NL1017521C2 - Werkwijze voor de bereiding van een object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag. - Google Patents

Description

-1 -

WERKWIJZE VOOR DE BEREIDING VAN EEN OBJECT OMVATTENDE EEN 5 DRAGER EN EEN ZICH OP DE DRAGER BEVINDENDE LAAG

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag welke laag via opdampen op de drager is aangebracht.

10 Een object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag is bekend uit WO-A-99/66097. In deze publicatie wordt een object beschreven omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag waarbij de laag een triazineverbinding omvat welke door middel van opdampen op de drager is aangebracht. Deze een triazineverbinding bevattende laag vormt een barrière voor 15 zuurstof en waterdamp.

De opgedampte triazineverbindingen volgens WO-A-99/66097 hebben echter een aantal nadelen. Wanneer als triazineverbinding melamine wordt toegepast dan verliest de drager in een vochtige omgeving de barrière-eigenschappen als gevolg van het in geringe mate oplosbaar zijn van melamine in water. Wanneer als 20 triazineverbinding een of meer melaminezouten worden toegepast, welke doorgaans slecht oplosbaar zijn in water, dan ontleden de meeste melaminezouten, zoals melaminefosfaten en melaminecyanuraten, tijdens het in de dampfase brengen met als gevolg dat zich geen barrièrelaag op de drager afzet.

Aanvrager heeft een werkwijze gevonden voor de bereiding van een 25 object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag met barrière-eigenschappen waarbij een triazineverbinding bevattende laag via opdampen op de drager wordt aangebracht die de genoemde nadelen niet heeft.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat een triazineverbinding en een zuur in dampvorm worden gebracht waarbij het hieruit 30 ontstane zout zich op de drager afzet. Het is hierbij mogelijk dat in de dampfase het zout wordt gevormd en zich afzet op de drager. Ook is het mogelijk dat de triazineverbinding en het zuur zich afzonderlijk afzetten op de drager en daar het zout vormen. Ook is het mogelijk eerst een triazineverbinding of een zuur op de drager op te dampen en vervolgens de andere zoutvormende component.

35 Triazineverbindingen die volgens de uitvinding kunnen worden toegepast zijn bijvoorbeeld 1,3,5-triazines zoals melamine, ammeline, ammelide, melam, melem en melon. Bij voorkeur wordt melamine toegepast. Als zuren zijn de -2- bekende organische en anorganische zuren toepasbaar die zich in de dampfase laten brengen. Bij voorkeur worden zuren als fosfor bevattende zuren en/of cyanuurzuur toegepast, in het bijzonder cyanuurzuur. Hierbij ontstaan zouten bijvoorbeeld melaminecyanuraat, melaminedicyanuraat, melaminetricyanuraat, melaminefosfaat, 5 dimelaminepyrofosfaat of melaminepolyfosfaat. In het bijzonder worden als zouten de melaminecyanuraten toegepast, in het bijzonder melaminecyanuraat waarbij 1 mol . melamine en nagenoeg 1 mol cyanuurzuur het zout vormen. De uitvinding is echter niet tot deze triazineverbindingen en zuren beperkt.

De dragers volgens de uitvinding blijken verassenderwijze door de 10 aanwezigheid van de laag omvattende de zouten van triazineverbindingen een goede barrière voor gassen en in het bijzonder voor zuurstof en waterdamp te vormen.

Tevens blijkt het gevonden object een goede aanverfbaarheid, bedrukbaarheid en krasvastheid te hebben.

De uitvinding kan worden toegepast, waarbij de laag slechts één 15 triazinezout omvat, maar het is ook mogelijk dat de laag verschillende triazinezouten omvat. Ook is het mogelijk dat meerdere lagen van verschillende triazineverbindingen worden toegepast zoals bijvoorbeeld een melaminelaag en tevens een laag van een melaminezout. Het voordeel hiervan is dat de specifieke eigenschappen van de verschillende triazineverbindingen gecombineerd kunnen worden.

20 Van het gevormde object is de dikte van de laag die de triazineverbinding omvat bij voorkeur kleiner dan 50 μιτι, bij meer voorkeur kleiner dan 10 pm en in het bijzonder kleiner dan 5 pm. De dikte van de laag die de triazineverbinding omvat is ten minste de dikte welke overeenkomt met een monomoleculaire laag. In het bijzonder is de laag dikker dan 5 nm.

25 Als drager kunnen volgens de uitvinding bijvoorbeeld worden gebruikt dragers bestaande uit polymeren, glas, papier, karton, textiel, hout, metaal, maar de uitvinding is niet tot deze dragers beperkt. De dikte en vorm van de drager is afhankelijk van de toepassing en is op generlei wijze beperkt. Voorbeelden van mogelijke polymeren die volgens de uitvinding als drager kunnen worden toegepast, 30 zijn polyetheen, polypropeen, acrylonitril-butadiëen-styreen copolymeer, polyetheenterephtalaat, polyamide, polycarbonaat, maar de uitvinding is niet tot deze polymeren beperkt.

Voor het gevonden object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag met barrière-eigenschappen kunnen bijvoorbeeld de - 3 - i triazineverbindingen worden toegepast die eerder in deze aanvrage zijn genoemd. Bij voorkeur bezit de laag omvattende de triazineverbinding geheel of gedeeltelijk een kristallijne structuur. Zonder aari enige wetenschappelijke theorie gebonden te zijn, wordt aangenomen dat de laag omvattende een triazineverbinding met name goede 5 barrière-eigenschappen heeft indien de triazineverbinding een kristallijne structuur vormt en indien de moleculen omvattende een triazinering met elkaar verbonden zijn door waterstofbruggen. Het voordeel van het hebben van een kristallijne structuur wordt onder andere vermeld in M.Salame; Journal of Plastic Films & Sheeting; vol. 2; October 1986; . bladzijden 321 - 334.

10 Het gevonden object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag met barrière-eigenschappen, kan met voordeel worden toegepast als verpakkingmateriaal. Indien het gevonden object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag met barrière-eigenschappen, wordt toegepast voor het verpakken van levensmiddelen, wordt de drager bijvoorbeeld 15 uitgevoerd in de vorm van een film. Films die volgens de uitvinding als drager kunnen worden toegepast kunnen bijvoorbeeld polymeren omvatten, zoals flexibele verpakkingen vervaardigt uit polyetheen, polypropeen, biaxiaal georienteerd polypropeen, polyetheen-terephtalaat, polybuteenterephtalaat en polyamide. De dragers zijn echter niet beperkt tot dragers in de vorm van een flexibele film maar ook 20 uit polymeren bestaande rigide verpakkingen zoals platen, doppen, flessen, kratten en andere voorwerpen kunnen als drager gebruikt worden. Flessen, bijvoorbeeld vervaardigt uit polyetheenterephtalaat, kunnen bijvoorbeeld aan de buitenzijde voorzien worden van zouten van triazineverbindingen voor het verpakken van zuutstofgevoelige dranken. Een andere mogelijkheid is bijvoorbeeld dat het gevonden 25 object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag met barrière-eigenschappen, hout, papier of karton als drager omvat. De uitvinding kan ook worden toegepast in de electronische industrie bijvoorbeeld bij het vervaardigen van polymere displays.

Indien het gevonden object omvattende een drager en een zich op 30 de drager bevindende laag met barrière-eigenschappen, wordt toegepast voor het verpakken van levensmiddelen, is het van voordeel om op de laag omvattende het triazinezout ten minste nog een laag aan te brengen. In deze voorkeursuitvoeringsvorm wordt een object verkregen, omvattende een drager, een eerste laag omvattende een triazinezout en een tweede laag (afdeklaag), waarbij de laag omvattende het 35 triazinezout zich tussen de drager en de tweede laag bevindt. Een dergelijk object -4- heeft als voordeel dat het bij een juiste keuze van de tweede laag beter bestand is tegen contact met water dan een object zonder deze tweede laag. Lagen die als tweede laag op de laag omvattende het triazinezout kunnen worden aangebracht, kunnen bijvoorbeeld omvatten polyetheen, polypropeen, biaxiaal georiënteerd 5 polypropeen, polyetheenterephtalaat en polybuteen-terephtalaat. Het is belangrijk dat er voldoende adhesie bestaat tussen de laag welke het triazinezout omvat en de afdeklaag. Het toepassen van een lijm tussen deze twee lagen is ook mogelijk. Multiiaag structuren opgebouwd uit repeterende lagen van films en trazinezouten zijn ook mogelijk. Het is van voordeel dat deze gelaagde structuren bestand zijn tegen 10 invloeden van vocht.

Voor het opdampen van de triazineverbindingen en de zuren volgens de uitvinding kan gebruik gemaakt worden van technieken en apparatuur die algemeen wordt toegepast voor het opdampen van lagen op een drager. Het opdampen van de triazineverbindingen en de zuren op de drager kan plaats vinden bij atmosferische druk 15 doch verhoogde en verlaagde drukken zijn eveneens mogelijk. Eventueel vindt de werkwijze plaats in een inerte atmosfeer, bijvoorbeeld onder stikstof. Bij voorkeur vindt I het opdampen plaats bij verminderde druk. De werkwijze kan bijvoorbeeld worden I uitgevoerd in een vacuümkamer waarin een inert gas aanwezig is welke een inertdruk I heeft die lager is dan 0,1 Mpa, bij voorkeur lager dan 1000 Pa en in het bijzonder lager I 20 dan 100 Pa. Met inert gas wordt het aanwezige gas bedoeld dat niet opgedampt wordt.

I In de vacuümkamer bevinden zich onder andere de op te dampen I triazineverbinding, het zuur en de drager. Door middel van verhitting wordt de I triazineverbinding en het zuur in de dampfase gebracht. De in de dampfase gebrachte I triazineverbinding en het zuur vormen een zout dat op de drager terecht komt waarbij I 25 een laag wordt gevormd. Bij voorkeur is het temperatuursverschil tussen de I verdampende triazineverbinding en het zuur met de drager waarop het triazinezout I opgedampt wordt groter dan 100 °C.

I De temperatuur waarbij de triazineverbinding in de dampfase wordt I gebracht, is afhankelijk van de soort triazineverbinding. De ondergrens van de I 30 temperatuur wordt bepaald door de temperatuurafhankelijke sublimatiesnelheid van de I triazineverbinding. Door een hogere temperatuur te kiezen kan de aangroeisnelheid I van de laag worden verhoogd. De bovengrens wordt bepaald door de I ontledingstemperatuur van de triazineverbinding. Ditzelfde geldt eveneens voor het in I dampvorm gebrachte zuur. Indien de dampspanning van de triazineverbinding en het ί - 5 - zuur vergelijkbaar zijn is het mogelijk een fysisch mengsel van beide componenten te maken en deze gezamenlijk in de dampfase te brengen. Indien de dampspanning verschillend is zal men twee ovens toepassen bij verschillende temperatuur om toch de gewenste verhouding in het zout te verkrijgen. Bij de toepassing van twee ovens is het 5 ook mogelijk verschillende molaire verhoudingen in het zout te krijgen. Zo zal bijvoorbeeld bij het verdampen bij verschillende temperaturen van melamine en cyanuurzuur als zout melaminecyanuraat, melaminedicyanuraat en/of melaminetricyanuraat kunnen worden verkregen

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van het volgende I 10 voorbeeld, zonder hiertoe beperkt te zijn.

I Voorbeeld I In een proefopstelling werden melamine en cyanuurzuur in de I dampfase gebracht waarbij zich een zout vormde en zich afzette op een glasplaat. In I 15 deze proefopstelling waren smeltkroezen aanwezig, waarin de op te dampen melamine I en cyanuurzuur werden gebracht. De temperatuur in de beide smeltkroezen werd I gemeten met behulp van een thermokoppel. De melamine en het cyanuurzuur werden I in de dampfase gebracht door de smeltkroes te verhitten. Om dezelfde dampspanning I van de beide componenten te verkrijgen werd de kroes met het cyanuurzuur op een I 20 temperatuur gebracht welke 35 °C hoger lag dan de temperatuur van de met melamine I gevulde kroes. De glasplaat was op een dusdanige manier ten opzichte van de I smeltkroezen gepositioneerd dat in de dampfase gebrachte melamine en cyanuurzuur I als wit neerslag op de glasplaat terecht kwam. Het gehele proces vond plaats in een I vacuümkamer, waarin de druk tijdens het opdampen tussen de 5-10"3 Pa en 1-10-2 Pa I 25 bedroeg.

I Van de opgedampte laag werd het IR spectrum gemeten met behulp van een IR

I spectrometer van het merk Perkin Elmer®, type 1760X. De hierbij verkregen IR spectra I werden vergeleken met het IR spectrum van niet opgedampt melaminecyanuraat.

I Uit de vergelijking van de IR spectra van het opgedampte I 30 melaminecyanuraat met het IR spectrum van niet opgedampt melaminecyanuraat werd I geconcludeerd dat tijdens het opdampproces zich melaminecyanuraat had gevormd en I zich had afgezet op de glasplaat.

Claims (8)

1. Werkwijze voor de bereiding van een object omvattende een drager en een zich op de drager bevindende laag welke laag via opdampen op de drager is 5 aangebracht, met het kenmerk, dat een triazineverbinding en een zuur in dampvorm worden gebracht waarbij het hieruit ontstane zout zich op de drager afzet.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als triazineverbinding melamine wordt toegepast.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat als zuur fosforbevattende zuren en/of cyanuurzuur worden toegepast.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk dat als zuur cyanuurzuur wordt toegepast.

5. erkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk ,dat de laag die wordt 15 opgedampt, melaminecyanuraten omvat.

6. Werkwijze volgens conclusies 1 -5, met het kenmerk dat het opdampen plaats I vindt onder verminderde druk bij een inerte gasdruk lager dan 100 Pa.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk dat het I temperatuursverschil tussen de verdampende triazineverbinding en het zuur I 20 met de drager waarop het triazinezout opgedampt wordt groter is dan 100 °C.

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een object zoals weergegeven in de I beschrijving en de voorbeelden.