DE3431002A1 - Verfahren zur gleitfesten ausruestung von oberflaechen - Google Patents

Description

HENKEL KG

:R-FE/Patente

4000 Düsseldorf, den 21. August 1984 Dr.SchOe/Ge

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Henkelstraße 67 .3' ZR-FE/Patente

Patentanmeldung D 7069

"Verfahren zur gleitfesten Ausrüstung voa Oberflächen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur glei-tfesten Ausrüstung von Oberflächen, insbesondere von Verpackungen sowohl aus glatten Kunststoffen wie Folien als auch anderen Verpackungsmaterialien auf Basis von Papier und/ oder Pappe.

Das gleitfeste Ausrüsten der verschiedensten Oberflächen hat schon seit längerer Zeit Probleme aufgeworfen, da von den geeigneten Mitteln zum Teil sich widersprechende Eigenschaften verlangt werden. So darf ein Mittel zur rutschfesten Ausrüstung der verschiedensten Oberflächen bei längerer Einwirkung nicht zum Verkleben bzw. von zum Verblocken der Packstücke führen, weil dadurch beim Auseinandernehmen der einzelnen Teile die Oberfläche, welche beispielsweise bedruckt sein kann, in Mitleidenschaft gezogen wird. Andererseits muß aber verlangt werden, daß auch gegen die verschiedensten Bewegungen wie Rütteln und. Stoßen eine einwandfreie Haftung gewährleistet bleibt.

■20 Das Interesse hat sich zunächst auf Packstoffe aus Cellulosematerialien wie Papier und Pappe gerichtet. Hier sind beispielsweise wäßrige Dispersionen von Paraffinen und/oder Polyalkylenen eingesetzt worden, wobei ein bestimmter Gehalt von Paraffin bzw." Polyethylen, bezogen auf die Mischung, die weiterhin noch bestimmte

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Mengen an modifizierten Naturharzen und/oder Naturharzen sowie Synthesekautschuk enthielt, notwendig waren. Derartige Zusammensetzungen, wie sie aus der DE-PS 20 31 881 bekannt sind, wurden aber in erster Linie als Antigleitmittel bei Verpackungen aus Papier oder Kartons eingesetzt.

Wäßrige überzugsmittel haben sich auch bei Cellulosehydrat bewährt. So ist es hier aus der DE-PS 15 19 bekannt, wäßrige Polyvinylidenchlorid-Dispersionen mit bis zu 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat an Wachs und/oder Paraffin, einzusetzen. Außerdem war die Anwesenheit bestimmter nichtionogener Emulgatoren unumgänglich.

Diese bekannten Mittel waren in der Regel weniger geeignet, um Transportsicherungen bei Kunststoffolien beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen, Polyestern, ataktischen Mischpolymerisaten des Ethylens mit Butylen sowie Polyamidfolien durchzuführen. In der Praxis ist eine Lösung in dieser Hinsicht bekannt geworden, bei der eine dünne Folie so vorbehandelt wurde, daß sie durch eine mechanische Behandlung bzw. das Aufbringen von Kunststoff eine rauhe Oberfläche erhielt. Diese teiloberflächenbehandelten Folien sind im Handel unter dem Namen "Friktionsfolie" bekannt, sind jedoch aufgrund der sehr aufwendigen Vorbereitung teuer und daher für viele Verpackungsvorgänge unwirtschaftlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, auf glatten Oberflächen aus Kunststoffen, insbesondere auf Verpackungsfolien sowie auch anderen empfindlichen Oberflächen vor oder nach dem Verpacken des Materials eine gleitfeste Oberflächenschicht zu erzeugen. Diese kann vor dem Befüllen auf die Folie aufgebracht werden oder gegebenenfalls auf bereits bis zu -40 ⁰C gekühlten Verpackungsstücken aufgebracht werden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zum gleitfesten Ausrüsten von Oberflächen, bei welchem die vorher geschilderten Nachteile vermieden werden, besteht nun darin, daß auf der Oberfläche mittels Schmelzkleber ein feinfädiges Wirrvlies erzeugt wird, wobei die Durchmesser der Fäden im wesentlichen zwischen 300 und 1OjUm, insbesondere 150 und 30 «am liegen und an den Kreuzungsstellen die Schmelzklebermassen fest miteinander verschmolzen sind und der Auftrag des Vlieses in 1- bis 4-facher„ insbesondere 1- bis 2-facher Lage erfolgt.

Als Basis zur Erzeugung des Wirrvlieses aus Schmelzklebern verwendet man handelsübliche Schmelzklebstoffe, welche oberhalb ihres Schmelzpunktes bei Temperaturen zwischen etwa 150 und 210, insbesondere 160 und 190 ⁰C versprüht werden. Beim Versprühen kann der Schmelzkleber ohne weitere Hilfsmittel aufgetragen werden. In vielen Fällen ist es jedoch günstig, als Träger auf 60 bis 120 ⁰C angewärmte Luft oder Stickstoff zu verwenden. Es ist selbstverständlich, daß man die äußeren Bedingungen so einstellt, daß ein Anschmelzen der Oberfläche, auf der der Schmelzkleber in feinfädiger Form aufgebracht wird, im wesentlichen nicht erfolgt. Lediglich im Mikrobereich kann es zweckmäßig sein, daß die zu beschichtende Oberfläche etwas erweicht und somit eine gute Verankerung zwischen den Fäden des Schmelzklebers und der vor dem Rutschen zu sichernden Folie gegeben ist.

Das Aufbringen des fadenförmigen Schmelzklebers kann durdi Aufsprühen auf die zu Verpackungszwecken zu verwendende Folie direkt erfolgen. Es ist so möglich, in besonders gut reproduzierbarer Weise Verpackungsfolien vorzubehandeln und einen optimalen Auftrag zu erhalten. Weiterhin ist es möglich, auf bereits verpackte Gegenstände nur an bestimmten Stellen entweder an einer Seite der Verpackung oder an verschiedenen Seiten sowie strei-

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fig, punktförmig oder in sonstiger Weise gemustert den Antirutschbelag aufzutragen.

Der Auftrag des Wirrvlieses oder des Schmelzklebergespinstes erfolgt mittels industrieüblicher Auftragsgeräte, die mit verschieden geformten Auftragsdüsen ausgestattet sind. Die Verwendung sogenannter Dralldüsen stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, weil sie einenan den Kanten relativ scharf begrenzten Auftrag ermöglicht. In den nachfolgenden Beispielen wurden derartige Düsen eingesetzt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin gleitfeste Oberflächen auf Kunststoffoberflächen von Packstücken, bestehend aus einem feinfädigen Wirrvlies aus fadenförmigem Schmelzkleber, wobei die Fäden im wesentlichen einen Durchmesser von 300 bis 10 Xim, insbesondere 150 bis 30 yum aufweisen und an den Kreuzungsund Berührungspunkten miteinander sowie auch mit der Kunststoffoberfläche verschmolzen sind und der Auftrag des Vlieses 1- bis 4-, insbesondere 1- bis 2-lagig ist.

Die Schmelzkleber selbst bestehen aus üblichen thermoplastischen Polymeren, die einen entsprechenden Erweichungspunkt haben bzw. mit weichmachenden Harzen auf einen praktikablen Erweichungspunkt eingestellt werden. Die Verarbeitungstemperatur der Schmelzkleber liegt zweckmäßigerweise zwischen etwa 150 und 210 C, insbesondere aber zwischen 150 und 190 ⁰C. In Frage kommen Polyolefine bzw. Mischpolymerisate von Olefinen, wie Polyethylen, Polypropylen selbst sowie Mischpolymerisate des Ethylens mit Vinylacetat, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Vinylpropionat oder von Ethylen mit Methacrylsäuremethylester oder Polymerisate aus Propylen mit Buten bzw. Mischpolymerisate aus Propylen, Ethylen und Buten, gegebenenfalls unter Zusatz von Dicyclopentadien. Schließlich sind aus der Reihe der

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ethylen!sehen Polymerisate solche geeignet, die aus Dicyclopentadien und Vinylacetat, gegebenenfalls unter Zugabe von Maleinsäuremonoethylester gebildet werden.

Eine weitere große Gruppe stellen die linearen Polyester dar, die auch segmentiert aufgebaut sein können. Sie sind ebenfalls als in der Regel als Handelsprodukte erhältlich und werden aufgebaut auf Basis von Adipinsäure, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Terephthal-, säure und Acelainsäure in der Säurekomponente, während die Alkoholkomponente aus Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder auch niedermolekularen Polyethylenglykolen mit einem Molgewicht von 300 bis 800 gebildet werden kann.

Schließlich werden auch gute Erfolge erzielt mit PoIyamiden, die hergestellt wurden auf Basis von dimerisierten Fettsäuren, gegebenenfalls Dicarbonsäuren wie Sebacinsäure oder Adipinsäure und niederkettigen Aminen wie Ethylenamin, Propylenamin, gegebenenfalls unter Zugabe von Polyetherdiaminen mit Molekulargewichten zwisehen etwa 400 und 2 000.

Ferner können die Heißschmelzsysteme noch synthetische Kohlenwasserstoffharze oder auch Polyterpen- oder PoIyindenharze enthalten. Da die Schmelzen häufig längere Zeit auf höhere Temperaturen erhitzt werden müssen, ist die Zugabe von Wärmestabilisatoren empfehlenswert. Auch kann es gegebenenfalls von Nutzen sein, färbende Substanzen einzuarbeiten, um den Auftrag des Schmelzklebergespinstes sichtbar zu machen. Als Stabilisatoren kommen phenolische in Frage wie substituierte Monophenole oder auch organische Disulfide wie z.B. Laurylstearylthiodipropionsäureester.

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Beispiele

Es wurden die folgenden Kleber-Mischungen A, B und C zur Ausrüstung von Oberflächen verwendet.

A) Ataktisches Copolymerisat aus Propylen und Butylen im molaren Verhältnis von etwa 1 : 1 mit untergeordneten Mengen (zwischen 0,1 und 0,05 Mol) an Ethylen, dessen Erweichungsbereich zwischen 74 und 80 ⁰C lag. Die Viskosität bei 180 ⁰C lag zwischen 7 000 und 9 000 mPa«s.

B) Ein Hotmelt aus einer Mischung von 82,5 Gew.-% Ethylenvinylacetat-Copolymerisat (28 Mol-% Vinylacetat), 11,0% eines handelsüblichen Kohlenwasserstoffharzes (Erweichungspunkt 85 ⁰C), 6,0 Gew.-% Mikrowachs und 0,5 Gew.-% Butylhydroxytoluol. Die Viskosität bei 180 ⁰C dieses Hotmelts betrug 19 000 mPa-s.

C) Der Hotmelt bestand aus 60 Gew.-% ataktischem Polypropylen, 20 Gew.-% eines handelsüblichen Polyterpenharzes (Erweichungspunkt 105 ⁰C), 19,1 Gew.-% handelsüblichen Tallharzes (Erweichungspunkt 75 ⁰C), 1,0 Gew.-% Butylhydroxytoluol.

Beispiel 1

Mit einer Heißschmelzpistole für industrielle Zwecke der Firma Heinrich Bühnen KG wurden bei 180 bis 190 °C Austrittstemperatur mittels einer 0,8 mm 0 Düse und einem Druck von 4 bar sowie vorgewärmter Luft auf einer Polyethylenfolie einer Dicke von 60 yum Fäden in Wirrlage aufgetragen. Die Auftragsstärke betrug etwa 1 bis 2 Lagen auf der Folie. Es wurde eine Beschichtung erhalten, die ohne Vergrößerung aussah wie ein mikrofeines Wirrvlies.

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Bei einer mikroskopischen Vergrößerung von 10 χ 12,5 wurde ein Bild erhalten, bei dem man deutlich größere und kleinere Fäden erkennen konnte, die an den verschiedensten Stellen miteinander verschmolzen waren, zum geringeren Teil locker aufeinander lagen. Ein charakteristischer Ausschnitt ist in Abbildung 1 wiedergegeben.

Damit wurden jeweils 5 Kartons, die mit 500 g tiefgefrorenem Spinat (-36 °C) gefüllt waren, verpackt und in einer Höhe von 12 Stück auf der Grundseite liegend, auf einer Palette gestapelt.

Diese Palette wurde in einem Kühlwagen 250 km transportiert und dann wieder entstapelt und im Kühlraum gelagert. Während des Transports war praktisch kein Verschieben der Packstücke gegeneinander eingetreten. Das ümstapeln machte keine Schwierigkeiten. Auch konnten die Verpackungen leicht voneinander gehoben werden.

Beispiel 2

Es wurden Graukartons zur Aufnahme von Eiscreme-Portionspackungen ( 20 Stück/Karton) der Abmessung mit einer Menge von 15 g/m² des Hotmelts nach B) in der wie vorstehend beschriebenen Auftragsapparatur besprüht. Es entstand ein feinfädiges Wirrvlies ähnlich Abbildung 1. Nach dem Füllen der Packungen mit den Portionspackungen wurden sie per Hand im Kühlraum gestapelt. Die Sicherung war hervorragend.

Paletten mit diesen Packungen wurden im Kühlwagen ebenfalls 250 km transportiert und dann in ein Kühlhaus umgeladen. Ein Verrutschen der Packungen wurde weder beim Transport noch beim Umladen in den Kühlraum be-· obachtet..

Patentanmeldung D 7069 ψ HENKELKGaA

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Beispiel 3

Es wurde die Mischung nach C) im Vorschmelzgefäß eines industriellen Auftragsgeräts für Schmelzklebstoff bei 170 ⁰C gehalten und durch den Auftragsteil über eine 0,5 mm 0 Düse mit angewärmter Luft durch einen überdruck von 0/8 bar auf mit Schrumpffolie umhüllte Packstücke aufgetragen. Die Packstücke bestanden aus jeweils 5 Kartons mit Pizza und waren auf -36 ⁰C tiefgefroren. Sie wurden so an den Auftragsgeräten vorbeigeführt, so daß auf Bodenfläche und Deckfläche eine streifenförmige Beschichtung in der äußeren Form eines Wirrvlieses erzielt wurde (Auftrag etwa 0,5 g/Packung, Fläche etwa

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800 cm ). Auch mit dieser Verpackung wurde im Kühlwagen der Transporttest vorgenommen, der einwandfrei überstanden wurde.

Die Abbildung 2 stellt einen Ausschnitt der 6-fachen Vergrößerung des Auftrags des Schmelzklebergespinstes auf der Schrumpffolie dar.

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Claims (4)

1. HBJKEL KGi

   Patentanmeldung D 7069 ff HBJKELKGaA

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   P aten tan s prü ehe

   _V1) Verfahren zum gleitfesten Ausrüsten von Oberflächen, insbesondere Verpackungsstoffen mit glatter Kunststoffoberflache durch Auftragen von gleithemmenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche mittels Schmelzkleber ein feinfädiges Wirrvlies erzeugt wurde, wobei die Durchmesser der JPäden im wesentlichen zwischen 300 und 10 um, insbesondere 150 und 3O um liegen und an den Kreuzungsstellen die Schmelzklebermasse fest miteinander verschmolzen ist und der Auftrag des Vlieses in 1- bis 4-, insbesondere 1- bis 2-lagig erfolgt.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die des Wirrvlieses aus Schmelzkleber mittels Düsen eines Durchmessers von 0,5 bis 2,5 ram 0 und eine Schmelzklebermasse einer Temperatur von 150 bis 210 ⁰C aufträgt, wobei ein Überdruck von 0,5 bis 8 bar verwendet wird.
3. 3) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels erwärmter Luft oder Stickstoff von 60 bis 120 ⁰C eine Schmelzklebermasse von 150 bis 190 ⁰C auf bereits bis zu -40 ⁰C tiefgefrorene Packstücke, welche eine Kunststoffoberfläche aufweisen, ein- oder beiderseitig auf die sich berührenden Oberflächen der zu stapelnden Packstücke aufträgt.'

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4. 4) Gleitfeste Oberfläche auf Kunststoffoberflächen von Packstücken, bestehend aus einem feinfädigen Wirrvlies aus fadenförmigem Schmelzkleber, wobei die Fäden im wesentlichen einen Durchmesser von 300 bis 10 yum, insbesondere 150 bis 30 um aufweisen und an den Kreuzungsund Berührungspunkten miteinander sowie auch mit der Kunststoffoberfläche verschmolzen sind und der Auftrag des Vlieses 1- bis A-, insbesondere 1- bis 2-lagig ist-

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