstrichen verwendet werden, beschrieben. Die Mischpolymerisate enthalten 5 bis 90°;₀

so Vinylchlorid.

Die so hergestellten Mischpolymerisate werden dreidimensional vernetzt unter Verwendung von bekannten Vulkanisationshilfsmitteln, wie Schwefel, Tetramethylihiohamstoffdisulfid und anderen PoIy-

sulfiden, um kautschukelastische bis spröde Produkte zu erhalten, die in organischen Lösungsmitteln unlöslich sind.

Aus der Zeitschrift TAPPl (45 [1962], S. 356 bis 364) wird ferner die Verwendung von Polyvinylidenchlorid-Emulsionen zur Papierbeschichtung beschrieben. Diese Beschichtungen haben eine ausgezeichnete Sperrwirkung gegenüber dem Durchtritt von Flüssigkeiten, Wasserdampf, Gasen usw. und zeigen auch ein befriedigendes Verhalten bei der Verarbeitung in der Verpackungsindustrie. Bei dem in diesem Zusammenhang erwähnten Beschichtungsmaterial (Daran 202) handelt es sich um ein durch Mischpolymerisation modifiziertes Polyvinylidenchlorid, welches als Emulsion vorliegt und zur Beschichtung verwendet wird.

Bei diesen Produkten handelt es sich also um Vinylidenchlorid-MischpoIymerisate, wobei unklar bleibt, welche Monomerkomponente neben Vinylidenchlorid im Mischpolymerisat enthalten ist. Bei Daran 202 handelt es sich offensichtlich um ein innerlich weichgemachtes Vinylidenchloridpolymerisat. Polyvinylidenchloride haben aber bekanntlich den großen Nachteil, daß sie — obwohl sie eine gute Wasserundurchlässigkeit aufweisen --■ ziemlich spröde sind, so daß das mit diesen Produkten beschichtete Papier — wenn es geknickt oder gefaltet wird — brüchig wird und dabei seine Sperreigenschaften verliert. Das Anwendungsgebiet dieser Produkte ist deshalb von vornherein beschränkt, und zwar besonders auf die Beschichtung von verhältnismäßig steifen Papieren, die außerdem nach der Beschichtung nicht mehr geknickt oder gefaltet werden müssen.

Um die Biegsamkeit d^:'ser Produkte zu erhöhen, gibt man daher in dei Praxis im allgemeinen dem Vinylidenchloridpolymerisat einen »äußeren Weichmacher« zu. Das Anwendungsgebiet dieser »äußerlich weichgemachten« Polymerisate ist aber begrenzt, weil die Gefahr besteht, daß der Weichmacher ausschwitzt, so daß beispielsweise mit diesem Produkt beschichtete Papiere nicht zur Verpackung von Nahrungsmitteln geeignet sind. Bei »Daran 202«, bei dem es sich um ein durch Mischpolymerisation »innerlich weichgemachte..s Vinylidenchloridpolymerisat handelt, werden zwar die mit dem Ausscheiden des Weichmachers verbun-

denen Nachteile vermieden, dieses Produkt hat aber den großen Nachteil, daß es gegen 2- und 3wertige Ionen nicht stabil ist.

Es besteht daher ein großes Bedürfnis daran, den Widerstand von Papier gegenüber dem Durchdringen von Flüssigkeiten, Gasen und Wasserdampf weiter zu verbessern und insbesondere eine Papierbeschichtung zu schaffen, die gegenüber 2- und 3wertigen Ionen stabil ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Papieroberfläche aus einem wäßrigen Latex mit 10 bis 80% eines Mischpolymerisates von Äthylen und Vinylchlorid, das 20 bis 95% Vinylchlorid enthält, mit einer Menge von 0,23 bis 41 kg pro 279 m² beschichtet und die beschichtete Oberfläche anschließend zur .Bildung einer kontinuierlichen, im wesentlichen nicht klebenden Schicht wärmebehandelt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat 55 bis 80 Gewichtsprozent polymerisiertes Vinylchlorid.

Der Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-Latex enthält vorzugsweise 40 bis 50% Mischpolymerisat. Das Papier wird vorzugsweise auf einer Seite pro 279 m² mit 0,45 bis 9 kg Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat beschichtet.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Papiere eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Durchdringen von Flüssigkeiten, Gasen und Wasserdampf aufweisen und insbesondere gegenüber 2- und 3\vertigen Ionen stabil sind.

Die erfindungsgemäß hergestellten Papiere weisen außerdem eine gute Biegsamkeit, hervorragenden Glanz und nichtklebrige Oberflächen auf.

Für die meisten Beschichtungsanwendungen wird es besonders bevorzugt, Latices mi\ wenigstens 45 Gewichtsprozent Mischpolymerisat als Feststoffe zu verwenden, vorausgesetzt daß die Höhe der schwereren Feststoffe nicht eine Viskosität aufweist, die für die hier bescl.iiebenen Anvvendungsveifahren /u hoch .....

Die vorausgehend bezeichneten Äthylen-Vinylchlorid-Copolymerisate werden leicht nach verschiedenen, dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt. Die in dieser Erfindung verwendeten Äthylen-Vinylchlorid-Copolymerisate werden vorzugsweise nach einem Verfuhren hergestellt, das umfaßt das Mischen von Äthylen und Vinylchloridmonomeren in Gegenwart eines alkalischen gepufferten Redoxkatalysatorsystems, von Wasser und von etwa 1 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf die monomere Beschickung, und von etwa 4 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisatprodukt, nicht ionisches Emuigierungsmittel mit einem HLB-Wert (hydrophiles-lipophiles Gleichgewicht des l.mulgierungsmittels) von etwa H) bis 17, und das Umsetzen des Gemisches bei einer Temperatur und einem Druck und einer Zeit, die ausreicht, die Polymerisation der Monomeren zu bewirken. Der Ausdruck »HLB-Wert« wird in dem Artikel »Classification of Surface-Active Agents«/7. Soc. Cosmetic Chemists, 1 (1949), S. 311 bis 326, erläutert. Andere geeignete Emuigierungsmittel umfassen anionische Emuigierungsmittel mit einem HLB-Wert von mindestens 10.

Beispiel 1

Ein ausgepumpter 3,785-l-Autoklav wird mit 140OmI wäßriger Lösung beschickt, die

10 g Natriumbicurbonat,

10 g Kaliumperoxydisulfat,

10 ml 15 N-Ammoniumhydroxid,

55 g Polyoxyäthylentridecanol mit etwa 10 Mc Äthylenoxid pro Mol Tridecanol um

12 ml 0,15 molare Lösung des Eisensalzes de Äthylendiamintetraessigsäure

enthält. Der Kessel wird auf 3O⁰C erhitzt, wobei zi diesem Zeitpunkt 700 g Äthylen und 330 g Vinylchloric unter Rühren zugegeben werden. Wenn die Temperatu wieder auf 30⁰C kommt, beträgt der Druck in Autoklav 232 kg/cm². Die Polymerisation wird be gönnen durch Zugabe von 2,6 ml 15%iger Lösung vor Natriumformaldehydsulfoxylat und wird beibehalter durch Zugabe von 1,3 ml Teilen in 15 Minuter Zeitabständen. Die Temperatur steigt auf etwa 35'C während der ersten Zugabe von Sulfoxylat und wire bei dieser Temperatur durch Regulierung der Manteltemperatur des Autoklavs gehahen. Wenn der Druck infolge der Polymerisation abfällt, wird weiteres Vinylchlorid zugegeben, um den Anfangsdruck von 232 kg/cm² beizubehalten. Gerührt wird mit einer Geschwindigkeit von 400 UpM während der gesamten Polymerisationsdauer. Eine Gesamtmenge von 29,3 ml 15^ü/„iger Sulfoxylatlösung und 709 g Vinylchlorid werden dem Reaktionskessel während 4 Stunden zugegeben. Nach abgelaufener Reaktion wird das Rühren eingestellt und der Latex sich von dem nicht umgesetzten Monomeren abtrennen lassen. Nach Abtrennen des Monomeren und des Latex wird 1 ml Entschäumungsmittel dem Reaktionskessel zugegeben und das nicht umgesetzte Monomere langsam in die Atmosphäre abgeblasen. Man erhält 2609 g Äthylen-Vinylchlorid-Latex mit 1120g Mischpolymerisat-Feststoffen. Der Latex umfaßt 44% dispergierte Feststoffe, der polymerisierte Vinylchloridgehalt des Mischpolymerisats beträgt 7O⁰Z_n und entspricht einer 62%igen Umwandlung, bezogen auf dps Gewicht der Gesamtmonomer-Beschickung. Der Latex hat eine spezifische Viskosität (j//_sp) von 0,084, bestimmt bei 30 C in Tetrahydrofuran, mit einer Durchschnittsgewichtsteilchen jröße von 1830 Ä. Der Latex wird weiter nachstabilisiert durch Zugabe von 15 g Polyoxyäthylennonylphenol, wobei etwa 10 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol enthalten waren unter Bildung einer Maronstabilität von weniger als 0,2 g. Unter dem Ausdruck »Maronstabilität« ist die Latexstabilität zu Verstehen, die nach dem in der Zeitschrift J. Ind. Eng. Chern., 40 (1948), S. 339, beschriebenen sogenannten Maron-Stabilitätstest bestimmt wurde.

Mischpolymerisate, die in ähnlicher Weise wie die vorausgehend beschriebenen hergeteilt wurden, sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt.

Das Papier, das nach dieser Erfindung mit einem

Äthylen-Vinylchlorid-Copolymerisatlatex beschichtet werden kann, um ein Produkt mit erhöhten Abschirmeigenschaften herzustellen, kann von etwa 0,23 bis 41 kg Äthylen-Vinylchlorid-Copolymerisat auf einer Seite pro 279 m² enthalten, was 500 61 · 91 cm Blättern entspricht. Im allgemeinen sind jedoch etwa 0,45 bis 9 kg Äthylen-Vinylchlorid-Copolymerisat pro 279 m³ ausreichend, während 0,45 bis 1,8 kg für viele Fälle ausreichend sind.

Tabelle 1

Äthylen-Vinyl-	Vinylchlorid	Latex "/„ Polymerisat es tstofTe	Latex	Teilchengröße	Spezifische Viskosität
chlorid- Copolymerisal	Gewichtsprozent		Viskosität Centipoise	Ä
Beispiel Nr.	74,8	51,3	bei 22^: C	1260	0,150
2	70,5	44,8	88	1340	0,162
3	75,0	45,2	22	1210	0,150
4	54	53	40	2370	—
5	68	49		1220	—
6	70	41		1770	—
7	66	42		1580	—
8	61,8	46,7		1010	—
9	53,7	46,0	30	1380	—
10	74	43	40	1340	0,157
Π	69,8	42,4		1190	0,096
12	70	47	18	1290	0,154
13	72	39,1	68
14	68	50,6
15	66
16	69	50,2
17	70	47		1210	0,145
18		76

Die Verfahren zum Aufbringen der Mischpolymerisatbeschichtung auf den Bahnen sind dem Fachmann bekannt. Solche Verfahren umfassen das Sprühen, die Walzenbeschichtung, den Schlitzdüsenauftrag, die Beschichtung mit nachziehendem Rakel, den Läuferbescnichter und die Verwendung einer Mayerstabmaschine.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die günstigen und unerwarteten Eigenschaften, die unter Verwendung von Äthylen-Vinylchlorid-Latizes der vorliegenden Erfindung als Papierbeschichtungsmaterialien erreicht wurden.

Die vorausgehend in Tabelle I angegebenen Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisatlatizes wurden als Abschirmbeschichlungen bei Papier nach dem folgenden Verfahren verwendet.

Der Äthylen-'Vinylchloridlatex wird auf der verfilzten Seite der Papierbahn mit einem mit Draht umwickelten Stab aufgebracht. Zur Aufbringung des Films wurden Beschichtungsstäbe mit den Größen 6, 18 und 28 verwendet. Ein Stab Nr. 6 hatte einen geringeren Drahtdurchmesser und mehr Windungen bei einer gegebenen Stablänge und lagert einen leichten, kontinuierlichen, nassen Film ab, während der Stab Nr. 28 einen größeren Drahtdurchmesser und weniger Windungen pro 2,54 cm hat und einen viel schwereren Film ablagert.

Das Papier ist auf einer flachen Glasoberfläche angebracht, der mit Draht umwundene Stab wird in die Druckstange eingelegt, die im Kopf der Schicht angeordnet ist, dann wird der Latex über das Papierblatt unmittelbar vor die niederdrückende Stange gegossen, die Niederdrückstange wird dann mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über das Papierblatt bewegt, wobei sie hinter sich einen gleichmäßigen, glatten nassen Latexlilm zurückläßt. Alle beschichteten Proben läßt man über Nacht lufttrocknen, setzt sie dann für 2 Minuten bei 120⁰C der Wärme aus und kalandriert dann.

Die Besthichtungen werden dann hinsichtlich der verschiedenen, physikalischen Eigenschaften geprüft.

Die Prüfverfahren sind nachfolgend beschrieben, und die Ergebnisse sind in den Tabellen II, III und IV festgehalten.

Die Prüfverfahren, die zur Betimmung der physikalischen Eigenschaften des mit Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-Latizes beschichteten Papiers verwendet wurden, sind nachfolgend mit erläuternden Bemerkungen —· soweit notwendig — angegeben.Die Proben wurden nach TAPPI T402m-49 vor der Prüfung konditioniert. Das Papiergrundlagenmaterial, das zur nachfolgend beschriebenen Untersuchung verwendet wurde, sind ein 22,7 gebleichter Kraftpapieransatz.

Wasserresistenz

Tropfen von 5O°/oiger Milchsäurelösung wurden auf

eine beschichtete Oberfläche des Papiers aufgebracht, und die Zeit die jeder Tropfen benötigte, um von der Oberfläche der Probe absorbiert zu werden, wurde festgehalten.

Filmbildung

Feststellen von Löchern (Preßfehlern) in einem Bereich von 103 m² während einer Dauer von 5 Minuten. Eine rote Farblösung von Terpentin wird leicht quer zur beschichteten Oberfläche der. Schicht aufgebürstet. Unvollkommenheiten, wie Löcher, Risse usw., ermöglichen dem gefärbten Terpentin sofort einzudringen, wodurch Verfleckung auf der nicht beschichteten Seite der Probe auftritt.

Ölresistenz

Eine 15,2 · 15,2 cm einseitig beschichtete Probe wird der Hälfte nach in jeder Richtung, ebenso diagonal von Ecke zu Ecke gefaltet, wobei jede Falte einem 2,7-kg-Druck unterworfen wird. Die gestanzte Platte wird weiter 2,54 cm von jeder Kante gefaltet und dann in einen etwa 10 · 10 cm Kasten so eingelegt, daß 2,5 cm Seitenwandung mit der beschichteten Oberfläche nach innen kommt. Alle Knicke, ausgenommen solche, die an den Nebenwandlungen vorgenommen

wurden, werden als Spit7e der Mitte des Gefäßbodens zusammengefaltet, 50 ml Nr. 10 SAE-Öl wird in den Kasten gegossen, und die Zeil, die erforderlich ist, um die geknickten Bereiche zu durchdringen, wird festgehalten.

Feuchtigkeits-und Dampfdurchdringungsgcschwindigkcit

A. S. T. M .1-988 (tropische Atmosphäre) — Angegeben als g H₂O/!00 645 cm²/24 Std. bei 37,S^flC und 90°/_oiger relativer Feuchtigkeit.

Glanz

Die angegebenen Zahlen sind Prozentsätze des

5 Lichts, das von dem beschichteten Papier reflektiert wird im Vergleich zu einer 100°/_oigen Reflexion, die von einem Carraraglanzstandard erhalten wurde. Diese Messung wurde vorgenommen durch Messen

der Reflexion des Lichts des Papiers in einem Winkel

ίο von 75° von der Papieroberfläche. Die Bestimmung

erfolgte nach derTappi-StandardmethodeT452-OS-58.

Tabelle II
Eigenschaften der Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisal-Beschichtungen

Beschichtungs-Stab Nr. Beschidnungs-Gewichl 0,454 kg/279 m² ....

(1) Wasserwiderstandsfähigkeit, Sekunden

(2) Filmbildung

(3) Ölwiderstandsfähigkeit, Sekunden .... Feuchtigkeit-Dampf-Uberlragung,
Geschwindigkeit ...

Helligkeit

Glanz

Undurchsichtigkeit .... Beschichtungseigenschaflen

Eigenschaften des gegossenen Films

Mischpolymerisat von Beispiel 2

6 10,9

>6000 200

80,2

45,1 80,3

weich

klebefrei

18 13,2

>6υθθ

25

80,7 42,5 81,1

klebefrei

28 15,6

>6000 10

6,38 80,1 46,6 80,7

biegsam

elastisch Misi^!i polymerisat
von Beispiel 3

7,24

>6000
175

80,9
42,5
79,6

weich

klebefrei

18
13,1

>6000
10

60

80,2
37,7
80,2

klebefrei

28
17,2

>6000
5

120

9,24
80,3
43,8
80,6

elastisch

Mischpolymerisat von !Beispiel 4

2,55

>6000 50

78,6 47,2 76,5

ohne Kleben

klebefrei

18 4,59

>6000 12

600

78,1 46,7 77,5

28 7,30

>6000 3

960

4,86 77,9 54,9 77,6

mittlerer Glanz

biegsam

Tabelle II (Fortsetzung) Eigenschaften der Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-Beschichtuirsgen

	Mischpolymerisat	6	18	28	leicht klebrig	M ischpoly merisat	6	18	28	Mischpolymerisat	6	18	28
	von Beispiel 5					von Beispiel 6				von Beispiel 7
Beschichtungs-Stab Nr.	2,88	3,59	6,17		2,89	3,69	4,90	2,87	2,92	4,68
Beschichtungs-Gewicht
0,454 kg/279 m² ....	>6000	>6000	>6000	>6000	>6000	>6000	>6000	>6000	>6000
(1) Wasserwiderstands	25	5	3	50	15	5	200	150	7
fähigkeit, Sekunden
(2) Filmbildung	—	60	120	—	120	360	—	60	480
(3) Ölwiderstandsfähig-
keit, Sekunden
(4) Feuchtigkeit-	—	—	13,41	—	—	8,76	—	—	13,83
Dampf-Übertra	97,7	80,1	80,0	79,4	79,4	79,2	80,1	40,3	81,1
gung, Geschwindigkeit...	43,2	47,8	48,2	49,2	53,4	57,8	79,5	43,2	80,1
Helliekeit	80,9	81,6	80,6	80,6	80,5	80,3	79,1	61,0	80,5

TJndurchsichtigkeit	matt	leicht		ohne	mittlerer		mittlerer Glanz,
Beschichlungseigen-		klebrig		Kleben	Glanz		ohne Kleben
schaften
	ohne Kleben, biegsam	ohne Kleben, biegsam
Eigenschaften des ge
gossenen Films . .. ι		. '409 621/50

9 10

Tabelle II (Fortsetzung) ·

Eigenschaften der Älhylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-BeschichUmgen

	Mischpolymerisat	6	18	8	28	Mischpolymerisat	6	18	9	28	Kleben, 1	Mischpolymerisat	6	18	28
	von Beispiel				von Beispiel					von Beispiel 10
ßeschichtungs-Stab Nr.	2,81	2,91	4,87	2,79	4,13	4,67	jiegsam	2,52	3,25	4,63
Beschichtungs-Gewicht
0,4^4 kg/279 m² ....	>6000	>6000	>6000	>6000	;-6000	>6000	16	>6000	>6000
(1) Wasserwiderstands-	500	100	10	200	50	20	100	50	30
fähigkeil, Sekunden	—	120	780	—	60	60	—	60	60
(2) Filmbildung	—	120	780	—	60	60	—	60	60
(3) Ölwiderstandsfähig-
keit, Sekunden ....
(4) Feuchtigkeit-
Dainpf-Übertra-	—	—	14,52	—		12,60	—	■—	14,89
gung.	79,9	79,5	79,4	80,3	79,4	79,2	80,3	80,2	80,3
Geschwindigkeit...	50,4	52,1	57,3	41,1	36,8	38,6	41,3	40,2	42,7
Helligkeit	80,0	79,8	80,8	80,8	78,5	77,3	79,4	78,6	79,2
Glanz
Undurchsichtigkeit ....	mat!	, kein Kleben	mittlerer Glanz,	mittlerer Glanz
Beschichtungseigen-			leichtes Kleben
schaften
		leichtes
Eigenschaften des ge		klebrig
gossenen Films	kein Kleben, biegsam

Tabelle IΓ (Fortsetzung)
Eigenschaften der Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-Beschichtungen

	6	Mischpolymerisat	28	hoher Glanz, kein Kleben	M ischpolymerisat	6	18	28
		von Beispiel 11			von Beispiel 12
Beschichtungs-Stab Nr.	6,3		18,5		5,9	13,1	19,6
Beschichtungs-Gewicht
0,454 kg/279 m² ....	4722		>6000		3806	6000	6000
(1) 'Wasserwiderstands	7500		2	klebefrei, biegsam	300	25	15
fähigkeit, Sekunden
(2) Filmbildung	—		180	—	60	60
'3) Öhviderstandsfähig-
keit, Sekunden ....
(4) Feuchtigkeit-
Dampf-Übertra	—		7,12	— ^:	—	10,76
gung,	80,5		78,9
Geschwindigkeit...	54,5		72,2
Helligkeit	82,2		81.9	—	—	—
Glanz
Undurchsichtigkeit ....			Kleben
Beschichtungseigen-	18
schaften
Eigenschaften des ge	12,2
gossenen Films
	>6000
	8

60



—
80,4
64,4
82,0	mittlerer Glanz, leichtes


	biegsam

») Wasserwiderstandsfähigkeit — Milchsäure-Tropflest.

=) Filmbildung — Farbterpentintest — Zahl der Löcher/5 Min./103 cm².

³) Ölwiderstandsfähigkeit — Öl SAE-10; Zeit bis zum Durchdringen.

⁴) Feuchtigkeit-DampF-Übertragung, Geschwindigkeit — Gramm H₂O/100 645 cm²/24 Stunden bei 37,8°C, 90% relative Feuchtigkeit.

Leuchtkraft bzw. Helligkeit Carbonatblock eingestellt. Die angegebenen Zahlen

sind Prozentsätze des von dem beschichteten Papier

Eine senkrechte Lichtquelle und Reflexionsmeß- reflektiertenLichtsimVergleichzurlOO°/₀igenReflexion, vorrichtung wird zur Ablesung auf 100% ^von einem 65 wie sie von dem Carbonatblock erhalten wird. Die

Bestimmung erfolgte nach der Tappi-Standardmethode f 452-OS-58.

Undurchsichtigkeit

TAPPI — 425 m-60, unter Verwendung eines Bausch und Lomb-Undurchsichtigkeitsmessers, der mit einem weißen Körper mit einer Reflexion von 89% ausgestattet war.

Gasdurchlässigkeit

Die Ergebnisse der Gasdurchlässigkeit wurden mit einem Major Compact Gas-Durchlässigkeits-Apparat erhallen. Dieses Verfahren ist in Modern Packaging 36,Nr. 5, 119 (1963), beschrieben (Tab. II).

Die Wirkung der Faltung auf die Dampffeuchtigkeitsübertragungsgeschwindigkeit (DFÜG) des mit Äthylen-Vinylchlorid-Latizes beschichteten Papiers ist in der Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle \\\

Äthylcn-VinylchWidmischpolymerisut

Mischpolymerisat von Beispiel 13 .
Mischpolymerisat von Beispiel 14.
Mischpolymerisat von Beispiel 16 .
Mischpolymerisat von Beispiel 17 .

geknickt

DFÜG')

nicht

7,0
8,3
7,4
6,3

geknickt

') g H₂O 645 cm^ä/24 Std. bei 37,8° C und 92»/oiger relativer Feuchtigkeit.

Vergleich der Durchlässigkeit von bleibenden Gasen durch Papier, das mit Äthylen-Vinylchloridlatex beschichtet ist, und die Durchlässigkeit des gleichen Gases durch einen aus Flüssigkeit gegossenen Film, sind in der Tabelle IV zusammengefaßt.

Tabelle IV Gasdurchlässigkeit — ρ

Polymerisat

Ο.,

auf Papier
gegossen

freier Film CO.,

auf Papier
gegossen

freier Film

H₂

auf Papier
gegossen

freier Film

Polyäthylen (extrudiert) 5 300 5 300 30000

Mischpolymerisat von Beispiell 8 .. 335 1800 1530

Mischpolymerisat von Beispie! 4 .. 138 700

Polyvinylidenchlorid 10 10

(Standard-cm³ hindurchgegangenes Gas) · (Stärke in 0,0254 mm) (24 Stunden-Test) · (m² Fläche) ■ Druckunterschied in Atmosphären Einheiten nach der A. S. T. M.-Vorschrift D-1434 20000

5 600

2 200

1943

153
51

1940
130

Die in den Tabellen II, III und IV aufgezeigten Ergebnisse zeigen, daß Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-Latizes dem Papier eine wünschenswerte Kombination von guter Wasserdampf- und Flüssigkeitsresistenz, guter Ölresistenz, Niedergasdurchlässigkeitseigenschaften, gute Biegsamkeit und nicht klebende Oberflächen verleihen.

Das Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat kann ebenso als Bestandteil bei einer Reihe von Sperrbeschichtungen verwendet werden, die hintereinander aufgebracht werden. Beispielsweise wird Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat-Latex von einem Schleif rakel aufgebracht. Eine zusätzliche Beschichtung von Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol od. ä. wird dann durch ein Schlitzdüsenauftragverfahren aufgebracht. Die Reihenfolge, nach weicher die Beschichtungen aufgebracht werden, kann ebenso umgelauscht werden. Diese mehrfache Beschichtungstechnik schafft einen zusätzlichen Schutz im Hinblick auf die Sperreigenschaften.

Ebenso können, wenn gewünscht, die Beschichtungszubereitungen durch Zugabe von Polyvinylharzen, wie Poly vinyIacetat,Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylalkohol u. ä. modifiziert werden. Die Art und Menge der verwendeten Polyvinylharze zur

Modifizierung der ÄthyJen-Vinylchloridlatex-Beschichtungszubereitungen wird von den Eigenschaften bestimmt, welche bei jeder spezifischen Anwendung gewünscht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung des Widerstandes von Papier gegenüber dem Durchdringen von Flüssigkeiten, Gasen und Wasserdampf, d adurch gekennzeichnet, daß die Papieroberfläche aus einem wäßrigen Latex mit 10 bis 80°/₀ eines Mischpolymerisates von Äthylen und Vinylchlorid, das 20 bis 95% Vinylchlorid enthält, mit einer Menge von 0„23 bis 41 kg pro 279 m² beschichtet und die beschichtete Oberfläche anschließend zur Bildung einer kontinuierlichen, im wesentlichen nicht klebenden Schicht wärmebehandelt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat mit 55 bis 80 Gewichtsprozent polymerisiertem Vinylchlorid verwendet wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisatlatex mit 40 bis 50°/„ Mischpolymerisat verwendet wird

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier auf einer Seite pro 279 m² mit 0,45 bis 9 kg Äthylen-Vinylchlorid-Mischpolymerisat beschichtet wird.