DE2440112A1

DE2440112A1 - Ueberzugszusammensetzung

Info

Publication number: DE2440112A1
Application number: DE19742440112
Authority: DE
Inventors: Robert Henry Steiner
Original assignee: Mobil Oil AS
Current assignee: Mobil Oil AS
Priority date: 1973-08-24
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1975-02-27
Also published as: NL177695C; JPS5051136A; IT1020153B; FR2245742B1; NL177695B; JPS5422475B2; DE2440112B2; GB1443625A; DE2440112C3; ES429470A1; CA1034688A; FR2245742A1; NL7411302A; BE818764A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Überzugszusammensetzungen zur Anwendung auf Foliengrundmaterialien, wie Kunststoffolien, z.B. Polyolefinfolien. Unüberzogerie, orientierte Folien aus Materialien, wie Polypropylen, haben im allgemeinen sehr hohe tfärmeverschweisstemperaturen und einen ausserordentlich schmalen Wärmeverschweissbereich. Insbesondere im Fall von unüberzogenem, orientiertem Polypropylen neigen sie dazu, sich zu entorientieren und zu schrumpfen, wenn die erforderlichen Verschweisstemperaturen angewandt werden*· Es wurde ferner gefunden, dass wenn Überzugsmaterialien auf die Folien angewandt v/erden, um diese Nachteile zu beheben, die Stärke des verschweissten Bereichs der Folien, wenn sie hoher Feuchtigkeit ausgesetzt werden, stark verringert wird oder vollständig verloren geht.

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Es wurden Versuche durchgeführt, um Überzüge für thermoplastische Grundfolien herzustellen, wobei verschiedene Kohlenwasserstoffharze und Mischungen von Harzen verwendet wurden, um z.B. verbesserte Wärmeverschweisseigenschaften zu erhalten. In vielen Fällen hatten jedoch solche polymeren Überzüge nachteilige Wirkungen auf die überzogenen Folienprodukte. Solche Nachteile sind schlechte Blockingei-genscnaften, schlechte optische Eigenschaften, schlechte Wärmeverschwel.ysbarkeit und schlechte Alterungseigenschaften. Ferner zeigen gewisse Harzüberzugszusammensetzungen bei hoher relativer Feuchtigkeit schlechte Lichtbeständigkeit und geringe Lagerfähigkeit. Dies führt zu einer Verschlechterung der Verschweissung oder zum vollständigen Bruch der verschweissten Folie, und zwar selbst bei geringer Beanspruchung.

In der US-PS 3 753 769 ist eine Terpolymerüberzugszusammensetzung auf Acrylbasis beschrieben, die zum Überziehen von Polyolefinfolien dient, und die die minimale Heissverschweisstemperatur der Folie wesentlich verringert und zusätzlich den Wärmeverschweissbereich erweitert. Andere Eigenschaften der Folie v/erden gleichfalls verbessert, einschliesslich der Steifheit der Folie und der Heissgleiteigenschaften.

Die Überzugszusammensetzung, die in dieser Patentschrift beschrieben ist, umfasst ein Copolymer oder Interpolymer aus (a) einer alpha-betä-monoäthylenisch ungesättigten Garbonsäure und (b) einem Alkylacrylatester und einan Alkylmethacrylatester. Der Anteil von (a) beträgt 2 bis 15» vorzugsweise 2,5 bis 6, Gew.-Teile und der von (b) zwischen

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85 und 98, vorzugsweise 94 und 97,5, Gew.-Teile,- Die ungesättigte Säure (a) ist vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure oder beides und die bevorzugten Ester sind Methylacrylat oder Äthylacrylat in Verbindung mit Methylmethacrylat. Die Zusammensetzung kann auch ein Antiblockingmittel, wie ein Wachs, und ein feinverteiltes Material, wie kolloidales Siliciumdioxyd, enthalten, um die Heissgleiteigenschaften ("hot slip") zu verbessern.

Es wurde nunmehr gefunden, dass die in der US-PS 3 753 769 beschriebenen Zusammensetzungen durch den Zusatz eines Audukts aus Harz und einer alpha-beta-ungesättigten Dicarbonsäure oder eines Teilesters eines solchen Addukts mit einem mehrwertigen Alkohol verbessert werden können. Die Menge des Addukts (oder Teilesters) beträgt 2 bis 15 Gew.-%, im allgemeinen 3 bis 15 Gew.-% des Copolymeren.

Gemäss der Erfindung wird eine Überzugszusammensetzung geschaffen, die eine Mischung aus

(1) einem harzartigen Copolymer aus (a) 2 bis 15, vorzugsweise 2,5 bis 6, Gew.-Teilen einer alphabeta-monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäure (vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure oder beides)ünd(b) 85bis 98, vorzugsweise 94 bis 97,5, Gew.-Teilen eines neutralen Monomeresters, der (1) einen Alkylacrylatester (vorzugsweise Methylacrylat oder Äthylacrylat) und (2) ein Alkylinethacrylat (vorzugsweise Methylmethacrylat) umfasst, und

(2) 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des harzartigen Copolymers, eines Addukts aus einem Harz und einer alpha-beta-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure oder eines Teilester eines solchen Addukts mit einem mehrwertigen Alkohol umfasst.

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BAD ORIGINAL

Diese harzartigen Zusammensetzungen können zum Überziehen von Polyolefinsubstraten, wie orientiertem Polypropylen, verwendet werden, um die Wärmeverschweiss- oder Wärmeversiegeleigenschaften solcher Folien zu verbessern. Zusätzlich wird der Widerstand der Folien gegenüber Bruch der Schweissnaht beim Aussetzen derselben an eine Umgebung mit hoher relativer Feuchtigkeit in der Grössenordnung von 90% oder mehr verbessert. Die überzogenen Folien haben eine hohe tfärmeverschweisstärke über einen weiten Verschweisstemperaturbereich, ausgezeichnete Gleiteigenschaften sowohl bei üblicher oder Eauratermperatur wie in Kontakt mit Wärineverschweissheizplatten, eine hohe Beständigkeit gegenüber Blocking während der Lagerung und des Gebrauchs und ausgezeichnete Klarheit sowie Glanzeigenschaf teil. Die Zusammensetzung verleiht der Folie ferner eine erhöhte Steifheit und verbesserten Griff und erleichtert die Ausbildung von leicht aufreissbaren Wärmeversiegelungen, die die öffnung einer Packung gestatten, die mit dem überzogenen Folienmaterial umhüllt ist, ohne die Umhüllung zu zerreissen oder zu zerstören.

Das verwendete Harz ist Holz- oder Gummiharz, es können jedoch auch raffinierte oder modifizierte Produkte, wie Abietinsäure, isomerisierte Harze oder polymerisierte Harze verwendet werden. Das Harz kann auch mit einer gesättigten linearen Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und dgl. verdünnt werden.

Die alpha-beta-ungesättigten Säuren, die zur Bildung des Addukts mit dem Harz verwendet werden können, umfassen z.B. Fumarsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Crotonsäure, Itacoiisäure und Citronensäure.

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Das Harzaddukt (mit oder ohne gesättigten Dicarbonsäuren) kann teilweise mit einem mehrwertigen* normalerweise einem zwei- oder dreiwertigen Alkohol, wie z.B. Äthylenglycol, Propylenglycol, Butylenglyeöl, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol oder Glycerin, teilweise verestert v/erden. Das Harzaddukt oder der Teilester sollten vorzugsweise eine Säurezahl von wenigstens etwa 35 aufweisen, damit sie in einer wässrigen alkalischen Lösung gelöst werden können.

Es wurde gefunden, dass ein besonders geeignetes Addukt eine Holzharz-Fumarsäureaddukt ist, das teilweise mit Äthylenglycol verestert ist und einen Ring und Ball Schmelzpunkt von 144 C und eine Säurezahl von 135 aufweist. Dieses besondere Harzaddukt wurde in den Beispielen verwendet.

Die Menge an dem acrylischen Copolymerharz zugegebenem Harz wird vorzugsweise beim erforderlichen Minimum gehalten, um das gewünschte Ergebnis der Verringerung der Empfindlichkeit der erhaltenen Wärmeversiegelungen gegenüber hoher Feuchtigkeit zu erreichen. Im allgemeinen können 3 bis 15% Harzaddukt, bezogen auf das Gesamtgewicht des acrylischen Terpolymers angewandt werden, vorzugsweise 4· bis 10%. Höhere Mengen an Harzaddukt, z.B. oberhalb ' etwa 15%> führen zu einer unerwünscht hohen Minimalheissverschweisstemperatur.

Die Überzugszusammensetzungen gemäss der Erfindung ergeben, wenn sie auf geeignete Substratfolien, wie z.B. orientiertes Polypropylen, aufgebracht werden, Überzüge, die bisher nicht erreichte Eigenschaften, wie verbesserte Beständigkeit der Wärme verschwe is sung gegenüber hoher

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relativer Luftfeuchtigkeit in der Grössenordnung von 90% oder darüber, aufweisen. Ferner verbessern die Folienüberzüge die Wärmeverschweisseigoiischaf ten, die Blockingeigenschaften, die Heissgleiteigenschaften, die Steifheit und die optischen Eigenschaften der überzogenen Folienendprodukte.

Die Überzugsharze gemäss der Erfindung zeigen, wenn sie auf die Oberfläche eines Foliensubstrats aufgebracht werden, verhältnismässig hohe Erweichungspunkte in der Grössenordnung von etwa 75*^ und darüber. Daher zeigen die überzogenen Folien, wenn sie in Form von Rollen längere Zeit unter normalen Lagerbedingungen gelagert werden, keine oder nur eine geringe Neigung, auf Grund der Erweichung des Überzugs an den übereinander liegenden Folienschichten anzuhaften. Dies war ein· besonders unangenehmes Problem bei vielen bisher bekannten harzartigen Überzügen.

Die Polyolefinfolien, wie Polyäthylen- oder Polypropylenfolien, können auf wenigstens einer ihrer Oberflächen mit einem dünnen, wärmeverschweissbaren Film des Überzugs versehen werden. Die Folie wird vorzugsweise vorbehandelt, um eine gute Adhäsion des Überzugs zu gewährleisten.

Die Überlegungen, die die Wahl der Bestandteile für das Copolymer beeinflussen (insbesondere in Bezug auf die Auswahl der Harze mit geeigneter Glasübergangs-, temperatur, die Verwendung von alkalilöslichen Harzen und die Auswahl des Molekulargewichts) sind in der US-PS 3 753 769 ausührlich beschrieben. Butylacrylat kann anstelle von Äthyl- oder Methylacrylat und Äthylmethacrylat anstelle

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von Methylmethacrylat eingesetzt werden.

Der geeignete Glasübergangstemperaturbereich viird erhalten, wenn (a) zwischen 2,5 und 6 Gew.-Teilen des ' Säurerestes und (b) zwischen 97?5 unct 94- Gew..-Teilen des neutralen Monomeresters, der (1) das Alkylacrylat, vorzugsweise Methylacrylat oder Äthylacrylat und (2) ein Alkylmethacrylat, vorzugsweise Methylmethacrylat, umfasst, verwendet werden. Die Menge an Alkylmethacrylat beträgt 30 bis 55 Gew.~%, wenn das Alkylacrylat Methylacrylat ist, und 52,5 bis 69 Gew.-%, wenn das Alkylacrylat Äthylacrylat ist.

Die Monomerkomponcnten werden vorzugsweise in

einem solchen Verhältnis angewandt, dass das Alkylmethacrylatmonomer in einer Menge von wenigstens 10 Gew.-% der gesamten Gopolymerzusairimen.setzung und vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% ausmacht und die Alkylacrylatmonomerkornponente wenigstens 10 Gew.-% der gesamten "überzugszusammensetzung, und vorzugsweise 80 bis etwa 20 Gew.-%, beträgt.

Die Polymerisationsreaktion zur Herstellung des Copolymers kann vorteilhafterweise so durchgeführt werden, dass die gemischten Monomere in Teilen während der Reaktion zugegeben werden, um eine fast homogene Verteilung der Monomeren in den Copolymermolekülen zn erreichen. Die Emulsionspolymerisation ist eine geeignete Arbeitsweise.

Da das Copoljiner freie Carboxylatgruppen enthält, kann es mit Hilfe eines Alkalis, wie Ammoniak, in Wasser gelöst werden. Dies ermöglicht es, die Üborzugszusammensetzung aus einer wässrigen ammonikalischen Lösung

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anzuwenden, da sowohl das Copolymer wie das Harzaddukt auf diese Weise löslich gemacht werden können.

Die Heissgleiteigenschaften der überzogenen Folien können, wie in der US-PS 3 753 769 beschrieben, durch Zugabe eines festen, feinverteilten, wasserunlöslichen, anorganischen Materials, wie kolloidales Siliciumdioxid, verbessert werden. Andere feinverteilte, anorganische Materialien, die zur Verbesserung der Heissgleiteigenschaften verwendet werden können, umfassen solche wasserunlöslichen Feststoffe, wie Diatomeenerde, Calciumsilicat, Bentonit und feinverteilte Tone. Um beste Wirksamkeit zu erzielen, ist es wünschenswert, dass diese Materialien eine Teilchengrösse von 10 bis 200 Millimikron aufweisen. Eine Alkali-stabilisierte Siliciumdioxyddispersion wird bevorzugt verwendet.

Während die Mengen an jedem zum Erhalten der optimalen Heissgleitschaften erforderlichen Material in Abhängigkeit" vom verwendeten spezifischen Material, der Überzugszusammensetzung und anderen Änderungen der Zusammensetzung und des Verfahrens unterschiedlich sein können, wird es bevorzugt, 30 bis 60 Gew.-% (bezogen auf das Terpolymer-Harz-Addukt) an Gleitmittel und vorzugsweise etwa 35 bis etwa 4-5 Gew.~%, zu verwenden.

Zusätzlich kann, wie in der US-PS 3 753 769 beschrieben, ein Wachs-Antiblockingmittel zugegeben werden. Antiblockingmaterialien, die verwendet werden können, umfassen feinverteilte Wachse und wachsartige Materialien, die bei Temperaturen oberhalb der bei der Lagerung der Folien auftretenden maximalen Temperaturen schmelzen und die bei diesen Temperaturen in dem Terpolymer nicht löslich sind.

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Spezifische Beispiele sind natürliche Wachse, wie Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Bienenwachs, Karnaubawachs, Japanwachs und Montanwachs, und synthetische Wachse, wie hydriertes Rizinusöl, chlorierte Kohlenwasser stoff wachse und langkettige Fettsäureamide.

Zusätzich zu ihrer Wirkungsweise als Antiblockingmittel bewirken die vorstehend beschriebenen Wachsmaterialien auch eine Verbesserung der "Kaltgleit"^Eigenschaften der überzogenen Folien, d.h., die Fähigkeit der Folien, über Flächen bei Raumtemperatur zu gleiten.

Eine besondere Art thermoplastischer Folie, die vorteilhafterweise mit den Überzugszusammensetzungen gemäss der Erfindung überzogen werden kann, ist molekülarorientiertes, isotaktisches Polypropylen. Nach der · Extrusion der Polypropylengrundfolie, wobei übliche. Extrusionsarbeitsweisen angewandt werden, wird der Film erhitzt und durch Strecken in Längs- und Querrichtung molekular orientiert. Die erhaltene orientierte Folie zeigt stark verbesserte Zug- und Steifheitseigenschaften. ' Sie ist jedoch auf Grund der erforderlichen Versiegelungstemperatur in der Grössenordnung von 175°C schwierig mit üblichen Arbeitsweisen wärmeverschwelssbar, was zu einer Desorientierung der Folie und einem Schrumpfen der Folie führt, was wiederum eine Zerstörung und ein Zerreissen der Folie zur Folge hat. Werden solche orientierten Folien einer Oberflächenbehandlung, wie sie nachstehend beschrieben ist, unterworfen, und anschIiessend mit den neuen Überzugszusammensetzungen gemäss der Erfindung überzogen, können sie bei ausreichend niedrigen Temperaturen verschweisst werden, um ein Schrumpfen der orientierten

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- ίο -

Polypropylenfolie zu vermeiden.

• Im allgemeinen weisen die unüberzogenen Substratfolien, die gemäss der Erfindung praktisch verwendet, werden, im allgemeinen eine Dicke von 0,005 bis 0,125 (0,2 bis 5 mils) und vorzugsweise 0,0125 bis 0,04 mm (0,5 bis 1,5 mils) auf.

Vor dem Aufbringen der Überzugszusammensetzung auf das Substrat wird die Oberfläche des Substratfilmes behandelt, um sicherzustellen, dass der Überzug fest auf dem Film haftet, wodurch die Möglichkeit beseitigt wird, dass der Überzug von der Folie abblättert oder* abgezogen wird. Diese Behandlung kann gemäss bekannten Arbeitsweisen durchgeführt werden, wie z.B. durch Chlorierung der Folie (Aussetzen der Folie an gasförmiges Chlor), Behandlung mit oxydierenden Mitteln, wie Chromsäure oder.heisse Luft, Dampfbehandlung oder Flammenbehandlung. Obwohl jede dieser Arbeitsweisen zur Vorbehandlung der Folienoberfläche angewandt werden kann, stellt eine besonders bevorzugte Methode der Behandlung die sogenannte "elektronische Behandlung" dar, bei der die Filmoberfläche einer Hochspannungscoronaentladung ausgesetzt wird, wenn die Folie ein Paar im Abstand angeordnete Elektroden passiert.

Bei Anwendungen, bei denen eine grössere Haftung des Überzugs zur Folie erwünscht ist, d.h. eine grössere Haftung als sie bei der Behandlung der Folienoberfläche gemäss einer der vorgenannten Methoden erhalten wird, kann ein Zwischengrundüberzug aufgebracht werden, um die Haftung des Überzugs auf der Substratfolie zu erhöhen, Wie dies in der US-PS 3 753 769 beschrieben ist. In diesem

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Pall wird die Folie zuerst gemäss einer der vorgenannten Methoden, wobei die elektronische Behandlung die bevorzugte Methode ist, behandelt, um darauf Stellen mit erhöhter aktiver Adhäsion zu schaffen (wodurch die Grundierungsadhäsion verbessert wird) und auf die behandelte Folienoberfläche wird dann ein kontinuierlicher Überzug aus einem Gründiermaterial aufgebracht. Solche Grundiermaterialien sind allgemein bekannt und umfassen z.B. Alkyltitanate und Polyäthylenimine. Ein besonders wirksamer Grundierüberzug für die vorliegenden Zwecke ist Polyäthylenimin. Der Imingrundüberzug bewirkt die Ausbildung einer wirksamen Adhäsion über die gesamte Oberfläche für eine durchgehende und sichere Bindung mi"b der anschliessend aufgebrachten Überzugszusammensetzung.. Die Grundierung kann gemäss üblicher Losungsüberzugsmittel, wie z.B. einer Gegenwalzenauftragung, auf die elektronisch behandelte Grundfolie aufgebracht werden. Eine wirksame Konzentration der Überzugslösung des Polyäthylenimins, das entweder aus wässriger Lösung oder organischen Lösungsmitteln, wie 2.B. Äthanol, angewandt wird, beträgt etwa 0,5 Gew.-% Polyäthylenimin.

Es ist möglich, die Überzugszusammensetzungen gemäss der Erfindung auf die Oberfläche der behandelten Grundfolie aus einer nicht wässrigen Lösung der Zusammensetzung aufzubringen, wobei z.B. verschiedene organische Lösungsmittel, wie Alkohole, Ketone oder Ester verwendet werden. Da jedoch die Überzugszusammensetzungen gemäss der Erfindungen kolloidale anorganische Materialien enthalten können und da solche Materialien schwierig in organischen Lösungsmitteln gut dispergiert gehalten werden können, wird es bevorzugt, die Überzugszusammensetzung aus wässrigen Medien und insbesondere aus einer alkalischen wässrigen Lösung anzuwenden. '

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2AAO112

Die Lösung des Terpolymers und des Harzaddukts, vorzugsweise in einer alkalischen wässrigen lösung, wie einer ammoniakalisehen Lösung, wird auf die behandelte Oberfläche eines Folienmaterials in üblicher W'eise, vde durch Gravurauf tragung, Walzenauftragurig, Eintauchen oder Sprühen,aufgebracht. Die überschüssige wässrige Lösung kann durch Abquetschwalzen oder Abstreichmesser entfernt werden. Die ÜberzugszusammenGotzung sollte in einer solchen Menge aufgebracht werden, dass beim Trocknen eine glatte, gleichmässig verteilte Schicht von 0,5 bis 1 Mikron (0,02 bis 0,04- mils) Dicke abgelagert wird, die anders ausgedrückt, 0,6 bis 1,2 g/m' (0,4 bis 0,8 g/1000 sq.in) je Seite des überzogenen Films beträgt. Im allgemeinen ist die Dicke des aufgebrachten Überzugs so, dass die Grundfolie die gewünschte i'/ärneverschweissbarkeit und die gewünschte Steifheit erhält.

Der Überzug auf der Folie, beispielsweise unter Verwendung einer ammoniakalisehen Lösung des Terpolymers und des Harzaddukts, wird anachliessend mit heisser Luft, Strahlungswärme oder durch irgendein anderes übliches Mittel getrocknet. Beim Trocknen wird Ammoniak abgegeben, wobei eine wasserunlösliche, klare, festhaftende, glänzende überzogene Folie erhalten wird, die z.B. als Verpackungsfolie geeignet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

BeiSD-iel 1

Ein Reaktionsgefäss wurde mit 1,2 1 Wasser beschickt, das 3jO g eines im Handel erhältlichen Emulgiermittels

BAD ORIGINAL

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(Gafac RE-610), eine Mischung von Phosphorsäureestern und 1,8 g Ammoniumpersulfat als Polymerisationskatalysator enthielt. Das Reaktionsgefäss. wurde dann auf eine Temperatur von etwa 80⁰C unter Rühren erhitzt. Folgende Materialien wurden gemischt und dann in Anteilen unter Rühren während 3 Stunden zugegeben: -

a) 216 g Methylmethacrylat

b) 366 g Methylacrylat

c) 18 g Methacrylsäure und

d) 2,2 g Äthylmercaptoacetat als Molekulargewißhts-

regulator

Nach erfolgter Zugabe der Monomeren wurde das Reaktionsgefäss weitere 30 min bei der Reaktionstemperatur von 80⁰O gehalten. Nach Beendigung der ' ^: Reaktion bestand das Produkt im Reaktor aus einem Latex, der 33% Feststoffe, d.h. ein Teil Terpolymerharz auf zwei Teile Wasser, enthielt. Während das Latexreaktionsprodukt noch bei einer Temperatur von 80⁰O gehalten wurde, wurde es mit 1,2 1 Wasser, das darin 21,2 g Ammoniak gelöst enthielt, verdünnt. Die Mischung wurde 1 Stunde bei 60 bis 70⁰G gerührt und dann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das Produkt war eine ammoniakalische wässrige Lösung eines Methylmethacrylat/Methylacrylat/Methacrylsäure-Terpolymers mit einer Viskosität von 20 cps (bei 25°C) und enthielt 20% Terpolymerharz und 600% der theoretischen Menge an Ammoniak, die zur Neutralisation der Säuregruppen des Terpolymers erforderlich ist. Das trockene Polymer hatte eine Intrinsikviskosität von 0,28 und eine Säurezahl von 20.

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Zur ammoniakalischen wässrigen Lösung des Terpolymers wurden (a) 40 Teile (je 100 Teile Terpolymerharz) einer wässrigen Dispersion (30% Feststoffe) eines mit Alkali stabilisierten kolloidalen Siliciumdioxyds (Syton) und (b) 10 Teile (je 100 Teile des Terpolymerharzes) einer wässrigen Dispersion (11%.Feststoffe) von Karnaubawachs zugegeben, wobei eine Dispersion des Wachses und des Siliciumdioxyds in der wässrigen ammoniakalischen Lösung der Terpοlymerzusammensetzung erhalten wurde.

Zusätzlich zu den vorerwähnten Siliciuradioxyd- und Wachsbestandteilen des Überzugs wurde ein Addukt aus Harz-Fumarsäure zugegeben, das teilweise mit Äthylenglycol verestert war. Das Harzaddukt hatte einen Ring- und-Ball Schmelzpunkt von 144⁰C und eine Säurezahl von 135· Es wurde als 15% Feststoffe enthaltende ammoniakalische Lösung angewandt.

In der nachstehenden Tabelle I wurden in den Beispielen 1 bis 13 unterschiedliche Prozentsätze an Harzaddukt mit dem Acrylterpolymer angewandt. Zusätzlich wurden die Prozentsätze an Siliciumdioxyd und Karnaubawachs geändert, um die Wirkungen dieser Änderungen auf die Wärmeverschweiss-, Blocking- und Heissgleiteigenschaften der überzogenen Folien zu zeigen.

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Tabelle ι

Bei- Harz Kolloidales Karnauba- Wärseverschweissung Eeuch- Blocking Heissspiel % Acryl %Harz SiO₀(%) wachst) M. S. T _n U. S. S. _ tigkeits- gleit-

_n U. S. S. _ ⁰F) (152^C)(270°

CO ( F) (132^C) (270^uF)bestär_digk. eigen-(ς/2.54 C^i) (% beibehalten) schaft

	1.	100
	2.	98
509809/	3. 4. 5.	96 92 88
	6.	8o
CD	7. '	65
	8.	96
	9. <	92
	10.	88
	11.	.8C
	12.	65
	13.	100

0	40
2	40
4	40
8	40
12	40
20	ko
35	40
4	0
8 '	O
12	O
20	0
35'	0
0	40

10	96,1	205	305
8	97,8	208	335
6	98,3	209	290
5,	101,7	215	255
5	103,3	218	275
5	112,8	235	220
.5	118,4	245	210
6	92,2	I98	36Ο
5.	93,3	200	305
5	95,0	203	28Ο
5	100,0	212	325
5	100,0	212	240
0	87,8	I90	200

2.8	0.47
2.7	0.48
3.4	0.45
2.7	0.4p
2.5	0.5?
1.6	Ο.54
1.9	Ο.56
5.6	I.23
3.0	I.31
3.0	I.29
2.0	1.25
2.1	ίί 1.19
3OO	ο 0.85

45 QO

100 100 70

100 91 83

100

— IO —

Heissiegelstärke

Wärmeverschwelssungen wurden ausgeführt, indem zwei Folienproben, mit 2,54- cm Breite und 20,3 (8 inch) Länge, in einen E.S.M. Wärmeversiegler, Überzug zu Überzug,eingebracht wurden und bei verschiedenen Backentemperaturen zwischen 93,3 und 138,O⁰C (200 bis 280⁰P)

unter einem Druck von 0,35 kg/cm (5 psi) und einer Verweilzeit von 2 see wärmeverschweisst wurden. Der wärmeverschweisste Streifen wurde dann durch Abziehen in einer geeigneten Versuchsvorrichtung, wie einem Suter-Tester, getrennt. Die Stärke, ausgedrückt in g/2,54- cm Breite, ist der maximale Zug, der zum Trennen der beiden Schichten erforderlich ist.

Minimumsiegelstärke (MST)

Die MST ist die niedrigste Versiegelungstemperatur, bei der eine Ablösestärke von wenigstens 100 g/2,54· cm erhalten wird. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, dass Folien, die in zufriedenstellender Weise in Verpackungsmaschinen, wie einem Scandia-Zigaretten-Einwickler, verwendet werden, eine maximale MST von etwa 107,2⁰C (225°F) haben sollten.

Endsiegelstärke (U.S.S.)

Die U.S.S. ist die höchste Versiegelungsstärke, die unter praktischen Wärmeversiegelungsbedingungen erhalten werden kann. Zu Vergleichszwecken wurde eine Versiegelungstemperatur von 132⁰C (27O⁰F) verwendet. Eine U.S.S. von wenigstens etwa 225 g/2,54 cm ist für eine zufriedenstellende Anwendung in Verpackungsmaschinen erforderlich.

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Feuchtigkeitsbeständigkeit der Versiegelungen

Um die Widerstandsfähigkeit der Wärmeversiegelungen gegenüber Bedingungen hoher Feuchtigkeit zu bestimmen, wurden Versiegelungen, die bei 132°C (27O⁰F) ausgeführt wurden, 24 Stunden in einen Kasten mit auf 90% relative Luftfeuchtigkeit geregelter Feuchtigkeit und 37>8°C (100°F) eingebracht. Sie wurden sofort nach ihrer Entfernung aus dem Kasten gezogen, und die erhaltenen Werte wurden mit Werten verglichen» die bei versiegelten Streifen, die bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit und 25,9⁰C (75°F) gehalten wurden, erhalten wurden.

Blockingbeständigkeit

Das Blocking xvurde gemessen, indem Folien (Oberseite zu Oberseite) in eine Laboratoriumspresse gebracht wurden, die eine Stunde im geschlossenen Zustand bei 60,0⁰C (140°F) bei einem Druck von 52,7 kg/cm² (750 psi) gehalten wurde. Die Kraft, die erforderlich war, um die Folien zu trennen, wurde wie vorstehend angegeben, bestimmt. Praktische Erfahrung hat gezeigt, dass ein Wert von weniger als 5 g/2,54 ^cm erforderlich ist, um zufriedenstellende Resultate unter typischen Transport- und Lagerungsbedingungen zu ergeben.

Heissgleiteigenschaften

Die Heissgleiteigenschaft ist ein Hass des Reibungskoeffizienten der überzogenen Folie in Berührung mit einer polierten, rostfreien Stahloberfläche bei 132°C (270⁰F). Diese Eigenschaft ist von grosser praktischer Wichtigkeit, da sie zur Fähigkeit einer umhüllten Packung frei über eine erhitzte Heizplatte in einer typischen Verpackungsmaschine sich zu bewegen, in

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Beziehung steht. Sie dient auch als Mass für die Leichtigkeit der Trennung von KJraußelverschlussbacken in Foria-und-Füll-Verpackungsmaschinen. Werte von weniger als etwa 0,75 sind für einen zufriedenstellenden Gebrauch erforderlich.

Die Prüfung der in Tabelle I angegebenen vierte zeigt die wesentlichen Merkmale der Erfindung. Beispiel 1, bei dem keine Harzverbindung eingesetzt wird, zeigt, dass fast die gesamte w'ärmeversiogelstärke verloren geht, wenn der versiegelte Streifen einer relativen Feuchtigkeit von 90% ausgesetzt wird.

In den Beispielen 2 bis 7 wurdenzunehmende Anteile des Acrylharzes durch die Harzverbindung ersetzt. Es ist ersichtlich, dass so wenig wie ein'4-%-iger Ersatz die Versiegelungsstärke bei 90% relativer Luftfeuchtigkeit verbessern. Gros sere Mengen (raehr als etwa 12%) führen zu ungewöhnlich hohen Minimumversiegelungstemperaturen (vergl. Beispiele 6 bis 7)·

Die Beispiele 8 bis 12 zeigen die Wirkung, wenn das kolloidale Siliciumdioxyd aus der Formulierung weggelassen wird. Die Heissgleitwerte sind zu hoch und die Folien konnten zur Verpackung nicht verwendet werden, da die Folien frei über eine erhitzte Metalloberfläche, wie eine Versiegelungsheizplatte, gleiten müssen. Ferner wurden Folien dieser Art nicht leicht aus erhitzten Metallkräusselverschlussbacken zu entfernen sein.

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. Beispiel 13 zeigt schliesslich die Wichtigkeit des Wachses in Bezug auf die Verhinderung des Blockings der Folienoberflächen unter verhältnismässig hohen Temperaturen und Drucken, wie sie während des Transportes und der Lagerung von Rollen der Folien auftreten könnten.

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass praktisch geeignete Folien gemäss der Erfindung, einen Blockingwert von nicht mehr als 5 g/2,5^- cm, eine Niederdruck-Wärmeversiegelung von wenigstens 100 g/2,54-em bei 110,0⁰G (230°F), eine Versiegelungstemperatur von wenigstens 150g/2,5^cmb3i 121,1⁰C (25O⁰F) und einen "Reibungskoeffizienten von weniger als 0,35 auf v/eisen sollten. Es wurde gefunden, dass Überzugszusainmensetz-ungen auf der Grundlage von Acrylcopolymeren mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als etwa 37»8°C (100⁰F) in Bezug auf wenigstens eines dieser Kriterien nicht zufriedenstellend sind. Andererseits sind Überzüge auf der Basis von Acrylcopolymeren mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb etwa 60,0 C (14Q⁰F) in Bezug auf eines dieser Kriterien nicht zufriedenstellend.

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Claims

Patentansprüche

(b) 85 bis 98 Gew.-Teilen eines neutralen Monomeresters, der (i) ein Alkylacrylat und (ii) ein Alkylmethacrylat umfasst,

(2) 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, eines feinverteilten, wasserunlöslichen, anorganischen Peststoffes als Heissgleitmittel und

(3) ein feinverteiltes Wachs als Kaltgleit- und Antiblockingmittel,

dadurch gekennzeichnet, dass die überzugszusammensetzung ferner 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, eines Addukts aus Harz und einer alpha-beta-ungesättigten Dicarbonsäure oder eines Teilester desselben mit einem mehrwertigen Alkohol enthält.
2. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Harzaddukts oder Esters 4 bis 10 Gew.-% beträgt.
3. Verwendung der Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2 zum Überziehen von Polyolefinfolien, vorzugsweise aus wässriger Lösung.

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