EP1815064A1 - Packaging material comprising a coating with microcapsules - Google Patents

Packaging material comprising a coating with microcapsules

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EP1815064A1
EP1815064A1 EP05820652A EP05820652A EP1815064A1 EP 1815064 A1 EP1815064 A1 EP 1815064A1 EP 05820652 A EP05820652 A EP 05820652A EP 05820652 A EP05820652 A EP 05820652A EP 1815064 A1 EP1815064 A1 EP 1815064A1
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EP
European Patent Office
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weight
heat storage
latent heat
packaging material
storage material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05820652A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gabriele Lang-Wittkowski
Peter Schlichting
Ekkehard Jahns
Norbert Heidinger
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
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Publication of EP1815064A1 publication Critical patent/EP1815064A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a packaging material in the form of a composite comprising at least one carrier made of paper or cardboard, to which at least one paper coating slip layer, optionally a printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, processes for their preparation and their use for food packaging. It further relates to a paper coating slip, a printing ink and a thermoplastic layer to be used according to the invention.
  • Neopor ® are typically (manufacturer BASF Aktiengesellschaft) or expanded polypropylene.
  • the insulation is based on the poor heat conduction of these materials.
  • a disadvantage is the large volume of these insulating materials.
  • it is often important to transport or store as much product per unit volume as possible and not to generate transportation or storage costs for bulky packaging. Especially in the food sector with rather low-priced goods voluminous packaging are uneconomical.
  • latent heat storage material into the packaging.
  • the operation of latent heat storage is based on the transformation enthalpy occurring during the solid / liquid phase transition, which means an energy absorption or energy release to the environment. They can thus be used for temperature maintenance in a defined temperature range.
  • JP 2001 357250 describes building applications in which cardboard with microencapsulated latent heat storage material is used as floor, wall and ceiling material.
  • the microcapsules based on urea-formaldehyde resin and melamine-formaldehyde resin are added to the paperboard during paperboard production.
  • melamine- or urea-formaldehyde-based microcapsules are undesirable because of possible formaldehyde emissions.
  • WO-A-0292911 teaches a paper or paperboard composition containing wet-laid short fibers and microencapsulated latent heat storage materials and the use of the soles or wrappers papers.
  • WO-A-03002424 teaches a paper-based packaging material to which microcapsules are added to the paper pulp.
  • EP 764 081 teaches a thermal barrier of two spaced trays with intervening compartments filled with latent heat storage material which may be microencapsulated.
  • JP-A-2001 097459 teaches the coating of a polyester fiber fleece with microencapsulated latent heat storage materials.
  • the obtained nonwoven fabric is then laminated with an air cushion layer and a bag for medicaments or foodstuffs formed therefrom. Furthermore, there is talk of raw paper whose sizing agent contains microencapsulated latent heat storage material.
  • WO-A-97/23968 teaches a holding tank, in the bottom of which containers with latent heat storage material are located.
  • GB-A-2336899 teaches a warming device, such as a plate, having in its bottom a cavity filled with latent heat storage material.
  • JP 2003 2237848 teaches a food container with a resin composition applied to the container surface.
  • the resin composition contains microencapsulated latent heat storage material with a capsule wall based on acrylates without going into detail on concrete acrylate compositions as wall material.
  • the object of the present invention was to provide a paper-based packaging material, preferably a formaldehyde-free packaging material, from which the conventional packaging containers can be molded and which can additionally store heat from the environment so as to keep the goods stored therein cool.
  • a packaging material comprising at least one carrier made of paper or cardboard onto which at least one paper coating slip layer, if appropriate a printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, wherein at least one of the applied layers microencapsulated Latentippo ⁇ storage material contains, found.
  • a packaging material in the form of a composite comprising at least one carrier made of paper or cardboard, to which at least one paper coating slip layer, optionally a printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, wherein at least one of the applied Layers micro-encapsulated latent heat storage material is contained and the capsule wall of the microencapsulated latent heat storage material is constructed
  • the microcapsules according to the invention are particles with a capsule core consisting predominantly, to more than 95 wt .-%, of latent heat storage material and a polymer as a capsule wall.
  • the capsule core is solid or liquid depending on the temperature.
  • the average particle size of the capsules (Z means by means of light scattering) is 0.5 to 100 ⁇ m, preferably 1 to 80 ⁇ m, in particular 1 to 50 ⁇ m.
  • the weight ratio of capsule core to capsule wall is generally from 50:50 to 95: 5.
  • Preferred is a core / wall ratio of 70:30 to 93: 7.
  • latent heat storage materials are substances which have a phase transition in the temperature range in which heat transfer is to be carried out.
  • the latent heat materials a solid / liquid phase transition in the temperature range of -30 to 3O 0 C, in particular from -30 to 2O 0 C and very particularly preferably from -30 to 0 to 10 C, depending on the desired application.
  • the latent heat storage material is an organic, preferably lipophilic substance.
  • Suitable substances may be mentioned by way of example: aliphatic hydrocarbon compounds, such as saturated or unsaturated C 10 -C 40 -hydrocarbons, which are branched or preferably linear, for example, such as n-tetradecane, n-pentadecane, n-hexadecane, n-heptadecane, n-octadecane, n-nonadecane, n-eicosane, n-heneicosane, n-docosane, n-tricosane, n-tetracosane, n-pentacosane, n-hexacosane, n-heptacosane, n-octacosane and cyclic
  • Hydrocarbons e.g. Cyclohexane, cyclooctane, cyclodecane;
  • aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, naphthalene, biphenyl, o- or m-terphenyl, C 1 -C 4 o-alkyl-substituted aromatic hydrocarbons such as dodecylbenzene, tetradecylbenzene, hexadecylbenzene, hexylnaphthalene or
  • saturated or unsaturated C 6 -C 3 o-fatty acids such as lauric, stearic, oleic or behenic acid, preferably eutectic mixtures of decanoic acid with for example, myristic, palmitic or lauric acid;
  • Fatty alcohols such as lauryl, stearyl, oleyl, myristyl, cetyl alcohol, mixtures such as coconut fatty alcohol and the so-called oxo alcohols, which are obtained by hydroformylation of ⁇ -olefins and further reactions;
  • C 6 -C 3 o-fatty amines such as decylamine, dodecylamine, tetradecylamine or hexadecylamine;
  • Esters such as C 10 alkyl esters of fatty acids such as propyl palmitate, methyl stearate or methyl palmitate and preferably their eutectic mixtures or
  • waxes such as montanic acid waxes, montan ester waxes, carnauba wax, polyethylene wax, oxidized waxes, polyvinyl ether wax, ethylene vinyl acetate wax or Fischer-Tropsch wax waxes;
  • halogenated hydrocarbons such as chlorinated paraffin, bromoctadecane, bromopentadecane, bromononadecane, bromeicosane, bromodocosane.
  • mixtures of these substances are suitable, as long as it does not come to a melting point lowering outside the desired range, or the heat of fusion of the mixture is too low for a meaningful application.
  • n-alkanes for example, the use of pure n-alkanes, n-alkanes with a purity of greater than 80% or of alkane mixtures, as obtained as a technical distillate and are commercially available as such.
  • soluble compounds to the capsule core-forming substances so as to prevent the freezing point depression which sometimes occurs with the nonpolar substances.
  • compounds having a melting point 20 to 120 K higher than the actual core substance are the fatty acids mentioned above as lipophilic substances, fatty alcohols, fatty amides and aliphatic hydrocarbon compounds. They are added in amounts of from 0.1 to 10% by weight, based on the capsule core.
  • the latent heat storage material is selected depending on the temperature range in which the heat storage is desired. For example, used for frozen food latent heat storage materials whose solid / liquid phase transition in the temperature range of -30 to 0 0 C is. For temperature stabilization of fresh goods, for example dairy products, latent heat storage material with a phase transition in the temperature range from 0 to 15 ° C. is preferably used. Trains t is Bevor ⁇ therefore a material having a transformation temperature in the range -30 to 30 0 C, preferably 0 to 20 C, in particular -20 to 15 ° C. In this case, the choice of the transformation temperature may be dependent, for example, on the desired ambient temperature and the type of interruption of the cold chain.
  • microencapsulated latent heat storage materials offer the advantage of mixing different microcapsules with latent heat storage material of different temperatures in order to meet an even more specific requirement profile.
  • Preferred latent heat storage material are aliphatic hydrocarbons particularly preferably those enumerated above by way of example.
  • aliphatic hydrocarbons having 10 to 17 carbon atoms and mixtures thereof are preferred.
  • thermosetting polymers are thermosetting polymers. Under thermosetting wall materials are to be understood that do not soften due to the high degree of crosslinking, but decompose at high temperatures. Suitable thermosetting wall materials are, for example, highly crosslinked formaldehyde resins, highly crosslinked polyureas and highly crosslinked polyurethanes and highly crosslinked methacrylic acid ester polymers.
  • Formaldehyde resins are understood as meaning reaction products of formaldehyde with
  • Triazines such as melamine
  • Carbamides such as urea
  • Phenols such as phenol, m-cresol and resorcinol
  • Amino and amido compounds such as aniline, p-toluenesulfonamide, ethyleneurea and guanidine,
  • Formaldehyde resins which are preferred as capsule wall material are urea-formaldehyde resins, urea-resorcinol-formaldehyde resins, urea-melamine resins and melamine-formaldehyde resins.
  • urea-formaldehyde resins urea-resorcinol-formaldehyde resins
  • urea-melamine resins urea-melamine resins
  • melamine-formaldehyde resins are preferred.
  • the resins are used as prepolymers.
  • the prepolymer is still soluble in the aqueous phase and migrates in the course of the polycondensation at the interface and surrounds the oil droplets.
  • Processes for microencapsulation with formaldehyde resins are well known and described for example in EP-A-562 344 and EP-A-974 394.
  • Capsule walls of polyureas and polyurethanes are also known from the copying papers.
  • the capsule walls are formed by reaction of NH 2 groups or OH-containing reactants with di- and / or polyisocyanates.
  • Suitable isocyanates are, for example, ethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate and 2,4- and 2,6-
  • Toluene diisocyanate is also mentioned are polyisocyanates such as biuret derivatives, polyuretonimines and isocyanurates. Suitable reactants are: hydrazine, guanidine and its salts, hydroxylamine, di- and polyamines and amino alcohols.
  • Such interfacial polyaddition processes are known, for example, from US 4,021,595, EP-A 0 392 876 and EP-A 0 535 384.
  • Preference is given to microcapsules whose capsule wall is a highly crosslinked methacrylic ester polymer. The degree of crosslinking is achieved with a crosslinker> 10 wt .-% based on the total polymer.
  • the wall-forming polymers are from 10 to 10.
  • the polymers may contain up to 80% by weight, preferably 5 to 60% by weight, in particular 10 to 50% by weight, of a bi- or polyfunctional monomer as monomers II, which is insoluble or sparingly soluble in water, incorporated in copolymerized form.
  • the polymers may contain up to 90% by weight, preferably up to 50% by weight, in particular up to 30% by weight, of other monomers III in copolymerized form.
  • Suitable monomers I are C 1 -C 24 -alkyl esters of acrylic and / or methacrylic acid. Particularly preferred monomers I are methyl, ethyl, n-propyl and n-butyl acrylate and / or the corresponding methacrylates. Iso-propyl, isobutyl, sec-butyl and tert-butyl acrylate and the corresponding methacrylates are preferred. Further, methacrylonitrile is mentioned. Generally, the methacrylates are preferred.
  • Suitable monomers II are bi- or polyfunctional monomers which are insoluble or sparingly soluble in water but have good to limited solubility in the lipophilic substance. Sparingly is less than 60 g / l to understand at 2O 0 C a solubility.
  • bi- or polyfunctional monomers is meant compounds having at least 2 non-conjugated ethylenic double bonds.
  • divinyl and polyvinyl monomers come into consideration, which cause cross-linking of the capsule wall during the polymerization.
  • Preferred bifunctional monomers are the diesters of diols with acrylic acid or methacrylic acid, furthermore the diallyl and divinyl ethers of these diols.
  • Preferred divinyl monomers are ethanediol diacrylate, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, methallyl methacrylamide and allyl methacrylate. Particular preference is given to propanediol, butanediol, pentanediol and hexanediol diacrylate or the corresponding methacrylates.
  • Preferred polyvinyl monomers are trimethylolpropane triacrylate and methacrylate, pentaerythritol triallyl ether and pentaerythritol tetraacrylate.
  • monomers III other monomers come into consideration, preference is given to monomers IHa such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinylpyridine.
  • water-soluble monomers INb e.g. Acrylonitrile, methacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, N-vinylpyrrolidone, 2-hydroxyethyl acrylate and methacrylate and acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid.
  • N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate may be mentioned in particular.
  • These further ethylenically unsaturated monomers may be the monomers I, II or III hitherto not mentioned for this embodiment.
  • microcapsules of this embodiment formed Since they usually have no significant influence on the microcapsules of this embodiment formed, their proportion is preferably ⁇ 20 wt .-%, in particular ⁇ 10 wt .-%.
  • Such microcapsules and their preparation are described in EP-A-1 251 954, to which reference is expressly made.
  • microcapsules suitable for use according to the invention can be prepared by a so-called in situ polymerization.
  • microcapsules and their preparation are known from EP-A-457 154, DE-A-10 139 171, DE-A-102 30 581 and EP-A-1 321 182, to which reference is expressly made.
  • the microcapsules are prepared by preparing from the monomers, a radical initiator, a protective colloid and the lipophilic substance to be encapsulated a stable oil-in-water emulsion in which they are present as a disperse phase. Subsequently, the polymerization of the monomers is initiated by heating and controlled by further increase in temperature, wherein the resulting polymers form the capsule wall, which encloses the lipophilic substance.
  • the polymerization is carried out at 20 to 100 ° C, preferably at 40 to 8O 0 C.
  • the dispersion and polymerization temperature should be above the melting temperature of the lipophilic substances.
  • the polymerization is expediently continued for a time of up to 2 hours in order to reduce residual monomer contents.
  • This can be done physically in a manner known per se by distillative removal (in particular via steam). distillation) or by stripping with an inert gas.
  • distillative removal in particular via steam. distillation
  • stripping with an inert gas can be done chemically, as described in WO 9924525, advantageously by redox-initiated polymerization, as described in DE-A-4 435 423, DE-A-4419518 and DE-A-4435422.
  • Preferred protective colloids are water-soluble polymers, since these reduce the surface tension of the water from 73 mN / m to a maximum of 45 to 70 mN / m and thus ensure the formation of closed capsule walls and microcapsules with preferred particle sizes between 1 and 30 .mu.m, preferably 3 and 12 ⁇ m, form.
  • the microcapsules are prepared in the presence of at least one organic protective colloid, which may be both anionic and neutral. It is also possible to use anionic and nonionic protective colloids together. Preference is given to using inorganic protective colloids, optionally mixed with organic protective colloids or nonionic protective colloids.
  • Organic neutral protective colloids are cellulose derivatives such as hydroxyethylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, methylcellulose and carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, copolymers of vinylpyrrolidone, gelatin, gum arabic, xanthan, sodium alginate, casein, polyethylene glycols, preferably polyvinyl alcohol and partially hydrolyzed polyvinyl acetates and methylhydroxypropylcellulose.
  • Suitable anionic protective colloids are polymethacrylic acid, the copolymers of sulfoethyl acrylate and methacrylate, sulfopropyl acrylate and methacrylate, N- (sulfoethyl) -maleimide, 2-acrylamido-2-alkylsulfonic acids, styrenesulfonic acid and vinylsulfonic acid.
  • Preferred anionic protective colloids are naphthalenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensates and above all polyacrylic acids and phenolsulfonic acid-formaldehyde condensates.
  • the anionic and nonionic protective colloids are generally used in amounts of from 0.1 to 10% by weight, based on the water phase of the emulsion.
  • inorganic protective colloids so-called Pickering systems, which allow stabilization by very fine solid particles and insoluble in water, but are dispersible or insoluble and not dispersible in water but wettable by the lipophilic substance.
  • a Pickering system can consist of the solid particles alone or in addition of auxiliaries which improve the dispersibility of the particles in water or the wettability of the particles by the lipophilic phase.
  • the inorganic solid particles may be metal salts, such as salts, oxides and hydroxides of calcium, magnesium, iron, zinc, nickel, titanium, aluminum, silicon, barium and manganese.
  • metal salts such as salts, oxides and hydroxides of calcium, magnesium, iron, zinc, nickel, titanium, aluminum, silicon, barium and manganese.
  • These include magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, calcium oxalate, calcium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide and zinc sulfide.
  • Silicates, bentonite, hydroxyapatite and hydrotalcites are also mentioned. Particularly preferred are highly disperse silicas, magnesium pyrophosphate and tricalcium phosphate.
  • the Pickering systems can both be added to the water phase first, as well as added to the stirred oil-in-water emulsion. Some fine, solid particles are produced by precipitation as described in EP-A-1 029 018 and EP-A-1 321 182.
  • the highly dispersed silicas can be dispersed as fine, solid particles in water. But it is also possible to use so-called colloidal dispersions of silica in water.
  • the colloidal dispersions are alkaline, aqueous mixtures of silica. In the alkaline pH range, the particles are swollen and stable in water.
  • the pH of the oil-in-water emulsion is adjusted to pH 2 to 7 with an acid.
  • the inorganic protective colloids are generally used in amounts of 0.5 to 15 wt .-%, based on the water phase.
  • the organic neutral protective colloids are used in amounts of from 0.1 to 15% by weight, preferably from 0.5 to 10% by weight, based on the water phase.
  • the spraying of the aqueous polymer dispersion in the stream of hot air can take place, for example, by means of single-fluid or multi-fluid nozzles or via a rotating disk.
  • the deposition of the polymer powder is usually carried out using cyclones or filter separators.
  • the sprayed aqueous polymer dispersion and the hot air stream are preferably conducted in parallel.
  • spray-auxiliaries are added to the spray-drying in order to facilitate the spray-drying or to set certain powder properties, e.g. Low dust, free-flowing or improved redispersibility.
  • spraying aids are familiar to the person skilled in the art. Examples thereof can be found in DE-A 19629525, DE-A 19629526, DE-A 2214410, DE-A 2445813, EP-A 407889 or EP-A 784449.
  • Advantageous spray aids are, for example, water-soluble polymers of the polyvinyl alcohol or partially hydrolyzed polyvinyl acetates, cellulose derivatives such as Hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, methylcellulose, methylhydroxyethylcellulose and methylhydroxypropylcellulose, polyvinylpyrrolidone, copolymers of vinylpyrrolidone, gelatin, preferably polyvinyl alcohol and partially hydrolyzed polyvinyl acetates and methylhydroxypropylcellulose.
  • the packaging material according to the invention is made of paper or
  • Carton and the paper coating layer built. In general, however, it contains the carrier and two, three or more layers.
  • the packaging materials according to the invention in particular those for food, have a thickness of 0.01 to 20 mm, preferably 0.1 to 10 mm, in particular 0.5 to 2 mm.
  • the basic structure of a food packaging material can be composed of a thermoplastic layer, preferably low-density polyethylene, a printing layer, a paper coating slip layer, a carrier layer of paper and a thermoplastic layer, from the outside to the inside. Between the thermoplastic layer and the paper support, one or more additional layers may be present to achieve special properties, for example wise as a gas barrier, a polyamide or aluminum layer usually in conjunction with another thermoplastic layer towards the paper.
  • Exemplary layer structures can be:
  • PET Polyester
  • the packaging material according to the invention preferably comprises a carrier made of paper or preferably cardboard onto which at least one paper coating slip layer and one printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied. Also preferred is a packaging material in which at least one paper coating slip layer and one or more thermoplastic layers, optionally a printing layer, and optionally one or more further layers are applied to the carrier. Particularly preferred is a packaging material, on the support of which at least one paper coating slip layer and one printing layer, one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied.
  • the paper carrier has a basis weight of> 40 g / m 2 .
  • it has a basis weight of 150 to 600 g / m 2 , which is summarized in German language under the term cardboard.
  • cardboard which consists of bonded paper layers
  • cardboard which was produced as a simple layer of cellulose fibers, so-called cellulose cardboard.
  • Particularly preferred is a paper support having a basis weight in the range of 150 to 250 g / m 2 .
  • the paper carrier consists of uncoated paper or cardboard, which has been pretreated as usual and is referred to in this application as a raw paper or cardboard.
  • the production of raw paper or cardboard is well known and usually takes place in a process in which preferably sizing agent and other adjuvants to an aqueous slurry of
  • Cellulose fibers are added and the pulp is dewatered on a sieve with sheet formation.
  • Common process chemicals for papermaking are Engine sizing agents, retention aids, solidifying agents such as epichlorohydrin-crosslinked polyamidoamines, polyvinylamines of average molecular weight or strength, fixatives, biocides and dyes.
  • Wood pulp is understood to mean, for example, groundwood, thermomechanical pulp (TMP), chemothermomechanical pulp (CTMP), pressure groundwood, semichemical pulp, high-yield pulp, refiner mechanical pulp (RMP) and waste paper.
  • TMP thermomechanical pulp
  • CMP chemothermomechanical pulp
  • RMP refiner mechanical pulp
  • pulps that can be used in bleached or unbleached form. Examples include sulphate, sulphite and soda pulps.
  • unbleached pulps also referred to as unbleached kraft pulp, are used.
  • the fibers can be used alone or mixed with each other.
  • compositions are aqueous dispersions of reactive sizes such as alkyl trimers, C 5 to C 22 alkyl and / or C 5 to C 22 alkenylsuccinic anhydrides, chloroformates and C 12 to C 36 alkyl isocyanates, combinations of resin size and Alum, combinations of reaction products of Harzleim with carboxylic anhydrides and alum and sizing acting polymer dispersions.
  • alum or in combination with alum it is possible to use other aluminum-containing compounds such as polyaluminum chlorides or the polyaluminum compounds known from EP-B-1 091 043.
  • the polymer sizing agents can of course also be used as surface sizing agents, for example by applying them to the surface of the paper with the aid of a size press or by spraying them onto the surface of the paper.
  • the dewatering of the stock takes place in the presence of a retention agent.
  • a retention agent In addition to anionic retention aids or nonionic retention aids such as polyacrylic amides, preference is given to using cationic polymers as retention aids and as drainage aids. As cationic retention agents one can use all commercially available products.
  • Paperboard is usually made by dewatering a slurry of cellulosic fibers. Preference is given to the use of kraft pulp. Of particular interest is the use of TMP and CTMP. In the production of the paper and paperboard products to be used according to the invention, it is possible to use other adjuvants usually considered, for example fixing agents, dyes, bactericides and dry and / or wet strength agents for paper.
  • microcapsules used according to the invention may be part of the applied layers selected from the paper coating slip layer, the printing layer and / or the polyethylene layer or applied as an independent microcapsule layer.
  • the paper or cardboard carrier also contains microencapsulated latent heat storage material.
  • the microcapsules may be admixed with the pulp, the stock suspension in the head box or may be added to the surface sizing agent.
  • microencapsulated in a preferred embodiment, the microencapsulated
  • topcoat Contain latent heat storage material in the paper coating composition layer.
  • coating layers eg, precoat, middle line and topcoat, also referred to as topcoat
  • topcoat may contain microcapsules.
  • Paper coatings are well known. They usually consist of a) pigment and / or filler b) binders and optionally cobinders, c) optionally a thickener, d) optionally a fluorescent or phosphorescent, especially as an optical brightener, e) optionally one or more additional additives such Curing agents, defoamers, shading dyes, wetting agents, hydrophobizing agents, leveling agents, cationic additives, OBA (Optical Brideness Agent) -Carriem (PVA and starch derivatives) together.
  • Such a coating composition can be modified according to a variant of the invention such that a part of the filler or of the polymeric binder is replaced by microencapsulated latent heat storage materials.
  • the capsules can be added to customary paper coating slips.
  • a preferred composition contains a) pigment and / or filler
  • Solids e) 0-10 parts by weight of additional additives (calculated as solids) f) 10 - 500 parts by weight of microencapsulated latent heat storage material
  • Such paper coating slips are also part of the present invention.
  • the binders and cobinders (b) are synthetically produced or naturally derived substances.
  • the synthetic binders and cobinders are preferably free-radically polymerized polymers which preferably consist overall of at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight, of the main monomers listed below.
  • Suitable principal monomers are selected from C 1 to C 6 alkyl (meth) acrylates, vinylaromatics having up hydrogens to 20 carbon atoms, vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms, vinyl halides, ethylenically unsaturated nitriles, nonaromatic Kohlen ⁇ with one or two conjugated double bonds or mixtures of these monomers.
  • (meth) acrylic acid alkyl esters having a C 1 -C 10 -alkyl radical such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
  • mixtures of (meth) acrylic acid alkyl esters are also suitable.
  • vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms e.g. Vinyl laurate, stearate, vinyl propionate and vinyl acetate.
  • Suitable vinylaromatic compounds having up to 20 carbon atoms are vinyltoluene, ⁇ -butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene and preferably styrene.
  • Examples of ethylenically unsaturated nitriles are acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • Vinyl halides are chloro, fluoro or bromo substituted ethylenically unsaturated compounds, preferably vinyl chloride and vinylidene chloride.
  • Non-aromatic hydrocarbons having one or two conjugated olefinic double bonds may be mentioned butadiene, isoprene and chloroprene, as well as ethylene.
  • the binder may contain other monomers, e.g. Hydroxyl-containing monomers, such as hydroxyalkyl acrylates or monomers having alkoxy groups, as obtainable by alkoxylation of hydroxyl-containing monomers with alkoxides, in particular ethylene oxide or propylene oxide, monomers having acid or anhydride groups or salts thereof, e.g. (Meth) acrylic acid, maleic acid, vinylsulfonic acid.
  • Hydroxyl-containing monomers such as hydroxyalkyl acrylates or monomers having alkoxy groups, as obtainable by alkoxylation of hydroxyl-containing monomers with alkoxides, in particular ethylene oxide or propylene oxide, monomers having acid or anhydride groups or salts thereof, e.g. (Meth) acrylic acid, maleic acid, vinylsulfonic acid.
  • partially or completely hydrolyzed polyvinyl alcohols having different average molar masses are also used as synthetic binders in minor amounts.
  • Suitable natural binders and cobinders are starch (oxidized or enzymatically degraded corn, potato or wheat starch), casein and soy protein.
  • the preparation of the binder can according to the generally known method of emulsion polymerization carried out, usually in the presence of a union wasserlös ⁇ initiator, a protective colloid and emulsifiers at preferably 30 to 14O 0 C.
  • Suitable initiators are sodium, potassium and ammonium persulfate, tert-butyl hydroperoxides, water-soluble azo compounds or also redox initiators, such as H 2 O 2 / ascorbic acid.
  • Suitable protective colloids and emulsifiers are e.g. Alkali salts of longer-chain fatty acids, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, alkylated aryl sulfonates, alkylated biphenyl ether sulfonates, longer-chain fatty alcohols and the corresponding alkoxylated products of the sulfates, sulfonates and alcohols mentioned.
  • the binder is at least 20 wt .-% of the Hauptmono ⁇ mers, more preferably at least 35 wt .-% and most preferably at least 50 wt .-%.
  • thickener c As thickener c) come in addition to widespread synthetic polymers on acrylic ester and urethane-based conventional organic and inorganic thickeners such as Carboxymethylcellulose (CMC), hydroxyethylcellulose (HEC), alginates and Schicht ⁇ silicates such as bentonite into consideration.
  • CMC Carboxymethylcellulose
  • HEC hydroxyethylcellulose
  • Schicht ⁇ silicates such as bentonite into consideration.
  • the pigment or filler (a) is generally synthetic or natural mineral white pigments, e.g. natural calcium carbonate (chalk, limestone, marble), kaolin, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, zinc oxide, satin white, barium sulfate, synthetic calcium carbonate (PCC), polymer pigments, micronized silicates.
  • natural calcium carbonate chalk, limestone, marble
  • kaolin kaolin
  • talc titanium dioxide
  • aluminum hydroxide aluminum hydroxide
  • zinc oxide satin white
  • satin white barium sulfate
  • PCC synthetic calcium carbonate
  • polymer pigments micronized silicates.
  • the present invention further relates to a process for producing the packaging material according to the invention by applying a paper pulp comprising microencapsulated latent heat storage material.
  • the paper coating slip can be applied by conventional methods to the papers to be coated (see Ullmann's Encyclopadie der Technischen Chemie, 4th Edition, Vol. 17, pp. 603 ff).
  • the coating of the paper carrier can be carried out by applying a formulation of the above ingredients uniformly on the surface of the carrier using a doctor blade, a roller, a rod or a brush.
  • Preferred coating apparatuses include air brushes or reverse gravure rollers or other commercially available blade or roller application systems, as well as size presses or curtain coater.
  • Following the application of the dispersion usually follows a drying process, for example in heated channels.
  • the drying temperatures are usually above 50 0 C 1 is preferably from 100 to 180 0 C.
  • a foam application is also possible.
  • the paper coating composition is mechanically foamed, applied to the substrate and the foam dried.
  • the order amount can be increased to about 200-300 g / m 2 , with a corresponding increase in the layer thickness.
  • the paper carrier can already be used as coated paper in the production process of the packaging material. This means that in this case the paper coating composition layer is already applied at an earlier point in time and not just during the production process of the packaging material.
  • the microencapsulated latent heat storage material is applied as a microcapsule dispersion.
  • a dispersion comprises one or more binders, optionally a thickener, optionally one or more additional additives such as defoamers, wetting agents, hydrophobizing agents, leveling agents, cationic additives, biocides and dyes, optionally mineral fillers such as CaCO 3 , kaolin, talc, Zirconium salts to improve the blocking performance, optionally (in the case of foam application) foaming agents and foam stabilizers.
  • binders As binders, the binders listed under the paper coating compositions are suitable. Likewise, the above thickeners are preferred. If mineral fillers are added, their proportion is ⁇ 20% by weight, based on the overall formulation. The application is carried out as described for the paper stroke.
  • a preferred composition contains:
  • 20-80 parts by weight preferably 30-70, particularly preferably 40-60 parts by weight of microencapsulated latent heat storage material 20-80 parts by wt.
  • 30-70, particularly preferably 40-60 parts by wt Preferably 30-70, particularly preferably 40-60 parts by wt
  • the microencapsulated latent heat storage material is contained in the print layer.
  • the printing inks containing latent heat storage medium according to the invention may be liquid printing inks such as, for example, flexographic, gravure or screen printing inks, or they may be pasty inks, for example for offset or letterpress printing.
  • the printing inks comprise colorants, at least one solvent or a solvent mixture, at least one polymeric binder and optionally further additives. It may be both inks which dry by repelling and / or evaporating the solvent, by oxidatively drying or by further mechanisms drying colors or UV-curable inks.
  • pasty inks and liquid inks "are known in the art.
  • Liquid printing inks contain comparatively low-viscosity and low-boiling solvents
  • pasty printing inks contain comparatively high-viscosity and high-boiling solvents. Further details on the classification of printing inks are disclosed, for example, in Rompps-Lexikon “Lacke und Druckmaschine", Thieme-Verlag, Stuttgart, 1998, p. 157 et seq. (In particular pages 159/160, tables 4 and 5 and illustration on page 160) ).
  • the amount of microcapsules according to the invention is 5 to 80% by weight with respect to the sum of all constituents of the printing ink. Preference is given to using from 20 to 75% by weight, more preferably from 30 to 75% by weight, and for example from 55 to 70% by weight. In the case of pasty printing inks or lacquers containing microencapsulated latent heat storage, the amount of microcapsules according to the invention is 5 to 60% by weight with respect to the sum of all constituents of the printing ink. Preference is given to using from 15 to 50% by weight, particularly preferably from 20 to 40% by weight.
  • the colorants which can be used are the usual dyes for printing inks, in particular conventional pigments.
  • examples are inorganic pigments such as, for example, titanium dioxide pigments or iron oxide pigments, interference pigments, carbon blacks, metal powders such as, in particular, aluminum, brass or copper powder, and also organic pigments such as azo, phthalocyanine or isoindoline pigments. It is of course also possible to use mixtures of different dyes or colorants. It is also possible to use soluble organic dyes.
  • the amount of coloring agent is usually 5 to 25% by weight with respect to the sum of all the constituents of the printing ink.
  • Print varnishes usually contain little or no colorants, but can be used as a base for color production.
  • Solvents or solvent mixture serve u.a. for dissolving the binders, but also for adjusting important application properties of the printing inks, for example the viscosity or the drying rate.
  • the type of solvent depends on the particular intended use of the printing ink and is selected accordingly by the person skilled in the art.
  • Solvents or components of solvent mixtures for pasty printing inks comprise in particular high-boiling mineral oils or vegetable oils such as soybean oil.
  • the boiling point is usually not less than 230 0 C, but may also be more than 300 0 C.
  • Solvents used for liquid printing inks such as flexographic and gravure inks include, in particular, low-boiling solvents. The boiling point is in the
  • Screen printing inks are formulated similarly to flexographic or gravure printing inks, they are merely slightly more viscous and usually have solvents with slightly higher boiling points.
  • suitable solvents for liquid printing inks include ethanol, 1-propanol or 2-propanol, substituted alcohols such as ethoxypropanol or esters such as ethyl acetate, isopropyl acetate, n-propyl or n-butyl acetate. It is of course also possible to use mixtures of different solvents. For example, it may be a mixture of ethanol and esters such as ethyl acetate or propyl acetate.
  • esters in the total solvent does not exceed approx. 20-25% by weight.
  • solvents for liquid printing inks preference is also given to using water or predominantly aqueous solvent mixtures. Depending on the type of ink usually 10 to 55 wt.% Solvents are used in terms of the sum of all components.
  • Radiation-curable inks generally do not contain the abovementioned solvents, but reactive diluents.
  • Reactive diluents typically perform a dual function. On the one hand, they serve to crosslink or harden the ink, on the other hand, they also serve as conventional solvents for adjusting the viscosity. Examples include butyl acrylate, (2-ethylhexyl) acrylate, and in particular polyfunctional acrylates such as 1, 4-butanediol di (meth) acrylate, 1, 6-hexanediol di (meth) acrylate or trimethylolpropane tri (meth) acrylate.
  • binders which are customary for liquid printing inks and pasty printing inks can be used as binders for the printing inks containing the microcapsules according to the invention.
  • suitable binders include polyesters, polyamides, PVC copolymers, aliphatic and aromatic ketone resins, melamine-urea resins, melamine-formaldehyde resins, maleinates, rosin derivatives, casein derivatives, ethylcellulose, nitrocellulose or aromatic or aliphatic polyurethanes.
  • polymers or copolymers of vinyl acetate, vinyl alcohol, acrylates, methacrylates, vinylpyrolidone or vinyl acetals It is particularly advantageous to use hyperbranched polymers having functional groups, for example hyperbranched polyurethanes, polyureas or polyesteramides, as disclosed by WO 02/36695 and WO 02/36697. It is of course also possible to use mixtures of different polymeric binders, provided that the selected binders have no undesired properties in combination with one another. The amount of all binders is usually 5 to 20% by weight, based on the sum of all constituents of the printing ink.
  • binders for liquid printing inks include, for example, nitrocellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose and also aliphatic and aromatic polyurethanes and polyureas, in particular hyperbranched polyurethanes and polyureas and mixtures thereof.
  • Copolymers based on (meth) acrylic acid and / or esters thereof with styrene are particularly suitable as binders for water-dilutable microencapsulated latent heat storage-containing printing inks.
  • binders are commercially available as solutions or dispersions for use in inks, for example, under the name of Zinpol ® (Fa. Worlee).
  • Other examples include aromatic or aliphatic aqueous polyurethanes, polyesters and aqueous polyamides.
  • Binders preferred for pasty inks include, for example, rosins or modified rosins.
  • modified rosin resins comprise, with polyols such as, for example, glycerol or pentaerythritol, completely or partially esterified rosin resins.
  • Radiation curable inks include binders comprising crosslinkable groups, such as olefinic groups, vinyl ether or epoxide groups.
  • the novel microencapsulated latent heat storage ink containing printing inks may further comprise one or more auxiliaries or additives.
  • additives and auxiliaries are fillers such as calcium carbonate, alumina hydrate or aluminum or magnesium silicate.
  • Waxes increase the abrasion resistance and serve to increase the lubricity. Examples are in particular polyethylene waxes, oxidized polyethylene waxes, petroleum waxes or ceresin waxes. Fatty acid amides can be used to increase the surface smoothness. Plasticizers serve to increase the elasticity of the dried film.
  • at least one photoinitiator or a photoinitiator system is furthermore used as additive.
  • the addition of anti-settling agents is usually recommended, although not always essential.
  • the total amount of all additives and auxiliaries should usually not exceed 20% by weight with respect to the sum of all constituents of the printing ink and is preferably 0.1-10% by weight.
  • the preparation of the microencapsulated latent heat storage material containing printing inks according to the invention can be carried out in a manner known in principle by intensive mixing or dispersion of the components in conventional apparatus such as dissolvers or agitators.
  • the present invention further relates to a method for producing the packaging material according to the invention by applying a printing layer with a printing ink, the microencapsulated latent heat storage material, a colorant, a solvent or solvent mixture, at least one polymeric binder, and optionally further additives.
  • thermoplastic layer Latent heat storage contained in the thermoplastic layer.
  • Suitable thermoplastic materials which are generally used as films are LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (high density polyethylene), PP (polypropylene) and PET (polyethylene terephthalate). Preference is given to using polyethylene, in particular LDPE. Suitable LDPE is described in detail on pages 7 and 8 of EP-A-1 232 856, which is incorporated herein by reference.
  • the thickness of the various thermoplastic layers of the packaging material is not essential. The usual thicknesses in the packaging industry can be selected.
  • the present invention further relates to a thermoplastic layer comprising microencapsulated latent heat storage material and to a process for producing a packaging material according to the invention by applying a thermoplastic layer comprising microencapsulated latent heat storage material.
  • a thermoplastic layer comprising microencapsulated latent heat storage material.
  • the skilled artisan distinguishes two different application methods. In the extrusion coating, the thermoplastic layer is extruded onto the respective layer, wherein the thermoplastic is pressed by the action of heat and pressure above its melting temperature with the carrier or already coated carrier to form a composite. If, on the other hand, two layers are to be "glued” together, as it were, then this is called lamination, where an adhesive layer, likewise a thermoplastic, is extruded between the two layers to be bonded.
  • the microencapsulated latent heat storage material may be both a component of the thermoplastic film and the thermoplastic film.
  • the packaging material according to the invention shows very good temperature-stabilizing properties. Breaks in the cold chain are absorbed well by the material, so that only minor changes in the temperature of the goods occur. It is therefore ideal as a packaging material for food.
  • microcapsule powder was used, as obtained according to Example 1 of DE 101 63 162 and subsequent spray drying.
  • the microcapsules had a mean diameter of 7.8 microns. The used
  • Latent heat storage material or its melting point is specified separately in each experiment. example 1
  • a coating composition was prepared from the following constituents:
  • microcapsule powder having a particle size of 5-20 microns and a
  • Paraffin wax core (mp. 24-26 0 C) 40 parts by weight (calculated as solids) Epotal ® D 600, styrene-butadiene dispersion
  • Sterocoll FD was adjusted to about pH 9 with ammonia (100 parts by weight Sterocoll FD liquid, 150 parts by weight water, 10 parts by weight ammonia conc.) And added dropwise to the dispersion of microcapsules and epotal until the target viscosity was reached.
  • the coating composition had a solids content of 42% by weight and a viscosity of 4300 mPas (Epprecht Rheometer Type SVT, spindle 4). '
  • the coating composition was applied by means of a spiral blade on commercial paperboard with a basis weight of 162 g / m 2 and dried at 125 0 C for 2 min.
  • the application weight was 40-45 g / m 2 , calculated as dry weight.
  • a coating composition was prepared from the following constituents:
  • microcapsule powder having a particle size of 5-20 microns and a
  • Paraffin wax core (mp. 28 0 C) 40 parts by weight (calculated as solids) Epotal D 600, styrene-butadiene dispersion,
  • Solids content 49-51% 0.2 parts by weight Sterocoll FD, thickener based on acrylates
  • Sterocoll FD was adjusted to a pH of about 9 with ammonia (100 parts by weight Sterocoll FD liquid, 150 parts by weight water, 10 parts by weight ammonia conc.) And added dropwise to the microcapsule / epotal dispersion until the target viscosity is reached.
  • the coating composition had a solids content of 42% by weight and a viscosity of 3200 mPas (Epprecht Rheometer Type SVT, spindle 4).
  • the coating composition was applied by means of a wire-wound rod to commercially available cardboard with a weight per unit area of 162 g / m 2 and dried at 125 ° C. for 2 minutes. The application weight was 40-45 g / m 2 , calculated as dry weight.
  • a paper coating slip was prepared from the following components:
  • microcapsule powder having a mean particle size of 6.5 microns and a core of techn. n-tetradecane, about 94%, mp 6 0 C 30 parts by wt of the pigment Hydrocarb ® 90 slurry (ger. as a solid), finely divided chalk from Omya GmbH
  • Styrene / butadiene from BASF Aktiengesellschaft
  • Sterocoll FD thickener based on acrylates
  • the paper coating slip had a solids content of 54.8% by weight, a pH of 8.8 and a viscosity of 1374 mPas (100 rpm) according to Brookfield DV-II +, spindle 4, and 59.79 mPas (at 40,000 1 / s) and 85.59 mPas (at 63000 1 / s) according to Rheostress 600 from Thermo-Haake.
  • the substrates used were a kraft paper having a weight per unit area of 186 g / m 2 , a green cardboard having a basis weight of 200 g / m 2 and aluminum-coated cardboard.
  • the application of the paper coating slip took place on one side with 50 g / m 2 on a laboratory coater (application method: roller, metering method: blade).
  • the drying took place with an IR emitter.
  • a special paper for coating, satined, wood-free, white, bleached, fully sized, raw weight 70-80 g / m 2 was coated analogously to the raw cardboard.
  • a paper coating slip was prepared from the following components:
  • microcapsule powder having an average particle size of 6.2 ⁇ m and a core n-dodecane; Mp -10 0 C 30 parts by weight Hydrocarb. 90 slurry (eng. As solid) 5 parts by weight of Amazon Plus slurry (solid as a solid) 10 parts by weight of Styronal PR 8780 X (solid as a solid) 0.2 part by weight of Sterocoll FD, thickener based on acrylates
  • the paper coating had a solids content of 53.1 wt .-%, a pH of 8.7 and a viscosity of 1592 mPas (100 rpm) according to Brookfield DV-II +, spindle 4 inch. 62.73 mPas (at 40000 1 / s) and 43.90 mPas (at 63000 1 / s) according to Rheostress 600 from Thermo-Haake.
  • the substrates used were a kraft paper having a weight per unit area of 186 g / m 2 , a green cardboard having a basis weight of 200 g / m 2 and aluminum-coated cardboard.
  • the paper coating slip was applied on one side at 50 g / m 2 on a laboratory coater (application method: roller; The drying took place with an IR emitter.
  • Foam coating (microcapsule binder dispersion)
  • a coating agent was prepared from the following constituents:
  • aqueous acrylic dispersion FG 50% 100 parts by weight aqueous acrylic dispersion FG 50% (Acronal ® A 420 S; BASF Aktiengesellschaft
  • Emulphor ® FES 30 foaming agent from BASF Aktiengesellschaft
  • Latekoll D ® thickener based on polyacrylate BASF
  • Viscosity 23 dPas (Haake VT02, spindle 1)
  • the coating agent was mechanically foamed (foam density 280 g / l) and applied by means of a Spaltrockels (600 microns) on one side of the substrate.
  • the coated substrate for 1 min at 90 0 C and 1 min at 120 0 C. dried.
  • the foam layer was then compressed with a calender at room temperature, with a line pressure of 40 kN.
  • Example 6 Coating of Cardboard by PU Foam Containing Micro-encapsulated Latenriz Eat Material
  • the coating composition was prepared from the following components:
  • Emuldur ® DS 2360 polymer dispersion based on polyurethane, BASF Aktiengesellschaft
  • Viscosity about 12 dPas (Haake VT02, spindle 1) Solids content: about 55%
  • the coating composition was mechanically foamed (foam density 250 g / l) and foam-coated in each case 2 samples of a carton with a wet foam support of 0.5 and 1 mm. The mixture was then predried at 90 ° C. for 1-2 minutes and crosslinked at 160 ° C. for 1 minute. The fixed order is 50 or 90 g / m 2 .

Abstract

The invention relates to a packaging material in the form of a composite, comprising at least one support made from paper or cardboard, on which at least one layer of a paper coating slip, optionally a printed layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, whereby micro-encapsulated latent heat storage material is contained in at least one of said applied layers and the capsule wall of the micro-encapsulated latent heat storage material is made from 10 to 100 wt. % of one or more C1-C24 alkyl esters of acrylic and/or methacrylic acid (monomer I), 0 to 80 wt. % of a bi- or poly-functional monomer (monomer II), which is insoluble or barely soluble in water and 0 to 90 wt. % of other monomers (monomer III), each in relation to the total weight of the monomers, a method for production and use thereof for the packaging of foodstuffs.

Description

VERPACKUNGSMATERIAL ENTHALTEND EINE BESCHICHTUNG MIT MIKROKAPSELN PACKAGING MATERIAL CONTAINS A COATING WITH MICROPHONES
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungsmaterial in Form eines Verbundes umfassend wenigstens einen Träger aus Papier oder Karton, auf den wenigstens eine Papierstreichmassenschicht, gegebenenfalls eine Druckschicht, gegebenenfalls eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung zum Verpacken von Lebensmitteln. Sie betrifft weiterhin eine erfindungsgemäß zu verwendende Papierstreichmasse, eine Druckfarbe und eine Thermoplastschicht.The present invention relates to a packaging material in the form of a composite comprising at least one carrier made of paper or cardboard, to which at least one paper coating slip layer, optionally a printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, processes for their preparation and their use for food packaging. It further relates to a paper coating slip, a printing ink and a thermoplastic layer to be used according to the invention.
Zum Transport temperatursensibler Produkte werden üblicherweise gut isolierende Verpackungsmaterialien wie Styropor® (Hersteller BASF Aktiengesellschaft), Neopor® (Hersteller BASF Aktiengesellschaft) oder expandiertes Polypropylen verwendet. Die Isolierung beruht auf der schlechten Wärmeleitung dieser Materialien. Nachteilig ist jedoch das große Volumen dieser Isoliermaterialien. In der Verpackungsindustrie kommt es oftmals darauf an, möglichst viel Produkt pro Volumeneinheit zu transportieren oder zu lagern und nicht Transport- oder Lagerkosten für voluminöse Verpackungen zu erzeugen. Gerade auf dem Lebensmittelsektor mit eher niedrigpreisiger Ware sind voluminöse Verpackungen unwirtschaftlich.For the transport of temperature-sensitive products are well insulated packaging materials such as Styrofoam ® (manufactured by BASF Aktiengesellschaft), Neopor ® are typically (manufacturer BASF Aktiengesellschaft) or expanded polypropylene. The insulation is based on the poor heat conduction of these materials. However, a disadvantage is the large volume of these insulating materials. In the packaging industry, it is often important to transport or store as much product per unit volume as possible and not to generate transportation or storage costs for bulky packaging. Especially in the food sector with rather low-priced goods voluminous packaging are uneconomical.
Auf der anderen Seite sind gerade Lebensmittel oftmals sehr empfindlich im Hinblick auf eine Unterbrechung ihrer Kühlkette. Um auf solche Temperatursprünge ausgleichend einzuwirken, hat es in der Vergangenheit Versuche gegeben,On the other hand, foods are often very sensitive to interrupting their cold chain. In order to counterbalance such temperature jumps, there have been attempts in the past
Latentwärmespeichermaterial in die Verpackung zu integrieren. Die Funktionsweise von Latentwärmespeichern beruht auf der beim fest/flüssig-Phasenübergang auftretenden Umwandlungsenthalpie, die eine Energieaufnahme oder Energieabgabe an die Umgebung bedeutet. Sie können damit zur Temperaturkonstanthaltung in einem festgelegten Temperaturbereich verwendet werden.Integrate latent heat storage material into the packaging. The operation of latent heat storage is based on the transformation enthalpy occurring during the solid / liquid phase transition, which means an energy absorption or energy release to the environment. They can thus be used for temperature maintenance in a defined temperature range.
Dieses Prinzip machte man sich bei der Verwendung von Mikrokapseln mit einer Kapselwand aus einem hochvernetzten Methacrylsäureesterpolymer und einem Latentwärmespeicherkern in Beschichtungsmassen für Papier (Flächengewicht 40 g/m2) für thermische Druckverfahren zu Nutze, wie in der EP-A-1 029 018 beschrieben.This principle was exploited in the use of microcapsules having a capsule wall of a highly crosslinked methacrylic ester polymer and a latent heat storage core in coating compositions for paper (basis weight 40 g / m 2 ) for thermal printing processes, as described in EP-A-1 029 018.
Ferner beschreibt die JP 2001 357250 Bauanwendungen, bei denen Karton mit mikroverkapseltem Latentwärmespeichermaterial als Fußboden-, Wand- und Deckenmaterial eingesetzt wird. Die Mikrokapseln auf Basis von Hamstoff- Formaldehydharz sowie Melamin-Formaldehydharz werden bei der Kartonherstellung der Papiermasse beigemischt. Mikrokapseln auf Melamin- oder Harnstoff- Formaldehydbasis sind jedoch aufgrund möglicher Formaldehydemissionen unerwünscht. Die WO-A-0292911 lehrt eine Papier- bzw. Pappzusammensetzung die wet-laid Kurzfasern sowie mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterialien enthält sowie die Verwendung der Papiere für Schuhsohlen oder Verpackungen.Furthermore, JP 2001 357250 describes building applications in which cardboard with microencapsulated latent heat storage material is used as floor, wall and ceiling material. The microcapsules based on urea-formaldehyde resin and melamine-formaldehyde resin are added to the paperboard during paperboard production. However, melamine- or urea-formaldehyde-based microcapsules are undesirable because of possible formaldehyde emissions. WO-A-0292911 teaches a paper or paperboard composition containing wet-laid short fibers and microencapsulated latent heat storage materials and the use of the soles or wrappers papers.
Die WO-A-03002424 lehrt ein Verpackungsmaterial auf Papierbasis, zu dessen Papiermasse Mikrokapseln zugesetzt werden.WO-A-03002424 teaches a paper-based packaging material to which microcapsules are added to the paper pulp.
Die EP 764 081 lehrt eine Thermobarriere von zwei beabstandeten Böden mit dazwischenliegenden Kammern, die mit Latentwärmespeichermaterial gefüllt sind, das mikroverkapselt sein kann.EP 764 081 teaches a thermal barrier of two spaced trays with intervening compartments filled with latent heat storage material which may be microencapsulated.
Die JP-A-2001 097459 lehrt die Beschichtung eines Polyesterfaservlieses mit mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterialien. Das erhaltene Vlies wird anschließend mit einer Luftpolsterschicht laminiert und eine Tüte für Medikamente oder Lebensmittel daraus geformt. Ferner ist von Rohpapier die Rede, dessen Leimungsmittel mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial enthält.JP-A-2001 097459 teaches the coating of a polyester fiber fleece with microencapsulated latent heat storage materials. The obtained nonwoven fabric is then laminated with an air cushion layer and a bag for medicaments or foodstuffs formed therefrom. Furthermore, there is talk of raw paper whose sizing agent contains microencapsulated latent heat storage material.
Versuche, Latentwärmespeichermaterialien in Verpackungen zu integrieren, werden in der WO-A-97/23968 und der GB-A-2336899 beschrieben. Die WO-A-97/23968 lehrt einen Warmhaltebehälter, in dessen Boden sich Behälter mit Latentwärmespeicher¬ material befinden. Die GB-A-2336899 lehrt eine Warmhaltevorrichtung wie einen Teller, die in ihrem Boden einen Hohlraum aufweist, der mit Latentwärmespeichermaterial gefüllt ist.Attempts to integrate latent heat storage materials into packages are described in WO-A-97/23968 and GB-A-2336899. WO-A-97/23968 teaches a holding tank, in the bottom of which containers with latent heat storage material are located. GB-A-2336899 teaches a warming device, such as a plate, having in its bottom a cavity filled with latent heat storage material.
Derartige zusätzliche Hohlräume bzw. Wärmespeicher vergrößern jedoch das Gesamtvolumen der Vorrichtung beträchtlich. Darüber hinaus ist ihr Aufbau sehr komplex und für einfache Wegwerfartikel zu aufwändig und teuer.However, such additional voids or heat storage significantly increase the overall volume of the device. In addition, their construction is very complex and too complicated and expensive for simple disposable items.
Schließlich lehrt die JP 2003 2237848 einen Lebensmittelbehälter mit einer Harzzusammensetzung, die auf die Behälteroberfläche aufgebracht wird. Die Harzzusammensetzung enthält mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial mit einer Kapselwand auf Basis von Acrylaten ohne näher auf konkrete Acrylatzusammensetzungen als Wandmaterial einzugehen.Finally, JP 2003 2237848 teaches a food container with a resin composition applied to the container surface. The resin composition contains microencapsulated latent heat storage material with a capsule wall based on acrylates without going into detail on concrete acrylate compositions as wall material.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verpackungsmaterial, bevorzugt ein formaldehydfreies Verpackungsmaterial, auf Papierbasis zur Verfügung zu stellen, aus dem sich die herkömmlichen Verpackungsbehältnisse formen lassen und das zusätzlich Wärme aus der Umgebung speichern kann, um so die darin aufbewahrten Waren kühl zu halten. Dem gemäß wurde ein Verpackungsmaterial umfassend wenigstens einen Träger aus Papier oder Karton, auf den wenigstens eine Papierstreichmassenschicht, gegebenen¬ falls eine Druckschicht, gegebenenfalls eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind, wobei wenigstens eine der aufgebrachten Schichten mikroverkapseltes Latentwärme¬ speichermaterial enthält, gefunden.The object of the present invention was to provide a paper-based packaging material, preferably a formaldehyde-free packaging material, from which the conventional packaging containers can be molded and which can additionally store heat from the environment so as to keep the goods stored therein cool. Accordingly, a packaging material comprising at least one carrier made of paper or cardboard onto which at least one paper coating slip layer, if appropriate a printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, wherein at least one of the applied layers microencapsulated Latentwärme¬ storage material contains, found.
Insbesondere wurde ein Verpackungsmaterial in Form eines Verbundes umfassend wenigstens einen Träger aus Papier oder Karton, auf den wenigstens eine Papierstreichmassenschicht, gegebenenfalls eine Druckschicht, gegebenenfalls eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind, wobei wenigstens in einer der aufgebrachten Schichten mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial enthalten ist und die Kapselwand des mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterials aufgebaut ist ausIn particular, a packaging material in the form of a composite comprising at least one carrier made of paper or cardboard, to which at least one paper coating slip layer, optionally a printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, wherein at least one of the applied Layers micro-encapsulated latent heat storage material is contained and the capsule wall of the microencapsulated latent heat storage material is constructed
10 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer d-C^Alkylester der Acryl- und/oder10 to 100 wt .-% of one or more dC Σ ^ alkyl esters of acrylic and / or
Methacrylsäure (Monomere I),Methacrylic acid (monomers I),
0 bis 80 Gew.-% eines bi- oder polyfunktionellen Monomers (Monomere II), welches in Wasser nicht löslich oder schwer löslich ist und 0 bis 90 Gew.-% sonstige Monomere (Monomer III)0 to 80% by weight of a bifunctional or polyfunctional monomer (monomer II) which is insoluble or sparingly soluble in water and 0 to 90% by weight of other monomers (monomer III)
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, gefunden.in each case based on the total weight of the monomers found.
Die erfindungsgemäß enthaltenen Mikrokapseln sind Teilchen mit einem Kapselkern bestehend überwiegend, zu mehr als 95 Gew.-%, aus Latentwärmespeichermaterial und einem Polymer als Kapselwand. Der Kapselkern ist dabei abhängig von der Temperatur fest oder flüssig. Die mittlere Teilchengröße der Kapseln (Z-Mittel mittels Lichtstreuung) beträgt 0,5 bis 100 μm, bevorzugt 1 bis 80 μm insbesondere 1 bis 50 μm. Das Gewichtsverhältnis von Kapselkern zu Kapselwand beträgt im allgemeinen von 50:50 bis 95:5. Bevorzugt wird ein Kern/Wand-Verhältnis von 70:30 bis 93:7.The microcapsules according to the invention are particles with a capsule core consisting predominantly, to more than 95 wt .-%, of latent heat storage material and a polymer as a capsule wall. The capsule core is solid or liquid depending on the temperature. The average particle size of the capsules (Z means by means of light scattering) is 0.5 to 100 μm, preferably 1 to 80 μm, in particular 1 to 50 μm. The weight ratio of capsule core to capsule wall is generally from 50:50 to 95: 5. Preferred is a core / wall ratio of 70:30 to 93: 7.
Latentwärmespeichermaterialien sind definitionsgemäß Substanzen, die in dem Temperaturbereich, in welchem eine Wärmeübertragung vorgenommen werden soll, einen Phasenübergang aufweisen. Vorzugsweise weisen die Latentwärmespeicher- materialien einen fest/flüssig Phasenübergang im Temperaturbereich von -30 bis 3O0C insbesondere von -30 bis 2O0C und ganz besonders bevorzugt von -30 bis 100C auf, abhängig von der gewünschten Anwendung. In der Regel handelt es sich bei dem Latentwärmespeichermaterial um eine organische, bevorzugt lipophile Substanz.By definition, latent heat storage materials are substances which have a phase transition in the temperature range in which heat transfer is to be carried out. Preferably, the latent heat materials a solid / liquid phase transition in the temperature range of -30 to 3O 0 C, in particular from -30 to 2O 0 C and very particularly preferably from -30 to 0 to 10 C, depending on the desired application. As a rule, the latent heat storage material is an organic, preferably lipophilic substance.
Als geeignete Substanzen sind beispielhaft zu nennen: aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen wie gesättigte oder ungesättigte Cio-C40-Kohlenwasserstoffe, die verzweigt oder bevorzugt linear sind, z.B. wie n-Tetradecan, n-Pentadecan, n-Hexadecan, n-Heptadecan, n-Octadecan, n- Nonadecan, n-Eicosan, n-Heneicosan, n-Docosan, n-Tricosan, n-Tetracosan, n-Pentacosan, n-Hexacosan, n-Heptacosan, n-Octacosan sowie cyclischeSuitable substances may be mentioned by way of example: aliphatic hydrocarbon compounds, such as saturated or unsaturated C 10 -C 40 -hydrocarbons, which are branched or preferably linear, for example, such as n-tetradecane, n-pentadecane, n-hexadecane, n-heptadecane, n-octadecane, n-nonadecane, n-eicosane, n-heneicosane, n-docosane, n-tricosane, n-tetracosane, n-pentacosane, n-hexacosane, n-heptacosane, n-octacosane and cyclic
Kohlenwasserstoffe, z.B. Cyclohexan, Cyclooctan, Cyclodecan;Hydrocarbons, e.g. Cyclohexane, cyclooctane, cyclodecane;
aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen wie Benzol, Naphthalin, Biphenyl, o- oder m-Terphenyl, C1-C4o-alkylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe wie Dodecylbenzol, Tetradecylbenzol, Hexadecylbenzol, Hexylnaphthalin oderaromatic hydrocarbon compounds such as benzene, naphthalene, biphenyl, o- or m-terphenyl, C 1 -C 4 o-alkyl-substituted aromatic hydrocarbons such as dodecylbenzene, tetradecylbenzene, hexadecylbenzene, hexylnaphthalene or
Decylnaphthalin;decylnaphthalene;
gesättigte oder ungesättigte C6-C3o-Fettsäuren wie Laurin-, Stearin-, Öl- oder Behensäure, bevorzugt eutektische Gemische aus Decansäure mit z.B. Myrist- in-, Palmitin- oder Laurinsäure;saturated or unsaturated C 6 -C 3 o-fatty acids such as lauric, stearic, oleic or behenic acid, preferably eutectic mixtures of decanoic acid with for example, myristic, palmitic or lauric acid;
Fettalkohole wie Lauryl-, Stearyl-, Oleyl-, Myristyl-, Cetylalkohol, Gemische wie Kokosfettalkohol sowie die sogenannten Oxoalkohole, die man durch Hydroformylierung von α-Olefinen und weiteren Umsetzungen erhält;Fatty alcohols such as lauryl, stearyl, oleyl, myristyl, cetyl alcohol, mixtures such as coconut fatty alcohol and the so-called oxo alcohols, which are obtained by hydroformylation of α-olefins and further reactions;
C6-C3o-Fettamine, wie Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin oder Hexadecylamin;C 6 -C 3 o-fatty amines such as decylamine, dodecylamine, tetradecylamine or hexadecylamine;
Ester wie d-C10-Alkylester von Fettsäuren wie Propylpalmitat, Methylstearat oder Methylpalmitat sowie bevorzugt ihre eutektischen Gemische oderEsters such as C 10 alkyl esters of fatty acids such as propyl palmitate, methyl stearate or methyl palmitate and preferably their eutectic mixtures or
Methylcinnamat;methyl cinnamate;
- natürliche und synthetische Wachse wie Montansäurewachse, Montanester¬ wachse, Carnaubawachs, Polyethylenwachs, oxidierte Wachse, Polyvinylether- wachs, Ethylenvinylacetatwachs oder Hartwachse nach Fischer-Tropsch-natural and synthetic waxes such as montanic acid waxes, montan ester waxes, carnauba wax, polyethylene wax, oxidized waxes, polyvinyl ether wax, ethylene vinyl acetate wax or Fischer-Tropsch wax waxes;
Verfahren;Method;
halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chlorparaffin, Bromoctadecan, Brompentadecan, Bromnonadecan, Bromeicosan, Bromdocosan.halogenated hydrocarbons such as chlorinated paraffin, bromoctadecane, bromopentadecane, bromononadecane, bromeicosane, bromodocosane.
Weiterhin sind Mischungen dieser Substanzen geeignet, solange es nicht zu einer Schmelzpunkterniedrigung außerhalb des gewünschten Bereichs kommt, oder die Schmelzwärme der Mischung für eine sinnvolle Anwendung zu gering wird.Furthermore, mixtures of these substances are suitable, as long as it does not come to a melting point lowering outside the desired range, or the heat of fusion of the mixture is too low for a meaningful application.
Vorteilhaft ist beispielsweise die Verwendung von reinen n-Alkanen, n-Alkanen mit einer Reinheit von größer als 80% oder von Alkangemischen, wie sie als technisches Destillat anfallen und als solche handelsüblich sind. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den kapselkern-bildenden Substanzen in ihnen lösliche Verbindungen zuzugeben, um so die zum Teil bei den unpolaren Substanzen auftretende Gefrierpunktserniedrigung zu verhindern. Vorteilhaft verwendet man, wie in der US-A 5456 852 beschrieben, Verbindungen mit einem 20 bis 120 K höheren Schmelzpunkt als die eigentliche Kernsubstanz. Geeignete Verbindungen sind die oben als lipophile Substanzen erwähnten Fettsäuren, Fettalkohole, Fettamide sowie aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen. Sie werden in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-% bezogen auf den Kapselkern zugesetzt.Advantageously, for example, the use of pure n-alkanes, n-alkanes with a purity of greater than 80% or of alkane mixtures, as obtained as a technical distillate and are commercially available as such. Furthermore, it may be advantageous to add soluble compounds to the capsule core-forming substances so as to prevent the freezing point depression which sometimes occurs with the nonpolar substances. It is advantageous to use, as described in US Pat. No. 5,456,852, compounds having a melting point 20 to 120 K higher than the actual core substance. Suitable compounds are the fatty acids mentioned above as lipophilic substances, fatty alcohols, fatty amides and aliphatic hydrocarbon compounds. They are added in amounts of from 0.1 to 10% by weight, based on the capsule core.
Das Latentwärmespeichermaterial wird je nach Temperaturbereich, in dem die Wärmespeicherung gewünscht sind, gewählt. Beispielsweise verwendet man für Gefriergut Latentwärmespeichermaterialien, deren fest/flüssig-Phasenübergang im Temperaturbereich von -30 bis 0 0C liegt. Zur Temperaturstabilisierung von Frisch- waren, beispielsweise Molkereiprodukten, wird bevorzugt Latentwärmespeichermate¬ rial mit einem Phasenübergang im Temperaturbereich von 0 bis 15 0C gewählt. Bevor¬ zugt wird daher ein Material mit einer Umwandlungstemperatur im Bereich von -30 bis 300C, bevorzugt bis 200C, insbesondere von -20 bis 15 °C. Dabei kann die Wahl der Umwandlungstemperatur beispielsweise abhängig sein von der gewünschten Umgebungstemperatur und Art der Unterbrechung der Kühlkette. Soll beispielsweise vermieden werden, dass während der Kühlkette, wie beim Einräumen in die Regale des Händlers, keine Unterbrechung stattfindet, so ist es vorteilhaft, eine Umwandlungstemperatur nahe der gewünschten Lagertemperatur zu wählen, für Gefriergut im Bereich von -20 bis 0 0C und für normales Kühlgut im Bereich von 0 bis 15 °C. Soll auf der anderen Seite im Vordergrund stehen, dass die Kühl- bzw.The latent heat storage material is selected depending on the temperature range in which the heat storage is desired. For example, used for frozen food latent heat storage materials whose solid / liquid phase transition in the temperature range of -30 to 0 0 C is. For temperature stabilization of fresh goods, for example dairy products, latent heat storage material with a phase transition in the temperature range from 0 to 15 ° C. is preferably used. Trains t is Bevor¬ therefore a material having a transformation temperature in the range -30 to 30 0 C, preferably 0 to 20 C, in particular -20 to 15 ° C. In this case, the choice of the transformation temperature may be dependent, for example, on the desired ambient temperature and the type of interruption of the cold chain. If, for example, it is to be avoided that there is no interruption during the cold chain, as when placing it on the shelves of the retailer, it is advantageous to choose a transformation temperature close to the desired storage temperature for frozen goods in the range from -20 to 0 ° C. and for normal refrigerated goods in the range of 0 to 15 ° C. Should be on the other side in the foreground that the cooling or
Frischware eine kurze Fahrt in einem überhitzten Auto des Käufers übersteht, so sind Umwandlungstemperaturen bis zu 200C ausreichend. Mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterialien bieten darüber hinaus den Vorteil verschiedenen Mikrokapseln mit Latentwärmespeichermaterial unterschiedlicher Temperatur zu mischen, um so einem noch spezielleren Anforderungsprofil zu entsprechen.Fresh produce survives a short drive in a overheated car of the buyer, so conversion temperatures up to 20 0 C are sufficient. In addition, microencapsulated latent heat storage materials offer the advantage of mixing different microcapsules with latent heat storage material of different temperatures in order to meet an even more specific requirement profile.
Bevorzugtes Latentwärmespeichermaterial sind aliphatische Kohlenwasserstoffe besonders bevorzugt die oben beispielhaft aufgezählten. Insbesondere werden aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 10 bis 17 Kohlenstoffatomen sowie deren Gemische bevorzugt.Preferred latent heat storage material are aliphatic hydrocarbons particularly preferably those enumerated above by way of example. In particular, aliphatic hydrocarbons having 10 to 17 carbon atoms and mixtures thereof are preferred.
Als Polymer für die Kapselwand können prinzipiell die für die Mikrokapseln für Durchschreibepapiere bekannten Materialien verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, die Latentwärmespeichermaterialien nach den in der GB- A 870476, US 2,800,457, US 3,041 ,289 beschriebenen Verfahren in Gelatine mit anderen Polymeren zu verkapseln. Bevorzugte Wandmaterialien, da sehr alterungsstabil, sind duroplastische Polymere. Unter duroplastisch sind dabei Wandmaterialien zu verstehen, die aufgrund des hohen Vernetzungsgrades nicht erweichen, sondern sich bei hohen Temperaturen zersetzen. Geeignete duroplastische Wandmaterialien sind beispielsweise hochvernetzte Formaldehydharze, hochvernetzte Polyharnstoffe und hochvernetzte Polyurethane sowie hochvernetzte Methacrylsäureesterpolymere.In principle, the materials known for the microcapsules for copying papers can be used as the polymer for the capsule wall. Thus, for example, it is possible to encapsulate the latent heat storage materials in gelatin with other polymers according to the processes described in GB-A 870476, US Pat. No. 2,800,457, US Pat. No. 3,041,289. Preferred wall materials, since they are very resistant to aging, are thermosetting polymers. Under thermosetting wall materials are to be understood that do not soften due to the high degree of crosslinking, but decompose at high temperatures. Suitable thermosetting wall materials are, for example, highly crosslinked formaldehyde resins, highly crosslinked polyureas and highly crosslinked polyurethanes and highly crosslinked methacrylic acid ester polymers.
Unter Formaldehydharzen versteht man Reaktionsprodukte aus Formaldehyd mitFormaldehyde resins are understood as meaning reaction products of formaldehyde with
- Triazinen wie Melamin- Triazines such as melamine
Carbamiden wie HarnstoffCarbamides such as urea
Phenolen wie Phenol, m-Kresol und ResorcinPhenols such as phenol, m-cresol and resorcinol
Amino- und Amidoverbindungen wie Anilin, p-Toluolsulfonamid, Ethylenharnstoff und Guanidin,Amino and amido compounds such as aniline, p-toluenesulfonamide, ethyleneurea and guanidine,
oder ihren Mischungen.or their mixtures.
Als Kapselwandmaterial bevorzugte Formaldehydharze sind Harnstoff-Formaldehyd¬ harze, Hamstoff-Resorcin-Formaldehydharze, Hamstoff-Melamin-Harze und Melamin-Formaldehydharze. Ebenso bevorzugt sind die Ci-C4-Alkyl- insbesondere Methylether dieser Formaldehydharze sowie die Mischungen mit diesen Formaldehyd¬ harzen. Insbesondere werden Melamin-Formaldehyd-Harze und/oder deren Methylether bevorzugt.Formaldehyde resins which are preferred as capsule wall material are urea-formaldehyde resins, urea-resorcinol-formaldehyde resins, urea-melamine resins and melamine-formaldehyde resins. Likewise preferred are the C 1 -C 4 -alkyl, in particular methyl ethers of these formaldehyde resins and the mixtures with these formaldehyde resins. In particular, melamine-formaldehyde resins and / or their methyl ethers are preferred.
In den von den Durchschreibepapieren her bekannten Verfahren werden die Harze als Prepolymere eingesetzt. Das Prepolymer ist noch in der wässrigen Phase löslich und wandert im Verlauf der Polykondensation an die Grenzfläche und umschließt die Öltröpfchen. Verfahren zu Mikroverkapselung mit Formaldehydharzen sind allgemein bekannt und beispielsweise in der EP-A-562 344 und EP-A-974 394 beschrieben.In the methods known from copying papers, the resins are used as prepolymers. The prepolymer is still soluble in the aqueous phase and migrates in the course of the polycondensation at the interface and surrounds the oil droplets. Processes for microencapsulation with formaldehyde resins are well known and described for example in EP-A-562 344 and EP-A-974 394.
Kapselwände aus Polyharnstoffen und Polyurethanen sind ebenfalls von den Durchschreibepapieren her bekannt. Die Kapselwände entstehen durch Umsetzung von NH2-Gruppen bzw. OH-Gruppen tragenden Reaktanden mit Di- und/oder Polyisocyanaten. Geeignete Isocyanate sind beispielsweise Ethylendiisocyanat, 1 ,4- Tetramethylendiisocyanat, 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat und 2,4- und 2,6-Capsule walls of polyureas and polyurethanes are also known from the copying papers. The capsule walls are formed by reaction of NH 2 groups or OH-containing reactants with di- and / or polyisocyanates. Suitable isocyanates are, for example, ethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate and 2,4- and 2,6-
Toluylendiisocyanat. Ferner seien Polyisocyanate wie Derivate mit Biuretstruktur, Polyuretonimine und Isocyanurate erwähnt. Als Reaktanden kommen in Frage: Hydrazin, Guanidin und dessen Salze, Hydroxylamin, Di- und Polyamine und Aminoalkohole. Solche Grenzflächenpolyadditionsverfahren sind beispielsweise aus der US 4,021 ,595, EP-A 0 392 876 und EP-A 0 535 384 bekannt. Bevorzugt werden Mikrokapseln, deren Kapselwand ein hochvernetztes Methacrylsäureesterpolymer ist. Der Vernetzungsgrad wird dabei mit einem Vernetzeranteil > 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtpolymer erzielt.Toluene diisocyanate. Also mentioned are polyisocyanates such as biuret derivatives, polyuretonimines and isocyanurates. Suitable reactants are: hydrazine, guanidine and its salts, hydroxylamine, di- and polyamines and amino alcohols. Such interfacial polyaddition processes are known, for example, from US 4,021,595, EP-A 0 392 876 and EP-A 0 535 384. Preference is given to microcapsules whose capsule wall is a highly crosslinked methacrylic ester polymer. The degree of crosslinking is achieved with a crosslinker> 10 wt .-% based on the total polymer.
In den bevorzugten Mikrokapseln sind die Wand-bildenden Polymere aus 10 bisIn the preferred microcapsules, the wall-forming polymers are from 10 to
100 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer C1-C24-Alkylester der Acryl- und/oder Methacrylsäure als Monomere I aufgebaut. Außerdem können die Polymere bis zu 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 50 Gew.-%, eines bi- oder polyfunktionellen Monomers als Monomere II, welches in Wasser nicht löslich oder schwer löslich ist, einpolymerisiert enthalten. Daneben können die Polymere bis zu 90 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-%, insbeson¬ dere bis zu 30 Gew.-% sonstige Monomere III einpolymerisiert enthalten.100 wt .-%, preferably 30 to 95 wt .-% of one or more C 1 -C 24 alkyl esters of acrylic and / or methacrylic acid as monomers I constructed. In addition, the polymers may contain up to 80% by weight, preferably 5 to 60% by weight, in particular 10 to 50% by weight, of a bi- or polyfunctional monomer as monomers II, which is insoluble or sparingly soluble in water, incorporated in copolymerized form. In addition, the polymers may contain up to 90% by weight, preferably up to 50% by weight, in particular up to 30% by weight, of other monomers III in copolymerized form.
Als Monomere I eignen sich Ci-C24-Alkylester der Acryl- und/oder Methacrylsäure. Besonders bevorzugte Monomere I sind Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- und n-Butylacrylat und/oder die entsprechenden Methacrylate. Bevorzugt sind iso-Propyl-, iso-Butyl-, sec.-Butyl- und tert.-Butylacrylat und die entsprechenden Methacrylate. Ferner ist Methacrylnitril zu nennen. Generell werden die Methacrylate bevorzugt.Suitable monomers I are C 1 -C 24 -alkyl esters of acrylic and / or methacrylic acid. Particularly preferred monomers I are methyl, ethyl, n-propyl and n-butyl acrylate and / or the corresponding methacrylates. Iso-propyl, isobutyl, sec-butyl and tert-butyl acrylate and the corresponding methacrylates are preferred. Further, methacrylonitrile is mentioned. Generally, the methacrylates are preferred.
Geeignete Monomere Il sind bi- oder polyfunktionelle Monomere, welche in Wasser nicht löslich oder schwer löslich sind, aber eine gute bis begrenzte Löslichkeit in der lipophilen Substanz haben. Unter Schwerlöslichkeit ist eine Löslichkeit kleiner 60 g/l bei 2O0C zu verstehen. Unter bi- oder polyfunktionellen Monomeren versteht man Verbindungen, die wenigstens 2 nichtkonjugierte ethylenische Doppelbindungen haben. Vornehmlich kommen Divinyl- und Polyvinylmonomere in Betracht, die eine Vernetzung der Kapselwand während der Polymerisation bewirken.Suitable monomers II are bi- or polyfunctional monomers which are insoluble or sparingly soluble in water but have good to limited solubility in the lipophilic substance. Sparingly is less than 60 g / l to understand at 2O 0 C a solubility. By bi- or polyfunctional monomers is meant compounds having at least 2 non-conjugated ethylenic double bonds. In particular, divinyl and polyvinyl monomers come into consideration, which cause cross-linking of the capsule wall during the polymerization.
Bevorzugte bifunktionelle Monomere sind die Diester von Diolen mit Acrylsäure oder Methacrylsäure, femer die Diallyl- und Divinylether dieser Diole.Preferred bifunctional monomers are the diesters of diols with acrylic acid or methacrylic acid, furthermore the diallyl and divinyl ethers of these diols.
Bevorzugte Divinylmonomere sind Ethandioldiacrylat, Divinylbenzol, Ethylenglykol- dimethacrylat, 1 ,3-Butylenglykoldimethacrylat, Methallylmethacrylamid und Allylmeth- acrylat. Besonders bevorzugt sind Propandiol-, Butandiol-, Pentandiol- und Hexandioldiacrylat oder die entsprechenden Methacrylate.Preferred divinyl monomers are ethanediol diacrylate, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, methallyl methacrylamide and allyl methacrylate. Particular preference is given to propanediol, butanediol, pentanediol and hexanediol diacrylate or the corresponding methacrylates.
Bevorzugte Polyvinylmonomere sind Trimethylolpropantriacrylat und -methacrylat, Pentaerythrittriallylether und Pentaerythrittetraacrylat.Preferred polyvinyl monomers are trimethylolpropane triacrylate and methacrylate, pentaerythritol triallyl ether and pentaerythritol tetraacrylate.
Als Monomere III kommen sonstige Monomere in Betracht, bevorzugt sind Monomere IHa wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylpyridin. g As monomers III, other monomers come into consideration, preference is given to monomers IHa such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinylpyridine. G
Besonders bevorzugt sind die wasserlöslichen Monomere INb, z.B. Acrylnitril, Meth- acrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Maleinsäurean¬ hydrid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Hydroxyethylacrylat und -methacrylat und Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure. Daneben sind insbesondere N-Methylolacrylamid, N- Methylolmethacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmeth- acrylat zu nennen.Particularly preferred are the water-soluble monomers INb, e.g. Acrylonitrile, methacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, N-vinylpyrrolidone, 2-hydroxyethyl acrylate and methacrylate and acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. In addition, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate may be mentioned in particular.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Wand-bildenden Polymere aus 30 bis 90 Gew.-% Methacrylsäure, 10 bis 70 Gew.-% eines Alkylesters der (Meth)acrylsäure, bevorzugt Methylmethacrylat, tert-Butylmethacrylat, Phenylmeth- acrylat und Cyclohexylmethacrylat, und 0 bis 40 Gew.-% weitere ethylenisch ungesättigter Monomeren gebildet. Diese weiteren ethylenisch ungesättigten Monomere können die für diese Ausführungsform bisher nicht erwähnten Monomere I, Il oder III sein. Da sie in der Regel keinen wesentlichen Einfluss auf die gebildeten Mikrokapseln dieser Ausführungsform haben, ist ihr Anteil bevorzugt < 20 Gew.-% insbesondere <10 Gew.-%. Derartige Mikrokapseln sowie ihre Herstellung werden in der EP-A-1 251 954 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.According to a further preferred embodiment, the wall-forming polymers of 30 to 90 wt .-% methacrylic acid, 10 to 70 wt .-% of an alkyl ester of (meth) acrylic acid, preferably methyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, phenyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate, and 0 to 40 wt .-% further ethylenically unsaturated monomers formed. These further ethylenically unsaturated monomers may be the monomers I, II or III hitherto not mentioned for this embodiment. Since they usually have no significant influence on the microcapsules of this embodiment formed, their proportion is preferably <20 wt .-%, in particular <10 wt .-%. Such microcapsules and their preparation are described in EP-A-1 251 954, to which reference is expressly made.
Die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeigneten Mikrokapseln lassen sich durch eine sogenannte in-situ-Polymerisation herstellen.The microcapsules suitable for use according to the invention can be prepared by a so-called in situ polymerization.
Die bevorzugten Mikrokapseln sowie ihre Herstellung sind aus der EP-A-457 154, DE- A-10 139 171 , DE-A-102 30 581 und EP-A-1 321 182 bekannt, auf die ausdrücklich verwiesen wird. So stellt man die Mikrokapseln in der Weise her, dass man aus den Monomeren, einem Radikalstarter, einem Schutzkolloid und der einzukapselnden lipophilen Substanz eine stabile ÖI-in-Wasser-Emulsion herstellt, in der sie als disperse Phase vorliegen. Anschließend löst man die Polymerisation der Monomeren durch Erwärmung aus und steuert sie durch weitere Temperaturerhöhung, wobei die entstehenden Polymere die Kapselwand bilden, welche die lipophile Substanz umschließt.The preferred microcapsules and their preparation are known from EP-A-457 154, DE-A-10 139 171, DE-A-102 30 581 and EP-A-1 321 182, to which reference is expressly made. Thus, the microcapsules are prepared by preparing from the monomers, a radical initiator, a protective colloid and the lipophilic substance to be encapsulated a stable oil-in-water emulsion in which they are present as a disperse phase. Subsequently, the polymerization of the monomers is initiated by heating and controlled by further increase in temperature, wherein the resulting polymers form the capsule wall, which encloses the lipophilic substance.
In der Regel führt man die Polymerisation bei 20 bis 100°C, vorzugsweise bei 40 bis 8O0C durch. Natürlich sollte die Dispersions- und Polymerisationstemperatur oberhalb der Schmelztemperatur der lipophilen Substanzen liegen.In general, the polymerization is carried out at 20 to 100 ° C, preferably at 40 to 8O 0 C. Of course, the dispersion and polymerization temperature should be above the melting temperature of the lipophilic substances.
Nach Erreichen der Endtemperatur setzt man die Polymerisation zweckmäßigerweise noch etwa für eine Zeit von bis zu 2 Stunden fort, um Restmonomergehalte abzu¬ senken. Im Anschluss an die eigentliche Polymerisationsreaktion bei einem Umsatz von 90 bis 99 Gew.-% ist es in der Regel vorteilhaft, die wässrigen Mikrokapseldisper- sionen weitgehend frei von Geruchsträgern, wie Restmonomere und anderen organischen flüchtigen Bestandteilen zu gestalten. Dies kann in an sich bekannter Weise physikalisch durch destillative Entfernung (insbesondere über Wasserdampf- destillation) oder durch Abstreifen mit einem inerten Gas erreicht werden. Ferner kann es chemisch geschehen, wie in der WO 9924525 beschrieben, vorteilhaft durch redoxinitiierte Polymerisation, wie in der DE-A- 4 435 423, DE-A-4419518 und DE-A- 4435422 beschrieben.After reaching the final temperature, the polymerization is expediently continued for a time of up to 2 hours in order to reduce residual monomer contents. Following the actual polymerization reaction at a conversion of 90 to 99% by weight, it is generally advantageous to make the aqueous microcapsule dispersions substantially free of odor carriers, such as residual monomers and other organic volatile constituents. This can be done physically in a manner known per se by distillative removal (in particular via steam). distillation) or by stripping with an inert gas. Furthermore, it can be done chemically, as described in WO 9924525, advantageously by redox-initiated polymerization, as described in DE-A-4 435 423, DE-A-4419518 and DE-A-4435422.
Man kann auf diese Weise Mikrokapseln mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,5 bis 100 μm herstellen, wobei die Teilchengröße in an sich bekannter Weise über die Scherkraft, die Rührgeschwindigkeit, das Schutzkolloid und seine Konzentra¬ tion eingestellt werden kann.It is possible in this way to produce microcapsules having an average particle size in the range from 0.5 to 100 .mu.m, it being possible to adjust the particle size in a manner known per se by means of the shearing force, the stirring speed, the protective colloid and its concentration.
Bevorzugte Schutzkolloide sind wasserlösliche Polymere, da diese die Oberflächen¬ spannung des Wassers von 73 mN/m maximal auf 45 bis 70 mN/m senken und somit die Ausbildung geschlossener Kapselwände gewährleisten sowie Mikrokapseln mit bevorzugten Teilchengrößen zwischen 1 und 30 μm, vorzugsweise 3 und 12 μm, ausbilden.Preferred protective colloids are water-soluble polymers, since these reduce the surface tension of the water from 73 mN / m to a maximum of 45 to 70 mN / m and thus ensure the formation of closed capsule walls and microcapsules with preferred particle sizes between 1 and 30 .mu.m, preferably 3 and 12 μm, form.
In der Regel werden die Mikrokapseln in Gegenwart wenigstens eines organischen Schutzkolloids hergestellt, das sowohl anionisch als auch neutral sein kann. Auch können anionische und nichtionische Schutzkolloide zusammen eingesetzt werden. Bevorzugt verwendet man anorganische Schutzkolloide gegebenenfalls in Mischung mit organischen Schutzkolloiden oder nichtionische Schutzkolloide.In general, the microcapsules are prepared in the presence of at least one organic protective colloid, which may be both anionic and neutral. It is also possible to use anionic and nonionic protective colloids together. Preference is given to using inorganic protective colloids, optionally mixed with organic protective colloids or nonionic protective colloids.
Organische neutrale Schutzkolloide sind Cellulosederivate wie Hydroxyethylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Methylcellulose und Carboxymethylcellulose, Polyvinyl- pyrrolidon, Copolymere des Vinylpyrrolidons, Gelatine, Gummiarabicum, Xanthan, Natriumalginat, Kasein, Polyethylenglykole, bevorzugt Polyvinylalkohol und partiell hydrolysierte Polyvinylacetate sowie Methylhydroxypropylcellulose.Organic neutral protective colloids are cellulose derivatives such as hydroxyethylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, methylcellulose and carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, copolymers of vinylpyrrolidone, gelatin, gum arabic, xanthan, sodium alginate, casein, polyethylene glycols, preferably polyvinyl alcohol and partially hydrolyzed polyvinyl acetates and methylhydroxypropylcellulose.
Als anionische Schutzkolloide eignen sich Polymethacrylsäure, die Copolymerisate des Sulfoethylacrylats und -methacrylats, Sulfopropylacrylats und -methacrylats, des N- (Sulfoethyl)-maleinimids, der 2-Acrylamido-2-alkylsulfonsäuren, Styrolsulfonsäure sowie der Vinylsulfonsäure.Suitable anionic protective colloids are polymethacrylic acid, the copolymers of sulfoethyl acrylate and methacrylate, sulfopropyl acrylate and methacrylate, N- (sulfoethyl) -maleimide, 2-acrylamido-2-alkylsulfonic acids, styrenesulfonic acid and vinylsulfonic acid.
Bevorzugte anionische Schutzkolloide sind Naphthalinsulfonsäure und Naphthalin- sulfonsäure-Formaldehyd-Kondensate sowie vor allem Polyacrylsäuren und Phenol- sulfonsäure-Formaldehyd-Kondensate.Preferred anionic protective colloids are naphthalenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensates and above all polyacrylic acids and phenolsulfonic acid-formaldehyde condensates.
Die anionischen und nichtionischen Schutzkolloide werden in der Regel in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Wasserphase der Emulsion.The anionic and nonionic protective colloids are generally used in amounts of from 0.1 to 10% by weight, based on the water phase of the emulsion.
Bevorzugt werden anorganische Schutzkolloide, sogenannte Pickering-Systeme, die eine Stabilisierung durch sehr feine feste Partikel ermöglichen und in Wasser unlöslich, aber dispergierbar sind oder unlöslich und nicht dispergierbar in Wasser, aber benetzbar von der lipophilen Substanz sind.Preference is given to inorganic protective colloids, so-called Pickering systems, which allow stabilization by very fine solid particles and insoluble in water, but are dispersible or insoluble and not dispersible in water but wettable by the lipophilic substance.
Die Wirkweise und ihr Einsatz ist in der EP-A-1 029 018 sowie der EP-A-1 321 182 beschrieben, auf deren Inhalte ausdrücklich Bezug genommen wird.The mode of action and its use is described in EP-A-1 029 018 and EP-A-1 321 182, to the contents of which reference is expressly made.
Ein Pickering-System kann dabei aus den festen Teilchen allein oder zusätzlich aus Hilfsstoffen bestehen, die die Dispergierbarkeit der Partikel in Wasser oder die Benetzbarkeit der Partikel durch die lipophile Phase verbessern.A Pickering system can consist of the solid particles alone or in addition of auxiliaries which improve the dispersibility of the particles in water or the wettability of the particles by the lipophilic phase.
Die anorganischen festen Partikel können Metallsalze sein, wie Salze, Oxide und Hydroxide von Calcium, Magnesium, Eisen, Zink, Nickel, Titan, Aluminium, Silicium, Barium und Mangan. Zu nennen sind Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Calciumoxalat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, Bariumsulfat, Titandioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und Zinksulfid. Silikate, Bentonit, Hydroxyapatit und Hydrotalcite seien ebenfalls genannt. Besonders bevorzugt sind hochdisperse Kieselsäuren, Magnesiumpyrophosphat und Tricalciumphosphat.The inorganic solid particles may be metal salts, such as salts, oxides and hydroxides of calcium, magnesium, iron, zinc, nickel, titanium, aluminum, silicon, barium and manganese. These include magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, calcium oxalate, calcium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide and zinc sulfide. Silicates, bentonite, hydroxyapatite and hydrotalcites are also mentioned. Particularly preferred are highly disperse silicas, magnesium pyrophosphate and tricalcium phosphate.
Die Pickering-Systeme können sowohl zuerst in die Wasserphase gegeben werden, als auch zu der gerührten Emulsion von Öl-in-Wasser zugegeben werden. Manche feinen, festen Partikel werden durch eine Fällung hergestellt, wie in der EP-A-1 029 018, sowie der EP-A-1 321 182 beschrieben.The Pickering systems can both be added to the water phase first, as well as added to the stirred oil-in-water emulsion. Some fine, solid particles are produced by precipitation as described in EP-A-1 029 018 and EP-A-1 321 182.
Die hochdispersen Kieselsäuren können als feine, feste Teilchen in Wasser dispergiert werden. Es ist aber auch möglich, sogenannte kolloidale Dispersionen von Kieselsäure in Wasser zu verwenden. Die kolloidalen Dispersionen sind alkalische, wässrige Mischungen von Kieselsäure. Im alkalischen pH-Bereich sind die Partikel gequollen und in Wasser stabil. Für eine Verwendung dieser Dispersionen als Pickering-System ist es vorteilhaft, wenn der pH-Wert der Öl-in-Wasser Emulsion mit einer Säure auf pH 2 bis 7 eingestellt wird.The highly dispersed silicas can be dispersed as fine, solid particles in water. But it is also possible to use so-called colloidal dispersions of silica in water. The colloidal dispersions are alkaline, aqueous mixtures of silica. In the alkaline pH range, the particles are swollen and stable in water. For use of these dispersions as Pickering system, it is advantageous if the pH of the oil-in-water emulsion is adjusted to pH 2 to 7 with an acid.
Die anorganischen Schutzkolloide werden in der Regel in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Wasserphase, eingesetzt.The inorganic protective colloids are generally used in amounts of 0.5 to 15 wt .-%, based on the water phase.
Im allgemeinen werden die organischen neutralen Schutzkolloide in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Wasserphase.In general, the organic neutral protective colloids are used in amounts of from 0.1 to 15% by weight, preferably from 0.5 to 10% by weight, based on the water phase.
Vorzugsweise wählt man die Dispergierbedingungen zur Herstellung der stabilen Öl- in-Wasser Emulsion in an sich bekannter Weise so, dass die öltröpfchen die Größe der gewünschten Mikrokapseln haben. Die durch die Polymerisation erhaltenen Mikrokapseldispersionen ergeben bei Sprühtrocknung ein gut rieselfähiges Kapselpulver. Die Sprühtrocknung der Mikrokapseldispersion kann in üblicher Weise erfolgen. Im allgemeinen wird so vorgegangen, dass die Eingangstemperatur des Warmluftstroms im Bereich von 100 bis 2000C, vorzugsweise 120 bis 1600C, und die Ausgangstemperatur des Warmluft¬ stroms im Bereich von 30 bis 900C, vorzugsweise 60 bis 800C liegt. Das Versprühen der wässrigen Polymerisatdispersion im Warmluftstrom kann beispielsweise mittels Ein- oder Mehrstoffdüsen oder über eine rotierende Scheibe erfolgen. Die Abscheidung des Polymerisatpulvers erfolgt normalerweise unter Verwendung von Zyklonen oder Filterabscheidern. Die versprühte wässrige Polymerisatdispersion und der Warmluft¬ strom werden vorzugsweise parallel geführt.The dispersing conditions for preparing the stable oil-in-water emulsion are preferably chosen in a manner known per se such that the oil droplets have the size of the desired microcapsules. The microcapsule dispersions obtained by the polymerization give a free-flowing capsule powder when spray-dried. The spray drying of the microcapsule dispersion can be carried out in the usual way. In general, the procedure is such that the inlet temperature of the hot air flow in the range of 100 to 200 0 C, preferably 120 to 160 0 C, and the outlet temperature of the Warmluft¬ stream in the range of 30 to 90 0 C, preferably 60 to 80 0 C. , The spraying of the aqueous polymer dispersion in the stream of hot air can take place, for example, by means of single-fluid or multi-fluid nozzles or via a rotating disk. The deposition of the polymer powder is usually carried out using cyclones or filter separators. The sprayed aqueous polymer dispersion and the hot air stream are preferably conducted in parallel.
Gegebenenfalls setzt man zur Sprühtrocknung Sprühhilfsmittel zu, um die Sprüh¬ trocknung zu erleichtern, oder bestimmte Pulvereigenschaften einzustellen, z.B. Staubarmut, Rieselfähigkeit oder verbesserte Redispergierbarkeit. Dem Fachmann sind eine Vielzahl von Sprühhilfsmitteln geläufig. Beispiele hierfür finden sich in DE-A 19629525, DE-A 19629526, DE-A 2214410, DE-A 2445813, EP-A 407889 oder EP-A 784449. Vorteilhafte Sprühhilfsmittel sind beispielsweise wasserlösliche Polymere vom Typ Polyvinylalkohol oder teilhydrolysierte Polyvinylacetate, Cellulosederivate wie Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Methylhydroxyethyl- cellulose und Methylhydroxypropylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Copolymere des Vinylpyrrolidons, Gelatine, bevorzugt Polyvinylalkohol und partiell hydrolysierte Polyvinylacetate sowie Methylhydroxypropylcellulose.Optionally, spray-auxiliaries are added to the spray-drying in order to facilitate the spray-drying or to set certain powder properties, e.g. Low dust, free-flowing or improved redispersibility. A variety of spraying aids are familiar to the person skilled in the art. Examples thereof can be found in DE-A 19629525, DE-A 19629526, DE-A 2214410, DE-A 2445813, EP-A 407889 or EP-A 784449. Advantageous spray aids are, for example, water-soluble polymers of the polyvinyl alcohol or partially hydrolyzed polyvinyl acetates, cellulose derivatives such as Hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, methylcellulose, methylhydroxyethylcellulose and methylhydroxypropylcellulose, polyvinylpyrrolidone, copolymers of vinylpyrrolidone, gelatin, preferably polyvinyl alcohol and partially hydrolyzed polyvinyl acetates and methylhydroxypropylcellulose.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial ist aus dem Träger aus Papier oderThe packaging material according to the invention is made of paper or
Karton und der Papierstreichmassenschicht aufgebaut. In der Regel enthält es jedoch den Träger und zwei, drei oder mehr Schichten.Carton and the paper coating layer built. In general, however, it contains the carrier and two, three or more layers.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial enthält insgesamt 5 bis 300 g/m2 (Auftragsgewicht als Trockengewicht), bevorzugt 15 bis 200 g/m2 und besonders bevorzugt 30 bis 150 g/m2 mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial.The packaging material according to the invention contains a total of 5 to 300 g / m 2 (coating weight as dry weight), preferably 15 to 200 g / m 2 and particularly preferably 30 to 150 g / m 2 microencapsulated latent heat storage material.
Die erfindungsgemäßen Verpackungsmaterialien, insbesondere die für Lebensmittel, haben eine Dicke von 0,01 bis 20 mm, bevorzugt 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,5 bis 2 mm.The packaging materials according to the invention, in particular those for food, have a thickness of 0.01 to 20 mm, preferably 0.1 to 10 mm, in particular 0.5 to 2 mm.
Der Grundaufbau eines Verpackungsmaterials für Lebensmittel kann sich dabei von außen nach innen aus einer Thermoplast-Schicht, vorzugsweise Niederdruckpolyethylen, einer Druckschicht, einer Papierstreichmassenschicht, einer Trägerschicht aus Papier und einer Thermoplast-Schicht zusammensetzen. Zwischen Thermoplast-Schicht und dem Papierträger sind gegebenenfalls noch ein oder mehrere zusätzliche Schichten enthalten, um besondere Eigenschaften zu erzielen, beispiels- weise als Gasbarriere eine Polyamid- oder Aluminiumschicht in der Regel in Verbindung mit einer weiteren Thermoplast-Schicht zum Papier hin. Beispielhafte Schichtaufbauten können sein:The basic structure of a food packaging material can be composed of a thermoplastic layer, preferably low-density polyethylene, a printing layer, a paper coating slip layer, a carrier layer of paper and a thermoplastic layer, from the outside to the inside. Between the thermoplastic layer and the paper support, one or more additional layers may be present to achieve special properties, for example wise as a gas barrier, a polyamide or aluminum layer usually in conjunction with another thermoplastic layer towards the paper. Exemplary layer structures can be:
Thermoplast / Druckschicht / Papierstreichmassenschicht / Papierträger / Thermoplast / Gasbarriere (Aluminiumfolie) / Thermoplast / Thermoplast,Thermoplastic / printing layer / paper coating layer / paper base / thermoplastic / gas barrier (aluminum foil) / thermoplastic / thermoplastic,
Thermoplast / Druckschicht / Papierstreichmassenschicht / Papierträger / Thermoplast / Thermoplast,Thermoplastic / printing layer / paper coating layer / paper support / thermoplastic / thermoplastic,
Druckschicht / Thermoplast / Papierstreichmassenschicht / Papierträger / Thermoplast/ Thermoplast oder Thermoplast / Druckschicht / Papierstreichmassenschicht / Papierträger / Thermoplast / Aluminiumfolie/ Polyester (PET).Printing layer / Thermoplastic / Paper coating layer / Paper carrier / Thermoplastic / Thermoplastic or thermoplastic / Printing layer / Paper coating layer / Paper carrier / Thermoplastic / Aluminum foil / Polyester (PET).
Die Herstellung eines solchen Verpackungsmaterials ist dem Fachmann allgemein bekannt und beispielsweise in der EP-A-1 232 856 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.The preparation of such a packaging material is well known to those skilled in the art and described for example in EP-A-1 232 856, to which reference is expressly made.
Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial einen Träger aus Papier oder bevorzugt Karton, auf den wenigstens eine Papierstreichmassenschicht und eine Druckschicht, gegebenenfalls eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind. Ebenfalls bevorzugt wird ein Verpackungsmaterial, bei dem auf den Träger wenigstens eine Papierstreichmassenschicht und eine oder mehrere Thermoplast-Schichten, gegebenenfalls eine Druckschicht, und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind. Besonders bevorzugt wird ein Verpackungsmaterial, auf dessen Träger wenigstens eine Papierstreichmassenschicht und eine Druckschicht, eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind.The packaging material according to the invention preferably comprises a carrier made of paper or preferably cardboard onto which at least one paper coating slip layer and one printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied. Also preferred is a packaging material in which at least one paper coating slip layer and one or more thermoplastic layers, optionally a printing layer, and optionally one or more further layers are applied to the carrier. Particularly preferred is a packaging material, on the support of which at least one paper coating slip layer and one printing layer, one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied.
Der Papierträger hat ein Flächengewicht von >40 g/m2. Bevorzugt hat er ein Flächengewicht von 150 bis 600 g/m2, was im deutschen Sprachgebrauch unter dem Begriff Karton zusammengefasst wird. Man unterscheidet dabei zwischen Karton, der aus verklebten Papierschichten besteht, und Karton, der als einfache Schicht aus Cellulosefasern hergestellt wurde, sogenanntem Cellulosekarton. Besonders bevorzugt wird ein Papierträger mit einem Flächengewicht im Bereich von 150 bis 250 g/m2.The paper carrier has a basis weight of> 40 g / m 2 . Preferably, it has a basis weight of 150 to 600 g / m 2 , which is summarized in German language under the term cardboard. A distinction is made between cardboard, which consists of bonded paper layers, and cardboard, which was produced as a simple layer of cellulose fibers, so-called cellulose cardboard. Particularly preferred is a paper support having a basis weight in the range of 150 to 250 g / m 2 .
Der Papierträger besteht aus ungestrichenem Papier oder Karton, das wie allgemein üblich vorbehandelt wurde und im Rahmen dieser Anmeldung auch als Rohpapier bzw. -karton bezeichnet wird. Die Herstellung von Rohpapier bzw. -karton ist allgemein bekannt und erfolgt üblicherweise in einem Prozess, bei dem vorzugsweise Leimungsmittel sowie weitere Hilfsmittel zu einer wässrigen Aufschlämmung vonThe paper carrier consists of uncoated paper or cardboard, which has been pretreated as usual and is referred to in this application as a raw paper or cardboard. The production of raw paper or cardboard is well known and usually takes place in a process in which preferably sizing agent and other adjuvants to an aqueous slurry of
Cellulosefasern gegeben werden und der Papierstoff auf einem Sieb unter Blattbildung entwässert wird. Übliche Prozesschemikalien für die Papierherstellung sind Masseleimungsmittel, Retentionsmittel, Verfestigungsmittel wie mit Epichlorhydrin vernetzte Polyamidoamine, Polyvinylamine eines mittleren Molekulargewichts oder Stärke, Fixiermittel, Biozide und Farbstoffe.Cellulose fibers are added and the pulp is dewatered on a sieve with sheet formation. Common process chemicals for papermaking are Engine sizing agents, retention aids, solidifying agents such as epichlorohydrin-crosslinked polyamidoamines, polyvinylamines of average molecular weight or strength, fixatives, biocides and dyes.
Für die Herstellung von Papier oder Karton, vorzugsweise geleimten Papier oder geleimten Karton, kann man sämtliche, überlicherweise in der Papierindustrie verwendeten Cellulosefasern einsetzen, z.B. Fasern aus Holzstoff und allen Einjahres- pflanzen. Unter Holzstoff versteht man beispielsweise Holzschliff, thermomechani- schen Stoff (TMP), chemothermomechanischen Stoff (CTMP), Druckschliff, Halbzellstoff, Hochausbeutezellstoff, Refiner Mechanical PuIp (RMP) und Altpapier. Außerdem eignen sich Zellstoffe, die in gebleichter oder in ungebleichter Form verwendet werden können. Beispiele hierfür sind Sulfat-, Sulfit- und Natronzellstoffe. Vorzugsweise verwendet man ungebleichte Zellstoffe, die auch als ungebleichter Kraftzellstoff bezeichnet werden. Die Faserstoffe können allein oder in Mischung untereinander eingesetzt werden.For the production of paper or paperboard, preferably sized paper or sized paperboard, one may employ any of the cellulose fibers commonly used in the paper industry, e.g. Fibers of wood pulp and all annual plants. Wood pulp is understood to mean, for example, groundwood, thermomechanical pulp (TMP), chemothermomechanical pulp (CTMP), pressure groundwood, semichemical pulp, high-yield pulp, refiner mechanical pulp (RMP) and waste paper. Also suitable are pulps that can be used in bleached or unbleached form. Examples include sulphate, sulphite and soda pulps. Preferably, unbleached pulps, also referred to as unbleached kraft pulp, are used. The fibers can be used alone or mixed with each other.
Bei der Masseleimung von Papier oder Karton erfolgt die Leimung während des Herstellungsprozesses dieser Materialien, indem man zum Papierstoff ein sogenanntes Masseleimungsmittel zusetzt und ihn auf dem Sieb einer Papiermaschine unter Blatt- bildung entwässert. Für die Masseleimung von Papier oder Karton setzt man beispiels¬ weise 0,1 bis 2,0, vorzugsweise 0,2 bis 0,75 Gew.-% Polymerleimungsmittel (d.h. 100%-iges Polymer), bezogen auf trockenes Papierprodukt ein. Übliche Masse¬ leimungsmittel sind wässrigen Dispersionen von Reaktivleimungsmitteln wie Alkylke- tendimeren, C5- bis C22-Alkyl- und/oder C5- bis C22-Alkenylbernsteinsäureanhydriden, Chlorameisensäureestern und C12- bis C36- Alkylisocyanaten, Kombinationen aus Harzleim und Alaun, Kombinationen aus Umsetzungsprodukten von Harzleim mit Carbonsäureanhydriden und Alaun sowie leimend wirkende Polymerdispersionen. Anstelle von Alaun oder auch in Kombination mit Alaun kann man andere Aluminium enthaltende Verbindungen wie Polyaluminiumchloride oder die aus der EP-B-1 091 043 bekannten Polyaluminiumverbindungen einsetzen. Die Polymerleimungsmittel können selbstverständlich auch als Oberflächenleimungsmittel verwendet werden, indem man sie z.B. mit Hilfe einer Leimpresse auf die Oberfläche des Papiers aufbringt oder auf die Oberfläche des Papiers aufsprüht.In the sizing of paper or board, the sizing takes place during the manufacturing process of these materials by adding a so-called engine sizing agent to the paper stock and draining it on the wire of a paper machine with sheet formation. For the size sizing of paper or board, for example, 0.1 to 2.0, preferably 0.2 to 0.75,% by weight of polymer sizing agent (ie 100% polymer), based on dry paper product, is used. Conventional compositions are aqueous dispersions of reactive sizes such as alkyl trimers, C 5 to C 22 alkyl and / or C 5 to C 22 alkenylsuccinic anhydrides, chloroformates and C 12 to C 36 alkyl isocyanates, combinations of resin size and Alum, combinations of reaction products of Harzleim with carboxylic anhydrides and alum and sizing acting polymer dispersions. Instead of alum or in combination with alum, it is possible to use other aluminum-containing compounds such as polyaluminum chlorides or the polyaluminum compounds known from EP-B-1 091 043. The polymer sizing agents can of course also be used as surface sizing agents, for example by applying them to the surface of the paper with the aid of a size press or by spraying them onto the surface of the paper.
Das Entwässern des Papierstoffs erfolgt in Gegenwart eines Retentionsmittels. Neben anionischen Retentionsmitteln oder nichtionischen Retentionsmitteln wie Polyacryl¬ amiden werden bevorzugt kationische Polymere als Retentions- und als Entwässe¬ rungshilfsmittel eingesetzt. Als kationische Retentionsmittel kann man sämtliche dafür im Handel erhältlichen Produkte verwenden.The dewatering of the stock takes place in the presence of a retention agent. In addition to anionic retention aids or nonionic retention aids such as polyacrylic amides, preference is given to using cationic polymers as retention aids and as drainage aids. As cationic retention agents one can use all commercially available products.
Die Herstellung von Karton erfolgt üblicherweise durch Entwässern einer Aufschlämmung von Cellulosefasern. Bevorzugt ist die Verwendung von Kraftzellstoff. Von besonderem Interesse ist weiterhin der Einsatz von TMP und CTMP. Bei der Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Papier- und Kartonprodukte kann man andere, üblicherweise in Betracht kommende Hilfsmittel mitverwenden, z.B. Fixiermittel, Farbstoffe, Bakterizide und Trocken- und/oder Naßverfestiger für Papier.Paperboard is usually made by dewatering a slurry of cellulosic fibers. Preference is given to the use of kraft pulp. Of particular interest is the use of TMP and CTMP. In the production of the paper and paperboard products to be used according to the invention, it is possible to use other adjuvants usually considered, for example fixing agents, dyes, bactericides and dry and / or wet strength agents for paper.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Mikrokapseln können Bestandteil der aufgebrachten Schichten ausgewählt unter der Papierstreichmassenschicht, der Druckschicht und/oder Polyethylenschicht sein oder als eigenständige Mikrokapselschicht aufgetragen werden. Nach einer bevorzugten Variante enthält zusätzlich zu einer oder mehrerer dieser Schichten auch der Träger aus Papier oder Karton mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial. Die Mikrokapseln können in diesem Fall dem Zellstoff, der Stoffsuspension im Stoffauflauf zugemischt werden oder dem Oberflächen- bzw. Masseleimungsmittel zugesetzt werden.The microcapsules used according to the invention may be part of the applied layers selected from the paper coating slip layer, the printing layer and / or the polyethylene layer or applied as an independent microcapsule layer. According to a preferred variant, in addition to one or more of these layers, the paper or cardboard carrier also contains microencapsulated latent heat storage material. In this case, the microcapsules may be admixed with the pulp, the stock suspension in the head box or may be added to the surface sizing agent.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das mikroverkapselteIn a preferred embodiment, the microencapsulated
Latentwärmespeichermaterial in der Papierstreichmassenschicht enthalten. Es gibt eine oder mehrere Strichschichten (z. B. Vorstrich, Mittelstrich und Deckstrich, auch als Topcoat bezeichnet), die jeweils Mikrokapseln enthalten können.Contain latent heat storage material in the paper coating composition layer. There are one or more coating layers (eg, precoat, middle line and topcoat, also referred to as topcoat), each of which may contain microcapsules.
Papierstreichmassen sind allgemein bekannt. Sie setzen sich in der Regel aus a) Pigment und/oder Füllstoff b) Bindemittel und gegebenenfalls Cobindemittel, c) gegebenenfalls einem Verdicker, d) gegebenenfalls einem Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzfarbstoff, insbesondere als optischem Aufheller, e) gegebenenfalls einem oder mehreren zusätzlichen Additiven wie Härtungsmitteln, Entschäumern, Nuancierfarbstoffen, Netzmitteln, Hydrophobierungsagenzien, Verlaufsmitteln, kationischen Zusatzstoffen, OBA (Optical Brideness Agent)-Carriem (PVA und Stärke-Derivate) zusammen.Paper coatings are well known. They usually consist of a) pigment and / or filler b) binders and optionally cobinders, c) optionally a thickener, d) optionally a fluorescent or phosphorescent, especially as an optical brightener, e) optionally one or more additional additives such Curing agents, defoamers, shading dyes, wetting agents, hydrophobizing agents, leveling agents, cationic additives, OBA (Optical Brideness Agent) -Carriem (PVA and starch derivatives) together.
Eine solche Streichmasse kann man nach einer erfindungsgemäßen Variante derart modifizieren, dass man einen Teil des Füllstoffs oder des polymeren Bindemittels durch mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterialien ersetzt. Nach einer anderen erfindungsgemäßen Variante können die Kapseln üblichen Papierstreichmassen zugefügt werden. Eine bevorzugte Zusammensetzung enhält a) Pigment und/oder FüllstoffSuch a coating composition can be modified according to a variant of the invention such that a part of the filler or of the polymeric binder is replaced by microencapsulated latent heat storage materials. According to another variant of the invention, the capsules can be added to customary paper coating slips. A preferred composition contains a) pigment and / or filler
b) 1 - 40 Gew.-Teile Bindemittel und gegebenenfalls Cobindemittel (zusammen alsb) 1 to 40 parts by weight of binder and optionally cobinders (together as
Feststoff gerechnet) c) 0 - 5 Gew.-Teile Verdicker (gerechnet als Feststoff) d) 0 - 5 Gew.-Teile Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzfarbstoff (gerechnet alsSolid) c) 0-5 parts by weight of thickener (calculated as solid) d) 0-5 parts by weight of fluorescent or phosphorescent (calculated as
Feststoff), e) 0-10 Gew.-Teile zusätzliche Additive (gerechnet als Feststoff) f) 10 - 500 Gew.-Teile mikroverkapseltes LatentwärmespeichermaterialSolids) e) 0-10 parts by weight of additional additives (calculated as solids) f) 10 - 500 parts by weight of microencapsulated latent heat storage material
bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Pigmente und Füllstoffe (a).based on 100 parts by weight of the total amount of the pigments and fillers (a).
Derartige Papierstreichmassen sind ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung.Such paper coating slips are also part of the present invention.
Bei den Bindemitteln und Cobindemitteln (b) handelt es sich um synthetisch hergestellte bzw. aus der Natur gewonnene Substanzen.The binders and cobinders (b) are synthetically produced or naturally derived substances.
Bei den synthetischen Bindemitteln und Cobindemitteln handelt es sich vorzugsweise um radikalisch polymerisierte Polymerisate, die insgesamt vorzugsweise zu mindestens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-%, aus den nachfolgend aufgeführten Hauptmonomeren bestehen.The synthetic binders and cobinders are preferably free-radically polymerized polymers which preferably consist overall of at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight, of the main monomers listed below.
Geeignete Hauptmonomere werden ausgewählt aus C1 bis Ci6Alkyl(meth)acrylaten, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, Vinylestem von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C- Atomen, Vinylhalogeniden, ethylenisch ungesättigte Nitrile, nicht aromatischen Kohlen¬ wasserstoffen mit einer oder zwei konjugierten Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren. Genannt seien z.B. (Meth)-acrylsäurealkylestern mit einem C1-C10- Alkylrest, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat und 2- Ethylhexylacrylat.Suitable principal monomers are selected from C 1 to C 6 alkyl (meth) acrylates, vinylaromatics having up hydrogens to 20 carbon atoms, vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms, vinyl halides, ethylenically unsaturated nitriles, nonaromatic Kohlen¬ with one or two conjugated double bonds or mixtures of these monomers. Examples which may be mentioned are (meth) acrylic acid alkyl esters having a C 1 -C 10 -alkyl radical, such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester geeignet.In particular, mixtures of (meth) acrylic acid alkyl esters are also suitable.
Als Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen kommen z.B. Vinyllaurat, - stearat, Vinylpropionat und Vinylacetat in Betracht.As vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms, e.g. Vinyl laurate, stearate, vinyl propionate and vinyl acetate.
Als vinylaromatische Verbindungen mit bis zu 20 C-Atomen kommen Vinyltoluol, α- Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise Styrol in Betracht. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.Suitable vinylaromatic compounds having up to 20 carbon atoms are vinyltoluene, α-butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene and preferably styrene. Examples of ethylenically unsaturated nitriles are acrylonitrile and methacrylonitrile.
Vinylhalogenide sind mit Chlor, Fluor oder Brom substituierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, bevorzugt Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.Vinyl halides are chloro, fluoro or bromo substituted ethylenically unsaturated compounds, preferably vinyl chloride and vinylidene chloride.
Als nicht aromatische Kohlenwasserstoffe mit einer oder zwei konjugierten olefinischen Doppelbindungen seien Butadien, Isopren und Chloropren sowie Ethylen genannt.Non-aromatic hydrocarbons having one or two conjugated olefinic double bonds may be mentioned butadiene, isoprene and chloroprene, as well as ethylene.
Bevorzugt handelt es sich dabei im allgemeinen um C^C^-Alky^meth)- acrylate oder deren Mischungen mit Vinylaromaten, insbesondere Styrol, oder alternativ um nichtaromatische Kohlenwasserstoffe mit zwei konjugierten Doppelbindungen, . ß These are generally C 1 -C 4 -alkyl (meth) acrylates or mixtures thereof with vinylaromatics, in particular styrene, or alternatively nonaromatic hydrocarbons having two conjugated double bonds, , ß
16 insbesondere Butadien, oder deren Mischungen mit Vinylaromaten, insbesondere Styrol.16 in particular butadiene, or mixtures thereof with vinyl aromatics, in particular styrene.
Neben den Hauptmonomeren, kann das Bindemittel noch weitere Monomere, z.B. Hydroxygruppen enthaltende Monomere, wie Hydroxyalkylacrylate oder Monomere mit Alkoxygruppen, wie sie durch Alkoxylierung von Hydroxygruppen enthaltenden Monomeren mit Alkoxyden, insbesondere Ethylenoxid oder Propylenoxid erhältlich sind, Monomere mit Säure- oder Anhydridgruppen oder deren Salze, z.B. (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Vinylsulfonsäure enthalten.Besides the main monomers, the binder may contain other monomers, e.g. Hydroxyl-containing monomers, such as hydroxyalkyl acrylates or monomers having alkoxy groups, as obtainable by alkoxylation of hydroxyl-containing monomers with alkoxides, in particular ethylene oxide or propylene oxide, monomers having acid or anhydride groups or salts thereof, e.g. (Meth) acrylic acid, maleic acid, vinylsulfonic acid.
Neben diesen beschriebenen Polymerisaten werden in untergeordneten Mengen auch teilweise oder vollständig hydrolysierte Polyvinylalkohole mit unterschiedlichen mittleren Molmassen als synthetische Bindemittel eingesetzt.In addition to these described polymers, partially or completely hydrolyzed polyvinyl alcohols having different average molar masses are also used as synthetic binders in minor amounts.
Als natürliche Bindemittel und Cobindemittel kommen Stärke (oxidierte bzw. enzymatisch abgebaute Mais-, Kartoffel- oder Weizenstärke), Casein und Soja-Protein in Betracht.Suitable natural binders and cobinders are starch (oxidized or enzymatically degraded corn, potato or wheat starch), casein and soy protein.
Die Herstellung des Bindemittels kann entsprechend der allgemein bekannten Methode der Emulsionspolymersation erfolgen, üblicherweise in Gegenwart eines wasserlös¬ lichen Initiators, des eines Schutzkolloides und Emulgatoren bei vorzugsweise 30 bis 14O0C.The preparation of the binder can according to the generally known method of emulsion polymerization carried out, usually in the presence of a union wasserlös¬ initiator, a protective colloid and emulsifiers at preferably 30 to 14O 0 C.
Geeignete Initiatoren sind z.B. Natrium-, Kalium- und Ammonium- persulfat, tert.— Butylhydroperoxide, wasserlösliche Azoverbindungen oder auch Redoxinitiatoren, wie H202/Ascorbinsäure.Examples of suitable initiators are sodium, potassium and ammonium persulfate, tert-butyl hydroperoxides, water-soluble azo compounds or also redox initiators, such as H 2 O 2 / ascorbic acid.
Geeignete Schutzkolloide und Emulgatoren sind z.B. Alkalisalze von längerkettigen Fettsäuren, Alkylsulfate, Alkylsulfonate, alkylierte Arylsulfonate, alkylierte Biphenyl- ethersulfonate, längerkettige Fettalkohole sowie die entsprechenden alkoxylierten Produkte der genannten Sulfate, Sulfonate und Alkohole.Suitable protective colloids and emulsifiers are e.g. Alkali salts of longer-chain fatty acids, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, alkylated aryl sulfonates, alkylated biphenyl ether sulfonates, longer-chain fatty alcohols and the corresponding alkoxylated products of the sulfates, sulfonates and alcohols mentioned.
Bevorzugt besteht das Bindemittel zu mindestens 20 Gew.-% aus den Hauptmono¬ meren, besonders bevorzugt zu mindestens 35 Gew.-% und ganz besonders bevor- zugt zu mindestens 50 Gew.-%.Preferably, the binder is at least 20 wt .-% of the Hauptmono¬ mers, more preferably at least 35 wt .-% and most preferably at least 50 wt .-%.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, Bindemittel unterschiedlicher Zusammensetzung zu kombinieren (Bindemittel und Cobindemittel), wie es in EP 14904 beschrieben ist.It has proved to be advantageous to combine binders of different composition (binders and cobinders), as described in EP 14904.
Als Verdicker c) kommen neben weitverbreiteten synthetischen Polymerisaten auf Acrylester- und Urethan-Basis übliche organische und anorganische Verdicker wie Carboxymethylcellulose (CMC), Hydroxyethylcellulose (HEC), Alginate und Schicht¬ silikate wie Bentonit in Betracht.As thickener c) come in addition to widespread synthetic polymers on acrylic ester and urethane-based conventional organic and inorganic thickeners such as Carboxymethylcellulose (CMC), hydroxyethylcellulose (HEC), alginates and Schicht¬ silicates such as bentonite into consideration.
Bei dem Pigment oder Füllstoff (a) handelt es sich im allgemeinen um mineralische Weißpigmente synthetischer oder natürlicher Art, z.B. natürliches Calciumcarbonat (Kreide, Kalkstein, Marmor), Kaolin, Talkum, Titandioxid, Aluminiumhydroxid, Zinkoxid, Satinweiß, Bariumsulfat, synthetisches Calciumcarbonat (PCC), Polymerpigmente, feinst gemahlene Silikate.The pigment or filler (a) is generally synthetic or natural mineral white pigments, e.g. natural calcium carbonate (chalk, limestone, marble), kaolin, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, zinc oxide, satin white, barium sulfate, synthetic calcium carbonate (PCC), polymer pigments, micronized silicates.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials, indem man eine Papiermasse aufbringt, die mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial umfasst.The present invention further relates to a process for producing the packaging material according to the invention by applying a paper pulp comprising microencapsulated latent heat storage material.
Die Papierstreichmasse kann nach üblichen Verfahren auf die zu beschichtenden Papiere aufgebracht werden (vgl. Ullmann's Encyclopädie der Technischen Chemie, 4. Auflage, Bd. 17, S. 603 ff). Die Beschichtung des Papierträgers kann derart erfolgen, indem eine Formulierung aus den o.g. Bestandteilen mit Hilfe einer Rakel, einer Walze, einem Stab oder einer Bürste gleichmäßig auf die Oberfläche des Trägers aufgetragen wird. Bevorzugte Beschichtungsapparaturen enthalten u.a. Luftbürsten oder reverse Gravure-Walzen bzw. andere handelsübliche Blade- oder Walzen Auftragssysteme, ebenso Leimpressen oder Curtaincoater. Im Anschluss an das Aufbringen der Dispersion schließt sich üblicherweise ein Trocknungsvorgang an, zum Beispiel in beheizten Kanälen. Die Trocknungstemperaturen liegen in der Regel oberhalb 50 0C1 bevorzugt von 100 bis 180 0C.The paper coating slip can be applied by conventional methods to the papers to be coated (see Ullmann's Encyclopadie der Technischen Chemie, 4th Edition, Vol. 17, pp. 603 ff). The coating of the paper carrier can be carried out by applying a formulation of the above ingredients uniformly on the surface of the carrier using a doctor blade, a roller, a rod or a brush. Preferred coating apparatuses include air brushes or reverse gravure rollers or other commercially available blade or roller application systems, as well as size presses or curtain coater. Following the application of the dispersion usually follows a drying process, for example in heated channels. The drying temperatures are usually above 50 0 C 1 is preferably from 100 to 180 0 C.
Neben den allgemein üblichen Auftragsverfahren (beispielsweise Streichen, Rakeln oder Sprühen) ist auch ein Schaumauftrag möglich. Dabei wird die Papierstreichmasse mechanisch aufgeschäumt, auf das Substrat aufgetragen und der Schaum getrocknet. Durch einen Schaumauftrag kann die Auftragsmenge auf ca. 200-300 g/m2 erhöht werden, bei entsprechender Zunahme der Schichtdicke.In addition to the commonly used application methods (for example brushing, doctoring or spraying), a foam application is also possible. The paper coating composition is mechanically foamed, applied to the substrate and the foam dried. By a foam application, the order amount can be increased to about 200-300 g / m 2 , with a corresponding increase in the layer thickness.
Der Papierträger kann im Herstellungsprozess des Verpackungsmaterials bereits als gestrichenes Papier eingesetzt werden. Das bedeutet, das in diesem Fall die Papierstreichmassenschicht bereits zu einem früheren Zeitpunkt und nicht erst im Rahmen des Herstellungsprozesses des Verpackungsmaterial aufgebracht wird.The paper carrier can already be used as coated paper in the production process of the packaging material. This means that in this case the paper coating composition layer is already applied at an earlier point in time and not just during the production process of the packaging material.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das mikroverkapelte Latentwärmespeichermaterial als Mikrokapseldispersion aufgebracht. Eine solche Dispersion umfasst ein oder mehrere Bindemittel, gegebenenfalls einen Verdicker, gegebenenfalls ein oder mehrere zusätzliche Additive wie Entschäumer, Netzmittel, Hydrophobierungsagenzien, Verlaufsmittel, kationische Zusatzstoffe, Biozide und Farbstoffe, gegebenenfalls mineralische Füllstoffe wie CaCO3, Kaolin, Talkum, Zirkoniumsalze, um das Blockingverhalten zu verbessern, gegebenenfalls (bei Schaumauftrag) Schäumungsmittel und Schaumstabilisatoren.According to a further preferred embodiment, the microencapsulated latent heat storage material is applied as a microcapsule dispersion. Such a dispersion comprises one or more binders, optionally a thickener, optionally one or more additional additives such as defoamers, wetting agents, hydrophobizing agents, leveling agents, cationic additives, biocides and dyes, optionally mineral fillers such as CaCO 3 , kaolin, talc, Zirconium salts to improve the blocking performance, optionally (in the case of foam application) foaming agents and foam stabilizers.
Als Bindemittel sind die unter den Papierstreichmassen aufgeführten Bindemittel geeignet. Ebenso sind die obengenannten Verdicker bevorzugt. Sofern mineralische Füllstoffe zugegeben werden ist ihr Anteil <20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtformu¬ lierung. Die Auftragung erfolgt wie für den Papierstrich beschrieben.As binders, the binders listed under the paper coating compositions are suitable. Likewise, the above thickeners are preferred. If mineral fillers are added, their proportion is <20% by weight, based on the overall formulation. The application is carried out as described for the paper stroke.
Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält:A preferred composition contains:
20-80 Gew.-Teile bevorzugt 30-70, besonders bevorzugt 40-60 Gew.-Teile mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial 20-80 Gew.-Teile bevorzugt 30-70, besonders bevorzugt 40-60 Gew.-Teile20-80 parts by weight preferably 30-70, particularly preferably 40-60 parts by weight of microencapsulated latent heat storage material 20-80 parts by wt. Preferably 30-70, particularly preferably 40-60 parts by wt
Bindemittel 0-5 Gew.-Teile bevorzugt 0-1 Gew.-Teile VerdickerBinder 0-5 parts by weight preferably 0-1 parts by weight thickener
0-10 Gew.-Teile bevorzugt 0-2 Gew.-Teile zusätzliche Additive und 0-20 Gew.-Teile Füllstoff.0-10 parts by weight preferably 0-2 parts by weight of additional additives and 0-20 parts by weight of filler.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterial in der Druckschicht enthalten. Bei den erfindungsgemäß mikroverkapselte Latentwärmespeicher enthaltenden Druckfarben kann es sich um Flüssig-Druckfarben wie beispielsweise Flexodruck-, Tiefdruck- oder Siebdruckfarben handeln, oder es kann sich um pastöse Druckfarben, beispielsweise für den Offset¬ oder Buchdruck handeln. Neben dem mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterial umfassen die Druckfarben Farbmittel, mindestens ein Lösemittel oder ein Lösemittel¬ gemisch, mindestens ein polymeres Bindemittel sowie optional weitere Zusatzstoffe. Es kann sich sowohl um Druckfarben handeln, welche durch Wegschlagen und/oder Verdampfen des Lösemittels trocknen, um oxidativ trockende oder nach weiteren Mechanismen trocknende Farben oder auch um UV-härtbare Farben. Die Begriffe „pastöse Druckfarben" und Flüssigdruckfarben" sind dem Fachmann bekannt. Flüssig¬ druckfarben enthalten vergleichsweise niedrig viskose und niedrige siedende Lösemittel, während pastöse Druckfarben vergleichsweise hoch viskose und hoch siedende Lösemittel enthalten. Weitere Einzelheiten zur Klassifizierung von Druckfar¬ ben sind beispielsweise in Römpps-Lexikon „Lacke und Druckfarben", Thieme-Verlag, Stuttgart, 1998, S. 157 ff. offenbart (insbesondere Seiten 159/160, Tabellen 4 und 5 sowie Abbildung auf Seite 160).According to a further preferred embodiment, the microencapsulated latent heat storage material is contained in the print layer. The printing inks containing latent heat storage medium according to the invention may be liquid printing inks such as, for example, flexographic, gravure or screen printing inks, or they may be pasty inks, for example for offset or letterpress printing. In addition to the microencapsulated latent heat storage material, the printing inks comprise colorants, at least one solvent or a solvent mixture, at least one polymeric binder and optionally further additives. It may be both inks which dry by repelling and / or evaporating the solvent, by oxidatively drying or by further mechanisms drying colors or UV-curable inks. The terms "pasty inks" and liquid inks "are known in the art. Liquid printing inks contain comparatively low-viscosity and low-boiling solvents, while pasty printing inks contain comparatively high-viscosity and high-boiling solvents. Further details on the classification of printing inks are disclosed, for example, in Rompps-Lexikon "Lacke und Druckfarben", Thieme-Verlag, Stuttgart, 1998, p. 157 et seq. (In particular pages 159/160, tables 4 and 5 and illustration on page 160) ).
Im Falle der flüssigen Druckfarben/Lacke, die mikroverkapseltes Latentwärmespeicher¬ material enthalten, beträgt die Menge der Mikrokapseln erfindungsgemäß 5 bis 80 Gew. % bezüglich der Summe aller Bestandteile der Druckfarbe. Bevorzugt werden 20 bis 75 Gew. %, besonders bevorzugt 30 bis 75 Gew. % und beispielsweise 55 bis 70 Gew. % eingesetzt. Im Falle der pastösen Druckfarben bzw. Lacke, die mikroverkapselte Latentwärme¬ speicher enthalten, beträgt die Menge Mikrokapseln erfindungsgemäß 5 bis 60 Gew. % bezüglich der Summe aller Bestandteile der Druckfarbe. Bevorzugt werden 15 bis 50 Gew. %, besonders bevorzugt 20 bis 40 Gew. % eingesetzt.In the case of liquid printing inks / lacquers containing microencapsulated latent heat storage material, the amount of microcapsules according to the invention is 5 to 80% by weight with respect to the sum of all constituents of the printing ink. Preference is given to using from 20 to 75% by weight, more preferably from 30 to 75% by weight, and for example from 55 to 70% by weight. In the case of pasty printing inks or lacquers containing microencapsulated latent heat storage, the amount of microcapsules according to the invention is 5 to 60% by weight with respect to the sum of all constituents of the printing ink. Preference is given to using from 15 to 50% by weight, particularly preferably from 20 to 40% by weight.
Als Farbmittel können die für Druckfarben üblichen Farbstoffe, insbesondere übliche Pigmente eingesetzt werden. Beispiele sind anorganische Pigmente wie beispielsweise Titandioxid-Pigmente oder Eisenoxidpigmente, Interferenzpigmente, Ruße, Metallpul- ver wie insbesondere Aluminium, Messing oder Kupferpulver, sowie organische Pigmente wie Azo-, Phthalocyanin oder Isoindolin-Pigmente. Es können selbstver¬ ständlich auch Gemische verschiedener Farbstoffe oder Farbmittel eingesetzt werden. Es können auch lösliche organische Farbstoffe eingesetzt werden. Die Menge an Farbmittel beträgt üblicherweise 5 - 25 Gew. % bezüglich der Summe aller Bestand- teile der Druckfarbe. Drucklacke enthalten üblicherweise keine oder nur wenig Farbmittel, können aber als Basis zur Farbherstellung verwendet werden.The colorants which can be used are the usual dyes for printing inks, in particular conventional pigments. Examples are inorganic pigments such as, for example, titanium dioxide pigments or iron oxide pigments, interference pigments, carbon blacks, metal powders such as, in particular, aluminum, brass or copper powder, and also organic pigments such as azo, phthalocyanine or isoindoline pigments. It is of course also possible to use mixtures of different dyes or colorants. It is also possible to use soluble organic dyes. The amount of coloring agent is usually 5 to 25% by weight with respect to the sum of all the constituents of the printing ink. Print varnishes usually contain little or no colorants, but can be used as a base for color production.
Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch dienen u.a. zum Lösen der Bindemittel, aber auch zur Einstellung wichtiger Anwendungseigenschaften der Druckfarben, beispielsweise der Viskosität oder der Trocknungsgeschwindigkeit. Die Art des Lösemittels richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck der Druckfarbe und wird vom Fachmann entsprechend ausgewählt.Solvents or solvent mixture serve u.a. for dissolving the binders, but also for adjusting important application properties of the printing inks, for example the viscosity or the drying rate. The type of solvent depends on the particular intended use of the printing ink and is selected accordingly by the person skilled in the art.
Lösemittel bzw. Komponenten von Lösemittelgemischen für pastöse Druckfarben umfassen insbesondere hochsiedende Mineralöle oder pflanzliche Öle wie Sojaöl. Der Siedepunkt beträgt im Regelfall nicht weniger als 2300C, kann aber auch mehr als 3000C betragen.Solvents or components of solvent mixtures for pasty printing inks comprise in particular high-boiling mineral oils or vegetable oils such as soybean oil. The boiling point is usually not less than 230 0 C, but may also be more than 300 0 C.
Für Flüssig-Druckfarben wie Flexo- und Tiefdruckfarben eingesetzte Lösemittel umfassen insbesondere niedrig siedende Lösemittel. Der Siedepunkt beträgt imSolvents used for liquid printing inks such as flexographic and gravure inks include, in particular, low-boiling solvents. The boiling point is in the
Regelfall nicht mehr als 1400C. Siebdruckfarben sind ähnlich formuliert wie Flexo- oder Tiefdruckfarben, sie sind lediglich etwas viskoser eingestellt und weisen üblicherweise Lösemittel mit etwas höheren Siedepunkten auf. Beispiele geeigneter Lösemittel für Flüssigdruckfarben umfassen Ethanol, 1-Propanol oder 2-Propanol, substituierte Alkohole wie beispielsweise Ethoxypropanol oder Ester wie beispielsweise Ethylacetat, Isopropylacetat, n-Propyl- oder n-Butylacetat. Es können selbstverständlich auch Gemische verschiedener Lösemittel eingesetzt werden. Beispielsweise kann es sich um ein Gemisch aus Ethanol und Estern wie Ethylacetat oder Propylacetat handeln. Für das Drucken mit Flexodruckplatten ist es regelmäßig empfehlenswert, dass der Anteil der Ester am Gesamtlösemittel ca. 20 - 25 Gew. % nicht überschreitet. Als Lösemittel für Flüssigdruckfarben sind bevorzugt auch Wasser oder überwiegend wässrige Lösemittelgemische einsetzbar. Je nach Art der Druckfarbe werden üblicherweise 10 bis 55 Gew. % Lösemittel bezüglich der Summe aller Bestandteile eingesetzt.Normally not more than 140 ° C. Screen printing inks are formulated similarly to flexographic or gravure printing inks, they are merely slightly more viscous and usually have solvents with slightly higher boiling points. Examples of suitable solvents for liquid printing inks include ethanol, 1-propanol or 2-propanol, substituted alcohols such as ethoxypropanol or esters such as ethyl acetate, isopropyl acetate, n-propyl or n-butyl acetate. It is of course also possible to use mixtures of different solvents. For example, it may be a mixture of ethanol and esters such as ethyl acetate or propyl acetate. For printing with flexographic printing plates, it is regularly recommended that the proportion of esters in the total solvent does not exceed approx. 20-25% by weight. As solvents for liquid printing inks, preference is also given to using water or predominantly aqueous solvent mixtures. Depending on the type of ink usually 10 to 55 wt.% Solvents are used in terms of the sum of all components.
Strahlungshärtbare Druckfarben enthalten im allgemeinen nicht die oben genannten Lösemittel, sondern Reaktivverdünner. Reaktivverdünner erfüllen typischerweise eine Doppelfunktion. Einerseits dienen sie zum Vernetzen bzw. Härten der Druckfarbe, andererseits dienen sie aber auch wie konventionelle Lösemittel zum Einstellen der Viskosität. Beispiele umfassen Butylacrylat, (2-Ethylhexyl)acrylat, sowie insbesondere mehrfunktionelle Acrylate wie 1 ,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1 ,6- Hexandioldi(meth)acrylat oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat.Radiation-curable inks generally do not contain the abovementioned solvents, but reactive diluents. Reactive diluents typically perform a dual function. On the one hand, they serve to crosslink or harden the ink, on the other hand, they also serve as conventional solvents for adjusting the viscosity. Examples include butyl acrylate, (2-ethylhexyl) acrylate, and in particular polyfunctional acrylates such as 1, 4-butanediol di (meth) acrylate, 1, 6-hexanediol di (meth) acrylate or trimethylolpropane tri (meth) acrylate.
Als Bindemittel für die erfindungsgemäßen Mikrokapseln enthaltenden Druckfarben können prinzipiell die für Flüssig-Druckfarben und pastöse Druckfarben üblichen Bindemittel eingesetzt werden. Je nach dem gewünschten Anwendungszweck und den gewünschten Eigenschaften trifft der Fachmann eine geeignete Auswahl. Beispiele geeigneter Bindemittel umfassen Polyester, Polyamide, PVC-Copolymerisate, aliphatische und aromatische Ketonharze, Melamin-Hamstoff-Harze, Melamin- Formaldehyd-Harze, Maleinate, Kolophoniumderivate, Casein bzw. Casein-Derivate, Ethylcellulose, Nitrocellulose oder aromatische bzw. aliphatische Polyurethane. Es können auch Polymere oder Copolymere von Vinylacetat, Vinylalkohol, Acrylaten, Methacrylaten, Vinylpyrolidon oder Vinylacetalen eingesetzt werden. Von besonderem Vorteil können funktionelle Gruppen aufweisende hyperverzweigte Polymere, beispielsweise hyperverzweigte Polyurethane, Polyharnstoffe oder Polyesteramide eingesetzt werden, wie von WO 02/36695 und WO 02/36697 offenbart. Es können selbstverständlich auch Gemische verschiedener polymerer Bindemittel eingesetzt werden, vorausgesetzt, die ausgewählten Bindemittel weisen in Kombination miteinander keine unerwünschten Eigenschaften auf. Die Menge aller Bindemittel beträgt üblicherweise 5 - 20 Gew. % bzgl. der Summe aller Bestandteile der Druckfarbe.In principle, binders which are customary for liquid printing inks and pasty printing inks can be used as binders for the printing inks containing the microcapsules according to the invention. Depending on the desired application and the desired properties, the skilled person will make a suitable choice. Examples of suitable binders include polyesters, polyamides, PVC copolymers, aliphatic and aromatic ketone resins, melamine-urea resins, melamine-formaldehyde resins, maleinates, rosin derivatives, casein derivatives, ethylcellulose, nitrocellulose or aromatic or aliphatic polyurethanes. It is also possible to use polymers or copolymers of vinyl acetate, vinyl alcohol, acrylates, methacrylates, vinylpyrolidone or vinyl acetals. It is particularly advantageous to use hyperbranched polymers having functional groups, for example hyperbranched polyurethanes, polyureas or polyesteramides, as disclosed by WO 02/36695 and WO 02/36697. It is of course also possible to use mixtures of different polymeric binders, provided that the selected binders have no undesired properties in combination with one another. The amount of all binders is usually 5 to 20% by weight, based on the sum of all constituents of the printing ink.
Für Flüssig-Druckfarben besonders bevorzugte Bindemittel umfassen beispielsweise Nitrocellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose sowie aliphatische und aromatische Polyurethane und Polyharnstoffe, insbesondere hyperverzweigte Polyurethane und Polyharnstoffe sowie Mischungen davon.Particularly preferred binders for liquid printing inks include, for example, nitrocellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose and also aliphatic and aromatic polyurethanes and polyureas, in particular hyperbranched polyurethanes and polyureas and mixtures thereof.
Als Bindemittel für wasserverdünnbare mikroverkapselte Latentwärmespeicher enthaltende Druckfarben kommen insbesondere Copolymere auf Basis von (Meth)acrylsäure und/oder deren Estern mit Styrol in Frage. Derartige Bindemittel sind als Lösungen oder Dispersionen für den Einsatz in Druckfarben beispielsweise unter dem Namen Zinpol® (Fa. Worlee) kommerziell erhältlich. Weitere Beispiele umfassen aromatische bzw. aliphatische wässrige Polyurethane, Polyester und wässrige Polyamide.Copolymers based on (meth) acrylic acid and / or esters thereof with styrene are particularly suitable as binders for water-dilutable microencapsulated latent heat storage-containing printing inks. Such binders are commercially available as solutions or dispersions for use in inks, for example, under the name of Zinpol ® (Fa. Worlee). Other examples include aromatic or aliphatic aqueous polyurethanes, polyesters and aqueous polyamides.
Für pastöse Druckfarben bevorzugte Bindemittel umfassen beispielsweise Kolophoniumharze oder modifizierte Kolophoniumharze. Beispiele für modifizierte Kolophoniumharze umfassen mit Polyolen wie beispielsweise Glycerin oder Pentaerythrit ganz oder teilweise veresterte Kolophoniumharze.Binders preferred for pasty inks include, for example, rosins or modified rosins. Examples of modified rosin resins comprise, with polyols such as, for example, glycerol or pentaerythritol, completely or partially esterified rosin resins.
Strahlungshärtbare Druckfarben umfassen Bindemittel, die vernetzbare Gruppen umfassen, wie beispielsweise olefinische Gruppen, Vinylether- oder Epoxidgruppen.Radiation curable inks include binders comprising crosslinkable groups, such as olefinic groups, vinyl ether or epoxide groups.
Die erfindungsgemäßen mikroverkapselte Latentwärmespeicher enthaltenden Druckfarben können weiterhin einen oder mehrere Hilfsstoffe beziehungsweise Additive umfassen. Beispiele für Additive und Hilfsstoffe sind Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Aluminiumoxidhydrat oder Aluminium- bzw. Magnesiumsilikat. Wachse erhöhen die Abriebfestigkeit und dienen der Erhöhung der Gleitfähigkeit. Beispiele sind insbesondere Polyethylenwachse, oxidierte Polyethylenwachse, Petroleumwachse oder Ceresinwachse. Fettsäureamide können zur Erhöhung der Oberflächenglätte eingesetzt werden. Weichmacher dienen der Erhöhung der Elastizität des getrockneten Films. Für strahlungshärtbare Druckfarben wird als Additiv weiterhin mindestens ein Fotoinitiator oder ein Fotoinitiatorsystem eingesetzt. Zur Formulierung dünnflüssiger mikroverkapselte Latentwärmespeicher enthaltende Druckfarben, wie Flexo-, Tief- oder Siebdruckfarben ist der Zusatz von Antiabsetzmitteln meist empfehlenswert, wenngleich nicht immer unbedingt erforderlich. Die Gesamtmenge aller Additive und Hilfsstoffe sollte üblicherweise 20 Gew. % bezüglich der Summe aller Bestandteile der Druckfarbe nicht übersteigen und beträgt bevorzugt 0,1 - 10 Gew. %.The novel microencapsulated latent heat storage ink containing printing inks may further comprise one or more auxiliaries or additives. Examples of additives and auxiliaries are fillers such as calcium carbonate, alumina hydrate or aluminum or magnesium silicate. Waxes increase the abrasion resistance and serve to increase the lubricity. Examples are in particular polyethylene waxes, oxidized polyethylene waxes, petroleum waxes or ceresin waxes. Fatty acid amides can be used to increase the surface smoothness. Plasticizers serve to increase the elasticity of the dried film. For radiation-curable printing inks, at least one photoinitiator or a photoinitiator system is furthermore used as additive. For the formulation of low viscosity microencapsulated latent heat storage containing inks, such as flexographic, gravure or screen inks, the addition of anti-settling agents is usually recommended, although not always essential. The total amount of all additives and auxiliaries should usually not exceed 20% by weight with respect to the sum of all constituents of the printing ink and is preferably 0.1-10% by weight.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen mikroverkapseltes Latentwärmespeicher- material enthaltenden Druckfarben kann in prinzipiell bekannter Art und Weise durch intensives Vermischen bzw. Dispergieren der Bestandteile in üblichen Apparaturen wie beispielsweise Dissolvern oder Rührwerken erfolgen.The preparation of the microencapsulated latent heat storage material containing printing inks according to the invention can be carried out in a manner known in principle by intensive mixing or dispersion of the components in conventional apparatus such as dissolvers or agitators.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials, indem man eine Druckschicht mit einer Druckfarbe aufbringt, die mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial, ein Farbmittel, ein Lösemittel oder Lösemittelgemisch, mindestens ein polymeres Bindemittel, sowie optional weitere Zusatzstoffe umfasst.The present invention further relates to a method for producing the packaging material according to the invention by applying a printing layer with a printing ink, the microencapsulated latent heat storage material, a colorant, a solvent or solvent mixture, at least one polymeric binder, and optionally further additives.
Nach einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind die mikroverkapseltenAccording to a likewise preferred embodiment, the microencapsulated
Latentwärmespeicher in der Thermoplastschicht enthalten. Geeignete Thermoplast¬ materialien, die in der Regel als Folien eingesetzt werden, sind LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High density Polyethylene), PP (Polypropylene) und PET (Polyethylene Terephthalate). Bevorzugt wird Polyethylen, insbesondere LDPE eingesetzt. Geeignetes LDPE wird ausführlich auf den Seiten 7 und 8 der EP-A-1 232 856 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.Latent heat storage contained in the thermoplastic layer. Suitable thermoplastic materials which are generally used as films are LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (high density polyethylene), PP (polypropylene) and PET (polyethylene terephthalate). Preference is given to using polyethylene, in particular LDPE. Suitable LDPE is described in detail on pages 7 and 8 of EP-A-1 232 856, which is incorporated herein by reference.
Die Dicke der verschiedenen Thermoplastschichten des Verpackungsmaterials ist nicht wesentlich. Es können die in der Verpackungsindustrie üblichen Dicken gewählt werden.The thickness of the various thermoplastic layers of the packaging material is not essential. The usual thicknesses in the packaging industry can be selected.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Thermoplastschicht, die mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial umfasst sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials, indem man eine Thermoplastschicht aufbringt, die mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial umfasst. Der Fachmann unterscheidet dabei zwei verschiedene Aufbringungsverfahren. Bei der Extrusionsbeschichtung wird die Thermoplastschicht auf die jeweilige Schicht aufextrudiert, dabei wird der Thermoplast durch Einwirken von Hitze und Druck oberhalb seiner Schmelztemperatur mit dem Träger bzw. bereits beschichteten Träger zu einem Verbund verpresst. Sollen dagegen zwei Schichten quasi miteinander „verklebt" werden, so spricht man von Laminieren. Hierbei wird zwischen die beiden zu verbindenden Schichten eine haftende Schicht, ebenfalls ein Thermoplast extrudiert.The present invention further relates to a thermoplastic layer comprising microencapsulated latent heat storage material and to a process for producing a packaging material according to the invention by applying a thermoplastic layer comprising microencapsulated latent heat storage material. The skilled artisan distinguishes two different application methods. In the extrusion coating, the thermoplastic layer is extruded onto the respective layer, wherein the thermoplastic is pressed by the action of heat and pressure above its melting temperature with the carrier or already coated carrier to form a composite. If, on the other hand, two layers are to be "glued" together, as it were, then this is called lamination, where an adhesive layer, likewise a thermoplastic, is extruded between the two layers to be bonded.
Das mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterial kann dabei sowohl ein Bestandteil des Thermoplastfilms wie auch der Thermoplastfolie sein.The microencapsulated latent heat storage material may be both a component of the thermoplastic film and the thermoplastic film.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial zeigt sehr gute temperaturstabilisierende Eigenschaften. Unterbrechungen der Kühlkette werden vom Material gut absorbiert, so dass es nur zu geringfügigen Temperaturänderungen der Ware kommt. Es ist daher hervorragend als Verpackungsmaterial für Lebensmittel geeignet.The packaging material according to the invention shows very good temperature-stabilizing properties. Breaks in the cold chain are absorbed well by the material, so that only minor changes in the temperature of the goods occur. It is therefore ideal as a packaging material for food.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to explain the invention in more detail.
Sofern nicht anders angegeben wurde ein Mikrokapselpulver verwendet, wie es gemäß Beispiel 1 der DE 101 63 162 und anschließender Sprühtrocknung erhalten wird. Die Mikrokapseln hatten einen mittleren Durchmesser von 7,8 μm. Das verwendeteUnless stated otherwise, a microcapsule powder was used, as obtained according to Example 1 of DE 101 63 162 and subsequent spray drying. The microcapsules had a mean diameter of 7.8 microns. The used
Latentwärmespeichermaterial bzw. sein Schmelzpunkt ist in jedem Versuch gesondert angegeben. Beispiel 1Latent heat storage material or its melting point is specified separately in each experiment. example 1
Herstellung des Verpackungsmaterials durch Beschichten von Karton mit einer erfindungsgemäßen Mikrokapsel-Bindemittel-Dispersion (Schmp. des Paraffin-Wachs- Kerns 24-26 0C)Producing the packaging material by coating cardboard with an inventive microcapsule-binder dispersion (mp. Of paraffin wax core 24-26 0 C)
Eine Beschichtungsmasse wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:A coating composition was prepared from the following constituents:
60 Gew.-Teile Mikrokapselpulver mit einer Teilchengröße von 5-20 μm und einem60 parts by weight of microcapsule powder having a particle size of 5-20 microns and a
Paraffin-Wachs-Kern (Schmp. 24-26 0C) 40 Gew.-Teile (gerechnet als Feststoff) Epotal® D 600, Styrol-Butadien-DispersionParaffin wax core (mp. 24-26 0 C) 40 parts by weight (calculated as solids) Epotal ® D 600, styrene-butadiene dispersion
(der BASF Aktiengesellschaft), Feststoffgehalt 49-51 % ca. 0,2 Gew.-Teile Sterocoü®FD, Verdicker auf Basis von Acrylaten (der BASF(BASF Aktiengesellschaft), solids content 49-51% about 0.2 parts by weight Sterocoü FD ®, thickeners based on acrylates (BASF
Aktiengesellschaftjoint-stock company
Sterocoll FD wurde mit Ammoniak auf ca. pH 9 eingestellt (100 Gew.-Teile Sterocoll FD flüssig, 150 Gew.-Teile Wasser, 10 Gew.-Teile Ammoniak konz.) und tropfenweise der Dispersion aus Mikrokapseln und Epotal zugefügt, bis die Zielviskosität erreicht war. Die Beschichtungsmasse hatte einen Feststoffgehalt von 42 Gew.-% und eine Viskosität von 4300 mPas (Epprecht Rheometer Type SVT, Spindel 4). ' Sterocoll FD was adjusted to about pH 9 with ammonia (100 parts by weight Sterocoll FD liquid, 150 parts by weight water, 10 parts by weight ammonia conc.) And added dropwise to the dispersion of microcapsules and epotal until the target viscosity was reached. The coating composition had a solids content of 42% by weight and a viscosity of 4300 mPas (Epprecht Rheometer Type SVT, spindle 4). '
Die Beschichtungsmasse wurde mittels einer Spiralrakel auf handelsüblichen Karton mit Flächengewicht 162 g/m2 aufgetragen und 2 min bei 125 0C getrocknet. Das Auftragsgewicht betrug 40-45 g/m2, gerechnet als Trockengewicht.The coating composition was applied by means of a spiral blade on commercial paperboard with a basis weight of 162 g / m 2 and dried at 125 0 C for 2 min. The application weight was 40-45 g / m 2 , calculated as dry weight.
Beispiel 2Example 2
Herstellung des Verpackungsmaterials durch Beschichten von Karton mit der Mikrokapsel-Bindemittel-Dispersion (Schmp. des Paraffin-Wachs-Kerns 28 0C)Producing the packaging material by coating cardboard with the microcapsule-binder dispersion (mp. The paraffin wax core 28 0 C)
Eine Beschichtungsmasse wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:A coating composition was prepared from the following constituents:
60 Gew.-Teile Mikrokapselpulver mit einer Teilchengröße von 5-20 μm und einem60 parts by weight of microcapsule powder having a particle size of 5-20 microns and a
Paraffin-Wachs-Kern (Schmp. 28 0C) 40 Gew.-Teile (gerechnet als Feststoff) Epotal D 600, Styrol-Butadien-Dispersion,Paraffin wax core (mp. 28 0 C) 40 parts by weight (calculated as solids) Epotal D 600, styrene-butadiene dispersion,
Feststoffgehalt 49-51 % 0,2 Gew.-Teile Sterocoll FD, Verdicker auf Basis von AcrylatenSolids content 49-51% 0.2 parts by weight Sterocoll FD, thickener based on acrylates
Sterocoll FD wurde mit Ammoniak auf einen pH-Wert von ca. 9 eingestellt (100 Gew.- Teile Sterocoll FD flüssig, 150 Gew.-Teile Wasser, 10 Gew.-Teile Ammoniak konz.) und tropfenweise der Dispersion aus Mikrokapseln und Epotal zugefügt, bis die Zielviskosität erreicht wurde. Die Beschichtungsmasse hatte einen Feststoffgehalt von 42 Gew.-% und eine Viskosität von 3200 mPas (Epprecht Rheometer Type SVT, Spindel 4). Die Beschichtungsmasse wurde mittels einer Spiralrakel auf handelsüblichen Karton mit einem Flächengewicht von 162 g/m2 aufgetragen und 2 min bei 125 0C getrocknet. Das Auftragsgewicht betrug 40-45 g/m2, gerechnet als Trockengewicht.Sterocoll FD was adjusted to a pH of about 9 with ammonia (100 parts by weight Sterocoll FD liquid, 150 parts by weight water, 10 parts by weight ammonia conc.) And added dropwise to the microcapsule / epotal dispersion until the target viscosity is reached. The coating composition had a solids content of 42% by weight and a viscosity of 3200 mPas (Epprecht Rheometer Type SVT, spindle 4). The coating composition was applied by means of a wire-wound rod to commercially available cardboard with a weight per unit area of 162 g / m 2 and dried at 125 ° C. for 2 minutes. The application weight was 40-45 g / m 2 , calculated as dry weight.
Beispiel 3Example 3
Beschichtung von Karton mit einer Papierstreichmasse, die mikroverkapseltesCoating of cardboard with a paper coating, the microencapsulated
Latentwärmespeicher-Material enthältContains latent heat storage material
Eine Papierstreichmasse wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:A paper coating slip was prepared from the following components:
65 Gew. -Teile Mikrokapselpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 6,5 μm und einem Kern aus techn. n-Tetradecan, ca. 94 %, Schmp. 6 0C 30 Gew. -Teile des Pigments Hydrocarb® 90 Slurry (ger. als Feststoff), feinteilige Kreide der Firma Omya GmbH65 parts by weight of microcapsule powder having a mean particle size of 6.5 microns and a core of techn. n-tetradecane, about 94%, mp 6 0 C 30 parts by wt of the pigment Hydrocarb ® 90 slurry (ger. as a solid), finely divided chalk from Omya GmbH
5 Gew.-Teile des Pigments Amazon Plus Slurry (ger. als Feststoff), ein feinteiliger5 parts by weight of the pigment Amazon Plus slurry (ger. As a solid), a finely divided
Clay der Firma Kaolin International B. V. 10 Gew.-Teile Styronal® PR 8780 X (ger. als Feststoff), Polymerdispersion auf BasisClay of Kaolin International BV 10 parts Styronal ® PR 8780 X (eng. As solid), polymer dispersion based on
Styrol/Butadien (der BASF Aktiengesellschaft) 0,2 Gew.-Teile Sterocoll FD, Verdicker auf Basis von AcrylatenStyrene / butadiene (from BASF Aktiengesellschaft) 0.2 parts by weight Sterocoll FD, thickener based on acrylates
Die Papierstreichmasse hatte einen Feststoffgehalt von 54,8 Gew.-%, einen pH-Wert von 8,8 und eine Viskosität von 1374 mPas (100 UpM) nach Brookfield DV-II+, Spindel 4, bzw. 59,79 mPas (bei 40000 1/s) und 85,59 mPas (bei 63000 1/s) nach Rheostress 600 der Fa. Thermo-Haake.The paper coating slip had a solids content of 54.8% by weight, a pH of 8.8 and a viscosity of 1374 mPas (100 rpm) according to Brookfield DV-II +, spindle 4, and 59.79 mPas (at 40,000 1 / s) and 85.59 mPas (at 63000 1 / s) according to Rheostress 600 from Thermo-Haake.
Als Substrate wurden ein Kraftpapier mit einem Flächengewicht von 186 g/m2, ein Rohkarton mit einem Flächengewicht von 200 g/m2 - sowie Aluminium-beschichteter Karton verwendet. Der Auftrag der Papierstreichmasse erfolgte einseitig mit 50 g/m2 auf einer Laborstreichmaschine (Auftragsverfahren: Walze; Dosierverfahren:Blade). Die Trocknung erfolgte mit einem IR-Strahler.The substrates used were a kraft paper having a weight per unit area of 186 g / m 2 , a green cardboard having a basis weight of 200 g / m 2 and aluminum-coated cardboard. The application of the paper coating slip took place on one side with 50 g / m 2 on a laboratory coater (application method: roller, metering method: blade). The drying took place with an IR emitter.
Analog zu dem Rohkarton wurde ein Spezialpapier zur Beschichtung, satiniert, holzfrei, weiß, gebleicht, voll geleimt, Rohgewicht 70-80 g/m2 beschichtet.A special paper for coating, satined, wood-free, white, bleached, fully sized, raw weight 70-80 g / m 2 was coated analogously to the raw cardboard.
Beispiel 4Example 4
Eine Papierstreichmasse wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:A paper coating slip was prepared from the following components:
65 Gew.-Teile Mikrokapselpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 6,2 μm und einem Kern n-Dodecan; Schmp. -10 0C 30 Gew.-Teile Hydrocarb 90 Slurry (ger. als Feststoff) 5 Gew.-Teile Amazon Plus Slurry (ger. als Feststoff) 10 Gew.-Teile Styronal PR 8780 X (ger. als Feststoff) 0,2 Gew.-Teile Sterocoll FD, Verdicker auf Basis von Acrylaten65 parts by weight of microcapsule powder having an average particle size of 6.2 μm and a core n-dodecane; Mp -10 0 C 30 parts by weight Hydrocarb. 90 slurry (eng. As solid) 5 parts by weight of Amazon Plus slurry (solid as a solid) 10 parts by weight of Styronal PR 8780 X (solid as a solid) 0.2 part by weight of Sterocoll FD, thickener based on acrylates
Die Papierstreichmasse hatte einen Feststoffgehalt von 53,1 Gew.-%, einen pH-Wert von 8,7 und eine Viskosität von 1592 mPas (100 UpM) nach Brookfield DV-II+, Spindel 4bzw. 62,73 mPas (bei 40000 1/s) und 43,90 mPas (bei 63000 1/s) nach Rheostress 600 der Fa. Thermo-Haake.The paper coating had a solids content of 53.1 wt .-%, a pH of 8.7 and a viscosity of 1592 mPas (100 rpm) according to Brookfield DV-II +, spindle 4bzw. 62.73 mPas (at 40000 1 / s) and 43.90 mPas (at 63000 1 / s) according to Rheostress 600 from Thermo-Haake.
Als Substrate wurden ein Kraftpapier mit einem Flächengewicht von 186 g/m2, ein Rohkarton mit einem Flächengewicht von 200 g/m2 - sowie Aluminium-beschichteter Karton verwendet. Der Auftrag der Papierstreichmasse erfolgte einseitig mit 50 g/m2 auf einer Laborstreichmaschine (Auftragsverfahren: Walze; Dosierverfahren.Blade). Die Trocknung erfolgte mit einem IR-Strahler.The substrates used were a kraft paper having a weight per unit area of 186 g / m 2 , a green cardboard having a basis weight of 200 g / m 2 and aluminum-coated cardboard. The paper coating slip was applied on one side at 50 g / m 2 on a laboratory coater (application method: roller; The drying took place with an IR emitter.
Beispiel 5Example 5
Schaumbeschichtung (Mikrokapsel-Bindemittel-Dispersion)Foam coating (microcapsule binder dispersion)
Ein Beschichtungsmittel wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:A coating agent was prepared from the following constituents:
100 Gew.-Teile Wässrige Acrylatdispersion FG 50 % (Acronal® A 420 S; BASF Aktiengesellschaft100 parts by weight aqueous acrylic dispersion FG 50% (Acronal ® A 420 S; BASF Aktiengesellschaft
40 Gew.-Teile Wasser40 parts by weight of water
0,6 Gew.-Teile Ammoniak 25%ig 0,5 Gew.-Teile Pigmentverteiler A (Dispergiermittel für Pigmente auf0.6 parts by weight of ammonia 25% strength by weight 0.5 parts by weight of Pigment Distributor A (dispersant for pigments on
Ammoniumpolyacrylatbasis der BASF Aktiengesellschaft)Ammonium polyacrylate base of BASF Aktiengesellschaft)
0,2 Gew.-Teile Helizarin® Blau BT0.2 parts by weight of Helizarin Blue ® BT
75 Gew.-Teile Mikrokapselpulver (Schmp. 24-26 0C)75 parts by weight of the microcapsule powder (mp. 24-26 0 C)
1 Gew.-Teil Emulphor® FES 30 (Schäumungsmittel der BASF Aktiengesellschaft)1 part by weight of Emulphor ® FES 30 (foaming agent from BASF Aktiengesellschaft)
7 Gew.-Teile Ammonstearat 35%ig (Schaumstabilisator)7 parts by weight of ammonium stearate 35% (foam stabilizer)
2 Gew.-Teile Latekoll® D (Verdicker auf Polyacrylatbasis der BASF2 parts by weight Latekoll D ® (thickener based on polyacrylate BASF
Aktiengesellschaftjoint-stock company
Eigenschaften des Beschichtungsmittels: pH-Wert 8,5 - 9,5Properties of the coating agent: pH 8.5 - 9.5
Viskosität 23 dPas (Haake VT02, Spindel 1)Viscosity 23 dPas (Haake VT02, spindle 1)
Das Beschichtungsmittel wurde mechanisch aufgeschäumt (Schaumdichte 280 g/l) und mittels eines Spaltrakels (600 μm) einseitig auf das Substrat aufgetragen.The coating agent was mechanically foamed (foam density 280 g / l) and applied by means of a Spaltrockels (600 microns) on one side of the substrate.
Anschließend wurde das beschichtete Substrat 1 min bei 90 0C und 1 min bei 120 0C getrocknet. Die Schaumschicht wurde anschließend mit einem Kalander bei Raumtemperatur, mit einem Liniendruck von 40 kN komprimiert.Subsequently, the coated substrate for 1 min at 90 0 C and 1 min at 120 0 C. dried. The foam layer was then compressed with a calender at room temperature, with a line pressure of 40 kN.
Beispiel 6 Beschichtung von Karton mittels PU-Schaum, der mikroverkapseltes Latenwärmespeicher-Material enthält Das Beschichtungsmittel wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:Example 6 Coating of Cardboard by PU Foam Containing Micro-encapsulated Latenwärmespeicher Material The coating composition was prepared from the following components:
100 Gew.-Teile Emuldur® DS 2360 (Polymerdispersion auf der Basis von Polyurethan, BASF Aktiengesellschaft)100 parts by weight Emuldur ® DS 2360 (polymer dispersion based on polyurethane, BASF Aktiengesellschaft)
30 Gew.-Teile Wasser30 parts by weight of water
60 Gew.-Teile Mikrokapselpulver (Schmp. 24-26 0C)60 parts by weight of the microcapsule powder (mp. 24-26 0 C)
10 Gew.-Teile Siligen® SIO (BASF Aktiengesellschaft)10 parts by weight Siligen SIO ® (BASF Aktiengesellschaft)
2 Gew.-Teile Saduren® 163 (BASF Aktiengesellschaft) 0,5 Gew.-Teile Ammoniakwasser, 25%ig2 parts by weight Saduren ® 163 (BASF Aktiengesellschaft) 0.5 parts by weight ammonia water, 25% strength
20 Gew.Teile Talkum IT 20 Star20 parts by weight Talc IT 20 Star
20 Gew.-Teile C&S Stabsol20 parts by weight of C & S Stabsol
1 Gew.-Teile Latekoll D1 part by weight Latekoll D
Eigenschaften des Beschichtungsmittels: pH-Wert ca. 9,7Properties of the coating agent: pH about 9.7
Viskosität ca. 12 dPas (Haake VT02, Spindel 1) Feststoffgehalt: ca. 55%igViscosity about 12 dPas (Haake VT02, spindle 1) Solids content: about 55%
Das Beschichtungsmittel wurde mechanisch aufgeschäumt (Schaumdichte 250 g/l) und je 2 Muster eines Kartons mit einer Nassschaumauflage von 0,5 und 1 mm schaumbeschichtet. Anschließend wurde 1-2 min bei 90 0C vorgetrocknet und 1 min bei 160 0C vernetzt. Der Festauftrag beträgt 50 bzw. 90 g/m2. The coating composition was mechanically foamed (foam density 250 g / l) and foam-coated in each case 2 samples of a carton with a wet foam support of 0.5 and 1 mm. The mixture was then predried at 90 ° C. for 1-2 minutes and crosslinked at 160 ° C. for 1 minute. The fixed order is 50 or 90 g / m 2 .

Claims

Patentansprüche claims
1. Verpackungsmaterial in Form eines Verbundes umfassend wenigstens einen1. Packaging material in the form of a composite comprising at least one
Träger aus Papier oder Karton, auf den wenigstens eine Papierstreichmassen- schicht, gegebenenfalls eine Druckschicht, gegebenenfalls eine oder mehrereCarrier of paper or cardboard, on the at least one paper coating mass layer, optionally a printing layer, optionally one or more
Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einer der aufge¬ brachten Schichten mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial enthalten ist und die Kapselwand des mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterials aufgebaut ist ausThermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied, characterized in that microencapsulated latent heat storage material is contained in at least one of the auf¬ applied layers and the capsule wall of the microencapsulated latent heat storage material is constructed
10 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer C1-C24-Alkylester der Acryl- und/oder10 to 100 wt .-% of one or more C 1 -C 24 alkyl esters of acrylic and / or
Methacrylsäure (Monomere I),Methacrylic acid (monomers I),
0 bis 80 Gew.-% eines bi- oder polyfunktionellen Monomers (Monomere II), welches in Wasser nicht löslich oder schwer löslich ist und0 to 80 wt .-% of a bi- or polyfunctional monomer (monomers II), which is insoluble or sparingly soluble in water, and
0 bis 90 Gew.-% sonstige Monomere (Monomer III)0 to 90% by weight of other monomers (monomer III)
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere.in each case based on the total weight of the monomers.
2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das La¬ tentwärmespeichermaterial eine lipophile Substanz mit einem fest/flüssig Pha¬ senübergang im Temperaturbereich von -30 bis +300C ist.2. Packaging material according to claim 1, characterized in that the tent¬ tentwärmespeichermaterial a lipophilic substance with a solid / liquid Pha¬ senübergang in the temperature range from -30 to +30 0 C.
3. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Latentwärmespeichermaterial eine aliphatische Kohlenwasserstoffverbin¬ dung ist.3. Packaging material according to claim 1 or 2, characterized in that the latent heat storage material is an aliphatic Kohlenwasserstoffverbin¬ tion.
4. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Kapselwand des mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterials aufgebaut ist aus4. Packaging material according to one of claims 1 to 3, characterized gekennzeich¬ net, that the capsule wall of the microencapsulated latent heat storage material is constructed
10 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer (^^.»-Alkylester der Acryl- und/oder10 to 95 wt .-% of one or more (^^.) - Alkyl esters of acrylic and / or
Methacrylsäure (Monomere I),Methacrylic acid (monomers I),
5 bis 60 Gew.-% eines bi- oder polyfunktionellen Monomers (Monomere II), welches in Wasser nicht löslich oder schwer löslich ist und5 to 60 wt .-% of a bifunctional or polyfunctional monomer (monomers II), which is insoluble or sparingly soluble in water, and
0 bis 50 Gew.-% sonstige Monomere (Monomer III)0 to 50% by weight of other monomers (monomer III)
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere.in each case based on the total weight of the monomers.
5. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Kapselwand des mikroverkapselten Latentwärmespeichermaterials aufgebaut ist aus 30 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer d-C24-Alkylester der Acryl- und/oder5. Packaging material according to one of claims 1 to 4, characterized gekennzeich¬ net, that the capsule wall of the microencapsulated latent heat storage material is constructed 30 to 95 wt .-% of one or more dC 24 alkyl esters of acrylic and / or
Methacrylsäure (Monomere I),Methacrylic acid (monomers I),
10 bis 50 Gew.-% eines bi- oder polyfunktionellen Monomers (Monomere II), welches in Wasser nicht löslich oder schwer löslich ist und10 to 50 wt .-% of a bi- or polyfunctional monomer (monomers II), which is insoluble or sparingly soluble in water, and
0 bis 30 Gew.-% sonstige Monomere (Monomer III)0 to 30% by weight of other monomers (monomer III)
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere.in each case based on the total weight of the monomers.
6. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, dass 5 bis 300 g/m2 mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial aufge¬ tragen wird.6. Packaging material according to one of claims 1 to 5, characterized gekennzeich¬ net that 5 to 300 g / m 2 micro-encapsulated latent heat storage material auf¬ wear.
7. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass auf den Träger wenigstens eine Papierstreichmassenschicht und eine7. Packaging material according to one of claims 1 to 6, characterized marked, that on the carrier at least one paper coating slip layer and a
Druckschicht, gegebenenfalls eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind.Printing layer, optionally one or more thermoplastic layers and optionally one or more further layers are applied.
8. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass auf den Träger wenigstens eine Papierstreichmassenschicht und eine oder mehrere Thermoplast-Schichten, gegebenenfalls eine Druckschicht, und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind.8. Packaging material according to one of claims 1 to 6, characterized marked, that on the support at least one paper coating slip layer and one or more thermoplastic layers, optionally a printing layer, and optionally one or more further layers are applied.
9. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass auf den Träger wenigstens eine Papierstreichmassenschicht und eine9. Packaging material according to one of claims 1 to 6, characterized marked, that on the carrier at least one paper coating slip layer and a
Druckschicht, eine oder mehrere Thermoplast-Schichten und gegebenenfalls ei¬ ne oder mehrere weitere Schichten aufgebracht sind.Printing layer, one or more thermoplastic layers and optionally ei¬ ne or more further layers are applied.
10. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass das mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterial zusätzlich zur Mik- rokapseln enthaltenden Schicht auch im Träger aus Papier oder Karton enthalten ist.10. Packaging material according to one of claims 1 to 9, characterized marked, that the microencapsulated latent heat storage material in addition to the micro-capsule-containing layer is also contained in the carrier made of paper or cardboard.
11. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass das mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterial in der Pa¬ pierstreichmassenschicht enthalten ist.11. Packaging material according to one of claims 1 to 10, characterized in that the microencapsulated latent heat storage material is contained in the paper coating slip layer.
12. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Papierstreichmasse Pigment und/oder Füllstoff (a),12. Packaging material according to one of claims 1 to 10, characterized gekenn¬ characterized in that the paper coating slip pigment and / or filler (a),
b) 1 - 40 Gew.-Teile Bindemittel und gegebenenfalls Cobindemittel ( zusam¬ men gerechnet als Feststoff) c) 0 - 5 Gew.-Teile Verdicker (gerechnet als Feststoff) d) 0 - 5 Gew.-Teile Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzfarbstoff (gerechnet als Feststoff), e) 0-10 Gew.-Teile zusätzliche Additive (gerechnet als Feststoff) und f) 10 - 500 Gew.-Teile mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial enthält,b) 1 to 40 parts by weight of binder and, if appropriate, cobindent (calculated together as solid) c) 0 to 5 parts by weight of thickener (calculated as solids) d) 0 to 5 parts by weight of fluorescent or phosphorescent dye (calculated as solid), e) 0 to 10 parts by weight of additional additives (calculated as solids) and f) contains 10 to 500 parts by weight of microencapsulated latent heat storage material,
bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Pigmente und Füllstoffe (a).based on 100 parts by weight of the total amount of the pigments and fillers (a).
13. Papierstreichmasse enthaltend Pigment und/oder Füllstoff13. paper coating composition containing pigment and / or filler
b) 1 - 40 Gew.-Teile Bindemittel und gegebenenfalls Cobindemittel (zusam¬ men gerechnet als Feststoff) c) 0 - 5 Gew.-Teile Verdicker (gerechnet als Feststoff) d) 0 - 5 Gew.-Teile Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzfarbstoff (gerechnet als Feststoff), e) 0-10 Gew.-Teile zusätzliche Additive (gerechnet als Feststoff) f) 10 - 500 Gew.-Teile mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial enthält,b) 1 to 40 parts by weight of binder and, if appropriate, cobinders (total calculated as solids) c) 0 to 5 parts by weight of thickener (calculated as solids) d) 0 to 5 parts by weight of fluorescent or phosphorescent dye ( calculated as solids), e) 0-10 parts by weight of additional additives (calculated as solids) f) contains 10 to 500 parts by weight of microencapsulated latent heat storage material,
bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Pigmente und Füllstoffe (a).based on 100 parts by weight of the total amount of the pigments and fillers (a).
14. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials gemäß Anspruch 1 , da¬ durch gekennzeichnet, dass man eine Papierstreichmasse aufbringt, die mikro¬ verkapseltes Latentwärmespeichermaterial umfasst.14. A method for producing a packaging material according to claim 1, characterized da¬, that applying a paper coating slip comprising microencapsulated latent heat storage material.
15. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterial in der Druckschicht enthalten ist.15. Packaging material according to one of claims 1 to 7, 9 or 10, characterized in that the microencapsulated latent heat storage material is contained in the printing layer.
16. Verpackungsmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckschicht durch Auftragen einer Druckfarbe erhalten wird und die Druckfarbe ein Farbmittel, mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial, ein Lösemittel oder Lösemittelgemisch, mindestens ein polymeres Bindemittel, sowie optional weitere Zusatzstoffe umfasst.16. Packaging material according to claim 15, characterized in that the printing layer is obtained by applying a printing ink and the printing ink comprises a colorant, microencapsulated latent heat storage material, a solvent or solvent mixture, at least one polymeric binder, and optionally further additives.
17. Druckfarbe, umfassend ein Farbmittel, mikroverkapseltes Latentwärmespei¬ chermaterial, ein Lösemittel oder Lösemittelgemisch, mindestens ein polymeres Bindemittel, sowie optional weitere Zusatzstoffe.17. Printing ink, comprising a colorant, microencapsulated latent heat storage material, a solvent or solvent mixture, at least one polymeric binder, and optionally further additives.
18. Verfahren zur Herstellung von eines Verpackungsmaterials gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man eine Druckschicht mit einer Druckfarbe auf¬ bringt, die ein Farbmittel, mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial, ein Lösemittel oder Lösemittelgemisch, mindestens ein polymeres Bindemittel, sowie optional weitere Zusatzstoffe umfasst.18. A process for the preparation of a packaging material according to claim 1, characterized in that one brings auf¬ a printing layer with a printing ink, a colorant, microencapsulated latent heat storage material, a Solvent or solvent mixture, at least one polymeric binder, and optionally further additives.
19. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass das mikroverkapselte Latentwärmespeichermaterial in der Thermo¬ plast-Schicht enthalten ist.19. Packaging material according to one of claims 1 to 6, characterized marked, that the microencapsulated latent heat storage material is contained in the Thermo¬ plastic layer.
20. Thermoplastschicht umfassend einen Thermoplasten und mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial.20. A thermoplastic layer comprising a thermoplastic and microencapsulated latent heat storage material.
21. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials gemäß Anspruch 1 , da¬ durch gekennzeichnet, dass man eine Thermoplastschicht aufbringt, die mikro¬ verkapseltes Latentwärmespeichermaterial umfasst.21. A method for producing a packaging material according to claim 1, da¬ characterized in that applying a thermoplastic layer comprising microencapsulated latent heat storage material.
22. Verwendung des Verpackungsmaterials gemäß Anspruch 1 zur Verpackung von Lebensmitteln. 22. Use of the packaging material according to claim 1 for packaging food.
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