DE69309946T2 - Verpackungsmaterialen - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft schimmeltötend behandelte Verpackungsmaterialien. Es gibt eine Anzahl von Fällen, wo Produkte in einem Material verpackt sind, welches eine schimmeltötende Behandlung erfordert, um ein Schimmelwachstum an der Verpackung zu verhindern. Die Erfindung ist besonders für Verpackungsmaterialien verwendbar, welche von einer cellulosischen Beschaffenheit sind, wie Papier und Hartfaserpappe.
- Eine für die vorliegende Erfindung besonders vorgesehene Anwendung ist die für Seifenriegel und andere Detergenszusammensetzungen in Stabform verwendete Umhüllung. Seife wird gewöhnlich in einer Papierpackung eingehüllt. Eine solche Papierpackung ist befähigt, ein Schimmelwachstum zu unterstützen. Das Schimmelwachstum kann bis zu einem Punkt fortschreiten, bei welchem es das Verpackungsmaterial verfärbt, möglicherweise die darin eingehüllte Seife kontaminiert und in jedem Falle das Produkt unattraktiv und für den Verkauf untauglich macht. Das Problem kann besonders in feuchttropischem Klima akut sein.
- Das vorliegende Verfahren zur Inhibierung des Schimmelwachstums besteht darin, ein Fungizid in das Papier oder in anderes, für die Verpackung verwendetes cellulosisches Material zu inkorporieren. Eine hierbei mögliche Schwierigkeit besteht darin, daß manche Fungizide fähig sind, aus der Verpackung herauszuwandem. Die Migration kann aus der Verpackung heraus in die Umgebung oder nach innen in das durch die Verpackung eingehüllte Produkt erfolgen. Beides ist unerwünscht und führt zu einem Verlust des Schutzes der Verpackung. Dies kann die Verwendung von Fungiziden verhindern, die in anderer Hinsicht erwünscht wäre.
- Die US-A-4 533 435 beschreibt die Inkorporierung eines antimikrobiellen Additivs in das polymere Bindemittel, welches zur Herstellung von Papier verwendet wird. Das Additiv wird zu dem vorgeformten Bindemittel zugegeben und ist dafür bestimmt, in kolloidaler Suspension in dem Bindemittel zu sein. Das Bindemittel wird dann zur Herstellung von Papier verwendet. Diese Patentschrift lehrt, daß das antimikrobielle Additiv ungebunden ist, um von dem Bindemittel zu benachbarten Fasern und zu der Oberfläche des Papiers zu wandern. Wenn das antimikrobielle Additiv in dieser Weise frei für eine Wanderung ist, kann es offensichtlich weiter in irgendetwas wandern, was mit dem Papier in Kontakt ist.
- Fungizides Papier- und Pappendeckel-Verpackungsmaterial ist auch in der US-A-3 521 741 beschrieben.
- Weiterhin sind fungizide Teilchen, eingeschlossen oder verkapselt innerhalb von polymeren Teilchen, aus der EP-A-0 252 463 und der US-A-4 353 962 bekannt.
- Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Verpackungsmaterial durch Anwendung von in einer Polymerschicht eingeschlossenem Fungizid fungiziden Schutz zu verleihen. Die Polymerschicht ist wirksam, um zu verhindern, daß das Fungizid aus dem beschichteten Verpackungsmaterial herauswandert, jedoch bleibt überraschenderweise die fungizide Wirkung, selbst wenn die Polymerschicht zur Immobilisierung des Fungizids wirksam ist. Überdies ist es nicht notwendig, hohe Gehalte an Fungizid zur Kompensation für die Tatsache zu verwenden, daß es in dem Polymeren eingefangen ist.
- Demzufolge schafft die Erfindung Fungizid-behandeltes laminares, cellulosisches Verpackungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Fungizid innerhalb von Teilchen eines Polymeren eingefangen ist, welche auf dem Verpackungsmaterial beschichtet oder gedruckt sind, wobei die Beschichtung 0,001 bis 1,0 Gramm Fungizid pro Quadratmeter enthält.
- Wie weiter unten mehr im Detail dargelegt wird, kann das Polymere aus einer Reihe von Monomeren abgeleitet sein. Das Verpackungsmaterial kann ein faltbares Material, wie Papier oder Kartonpapier, sein. Das Verpackungsmaterial wird oft in aufgerollter Papierbahnform geliefert.
- In einem zweiten Aspekt, wie in Anspruch 11 beschrieben, sieht die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Verpakkungsmaterials vor, umfassend das Inkorporieren eines Fungizids in Polymerteilchen eines polymeren Beschichtungsmaterials und anschließendes Beschichten des Verpackungsmaterials mit dem Beschichtungsmaterial. Obwohl als eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht, ist die Erfindung nicht auf ein Beschichtungsmaterial beschränkt, welches auf der Oberfläche exponiert bleibt, auf welche es aufgebracht wurde. Es kann durch eine weitere Beschichtung überzogen sein, z.B. überdruckt mit Tinte.
- Die Erfindung ist in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft. Sie ermöglicht die Verwendung von Fungiziden, welche sonst wegen ihrer Tendenz zur Wanderung nicht als zufriedenstellend angesehen werden könnten. Sie erhöht daher den Bereich der für die Verwendung verfügbaren Fungizide. Sie ermöglicht es auch dem Fungizid, auf Papier oder anderes cellulosisches Material nach der Herstellung aufgebracht zu werden, anstatt auf die Papier- oder Pappenwalze, und macht es so überflüssig, Fungizid in der Umgebung der Papier- oder Pappenwalzen zu handhaben, was manche Walzen nicht gewillt sind zu tun.
- Es ist ein Merkmal dieser Erfindung, daß das Fungizid innerhalb der Polymerteilchen eingefangen ist. Drei Arbeitsweisen sind zur Durchführung davon ins Auge gefaßt.
- Verfahren A, welches zur Synthese eines polymeren Latex durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart des Fungizids bevorzugt ist. Die verwendeten Monomeren können irgendein polyfunktionelles Monomeres enthalten, um so eine Vernetzung in dem Polymeren zu erzeugen. Jedoch sollte erwünschterweise ein Vernetzen zwischen weniger als 3 % pro Anzahl der Monomer-Reste und bevorzugter zwischen 1 und 2 % der Monomer-Reste erfolgen. Dies führt zu einem Latex mit guten filmbildenden Eigenschaften. Der Polymerteilchen-Größenbereich ist bevorzugterweise zwischen 50 und 200 Nanometer.
- Verfahren B, welches mit einem vorgebildeten vernetzten Polymer-Latex als eine Dispersion in Flüssigkeit, z.B. Wasser, zu beginnen ist. Das Fungizid wird in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst, welches fähig ist, die Polymerteilchen aufzuquellen. Die Lösung wird in Kontakt mit dem Polymer-Latex gebracht, wodurch bewirkt wird, daß die Polymerteilchen aufquellen. Das Fungizid dringt in die aufgequollenen Teilchen ein. Das Lösungsmittel wird dann verdampft, wodurch das Fungizid in den Latex-Teilchen eingefangen zurückbleibt.
- Verfahren C besteht darin, ein lineares Polymeres in einen Latex in Gegenwart eines Fungizids zu überführen. Dies kann durch Auflösen des Polymeren, eines emulgierenden Surfactants und des Fungizids in einem niedrigsiedenden, mit Wasser nichtmischbaren Lösungsmittel, erfolgen, Herstellen einer Emulsion davon in überschüssigem Wasser und anschließend Entfernen des Lösungsmittels.
- Für jedes dieser Verfahren sollte das Polymere fähig sein, eine kolloidale Emulsion in Wasser zu bilden. Verschiedene Polymerisationsmethoden können zur Herstellung der Polymeren angewandt werden.
- Geeignete Monomere für die Radikal-Anlagerungspolymerisation sind diejenigen, welche polymerisierbare olefinische Ungesättigtheit enthalten. Monomere, die verwendet werden können, schließen Styrol, Vinylacetat, Ethylen, Propylen, Vinylpyrrolidon, Vinylchlorid, Acrylnitril, Methylmethacrylat und andere Acrylate und Methacrylate, ein. Die Monomeren können entweder allein oder in Kombination verwendet werden. Beispiele von polyfunktionellen Monomeren, die zur Bewirkung einer Vernetzung verwendet werden können, schließen Divinylbenzol, Divinylether, Ethylenglykoldimethacrylat, Pentaerythrittriacrylat und Polyallylsucrose sein. Geeignete Radikal-Initiatoren schließen Natrium- oder Kaliumpersulfat, 2,2'-Azobis(amidinopropan).Hydrochlorid, Dibenzoylperoxid, 2,2'-Azobisisobutyronitril (AIBN) und 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure), ein. Ein wasserlöslicher Initiator wird bevorzugt. Die Polymerisationstemperatur liegt bevorzugterweise im Bereich von 40º bis 90ºC.
- Für das Verfahren B ist es möglich, natürliche und modifizierte natürliche Polymere zu verwenden, z.B. Cellulose, modifizierte Cellulose, Celluloseacetat, Cellulosebutyrat und Hydroxyethylcellulose.
- Wenn das Verfahren A angewandt wird, sollte das Fungizid bevorzugterweise in dem Monomeren löslich sein, für die Methode B sollte das Fungizid auch mit dem Polymeren selbst verträglich sein. Dies verhindert Phasentrennungen, welche Probleme verursachen können.
- Es kann erwünscht sein, zwei (oder mehr) Fungizide zu verwenden, um ein breiteres Spektrum von antifugaler Aktivität zu erzielen. Falls dies der Fall ist, gibt es zwei mögliche Lösungen. Die Fungizide können zusammen gemischt und anschließend innerhalb der Polymerteilchen eingefangen sein. Frei nach Wahl kann jedes Fungizid in einem getrennten Latex eingefangen sein und diese Latices vor dem Aufbringen als eine Oberflächenbeschichtung gemischt werden. Es würde auch möglich sein, solche Latices als getrennte Beschichtungen, eine Schicht auf einer anderen, aufzubringen. Jedoch ist dies weniger geeignet und daher nicht bevorzugt.
- Die Erfindung ist nicht auf irgendein besonderes Fungizid beschränkt, jedoch wird es im allgemeinen erwünscht sein, ein Fungizid zu verwenden, das gegenüber dem Menschen eine niedrige Toxizität aufweist.
- Beispiele von Fungiziden, die verwendet werden können, sind:
- Di-Iodmethyl-p-tolylsulfon, verfügbar von Angus Chemical Company unter der eingetragenen Handelsmarke AMICAL;
- 2-(Thiocyanomethylthio)-benzothiazol, verfügbar von Buckman Laboratories Ltd. unter der eingetragenen Handelsmarke BUSAN 30WB;
- 2,3,5,6-Tetrachlor-4-(methylsulfonyl)-pyridin, geliefert von ICI unter der eingetragenen Handelsmarke DENSIL S;
- 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat, geliefert von Troy Chemical Corporation unter der eingetragenen Handelsmarke POLYPHASE P100.
- Zwei Fungizide, die allgemein durch Inkorporieren an der Papier- oder Pappenwalze verwendet werden, und die in einer polymeren Beschichtung gemäß dieser Erfindung aufgebracht werden können, sind:
- Carbendazim, das Methylbenzimidazol-2-yl-carbamat ist, verfügbar von Intace unter der eingetragenen Handelsmarke INTACE B350;
- 2-(4-Thiazolyl)-1H-benzimidazol, verfügbar von Chemviron Speciality Chemicals unter der eingetragenen Handelsmarke METASOL TK100.
- Das Verpackungsmaterial, welches eine schimmeltötende Beschichtung gemäß dieser Erfindung liefert, wird üblicherweise ein laminares Material in Blatt- oder Papierbahnform sein. Das Material wird gewöhnlich faserförmig auf Basis von Cellulosefasern sein, jedoch können andere Fasern enthalten sein. Beispiele von faltbaren cellulosischen laminaren Materialien umfassen Papier, Kartonpappe und gewellte Pappe. Andere laminare Verpackungsmaterialien schließen cellulosischen Film und hitzeisolierte Mehrschicht-Laminate ein, verwendet zur Herstellung von Riechkissen.
- Das Aufbringen der Beschichtung auf das Verpackungsmaterial kann durch herkömmliche Arbeitsweisen durchgeführt werden, angewandt mittels einer Papier- oder Pappenwalze zum Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen, oder es kann durch einen Papier- oder Pappenkonverter unter Verwendung von Drucktechniken, wie Kupfertiefdruck, Anilindruck und lithographischen Abzug, aufgebracht sein. Die Beschichtung kann durchgeführt werden, während das Papier oder die Pappe noch in Form einer kontinuierlichen Bahn ist, oder nachdem sie in einzelne Streifen geformt worden ist.
- Häufig wird das Verpackungsmaterial nur an einer Seite beschichtet, welche die Seite sein wird, die dem Produkt, das verpackt wird, zugekehrt ist. Dies wird das Fungizid zur Verhinderung des in dem Verpackungsmaterial beginnenden Wachstums ausrichten, sich jedoch dann in dem Produkt selbst fortsetzen.
- Die andere Oberfläche des Verpackungsmaterials kann ohne fungizide Beschichtung belassen und an Stelle dessen in einer herkömmlichen Weise bedruckt werden. Jedoch kann die Beschichtung auf beide Seiten des Materials, falls erforderlich, aufgebracht und anschließend überdruckt werden. Es wird nicht bevorzugt, die Beschichtung auf den herkömmlichen Druck aufzubringen, obwohl dies eine Möglichkeit innerhalb des Rahmens dieser Erfindung ist.
- Wie schon erwähnt, ist die Erfindung besonders für Papier und Kartonpapier zum Einwickeln von Detergenszusammensetzungen vorgesehen. Diese können in Riegelform, z.B. in Form von Seifenriegeln, vorliegen, können jedoch Pulver oder Flüssigkeiten sein. Die fungizide Beschichtung wird auf die innere Oberfläche einer Seifenriegel-Verpackung, oder richtiger auf eine Oberfläche des Verpackungsmaterials aufgebracht, welches die innere Oberfläche der Verpackung wird. Ein verstärkender Bestandteil wird üblicherweise zwischen der Verpackung und dem Seifenriegel verwendet. Dieser kann auch eine fungizide Beschichtung gemäß dieser Erfindung erhalten, bevorzugterweise an beiden Oberflächen. Das Fungizid ist dann der Riegeloberfläche benachbart, jedoch wandert es nicht in den Riegel selbst, weil es durch das Polymere gehalten wird.
- Die Menge der auf eine Oberfläche aufgebrachten Beschichtung wird von der Konzentration des Fungizids in der Beschichtung und der Wirksamkeit des Fungizids abhängen. Wie oben erwähnt, sollte sie so sein, um von 0,001 bis 1,0 Gramm Fungizid pro Quadratmeter aufzubringen. Bevorzugterweise beträgt die Menge zumindest 0,005 Gramm pro Quadratmeter. Sie mag passenderweise 0,5 oder sogar 0,3 pro Quadratmeter nicht übersteigen.
- Das Fungizid BUSAN 30WB wurde in Wasser unter Bildung einer Konzentration von 0,1 Gewichtsprozent dispergiert. Papier, welches nicht mit irgendeinem anderen Fungizid behandelt oder imprägniert war, wurde mit der Dispersion des Fungizids unter Verwendung eines K-Riegelbeschichters beschichtet. Dies ist im wesentlichen ein mit rostfreiem Stahldraht spiralig umwickelter Riegel, welcher quer über das Papier gezogen wird, während er dagegen mittels eines Standardgewichts gepreßt wird; die Beschichtungszusammensetzung ist entlang der Anlegekante des Riegels plaziert, welche eine dünne Schicht zurückläßt, wenn sie quer über die Oberfläche des Papiers gezogen wird. In diesem Beispiel bringt der Beschichter eine Schicht von annähernd 10 Gramm pro Quadratmeter auf. Daher war die Menge an Fungizid auf dem Papier angenähert 0,01 Gramm pro Quadratmeter.
- Man ließ die Beschichtung trocknen, wonach eine Probe von dem Mittelpunkt des Blatts abgeschnitten und einem Schimmel-Probetest unterworfen wurde. Für diesen Test wurde eine Probe von Papier auf einer Agarplatte plaziert, wo sie eine zentrale Fläche bedeckte und eine im wesentlichen unbedeckte Fläche um sie herum zurückließ. Die Platte und das Papier wurden durch Verteilen einer Lösung von Pilzsporen über die exponierte Oberfläche unter Verwendung eines Glasverteilers, geimpft. Das Impfmaterial enthielt etwa 10&sup7; Sporen pro Gramm.
- Die Platte wurde dann für 48 Stunden bei 28ºC inkubiert. Am Ende dieses Zeitraums war ein wesentliches Wachstum vorhanden, das nahezu vollständig eine Fläche um die Peripherie der Platte bedeckte. In einem zentralen Bereich der Platte, einschließend die durch das Papier bedeckte Fläche, war kein sichtbares Pilzwachstum vorhanden. Dies zeigte, daß das Fungizid das Pilzwachstum sehr wirksam inhibierte. Jedoch war die Fläche ohne Wachstum beträchtlich größer, als die Fläche des auf der Platte plazierten Papiers, was zeigte, daß das Fungizid aus dem Papier in das umgebende Agar herausdiffundiert war, erzeugend eine "Zone der Inhibierung" um das Papier herum.
- Dieses Testverfahren wurde unter Verwendung von jedem der zwei Pilzarten, in einem Falle Aspergillus niger und in dem anderen Falle Penicillium notatum, durchgeführt. Es wurde in jedem Falle das gleiche Resultat erhalten.
- Dieses Beispiel verwendet die Methode A.
- Das Fungizid BUSAN 30WB wurde in einen Polymethylmethacrylat-Latex inkorporiert.
- Die Polymerisation wurde in einem Reaktionsgefäß (Rundkolben), versehen mit Rührer, Stickstoffeinleitungsrohr und Rückflußkühler, durchgeführt. Die verwendeten Materialien waren folgende:
- 19,0 g Methylmethacrylat,
- 1,0 g Natriumdodecylsulfat,
- 1,0 g BUSAN 30WB (als 3,3 g einer 30%igen wässerigen Dispersion),
- 0,2 g Polymerisationsinitiator, der 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure).Natriumsalz war,
- 80 ml Wasser.
- Die maximale Menge an Fungizid, die verkapselt sein kann, ist durch ihre Löslichkeit in Methylmethacrylat-Monomerem beschränkt.
- Das Surfactant wurde in dem Wasser (80 ml) gelöst und die Lösung entgast. Das Fungizid wurde in dem Methylmethacrylat gelöst und die erhaltene Lösung zu der Surfactant-Lösung im dem Kolben zugegeben. Die Inhalte des Kolbens wurden zehn Minuten lang gerührt, wonach der Polymerisationsinitiator in dem noch übriggebliebenen Wasser zugegeben und das Rühren für 6 bis 8 Stunden fortgesetzt wurde, während die Inhalte des Kolbens auf 70ºC erhitzt wurden. Während dieser Zeit fand Emulsionspolymensation statt und lieferte einen Latex, bestehend aus einer kolloidalen Suspension von Polymerem in dem Wasser. Eine Messung des Gehaltes der Feststoffe wurde an dem Latex durchgeführt, um die Menge an mikroverkapseltem Fungizid zu bestimmen.
- Der Latex von Beispiel 1 wurde auf Papier bei einem Beschichtungsgehalt von angenähert 10 Gramm pro Quadratmeter mittels eines K-Riegelbeschichters als Schicht aufgebracht. Die Menge an Fungizid auf dem Papier betrug daher 0,1 Gramm pro Quadratmeter. Man ließ die Latexbeschichtung bei Raumtemperatur trocknen, wonach eine Probemenge aus einem Zentralbereich des Papiers herausgeschnitten wurde.
- Diese Probe wurde einem Schimmel-Probetest, wie in dem Vergleichsbeispiel beschrieben, unterworfen. Wiederum war das Ergebnis, daß das Pilzwachstum auf oder unterhalb der Papierprobe nicht zu sehen war (vollständige Inhibierung durch Fungizid). Jedoch war hier keine "Zone der Inhibierung" um das Papier herum. Ausgedehntes Pilzwachstum bedeckte die Agaroberfläche direkt bis zur Kante des Papiers.
- Daher wurde das Fungizid durch den Latex gehalten und war unfähig, in das Agar bis zu irgendeinem wesentlichen Ausmaß heraus zu diffundieren. Jedoch war es als ein Fungizid wirksam, trotzdem es durch das Polymer-Latex eingeschlossen war.
- Das Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Verwendung des Fungizids AMICAL an Stelle des in Beispiel 1 verwendeten Fungizids wiederholt. Der resultierende Latex wurde mit einer gleichen Menge an Latex, hergestellt wie in Beispiel 1, gemischt, um so einen Latex zu geben, enthaltend gleiche Mengen der zwei Fungizide AMICAL und BUSAN 30WB.
- Die resultierende Mischung wurde auf Papier gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 beschichtet. Eine Probe des resultierenden beschichteten Papiers wurde einem Schimmel-Probetest unterworfen, wie er in dem obigen Vergleichsbeispiel beschrieben wird. Das Ergebnis war das gleiche wie das in Beispiel 2, nämlich, daß kein Schimmelwachstum auf oder unterhalb der Papierprobe war, sondern daß auch keine Migration des Fungizids in das umgebende Agar erfolgte.
- Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt unter Verwendung von DENSIL S an Stelle von BUSAN 30WB mit sehr ähnlichen Ergebnissen.
Claims (11)
1. Fungizid-behandeltes laminares cellulosisches
Verpackungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Fungizid innerhalb von
Teilchen eines Polymeren eingefangen ist, welches eine
Oberflächenbeschichtung oder ein Druck auf dem Verpackungsmaterial ist,
wobei die Beschichtung oder der Druck 0,001 bis 1,0 Gramm
Fungizid pro Quadratmeter enthalten.
2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, worin das Polymere
ein Additionspolymeres von einem oder mehreren olefinischen
Monomeren ist.
3. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, worin das Polymere
ein Kondensationspolymeres ist.
4. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, worin das Polymere
ein natürliches Polymeres oder ein chemisch modifiziertes
natürliches Polymeres ist.
5. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, welches Papier,
Kartonpappe, gewellte Pappe oder andere cellulosische Faserpappe
oder cellulosischer Film, ist.
6. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, worin die
Oberflächenbeschichtung auf eine Oberfläche nur auf dem laminaren
Material aufgebracht ist.
7. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, worin die
Oberflächenbeschichtung auf beide Oberflächen des laminaren Materials
aufgebracht ist.
8. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, worin die
Oberflächenbeschichtung auf zumindest einer Oberfläche des Blattmaterials
aufgebracht ist und das Bedrucken auf der gegenüberliegenden
Oberfläche aufgebracht ist.
9. Die Verwendung des Verpackungsmaterials nach Anspruch 1 für
das Einkapseln einer Detergenszusammensetzung.
10. Die Verwendung nach Anspruch 9 für das Einhüllen einer
Detergenszusammensetzung in Stabform.
11. Ein Verfahren zur Behandlung eines laminaren,
cellulosischen Verpackungsmaterials, umfassend das Einfangen eines
Fungizids in Teilchen eines polymeren beschichteten Materials und
anschließend Beschichten oder Bedrucken des Verpackungsmaterials
mit dem beschichteten Material, wobei die Beschichtung oder
Bedruckung 0,001 bis 1,0 Gramm Fungizid pro Quadratmeter enthält.
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