DE68909475T2

DE68909475T2 - Kaltsiegelklebstoffe auf synthetischer Basis.

Info

Publication number: DE68909475T2
Application number: DE89105786T
Authority: DE
Inventors: Peter Causton; Richard A Dust
Original assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Current assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2009-04-04
Also published as: EP0338304A3; US4889884A; CA1331242C; DE68909475D1; EP0338304B1; EP0338304A2

Description

Kaltsiegelklebstoffe umfassen eine spezielle Klasse druckempfindlicher Klebstoffe, die die Fähigkeit besitzen, bei Anwendung von Druck eine starke Bindung an sich selbst zu entwickeln, die jedoch auch fähig sind, auf ein Substrat aufgebracht und (als trockener Film) zur Lagerung aufgewickelt zu werden, ohne daß eine solche Bindung beeinflußt wird. Daher muß der Klebstoff zur Bildung einer Bindung nur durch Druckanwendung ausreichend plastisch und dennoch ausreichend hart sein, um einer Bindung an das Substrat während der Lagerung zu widerstehen. Derartige Klebstoffe werden für verschiedene Verwendungszwecke eingesetzt, einschließlich als umhüllende Versiegelungmittel und in der Nahrungsmittelverpackung, wo die Anwendung von Wärme zur Erzielung einer Bindung unerwünscht ist (z.B. bei Bonbonverpackungen).
Bisher bestand der konventionelle Weg zum Formulieren derartiger Klebstoffe im Kombinieren eines natürlichen Gummielastomers (insbesondere eines Latexes) mit einem Klebrigmacher und anderen Verbindungen. Eine typische Formulierung umfaßt 55 bis 60 Gew.-% einer natürlichen Gummilatexemulsion mit hohem Ammoniakgehalt, 30 bis 40 Gew.-% einer Styrolacrylatemulsion und geringe Mengen von Benetzungsmitteln, Latexstabilisatoren, Antioxidationsmitteln, Biozid und Verdickungsmitteln. Derartige Verbindungen zeigen gute Kaltsiegelungseigenschaften. Sie zeigen jedoch auch die schlechten Alterungseigenschaften von Verbindungen auf der Basis natürlichen Gummis, einschließlich eines Erweichens und Verfärbens der Klebstoffe, sie besitzen einen unangenehmen Geruch und zeigen in flüssigem Zustand ein unerwünschtes Schäumen.
Versuche zum Ersetzen des natürlichen Gummis durch synthetische Gummis zur Linderung dieser Probleme haben sich jedoch aufgrund der geringen Festigkeit der resultierenden Bindungen als schwierig erwiesen. Somit besteht ein echter Bedarf an Kaltsiegelklebstoffen auf synthetischer Grundlage, die gute Bindefestigkeiten zeigen.
Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Reihe von Kaltsiegelklebstofformulierungen auf der Basis eines synthetischen Polymersystems, das bei Raumtemperatur eine starke Bindung bilden kann. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, daß jeder der Klebstoffe eine ausreichend hohe Plastizitätszahl besitzt, um ohne Blockieren aufgewickelt werden zu können, die jedoch ausreichend niedrig ist, um nur durch Druckanwendung sich an sich selbst zu siegeln.
Diese Erfindung stellt eine Reihe von Kaltsiegelklebstoffen auf synthetischer Grundlage zur Verfügung, die diese Aufgaben erfüllen. Die Klebstoffe bestehen aus zwei polymeren Komponenten, von denen eine ein "weiches" Basispolymer (gekennzeichnet durch eine Tg von -40 bis -60ºC, vorzugsweise von -50 bis -60ºC, insbesondere von -54ºC, und einer Williams- Plastizitätszahl von 2,5 bis 2,9, vorzugsweise 2,7) und die andere ein "hartes" sekundäres Polymer (gekennzeichnet durch eine Tg von -25 bis +5ºC, vorzugsweise von -15 bis 0ºC, insbesondere von -10ºC, und einer Williams-Plastizitätszahl von 5,0 bis 5,6, vorzugsweise von 5,0 bis 5,3, insbesondere 5,1) ist. Diese Polymeren werden in Verhältnissen im Bereich von etwa 45/55 bis etwa 70/30 (bezogen auf das Gewicht von Basis/sekundärem Polymer) gehalten und ergeben einen druckempfindlichen Klebstoff, der die gewünschte Zusammensetzung hat. Es wird auch angenommen, daß ein einziges Polymer mit den erforderlichen Eigenschaften anstelle von zwei Komponenten zur Bildung eines Kaltsiegelklebstoffes verwendet werden könnte.
Die für das Basispolymer und das sekundäre Polymer gewählten Polymeren werden aus einer breiten Vielfalt von synthetischen Polymeren, Copolymeren und Polymermischungen ausgewählt, einschließlich Acrylcopolymeren und Styrol-Butadien-Kautschuken (SBR-Materialien) als Basispolymere und Styrol-Acryl-Copolymeren als sekundäre Polymere. So erlaubt die vorliegende Erfindung den Einsatz synthetischer Materialien für Zwecke, bei denen ein natürlicher Latexgummi bisher das einzige geeignete Polymer war. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von synthetischen Polymeren besteht darin, daß der Klebstoff durch einen geringeren Geruch, ein längere Lagerbeständigkeit, größere mechanische Beständigkeit und geringeres Schäumen als sein natürliches Polymergegenmaterial gekennzeichnet ist.
Die Klebstoffzusammensetzungen können auch geringe Mengen (< 1 Gew.-%) an Antischaumverbindungen, Benetzungsmitteln und/oder Antiblockierungsmitteln umfassen. Diese Materialien können die gewünschten Eigenschaften der Zusammensetzungen verbessern und dem individuellen System genau angepaßt werden. Daher können die Kaltsiegelklebstoffe dieser Erfindung für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden.
Die Kaltsiegelklebstoffzusammensetzungen dieser Erfindung bestehen hauptsächlich aus zwei Polymeren, einem "weichen" Polymer, das der Zusammensetzung ihre druckempfindlichen Eigenschaften verleiht, und einem "harten" Polymer, das die Klebrigkeit der Zusammensetzung verringert und ein Aufwickeln ohne Blockieren erlaubt. Diese Komponenten werden zu Zusammensetzungen gemischt, in welchen das weiche Polymer etwa 45 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 70 Gew.-%, der Formulierung umfaßt, während das harte Polymer etwa 30 bis etwa 55 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%, beträgt. Die relativen Mengen jedes Polymers variieren mit dem speziellen verwendeten Polymer und den Zwecken, für die der Klebstoff eingesetzt werden soll. Somit können die Klebstoffe speziellen Bedürfnissen genau angepaßt werden.
Die weichen Polymeren umfassen die Basispolymerzusammensetzung und sind durch eine Tg von -40 bis -60ºC, vorzugsweise von -50 bis -60ºC, insbesondere -54ºC, und eine Williams-Plastizitätszahl von 2,5 bis 2,9, vorzugsweise 2,7, gekennzeichnet. Damit sind diese Polymeren recht klebrig und verleihen den Klebstoffen einen hohen Grad an Druckempfindlichkeit.
Praktisch jedes diesen Kriterien entsprechende synthetische Polymer kann in den Klebstoffzusammensetzungen dieser Erfindung verwendet werden, bevorzugte Polymere schließen jedoch Acrylcopolymere, z.B. ein Copolymer aus 60 Gew.-% Butylacrylat, 30 Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat und 10 Gew.-% Vinylacetat, und Styrol-Butadien-Kautschuke ein. Zusätzlich können auch Mischungen von Polymeren in dieser Weise verwendet werden, wobei das Hauptkriterium für die Wahl die Tg und die Plastizitätszahl der Gesamtmischung sind; daher muß nicht jede polymere Komponente die nötigen Eigenschaften haben, wenn nur die Polymermischung sie besitzt. Außerdem kann es in manchen Fällen (z.B. mit bestimmten Acrylcopolymeren) nötig sein, die Polymeren zu vernetzen, um ihre Plastizitätszahl auf einen annehmbaren Wert zu bringen.
Die harten Polymeren und/oder Harze bilden die sekundäre Polymerzusammensetzung und sind durch eine Tg von -25 bis +5ºC, vorzugsweise von -15 bis 0ºC, insbesondere -10ºC, und eine Williams-Plastizitätszahl von 5,0 bis 5,6, vorzugsweise von 5,0 bis 5,3, insbesondere 5,1, gekennzeichnet. Damit verringern diese Polymeren die Gesamtklebrigkeit und Druckempfindlichkeit der Klebstoffzusammensetzung und erlauben deren Verwendung als Kaltsiegelklebstoff. Jedes diesen Kriterien entsprechende Polymer ist in den Zusammensetzungen dieser Erfindung geeignet, bevorzugt werden jedoch Polymere einschließlich von Styrol-Acryl- und Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren. Wie im Fall der weichen Polymeren können auch Mischungen von harten polymeren Komponenten oder harten Harzkomponenten verwendet werden, solange die Tg und die Plastizitätszahl in den annehmbaren Bereich fallen.
Die Klebstoffzusammesnetzungen können auch geringe Mengen (< 1 Gew.-%) fakultativer Materialien enthalten, die der Verbesserung bestimmter wünschenswerter Eigenschaften des Systems dienen. Diese Materialien schließen kommerziell erhältliche Antischaumverbindungen, wie Bevaloid 6681 oder 6603, die in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gew.-% vorliegen können, Benetzungsmittel, wie Sulfosuccinate (z.B. Aerosol MA 80), das in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 0,6 Gew.-% vorliegen kann, und Antiblockierungsmittel, wie Aquacer 608, das in einer Menge von bis zu etwa 0,5 Gew.-% vorliegen kann, ein. Die genannten Zusammensetzungen sind nur als Beispiel angegeben; in dieser Hinsicht kann praktisch jede Verbindung mit den wünschenswerten Eigenschaften verwendet werden, solange sie mit der Polymermischung kompatibel ist.
Die gemischte Klebstoffzusammensetzung mit oder ohne die fakultativen Bestandteile besitzt die wünschenswerten Kaltsiegeleigenschaften, indem sie nämlich nur durch Druckanwendung (d.h. ohne Wärme) eine Siegelung mit sich selbst bilden kann und dennoch (als getrockneter Film) auch fähig ist, ohne Blockieren aufgewickelt zu werden. Die Bindefestigkeiten sind denjenigen, die mit Kaltsiegelklebstoffen auf der Basis von natürlichem Gummi beobachtet werden, vergleichbar und diesen oft überlegen. Weil die Polymeren synthetisch sind, haben sie ferner eine viel längere Lagerbeständigkeit als die derzeit in der Industrie verwendeten Kaltsiegelklebstoffe auf der Basis von natürlichem Gummi. Die synthetischen Klebstoffzusammensetzungen zeigen auch einen geringeren Geruch, eine geringere Neigung zum Schäumen (in flüssigem Zustand) und eine bessere mechanische Beständigkeit als ihre natürlichen Gummigegenmaterialien. Diese Eigenschaften erlauben die Verwendung der Materialien in Kaltsiegelverpackungsmaschinen bei wesentlich höheren Geschwindigkeiten als die Klebstoffe auf der Basis natürlichen Gummis.
Daher sind die synthetischem Kaltsiegelklebstoffe der vorliegenden Erfindung für viele verschiedene Zwecke, wo Kaltsiegelungen erwünscht sind, geeignet. Bei jeder Anwendung wird das Substrat (das jedes mit dem Klebstoff kompatible Material sein kann) auf beiden Seiten der zu siegelnden Verbindung mit einer Emulsion (unter Verwendung von Wasser oder irgendeines anderen kompatiblen Lösungsmittels als kontinuierliche Phase) beschichtet, die den Klebstoff in einer Menge von 3,6 bis 7,0 g Klebstoff/m², vorzugsweise von 3,6 bis 4,0 g/m², enthält, und zur Bildung eines trockenen Filmes getrocknet. Das klebstoffbeschichtete Substrat kann dann (bis zu 12 Monate) gelagert und sogar zum Erleichtern dieser Lagerung zu einer Spirale aufgewickelt werden. Anschließend können die beschichteten Anteile der Verbindung durch Anwenden eines genügend starken Druckes gesiegelt werden, um eine feste Bindung zu bewirken. Die genaue Stärke dieses Druckes hängt vom verwendeten Substrat und der gewünschten Verwendung ab. Im allgemeinen sind 40 bis 60 psi erwünscht.
Derartige Eigenschaften sind besonders wünschenswert bei der Herstellung von selbstschließenden Umschlägen, für Nahrungsmittelverpackungszwecke, wo Wärme vermieden werden sollte (insbesondere bei Speiseeis, Zuckerwürfeln, Teebeuteln, Backwaren, Snacks, Milch- und Molkereiprodukten, getrockneten und gefrorenen Nahrungsmitteln, Schokoladen und anderen Süßwaren, Fleisch, Getränken, Würzmitteln/Gewürzen, Soßen und Tiernahrung); beim Versiegeln von Kartons, Beuteln und anderen Behältern, in Faserbändern, beim Buchbinden, beim Verpacken von Zigaretten und Reinigungsmitteln, bei der Flüssigkeitsverpackung und bei Schraubverpackungen; die Klebstoffe dieser Erfindung können jedoch für jeden Zweck verwendet werden, wo eine Selbstsiegelung bei Umgebungstemperatur gewünscht ist.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele veranschaulichen bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung weiter und sollen keine Darstellung aller Ausführungsformen sein.

Beispiel 1 - Vergleichstest

Für die Zwecke dieses Beispiels wurde eine Kaltsiegelformulierung der folgenden Zusammensetzung (alle Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen) hergestellt:

Basispolymer

(60 % Butylacrylat (BA), 30 % 2-Ethylhexylacrylat (2-EHA), 10 % Vinylacetat (VA)), Tg -54ºC, Plastizitätszahl 2,7 56,3 %

sekundäres Polymer

a. Vinamul Ltd. (Carshallton, England) Vinacryl 71291 (Acrylharz mit mittlerem Styrolgehalt), Tg -19ºC, Plastizitätszahl 5,1 28,2 %
b. Copolymer aus 70-90 % BA, 10-30 % VA, 1-5 % Acryl- Säure (AA), 2-7 % N-Methylolacrylamid; Tg -2ºC, Plastizitätszahl 5,3 9,4 %
c. Vinamul Ltd., Vinacryl 71237 (Acrylharz mit hohem Styrolgehalt), Tg 6ºC, Plastizitätszahl> 6 4,7
Aerosol MA 80, Benetzungsmittel 0,25 %
Bevaloid 6603, Antischaummittel 0,25 %
Das Verhalten dieses Klebstoffes (als Synthetic identifiziert) wurde mit demjenigen von drei verschiedenen kommerziell erhältlichen Kaltsiegelklebstoffen aus der Basis von natürlichem Gummi, hergestellt von der National Starch and Chemical Corporation (KL822, KL828 und KL803) bei den folgenden Untersuchungen verglichen (alle Klebstoffe wurden als wäßrige Emulsionen aufgebracht):

Siegelfestigkeit

Die Proben wurden auf ein durch Koronaentladung behandeltes perliertes OPP in einer Konzentration von 4 g/m² (trocken) aufgebracht und getrocknet. Dann wurde die Siegelung durch Anwenden von 60 psi Druck (1 s Verweilzeit) bewerkstelligt, und die Proben wurden sofort untersucht. Sie wurden in einer Instron-Tensometer-Vorrichtung in einem Abpelltest auf Siegelfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind als Abpellkraft angegeben, bei der die Siegelung versagte (in g/25 mm), oder, falls kein Versagen der Siegelung auftrat, durch die Weise des Versagens, z.B. Filmriß (F.R.) oder Teilriß (T), vor dem Versagen der Siegelung

Grund- oder Schlüsselfestigkeit

Die Grund- oder Schlüsselfestigkeit wurde in der gleichen Weise wie die Siegelfestigkeit untersucht, wobei der getrocknete Klebstoffilm an ein druckempfindliches Standard-Band (Sello-Band 1563) statt an sich selbst gesiegelt wurde. Die zum Abziehen des Klebstoffes vom Substrat nötige Abpellkraft wurde gemessen und aufgezeichnet.

% Schaum

Die Tendenz zum Schäumen wurde in einem hochtourigen Turbinenmischer gemessen, indem man den Klebstoff 5 min einem hochtourigen Rühren unterzog. Anschließend wurde der Gewichtsprozentsatz Schaum durch Differentialberechnung auf der Grundlage des spezifischen Gewichtes ermittelt.

Geruch

Das Vorliegen eines unangehemen Geruches im Klebstoff wurde bei getrockneten Filmen jedes Klebstoffs auf einem Polyestersubstrat ausgewertet. Für jeden Riechtest wurden Gemischproben von 10 Freiwilligen untersucht und an einer Skala von 1 bis 5 bewertet, wobei 1 das Minimum und 5 das Maximum darstellt.

Blockierabpellwerte

Die Blockierabpellwerte wurden bestimmt, indem man versuchte, einen getrockneten Film des Klebstoffs auf durch Koronaentladung behandeltem perlierten OPP unter 24-stündigem Druck von 10 t an einen 25 mm x 25 mm Abschnitt von OPP zu siegeln, der mit einem Polyamid-Trennlack beschichtet war. Unmittelbar danach wurden die Abpellwerte an einem Instron-Tensometer bestimmt.

Wahrscheinlichkeit eines Blockierens

Auf der Basis des Blockierabpellwertes und einer subjektiven visuellen Untersuchung der Oberflächen nach dieser Bestimmung wurde die Wahrscheinlichkeit eines Blockierens bestimmt. Diese wurde an einer Skala von 1 bis 5 bewertet. Im allgemeinen ist ein Wert von 4 oder weniger für Kaltsiegelklebstoffe annehmbar.

Mechanische Beständigkeit

Die mechanische Beständigkeit wurde mittels eines Haake Konus- und Platten-Rotoviskometers bestimmt. Der Klebstoff wurde einer hohen Scherspannung (500 U/min) unterzogen, bis ein Abbau (angezeigt durch eine Viskositätserhöhung) festgestellt wurde, oder andernfalls maximal 5 min. Die Ergebnisse werden an einer Skala von 1 bis 5 bestimmt, wobei die Bewertung grob der Anzahl von Minuten entspricht, die der Klebstoff ohne Abbau bewegt blieb.

Geschätzte maximale Maschinengeschwindigkeit

Basierend auf den Ergebnissen des Prozentsatzes an Schaum und der mechanischen Beständigkeit wurde die maximale Geschwindigkeit (in m/min) geschätzt, bei der mit dem Klebstoff beschichtete Fasern durch eine Siegelungsmaschine geführt werden können.

Lagerbeständigkeit

Die Lagerbeständigkeit wurde geschätzt, indem man die Lebensdauer des Klebstoffes bei 40ºC bestimmte und dies zur Schätzung der Lebensdauer bei Umgebungstemperatur (22,5ºC) durch Vergleich mit einer Standardformulierung extrapolierte.

Wahrscheinlichkeit des Fadenziehens

Die Wahrscheinlichkeit des Fadenziehens wurde an einer Skala von 1 (gering) bis 5 (hoch) von einem Gremium von 10 Personen während des Abpelltests und auch während eines Schneidetests bewertet, bei dem ein Verbundmaterial aus getrocnetem Film/OPP mit der Schere geschnitten wurde. Die Ergebnisse sind als Durchschnitt der 10 Bewertungen angegeben.

Wahrscheinlichkeit einer Oxidation

Die Wahrscheinlichkeit einer Oxidation wurde untersucht, indem man einen getrockneten Film des Klebstoffs auf OPP unter UV-Licht einer Oxidation unterzog, bis eine Oxidation oder Zersetzung festgestellt wurde. Die Wahrscheinlichkeit wurde an einer Skala von 1 (gering) bis 5 (hoch) bewertet.

Viskosität

Die Viskosität jedes Klebstoffs wurde mit einem Brookfield- Viskometer bei einer Temperatur von 22,5ºC bestimmt. Die Ergebnisse sind in Centipoise angegeben.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle I angegeben. Tabelle I Vergleichseigenschaften: Kaltsiegelungen auf der Basis von natürlichen Gummi gegen "Synthetic"-Kaltsiegelungen Eigenschaft Synthetic Siegelfestigkeit; g/25 mm Grundfestigkeit; Hafttest von Film auf Band % Schaum Geruch; 1 min - 5 max Blockierabpellwerte; g/25 mm Wahrscheinlichkeit d.Blockierens; 1 min - 5 max mechanische Beständigkeit mittels Rotoviskometer; 1 min - 5 max geschätzte Maschinengeschwindigkeit Lagerbeständigkeit; Monate Wahrscheinlichk. d. Fadenziehens; 1 min - 5 max Wahrscheinlichk. d. Oxidation; 1 min - 5 max Viskosität; cps Feststoffgehalt; % * Die Blockierabpellwerte wurden mit Verwendung von Polyamid-Trennlack bestimmt. Andere Lacke können höhere oder niedrigere Werte ergeben.
Wie ersichtlich, sind die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kaltsiegelung auf synthetischer Grundlage denen von Klebstoffen auf der Basis von natürlichem Gummi im allgemeinen vergleichbar oder besser, und es zeigen sich gute Eigenschaften bezüglich des prozentualen Schaumes, der mechanischen Festigkeit, Siegelfestigkeit, Grundfestigkeit, der Lagerbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und des Geruches.

Beispiel 2 - Wirkung des Variierens des Substratfilmes

Zur Bewertung der Eignung der erfindungsgemäßen Kaltsiegelklebstoffe für verschiedene Verpackungszwecke wurde der in Beispiel 1 verwendete synthetische Klebstoff mittels eines K- Stabapplikators auf verschiedene kommerziell erhältiche Substratfilme in einer Konzentration von 3,6 g/m³ aufgebracht. Ein Teil dieser Proben wurde dann in einem Robot Pack-Rite Siegeler bei einem Druck von 40 psi gesiegelt, ein anderer Teil wurde durch Hochdruckbindung gesiegelt. Diese Proben wurden wie in Beispiel 1 auf Abpellfestigkeit untersucht.
Ein dritter Teil wurde nicht gesiegelt und auf Tendenz zum Fadenziehen (wie in Beispiel 1), Reiben (ein subjektiver Test, bei dem eine Person den getrockneten Film mit dem Daumen reibt und die Anzahl von Reibungen aufzeichnet, die zum Entfernen des Klebstoffes nötig sind) und subjektiver Klebrigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben. Tabelle II Ergebnisse eines Veränderns der Substratfilme Siegelung (40 psi) Druck (hoch) Fadenziehen Reiben Klebrigkeit Film perliertes Polypropylen Propafilm MG Propafilm C keines leicht
Wie ersichtlich, zeigt der Klebstoff ein zufriedenstellendes Verhalten auf verschiedenen Substratfilmen.

Beispiel 3 - Wirkung des Varrierens der Plastizitätszahlen

Für dieses Beispiel wurden drei Polymere wie folgt hergestellt: Polymer PN (rein) Zusammensetzungen (alle Prozentangaben auf Gewichtsbasis) Dimethylmaleat Acrylnitril
Um die Wirkung eines Varrierens der Plastizitätszahlen (PN) auf die Bindefestigkeit zu bestimmen, wurden diese drei Polymeren auf Acrylatbasis hergestellt und durch Aluminiumacetat auf die gewünschte PN vernetzt. Dann wurden die erhaltenen Klebstoffe auf durch Koronaentladung behandeltes perliertes OPP in einer Konzentration von 4 g/m² aufgebracht und sowohl auf Siegelfestigkeit (wobei die Siegelung bei einem Druck von 60 psi erfolgte) und subjektive Klebrigkeit untersucht (die Klebrigkeit wird an einer Skala von 1 bis 10 bewertet, wobei 1 eine leichte Klebrigkeit und 10 eine starke Klebrigkeit bedeuten). Die Ergebnisse sind in Tabelle III angegeben. Tabelle III Wirkung der Plastizitätszahl (PN) auf das Kaltsiegelverhalten Siegelung;g/25 mm Klebrigkeit; (1 min - 10 max) Polymer A Tabelle III Fortsetzung Polymer T = partieller Filmriß FT - vollständiger Filmriß S - Fadenziehversagen
Wie ersichtlich ist, ist bei PN-Werten von 3 und darunter die Siegelstärke recht gut, und die Klebrigkeit ist recht hoch.

Beispiel 4 - Wirkung der Harzzugabe

Um die Wirkung einer Zugabe von hartem Harz oder Polymer zu den Klebstoffzusammensetzngen von Beispiel 3 zu bestimmen, wurden wie folgt 5 Harze verwendet:

Harz A

- ein Styrol-Acrylharz mit hohem Styrolgehalt, von der Vinamul Ltd. als Vinacryl 71237 im Handel, mit einer Tg von 6ºC und einer Plastizitätszahl von > 6.

Harz B

- ein Styrol-Acrylharz mit mittlerem Styrolgehalt, von der Vinamul Ltd. als Vinacryl 71291 im Handel, mit einer Tg von -2ºC und einer Plastizitätszahl von 5,3.

Harz C

- ein EVA-Harz mit niedrigem Ethylengehalt, von der Vinamul Ltd. als Vinamul R32533 im Handel, das laut Aussage weniger als 10 Gew.-% Ethylen und mehr als 85 Gew.-% Vinylacetat enthält und eine Tg von -2ºC und eine Plastizitätszahl von 5,4 hat.

Harz D

- ein EVA-Harz mit mittlerem Ethylengehalt, von der Vinamul Ltd. als Vinamul R32598 im Handel, das laut Aussage nicht weniger als 10 Gew.-% Ethylen und weniger als 85 Gew.-% Vinylacetat enthält, eine Tg von -21ºC und eine Plastizitätszahl von 3,9 hat.

Harz E

- ein Acrylcopolymerharz, das 70 bis 90 Gew.-% BA, 10 bis 30 Gew.-% VA, 1 bis 5 Gew.-% AA und 2 bis 7 Gew.-% N-Methylolacrylamid enthält, eine Tg von -18ºC und eine Plastizitätszahl von 5,1 hat.
Die Harze wurden mit den Polymeren A bis C aus Beispiel 3 in verschiedenen Verhältnissen gemischt, und die erhaltenen Klebstoffe wurden auf ein durch Koronaentladung behandeltes perliertes OPP-Substrat in einer Konzentration von 4 g/m² aufgebracht und auf Siegelfestigkeit und Klebrigkeit wie in Beispiel 3 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt. Tabelle IV Wirkungen der Harzzugabe Siegelung g/25 mm Klebrigkeit 1 min - 10 max Polymer A + Harz Polymer + Harz Polymer + Harz Polymer C + Harz
Ferner lieferten Mischungen der Harze mit 60 % Polymer A die folgenden Ergebnisse: Siegelung g/25 mm Klebrigkeit 1 min - 10 max Harz A + Harz Harz A + Harz E FT - vollständiger Filmriß T - partieller Filmriß S - Fadenziehversagen C - Kohäsionsversagen
Es ist ersichtlich, daß eine gute Siegelung und geringe Klebrigkeit (PN ≤3) nur erzielbar sind, wenn das Harz und das Polymer in einem Prozentbereich liegen, der variiert, so wie das Polymer und die Harze variiert werden. Ein zu hoher Polymergehalt führt zu hoher Klebrigkeit, während ein zu hoher Harzgehalt zu einer geringen Siegelfestigkeit führt. Da diese Parameter ferner variieren, so wie die Zusammensetzung variiert, kann der Klebstoff formuliert werden, um die von der Verwendung diktierten gewünschten Eigenschaften zu erzielen.
In ähnlicher Weise bilden Harze mit einer zu hohen (A) oder zu niedrigen (D) Plastizitätszahl unbefriedigende Siegelungen, es sei denn, sie sind mit anderen Harzen gemischt. Somit können diese Harzmischungen verwendet werden, um mit Harzen, die keine gewünschten Plastizitätszahlen haben, ein zufriedenstellendes Verhalten zu erreichen.
Wie ersichtlich ist, können viele Modifikationen und Abänderungen dieser Erfindung, wie sie oben dargestellt wird, erfolgen, ohne von deren Geist und Umfang abzuweichen. Die speziellen beschriebenen Ausführungsformen sind exemplarisch gegeben, und die Erfindung ist nur durch den Wortlaut der nachfolgenden Ansprüche begrenzt.

Claims

1. Kaltsiegelklebstoffzusammenseztung, die 45 bis 70 Gew.-% eines synthetischen Basispolymers und 30 bis 55 Gew.-% eines synthetischen sekundären Polymers umfaßt, worin das Basispolymer ein synthetisches Polymer, ein synthetisches Copolymer oder eine Mischung davon umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Acrylcopolymeren, Styrol-Butadien-Kautschuken und Mischungen davon besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tg von -40 bis -60ºC und eine Williams-Plastizitätszahl von 2,5 bis 2,9 besitzt, und das sekundäre Polymer ein Styrol- Acryl-Copolymer, ein synthetisches Styrol-Acrylharz oder eine Mischung davon oder eine Mischung aus einem oder mehreren Styrol-Acryl-Copolymeren oder Styrol-Acrylharzen oder irgendeiner Mischung davon mit einem oder mehreren synthetischen Polymeren, Copolymeren oder synthetischen Harzen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tg von -25 bis +5ºC und eine Plastizitätszahl von 5,0 bis 5,6 hat.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die ferner 0,1 bis 0,5 % einer Antischaumverbindung, 0,2 bis 0,6 % eines Benetzungsmittels und bis zu 0,5 % eines Antiblockierungsmittels umfaßt.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das synthetische Polymer, Copolymer oder Harz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Acrylcopolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Harzen und Mischungen davon besteht.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin das sekundäre Polymer eine Mischung aus zwei oder mehreren Copolymeren oder Harzen ist, wobei die Mischung eine Tg von -25 bis +5ºC und eine Plastizitätszahl von 5,0 bis 5,6 hat.

5. Kaltsiegelklebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend eine Mischung, die 56,3 Gew.-% eines Copolymers, umfassend 60 % Butylacrylat, 30 % 2-Ethylhexylacrylat und 10 % Vinylacetat; 28,2 % eines Acrylharzes mit mittlerem Styrolgehalt; 9,4 % eines Copolymers, umfassend 70 bis 90 % Butylacrylat, 10 bis 30 % Vinylacetat, 1 bis 5 % Acrylsäure und 2 bis 7 % N-Methylolacrylamid; 4,7 % eines Acrylharzes mit hohem Styrolgehalt; 0,25 % eines Benetzungsmittels; 0,25 % eines Antischaummittels und 0,9 % Wasser enthält.

6. Verfahren zur Bildung einer Kaltsiegelklebstoffbindung auf einem Substrat, das umfaßt: das Beschichten des gesamten Substrates oder eines Teils davon mit einer wirksamen Menge einer den Klebstoff gemäß Anspruch 1 enthaltenden Emulsion, das Trocknen der Emulsion zur Bildung eines getrockneten Filmes und das anschließende gegenseitige Inkontaktbringen der beschichteten Anteile des Substrates unter einer wirksamen Druckstärke, so daß eine feste Bindung erreicht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Emulsion eine wäßrige Emulsion ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem das Substrat mit dem Klebstoff in einer Menge von 3,6 bis 7,0 g Klebstoff/m² beschichtet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem der Klebstoff mittels eines K-Stabapplikators aufgebracht wird.

10. Gesiegelte Verpackung, die nach dem Verfahren von Anspruch 6 gebildet ist.

11. Gesiegelte Verpackung nach Anspruch 10, die ein selbstschließender Umschlag ist.

12. Gesiegelte Verpackung nach Anspruch 10, die eine Nahrungsmittelverpackung ist, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: Speiseeisverpackungen, Bonbonverpackungen, Teebeuteln, Backwarenverpackungen, Snackverpackungen, Molkereiproduktverpackungen, Fleischverpackungen, Gewürz- und Würzmittelverpackungen, Soßenverpackungen, Getränkeverpackungen und Nahrungsmittelverpackungen.