EP1383653A2 - Verfahren zur herstellung von verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien klebersystem - Google Patents

Verfahren zur herstellung von verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien klebersystem

Info

Publication number
EP1383653A2
EP1383653A2 EP02757732A EP02757732A EP1383653A2 EP 1383653 A2 EP1383653 A2 EP 1383653A2 EP 02757732 A EP02757732 A EP 02757732A EP 02757732 A EP02757732 A EP 02757732A EP 1383653 A2 EP1383653 A2 EP 1383653A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
adhesive
composite
composite film
films
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02757732A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter GRESCHNER
Friedrich Kurlbaum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ludwig Fr Noltemeyer GmbH
Original Assignee
Ludwig Fr Noltemeyer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ludwig Fr Noltemeyer GmbH filed Critical Ludwig Fr Noltemeyer GmbH
Publication of EP1383653A2 publication Critical patent/EP1383653A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/73Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • C08J5/124Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives using adhesives based on a macromolecular component
    • C08J5/128Adhesives without diluent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • C09J175/06Polyurethanes from polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0092Metallizing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/24All layers being polymeric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7244Oxygen barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7246Water vapor barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2327/00Polyvinylhalogenides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2367/00Polyesters, e.g. PET, i.e. polyethylene terephthalate

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing composite films by means of a solvent-free adhesive system, in particular composite films with barrier properties, and to composite films obtainable by this method.
  • packaging materials with a wide variety of property profiles are required in the packaging industry.
  • the packaging material used may be permeable to gases such as, for example, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and moisture, or to have a reduced permeability or impermeability.
  • Packaging materials with barrier properties should in particular be able to preserve the atmosphere contained or intended in the packaging, for example a nitrogen protective gas atmosphere, in order to be able to guarantee the quality of the packaging goods even over a longer period of time.
  • Such materials are also intended to prevent the penetration of oxygen and / or moisture into the packaging, which could spoil the goods.
  • packaging materials used should be as inexpensive as possible. This requires corresponding economic manufacturing processes.
  • BESTATIGUNGSKOPIE In order to increase the barrier properties of films, two or more films are glued together to form a composite film, an adhesive with barrier properties being used as the adhesive. Thus, according to the invention, double, triple, quadruple composite films and composite films with more than 4 films can be obtained.
  • Adhesive systems which are preferably used are solvent-free, since the energy-intensive removal of solvents, which requires additional work steps and is therefore expensive, is eliminated, as is the case in conventional solvent-based adhesive systems.
  • a solvent-free adhesive system based on polyurethane for the production of composite films with barrier properties, which comprises a polyester resin with hydroxyl groups as the first adhesive component and a diisocyanate as the second hardener component.
  • the polyester resin having hydroxyl groups is obtained by reacting a linear aliphatic diol having two to ten carbon atoms with a linear dicarboxylic acid, n-butanediol and N-hexanediol being the preferred diols and adipic acid being the preferred dicarboxylic acid.
  • the polyester resin used is in crystalline form at room temperature and has a melting point of about 80 ° or less, with lower melting polyester resins being preferred.
  • the number average molecular weight of the polyester component is between 300 and 5,000, preferably between 500 and 2,000.
  • the hydroxyl number of the polyester resin component is stated to be about 20 to about 350, preferably about 100 to about 250. Due to the low melting point of the polyester resin, the adhesive system can also be used at the low temperatures that are required to prevent deformation or other impairment of the polymer films due to the high temperature.
  • Aliphatic, preferably linear, but also aromatic diisocyanates are mentioned as the diisocyanate component.
  • the two components of the adhesive system are heated to the lamination temperature and applied to the first film immediately before the second film is laminated on. To fully harden the composite film obtained, it is recommended to store it for at least one week afterwards.
  • the films described in the working examples show good barrier properties with regard to oxygen permeability and, in one case, for moisture permeability.
  • aromatic diisocyanates as adhesive components or to replace them with aliphatic ones.
  • US 4,496,417 describes a laminating device for connecting a plastic film to a reinforcing material made of paper.
  • the adhesive is simultaneously applied to both the plastic film and the paper web during the lamination process, the lamination process also being able to take place with cooling.
  • the method according to the invention enables the post-curing time of the finished composite films to be shortened.
  • the object of the invention is achieved by a method for producing composite films by gluing a first film to a second film by means of a solvent-free adhesive system, the adhesive system being preheated to the application temperature in a first stage, in a second stage, the adhesive system preheated to the application temperature, if appropriate after mixing individual adhesive system components, is applied to the first film, and in a third step the first film coated with the adhesive system is connected to an incoming second film with cooling.
  • adhesive systems based on aliphatic, in particular aliphatic linear, diisocyanates can be used to obtain composite films with excellent barrier properties economically and without problems.
  • this process can shorten the curing time of the films to a few days.
  • Temperature logistics has proven to be a decisive factor for the method according to the invention, in particular adequate preheating of the adhesive system or its components, ensuring the application of the adhesive system to the first film at the application temperature required for the materials used, and cooling of the first film during the lamination of the second film.
  • the total amount of the adhesive system that is applied to the first film should have a temperature that is as constant and uniform as possible.
  • the individual adhesive components are therefore preheated over a period of time which is sufficient to ensure that the temperature of the components used is as uniform as possible.
  • the accuracy and uniformity of the application temperature achieved by the above measures guarantees the accuracy of the viscosity of the adhesive system and thus a uniform quality of the adhesive application.
  • the risk of nonsense is avoided, that is to say the spraying of adhesive system applied to the film.
  • the second film is bonded to the first film provided with the adhesive system while cooling the first film.
  • the laminating roller, over which the first film runs during the connection is preferably cooled.
  • the temperature by which the first film is cooled is about 15 ° C. or more below the temperature at which the adhesive system is applied to the first film.
  • a temperature difference of at least 20 ° and particularly preferably of at least 25 ° is preferably selected.
  • a conventional laminating mill can be used to carry out the method according to the invention.
  • the first film can be cooled by cooling the laminating roller itself, over which the film runs during the lamination with the second film.
  • any other cooling device with the same effect can also be provided, such as a cooling channel through which the first film runs.
  • the web speed of the films is typically selected in the range from 200 to 300 m / min., Preferably from 200 to 250 m / min., For the process according to the invention.
  • the amount of adhesive system applied depends on the type of film to be laminated and the type of adhesive system itself.
  • the application amount is usually between 1.5 to 4 g / m 2 , preferably 2.0 to 3.0 g / m 2 and in particular 2.5 to 2.7 g / m 2 .
  • the web tension should be regulated so that a uniform tension is exerted both on the two individual films and on the laminated film composite. This measure increases the overall product quality. This also promotes the quality of the adhesive and the winding of the film.
  • any solvent-free adhesive system can be used for the method according to the invention.
  • These adhesive systems contain as an adhesive component a polyester resin with hydroxyl end groups, which is the reaction product of a linear aliphatic diol with 2 to 10 carbon atoms and a linear dicarboxylic acid.
  • the polyester resin is crystalline at room temperature and has a melting point of about 80 ° C or less, with lower melting polyester resins being preferred.
  • the number average molecular weight (M n ) is from about 300 to about 5,000 and the OH number is from about 20 to 350, with from about 100 to about 250 being preferred.
  • aliphatic, preferably linear, or aromatic diisocyanate is used as the hardener component.
  • aliphatic diisocyanates as can also be used in a suitable manner according to the invention, are polymeric hexamethylene diisocyanate and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate.
  • aromatic diisocyanates are methylene diphenyl diisocyanate and toluene diisocyanate.
  • polyester resins are the reaction products of C 3 -C 6 diols, in particular n-butanediol and n-hexanediol, with adipic acid, azelaic acid and sebacic acid, with adipic acid being preferred.
  • aliphatic hardeners in particular can also advantageously be processed with the method according to the invention.
  • the use of aliphatic hardeners can be particularly advantageous for composite films that are intended for the food sector due to their health and ecological safety.
  • Adhesive layers obtained with aliphatic hardener components are also lightfast, that is to say in contrast to adhesive layers obtained with aromatic hardener components, they do not yellow under the influence of light such as daylight.
  • composite films obtained by the process according to the invention with aliphatic hardeners are ready for further processing after a post-curing time of approximately three days.
  • an aliphatic adhesive system is used for the present invention, which contains a polyester resin as adhesive component, which is sold by Rohm and Haas (formerly Morton) under the name Mor-Free VP 130-01, and polymeric hexamethylene as hardener components -Diisocyanate, which is marketed by Rohm and Haas under the name Mor-Free VP 200 C.
  • the ratio of adhesive component to hardener component can vary depending on the type of film to be connected and is typically chosen according to the manufacturer's instructions.
  • a suitable mixing ratio for the process according to the invention can be selected in a range from preferably 100: 55 to 100: 70 (adhesive: hardener).
  • the proportion of hardener can be increased as required without impairing the barrier properties of the composite films obtained.
  • aliphatic and aromatic diisocyanates can be used for the hardener component.
  • the properties of the adhesive layer and thus of the composite film also depend on the type of the individual adhesive system components used, such as the hardener components used, certain properties of the composite film obtained can be modified as required by the use of such systems.
  • aromatic hardener components can improve the barrier resistance of the composite film against moist gases.
  • the proportion of aromatic monomers in the hardener component is in principle not subject to any restrictions, the proportion of aromatic monomers in the hardener component should be chosen such that no free aromatic diisocyanates are detectable in the adhesive layer obtained after the hardening time of the composite film. In other words, after the curing time, the total amount of aromatic hardeners should have reacted with the adhesive component.
  • the proportion of free aromatic monomers is selected in a range of approximately 0.1%. It has been shown that with a proportion of approximately 0.1% of aromatic monomer, the aromatic monomer in the composite film obtained can no longer be detected after seven days.
  • a suitable example of a hardener component which contains approximately 0.1% of aromatic diisocyanates are hardeners, such as those sold by Rohm and Haas under the names Mor-Free VP 413 A / S and Mor-Free VP 413 A. ,
  • the method according to the invention is suitable for laminating any materials known per se for the production of composite films, such as plastic films, metallized plastic films with a thin metal coating, for example an aluminum coating, or also for laminating plastic films on paper.
  • plastic films are films made of polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephythalate, polyamide such as PA6 and co-extruded films.
  • the number of foils that make up the composite foil is in principle not subject to any particular restriction.
  • the composite film can therefore contain two, three, four or more films.
  • Such films are also the subject of the invention.
  • a barrier layer made of an adhesive system that the reaction product of a polyester resin with hydroxyl end groups as the adhesive component and an aliphatic or aromatic diisocyanant as the hardness component
  • water vapor transmission rates of less than 1 g / (m 2 xd), and preferably of less than 1, 5 g / (m 2 xd) are obtained.
  • Such composite films obtained according to the invention also show particularly low values for the oxygen permeability and nitrogen and carbon dioxide permeability.
  • composite foils can be obtained from metallized plastic foils, the composite foils obtained being virtually impermeable to water vapor and the gases mentioned.
  • a PVDC-coated polyester film as is commercially available, is preferably used, such as, for example, a PVDC-coated PET film with a thickness of 12 ⁇ m.
  • FIG. 1 schematically shows a laminating device as can be used for the method according to the invention.
  • the adhesive system components preheated to the application temperature are in a mixing tube 1, for example in the vortex process mixed and sprayed into a gap 9 between a pre-metering 2 and metering roller 3 and applied to the first film A via an application roller 4.
  • the coating of the coated first film A with the second film B is preferably carried out immediately after the adhesive has been applied, in that the coated first film A is passed over a cooled laminating roller 5 for cooling and simultaneous laminating. As the coated first film A runs over the cooled laminating roller 5, the adhesive system applied to the first film A is subjected to immediate cooling, similar to a quenching.
  • the cooling roller 5 is typically cooled to 15 ° C to 25 ° C.
  • the device shown is additionally provided with pressure rollers (called impression roller) 6 and 7 and a supporting pressure roller (called impression roller) 8.
  • impression roller pressure rollers
  • impression roller a supporting pressure roller
  • the pressure roller 6 is applied above the application roller 4 and the pressure roller 7 provides the necessary pressure for the incoming second foil B to be laminated onto the coated first foil.
  • the laminated film composite leaves the laminating roller 5 in the direction of the arrow shown in FIG. 1 and reaches a winding (not shown in the figure).
  • the composite film is preferably subjected to a second cooling again before winding.
  • the composite film can be passed over a second cooling roller (not shown).
  • This second chill roll is also typically cooled to 15 ° C to 25 ° C.
  • the individual components of the adhesive system i.e. the adhesive component and the hardener component, are heated to the application temperature for a sufficiently long period of time before mixing and applying to the first film in order to achieve a homogeneous heating of the amount of adhesive and the amount of hardener.
  • the individual components can be placed in heat containers.
  • the individual components of the adhesive system are preferably kept under a protective gas atmosphere, such as a nitrogen atmosphere.
  • the films to be laminated can be subjected to a corona treatment before laminating, in order to improve the wettability with adhesive, in order to achieve an improvement in the bond strength.
  • Foil composites that have been subjected to a corona pretreatment tend to have electrostatic attraction effects. Corona pretreatment should therefore be avoided for applications in which such side effects can interfere.
  • the tension that is exerted on the individual foils A and B and on the foil composite is to be coordinated with one another so that a uniform tension is exerted on the foils or the foil composite.
  • the general product quality can be increased and tension-free film composites can be obtained.
  • the winding of the film composite is also supported and a uniform winding is obtained.
  • the foils were laminated using a Variocoater LF laminating machine manufactured by Windmöller & Hölscher (W&H).
  • a polyester resin with hydroxyl end groups was used as the adhesive component
  • Rohm and Haas is sold under the product name Mor-Free VP 200 C.
  • the adhesive system components were preheated in heat containers under a nitrogen atmosphere to the application temperature of 60 ° C.
  • the temperature control was carried out for an adhesive system quantity of 400 kg for 24 hours.
  • the supply lines for the adhesive components to the metering gap 9 between the front metering roller 2 and metering roller 3 were made via heated supply systems.
  • the application quantity was between approx. 2.6 to 3.0 g / m 2 and the production speed was 200 m / min.
  • the temperature of the laminating roller was set at 20 ° to 25 ° C.
  • a second chill roll was provided before winding, which also had a temperature of 20 ° to 25 ° C.
  • a polyester resin was used as the adhesive component, which is sold by Rohm and Haas under the product name Mor-Free XVP PE 130-01.
  • a hardener component with aromatic diisocyanate was used, as is also marketed by Rohm and Haas under the product name Mor-Free 413 A with a proportion of free toluene diisocyanate (TDI) of less than 0.1%.
  • TDI free toluene diisocyanate
  • Mor-Free VP 200C with hexamethylene-1, 6-diisocyanate from Rohm and Haas was used as the hardener component.
  • the application rate for Examples 7 and 9 was between 2.8-2.9 g / m 2 or between 2.6-2.8 g / m 2 and for Example 8 between 2.5-2.6 g / m 2 ,
  • PP means polypropylene, PE polyethylene, PA polyamide, PET polyethylene terephthalate, LDPE low density polyethylene, LLDPE linear low density PE, met.PP or met.PET metallized PP or metallized PET, C (reproduced) a co-extruded Foil with a second thin layer of polyethylene, U (prefixed) an unoriented foil and O (prefixed) an oriented foil, and X (repositioned) a coating with PVDC (polyvinyl dichloride).
  • PVDC polyvinyl dichloride
  • test conditions were:
  • Determination of the oxygen permeability The determination was made according to DIN 53 380. The test conditions were
  • the lower detection limit of the test method used is
  • test conditions were:
  • test conditions were:
  • the lower detection limit of the test method used is
  • OPP C 20 // white PE 30 to 100 PET 12 // met. OPP C 20
  • OPP 20 // met.
  • OPP 15 to 20 // PE 30 to 100 PET 12 // met.
  • OPP 15 to 20 // PE 30 to 100 PET 12 // met.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien unter Verwendung eines lösungsmittelfreien Klebersystems, vorzugsweise eines Klebersystems umfassend ein Polyesterharz mit Hydroxylendgruppen als Kleberkomponente und ein insbesondere aliphatisches Diisocyanat als Härterkomponente sowie damit erhältliche Verbundfolien.

Description

Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien Klebersystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien mittels eines lösungsmittelfreien Klebersystems, insbesondere von Verbundfolien mit Barriereeigenschaften sowie nach diesem Verfahren erhältliche Verbundfolien.
In der Verpackungsindustrie werden je nach Verpackungsgut Verpackungsmaterialien mit den unterschiedlichsten Eigenschaftsprofilen gefordert. Je nach Verpackungsgut kann es erwünscht sein, dass das eingesetzte Verpackungsmaterial für Gase wie zum Beispiel Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und Feuchtigkeit durchlässig ist, oder eine verringerte Durchlässigkeit beziehungsweise Undurchlässigkeit aufweist.
Verpackungsmaterialien mit Barriereeigenschaften sollen insbesondere die in der Verpackung enthaltene beziehungsweise vorgesehene Atmosphäre, zum Beispiel Stickstoff-Schutzgasatmosphäre, bewahren können, um so die Qualität des Verpackungsguts auch über einen längeren Zeitraum garantieren zu können.
Weiter sollen derartige Materialien das Eindringen von Sauerstoff und/oder Feuchtigkeit in die Verpackung verhindern, die die Ware verderben könnten.
Besondere hohe Anforderungen an die Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterialien werden insbesondere von der Lebensmittelindustrie und ähnlichen Industrien gestellt.
Neben den für den jeweiligen Anwendungszweck erforderlichen Eigenschaften sollen die eingesetzten Verpackungsmaterialien möglichst kostengünstig sein. Dies setzt entsprechend wirtschaftliche Herstellungsverfahren voraus.
BESTATIGUNGSKOPIE Um die Barriereeigenschaften von Folien zu erhöhen, werden zwei oder mehrere Folien unter Ausbildung einer Verbundfolie miteinander verklebt, wobei als Kleber ein Kleber mit Barriereeigenschaften eingesetzt wird. Somit können erfindungsgemäß 2-fache, 3-fache, 4-fache Verbundfolien und Verbundfolien mit mehr als 4 Folien erhalten werden.
Bevorzugt eingesetzte Klebersysteme sind lösungsmittelfrei, da hierbei die energieintensive, zusätzliche Arbeitsschritte erfordernde und damit kostenaufwendige Entfernung von Lösungsmitteln entfällt, wie sie in üblichen lösungsmittelhaltigen Klebersystemen vorhanden sind.
So wurde in der EP 0 906 944 vorgeschlagen, ein lösungsmittelfreies Klebersystem auf Polyurethanbasis für die Herstellung von Verbundfolien mit Barriereeigenschaften einzusetzen, das ein Polyesterharz mit Hydroxylgruppen als erste Kleberkomponente und ein Diisocyanat als zweite Härterkomponente umfasst. Das Polysterharz mit Hydroxylgruppen wird hierbei erhalten durch Reaktion eines linearen aliphatischen Diols mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen mit einer linearen Dicarbonsäure, wobei n-Butandiol und N-Hexandiol als bevorzugte Diole und Adipinsäure als bevorzugte Dicarbonsäure genannt sind. Das eingesetzte Polyesterharz liegt bei Raumtemperatur in kristalliner Form vor und hat einen Schmelzpunkt von etwa 80° oder weniger, wobei niedriger schmelzende Polyesterharze bevorzugt sind. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts der Polyesterkomponente liegt hierbei zwischen 300 und 5.000, vorzugsweise zwischen 500 und 2.000. Die Hydroxylzahl der Polyesterharzkomponente wird hierbei mit etwa 20 bis etwa 350, vorzugsweise etwa 100 bis etwa 250, angegeben. Aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes des Polyesterharzes kann das Klebersystem auch bei den niedrigen Temperaturen eingesetzt werden, die erforderlich sind, um eine Deformierung oder sonstige Beeinträchtigung der Polymerfolien aufgrund hoher Temperatur auszuschließen.
Als Diisocyanat-Komponente werden aliphatische, vorzugsweise lineare, aber auch aromatische Diisocyanate genannt. Nach dem in der EP 0 906 944 beschriebenen Verfahren werden die beiden Komponenten des Klebersystems auf die Laminiertemperatur erwärmt und unmittelbar vor dem Auflaminieren der zweiten Folie auf die erste Folie aufgetragen. Zur vollständigen Aushärtung der erhaltenen Verbundfolie wird empfohlen, diese anschließend noch mindestens eine Woche zu lagern.
Die in den Arbeitsbeispielen beschriebenen Folien zeigen gute Barriereeigenschaften in Bezug auf die Sauerstoffdurchlässigkeit sowie in einem Fall für die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit.
Aufgrund der gesundheitlichen und ökologischen Bedenken, die mit dem Einsatz von aromatischen Verbindungen verbunden sind, ist es allgemein jedoch wünschenswert, aromatische Diisocyanate als Klebstoffkomponenten zu reduzieren oder durch aliphatische zu ersetzen.
US 4,496,417 beschreibt eine Kaschiervorrichtung zum Verbinden einer Kunststofffolie mit einem Verstärkungsmaterial aus Papier. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird der Kleber gleichzeitig sowohl auf die Kunststofffolie als auch auf die Papierbahn während des Kaschiervorgangs aufgebracht, wobei der Kaschiervorgang auch unter Kühlung erfolgen kann.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien, insbesondere von Verbundfolien mit Barriereeigenschaften, unter Verwendung eines lösungsmittelfreien Klebersystems zur Verfügung stellen, wobei für das Klebersystem aliphatische Diisocyanate problemlos eingesetzt werden können.
Weiter ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Verkürzung der Nach- härtzeit der fertiggestellten Verbundfolien.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien durch Verkleben einer ersten Folie mit einer zweiten Folie mittels eines lösungsmittelfreien Klebersystems, wobei in einer ersten Stufe das Klebersystem auf die Auftragstemperatur vorgewärmt wird, in einer zweiten Stufe das auf die Auftragstemperatur vorgewärmte Klebersystem, gegebenenfalls nach Vermischen von einzelnen Klebersystemkomponenten, auf die erste Folie aufgebracht wird, und in einer dritten Stufe die mit dem Klebersystem eingestrichene erste Folie unter Kühlung mit einer zulaufenden zweiten Folie verbunden wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit Klebersystemen auf Basis von aliphatischen, insbesondere aliphatischen linearen, Diisocyanaten Verbundfolien mit ausgezeichneten Barriereeigenschaften problemlos und wirt- schaftlich erhalten.
Darüber hinaus lässt sich mit diesem Verfahren die Aushärtzeit der Folien auf wenige Tage verkürzen.
Als ein entscheidender Faktor für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich die Temperaturlogistik erwiesen, die insbesondere eine ausreichende Vorwärmung des Klebersystems beziehungsweise seiner Komponenten, die Gewährleistung des Auftrags des Klebersystems auf die erste Folie bei der für die eingesetzten Materialien erforderlichen Auftragstemperatur sowie die Kühlung der ersten Folie während der Kaschierung der zweiten Folie umfasst.
Die Gesamtmenge des Klebersystems, das auf die erste Folie aufgetragen wird, sollte eine möglichst gleichbleibende und gleichförmige Temperatur aufweisen. Die einzelnen Kleberkomponenten werden daher über einen Zeitraum vorge- wärmt, der ausreichend ist, um für die Gesamtmenge der eingesetzten Komponenten eine möglichst gleichförmige Temperatur zu gewährleisten.
Die hierfür erforderliche Zeit variiert je nach gewünschter Auftragstemperatur, Materialmenge und Materialart und ist jeweils in Abhängigkeit der genannten Parameter routinemäßig festzulegen.
Vorteilhaft ist hierbei auch eine Wärmeisolierung des Leitungssystems, mit dem die einzelnen Klebersystemkomponenten zu dem Auftragspunkt in dem Kaschierwerk zugeführt werden, vorzusehen, um Temperaturschwankungen des Klebersystems zu vermeiden.
Durch die durch die vorstehenden Maßnahmen erzielte Genauigkeit und Gleich- förmigkeit der Auftragstemperatur wird die Genauigkeit der Viskosität des Klebersystems garantiert und damit eine gleichförmige Qualität des Kleberauftrags. Zudem wird die Gefahr des Nebeins verhindert, das heißt des Spritzens von auf die Folie aufgebrachtem Klebersystem.
Das Verkleben der zweiten Folie mit der ersten, mit dem Klebersystem versehenen Folie, erfolgt erfindungsgemäß unter Kühlung der ersten Folie. Für die Kühlung wird vorzugsweise die Kaschierwalze, über die die erste Folie während des Verbindens läuft, gekühlt.
Die Temperatur, um die die erste Folie gekühlt wird, liegt hierbei um etwa 15° C oder mehr unterhalb der Temperatur, mit der das Klebersystem auf die erst Folie aufgetragen wird. Vorzugsweise wird eine Temperaturdifferenz von mindestens 20° und insbesondere bevorzugt von mindestens 25° gewählt.
Es wird angenommen, dass die genaue Einstellung des Kleberauftrags in Kombination mit der Kühlung der ersten Folie während der Kaschierung die Eigenschaften, insbesondere die Barriereeigenschaften, der erhaltenen Verbundfolie maßgeblich beeinflussen.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein herkömmliches Kaschierwalzwerk eingesetzt werden.
Die Kühlung der ersten Folie kann durch Kühlung der Kaschierwalze selbst erfolgen, über die die Folie während der Kaschierung mit der zweiten Folie läuft. Es kann jedoch auch jede andere gleichwirkende Kühlvorrichtung vorgesehen werden, wie zum Beispiel ein Kühlkanal, durch den die erste Folie läuft. Die Bahngeschwindigkeit der Folien wird für das erfindungsgemäße Verfahren typischerweise in einem Bereich von 200 bis 300 m/min., vorzugsweise von 200 bis 250 m/min., gewählt.
Die Auftragsmenge des Klebersystems hängt von der Art der zu kaschierenden Folien sowie von der Art des Klebersystems selbst ab. Üblicherweise liegt die Auftragsmenge zwischen 1 ,5 bis 4 g/m2, vorzugsweise 2,0 bis 3,0 g/m2 und insbesondere 2,5 bis 2,7 g/m2.
Zur Erzielung einer guten Folienqualität sollte die Bahnspannung reguliert werden, so dass ein gleichmäßiger Zug sowohl auf die beiden einzelnen Folien sowie auf den kaschierten Folienverbund ausgeübt wird. Durch diese Maßnahme lässt sich die allgemeine Produktqualität steigern. Zudem wird hierdurch die Klebequalität und die Aufwicklung der Folie gefördert.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann prinzipiell jedes lösungsmittelfreie Klebersystem eingesetzt werden.
Geeignete Beispiele für Klebersysteme, wie sie erfindungsgemäß bevorzugt verwendet werden, sind in der eingangs genannten EP 0 906 944 A2 beschrie- ben.
Diese Klebersysteme enthalten als Kleberkomponente ein Polyesterharz mit Hydroxylendgruppen, dass das Reaktionsprodukt eines linearen aliphatischen Diols mit 2 bis 10 Kohlenstoff atomen und einer linearen Dicarbonsäure ist. Das Polyesterharz ist bei Raumtemperatur kristallin und hat einen Schmelzpunkt von ca. 80° C oder weniger, wobei niedriger schmelzende Polyesterharze bevorzugt sind. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) beträgt von etwa 300 bis etwa 5.000 und die OH-Anzahl hat einen Wert von etwa 20 bis 350, wobei von etwa 100 bis etwa 250 bevorzugt sind.
Als Härterkomponente wird ein aliphatisches, vorzugsweise lineares, oder aromatisches Diisocyanat eingesetzt. Beispiele für aliphatische Diisocyanate, wie sie auch erfindungsgemäß in geeigneter Weise eingesetzt werden können, sind polymeres Hexamethylen-Diisocya- nat und Dicyclohexylmethan 4, 4'-Diisocyanat.
Beispiele für aromatische Diisocyanate sind Methylendiphenyldiisocyanat und Toluol-Diisocyanat.
Bevorzugte Beispiele für Polyesterharze sind die Reaktionsprodukte von C3-C6 Diolen, insbesondere n-Butandiol und n-Hexandiol, mit Adipinsäure, Azelain- säure und Sebacinsäure, wobei Adipinsäure bevorzugt ist.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere auch aliphatische Härter vorteilhaft verarbeitet werden. Der Einsatz von aliphatischen Härtern kann insbesondere für Verbundfolien, die für den Lebensmittelbereich bestimmt sind, aufgrund der gesundheitlichen und ökologischen Unbedenklichkeit von Vorteil sein.
Mit aliphatischen Härterkomponenten erhaltene Kleberschichten sind zudem lichtecht, das heißt im Gegensatz zu mit aromatischen Härterkomponenten erhaltenen Kleberschichten vergilben sie nicht unter Lichteinfluss wie Tageslicht.
Darüber hinaus sind Verbundfolien, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit aliphatischen Härtern erhalten worden sind, bereits nach einer Nachhärtzeit von ca. drei Tagen für die weitere Verarbeitung einsatzbereit.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird für die vorliegende Erfindung ein aliphatisches Klebersystem eingesetzt, das als Kleberkomponente ein Polyesterharz enthält, das von der Firma Rohm and Haas (vormals Morton) unter der Bezeichnung Mor-Free VP 130-01 vertrieben wird, und als Härterkomponete polymeres Hexamethylen-Diisocyanat, das von der Firma Rohm and Haas unter der Bezeichnung Mor-Free VP 200 C vertrieben wird. Das Verhältnis von Kleber- komponente zur Härterkomponente kann hierbei je nach Art der zu verbindenden Folien variieren und wird typischerweise entsprechend den Herstellerangaben gewählt. Ein geeignetes Mischungsverhältnis für das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Bereich von vorzugsweise 100 : 55 bis 100 : 70 (Kleber : Härter) gewählt werden.
Je nach Bedarf kann der Anteil an Härter erhöht werden, ohne dass die Barriereeigenschaften der erhaltenen Verbundfolien beeinträchtigt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können für die Härterkomponente aliphatische wie auch aromatische Diisocyanate eingesetzt werden.
Da die Eigenschaften der Kleberschicht und damit der Verbundfolie auch von der Art der einzelnen verwendeten Klebersystemkomponeten, wie zum Beispiel der verwendeten Härterkomponenten, abhängen, können durch den Einsatz von derartigen Systemen je nach Bedarf bestimmte Eigenschaften der erhaltenen Verbundfolie modifiziert werden.
So kann durch Einsatz von aromatischen Härterkomponenten die Barrierebeständigkeit der Verbundfolie gegen feuchte Gase verbessert werden.
Obwohl der Anteil an aromatischen Monomeren in der Härterkomponente prinzipiell keinen Beschränkungen unterliegt, sollte der Anteil an aromatischen Monomeren in der Härterkomponente so gewählt werden, dass nach der Aushärtzeit der Verbundfolie in der erhaltenen Kleberschicht keine freien aromatischen Diisocyanate nachweisbar sind. Mit anderen Worten, nach der Aushärt- zeit sollte der Gesamtanteil an aromatischen Härtern mit der Kleberkomponente reagiert haben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird hierbei der Anteil an freien aromatischen Monomeren, bezogen auf den Gesamtanteil an Härterkomponente, in einem Bereich von etwa 0,1 % gewählt. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Anteil von ca. 0,1 % an aromatischen Monomer das aromatische Monomer in der erhaltenen Verbundfolie bereits nach sieben Tagen nicht mehr nachweisbar ist. Ein geeignetes Beispiel für eine Härterkomponente, die ca. 0,1 % an aromatischen Diisocyanaten enthält, sind Härter, wie sie von der Firma Rohm and Haas unter der Bezeichnung Mor-Free VP 413 A/S und Mor-Free VP 413 A vertrieben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Kaschieren von an sich beliebigen, für die Herstellung von Verbundfolien bekannten Materialien wie Kunststofffolien, metallisierten Kunststofffolien mit einer dünnen Metall- beschichtung, zum Beispiel Alu-Beschichtung, oder auch für die Kaschierung von Kunststofffolien auf Papier.
Beispiele für Kunststofffolien sind Folien aus Polyolefinen wie Polyethylen und Polypropylen, Polyester wie Polyethylenterephythalat, Polyamid wie PA6 und co-extrudierte Folien.
Die Anzahl an Folien, aus denen die Verbundfolie besteht, unterliegt prinzipiell keiner besonderen Beschränkung. Die Verbundfolie kann daher zwei, drei, vier oder mehr Folien enthalten.
Durch den kombinierten Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Klebersystem aus einem Polyesterharz mit Hydroxylendgruppen als Kleberkomponente und einem Diisocyanat als Härterkomponente, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, lassen sich Verbundfolien mit ausgezeichneten Barriereeigenschaften erhalten zum Beispiel in Bezug auf Sauerstofftransmission, Feuchtigkeitstransmission sowie Stickstoff und/oder Kohlendioxid- Transmission.
Derartige Folien sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. So können mit Verbundfolien mit einer Barriereschicht aus einem Klebersystem, dass das Reaktionsprodukt eines Polyesterharzes mit Hydroxylendgruppen als Kleberkompo- nente und eines aliphatischen oder aromatischen Diisocyanants als Härtekomponente ist, Wasserdampfdurchlässigkeiten von weniger als 2, vorzugsweise weniger als 1 ,5 und insbesondere von weniger als 1 g/(m2 x d) mit d = Tag erhalten werden. Insbesondere konnten für Verbundfolien aus einer metallisierten Kunststofffolie und einer PE- bzw. PP-Folie Wasserdampfdurchlässigkeiten von weniger als 1 g/(m2 x d) und vorzugsweise von weniger als 1 ,5 g/(m2 x d) erhalten werden.
Derartige erfindungsgemäß erhaltene Verbundfolien zeigen zudem auch besonders niedrige Werte für die Sauerstoff durchlässigkeit sowie Stickstoff- und Kohlendioxiddurchlässigkeit.
Insbesondere hat sich gezeigt, dass besonders vorteilhafte Verbundfolien aus metallisierten Kunststofffolien erhalten werden können, wobei die erhaltenen Verbundfolien für Wasserdampf und die genannten Gase nahezu undurchlässig sind.
Überraschenderweise hat sich -gezeigt, dass insbesondere die Wasserdampf- durchlässigkeit von mit Polyvinyldichlorid (PVDC) beschichteten Folien wie sie handelsüblich erhalten werden können durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Aufkaschierung einer weiteren Folie erheblich verbessert werden kann. Die Verbesserung tritt auch auf, wenn die weitere aufkaschierte Folie an sich keinen Beitrag zur Verbesserung der Wasserdampfdurchlässigkeit leistet. Damit ist dieser vorteilhafte Effekt eine Folge des erfindungsgemäßen Verfahrens und von der aufzukaschierenden Folie unabhängig.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise eine PVDC-beschichtete Polyesterfolie wie sie im Handel erhältlich ist, eingesetzt, wie zum Beispiel eine PVDC beschichtete PET-Folie mit 12 μm Stärke.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform für- das erfindungsgemäße
Verfahren anhand einer Figur 1 erläutert, die schematisch eine Kaschiervorrich- tung zeigt, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann.
Die auf die Auftragstemperatur vorgewärmten Klebersystemkomponenten werden hierbei in einem Mischrohr 1 beispielsweise im Wirbelverfahren vermischt und in einen Spalt 9 zwischen einer Vordosier- 2 und Dosierwalze 3 gespritzt und über eine Auftragswalze 4 auf die erste Folie A aufgebracht.
Die Kaschierung der eingestrichenen ersten Folie A mit der zweiten Folie B er- folgt vorzugsweise unmittelbar nach dem Kleberauftrag, indem die eingestrichene erste Folie A zur Kühlung und gleichzeitigen Kaschierung über eine gekühlte Kaschierwalze 5 geführt wird. Indem die eingestrichene erste Folie A über die gekühlte Kaschierwalze 5 läuft, wird das auf die ersten Folie A aufgetragene Klebersystem einer unmittelbaren Kühlung, ähnlich einer Abschreckung, unter- zogen.
Die Kühlwalze 5 ist hierbei typischerweise auf 15 °C bis 25 °C gekühlt. Die gezeigte Vorrichtung ist zusätzlich mit Druckwalzen (Presseur genannt) 6 und 7 sowie einer unterstützenden Druckwalze (Stützpresseur genannt) 8 versehen. Die Druckwalze 6 ist oberhalb der Auftragswalze 4 aufgebracht und die Druckwalze 7 sorgt für den nötigen Andruck der auf die eingestrichene ersten Folie zu kaschierenden zulaufenden zweiten Folie B.
Der kaschierte Folienverbund verlässt nach der Kaschierung die Kaschierwalze 5 in Richtung des in Figur 1 gezeigten Pfeils und erreicht eine Aufwicklung (in der Abbildung nicht gezeigt).
Vorzugsweise wird die Verbundfolie vor der Aufwicklung nochmals einer zweiten Kühlung unterzogen. Hierfür kann die Verbundfolie über eine zweite Kühlwalze (nicht gezeigt) geführt werden. Diese zweite Kühlwalze ist hierbei ebenfalls typischerweise auf 15 °C bis 25 °C gekühlt.
Die einzelnen Komponenten des Klebersystems, das heißt die Kleberkomponente und die Härterkomponente, werden vor dem Vermischen und dem Auftrag auf die erste Folie über einen ausreichend langen Zeitraum auf die Auftragstemperatur erwärmt, um eine homogenen Durchwärmung der Klebermenge und der Härtermenge zu erzielen.
Hierzu können die einzelnen Komponenten in Wärmecontainer eingebracht werden. Als Schutz vor Luftfeuchtigkeit werden die einzelnen Komponenten des Klebersystems hierbei vorzugsweise unter einer Schutzgasatmosphäre, wie Stickstoffatmosphäre, gehalten.
Bei Bedarf können die zu kaschierenden Folien vor der Kaschierung einer Korona-Behandlung unterzogen werden, um die Benetzbarkeit mit Kleber zu verbessern, um damit eine Verbesserung der Verbundhaftung zu erzielen.
Folienverbunde, die einer Korona-Vorbehandlung unterzogen worden sind, neigen jedoch zu elektrostatischen Anziehungseffekten. Daher sollte für Anwendungsfälle, in denen derartige Nebeneffekte stören können, auf eine Korona- Vorbehandlung verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Maßnahme ist die Spannung, die auf die einzelnen Folien A und B sowie auf den Folienverbund ausgeübt wird, aufeinander abzustimmen, so dass auf die Folien bzw. den Folienverbund eine gleichmäßige Spannung ausgeübt wird. Durch diese Maßnahme lässt sich die allgemeine Produktqualität steigern und es können spannungsfreie Folienverbunde erhalten werden. Durch die Ausübung einer gleichmäßigen Spannung wird auch die Aufwicklung des Folienverbundes unterstützt und eine gleichmäßige Wickelung erhalten.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von konkreten Beispielen veranschaulicht.
Beispiele 1 bis 9:
In den folgenden Beispielen 1 - 6 werden einige vorteilhafte erfindungsgemäße
Verbundfolien sowie deren Barriereeigenschaften beschrieben, wie sieΥnit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden.
Die Kaschierung der Folien erfolgte mit einer Kaschiermaschine vom Typ Vario- coater LF, hergestellt von Windmöller & Hölscher (W&H).
Als Kleberkomponente wurde ein Polyesterharz mit Hydroxylendgruppen der
Firma Rohm and Haas mit der Produktbezeichnung Mor-Free VP 130-01 einge- setzt sowie als Härterkomponente Hexamethylen-1 ,6-Diisocyanat, wie es von der
Firma Rohm and Haas unter der Produktbezeichnung Mor-Free VP 200 C vertrieben wird.
Die Klebersystemkomponenten wurden in Wärmecontainern unter Stickstoffat- mosphäre auf die Auftragstemperatur von 60° C vortemperiert.
Hierbei wurde die Temperierung für eine Klebersystemmenge von 400 kg 24 Stunden durchgeführt.
Die Zuleitungen für die Kleberkomponenten zu dem Dosierspalt 9 zwischen Vorderdosierwalze 2 und Dosierwalze 3 erfolgte über beheizte Zuleitungs- systeme.
Die Auftragsmenge betrug zwischen ca. 2,6 bis 3,0 g/m2 und die Produktionsgeschwindigkeit 200 m/min. Die Temperatur der Kaschierwalze war auf 20° bis 25° C eingestellt.
Vor der Aufwicklung war eine zweite Kühlwalze vorgesehen, die ebenfalls eine Temperatur von 20° bis 25° C hatte. Für die Beispiele 7 - 9 wurde als Kleberkomponente ein Polyesterharz eingesetzt, das von der Firma Rohm und Haas unter der Produktbezeichnung Mor- Free XVP PE 130-01 vertrieben wird. Hierbei wurden für die Beispiele 7 und 9 eine Härterkomponente mit aromatischen Diisocyanat eingesetzt, wie sie ebenfalls von der Firma Rohm und Haas unter der Produktbezeichnung Mor-Free 413 A vertrieben wird mit einem Anteil an freien Toluoldiisocyanat (TDI) von weniger als 0,1 %.
Für das- Beispiel 8 wurde als Härterkomponente Mor-Free VP 200C mit Hexa- methylen-1 ,6-diisocyanat der Firma Rohm und Haas eingesetzt.
Die Auftragsmenge betrug für Beispiele 7 und 9 zwischen 2,8 - 2,9 g/m2 bzw. zwischen 2,6 - 2,8 g/m2 und für Beispiel 8 zwischen 2,5 - 2,6 g/m2.
In den Beispielen bedeuten PP Polypropylen, PE Polyethylen, PA Polyamid, PET Polyethylenterephthalat, LDPE Iow density polyethylene, LLDPE linear Iow density PE, met.PP bzw. met.PET metalliertes PP bzw. metallisiertes PET, C (nachgestellt) eine co-extrudierte Folie mit einer zweiten dünnen Schicht aus Polyethylen, U (vorangestellt) eine unorientierte Folie und O (vorangestellt) eine orientierte Folie, und X (nachgestellt) eine Beschichtung mit PVDC (Polyvinyl- dichlorid).
Durchführung der Untersuchung der Barriereeigenschaften
1. Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit Die Bestimmung erfolgte nach DIN 53 122, Teil 2 (Elektrolyseverfahren).
Die Prüfbedingungen waren:
Klima D, (23 +/- 0,5) °C und 85 +/- 2 (% relative Luftfeuchtigkeit) Partialdruckdifferenz: 24 mbar
Die Untersuchungen wurde an beiden Seiten der Proben durchgeführt.
Die untere Nachweisgrenze des angewendeten Prüfverfahrens beträgt 0,05 g/(m2 x d) mit d = day (Tag). 2. Bestimmung der Sauerstoffdurchlässigkeit Die Bestimmung erfolgte nach DIN 53 380. Die Prüfbedingungen waren
- für Beispiele 1 bis 6: Trockenes Gas
Temperatur 23° C, und
- für Beispiele 7 bis 9:
Relative Gasfeuchte 50 %
Temperatur 23° C
Die Untersuchungen wurde an beiden Seiten der Proben durchgeführt.
Die untere Nachweisgrenze des angewendeten Prüfverfahrens beträgt
0,25 ml/ (m2 x d x bar) mit d = day (Tag).
3. Bestimmung der Stickstoffdurchlässigkeit
Die Bestimmung erfolgte nach DIN 53 380.
Die Prüfbedingungen waren:
Trockenes Gas
Temperatur 23° C
Die Untersuchungen wurde an beiden Seiten der Proben durchgeführt.
Die untere Nachweisgrenze des angewendeten Prüfverfahrens beträgt 0,25 ml/ (m2 x d x bar) mit d = day (Tag).
4. Bestimmung der Kohlendioxiddurchlässigkeit
Die Bestimmung erfolgte nach DIN 53 380.
Die Prüfbedingungen waren:
Trockenes Gas
Temperatur 23° C
Die Untersuchung wurde an beiden Seiten der Proben durchgeführt.
Die untere Nachweisgrenze des angewendeten Prüfverfahrens beträgt
0,25 ml/ (m2 x d x bar) mit d = day (Tag).
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Beispiel 10:
Analog zu dem in Beispielen 1-9 beschriebenen Verfahren können Verbundfolien mit folgendem Aufbau erhalten werden. Hierbei haben die Abkürzungen die vorstehend genannte Bedeutung.
2-fache Verbundfolien:
OPP C 20 // weißes PE 30 bis 100 PET 12 // met. OPP C 20
3-fache Verbundfolien:
OPP 20 // met. OPP 15 bis 20 // PE 30 bis 100 PET 12 // met. OPP 15 bis 20 // PE 30 bis 100 PET 12 // met. PET 12 // PE 30 bis 100
(Dicke jeweils in μm)
Bezugszeichenliste
A erste Folie (mit Kleberauftrag) B zweite Folie (zulaufend)
1 Mischrohr
2 Vordosierwalze
3 Dosierwalze
4 Auftragswalze 5 Kaschierwalze (gekühlt)
6, 7 Druckwalze (Presseur)
8 Stützwalze (Stützpresseur)
9 Dosierspalt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von kaschierten Verbundfolien durch Verkleben einer ersten Folie mit einer zweiten Folie mittels eines lösungsmittelfreien
Klebersystems, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe das Klebersystem auf die Auftragstemperatur vorgewärmt wird, in einer zweiten Stufe gegebenenfalls die . auf die Auftragstemperatur vorgewärmten Kleberkomponenten miteinander vermischt und auf eine erste Folie au gebracht werden und in einer dritten Stufe die mit dem Klebersystem eingestrichene erste Folie unter Kühlung mit einer zulaufenden zweiten Folie verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Klebersystem als Kleberkomponente ein Polyesterharz mit Hydroxylendgruppen und als Härterkomponente ein Diisocyanat enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Härterkomponente ein aliphatisches Diisocyanat ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Härterkomponente nicht mehr als 0,1 Gewichtsprozent an einem aromatischen Diisocyanat enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie vor dem Aufwickeln einer zweiten Kühlung unterzogen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Auftragstemperatur des Klebersystems und der Kühlung der eingestrichenen ersten Folie mindestens 15° C beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung vor der Aufwicklung der Verbundfolie mittels einer Kühlwalze erfolgt, die auf eine Temperatur in einem Bereich von 15° bis
25° C eingestellt ist.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Folie vor dem Kaschieren einer
Korona-Behandlung unterzogen werden.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrfachverbundfolien durch Verkleben von drei und mehr Folien hergestellt werden.
10. Verbundfolie, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, unter Verwendung eines Klebersystems mit einem Polyesterharz mit Hydroxylendgruppen als Kleberkomponente und einem aliphatischen
Diisocyanat als Härterkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger 2, vorzugsweise weniger 1 ,5, und insbesondere von weniger als 1 g (m2 x d) d = Tag, aufweist.
11. Verbundfolie, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, unter Verwendung eines Klebersystems mit einem Polyesterharz mit Hydroxyendgruppen als Kleberkomponente und einem aliphatischen Diisocyanat als Härterkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der miteinander verbundenen Folien eine metallisierte Kunststofffolie ist.
12. Verbundfolie nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger als 0,2 g (m2 x d), d = Tag, aufweist.
13. Verbundfolie erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie eine Kleberschicht aufweist, die das Reaktionsprodukt eines Polyesterharzes mit Hydroxylendgruppen als Kleberkomponente und einer Härterkomponente mit aromatischen Diisosocyanat ist, wobei der Anteil an aromatischem Diisocyanat in der
Härterkomponente 0,1 Gewichtsprozent nicht übersteigt.
14. Verbundfolie nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbundfolie eine Folie aufweist, die mit Polyvinyldichlorid
(PVDC) beschichtet ist.
15. Verbundfolie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit PVDC beschichtete Folie ein Polyester ist.
6. Verbundfolien nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie eine Mehrfachverbundfolie ist aus drei oder mehr Folien.
EP02757732A 2001-03-30 2002-03-29 Verfahren zur herstellung von verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien klebersystem Withdrawn EP1383653A2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10116065 2001-03-30
DE10116065 2001-03-30
DE10153959 2001-11-06
DE10153959 2001-11-06
PCT/EP2002/003558 WO2002079304A2 (de) 2001-03-30 2002-03-29 Verfahren zur herstellung von verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien klebersystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1383653A2 true EP1383653A2 (de) 2004-01-28

Family

ID=26008965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02757732A Withdrawn EP1383653A2 (de) 2001-03-30 2002-03-29 Verfahren zur herstellung von verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien klebersystem

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1383653A2 (de)
AU (1) AU2002308113A1 (de)
DE (1) DE10214006A1 (de)
WO (1) WO2002079304A2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258431B4 (de) * 2002-12-13 2008-03-06 National Starch & Chemical Gmbh & Co. Kg Haus- oder Wohnungseingangstür
AU2006285224B2 (en) * 2005-08-29 2012-02-09 Exopack-Technology, Llc Grease-resistant pinch-bottom bag having adhesive closure, adhesive closure for bag, and related methods
US9056697B2 (en) 2008-12-15 2015-06-16 Exopack, Llc Multi-layered bags and methods of manufacturing the same
DE102009003473A1 (de) * 2009-02-12 2010-09-23 Fsd Folienservice Deutschland Gmbh Kaschierverfahren sowie Kaschiervorrichtung
CN108162559B (zh) * 2017-12-20 2020-01-07 浙江科达包装机械厂 一种编织袋四辊复合装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4496417A (en) * 1982-11-12 1985-01-29 Adolph Coors Company Control stretch laminating device
NZ331408A (en) * 1997-09-17 1999-10-28 Morton Int Inc Solvent free urethane adhesive composition containing a mixture of hydroxy-terminated polyester and diisocyanate
JP4524463B2 (ja) * 1999-07-27 2010-08-18 三井化学株式会社 ガスバリア性ポリウレタン樹脂及びこれを含むガスバリア性フィルム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO02079304A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10214006A1 (de) 2002-10-24
AU2002308113A1 (en) 2002-10-15
WO2002079304A2 (de) 2002-10-10
WO2002079304A3 (de) 2003-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2907186C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines hochglänzenden Verbundmaterials
DE4143454C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines wasserdampfdurchlässigen Materials sowie ein solches Material
WO2009043777A2 (de) Verfahren zur herstellung eines leichtblechs
DE2431984C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen
DE1814910C2 (de) Dielektrikum für Kondensatoren
WO2010108953A1 (de) Extrusionsbeschichtetes band für starre verpackungen
EP0542160B1 (de) Heisssiegelbeschichtung auf Dispersionsbasis
DE4121703A1 (de) Folienbildender, strahlenhaertbarer und feuchtigkeitshaertender kaschierklebstoff, verfahren zum kaschieren von textilen bahnen mit diesem kaschierklebstoff und textiles material aus textilen bahnen und folien des kaschierklebstoffes
DE1810608C3 (de) Druckempfindliches Übertragungselement und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1383653A2 (de) Verfahren zur herstellung von verbundfolien mit einem lösungsmittelfreien klebersystem
DE2918923C2 (de) Schichtstoff mit einer Polyvinylidenfluoridschicht
EP0481266A1 (de) Folie
DE3307090A1 (de) Verfahren zum herstellen eines schichtstoffes aus kohlenstoff
EP1824938B1 (de) Primerlose verklebung von profilen
EP1517786B1 (de) Mehrschichtmaterialien zum herstellen von verpackungen
EP1119455A1 (de) Mit mehreren schichten beschichtete folien und deren verwendung im automobilbau
EP0283651B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Lackschichten und Lackfolien
DE1469467C3 (de)
DE4121716C2 (de) Schmelzkleber und dessen Verwendung
DE3110754A1 (de) Verfahren zur herstellung eines mit durch elektronenstrahlen gehaertetem lack beschichtetem flaechenfoermigen traegermaterials mit matter oberflaeche
EP3323606B1 (de) Trennverbund
EP0795574B1 (de) Folie mit einseitig rauher Siegelschicht und daraus hergestellte Verbundfolien
EP3098070B1 (de) Verpackungselement
EP0717145A1 (de) Basispapier für dekorative Beschichtungswerkstoffe
DE3033131A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von schichtstoffen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030822

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040305

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20070711