DE1720128A1

DE1720128A1 - Heat-sealable cellulose hydrate film

Info

Publication number: DE1720128A1
Application number: DE19671720128
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Reiss
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1971-06-03

Description

Heißsiegelbare Cellulosehydratfolie Die Anmeldung betrifft eine mit einem lTitrocelluloselack-Überzug versehene heißsiegelbare Cellulosehydratfolie, die insbesondere für das Einpacken von Gegenstanden vorteilhaft ist, bei deren Lagerung mit dem Auftreten höherer Temperaturen zu rechnen ist, die ein Zusammenkleben gew10hnlicher mit Nitrocelluloselackschicht verehener Cellulosefolie verursachen können. Heat Sealable Cellulose Hydrate Film The application relates to a heat-sealable cellulose hydrate film provided with a nitrocellulose lacquer coating, which is particularly advantageous for packing objects when storing them the occurrence of higher temperatures is to be expected, which is more common to sticking together cellulose film covered with nitrocellulose lacquer.

Es ist bekannt, daß man Cellulosehydratfolien auf einer oder auf beiden Oberflächen mit einer thermoplastischen Lackschicht überzieht, um die Wasserdampfdurchlässigkeit der Cellulosehydratoflie herabzusetzen und um die Folie in der Hitze nit sich selber verkleben (versiegeln) zu können. Die Anforderungen die an eine solche heißsiegelbare Schicht gestellt werden, sind mannigfaltiger Art. So sollen sie, außer der geringen Wasserdampfdurchlässigkeit und der guten Heißsiegelbarkeit, optische Klarheit aufweisen, aufeinander gleitfähig sein und miteinander bei mäßig warmen Temperaturen (Sommertemperaturen) nicht verkleben.It is known to have cellulose hydrate films on one or both of them Surfaces with a thermoplastic Varnish coating, in order to reduce the water vapor permeability of the cellulose hydratofle and in order to the film cannot be glued (sealed) to itself in the heat. The requirements which are placed on such a heat-sealable layer are of various kinds. In addition to their low water vapor permeability and good heat sealability, they should have optical clarity, slide on each other and moderate with each other warm temperatures (summer temperatures) do not stick together.

Unter den Lackschichten nehmen die als Ilauptbestandteil Nitrocellulose enthaltenden Lacke einen hervorragenden Platz ein. Für heißsiegelnde Lacke sind unter den Nitrocellulosen an sich die mit einen Stickstoffgehalt von 10,5 bis 11,4 % wegen ihrer fluten Schmelzeigenschaften die bevorzugten. So ist auch bereits vorgeschlagen worden, für solche Zwecke Lacke zu wählen, die auf 10 Teile Nitrocellulose 4 bis 12 Teile eines Gemisches aus Dibutylphthalat und Dicyclohexylphthalat als gelatinierenden Weichmacher und 1 bis 2 Teile Harz und bis zu 0,5 Teile Paraffin enhalten. Doch sind Nitrocelluloselacke, welche Typen von Nitrocellulose weniger als 11 % Stickstoffgehalt enthalten, schwierig zu handhaben, da die Verträglichkeit der Cellulose mit anderen Lackbestandteilen, insbesondere Harzen, gering ist. Solche Lacküberzüge sind daher nur in xeringen Unfang hinsichtlich ihrer Zusammensetzung abwandelbar.Under the layers of lacquer, the main component is nitrocellulose containing paints an excellent place. For heat-sealing lacquers are among the nitrocelluloses per se those with a nitrogen content of 10.5 to 11.4 % the preferred because of their flood melting properties. So is already suggested been to choose paints for such purposes, which to 10 parts of nitrocellulose 4 to 12 parts of a mixture of dibutyl phthalate and dicyclohexyl phthalate as a gelatinizing agent Plasticizer and 1 to 2 parts resin and up to 0.5 parts paraffin included. But nitrocellulose lacquers, which types of nitrocellulose are less so contain more than 11% nitrogen content, difficult to handle because of the tolerability the cellulose with other paint components, especially resins, is low. Such Lacquer coatings are therefore only limited in terms of their composition modifiable.

Man verwendet daher in der Praxis zum Beschichten von Cellulosehydratfolien gern Nitrocellulosetypen mit höherem Stickstoffgehalt, etwa von 11,0 bis 11,6 J. lan hat schon Nitrocelluloseüberzüge mit Cellulosenitrattypen von 11,0 bis 11,6 » Stickstoffgehalt durch ninverleiben von sehr hoch schmelzenden Paraffinen weniger anfällig gegen das Aneinanderkleben in der Wärme gemacht, hat aber dabei für den erzielten Vorteil den nachteil hinnehmen müssen, daß die Lackschichten weniger abriebfest waren, was zur Folge hatte, daß bei der Verwendung von mit solchen Lacken überzogenen Cellulosehydratfolien in Verpackungsmaschinen der Lackabrieb Betriebsstörungen verursachte.It is therefore used in practice for coating cellulose hydrate films like nitrocellulose types with a higher nitrogen content, e.g. from 11.0 to 11.6 years. lan already has nitrocellulose coatings with cellulose nitrate types from 11.0 to 11.6 »Less nitrogen content due to the incorporation of very high-melting paraffins made susceptible to sticking together in the warmth, but did it for the The advantage achieved have to accept the disadvantage that the paint layers are less resistant to abrasion were, with the result that when using such varnishes coated Cellulose hydrate films in packaging machines which caused paint abrasion to malfunction.

Ls besteht demnach nach wie vor das Verlangen nach einer mit einem Nitrocelluloselack überzogenen Cellulosehydratfolie, die in der Wärme weniger zu Zusammenkleben neigt, aber in ihren übrigen Gebrauchseigenschaften nicht minderwertiger als die bekannten mit Nitrocelluloselack überzogenen Cellulosehydratfolien ist.So there is still the need for one with a Nitrocellulose lacquer coated cellulose hydrate film, which in the heat less too Tends to stick together, but not inferior in their other properties than the known cellulose hydrate films coated with nitrocellulose lacquer.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es, eine solche Cellulosehydratfolie zu schaffen. Wie überraschenderweise gesunden wurdc, sind es gerade die Nitrocellulos-e typen mit niedrigem Stickstoffgehalt, mit denen die Lösung der Gestellten Aufgabe gelingt. Beim Gegenstand der Erfindung wird von der bekannten Cellulosehydratfolie ausgegangen, die auf einer oder auf beiden Oberflachen eine i-Titrocelluloseschicht hat, in der die Nitrocellulose eine nicht über 11,4 % betragenden Stickstoffgehalt hat und in der auf 10 Teile Nitrocellulose nicht weniger als 4 und nicht mehr als 12 Teile eines Gemisches aus Dibutylphthalat und DicCyclohexylphthalat, einige Teile Harz und bis zu 1,0 Teil Paraffin enthalten sind. Erfindungsgemäß enthält die Lackschicht jedoch 45 bis 55 Gew.-Teile Nitrocellulose mit 10, 6 bis 10,8 S Stickstoffgehalt 25 bis 35 Gew.-Teile eines Gemisches aus Dibutylphthalat und Dicyclohexylphthalat im Gewichtsverhältnis von 1,0 bis 2,5 zu 1 1,5 bis 5,0 Gew.-Teile Paraffin, welches zwischen 600 bis 700 C (einschl.) schmilzt 0,5 bis 4,0 Gew.-Teile Gleitmittel aus feinpulvrigem anorganischem Material und 8 bis 22 Gew.-Teile Harz, das entweder ein Gemisch aus Kolophonium-Glycerin-Maleinatharz und der gleichen bis doppelten Menge Polyvinylacetat oder ein Gemisch aus in wesentlichen gleichen Teilen Kolophonium-Pentaerythrit-Maleinatharz und Kolophonium-Athylenglykol-Maleinatharz ist.The aim of the present invention was to provide such a cellulose hydrate film to accomplish. As surprisingly healthy, it is precisely the nitrocelluloses types with a low nitrogen content, with which the solution of the given task succeed. The subject matter of the invention is based on the known cellulose hydrate film assumed that an i-titrocellulose layer on one or on both surfaces in which the nitrocellulose has a nitrogen content not exceeding 11.4% has and in which to 10 parts of nitrocellulose not less than 4 and not more than 12 parts of a mixture of dibutyl phthalate and diccyclohexyl phthalate, a few parts Resin and up to 1.0 part Paraffin are included. According to the invention However, the lacquer layer contains 45 to 55 parts by weight of nitrocellulose with 10.6 to 10.8 S nitrogen content 25 to 35 parts by weight of a mixture of dibutyl phthalate and dicyclohexyl phthalate in a weight ratio of 1.0 to 2.5 to 1 1.5 to 5.0 Parts by weight paraffin, which between 600 to 700 C (incl.) Melts 0.5 to 4.0 parts by weight of lubricant made of finely powdered inorganic material and 8 to 22 Parts by weight of resin, which is either a mixture of rosin-glycerin-maleinate resin and equal to double the amount of polyvinyl acetate or a mixture of essentially Equal parts of rosin pentaerythritol maleate resin and rosin ethylene glycol maleate resin is.

Als Lösungsmittel für die Nitrocelluloselacke verwendet man im allgemeinen Gemische aus 65 bis 85 Gew.-Teilen Essigsäureäthylester, 10 bis 30 Gew.-Teilen Toluol und 2 bis 5 Gew.-Teilen Äthanol.The solvents used for the nitrocellulose lacquers are generally used Mixtures of 65 to 85 parts by weight of ethyl acetate and 10 to 30 parts by weight of toluene and 2 to 5 parts by weight of ethanol.

Die in den Nitrocelluloselackschichten enthaltenen Nitrocellulosen sind niedrig- bis mittelviskose Typen, d.h. Typen, die in etwa 15- bis 25-Gew.-%iger Lösung bei 200 C die Normviskosität von 400 (375 bis 425) Centipoise haben. Das in der einen Harzmischung verwendete Polyvinylacetat hat vorzugsweise einen K-Wert von etwa 30. Unter den liolophonium-Pentaerx7thrit-Maleinatharzen werden solche mit einem Schmelzpunkt von etwa 115 C und unter den Kolophonium-Äthylenglykolo Maleinatharzen solche mit einem Schmelzpunkt von 65 C vorzugsweise angewendet.The nitrocelluloses contained in the nitrocellulose lacquer layers are low to medium viscosity types, i.e. types that are about 15 to 25% by weight Solution at 200 C have the standard viscosity of 400 (375 to 425) centipoise. That Polyvinyl acetate used in one resin mixture preferably has a K value of about 30. Among the liolophonium-pentaerythritol-maleinate resins are such with a melting point of about 115 C and, among the rosin-ethylene glycols, maleinate resins those with a melting point of 65 ° C. are preferably used.

Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, weiui mal in der iitrocelluloseschicht als Gleitmittel eine Kreide vorliegen hat, die in Gegenwart von 0, bis 5 Gew.-% einer geschmolzenen, an sich festen Fettsäure zu einer Kornfeinheit von unter 5 Mikron gemahlen ist. Die Herstellung solcher Kreiden ist aus der deutschen Patentschrift 958 830 bekannt, erfindungsgemäß bleibt die bevorzugt anzuwendende Kreideart gegenüber der Offenbarung der enannten Patentschrift jedoch auf solche Kreidearten beschränkt, die 0,5 bis 5 Gew.-% einer festen Fettsäure enthalten, die dann naturgemäß als das Calciumsalz der Fettsäure vorliegt. Als Fettsäuren kommen beispielsweise Palmitin- und Stearinsäure in Betracht. Eine weitere Einschränkung gegenüber der Offenbarung der Patentschrift 958 °30 liegt aucii in der erfindungsgemäß vorzuziehenden sehr hohen Mahlfeinheit. bs wird hierzu bemer't, da., zur einwandfreien Bestimmung der Korngröße die bloße Siebanalyse nicht geeignet ist, da Agglemerate von Kreideteilchen dabei eine höhere Korngröße vortäuschen können. Am zuverlässigsten ist die mikroskopische Ausmessun- in einer Suspension.It has proven to be very advantageous, especially in the nitrocellulose layer a chalk is present as a lubricant, which in the presence of 0 to 5% by weight a melted, solid fatty acid with a grain fineness of less than 5 Micron is milled. The production of such chalks is from the German patent specification 958 830 known, according to the invention, the preferred type of chalk to be used remains opposite the disclosure of the named patent specification, however, is limited to such types of chalk, which contain 0.5 to 5 wt .-% of a solid fatty acid, which then naturally as the Calcium salt the fatty acid is present. Palmitic and stearic acids, for example, can be used as fatty acids into consideration. Another limitation on the disclosure of the patent specification 958 ° 30 is also in the very high fineness of the grinding which is preferable according to the invention. In this regard, it is noted that, for the correct determination of the grain size, the mere Sieve analysis is not suitable because the agglomerate rate of chalk particles is higher Can simulate grain size. The most reliable is the microscopic measurement in a suspension.

Als Gleitmittel sind im übrigen andere an sich belcannte feinpulvrige anorganische Substanzen verwendbar, wie zum Beispiel gewöhnliche Kreide, Talkum, Kieselsäure oder Aluminiumsilikat.Other finely powdered lubricants that are known per se are also used as lubricants inorganic substances can be used, such as common chalk, talc, Silica or aluminum silicate.

Die Cellulosehydratfolien gemäß der Erfindung zeichnen sich durch geringe Neigung zum Selbstverkleben aus.The cellulose hydrate films according to the invention are distinguished by low tendency to self-stick.

Wenn man diese nach der im folgenden beschriebenen Methode bestimmt, findet man fur die Folien gemäß der Erfindung Selbstverklebungstemperaturen von mindestens 650 C. Für bekannte Folien von sonst gleicher Brauchbarkeit findet man nach der gleichen Methode dagegen Selbstverklebungstemperaturen von etwa 50° C.If this is determined by the method described below, for the films according to the invention, self-adhesive temperatures of at least 650 C. For known foils of otherwise the same usefulness using the same method, on the other hand, self-bonding temperatures of about 50 ° C.

Zur Bestimmung der Selbstverklebungstemperatur werden von der zu untersuchenden Folie zwei aufeinanderliegende Zuschnitte von 50 x 60 mm zwischen zwei plangeschliffene Messingplättchen von 50 x 50 mm auf eine Heizbank gelegt und dort mit 2 }g belastet. Die Temperatur der Heizbank bleibt konstant (nicht mehr als 0,5° Schwankung um den Sollwert). Die Versuchsdauer beträgt 5 Min. nach dem Abkühlen der beiden Bläftter wird die kraft bestimmt, die zum Trennen der Gesamtfläche der beiden Zuschnitte erforderlich ist. Ist die erforderliche Kraft 10 g oder mehr (für die gesamte Fläche von 25 qem), gelten die Zuschnitte als zusammengeklebt. Die Versuche werden bei verschiedenen Vers uchs temperaturen durchgeführt. Als Selbstverklebungstemperatur gilt diejenige Versuchstemperatur, bei der die erforderliche Trennkraft 10 g beträgt.To determine the self-bonding temperature, the Foil two cut pieces of 50 x 60 mm lying on top of one another between two flat-sanded ones Brass plates of 50 x 50 mm placed on a heating bench and loaded there with 2} g. The temperature of the heating bank remains constant (no more than 0.5 ° fluctuation around the Setpoint). The duration of the experiment is 5 minutes after the two leaves have cooled down the force that is required to separate the total area of the two blanks is determined is required. Is the force required 10 g or more (for the entire area of 25 qem), the blanks are considered to be glued together. The trials are at carried out at various test temperatures. As a self-adhesive temperature the test temperature at which the required separation force is 10 g applies.

Beispiel 1 Eine Cellulosehydratfolie mit einem Flächengewicht von 28 g/qm, 15 % Feuchthaltemittel (7 % Glycerin, 6 % Triäthylenglykol, 2 % Hernstoff) und 8 % Wasser, wird mit einem Lack folgender Feststoffzusammensetzung lackiert, so daß die Dicke des Überzugs für beide Oberflächen zusammen 2,7 g/qm beträgt : 100 Teile Nitrocellulose (10,7 % N) 5 Teile Kolophonium-Glycerin-Maleinatharz (Fp. 105° C) 10 Teile Polyvinylacetat (K-Wert 30) 35 Teile Dibutylphthalat 20 Teile Dicyclohexylphthalat 5 Teile Paraffin (Fp. 62° C) 3 Teile Ereide mit 1 bis 2 % Calciumstearat und mit einer maximalen @orngröße von 4 Mikron (Omya@BSM Rotetikett) Die Lackierun@ erfol@t aus 15%iger Lösun@ in Äthylacetat/ Toluol/Äthanol (70 : 27 : 3). Example 1 A cellulose hydrate film with a basis weight of 28 g / qm, 15% humectant (7% glycerine, 6% triethylene glycol, 2% hernia) and 8% water, is painted with a paint of the following solid composition, so that the thickness of the coating for both surfaces together is 2.7 g / qm: 100 parts of nitrocellulose (10.7% N) 5 parts of rosin-glycerin-maleinate resin (m.p. 105 ° C.) 10 parts of polyvinyl acetate (K value 30) 35 parts of dibutyl phthalate 20 parts of dicyclohexyl phthalate 5 parts paraffin (mp. 62 ° C) 3 parts Ereide with 1 to 2% calcium stearate and with a maximum size of 4 microns (Omya @ BSM red label) from 15% solution @ in ethyl acetate / toluene / ethanol (70: 27: 3).

Die lackierte Folie verklebt nicht bis 66° C, besitzt eine Heißsiegelfestigleit ovn 100 bis 125 @ (bei einer Siegeltemperatur von 120° C und 2 cm Streifenbreite) und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 8 g/qm in 24 St@.The coated film does not stick up to 66 ° C, has a heat-sealable slide ovn 100 to 125 @ (with a Sealing temperature of 120 ° C and 2 cm strip width) and a water vapor permeability of 8 g / qm in 24 hours @.

(nach DIN 53 122). Die lackierte Folie läßt sich an den Verpackungsmaschinen störungsfrei verarbeiten.(according to DIN 53 122). The coated film can be used on the packaging machines Process without problems.

Beispiel 2 Eine Cellulosehydratfolie von einem Flächengewicht von 31 g/qm, die 17 % Feuchthaltemittel (12 % Glycerin, 5 % Triäthylenglykol) und 8 % Wasser enthält, wird mit einem Lack der folgenden Feststoffzusammensetzung lackiert, so daß die Lackdicke nach dem Trocknen beidseitig zusammen 3 g/qm beträgt: 100 Teile Nitrocellulose (10,7 % @) 20 Teile Kolophonium-Pentaer@@@rit-Maleinatharz (Fp. 115° C) 20 Teile @olonhonium-@t@ylenglykol-@@@einatharz (Fp. 65° C) 25 Teile Dibutylphthalat 25 Teile Dicyclophexylphthalat 4 Teile Paraffin (Fp. 62° C) 2 Teile Kreide wie im vorstenenden Beispiel 1.Example 2 A cellulose hydrate film with a basis weight of 31 g / qm, the 17% humectant (12% glycerine, 5% triethylene glycol) and 8 % Water, is painted with a paint of the following solid composition, so that the lacquer thickness after drying is 3 g / m² on both sides: 100 parts Nitrocellulose (10.7% @) 20 parts rosin-Pentaer @@@ rit-maleinate resin (melting point 115 ° C) 20 parts of olonhonium- @ t @ ylene glycol - @@@ single resin (melting point 65 ° C.) 25 parts of dibutyl phthalate 25 parts of dicyclophexyl phthalate, 4 parts of paraffin (melting point 62 ° C.), 2 parts of chalk as in Example 1 above.

Die Lackierung erfol@t aus 15%iger Läsun@ in @ssi@-säureäthylester/Tolu@l/Äthanol (68 : 3@ : 2).The paint is made from 15% Läsun @ in @ ssi @ acid ethyl ester / tolu @ l / ethanol (68: 3 @: 2).

Die lackierte Folie hat eine Verklebungstemperatur von 65° C, eine Keißsiegelfestigkeit von 100 bis 125 @ (bei einer Siegeltemperatur von 120° C und 2 cm Streifenbreite) und einer Wasserdampfdurchlässigkeit von 8 g/qm in 24 Std. (nach DIN 53 122). Die lackierte Folie ist an den Verpackungsmaschinen störungsfrei zu verarbeiten.The coated film has a bonding temperature of 65 ° C, a Kiss seal strength from 100 to 125 @ (at a sealing temperature of 120 ° C and 2 cm strip width) and a water vapor permeability of 8 g / m2 in 24 hours. (according to DIN 53 122). The lacquered film is trouble-free on the packaging machines to process.

Beispiel 3 Es wurde, wie im obigen Beispiel 1 angegeben ist, verfahren, doch wurde mit einem Lack beschichtet, der im Lösungsmittel folgende Substanzmengen gelöst enthält : 100 Teile Nitrocellulose (10,7 % N) 5 Teile @ Kolophonium-Maleinsäure-Glycerin-harz (FP 105° C) 10 Teile Polyvinylacetat (K-Wert 30) 45 Teile Dibutylphthalat 18 Teile Dicyclohexylphthalat Teile Paraffin (Fp. 66/670 C) 2 Teile Kreide wie im Beispiel 1.Example 3 The procedure was as indicated in Example 1 above, but it was coated with a varnish containing the following amounts of substance in the solvent dissolved contains: 100 parts nitrocellulose (10.7% N) 5 parts @ rosin-maleic acid-glycerine resin (FP 105 ° C) 10 parts of polyvinyl acetate (K value 30) 45 parts of dibutyl phthalate 18 parts Dicyclohexyl phthalate parts paraffin (melting point 66/670 C) 2 parts chalk as in the example 1.

Die so erhaltene Folie verklebte erst ab 70° C und war von ebenso geringer Wasserdampfdurchlässigkeit und ebenso hoher Siegelnahtfestigkeit wie die nach Beispiel 1 hergestellte Folie.The film obtained in this way only adhered from 70 ° C. and was from just as low water vapor permeability and just as high seal seam strength like the film produced according to Example 1.

Claims

P a t e n t a n p r ü c h e 1. Cellulose hydrate film, which is placed on a or covered on both surfaces with a layer of nitrocellulose lacquer, in which the nitrocellulose has a nitrogen content not exceeding 11.4% and in that to 10 parts by weight of nitrocellulose not less than 4 and not more than 12 parts by weight of a plasticizer mixture of dibutyl phthalate and dicyclohexyl phthalate, some parts by weight of resin and up to 1.0 part by weight of paraffin are contained, thereby characterized in that the lacquer layer has nitrocellulose with 10.6 to 10.8 g nitrogen content contains and in the varnish not to 45 to 55 parts by weight of nitrocellulose 25 to 35 Parts by weight of a plasticizer mixture with a content of 1.0 to 2.5 parts by weight Dibutyl phthalate to 1 part by weight of dicyclohexyl phthalate, 1.5 to 5 parts by weight of paraffin with a melting range in the range of 600 to 700 C (inclusive), 0.5 Up to 4 parts by weight of lubricant made from fine powdered inorganic material and 8 to 12 parts by weight of resin come, the resin either a mixture of rosin Glycerin-maleinate resin and equal to double the amount of polyvinyl acetate or a gene of essentially Equal parts of rosin pentaerythritol maleate resin and rosin ethylene glycol maleate resin is.

2. Cellulose hydrate film according to claim 1, characterized in that in the nitrocellulose layer, the lubricant is in the presence of 0.5 to 5% by weight a melted, solid fatty acid with a grain fineness of less than 5 Micron ground chalk is.