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DE19707137A1 - Kunststoffolie, ihre Verwendung in Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern, die so hergestellten Verpackungsbehälter sowie die Verwendung von wäßrigen Lacken zur Beschichtung von Kunststoffolien für die Herstellung von Verpackungsbehältern - Google Patents

Kunststoffolie, ihre Verwendung in Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern, die so hergestellten Verpackungsbehälter sowie die Verwendung von wäßrigen Lacken zur Beschichtung von Kunststoffolien für die Herstellung von Verpackungsbehältern

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Publication number
DE19707137A1
DE19707137A1 DE19707137A DE19707137A DE19707137A1 DE 19707137 A1 DE19707137 A1 DE 19707137A1 DE 19707137 A DE19707137 A DE 19707137A DE 19707137 A DE19707137 A DE 19707137A DE 19707137 A1 DE19707137 A1 DE 19707137A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
halogen
weight
mixture
copolymers
polyolefins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19707137A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Dr Borgholte
Michaela Walter
Juergen Dr Kaczun
Peter Van Dr Rijn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Ohio Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Priority to DE19707137A priority Critical patent/DE19707137A1/de
Priority to PCT/EP1998/000975 priority patent/WO1998036914A1/en
Priority to AU64991/98A priority patent/AU6499198A/en
Publication of DE19707137A1 publication Critical patent/DE19707137A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B41M1/26—Printing on other surfaces than ordinary paper
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kunststoffolie für die Herstellung von Verpackungsbehältern, bei der eine Seite der Folie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Seite der Folie mit einem wäßrigen Lack auf Acrylatbasis beschichtet ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ferner ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern unter Verwendung dieser Kunststoffolien, die so herge­ stellten Verpackungsbehälter sowie die Verwendung der wäßrigen Lacke zur Beschichtung von Kunststoffolien und zur Applikation über Druckfarbe.
Kunststoffolien, die beispielsweise für Lebensmittel­ verpackungen, wie z. B. Schokolade, Eis, Nüsse, Chips u. a., eingesetzt werden sollen, werden mit klebenden Beschichtungen versehen, um einen wirksamen Siegelver­ schluß zu ermöglichen.
Außerdem werden Kunststoffolien der eingangs genannten Art auch auf Verpackungsbehälter aus Glas und/oder Kunststoff, wie z. B. Getränkeflaschen, appliziert, um diese zu beschriften bzw. mit einer dekorativen Ober­ fläche zu versehen. Auch in diesem Fall werden die Kunststoffolien mit klebenden Beschichtungen versehen.
Die klebenden Beschichtungen sind jeweils entweder Heißsiegellacke, die bei erhöhten Temperaturen siegel­ bar sind, oder Kaltsiegellacke, die bei Temperaturen von etwa 0 bis 80°C versiegelt werden.
Kaltsiegel-Beschichtungen und deren Eigenschaften sind z. B. beschrieben in L. Placzek in Coating, 18 (4), Seite 94 bis 95, 1985. Kaltsiegel-Lacke werden vorzugs­ weise aus wäßriger Phase aufgetragen. Druckempfindliche Klebstoffe, die im Kaltsiegelverfahren eingesetzt wer­ den, werden vor allem bei der Lebensmittelverpackung, z. B. für Schokoladen und Eisverpackungen, eingesetzt.
Aus der US-A-4,898,787, der US-A-4,888,395 und der US-A-5,070,164 sind beispielsweise siegelbare Beschich­ tungsmittel zur Versiegelung von Kunststoffolien, wie z. B. Polypropylen-Folien, bekannt. Die Kaltsiegellacke basieren üblicherweise auf Emulsionspolymerisaten, die ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 20 000 bis 150 000 und eine Glasübergangstemperatur von etwa -15°C bis etwa +15°C haben.
Kaltsiegellacke weisen aber den Nachteil auf, daß sie schlechte Antiblock-Eigenschaften haben, d. h. bei der Lagerung zeigen mit Kaltsiegellacken beschichtete Kunststoffolien, wenn sie in Form von Rollen längere Zeit unter normalen Lagerbedingungen gelagert werden, eine Neigung, an den übereinanderliegenden Folien­ schichten anzuhaften. Im Falle von bedruckten Kunst­ stoffolien wird außerdem auch ein unerwünschter Druck­ farben-Transfer von der Außenseite zu der mit dem Sie­ gellack beschichteten Innenseite beobachtet.
Kaltsiegellacke erfordern daher das Aufbringen einer Schutzschicht an der anderen Seite des Films. Für die­ sen Zweck können direkt auf die entsprechend vorbehan­ delte Kunststoffolie Lacke aufgebracht werden. Diese hierfür eingesetzten Lacke müssen bedruckbar sein und werden üblicherweise Außenlacke (Outside Coatings) ge­ nannt. Im Falle der bedruckten Folien werden dann auf diese Außenlacke entweder direkt beim Folienhersteller oder aber beim Anwender der Folien Druckfarben appli­ ziert. Auch auf die Druckfarben muß ein Schutzlack aufgebracht werden (s. o.), der üblicherweise Release Coat genannt wird. Im Falle der unbedruckten Folien, wie sie z. B. für verschiedene Industrieanwendungen zum Einsatz kommen, können die Release Coats ohne vorherige Druckfarbenapplikation direkt auf die i.a. entsprechend vorbehandelte Kunststoffolie appliziert werden.
Die üblicherweise eingesetzten, bedruckbaren Außenlacke sind entweder lösemittelhaltig oder sie sind wäßrig und basieren auf Acrylatcopolymerisaten. Die Antiblock-Eigen­ schaften werden üblicherweise durch Zusatz von 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt an Wachs und an Acrylatcopolymerisat, eines Wachses (Zusatz i. a. als Wachsdispersion) erhalten, wie dies beispielsweise in der DE-A-24 40 112 beschrieben ist.
Die obenbeschriebenen Release Coats enthalten übli­ cherweise Polyamidharze, oft in Kombination mit Cellu­ losenitrat und Wachsen, Fettsäureamiden oder Silikon­ ölen. Bei Verwendung von niedermolekularen Silikonölen oder Wachsen in den Release Coats besteht jedoch die Gefahr der Migration dieser Bestandteile in die Siegel­ schicht, was eine unerwünschte Reduzierung der Siegel­ festigkeit zur Folge hat.
Ferner besteht auch in anderen Bereichen, beispielswei­ se bei der Beschichtung von Holz, die Notwendigkeit, mit Druckfarben beschichtete Substrate mit einer Schutzschicht zu versehen.
Aus der Zeitschrift Polymers Paint Colour Journal, Heft April 1996, Seiten 27 bis 28, ist es bekannt, Silicone in Release Coats einzusetzen. Nähere Angaben über die Zusammensetzung der Release Coats sind in diesem Arti­ kel jedoch nicht enthalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für die Herstellung von Verpackungsbehältern geeignete Kunststoffolien zur Verfügung zu stellen, die eine gute Blockfestigkeit aufweisen. Ferner sollten die Kunststoffolien die Anforderungen erfüllen, die übli­ cherweise an Kunststoffolien gestellt werden, die zur Herstellung von Verpackungsbehältern eingesetzt werden. Die Kunststoffolien sollten daher beispielsweise unter den üblicherweise angewandten Bedingungen siegelbar sein und eine gute Siegelfestigkeit aufweisen. Außerdem sollten die zur Herstellung der Folien verwendeten Beschichtungsmittel/Lacke eine möglichst problemlose Rückgewinnung der Lösemittel ermöglichen. Ferner soll­ ten die resultierenden Folien sehr gute optische Eigen­ schaften aufweisen. Weiterhin sollten sie bevorzugt geruchsneutral sein, um so auch für die Herstellung von Verpackungsbehältern für Lebensmittel geeignet zu sein. Schließlich sollten die Kunststoffolien auch keinen Druckfarbentransfer bei der Lagerung der bedruckten Folien in Form von Rollen zeigen.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch die Kunst­ stoffolien der eingangs genannten Art gelöst, die da­ durch gekennzeichnet sind, daß der auf der der Siegel­ lackschicht gegenüberliegenden Seite aufgebrachte Lack als Bindemittel eine wäßrige Acrylatdispersion enthält, die erhältlich ist, indem
  • (A) 20 bis 90 Gew.-% einer Mischung aus
  • (a1) 1 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und
  • (a2) 50 bis 99 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung solcher ethylenisch ungesättigter Monomerer,
    in Gegenwart von
  • (B) 9,9 bis 79,9 Gew.-% eines halogenhaltigen Polyole­ fins oder eines halogenhaltigen Copolymers oder einer Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren oder einer Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren und halogenfreien Polyolefinen und/oder halogenfreien Copolymeren und
  • (C) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder einer Mischung aus Radikalbildnern
    radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von minde­ stens 20% der in dem Polymerisationsprodukt enthaltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt.
Die erfindungsgemäßen Kunststoffolien sind zur Herstel­ lung von Verpackungsbehältern, insbesondere für Lebens­ mittel einsetzbar und zeichnen sich durch eine sehr gute Blockbeständigkeit aus.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher außer­ dem ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbe­ hältern unter Verwendung dieser Kunststoffolien, die so hergestellten Verpackungsbehälter sowie die Verwendung der wäßrigen Lacke zur Beschichtung von Kunststoffolien und zur Applikation über Druckfarbe.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Acrylatdispersion eingesetzte Mischung (A) besteht aus
  • (a1) 1 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und
  • (a2) 50 bis 99 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung solcher ethylenisch ungesättigter Monomerer,
wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (a1) und (a2) stets 100 Gew.-% ergibt.
Bevorzugt wird die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) so ausgewählt, daß bei alleiniger Poly­ merisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymer erhalten wird, das eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150°C, vorzugsweise 10 bis 80°C, aufweist.
Bevorzugt wird die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) außerdem so ausgewählt, daß bei alleini­ ger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymer erhalten wird, das 0,04 bis 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Milliäquivalente einer oder mehrerer der folgenden funktionellen Gruppen enthält: -COOH, -OH, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H ,-R-O-R- (wobei R für einen organischen Rest, vorzugsweise für einen Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen, steht).
Da die Glasübergangstemperaturen von aus ethylenisch ungesättigten Monomeren hergestellten Polymeren nach der Gleichung
1/Tg = Σ Wn/Tgn
Tg = Glasübergangstemperatur des Copolymers in °K
Wn = Gewichtsanteil des n-ten Monomers
Tgn = Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus dem n-ten Monomer
berechnet werden kann und ethylenisch ungesättigte Monomere, die -COOH, -OH, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H und -R-O-R- (wobei R für einen organischen Rest steht, vorzugsweise für einen Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen) enthalten, im Handel erhältlich sind, kann der Fachmann die Zusammensetzung der Mischung aus den Komponenten (a1) und (a2) ohne Schwierigkeiten so auswählen, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymer mit den o.g. bevorzugten Tg-Werten und funktionellen Gruppen erhalten wird.
Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Auswahl­ kriterien können als Komponente (a2) beispielsweise eingesetzt werden: Ester der Acrylsäure oder Methacryl­ säure, insbesondere aliphatische Acrylate oder Meth­ acrylate mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkohol­ rest, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat oder -methacrylat, entsprechende Ester von anderen ethyleni­ sch ungesättigten Säuren mit bis zu 6 C-Atomen im Mole­ kül, wie z. B. Ethacrylsäure und Crotonsäure, Acrylami­ domethylpropansulfonsäure, vinylaromatische Kohlenwas­ serstoffe, wie z. B. Styrol, α-Alkylstyrol und Vinylto­ luol, amidgruppenhaltige Monomere, wie z. B. Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid und N-Methylolmet­ hacrylamid und nitrilgruppenhaltige Monomere, wie z. B. Acryl- und Methacrylnitril oder Gemische aus den ge­ nannten Monomeren.
Als Komponente (B) wird ein halogenhaltiges Polyolefin oder ein halogenhaltiges Copolymer oder eine Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhalti­ gen Copolymeren oder eine Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren und halogenfreien Polyolefinen und/oder halogenfreien Copo­ lymeren eingesetzt.
Vorzugsweise werden als Komponente (B) ein oder mehrere fluorhaltige Polyolefine eingesetzt. Besonders bevor­ zugt werden als Komponente (B) Polytetrafluorethylen-Wachse eingesetzt.
Als Komponente (B) kann auch eine Mischung aus
  • (b1) 0 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B), eines halogenfreien Polyolefin und/oder eines halogenfreien Copolymer oder einer Mischung aus mehreren halogenfreien Polyolefinen und/oder halogen­ freien Copolymeren und
  • (b2) 10 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B), eines halogenhaltigen Polyolefin und/oder eines halogenhaltigen Copolymer oder einer Mischung aus mehreren halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren
eingesetzt werden.
Die als Komponente (B) erfindungsgemäß eingesetzten Polyolefine und Copolymere haben bevorzugt eine Jodzahl von bis zu 0,3, vorzugsweise 0,005 bis 0,05 mgJ2/g.
Vorzugsweise wird als Komponente (b1) ein Homopolymer von Propylen oder ein Copolymer von Propylen und minde­ stens einem Comonomer, wie z. B. Ethylen, Butylen oder Isopren, oder eine Mischung aus solchen Polyolefinen und/oder Copolymeren eingesetzt.
Als Komponente (b1) kann auch ein halogenfreies Copoly­ mer aus
  • (bb1) 1 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-%, Propylen,
  • (bb2) 0 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%, mindestens eines mit (bb1) copolymerisierbaren Ole­ fins, das pro Molekül fünf bis zwanzig, vorzugs­ weise sechs bis acht Kohlenstoffatome enthält, aus­ genommen Isopren, und
  • (bb3) 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 25 Gew.-%, Ethylen und/oder Butylen
oder einer Mischung aus solchen Copolymeren eingesetzt werden.
Als Komponente (bb2) wird mindestens ein mit (bb1) co­ polymerisierbares Olefin, das pro Molekül fünf bis zwanzig, vorzugsweise sechs bis acht Kohlenstoffatome enthält, ausgenommen Isopren, eingesetzt. Das als Kom­ ponente (bb2) eingesetzte Olefin kann unverzweigt, ver­ zweigt, acyclisch oder cyclisch sein. Als Beispiele für acyclische Olefine werden Penten, Hexen, Hepten, Octen, Nonen und Decen genannt. Als Beispiele für cyclische Olefine werden Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten, Cycloocten, Cyclononen, Cyclodecen und Norbornen ge­ nannt. Als Komponente (bb2) werden vorzugsweise ver­ zweigte oder unverzweigte acyclische Olefine einge­ setzt, die pro Molekül fünf bis zwanzig, vorzugsweise sechs bis acht Kohlenstoffatome und nur eine, vorzugs­ weise α-ständige olefinisch ungesättigte Doppelbindung enthalten. Als Beispiele für solche Olefine werden genannt Pent-1-en, Hex-1-en, Hept-1-en, Oct-1-en, Non- 1-en und Dec-1-en. Als Komponente (bb2) werden besonders bevorzugt Hex-1-en, Hept-1-en und Oct-1-en eingesetzt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten was­ serverdünnbaren Bindemittel werden 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 54 bis 85 Gew.-% der Mischung (A) in Gegen­ wart von 9,9 bis 79,9 Gew.-%, vorzugsweise 14 bis 45 Gew.-% der Komponente (B) und 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugs­ weise 1 bis 7 Gew.-% der Komponente (C) radikalisch polymerisiert, und das erhaltene Polymerisationsprodukt wird nach Neutralisation von mindestens 20% der im Polymerisationsprodukt enthaltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert. Die Summe der Gewichtsprozentanga­ ben für die Komponenten (A), (B) und (C) ergibt stets 100 Gew.-%.
Die Polymerisation der Mischung (A) in Gegenwart der Komponenten (B) und (C) kann in Substanz, in wäßriger Emulsion oder in einem organischen Lösemittel bzw. einer Mischung aus organischen Lösemitteln durchgeführt werden. Die Polymerisation wird vorzugsweise in einem organischen Lösemittel oder einer Mischung aus organi­ schen Lösemitteln, insbesondere in unpolaren Lösemit­ teln mit einem Siedebereich zwischen 120 bis 200, vor­ zugsweise 135 bis 190°C bei Polymerisationstemperaturen von 120 bis 200°C, vorzugsweise 130 bis 160°C durch­ geführt.
Als Komponente (C) können im Prinzip alle bekannten Radikalbildner eingesetzt werden. Es werden vorzugs­ weise Radikalbildner auf Basis von Perverbindungen eingesetzt. Außerdem werden bevorzugt solche Radikal­ bildner eingesetzt, die bei der Polymerisationstempera­ tur eine Halbwertszeit aufweisen, die zwischen 15 und 180 Minuten liegt. Als Beispiele für einsetzbare Radi­ kalbildner werden genannt: Dialkyl-peroxide, wie z. B. Dicumylperoxid und Di-tert.-butyl-peroxid, Peroxyester, wie z. B. tert. Butylperoxy-benzoat, tert. Butyl­ peroxyoctanoat, tert. Butylperoxyacetat und tert. Butylperoxyisobutyrat, und Diacylperoxide, wie z. B. Benzoylperoxid und Acetylperoxid. Als Komponente (C) werden besonders bevorzugt Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylperethylhexanoat und tert.-Butylperacetat eingesetzt.
Zur Neutralisation des Polymerisationsproduktes werden vorzugsweise organische Amine, insbesondere tertiäre Amine, wie z. B. Dimethylethanolamin eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Release Coats enthalten üblicher­ weise 80 bis 100 Gew.-% der obenbeschriebenen Acrylat­ copolymerisat-Lösung bzw. Dispersion, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lackes. Der Festkörpergehalt der Acrylat-Dispersionen bzw. Lösungen liegt i.a. zwischen 10 und 30%. Ferner können die Release Coats üblicher­ weise noch 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge­ wicht des Lackes, übliche Hilfs- und Zusatzstoffe ent­ halten.
Als Beispiele für geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe seien Verlaufsmittel, Stabilisatoren, Verdickungsmit­ tel, Antischaumittel, Pigmente, Füllstoffe u.ä. ge­ nannt. Beispielsweise können die Lacke unlösliche, fein dispergierte anorganische Stoffe, wie Talkum, Silicium­ dioxid, z. B. das Handelsprodukt Syloid 63 FP der Firma Grace, u. a. enthalten.
Die wäßrigen Lacke werden erfindungsgemäß insbesondere für die Beschichtung von Kunststoffolien eingesetzt. Als Kunststoffolien kommen bevorzugt Polyolefin-Folien, beispielsweise Polyethylen- und Polypropylen-Folien, in Frage. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Polypropylen, insbesondere orientiertes Polypropylen.
Bei den in Rede stehenden Kunststoffolien ist eine Außenseite der Kunststoffolie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Außenseite der Kunststoffolie mit dem obenbeschriebenen Lack beschichtet.
Der obenbeschriebene, erfindungsgemäß eingesetzte Lack (= Release Coat) wird dabei üblicherweise auf eine Druckfarbenschicht appliziert. Der erfindungsgemäß eingesetzte Release Coat verhindert während des Ge­ brauchs und dann, wenn die Kunststoffolien in Form von Rollen längere Zeit unter normalen Lagerbedingungen gelagert werden, daß es an den übereinanderliegenden Folienschichten zu einer Aneinanderhaftung kommt. Fer­ ner hat er die Aufgabe, eine Migration der Druckfarbe zu verhindern.
Die in Rede stehenden Kunststoffolien können dabei entweder direkt beim Folienhersteller mit einer Druck­ farbe versehen werden oder aber - und dies ist der häufigere Weg - es erfolgt beim Folienhersteller zu­ nächst nur die Applikation des Siegellackes und die Druckfarbe (und somit auch der Release Coat) wird erst später beim Anwender der Kunststoffolie appliziert. In diesem zweiten Fall wird die Kunststoffolie beim Foli­ enhersteller zunächst mit dem Siegellack und mit einem wäßrigen Außenlack versehen, der ebenso wie der erfin­ dungsgemäß eingesetzte, obenbeschriebene Lack (= Relea­ se Coat) die Aufgabe hat, bei der Lagerung und dem Transport der Folien auf Rollen ein Aneinanderhaften gegenüberliegender Folienschichten zu verhindern. Auf diesen wäßrigen Außenlack wird dann beim Anwender der Folie zunächst die Druckfarbe und anschließend der Release Coat appliziert. Unabhängig davon, wo die Beschichtung der Kunststoffolien mit der Druckfarbe erfolgt, werden die bedruckten Kunststoffolien nach Applikation der Druckfarbe mit dem obenbeschriebenen Relaese Coat auf Basis der Dispersion/Lösung des fluormodifizierten Acrylates versehen.
Ferner eignen sich die in Rede stehenden wäßrigen Lacke auch für die Außenbeschichtung von unbedruckten Kunst­ stoffolien, wie sie z. B. im Industriebereich zur Anwen­ dung kommen. In diesem Fall wird der Lack direkt ohne vorherige und ohne nachfolgende Applikation einer Druckfarbe auf die ggf. entsprechend vorbehandelte Kunststoffolie aufgebracht.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffolien wird vor dem Aufbringen des Siegellackes oder des wäßrigen Außenlackes oder der Druckfarbe auf die Kunst­ stoffolien die Oberfläche der Folien im allgemeinen vorbehandelt, um sicherzustellen, daß der Überzug fest auf der Folie haftet. Dadurch soll vermieden werden, daß der Überzug von der Folie abblättert oder abgezogen wird.
Diese Behandlung wird gemäß bekannter Arbeitsweisen durchgeführt, z. B. durch Chlorierung der Kunststoffo­ lie, Behandlung mit oxidierenden Mitteln, wie Chrom­ säure oder heißer Luft, durch Dampfbehandlung oder Flammenbehandlung. Besonders bevorzugt wird als Vorbe­ handlung eine Hochspannungscoronaentladung verwendet.
Die Kunststoffolien werden nach der Vorbehandlung im allgemeinen vorlackiert, um die Haftung des Überzugs auf der Substratfolie zu gewährleisten. Geeignete Vor­ beschichtungsmittel bzw. Primer sind in der Literatur bekannt und umfassen z. B. Alkyltitanate sowie Primer auf Basis von Epoxiden, Melamin-Formaldehydharzen und Polyethyleniminen. Letztere sind zur Vorlackierung von Kunststoffolien besonders geeignet. Die Polyethylenimi­ ne können dabei sowohl aus organischer als auch aus wäßriger Lösung auf die ggf. vorbehandelten Kunststoff­ folien aufgetragen werden. Dabei kann die Konzentration des Polyethylenimins in der wäßrigen oder in der orga­ nischen Lösung beispielsweise 0,5 Gew.-% betragen. Geeignete Polyethylenimin-Primer sind beispielsweise beschrieben in DE-A- 24 40 112 und US-A-3,753,769.
Die unbeschichteten Kunststoffolien haben im allgemei­ nen eine Dicke von 0,015 bis 0,060 mm. Der wäßrige Release Coat wird auf die Kunststoffolie in üblicher Weise, beispielsweise durch Gravurauftragung, Walzen­ auftragung, Eintauchen, Sprühen mit Hilfe des Tief- oder Flexodruckverfahren oder des Umkehrwalzenver­ fahrens (Reverse-Roll-Auftragsverfahren) aufgebracht. Die überschüssige wäßrige Lösung kann durch Abquetsch­ walzen oder Abstreichmesser entfernt werden. Der Release Coat wird üblicherweise in einer solchen Menge aufgebracht, daß beim Trocknen eine glatte, gleichmäßig verteilte Schicht mit einem Gewicht von 1 bis 5 g/m2, bevorzugt mit einem Gewicht von 2 bis 3 g/m2, abgelagert wird.
Der durch den wäßrigen Lack gebildete Überzug auf der Kunststoffolie wird ebenso wie die Siegellackschicht getrennt oder zusammen mit der Siegellackschicht mit heißer Luft, Strahlungswärme oder durch irgendeinande­ res übliches Mittel getrocknet.
Die zur Herstellung der Kunststoffolien eingesetzten Siegellacke sind ebenfalls bekannt und beispielsweise in der DE-A-43 41 815 beschrieben.
Insbesondere werden wäßrige Siegellacke auf Basis einer Acrylatdispersion eingesetzt. Bevorzugt werden die Siegellacke bei einer Temperatur von 0 bis 80°C, be­ sonders bevorzugt bei mindestens 30°C und ganz beson­ ders bevorzugt bei 40 bis 70°C, gesiegelt.
Die zur Bedruckung der Kunststoffolien eingesetzten Druckfarben sind ebenfalls bekannt.
Ferner eignet sich die obenbeschriebene wäßrige Lösung bzw. Dispersion des Acrylatcopolymerisats auch als Bin­ demittel in Lacken, die in Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Beschichtung auf anderen Substra­ ten, z. B. Holz, über einer Druckfarbe appliziert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. Alle Angaben über Teile und Prozente sind dabei Gewichtsangaben, falls nicht aus­ drücklich etwas anderes festgestellt wird.
1.1. Herstellung der Acrylatdispersionen 1 bis 3
259 Teile einer Mischung aus aromatischen Lösemitteln mit einem Siedebereich von 165°C bis 185°C (SHELLSOL® A) und 300 Teile eines handelsüblichen Polyethylen/Polytetrafluorethylen-Wachses werden in einem Polymeri­ sationskessel aus Edelstahl mit Rührer, Rückflußkühler, einem Monomerenzulauf und einem Initiatorzulauf einge­ wogen und auf eine Temperatur von 130°C aufgeheizt. Die Mischung wird 1 Stunde bei dieser Temperatur ge­ rührt. Danach wird eine Mischung aus 72 Teilen tert.- Butylperethylhexanoat und 133 Teilen SHELLSOL® A inner­ halb von 5 Stunden mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu der homogenen Mischung zugetropft, wobei die Tempe­ ratur in der Reaktionsmischung konstant gehalten wird.
30 Minuten nach Beginn der Zugabe der Initiatorlösung wird eine Mischung aus den in Tabelle 1 angegebenen Monomeren innerhalb von 4 Stunden zugegeben. Nach Be­ endigung des Initiatorzulaufs wird noch für 2 Stunden nachpolymerisiert. Dann wird mit 655 Teilen SHELLSOL® A auf einen Gehalt an nicht flüchtigen Bestandteilen von 60 Gew.-% eingestellt. Diese Lösung wird anschließend mit 873 Teilen Butylacetat 98/100 auf einen Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 45 Gew.-% verdünnt. Dann wird durch Anlegen eines Vakuums so viel Lösemit­ tel abdestilliert, bis eine Harzlösung mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 40 Gew.-% erhalten wird. Anschließend wird auf eine Temperatur von 110°C aufgeheizt. Diese Lösung wird anschließend innerhalb einer Zeit von 30 min mit 59,5 Teilen Dimethylethanola­ min versetzt und danach 15 min gerührt. Anschließend werden bei 80°C 1000 Teile entionisiertes Wasser unter Rühren zugegeben. Aus der so erhaltenen wäßrigen Dis­ persion werden schließlich die organischen Lösemittel so lange abdestilliert, bis ein Restlösemittelgehalt von unter 5 Gew.-% erreicht worden ist. Dabei werden noch 2998,0 Teile entionisiertes Wasser zugesetzt. Die so erhaltene wäßrige Dispersion weist den einen Gehalt an nichtflüchtigen Anteilen (1 h/130°C) von 21,5%, eine Säurezahl von 29,9 mg KOH/g und einen pH-Wert von 9,0 auf.
Monomerzusammensetzung in Teilen und Monomerzusammensetzung in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren
Monomerzusammensetzung in Teilen und Monomerzusammensetzung in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren
2. Herstellung eines Release Coats und Prüfergebnisse der resultierenden Beschichtung
Die Herstellung der Release Coats erfolgt durch Verdün­ nen der Acrylat-Dispersionen mit Wasser auf einen Fest­ körpergehalt von 20%.
Zunächst wird auf handelsübliches, mit einem Außenlack beschichtetes, orientiertes Polypropylen 33MW247 der Firma Mobil Plastics, Belgien, mit einer Drahtrakel eine handelsübliche Flexodruckfarbe (Handelsprodukt Helioplastol HG A-2 der Firma BASF Drucksysteme GmbH) mit einer Naßfilmschichtdicke von 6 Mikrometern aufge­ tragen und 30 s bei Raumtemperatur anschließend 30 s bei 60°C Lufttemperatur in einem Helios-Laborofen getrock­ net. Auf die so erhaltene Druckfarbenschicht wird der obenbeschriebene Release Coat mit einer Drahtrakel in einer Naßfilmstärke von 12 Mikrometern aufgetragen und 30 s bei Raumtemperatur und anschließend 30 s bei 60°C Lufttemperatur in einem Helios-Laborofen getrocknet. Von diesem lackierten Film wird die Blockbeständigkeit gegen die mit einem Kaltsiegellack gemäß DE-A-43 41 815 be­ schichtete Verpackungsfolie bestimmt, indem die mit dem Release Coat beschichtete Folie bei 3,5 bar und 50°C während einer Zeit von 2 Stunden verpreßt wird mit einer OPP-Folie aus orientiertem Polypropylen 33MW247 der Firma Mobil Plastics, Belgien, die beschichtet ist mit einem Kaltsiegellack gemäß DE-A-43 41 815. Aus der Test­ oberfläche werden dann 25 mm breite Teststreifen ge­ schnitten und die Blockbeständigkeit wird dann anhand des Trenneffektes mit Hilfe eines Zug/Dehn-Meßgerätes bestimmt. Der lackierte Film zeigt eine ausreichende Blockbeständigkeit. Ferner wird durch den Release Coat die Siegelfestigkeit nicht nachteilig beeinflußt.

Claims (11)

1. Kunststoffolie für die Herstellung von Verpackungs­ behältern, bei der eine Seite der Folie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Seite mit einem wäßrigen Lack auf Acrylatbasis beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der der Siegellackschicht gegenüberliegenden Seite aufge­ brachte Lack als Bindemittel eine wäßrige Acrylat­ dispersion enthält, die erhältlich ist, indem
  • (A) 20 bis 90 Gew.-% einer Mischung aus
  • (a1) 1 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacryl­ säure und
  • (a2) 50 bis 99 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mi­ schung solcher ethylenisch ungesättigter Monomerer,
    in Gegenwart von
  • (B) 9,9 bis 79,9 Gew.-% eines halogenhaltigen Po­ lyolefins oder eines halogenhaltigen Copolymers oder einer Mischung aus halogenhaltigen Polyolefi­ nen und/oder halogenhaltigen Copolymeren oder einer Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren und halogenfreien Po­ lyolefinen und/oder halogenfreien Copolymeren und
  • (C) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder ei­ ner Mischung aus Radikalbildnern
    radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von min­ destens 20% der in dem Polymerisationsprodukt ent­ haltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt.
2. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie erhältlich ist, indem die Kompo­ nente (A) in einer Menge von 54 bis 85 Gew.-% und/oder die Komponente (B) in einer Menge von 14 bis 45 Gew.-% und/oder die Komponente (C) in einer Men­ ge von 1 bis 7 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (C), einge­ setzt wird.
3. Kunststoffolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhältlich ist, indem die Komponente (a1) in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-% und die Komponente (a2) in einer Menge von 85 bis 98 Gew.-% eingesetzt wird, wobei die Summe der Kom­ ponenten (a1) und (a2) jeweils 100 Gew.-% beträgt.
4. Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhältlich ist, in­ dem als Komponente (B) eine Mischung aus
  • (b1) 0 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B), eines halogenfreien Polyolefin und/oder eines halogenfreien Copolymer oder einer Mischung aus mehreren halogenfreien Polyolefinen und/oder halogenfreien Copolymeren und
  • (b2) 10 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge­ wicht der Komponente (B), eines halogenhaltigen Po­ lyolefin und/oder eines halogenhaltigen Copolymer oder einer Mischung aus mehreren halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren
eingesetzt wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern aus Kunststoffolie, bei dem eine Seite der Kunst­ stoffolie mit einem Siegellack und die gegenüber­ liegende Seite der Kunststoffolie mit einem Lack auf der Basis einer wäßrigen Acrylatdispersion beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4 eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Siegellacke auf Basis einer Acrylat­ dispersion eingesetzt werden und/oder daß die Siegellacke bei einer Temperatur von 0 bis 80°C, bevorzugt mindestens 30°C und besonders bevorzugt 40 bis 70°C, gesiegelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffolien vor dem Aufbrin­ gen des Siegellackes und des wäßrigen Außenlackes mit einem Primer beschichtet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien auf der der Siegellackschicht gegenüberliegenden Seite ggf. nach dem Aufbringen eines Außenlackes und nach Aufbringen einer Druckfarbe mit dem wäßrigen Lack beschichtet werden.
9. Verpackungsbehälter aus Kunststoffolie, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8.
10. Verwendung einer wäßrigen Acrylatdispersion, die erhältlich ist, indem
  • (A) 20 bis 90 Gew.-% einer Mischung aus
  • (a1) 1 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacryl­ säure und
  • (a2) 50 bis 99 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mi­ schung solcher ethylenisch ungesättigter Monomerer,
    in Gegenwart von
  • (B) 9,9 bis 79,9 Gew.-% eines halogenhaltigen Poly­ olefins oder eines halogenhaltigen Copolymers oder einer Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren oder einer Mi­ schung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren und halogenfreien Poly­ olefinen und/oder halogenfreien Copolymeren und
  • (C) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder ei­ ner Mischung aus Radikalbildnern
    radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von min­ destens 20% der in dem Polymerisationsprodukt ent­ haltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt, als Bindemit­ tel in einem wäßrigen Lack für die Beschichtung von Kunststoffolien, die zur Herstellung von Verpac­ kungsbehältern, insbesondere zur Herstellung von Verpackungsbehältern für Lebensmittel eingesetzt werden.
11. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Be­ schichtung auf einem Substrat, bei dem zunächst eine Druckfarbe und auf die Druckfarbe ein Lack auf Basis eines Acrylatharzes aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Druckfarbe appli­ zierte Lack als Bindemittel eine wäßrige Lösung oder Dispersion eines Acrylatcopolymerisats ent­ hält, die erhältlich ist, indem
  • (A) 20 bis 90 Gew.-% einer Mischung aus
  • (a1) 1 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacryl­ säure und
  • (a2) 50 bis 99 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mi­ schung solcher ethylenisch ungesättigter Monomerer,
    in Gegenwart von
  • (B) 9,9 bis 79,9 Gew.-% eines halogenhaltigen Poly­ olefins oder eines halogenhaltigen Copolymers oder einer Mischung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren oder einer Mi­ schung aus halogenhaltigen Polyolefinen und/oder halogenhaltigen Copolymeren und halogenfreien Poly­ olefinen und/oder halogenfreien Copolymeren und
  • (C) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder ei­ ner Mischung aus Radikalbildnern
    radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von min­ destens 20% der in dem Polymerisationsprodukt ent­ haltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt.
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