DE2144009A1 - Formstabiles flaechengebilde auf faserbasis mit einer poroesen schicht aus polyolefin auf einer oberflaeche sowie verfahren zur herstellung eines mehrschichtverbundmaterials mit einer poroesen oberflaechenschicht aus polyolefin - Google Patents

Formstabiles flaechengebilde auf faserbasis mit einer poroesen schicht aus polyolefin auf einer oberflaeche sowie verfahren zur herstellung eines mehrschichtverbundmaterials mit einer poroesen oberflaechenschicht aus polyolefin

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DE2144009A1 DE19712144009 DE2144009A DE2144009A1 DE 2144009 A1 DE2144009 A1 DE 2144009A1 DE 19712144009 DE19712144009 DE 19712144009 DE 2144009 A DE2144009 A DE 2144009A DE 2144009 A1 DE2144009 A1 DE 2144009A1
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Description

K 2041/Gbm 5031 PP-Dr.Wa-ur 31. August 1971
2U4009
Beschreibung
zur Anmeldung der
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich
für ein Patent auf
Formstabiles Flächengebilde auf Faserbasis mit einer porösen Schicht aus Polyolefin auf einer Oberfläche sowie Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtverbundmaterials mit einer porösen Oberflächenschicht
aus Polyolefin
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei Schichten aufgebauten flächenhaften MaterLaIverbündes, bestehend aus einer formstabilen, gasdurchlässigen sowie feuchtigkeitsaufsaugenden Schicht aus Fasermaterial und einer auf wenigstens einer Oberfläche derselben befindlichen porösen Schicht auf PolyolefinbasLs
Die Erfindung betrifft ferner eine Trägerplatte für BIi :sterver'packungen, deren Hüllfolie aus Polyäthylen besteht aus einem ilehrschichtverbundmaterial, bestehend
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aus einem formstabilen von Perforationslöchern freien Faserflächengebilde, das auf einer Oberfläche einen festhaftenden, porösen überzug aus Polyolefin aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Mehrschichtverbundmaterials mit heißsiegelfähiger Oberfläche als Trägermaterial bei der Herstellung sogenannter Skin-) verpackungen, deren Hüllfolie aus Polyäthylen besteht.
Skinverpackungen haben seit längerer Zeit einen festen Platz auf dem Gebiet der Verpackungstechnik. Bei dieser Verpackungsart wird der zu verpackende Gegenstand zwischen einem porösen, formstabilen Trägermaterial, vorzugsweise Karton, und einer thermoplastischen KunststoffoLie eingeschlossen. Der Verpackungsvorgang läuft dabei so ab, daß das Packgut auf der Unterlage in der gewünschten Weise angeordnet wird und die darübergespannte Folie nach Erwärmen, beispielsweise mit Hilfe von Infrarotstrahlern, auf die Unterlage gesaugt wird. Die Unter Lage muß eine Oberfläche haben, die unter den genannten Bedingungen zu einer hinreichenden Verbundfestigkeit zwischen Folie und Unterlage führt. Bei Verwendung von Folien aus weichgemachtem Polyvinylchlorid reicht in manchen Fäl-
3 Π 9B1 α/0 9 3 Α
len die Rauhigkeit der Kartonoberfläche aus, um mit der in thermoplastischem Zustand befindlichen Kunststoffolie nach deren Abkühlung einen Verbund zu ergeben, der hinreichend fest ist. Im allgemeinen ist es jedoch erforderlich, die Kartonoberfläche mit einem überzug aus heißsiegelfähigem Material zu versehen, um die notwendige Verbundfestigkeit mit der Hüllfolie zu erreichen.
Der kunststoffbeschichtete Trägerkarton muß so weit luftdurchlässig sein, daß ein Ansaugen der Kunststoffolie durch den Karton gewährleistet ist. Für viele Zwecke sind als Hüllfolien weichmacherfreie sowie weichmacherhaltige Polyvinylchlorid-Folien sehr gut geeignet. Aufgrund der mechanischen und verformungstechnischen Eigenschaften der genannten Folien sind diesen für den Einsatz für den genannten Zweck jedoch Grenzen gesetzt. So kann beispielsweise eine Hüllfolie aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid zur Fleckenbildung an den Stellen des Packgutes führen, mit denen die Hüllfolie in Kontakt steht, was besonders nachteilig bei Packgütern mit hochglänzender Oberfläche ist.
Diese Schwierigkeiten werden vermieden bei Verwendung von Folien aus Polyäthylen niedriger Dichte, deren Erweiehungs- und riegeltemperaturen niedriger sind als bei üblichen Vi ei china cherhal ti gen Polyvinylchlorid-Folien.
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2U4009
Die Haftung der Polyäthylenfolie auf nicht beschichtetem Trägermaterial aus Karton ist jedoch in vielen Fällen nicht ausreichend fest.
Eine Verbesserung der Haftfestigkeit erreicht man zwar durch Kaschieren einer Polyäthylenfolie auf die Oberfläche des Kartons oder, indem man eine Polyäthylenschicht durch Extrusion auf die Kartonoberfläche aufbringt.
Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß das beschichtete Trägermaterial in einem besonderen Arbeitsgang perforiert werden muß, um die mit einem geschlossenen Kunststoffüberzug versehene Unterlage hinreichend luftdurchlässig zu machen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das es ermöglicht, warmsiegelfähige Unterlagen aus Karton für Skinverpackungen herzustellen, deren Hüllfolie aus Polyäthylen besteht, wobei die Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung derartiger Unterlagen vermieden werden.
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-CJ-
2U4009
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines flächenhaften Mehrschichtverbundmaterials mit heißsiegelfähiger Oberfläche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf wenigstens eine Oberfläche eines formstabilen, gasdurchlässigen, saugfähigen Paserflachengebildes eine wäßrige emulgatorfreie Polyolefindispersion oder emulgatorfreie Aufschlämmung von körnigem Polyolefin in einer leicht verdampfbaren, gegenüber dem Polymeren inerten Flüssigkeit aufbringt, Wärme auf das beschichtete Flächengebilde zur Einwirkung bringt und gegebenenfalls nachfolgend Preßdruck auf dieses einwirken läßt.
Die Blister-Trägerplatte besteht aus einem Mehrschicht-Verbundmaterial, das aus einem die mechanische Stabilität der Trägerplatte bewirkenden formstabilen Faserflächengebilde, das frei von Stanzlöchern ist, und einen auf einer Oberfläche des Paserflachengebildes festhaftenden porösen überzug aus emulgatorfreiern Polyolefin aufweist.
Ein mit einer Vielzahl von Stanzlöchern versehenes Trägerflächengebilde, beispielsweise Karton, entspricht demnach nicht den besonderen Merkmalen der tragenden Schicht der erfindungsgemäßen Trägerplatte.
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21AA009
Es soll unter der Bezeichnung "wäßrige emulgatorfreie Polyolefindispersionen" im Rahmen der vorliegenden Erfindungsbeschreibung auch solche Dispersionen verstanden werden, deren Dispersum ein Olefin-Copolymeres ist.
Die emulgatorfreien wäßrigen Copolymeren-Olefindispersionen sind gegenüber den wäßrigen emulgatorfreien Homo-Olefindispersionen bevorzugt.
Insbesondere bevorzugt sind wäßrige emulgatorfreie Äthylencopolymerendispersionen, ganz besonders bevorzugt jedoch wäßrige emulgatorfreie Copolymerendispersionen auf Basis von Äthylen und Methacrylsäureester.
Die bevorzugten Copolymerendispersionen weisen einen Anteil von Äthylen im Bereich von 50 bis 90 "Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymeren, auf.
In ganz besonderer Weise bevorzugt ist jedoch eine emulgatorfreie wäßrige Dispersion, deren Dispersum ein Copoly-) meres ist, das, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymeren, zu etwa 84 Gew.-# aus Äthylen, zu etwa 13 Gew.-% aus Methylmethacrylsäureester und zu etwa 3 Gew.-% aus Di-Kalium-methacrylsäureamidosulfonat besteht.
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2UA009
Im Rahmen der Erfindungsbeschreibung gilt bezüglich des Ausdrucks "poröser Überzug aus Polyolefin" bezüglich seines chemischen Aufbaues sinngemäß das, was bezüglich der chemischen Zusammensetzung unter dem Begriff "emulgatorfreie Polyolefindispersion" verstanden werden soll.
Das im Wasser emulgatorfrei dispergierte Polyolefin hat eine Partikelgröße im Bereich von 1 bis 100 .u.
Die wäßrige emulgatorfreie Polyolefindispersion weist einen Polymerenanteil im Bereich von 5 bis 60 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, auf, bevorzugt einen solchen im Bereich von 30 bis 50 Gew.-%.
Die emulgatorfreie wäßrige Polyolefindispersion wird in solchen Mengen auf die Oberfläche des fasrigen Trägermaterials aufgetragen, daß die damit bedeckte Oberfläche Polymeres im Bereich zwischen 2 und 30 g/m2 Trägeroberfläche aufweist.
Nach Auftrag der das Polymere enthaltenden Flüssigkeit auf den Träger wird zum Entfernen des flüssigen Anteils der Dispersion (oder der Polyäthylen-Aufschlämmung) das
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mit dem Antrag versehene Trägermaterial einer Wärmeeinwirkung im Bereich von 40 bis 9O0C ausgesetzt, beispielsweise, indem man dieses in einen mit Warmluft der genannten Temperatur beaufschlagten Trockenschrank auflegt oder durch einen entsprechend temperierten Trockenkanal hindurchführt. Die Dauer der Wärmeeinwirkung hängt bei der bevorzugt kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens von der Länge des Trockentunnels und/oder der Durchlaufgeschwindigkeit des bahnförmigen Trägermaterials durch den Tunnel ab.
Es ist dabei darauf zu achten, daß die Temperatur der Wärmeeinwirkung so zu wählen ist, daß diese nicht hinreicht, um das auf der Oberfläche des Paserflachengebxldes nach Verdampfen des flüssigen Anteils der Dispersion (oder der wäßrigen Aufschlämmung) abgelagerte Polymere in einen fließfähigen thermoplastischen Zustand überzuführen, bei ™ welchem sich eine geschlossene und undurchlässige Polymerenschicht in Form eines zusammenhängenden Polymerenfilms auf der Oberfläche des Faserflächengebildes ausbilden würde. Die optimale Temperatur hängt von der Einwirkungsdauer ab. Die für den Einzelfall vorteilhafte Temperatur bzw. die optimale Einwirkungsdauer ist durch einfache Vorversuche leicht zu ermitteln.
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Als Paserflachengebilde eignen sich alle solche ausreichender Dichte, deren Gasdurchlässigkeit für die Verwendung als luftdurchlässige Unterlage zur Herstellung von Skinverpackungen hinreichend groß ist und die aufgrund ihrer hohlraumhaltigeη Struktur befähigt sind, Wasser aufzusaugen.
Die als Träger dienenden Flächengebilde sind formstabil, sie sind biegesteif bei ausreichender Elastizität.
Besonders bevorzugt sind Flächengebilde auf Basis von Cellulosefasern. Insbesondere bevorzugt sind Kartons oder Pappen, die eine Gasdurchlässigkeit von etwa 50 ml/min/ 10 cm Oberfläche bei 100 mm Wassersäule aufweisen; bevorzugte Kartons oder Pappen mit den obengenannten Kennwerten besitzen ein Flächengewicht zwischen 150 und 65O g/m .
Anstatt blatt- oder bahnförmigem Karton kann als Trägermaterial auch ein gasdurchlässiges, saugfähiges Faservlies aus synthetischen Fasern verwendet werden, sofern es hinreichend formstabil und ausreichend dicht ist.
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Nachfolgend wird die Durchführung des Verfahrens in der bevorzugten kontinuierlichen Ausfuhrungsform beschrieben.
Auf die Oberfläche eines bahnförmigen Kartons wird fortlaufend mittels herkömmlicher Antragsvorrichtungen, beispielsweise einer Walzenantragsvorrichtung, eine flüssige Schicht, bestehend aus einer wäßrigen emulgatorfreieη PoIyolefindispersion, aufgebracht und danach mit Hilfe einer üblichen Rakeleinrichtung, beispielsweise eines Messeroder Luftrakels egalisiert. Anschließend läßt man die Kartonbahn durch einen Trockenkanal laufen, dessen Innentemperatur etwa im Bereich von 80 bis 100° liegt.
Nach Durchlaufen des Trockenkanals und nach Durchlaufen der Bahn hat sich auf der Oberfläche derselben ein poröser Überzug aus dem genannten Polymeren ausgebildet. Dieser überzug ist hinreichend fest mit der Unterlage verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in der Weise durchgeführt werden, daß man auf die Oberfläche einer aus Karton hinreichender Gasdurchlässigkeit bestehenden Bahn fortlaufend eine emulgatorfreie Aufschlämmung von Polyäthylenpulver in einer das Polymere nicht lösenden, unter Wärmeeinwirkung leicht verdampfbaren Flüssigkeit, bevorzugt Wasser, auf die Oberfläche des Trägermaterials aufbringt.
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Die aufgetragene Menge der Aufschlämmung wird dabei so bemessen, daß die vorgenannten Bedingungen bezüglich der Belegungsmenge Polymeres pro Flächeneinheit des Trägermaterials erfüllt sind.
Der Feststoffanteil der Aufschlämmung liegt im Bereich zwischen 5 und 40 Gew.-%s bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung.
Die Bahn wird dazu durch einen Wärmetunnel geleitet, der mit Warmluft einer Temperatur im Bereich von 110 bis 14O°C beaufschlagt ist. Die Durchlauftemperatur der Bahn durch den Tunnel wird dabei so gewählt, daß ein Zusammenfließen des körnigen Polymerenmaterials nach Vertreibung des. flüssigen Anteils der Aufschlämmung zu einem zusammenhängenden porenfreien Polymerenfilm nicht eintritt. Die entsprechenden Arbeitsbedingungen sind durch einfache Vorversuche leicht zu ermitteln.
Nach Durchlaufen des Tunnels hat sich auf der Oberfläche des bahnförmigen Trägermaterials ein in sich nicht geschlossener poröser überzug aus Polyäthylen gebildet, der den Luftdurchtritt durch das Trägermaterial nicht behindert,
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Wenn beide Oberflächen des Faserflächengebildes mit einer porösen Schicht aus Polyolefin versehen werden sollen, wird in bekannter Weise zuerst auf die eine Oberfläche das Polymere aufgebracht und der vorgeschriebenen Wärmebehandlung unterworfen, danach trägt man die das Polymere enthaltende Flüssigkeit auf die zweite Oberfläche der Trägerschicht auf und behandelt diese nochmals mit Wärme.
Die Verwendung von emulgatorfreien Polyolefindispersionen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gegenüber der Verwendung von Polyäthylenaufschlämmungen in Wasser deshalb besonders vorteilhaft und bevorzugt, weil damit eine sehr gleichmäßige räumliche Verteilung des Polymeren pro Flächeneinheit des Trägermaterials möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand eines Beispiels erläutert werden, jedoch nicht auf die besondere Ausführungsform eingeschränkt sein.
Beispiel
Ein weißgedeckter Graukarton mit einem Flächengewicht von 300 g/m^ und einer Gasdurehlässigkeit von 30 ml/min/ 10 cm2/i00 mm Wassersäule wird auf einer Luftbürstenanlage
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auf der Weiß-Oberfläche mit einer flüssigen Schicht, bestehend aus einer 40%igen wäßrigen Copolymerisatdispersion, bezogen auf den Feststoffgehalt, aufgetragen. Das Copolymere besteht, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymerisates, aus ca. 12,6 Gew.-% Methylmethacrylat, ca. 3 Gew.-% Di-Kalium-methacrylamidosulfonat und ca. 8H,i\ Gew.-$ Äthylen.
Der Auftrag der wäßrigen emulgatorfreien Copolymerisatdispersion erfolgt mittels einer Walzenantragsvorrichtung. Abstand der Luftbürste vom Karton 6 mm, Schlitzbreite der Luftdüse: 0,4 mm, Luftdruck der Luftbürste 100 mm Wassersäule, Auftragen der Polymerenmenge pro Flächeneinheit Trägermaterial 10 g/m .
Mach Antrag der flüssigen Schicht auf die Bahnoberfläche wird diese durch einen Trockenkanal mit einer Laufgeschwindigkeit von 2 bis 10 m/min geführt. Die Temperatur im Trockenkanal beträgt ca. 85 C.
!lach Austritt der Kartonbahn aus dem Trockenkarial hat sich auf der Kar toriober fläche ein poröser gasdurchlässiger Polymeren film gebildet.
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2 U 4 0
Die Trägerplatte gemäß der Erfindung soll durch lie Zeichnung erläutert, jedoch durch diese nicht eingeschränkt werden.
Die Zeichnung stellt im Querschnitt eine erfindungsgemäße Trägerplatte für Blisterverpackungen bei Verwendung als Unterlage einer Blisterverpackung dar.
Es bedeuten dabei 1 die Trägerplatte in ihrer Gesamtheit, 2 das formstabile luftdurchlässige Faserfläehengebilde, 3 den porösen Überzug auf der Oberfläche des Faserflächengebildea, 4 derjenige Teil der Oberfläche des Faserflächengebildes, der frei von polymeren! Überzug ist, 5 eine Polyäthylerifolie, die bei 6 mit der Oberfläche des Überzugs 3 durch Verschweißen bzw. Versiegeln festverbunden ist. Zum Zwecke der zeichnerischen Vereinfachung ist das in der Blisterverpackung befindliche Gut nicht eingezeichnet, der Verlauf der Linie 5 entspricht im wesentlichen der Kontur des verpackten Füllgutes.
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Claims (8)

21UQQ9 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines flächenhaften Mehrschichtverbundmaterials mit heißsiegelfähiger Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man auf wenigstens eine Oberfläche eines formstabilen, gasdurchlässigen, saugfähigen Faserflächengebildes eine wäßrige emulgatorfreie Polyolefindispersion oder emulgatorfreie Aufschlämmung von körnigem Polyolefin in einer leicht verdampfbaren, gegenüber dem Polymeren inerten Flüssigkeit aufbringt, Wärme auf das beschichtete Flächengebilde zur Einwirkung bringt und gegebenenfalls nachfolgend Preßdruck auf dieses einwirken läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf wenigstens eine Oberfläche des Trägerflächengebildes eine wäßrige emulgatorfreie Dispersion aufbringt, deren Dispersum aus einem Copolymeren auf Basis von Äthylen und Methacrylsäureester besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf wenigstens eine Oberfläche des Trägerflächengebildes eine wäßrige emulgatorfreie Dispersion
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2UAQ09
- Io -
aufträgt, deren Dispersum aus einem Copolymeren aus Polyäthylen3 Äthylmethacrylat und dem Di-Kaliumsalz der iWethacrylamidosulfonsäure besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Peststoffanteil des Dispersums der wäßrigen emulgatorfreien Dispersion zu ca. 8H% aus Äthylen, zu ca.
W ±~5% aus Methylmethacrylat und zu ca. J>% aus Di-Kalium-
methacrylamidosulfonat besteht.
5. Verwendung eines nach den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellten, mit einer porösen Polyolefinschicht versehenen, formstabilen Paserflächengebildes als Unterlageplatte zur Herstellung-von Blisterverpackungen, deren Folie aus Polyäthylen besteht.
t
6. Trägerplatte", insbesondere zur Verwendung als Bodenplatte für Blisterverpackungen, deren Hüllfolie aus Polyäthylen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem formstabilen, von Perforationslöchern freien gasdurchlässigen Faserflächengebilde besteht, das auf einer Oberfläche einen festhaftenden porösen Überzug aus emulgatorfreiem Polyolefin aufweist.
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21U009
7. Trägerplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug aus einem emulgatorfreien Copolymeren auf Basis von Äthylen und Methacrylsäureester besteht,
8. Trägerplatte nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus emulgatorfreiem Copolymerem aus Polyäthylen, Methylmethacrylat und Di-Kalium-Methacrylamidosulfonsäure besteht.
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