DE2900290A1 - Beschichtungszusammensetzung fuer polyolefinprodukte - Google Patents

Beschichtungszusammensetzung fuer polyolefinprodukte

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DE2900290A1 DE19792900290 DE2900290A DE2900290A1 DE 2900290 A1 DE2900290 A1 DE 2900290A1 DE 19792900290 DE19792900290 DE 19792900290 DE 2900290 A DE2900290 A DE 2900290A DE 2900290 A1 DE2900290 A1 DE 2900290A1
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Description

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9Ü52/78 - Seite 3*"
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Beschichtungen für Polyolefinprodukte, z.B. Filme oder Folien, insbesondere aus Polypropylen. Die Erfindung betrifft weiterhin die mit den Beschichtungszusammensetzungen behandelten Folien sowie Verfahren zur Ausstattung derartiger Folien mit heißsiegelfähigen Eigenschaften auf üblichen Verpackungs- oder Siegelmaschinen.
Polyolefinfolien im allgemeinen und isotactische Polypropylenfilme im besonderen sind in den letzten Jahren verstärkt eingesetzt worden, und zwar insbesondere auf dem Gebiet der versiegelten Verpackungsbeutel und allgemein für die automatische Verpackung. Diese Folien sind insbesondere als Ersatz für die allgemein unter der Bezeichnung Cellophan bekannten Folien aus Regeneratcellulose eingesetzt worden, gegenüber denen sie zahlreiche Vorteile aufweisen. Die Folien sind auch als Alternativen und häufig auch als Ersatz für dünne Polyvinylchloridfolien verwendet worden.
Bekanntlich ist Cellophan jahrelang das am häufigsten eingesetzte Material auf dem Gebiet der flexiblen Verpackungen für die Nahrungsmittelindustrie gewesen. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Cellophans ist es erforderlich, die Folie mit thermoplastischen Harzen auszurüsten, die zur Verbesserung der Siegelfähigkeit von zwei oder mehreren Folien untereinander während des Versiegelungsverfahrens dienen. Derartige Beschichtungen dienen jedoch vor allem dazu, eine wirksame Barriere für Gase und Wasserdampf zu bilden, für die alle Cellulosederivate besonders empfindlich sind.
Das oben genannte Verfahren kann leichtmit bekannten Beschichtungen oder dergleichen durchgeführt werden, wobei beispielsweise Harzbeschichtungen der folgenden Zusammensetzung eingesetzt werden können:
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Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9052/73 - Seite 4
PVDC (Dispersion oder Lösung) und Copolymeren desselben; "PVC (Dispersion oder Lösung) und Copolymeren desselben; Nitrocellulose (in Kombination mit verschiedenen Harzen).
Der Einsatz der vorgenannten Beschichtungen stößt nicht auf besondere Schwierigkeiten, und zwar infolge der ausgezeichneten thermischen Eigenschaften der Regeneratcellulose.
Beim übergang auf Kunststoffolien im allgemeinen und mono- oder biorientierte (biaxial gereckte) Polypropylenfilmen zeigt sich jedoch, daß derartige Folien, obwohl sie bessere physico-mechanische Eigenschaften als Cellophan aufweisen, bei Temperaturen von mehr als 1100C jedoch sehr empfindlich und thermisch weniger stabil als Cellophan sind. Aus diesem Grunde lassen sie sich daher schwierig heiß versiegeln, wofür spezielle Vorrichtungen erforderlich sind. Das Aufbringen von Beschichtungen auf diese Folien muß daher vor allem diese Mangel im Heißsiegelverfahren beseitigen, so daß die Heißsiegelung unterhalb derjenigen Temperaturen durchgeführt werden kann, bei denen Polypropylen schrumpeln, schrumpfen, schmelzen, abgebaut oder ähnlichen Effekten unterliegen kann.
Zu diesem Zweck werden die Polypropylenfolien (im folgenden als PP-Folien bezeichnet) mittels Verfahren beschichtet, die denjenigen ähnlich sind, die für Cellophan verwendet werden, jedoch in geeigneter Weise modifiziert und ergänzt, um die unterschiedlichen Eigenschaften der Materialien zu berücksichtigen.
Unter den am häufigsten für die Beschichtung derartiger Folien verwendeten Materialien befinden sich Vinylharze und deren Copolymere, Vinylidenharze und deren Copolymere, Acrylharze und deren Copolymere sowie Mischungen in wechselnden Zusammensetzungen der vorgenannten Harze. Die Harze werden auf den PP-FiIm entweder als Lösungen in einem geeigneten Lösungsmittel
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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9052/78 - Seite 5
oder als Dispersionen oder Emulsionen aufgebracht. Die "hauptsächliche Schwierigkeit, die bei der Beschichtung der PP-Grundfolie auftritt, liegt in der Erzielung einer guten Haftung auf der Grundfolie. Tatsächlich würde ein übliches Beschichtungsverfahren zu sehr niedrigen Siegelfähigkeitswerten führen, und zwar infolge einer Delamination der Beschichtung. Um die mechanische Festigkeit der Versiegelung zu verbessern, sind verschiedene Vorbehandlungen für den Film vor dem Auftragen der Beschichtung entwickelt worden. Es sind gegenwärtig die folgenden Vorbeschichtungsbehandlungen bekannt: Behandlungen mit elektrischen Entladungen (Corona-Effekt), Flammenbehandlung, Behandlung mit oxidierenden Lösungen (da die Behandlung schwierig ist, finden diese keine praktische Anwendung) und schließ-lich eine Vorbeschichtung (Grundierungsbeschichtung) der Folie, die vorzugsweise mit den oben genannten Oberflächenbehandlungen kombiniert wird. Die Flammen- oder Coronaentladungsbehandlungen können in leichter Weise durchgeführt werden und sind zur Verbesserung der Benetzbarkeitseigenschaften der Folie sehr wirksam. Bei den GrundierungsmitteIn ist das beste und praktischste und demzufolge das am häufigsten verwendete eine wasserlösliche Verbindung vom Polyimintyp, die lange Zeit in der Papierindustrie und in der Fertigung (Gegenstände aus flexiblem Kunststoffolienmaterial, bestehend aus Folie in Kombination mit Aluminium, Papier und Cellophan) eingesetzt wurde.
Die oben genannten Technologien sind bereits auf dem Gebiet der isotactischen PP-Folien eingesetzt worden. Diesbezüglich existieren einige Patente verschiedener Firmen. So betrifft z.B. die IT-PS 717 612 ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Folien ("Moplefan" genannt). Die Folie besteht im wesentlichen aus einer Grundfolie auf der Basis von PP mit hohem isotactischen Polymergehalt. Die Grundfolie wird einer
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Flammenbehandlung und einer Coronaentladungsbehandlung ausge-.setzt. Nach diesen Behandlungen wird auf die Grundfolie eine Grundierungsbeschichtung auf der Basis von Polyimin aufgetragen. Die so behandelte Folie wird anschließend mit einer Zusammensetzung, die im wesentlichen aus drei Grundkomponenten besteht, beschichtet. In der Patentschrift wird festgestellt, daß die in den Epoxyharzen enthaltene Oxirangruppe die Adhäsion der Beschichtung auf der Grundfolie verbessert.
Weiterhin sind andere Produkte im Handel erhältlich, z.B. "Prophan", mit Heißsiegeleigenschaften, die ähnlich denjenigen des "Moplefan" sind.
Es sind auch weitere Verfahren bekannt, die verschiedene Technologien anwenden, z.B. die Kopplung und Lamination von dünnen Folien. Diese Technologien erfordern auch die Verwendung von Grundierungsmitteln, Haft- bzw. Klebemitteln und/oder heißen Schmelzen für die Kopplung derartiger Folien mit zuvor extrudierten Folien oder mit einer geschmolzenen Schicht. Auch aus diesen Fällen ist die Wirkung von Polyimin als Adhäsionspromotor bekannt.
Es ist zu beachten, daß das fertige Produkt zusätzlich zu den Heißsiegeleigenschaften auch andere, nicht weniger wichtige Eigenschaften aufweisen muß, z.B. eine gute optische Transparenz, Nichtklebrigkeit bei Temperaturen von weniger als 45-5O0C, Alterungsbeständigkeit, Cohäsion der versiegelten Folien augenblicklich nach dem öffnen der Siegelbacken, leichte Entfernbarkeit von den Siegelbacken, minimale Reibungscoeffizientwerte, niedrige Lösungsmittelretention, Festigkeit gegenüber Fetten und Schmiermitteln, gute Bedruckbarkeit, Sperrwirkung gegenüber Gasen und dergleichen. Weiterhin müssen für die Verwendung auf dem Nahrungsmittelsektor derartige Folien allen
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einschlägigen Normen und Bestimmungen genügen. In den obigen Fällen werden den Harzformulierungen für jeden Typ der Grundfolienzusammensetzung Modifizierungsmittel und Additive zugesetzt, die so ausgewählt und dosiert werden müssen, daß die Verteilung der speziellen Eigenschaften, die für den besonderen Anwendungszweck erforderlich sind, optimiert ist.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Beschichtungszusammensetzung bereitgestellt, die anstelle der in der vorgenannten IT-PS beschriebenen eingesetzt werden kann. Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie als wesentliche Komponente ein Phenol- und/oder ein Terpenphenolharz enthält. Die Zusammensetzung der Erfindung weist insbesondere die folgenden alternativen Komponenten auf:
Vinylcopolymere (PVC/PVA in einem Verhältnis zwischen 70/30 und 90/10), Polymere und Copolymere von Acrylestern und Phenol- und/oder Terpenphenolharzen;
als Alternative ein Gemisch, bestehend aus Vinylidencopolymeren (PVDC/PVC/AN in Verhältnissen zwischen 80/10/10, 90/5/5 und 90/0/10), Polymeren und Copolymeren von Acrylestern und Phenol- und/oder Terpenphenolharzen.
Die Produkte der Erfindung, insbesondere mono-, bi- und nichtorientierte PP-Folien mit Beschichtungen gemäß der Erfindung, sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Vorbereitungs- oder Haftschicht (Grundierungsschicht) vorgesehen ist, auf die dann die eigentliche Beschichtung aufgetragen wird. Die zwei bedeckenden Schichten bestehen im wesentlichen (sämtliche Prozentzahlen sind Gew.-% des trockenen Gemisches, soweit nichts anderes angegeben ist):
A) Eine erste oder Grundierungsschicht, die im wesentlichen aus Polymeren vom Alkylimintyp besteht, z.B. Polyethylenimin, Polypropylenimin oder dergleichen und
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B) eine zweite oder bedeckende Schicht, die aus Polymeren und Copolymeren des Vinylchlorids, Vinylidenchloridsr Vinylacetats, Acrylnitrils, Estern und Halbestern der Malein- und Fumarsäure, Acryl-, Methacryl-, Croton-, Itacon-, Malein- und Fumarsäuren und Anhydriden derselben. Diesen Polymeren oder Copolymeren kann man Homo- und Copolymereacrylharze der Acryl- und Methacrylsäuren oder der Alkylester derselben zusetzen bzw. die erstgenannten Polymeren oder Copolymeren durch die zuletzt genannten Homo- und Copolymeren ersetzen.
Die genannten Polymere oder Copolymere werden mit Homopolymeren oder Copolymeren auf der Basis von Acryl-, Methacryl-, Croton- und Itaconsäuren und ihrer aliphatischen C.-C. ,-Ester und zugehörigen Isomeren vermischt; oder mit Hydroxyalkylestern der vorgenannten Säuren mit 1-12 Kohlenstoffatomen, deren Hydroxygruppe an einem primären oder sekundären Kohlenstoffatom sitzt, und weiterhin mit Hydroxyalkylestern, die sich von Hydroxypolyethern ableiten.
Für die Anwendung wird das Harzgemisch in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, z.B. Ketonen, Ethylenglykolethern, Essigsäureestern, und zwar in einer Konzentration zwischen 20 und 40 %.
Zur Verbesserung der Adhäsion der aufgetragenen Schicht in den oben genannten Formulierungen kann es vorteilhaft sein, ein Phenol- und/oder Terpenphenolpolymer in einem Verhältnis zwischen 1 und 50 % zuzusetzen.
Derartige Polymere können erhalten werden, indem man Phenol mit Formaldehyd, Paraformaldehyd, mit Phenol und/oder Alkylphenolen oder gegebenenfalls mit Terpenphenolgemischen kondensiert, so daß man thermoplastische Polymere erhält, die
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einen niedrigen Kondensationsgrad aufweisen. Die Formulierung der so hergestellten Beschichtungszusammensetzung kann weiterhin verbessert werden, indem man Gleit- bzw. Trennmittel/ antistatische Mittel und Netzmittel, Pigmente, Füllstoffe und dergleichen zusetzt, so daß man der Zusammensetzung die gewünschten Eigenschaften geben kann,
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Beispiel
Grundfolie: Eine isotactische PP-Folie, oberflächenbehandelt mit einem elektronischen und/oder Flammensystem zum Erhalt einer minimalen Benetzbarkeit von 36 dyn/cm.
Erste oder Grundbeschichtung: Eine der Oberflächen des Films wird mit einer wässrigen Polyiminlösung mit einem Trockengehalt von etwa 1-2 % behandelt.
Beschichtung: Die Grundierungsschicht wird getrocknet und anschließend mit einer Beschichtungslösung von Polymeren beschichtet, wobei die Lösung aus 20-35 % Polymeren in Methylethylketon besteht. Die Beschichtungslösung besteht aus den folgenden Polymertypen:
1) Ein Vinylcopolymer auf der Basis von Vinylchlorid/Vinylacetat mit einer Fikentscher-Konstante (K) = 30-35, in Anteilen entsprechend 70 % der Mischungskomponenten;
2) ein Phenolharz, erhalten durch Kondensation von Phenol mit Formaldehyd in einem Verhältnis von 1-1,5, entsprechend einem Anteil von 20 % der Mischungskomponenten; und
3) ein Acrylcopolymer auf der Basis von Methylmethacrylat/Butylmethacrylat mit einer Hü-Viskosität, gemessen bei 25"C und
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als 30 %-ige Lösung in Xylol, von 5-150 cps, in einem Anteil entsprechend 10 % der Mxschungskomponenten.
Eigenschaften: Nach der Beschichtung weist die getrocknete Folie die folgenden Eigenschaften auf:
Beschichtungsdicke = 1,0-2,0 μ
Transparenz = gut (Trübung <. 2)
Gleiteigenschaften = gut
Siegelfestigkeit = 250-300 g/cm.
Die Siegelfestigkeit wurde bestimmt, indem man zwei miteinander bei 1200C, einem Siegelbackendruck zwischen 1,5 und 3 kg/cm2 und einer Druckanwendungszeit von einer Sekunde versiegelte beschichtete Filme prüfte.
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Claims (7)

Patentansprüche
1. Beschichtungszusammensetzung für Polyolefinprodukte, im wesentlichen bestehend aus einer Lösung eines Polymersystems mit den folgenden drei Komponenten:
a) ein Vinyliden-Copolymer aus PVDC/PVA in einem monomeren Verhältnis von etwa 70:30 bis 95:5 %, als erster Komponent,
b) eine zweite Komponente aus Acrylesterpolymeren und/oder -copolymeren und
c) eine dritte Komponente aus durch Kondensation erhaltenen Phenolharzen, Terpenphenolharzen oder Mischungen derselben in einer Menge von 1-50 %, bezogen auf das trockene Polymersystem.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, bestehend aus einer 20-40 %-igen Lösung des trockenen Polymersystems in Ketonen, Ethylenglykolethern, Essigsäureestern und Mischungen derselben als Lösungsmittel.
3. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gleit- bzw. Trennmittel, antistatische Mittel, Netzmittel, Pigmente und/oder Füllstoffe als Additive enthält.
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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9052/78 - Seite 2
4. Beschichtungszusammensetzung für Polyolefinprodukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente ein PVDC/PVC/AN-Vinylidencopolymer in einem Monomerenverhältnis von etwa 80:10:10 und 97:0:3 % ist.
5. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 4, bestehend aus einer 20-40 %-igen Lösung des trockenen Polymersystems in Ketonen, Ethylenglykolethern, Essigsäureestern oder Mischungen derselben als Lösungsmittel.
6. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gleit- bzw. Trennmittel, antistatische Mittel, Netzmittel, Pigmente und/oder Füllstoffe als Additive enthält.
7. Verwendung der Beschichtungszusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung von Polyolefinprodukten, insbesondere aus Polypropylen.
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DE19792900290 1978-01-23 1979-01-05 Beschichtungszusammensetzung fuer polyolefinprodukte Withdrawn DE2900290A1 (de)

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FR2499091A1 (fr) * 1981-02-02 1982-08-06 American Can Co Revetement susceptible d'emboutissage
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DE1646012B2 (de) * 1965-04-27 1975-04-17 Montecatini Edison S.P.A., Mailand (Italien) Leicht schweißbare, mehrschichtige Verpackungsfilme und Verfahren zu ihrer Herstellung

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NL7812404A (nl) 1979-07-25

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