DE1719149A1

DE1719149A1 - Verpackungsfolie

Info

Publication number: DE1719149A1
Application number: DE19681719149
Authority: DE
Inventors: Clemens Lilienbeck; Gerhard Dr Ottmann
Original assignee: Dr Kurt Herberts and Co GmbH
Current assignee: Axalta Coating Systems Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1968-02-29
Filing date: 1968-02-29
Publication date: 1971-08-12
Also published as: DE1910292C2; DE1910292A1; DE1719149B2; DE1719149C3

Description

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Anmelder; Firma Dr, Kurt Herberts & Co., vormals Otto Louis Herberts, Wuppertal-Barmen, Christbusch 25

Verpackungsfolie^

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsfolie enthaltend eine flexible Trägerfolie, eine Oberschicht aus einem Vinylpolymerisat und einem Haftvermittler zwischen Trägerfolie und Oberschicht.

Es sind Verpackungsfolien bekannt, die aus einer Trägerfolie und einer Oberschicht bestehen. Als Trägerfolien wurden nach dem Stand der Technik bisher hauptsächlich Folien aus Polyester, Zellglas oder Polypropylen verwendet. Weil diese Folien jedoch eine unerwünschte Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit besitzen,' sind sie deshalb mit einer Beschichtung auf Basis von Polyvinylidenchlorid (PVDC) oder Polyvinylchlorid (PVC) versehen. Die PVDC- bzw. PVC-BeSchichtungen werden dadurch erzeugt, daß auf die Trägerfolien eine Dispersion oder Lösung von PVDC oder PVC aufgebracht und das Lösungs- bzw. Dispersionsmittel verdampft wird. Die so erzeugten PVDC- bzw. PVC-Besohichtungen besitzen jedoch eine ungenügende Haftung an den Trägerfolien auf Basis von Kunststoffen. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, sogenannte Haftvermittler zu verwenden. Diese Haftvermittler werden auf die Trägerfolie in Form von Lösungen oder Dispersionen aufgebracht und das Lösungsmittel abgedampft. Anschließend wird

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die Oberschient auf Basis von PVDG bzw. PVC in der oben beschriebenen Weise aufgetragen. Als Haftvermittler (Primer) sind bekanntgeworden Lösungen bzw· Dispersionen auf Basis von polymeren Alkyleniminen (vergl. DAS 1 204 559 vom 4·9· 1965), Polyamiden, Acrylestern, Isocyanate in Kombination mit Polyestern und/oder Polyäthem, Epoxy-Verbindungen in Kombination mit Aminen und Polyaminen usw.

Diese bekannten Verpackungsfolien haben den Nachteil, .daß eine ungenügende Haftung zwischen Oberschicht und Trägerfolie vorliegt. Dies wirkt sich insbesondere dann aus, wenn diese Folien längere Zeit unter tropenähnlichen Bedingungen gelagert werden. Die ungenügende Haftung hat zur Folge, daß die Folien die gewünschte Wasserdampf- und Gasundurchlässigkeit verlieren bzw. leicht beschädigt werden können. Da Folien dieser Art in großem Umfang zur dauerhaften Verpackung von beispielsweise Lebensmitteln verwendet werden, führt eine Beschädigung der Folien im vorgenannten Sinne dazu, daß die verpackten Produkte praktisch unbrauchbar werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß eine ausgezeichnete Haftung zwischen Trägerfolie und einer Beschichtung auf Basis von Vinylpolymerisaten auch unter tropenähnlichen Lagerbedingungen erhalten werden kann, wenn Haftvermittler von besonderer Zusammensetzung verwendet werden. Gegenstand der vorliegenden Erfin-

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dung ist demgemäß eine Verpackungsfolie enthaltend eine flexible Trägerfoliet eine Oberschicht aus einem Vinylpolymerisat und einen Haftvermittler zwisohen Trägerfolie und Oberschicht, wobei die Verpackungsfolie gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Haftvermittler eine Mischung aus

a) einem Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel

H₀C m C I.

worin X für Chlor oder Fluor und A für Wasserstoff oder X stehen,
und

b) einer organischen Verbindung mit mindestens 2 Isooyanatgruppen

ist, wobei der -NaCsO Gehalt der Mischung bezogen auf Festkörper mindestens 0,1 Gewichtsprozent beträgt·

Als Oberschicht auf Basis eines Vinylpolymerisates wird vorzugsweise ebenfalls ein Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel _χ

^v ■ \

verwendet, wobei X und A die obige Bedeutung haben. Bevorzugt sind Polymerisate von solchen Verbindungen der obigen Formel, in denen X für Chlor und A für Chlor oder Wasserstoff stehen. Dies gilt auch für die Komponente a) des Haftvermittlers.

109833/1858 _ λ .

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Derartige Polymerisate sind das oben erwähnte PVDC "bzw. das PVC. Dispersionen bzw. Lösungen dieser Polymerisate Bind handelsübliche Produkte, die großtechnisch erzeugt werden und beispielsweise unter Handelsnamen wie Saran (Dow-Chemical-Co.)> Diofan (Badieche Anilin und Soda-Fabrik, Ludwigshafen) _tIxan (Solvay, Brüssel) bekannt sind. Bei diesen Produkten handelt es sich teilweise nicht um reine Homopolymerisate, sondern die Polymerisate enthalten andere mit den Verbindungen der obigen Formel copolymerIsierbare Monomere einpolymerisiert. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen unter Polymerisaten der allgemeinenFormel

auch solche Polymerisate verstanden werden, die entsprechend dem Stand der Technik geringe Mengen von copolymerisierbaren Verbindungen einpolymerisiert enthalten. Die Menge dieser copolymerisierten monomeren Verbindungen kann bis zu 25 $> des Gesamtgewichtes betragen. Als copolymerisierbare monomere Verbindungen kommen beispielsweise Acrylester, Acrylnitril, Methacrylsäureester, Methacrylnitril, PVC, Styrol, Maleinsäureester, Vinylester, Crotoneäureallylester, Butadien, Epoxidverbindungen o.a. infrage.

Als Komponente a) des Haftvermittlers der Verpackungsfolie gemäß der Erfindung können ebenfalls derartige Copolymerisate verwendet werden· Vorzugsweise wird die copolymerisierbare

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monomere Verbindung so ausgewählt, daß Copolymerisate erhalten werden, die eine gegenüber PVDC verbesserte löslichkeit besitzen. Ein technischer Nachteil des reinen PVDC besteht darin, daß es verhältnismäßig schwer in leicht zugänglichen Lösungsmitteln löslich ist. Die Anwendung wird also erleichtert, wenn im vorstehenden Sinne Copolymerisate verwendet werden, die eine verbesserte Löslichkeit in üblichen Lösungsmitteln wie Äthylacetat, Methyläthylketon, Aceton, oder Mischungen dieser Lösungsmittel aufweisen. Der Grund hierfür liegt darin, daß der Haft- ' Vermittler in Form einer Lösung auf die zu beschichtende flexible Trägerfolie aufgebracht wird·

Die Komponente a) des Haftvermittlers der Verpackungsfolie . gemäß der Erfindung enthält die copolymerisierten monomeren Verbindungen vorzugsweise in einer Menge von etwa 1-50 Gew.# bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente a). Besonders bevorzugt sind solche Polymerisate, bei denen die copolymerisierten Verbindungen in einer Menge von etwa 10 - 30 Gew.# bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente a) vorliegen. Derartige Polymerisate zeigen eine gute Löslichkeit in den oben erwähnten Lösungsmitteln und können deshalb technisch besonders leicht gehandhabt werden.

Der Polymerisationsgrad der Verbindungen der allgemeinen Formel I., d.h. das Molekulargewicht dieser Polymerisate hat die üblichen Werte, d.h. es können Polymerisate mit Molekulargewichten verwendet werden, wie sie für die Herstellung von Verpackungs-

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folien der oben erwähnten bekannten Art mit einer Oberschicht auf Basis von PVDC und/oder PVC üblich sind.

Als Komponente b) gemäß der vorliegenden Erfindung,d.h. als organische Verbindungen mit mindestens zwei Isocyanatgruppen kornmen die handelsüblichen Isocyanat-Verbindungen infrage. Besonders bevorzugt sind Diisocyanate, insbesondere deshalb, weil diese leicht zugänglich und billig sind. Es können auch beispielsweise Triisocyanate oder Polyisocyanate mit mehr als drei Isocyanatgruppen verwendet werden.

Wie bereits oben ausgeführt wurde, liegt die Komponente b)

der

in solchen Mengenverhältnissen vor, daß -N=C=O Gehalt der Mischung bezogen auf den Pestkörpergehalt der Haftvermittlermischung mindestens 0,1 Gew.^ beträgt. In diesem Sinne beträgt beispielsweise der Isooyanat-Gehalt einer Haftvermittlermischung bestehend aus 98,26 g Komponente a) und 1,74 g Toluylendiisocyanat 0,84 Gew.jS, da das Molekulargewicht von O&uylendiisocyanat 174 beträgt und das ^HMolekulargruppen"-Gewicht der beiden Isocyanatgruppen im ÜHLuylendiisocyanat 84 beträgt. 1,74 g loluylen· diisocyanat enthalten also im Sinne dieser Definition 0,84 g Isooyanat-Gruppen.

Bereits bei der oben angegebenen Grenze von mindestens 0,1 Gew.^ Isocyanatgruppen wird ein merklicher Effekt im Sinne der obigen' Ausführungen erhalten. Eine optimale Haftfestigkeit auch unter Tropen-Lagerungsbedingungen wird dann erhalten, wenn der Gehalt an Isooyanatgruppen bezogen auf den Festkörper etwa 2-7 Gew.^

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beträgt. Bei höherem Anteil wird der Effekt im allgemeinen zunehmend schwächer. Isocyanatanteile über etwa 10 Gew.# sind in der Hegel unzweckmäßig. Die optimale Gewichtsmenge riohtet sich naturgemäß nach der Art, d.h. Insbesondere nach dem Molekulargewicht und der Zahl der Isocyanatgruppen im PoIyisocyanat sowie nach der Art der Komponente a).

Als Trägerfolie im Sinne der vorliegenden Erfindung können Folien aus solchen Stoffen verwendet werden, wie sie bereits auch für die bekannten Verpackungsfolien der eingangs erwähnten Art üblich sind. Besonders bevorzugt sind Folien aus Polypropylen, Zelluloaehydrax und Polyester, vorzugsweise Polyethylenterephthalat . Im Sinne der vorliegenden Erfindung können aber auch Folien auf Basis anderer Kunststoffe sowie Papierfolien oder Hatallfolien als Trägerfolien verwendet werden. Die Trägerfolien können aus einer einzelnen Bahn oder aus mehreren miteinander kaschierten oder verklebten Folien bestehen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Verpackungefolien gemäß der Erfindung, wobei auf eine flexible Trägerschicht zunächst eine Lösung oder Dispersion eines Haftvermittlers aufgebracht, das Lösungsmittel dieser Haftvermittlerschicht verdampft, darauf eine Lösung oder Dispersion eines Vinylpolymerisats als Oberschicht aufgebracht und das Lösungsmittel dieser Oberschicht verdampft wird, wobei gemäß der Erfindung als Haftvermittler eine Lösung einer Mischung aus

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a) einem Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel

H₂C = C I.

worin X für Chlor oder Fluor und A für Wasserstoff oder X stehen,
und

b)einer organischen Verbindung mit mindestens 2 Isocyanat· gruppen

verwendet wird, wobei der -NsCsO Gehalt der Mischung bezogen auf Pestkörper mindestens 0,1 Gewichtsprozent beträgt·

Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erfolgt also in an sich bekannter Weise derart, daß auf die Trägerfolie zunächst die Lösung des Haftvermittlers mit der oben definierten Zusammensetzung aufgebracht, das Lösungsmittel abgedampft und dann die Oberschicht in an sich bekannter Weise aufgetragen und das Lösungs- bzw. Dispersionsmittel des Oberschicht-Polymerisats ebenfalls abgedunstet wird.

Der Haftvermittler wird gemäß der Erfindung in einer Menge von

ρ
etwa 0,1 - 1 g Trockengewicht pro m aufgebracht. Die Menge richtet sich im einzelnen nach dem gewünschten Effekt und nach der Art der Trägerfolie sowie der Oberschicht. Die Oberschicht wird in bekannter Weise in einer Menge von etwa 1 - 6 g Trocken-

2
gewicht pro m aufgetragen.

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Beispiel 1

Eine Polypropylenfolie ungereckt in einer Stärke von etwa 50 /li wird einer Corona-Entladung ausgesetzt, um die Oberfläche "besonders leicht verklebbar zu machen, und dann mit einer Haftvermittlerlösung folgender Zusammensetzung "beschichtet*

97 Teile PVDO-Acrylnitrilmischpolymerisat (Ixan WN der Firma Solvay, Brüssel)

3 !Teile Toluylendiisocyanat (Isocyanatgehalt 48 fi) 700 !eile Methyläthylketon (lösungsmittel)

Sie Lösung wird in einer solchen Menge aufgetragen, daß nach Verdunsten des Lösungsmittels eine Menge von 0,3 g Peststoff

pro m aufgetragen ist. Das Verdunsten des Lösungsmittels erfolgt zweckmäßig "bei einer Temperatur von etwa 40° C unter Einblasen von Luft in einen Trockenkanal. Auf die so beschichtete Polypropylenfolie wird eine PVDC-Dispersion aufgetragen und mittels Infrarotstrahlung bei kräftiger Luftbewegung getrocknet. Die Auftragsmenge beträgt etwa 5 g Pestkörper pro

2
m der Folie. Verwendet wird die Dispersion, die unter der Handelsbezeichnung Diofan 190 D der Firma Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF) Ludwigshafen im Handel ist. Der Festkörpergehalt der wässrigen Dispersion beträgt etwa 55$. Die erhaltene Folie besitzt eine ausgezeichnete Wasserdampf- und Gasundurohlässigkeit. Nach 6-tägiger Lagerung bei 40° 0 und 90.# relativer Luftfeuchtigkeit wird keine Beeinträchtigung der Haftung festgestellt.

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Beispiel 2

ρ Ein Polyamidfilm mit einem Flächengewicht von 50 g pro m wird mit einem Haftvermittler folgender Zusammensetzung beschichtet;

70 Teile PVDC-Acrylnitrilmischpolymerisat (Ixan WN der Firma Solvay, Brüssel)

30 Teile eines Isocyanatharzes mit reaktiven -NsC=O Gruppen (Desmodur L der Firma Farbenfabriken Bayer,Leverkusen)
600 Teile Äthylacetat

Die nach Verdunstung der Lösungsmittel wie in Beispiel 1 getrock-

nete Primer-Schicht beträgt etwa 1 g pro m . Auf die so vorbehandelte Folienseite wird eine PVDC-Dispersion aufgetragen, z.B. Ixan WA 91 der Firma Solvay, Brüssel, und wie in Beispiel 1 getrocknet. Die aufgetragene Schichtstärke beträgt 3 /u.

Beispiel 3

Biaxial verstreckte Polypropylenfolie in einer Stärke von

20 Ai wird durch eine Corona-EntHiftöng- in bekannter Weise vorbehandelt und mit einem Haftvermittler der folgenden Zusammensetzung beschichtet:

90 Teile PVDO Mischpolymerisat

10 Teile einer Isocyaxetverbindung mit einem Anteil von 10# funktioneilen-N=C=O Gruppen, hergestellt durch Umsetzung eines linearen Polyesters aus Adipinsäure und Diäthylenglykol mit Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat

700 Teile ^^_f8B8

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Sie Menge des aufgetragenen Haftvermittlers wird so gewählt, daß nach restloser Abdunstung der Lösungsmittel eine Auftrags-

menge von ca« 0,5 g pro m verbleibt. Abdunstung der Lösungsmittel und anschließende Beschichtung mit FVDC-Dispersion er folgt wie in Beispiel 1· .

Patentansprüche t

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Claims

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Patentansprü ehe

1· Verpackungsfolie enthaltend eine flexible Trägerfolie, eine Oberschicht aus einem Vinylpolymerisat und einen Haftvermittler zwischen Trägerfolie und Oberschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler eine Mischung aus

a) einem Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel

H₂C ο 0

worin X für Chlor oder Fluor und A für Wasserstoff

oder X stehen,
und

b) einer organischen Verbindung mit mindestens 2 Isocyanatgruppen

ist, wobei der -NssC=O Gehalt der Mischung bezogen auf Pestkörper mindestens 0,1 Gewichtsprozent beträgt.
2. Verpackungsfolie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht aus einem Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel

H₂C m C

wobei X und A die obige Bedeutung haben,

besteht·

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3. Verpackungsfolien gemäß Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht aus Polyvinylidenchlorid oder Polyvinylchlorid "besteht.
4· Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1 - 3f dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht aus einem Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel I, das andere copolymerisierbare Monomere einpolymerisiert enthält, besteht·
5. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente a) des Haftvermittlers Polyvinylidenchlorid und/oder Polyvinylchlorid ist.
6. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß das als Komponente a) im Haftvermittler enthaltene Polymerisat mit den Verbindungen der allgemeinen Formel I copolymerisierbare Monomere einpolymerisiert enthält.
7· Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die copolymerisierbaren Monomeren in einem Anteil von 1 - 50 #, vorzugsweise 10 - 30 #, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente a) des Haftvermittlers enthalten sind.
8. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das copolymerisierbare Monomere Acryl- oder Methacrylester, Acryl- oder Methacrylnitril, Styrol, Malein-

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säureester, Crotonsäureallylester, Vinylester, Butadien, PVC, Epoxyverbindungen oder ein Gemisch dieser Verbindungen ist.
9. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat des Haftvermittlers und/oder der Oberschicht ein Mischpolymerisat aus verschiedenen Verbindungen der allgemeinen Formel 1 ist.
10. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-9, dadurch gekenn-

mit

zeichnet, daß die organische Verbindung mindestens 2 Isocyanaten ein Diisocyanat ist.
11. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der -U=C=O Gehalt der Mischung bezogen auf !Pestkörper nicht mehr als 10 Gewichtsprozent beträgt.
12. Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der -N=C=O Gehalt der Mischung bezogen auf Pestkörper 2 - 7 i» beträgt.

13· Verpackungsfolie gemäß Ansprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie aus Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, Polyäthylen, Polyester, Polyamid oder PVC, Papier, Zellulosehydrat oder Metall oder einer Kombination dieser Stoffe besteht.

14· Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsfolie, wobei auf eine flexible (Trägerschicht zunächst eine Lösung oder Dispersion eines Haftvermittlers aufgebracht, das Lösungs-

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mittel dieser Haftvermittlersohicht verdampft, darauf eine Lösung oder Dispersion eines Vinylpolymerisats als Oberschicht aufgebracht und das Lösungsmittel dieser Oberschicht verdampft wird, wobei gemäß der Erfindung als Haftvermittler eine Lösung einer Mischung aus

a) einem Polymerisat einer Verbindung der allgemeinen Formel

H₂C - 0

worin X für Chlor oder Fluor und A für Wasserstoff

oder X stehen,
und

b) einer organischen Verbindung mit mindestens 2 Isocyanatgruppen

verwendet wird, wobei der -NsCsO Gehalt der Mischung bezogen auf Festkörper mindestens 0,1 Gewichtsprozent beträgt.

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