DE2012349A1 - Beschichtungsdispersion und deren Verwendung - Google Patents

Beschichtungsdispersion und deren Verwendung

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DE2012349A1 DE19702012349 DE2012349A DE2012349A1 DE 2012349 A1 DE2012349 A1 DE 2012349A1 DE 19702012349 DE19702012349 DE 19702012349 DE 2012349 A DE2012349 A DE 2012349A DE 2012349 A1 DE2012349 A1 DE 2012349A1
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Kalle AG, 6202 Wiesbaden Biebnch
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Description

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT 2012349
Unsere Zeichen ' Tag Blatt
K 1943 FP-Dr.Kn-df 10. März 1970
Beschreibung
zur Anmeldung von
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
Wiesbaden-Biebrich
für ein Patent auf
Beschichtungsdispersion und deren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Dispersion., vorzugsweise eine solche aus Polyvinylidenchlorid bzw. dessen Misch- oder Copolymerisaten.
Dispersionen, z.B. aus Polyvinylidenchlorid sowie dessen Misch- oder Copolymerisaten, sind hinreichend bekannt und werden hauptsächlich zur Herstellung von heißsiege!fähigen Folien verwendet. Zur Herstellung von Verpackungsfolien werden beispielsweise Folien aus Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen, aus Polyestern, wie PolyäthylenterephthaJat oder aus regeneriertem Cellulosehydrat mit den Dispersionen mittels bekannter Verfahrensschritte beschichtet und das Dispergiermittel, beispielsweise Wasser, anschliessend verdunstet■*.
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Dieser Brief lsi lichtdurchlässig und kann auf lichtpauspapier ,,OZAUD'' gepaust' werden. Unsere Zeichen Tag Blatt
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2,o Ja^, ^
Beim Heißsiegeln mit überlappenden Siegelnähten werden insbesondere zwei Hauptforderungen an solche beschichteten Folien gestellt. Einerseits soll die heißsiegelfähige Schicht bei möglichst niedriger Temperatur siegeln, d.h. stark erweichen, damit bei dem angewendeten Druck ein gewisses Verschmelzen der Siegelschichten zur Erzielung einer guten Siegelnaht eintritt, zum anderen sollen die Siegelschichten, auch nicht geringfügig, an den heißen Siegelbacken haften bleiben. Bei der Schnelligkeit mit der heute beispielsweise Beutelfüll- und Verschließmaschinen arbeiten, ist die letzte Forderung besonders wichtig, um Störungen im Maschinenablauf zu vermeiden.
Die bekannten Dispersionen, z.B. auf der Basis von Polyvinylidenchlorid sowie dessen Misch- oder Copolymerisaten, erfüllen zwar die Forderung nach einer Siegelung bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von etwa 1200C, jedoch haften ihnen der erhebliche Nachteil der Siegelbackenhaftung an. Man hat deshalb schon verschiedene Wege vorgeschlagen um diesem Mangel zu begegnen.
Es sind beispielsweise Vorrichtungen zum Versiegeln bekannt, bei denen die Backen mit Polytetrafluoräthylen überzogen
sind. Die Haftung zwischen Siegelschicht und Siegelbacken 10984 2/1782
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wird hierdurch zwar vermindert, jedoch halten bei den hohen Maschinengeschwindigkeiten die überzüge nicht sehr lange. Die Maschinen müssen zum Auswechseln der Backen stillgelegt werden, wodurch sich ein kostenintensiver Produktionsausfall, verbunden mit oftmals erheblichem Arbeitsaufwand, ergibt. ·
Man hat auch schon Siegelbacken aus Sintermetall eingesetzt, die mit einer Flüssigkeit mit hoher Oberflächenspannung, beispielsweise einem Siliconöl, getränkt werden. Neben der Verschmutzung der Siegelnähte zeigte sich, daß diese Materialien nur eine bestimmte Lebensdauer besitzen, da die Belastung, beispielsweise bei 120 - l60QC, 30 bis 50 Arbeitstakte pro Minute und einem Siegeldruck von maximal 3 kp/cm2, zu hoch ist.
Ein weiterer Vorschlag geht dahin, die Folie auf der Innenurid Außenseite mit verschiedenen Schichten zu versehen. Dabei soll die innenliegende Polyvinylidenschicht bei der Siegeltemperatur thermoplastisch werden, während die an den Siegelbaeken anliegende, außenliegende Schicht nicht plastisch wird und somit die Haftung verhindert wird. Diese Methode hat den erheblichen Nachteil, daß mit zwei verschieden eingestellten Dispersionen gearbeitet werden muß, was einen.
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erhöhten Beschxchtungsaufwand erfordert.
Bei einer anderen Methode werden den Dispersionen verschiedene Wachse zugesetzt. Die Wachse wandern bei der Lagerung der Folien langsam an die Oberfläche der Schicht, wodurch sich eine Verbesserung in der Nichthaftung zwischen Schicht und Siegelbacken ergibt. Der Nachteil solcher Zusätze liegt darin j daß bei einer geringen Wachskonzentration die Diffusion so langsam vonstatten geht, daß erhebliche Lagerzeiten, bis zu mehreren Wochen, in Kauf genommen werden müssen, bis der genannte Effekt eintritt. Wegen der erheblichen Lagerhaltungskosten und der Forderung einer möglichst baldigen Weiterverarbeitung ist diese Methode nicht mit den betrieblichen Bedürfnissen in Einklang zu bringen. Wird der Wachsanteil in der Dispersion erhöht, um die langen Lagerzeiten zu vermeiden, so tritt eine starke Erhöhung in der Trübung der Folie sowie eine erhebliche Verringerung in der Siegelfähigkeit auf.
Es stellte sich somit die Aufgabe eine Dispersion zu entwickeln, die die Nachteile der bekannten Dispersionen im Hinblick auf deren Siegelbackenhaftung nicht aufweist.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß eine Dispersion, vorzugsweise auf der Basis von Polyvinylidenchlorid
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oder dessen Misch- oder Copolymerisate^ die 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Peststoffgehalt, Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1 000 und 100 000 enthält, die geschilderte Siegelbackenhaftung beim*Versiegeln nicht mehr aufweist. Die mit der Dispersion beschichteten Folien zeigen gegenüber solchen, z.B. mit den bekannten Polyvinylidenchloriddispersionen beschichteten, keine wesentlichen Unterschiede, insbesondere auch nicht im Hinblick auf eine etwaige nachteilige Veränderung in der Siegelfähigkeit oder einer stärker zunehmenden Trübung. .
In bevorzugter Ausführungsform beträgt der Gehalt an Polyäthylen 3bis 6 Gewichtsprozent. Die Praxis hat ergeben, daß insbesondere Polyäthylene mit einem mittleren Molekülargewicht zwischen 2 000 und 20 000 und solche mit einem RSV-Wert von 0.8 bis 1.3 dl/g, gemessen bei 850C in Xylol, für die Dispersion geeignet sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird bevorzugt teilweise oxydiertes Polyäthylen eingesetzt, wobei besonders gute Haftung der Siegelnähte erzielt wird»
Um eine besonders hohe Gleichmäßigkeit in der Dispersion zu erhalten* liegt de*» bevorzugte Bereich der mittleren Teilchengröße des eingesetzten Polyäthylens zwischen 0*01 bis
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1.0 yu. Insbesondere für die Herstellung dünner Beschichtungen, etwa im Dickenbereich von 1 ,U3 wird insbesondere eine Polyäthylendispersion eingesetzt, die eine mittlere Teilchengröße von etwa 0.1 .u aufweist.
Als Dispergiermittel kommen sowohl Wasser als auch andere geeignete Flüssigkeiten, beispielsweise solche organischer Natur oder aber auch Mischungen von Wasser mit organischen Flüssigkeiten, infrage. Die Dispersion kann neben den Hauptfeststoffen auch noch Dispergierhilfsmittel, beispielsweise nichtionischer oder anionischer Form, Haftvermittler, Antistatika und andere bei der Dispersionsbeschichtung gebräuchliche Zusätze enthalten. Je nach dem Einsatz und der Verträglichkeit mit den dispergierten Substanzen sind die Dispersionen entweder alkalisch, beispielsweise mit Ammoniak, neutral oder sauer eingestellt.
Die erfindungsgemäße Dispersion wird insbesondere zur Herstellung von heißsiegelfähigen Folien, die eine verminderte Siegelbackenhaftung aufweisen, verwendet. Vor allem bei Polyolefinfolien, beispielsweise solchen aus Polyäthylen oder Polypropylen, bei Polyesterfolien, beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat, bei solchen aus regeneriertem Cellulosehydrat, die bevorzugt als Verpackungsmaterialien zum Einsatz kommen, hat sich die erfindungsgemäße Disper-
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sion bewährt. Eine Beschränkung auf thermoplastische Kunststoffolien besteht jedoch nicht, da auch Papierbahnen· oder dünne Metallfolien, wie sie oftmals ebenfalls für Verpackungen eingesetzt werden, mit der Dispersion beschichtet werden können.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele nochmals näher erläμtert, wobei jedoch eine Einschränkung auf die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht besteht.
Beispiel 1
Eine übliche wäßrige Dispersion mit einem Peststoffgehalt von 35 Gewichtsprozent eines Polymeren aus 93% Polyvinylidenchlorid mit 5% Methylmethacrylat und 2% Methylacrylat wurde mit Ammoniak auf pH 6.0 eingestellt. Mit einem herkömmlichen Walzenantragssystem mit Luftbürste wurde eine biaxial gestreckte Polypropylenfolie (TRESPAPHAN® der Firma KALIiE AG) einer Stärke von 20 ,u,- die beidseitig einer Coronaentladung ausgesetzt worden war, mit der Dispersion bei einer Bahngeschwindigkeit von 30 m/min beschichtet und bei 135°C getrocknet. Die Beschichtung betrug 2 g/m2. Die so hergestellte Folie wurde auf einer im Handel erhältlichen Verpackungsmaschine (iyp Hansella-Trans-Wrap) zu Beuteln verarbeitet. Die Siegelbackentemperatur war auf eingestellt. Die Beutel., ,die mit 25Og Füllgut beschickt
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waren, blieben an den Siegelbacken haften. Eine kontinuierliche Arbeitsweise war somit nicht möglich.
Beispiel 2
Es wurde eine wäßrige Dispersion hergestellt, die 35 Gewichtsprozent eines Polymeren aus 90/6 Vinylidenchlorid und je 3% Methylmethacrylat und Methacrylnitril enthielt. Die Bedingungen des Beispiels 1 wurden eingehalten. Auch hier blieben die Beutel an den Siegelbacken haften.
Beispiel 3
Es wurde eine wäßrige, nichtionisch emulgierte Dispersion mit einem Peststoffgehalt von 35 Gewichtsprozent hergestellt, wobei der Peststoff sich zusammensetzte aus 95% des in Beispiel 1 angegebenen Polymeren und 5% Polyäthylen. Das eingesetzte Polyäthylen hatte ein mittleres Molekulargewicht von 24 000 und eine mittlere Teilchengröße von 0.1 /u. Es wurden die Arbeitsbedingungen des Beispiels 1 eingehalten. Bei der Beutelversiegelung zeigte sich, daß die Beutel bereits durch ihr Eigengewicht von den Siegelbacken abfielen. Die Maschine konnte kontinuierlich mit 50 Arbeitstakten pro Minute betrieben werden, ohne daß Störungen infolge Siegelbackenhaftung auftraten. Die Klarheit der Folie sowie die Festigkeit der Siegelnähte war gegenüber der Folie nach Beispiel 1 unverändert.
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Beispiel 4
Es wurde eine wäßrige, nichtionisch emulgierte Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 35 Gewichtsprozent hergestellt, wobei der Peststoff sich zusammensetzte aus 95$ des in Beispiel 2 genannten Polymeren und 5% Polyäthylen. Das eingesetzte Polyäthylen besaß die Eigenschaften des in Beispiel 3 verwendeten. Die Arbeitsbedingungen des Beispiels 1 wurden eingehalten. Die Beutel fielen bereits durch ihr Eigengewicht von den Siegelbacken ab. Die Klarheit der Folie sowie der Festigkeit der Siegelnähte waren gegenüber Beispiel 2 unverändert . v
Beispiel 5
Es wurde eine wäßrige» anionisch emulgierte Dispersion der Zusammensetzung gemäß Beispiel 3 hergestellt. Das Polyäthylen hatte jedoch ein mittleres Molekulargewicht von 10 000 und eine mittlere Teilchengröße zwischen 0>l und 0.25 /u. Im Gegensatz zu Beispiel 3 wurde jedoch eine biaxial gestreckte 50 /U starke Polyäthylenterephthalatfolie (HQSTAPHAI^ der Firma KALLE AG) beschichtet. Die sonstigen Bedingungen entsprachen Beispiel 1. Die Beutel fielen durch ihr Eigengewicht von den Siegelbacken ab. Die Klarheit der Folie sowie die Festigkeit der Siegelnähte waren gegenüber Beispiel 1 unverändert.
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Beispiel 6
Es wurde das Beispiel 5 wiederholt mit dem Unterschied, daß der Anteil an Polyäthylen 10$ betrug. Gegenüber Beispiel 5 wurde ein geringfügiger Anstieg der Trübung der Folie und eine, wenn auch unwesentliche, Minderung in der Festigkeit der Siegelnähte beobachtet.
Beispiel 7
Es wurde das Beispiel 5 wiederholt mit dem Unterschied, daß der Anteil an Polyäthylen 0.5% betrug. Gegenüber Beispiel 5 wurde festgestellt, daß verschiedene Beutel an den Siegelbacken haften blieben. Eine kontinuierliche Arbeitsweise war nicht möglich.
Beispiel 8
Es wurde eine wäßrige, anionisch emulgierte Dispersion der Zusammensetzung gemäß Beispiel 3 hergestellt. Das Polyäthylen war jedoch partiell oxydiert und hatte ein mittleres Molekulargewicht von 2 000. Die Beutel fielen durch ihr Eigengewicht von den Siegelbacken ab. Die Klarheit der Folie sowie die Festigkeit der Siegelnähte waren gegenüber Beispiel 1 unverändert.
Beispiel 9
Es wurde gemäß Beispiel 4 gearbeitet mit dem Unterschied,
daß eine 100 ,\χ starke Folie aus regeneriertem Cellulose-103842/1782
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hydrat (CELLOPHAl^ der Firma KALLE AG) beschichtet wurde. Die guten Ergebnisse des Beispiels 4 blieben erhalten.
Beispiel 10
Es wurde gemäß Beispiel 4 gearbeitet mit dem Unterschied3' daß eine 50 /u starke Polyathylenfolie (SUPRATHEl^ der
Firma KALLE AG) beschichtet wurde. Die guten Ergebnisse
des Beispiels 4 blieben erhalten.
Beispiel 11
Es wurde gemäß Beispiel 3 gearbeitet mit dem Unterschied, daß ein Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht
von 85 000 eingesetzt wurde. Die mittlere Teilchengröße
betrug 1 ,u. Es wurden die gleichen guten Eigenschaften wie in Beispiel 3 erhalten.
Beispiel 12
Es wurde eine neutral eingestellte wäßrige Dispersion hergestellt, die 40 Gewichtsprozent an Polyacrylaten (ACRQNAD^ der Firma BASF) und 2 Gewichtsprozent an Polyäthylen'enthielt. Das.Polyäthylen hatte ein mittleres Molekulargewicht von 24 000 und eine mittlere Teilchengröße von 0.1 /u# Die Arbeitsbedingungen des Beispiels 1 wurden eingehalten. Es trat, entgegen einer Folie, die lediglich mit einer PoIy-
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acrylatdispersion beschichtet wurdes keine Siegelbackenhaftung auf. Die Klarheit der Folie und die Festigkeit der Siegelnähte entsprachen der mit Polyacrylat beschichteten Folie.
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Claims (10)

Unsere Zeichen Tag Blatt K 1943.. \ \rm3 FP-Dr.Kn-df 10.3.70 Patentansprüche
1. Dispersion, vorzugsweise auf der Basis von Polyvinylidenchlorid oder dessen Misch- oder Copolymerisaten, dadurch
- gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf den Feststoffgehalt, 1 bis 10 Gewichtsprozente Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1 000 und 100 000 enthält.
2. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3 bis 6 Gewichtsprozente Polyäthylen enthält.
3. Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet i daß sie Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 2 000 und 20 000 enthält.
4. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis"3» dadurch gekennzeichnet, daß sie Polyäthylen mit einem RSV-Wert von 0.8 bis 1.3 dl/g, gemessen bei 850C in Xylol, enthält.
5. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein teilweise oxydiertes Polyäthylen enthält.
6. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-
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kennzeichnet j daß sie Polyäthylen mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 0.01 bis 1.0 ,u, vorzugsweise von etwa 0.1 ^u, enthält.
7. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung einer heißsiegelfähigen Folie mit verminderter Siegelbackenhaftung.
3. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung einer heißsiegelfähigen PoIyolefinfolie.
9. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis β zur Herstellung einer heißsiegelfähigen Polyesterfolie.
10. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung einer heißsiegelfähigen Folie aus regeneriertem Cellulosehydrat.
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