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DE19707186A1 - 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
DE19707186A1
DE19707186A1 DE19707186A DE19707186A DE19707186A1 DE 19707186 A1 DE19707186 A1 DE 19707186A1 DE 19707186 A DE19707186 A DE 19707186A DE 19707186 A DE19707186 A DE 19707186A DE 19707186 A1 DE19707186 A1 DE 19707186A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
mixture
plastic film
packaging containers
halogen
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Withdrawn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
DE19707186A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Dr Borgholte
Christopher Dr Hilger
Horst Dr Hintze-Bruening
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 DE19707186A priority Critical patent/DE19707186A1/de
Priority to PCT/EP1998/000974 priority patent/WO1998037129A1/en
Priority to AU67225/98A priority patent/AU6722598A/en
Publication of DE19707186A1 publication Critical patent/DE19707186A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J7/04—Coating
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D151/06—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09J151/06—Adhesives based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
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    • C08J2451/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kunststoffolie für die Herstellung von Verpackungsbehältern, bei der eine Außenseite der Folie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Außenseite der Folie mit einem wäßri­ gen Außenlack 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 von wäßrigen Lacken zur Beschichtung von Kunststoffolien für die Herstellung von Verpackungsbehältern.
Kunststoffolien, die beispielsweise für Lebensmittel­ verpackungen, wie z. B. Schokolade, Eis, Nüsse, Chips u. ä., 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 40°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.
Kaltsiegellacke erfordern daher das Aufbringen einer Schutzschicht an der anderen Seite des Films. Die für diesen Zweck eingesetzten Außenlacke sind üblicherweise entweder lösemittelhaltig oder sie sind wäßrig und basieren auf Acrylatcopolymerisaten. Die Anti­ block-Eigenschaften 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 bekannten und üblicherweise eingesetzten Lacke weisen jedoch den Nachteil auf, daß das in dem Außen­ lack eingesetzte Wachs teilweise auf den Siegellack übertragen werden kann, wobei dann die Siegeleigen­ schaften negativ beeinflußt werden. Ferner weisen die üblicherweise in diesen Außenlacken eingesetzten Mi­ schungen aus dem Wachs und dem Acrylatcopolymerisat eine unzureichende Lagerstabilität auf.
Schließlich sind aus der DE-A-44 12 655 und der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 195 38 147.5 wäßrige Lacke auf der Basis von Poly­ acrylatharzen, die durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren in Gegenwart von halogenfreien Polyolefinen hergestellt worden sind, bekannt. Diese Lacke werden zur Beschichtung von Kunststoffen eingesetzt. Die Verwendung dieser Lacke für die Be­ schichtung von Kunststoffolien, die für die Herstellung von Verpackungsbehältern eingesetzt werden, ist in den Schriften jedoch nicht beschrieben.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu­ grunde, 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 an der dem Siegellack abgewandten Seite bedruckbar sein. Wei­ terhin sollten sie geruchsneutral sein, um so auch für die Verpackung von Lebensmitteln geeignet zu sein. Ferner sollten sie sehr gute optische Eigenschaften aufweisen. Außerdem sollten die Kunststoffolien, falls sie direkt zur Herstellung von Verpackungsbehältern eingesetzt werden, unter den üblicherweise angewandten Bedingungen siegelbar sein. Schließlich sollten die zur Beschichtung der Kunststoffolien eingesetzten wäßrigen Außenlacke eine möglichst lange Lagerstabilität aufwei­ sen.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch die Kunst­ stoffolien der eingangs genannten Art gelöst, die da­ durch gekennzeichnet sind, daß der Außenlack als Binde­ mittel 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 halogenfreien Polyolefins oder eines halogenfreien Copolymers oder einer Mischung aus 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. Ferner zeichnen sich die erfindungsgemäß eingesetzten Außenlacke durch eine gute Lagerstabilität aus.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher außer­ dem ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehäl­ tern unter Verwendung dieser Kunststoffolien, die so hergestellten Verpackungsbehälter sowie die Verwendung von wäßrigen Lacken zur Beschichtung von Kunststoffolien für die Herstellung von Verpackungsbehältern.
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.
Vorzugsweise wird außerdem die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymer erhalten wird, das
0,14 bis 7 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 genannten Kennzahlen 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-, Octyl-, Decyl- und Dodecylacrylat oder -methacrylat, entsprechende Ester von anderen ethylenisch ungesättigten Säuren mit bis zu 6 C-Atomen im Molekül, wie z. B. Ethacrylsäure und Crotonsäure, Acrylamidomethylpropansulfonsäure, vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Styrol, α-Alkylstyrol und Vinyltoluol, amidgruppenhaltige Monomere, wie z. B. Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid und N- Methylolmethacrylamid und nitrilgruppenhaltige Monome­ re, wie z. B. Acryl- und Methacrylnitril oder Gemische aus den genannten Monomeren.
Als Komponente (B) wird ein halogenfreies Polyolefin oder ein halogenfreies Copolymer oder eine Mischung aus halogenfreien Polyolefinen und/oder halogenfreien Copo­ lymeren eingesetzt. Vorzugsweise wird als Komponente (B) ein Homopolymer von Propylen oder ein Copolymer von Propylen und mindestens einem Comonomer, wie z. B. Ethylen, Butylen oder Isopren, oder eine Mischung aus solchen Polyolefinen und/oder Copolymeren eingesetzt.
Die als Komponente (B) erfindungsgemäß eingesetzten Polyolefine und Copolymere haben bevorzugt ein ge­ wichtsmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 100.000, vorzugsweise 3.000 bis 55.000 (gelpermeationschromato­ graphisch bestimmt unter Verwendung eines Polypropylen­ standards) und/oder eine Jodzahl von bis zu 0,3, vor­ zugsweise 0,005 bis 0,05 mgJ2/g, und sie können mit Maleinsäureanhydrid einer Pfropfreaktion unterworfen worden sein.
Als Komponente (B) kann auch ein halogenfreies Copoly­ mer aus
  • (b1) 1 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-%, Propylen,
  • (b2) 0 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%, mindestens eines mit (b1) copolymerisierbaren Ole­ fins, das pro Molekül fünf bis zwanzig, vorzugs­ weise sechs bis acht Kohlenstoffatome enthält, aus­ genommen Isopren und
  • (b3) 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 25 Gew.-%, Ethylen und/oder Butylen
oder einer Mischung aus solchen Copolymeren eingesetzt werden.
Als Komponente (b2) wird mindestens ein mit (b1) copo­ lymerisierbares Olefin, das pro Molekül fünf bis zwan­ zig, vorzugsweise sechs bis acht Kohlenstoffatome ent­ hält, ausgenommen Isopren, eingesetzt. Das als Kompo­ nente (b2) 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, Coclohepten, Cycloocten, Cyclononen, Cyclodecen und Norbornen ge­ nannt. Als Komponente (b2) 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 (b2) 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: Dialkylperoxide, wie z. B. Dicumylperoxid und Di-tert.-butylperoxid, Peroxyester, wie z. B. tert.Butylperoxybenzoat, tert.Butylperoxy­ octanoat, tert.Butylperoxyacetat und tert.Butylper­ oxyisobutyrat, und Diacylperoxide, wie z. B. Benzoylper­ oxid und Acetylperoxid sowie Azoverbindungen, wie z. B. Azo-bis-(isobutyronitril). Als Komponente (C) werden besonders bevorzugt Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butyl­ perethylhexanoat und tert.-Butylperacetat eingesetzt.
Ferner können in diesen Systemen Polymerisationsregler, insbesondere auf Basis von Mercaptanen, eingesetzt werden. Die Polymerisationsregler werden üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monomeren eingesetzt.
Zur Neutralisation des Polymerisationsproduktes werden vorzugsweise organische Amine, insbesondere tertiäre Amine, wie z. B. Dimethylethanolamin eingesetzt.
Die so erhältlichen Acrylatdispersionen werden erfin­ dungsgemäß als Bindemittel in wäßrigen Lacken für die Beschichtung von Kunststoffolien eingesetzt. Diese wäßrigen Lacke enthalten üblicherweise 10 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 25 Gew.-%, des obenbeschriebenen Acrylatcopolymerisats (eingesetzt als wäßrige Disper­ sion), bezogen auf Festharz und bezogen auf das Gesamt­ gewicht des wäßrigen Lackes.
Ferner enthalten diese wäßrigen Lacke üblicherweise noch 40 bis 90 Gew.-% Wasser und 0 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des wäßrigen Lackes, übliche Hilfs- und Zusatzstoffe. Als Beispiele für geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe seien Hydropho­ bierungsmittel, Verlaufsmittel, Stabilisatoren, Verdic­ kungsmittel, Antischaumittel und Additive, die das Gleitvermögen positiv beeinflussen, genannt. Beispiels­ weise können die wäßrigen Lacke unlösliche, fein dis­ pergierte anorganische Stoffe, wie Talkum, Siliciumdi­ oxid, z. B. das Handelsprodukt Syloid 63 FP der Firma Grace, enthalten.
Diese wäßrigen Lacke werden erfindungsgemäß für die Beschichtung von Kunststoffolien eingesetzt. Bei den in Rede stehenden Kunststoffolien ist eine Außenseite der Kunststoffolie mit einem Siegellack und die gegenüber­ liegende Außenseite der Kunststoffolie mit dem obenbe­ schriebenen wäßrigen Lack beschichtet. Der wäßrige Lack verhindert während des Gebrauchs 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. Ferner sollte der wäßrige Außenlack den Auftrag einer Druckfarbe auf diese Außen­ lackschicht ermöglichen.
Vor dem Aufbringen des wäßrigen Lackes und des Siegel­ lackes auf die Kunststoffolien wird 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 abblät­ tert 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 Kunst­ stoffolien aufgetragen werden. Dabei kann die Konzen­ tration des Polyethylenimins in der wäßrigen oder in der organischen Lösung beispielsweise 0,5 Gew.-% betra­ gen. Geeignete Polyethylenimin-Primer sind beispiels­ weise 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 Lack wird auf die Kunststoffolie in üblicher Weise, bei­ spielsweise durch Gravurauftragung, Walzenauftragung, Eintauchen, Sprühen mit Hilfe des Tief- oder Flexo­ druckverfahren oder des Umkehrwalzenverfahrens (Re­ verse-Roll-Auftragsverfahren) aufgebracht. Die über­ schüssige wäßrige Lösung kann durch Abquetschwalzen oder Abstreichmesser entfernt werden. Die Lacke werden üblicherweise in einer solchen Menge aufgebracht, daß beim Trocknen eine glatte, gleichmäßig verteilte Schicht mit einem Gewicht von 0,5 bis 5 g/m2, bevorzugt mit einem Gewicht von 1 bis 2 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 nachfolgenden Bedruckung der Kunststoffolien eingesetzten Druckfarben sind ebenfalls bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.
Die bedruckten Kunststoffolien werden üblicherweise anschließend mit einem Release Coat versehen. Diese eingesetzten Release Coats sind ebenfalls bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu 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
Die in Tabelle 1 angegebenen Mengen einer Mischung aus aromatischen Lösemitteln mit einem Siedebereich von 165°C bis 185°C (SHELLSOL® A) und dem in Tabelle 1 angegebenen Wachs 1 oder 2 werden in einem Polymerisa­ tionskessel aus Edelstahl mit Rührer, Rückflußkühler, einem Monomerenzulauf und einem Initiatorzulauf ein­ gewogen und auf die in Tabelle 1 angegebene Temperatur aufgeheizt. Die Mischung wird 1 Stunde bei dieser Tem­ peratur gerührt. Danach wird eine Mischung aus den in Tabelle 1 angegebenen Teilen Initiator und Lösemittel innerhalb der angegebenen Zeit mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu der homogenen Mischung zugetropft, wobei die Temperatur in der Reaktionsmischung konstant gehalten wird. 15 Minuten nach Beginn der Zugabe der Initiatorlösung wird eine Mischung aus den in Tabelle 1 angegebenen Monomeren innerhalb der angegebenen Zeit zugegeben. Nach Beendigung des Initiatorzulaufs wird noch für die jeweils angegebene Zeit nachpolymerisiert. Dann wird durch Anlegen eines Vakuums so viel Lösemit­ tel abdestilliert, bis eine Harzlösung mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 95 Gew.-% erhalten wird. Diese Lösung wird anschließend mit der jeweils angegebenen Menge Butylacetat 98/100 bzw. im Beispiel 1 mit der in Tabelle 1 angegebenen Menge Shellsol® A auf einen Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 60 Gew.-% verdünnt und im Beispiel 1 anschließend mit der jeweils angegebenen Menge Butylacetat 98/100 auf einen Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 40 Gew.-% verdünnt und auf die jeweils angegebene Temperatur aufgeheizt. Diese Lösung wird anschließend mit Dime­ thylethanolamin versetzt und die angebene Zeit gerührt. Anschließend wird bei 80°C 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. Die so erhal­ tene wäßrige Dispersion weist den jeweils angegebenen Gehalt an nichtflüchtigen Anteilen (1 h/130°C), die jeweils angegebene Säurezahl und den jeweils angegebe­ nen pH-Wert auf.
Herstellung der Acrylatdispersionen 1 bis 3
Herstellung der Acrylatdispersionen 1 bis 3
Erläuterungen zu Tabelle 1
LM Vorlage: in Vorlage gegebene Menge Shellsol® A in Teilen
Wachs 1 Vor.: in Vorlage gegebene Menge in Teilen eines handelsüblichen Polypropylenwachses mit einem hohen Polyethylenanteil und mit einem gewichtsmitt­ leren Molekulargewicht von 55.000, einem Schmelzpunkt von 130°C und einer Viskosität bei 180°C von 9.500 mPa.s; Wert in Klammer: Menge Wachs bezogen auf Gesamtmenge Monomeren
Wachs 2 Vor.: in Vorlage gegebene Menge in Teilen eines handelsüblichen, isotaktischen Polypropylen­ wachses mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von ca. 20.000 (GPC gegen Polypropylenstandard), einem Schmelzpunkt von 155°C und einer Viskosität bei 180°C von 0,2 Pa.s; Wert in Klammer: Menge Wachs bezogen auf Gesamtmenge Monomeren
LM Init.: in Initiatorzulauf gegebene Menge Shell­ sol® A in Teilen
DTBP: Menge Di-tert.-Butylperoxid in Teilen (Menge in %, bezogen auf Gesamtmenge Monomeren)
TBPEH: Menge tert.-Butylperethylhexanoat in Teilen (Menge in %, bezogen auf Gesamtmenge Monomeren)
T Vorl.: Temperatur, auf die Vorlage aufgeheizt wird
T Reakt.: Reaktionstemperatur
Dauer Mon.: Dauer des Monomerenzulaufs in Stunden
Dauer Ini.: Dauer des Initiatorzulaufs in Stunden
Dauer Nachp.: Dauer der Nachpolymerisation in Stunden
Dauer DMEA: Dauer des Rührens nach Zugabe von Dime­ thylethanolamin
MA: zugegebene Menge in Teilen an Methylacrylat
MMA: zugegebene Menge in Teilen an Methylmethacrylat
MAS: zugegebene Menge in Teilen an Methacrylsäure
EHA: zugegebene Menge in Teilen an Ethylhexylacrylat
CHMA: zugegebene Menge in Teilen an Cyclohexylmeth­ acrylat
BMA: zugegebene Menge in Teilen an Butylmethacrylat
AS: zugegebene Menge in Teilen an Acrylsäure
Xylol: zugegebene Menge in Teilen an Xylol
Buac: zugegebene Menge in Teilen an Butylacetat 98/100
Shellsol® A: zugegebene Menge in Teilen an Shell­ sol® A
DMEA: zugegebene Menge in Teilen an Dimethylethanol­ amin
Wasser: zugegebene Menge in Teilen an Wasser
FK (%): Festkörpergehalt in % bei 60 min, 130°C
SZ (mgKOH/g): Säurezahl in mgKOH/g
pH: pH-Wert
Lagerstab. bei 40°C: Lagerstabilität der Dispersion bei Lagerung bei 40°C.
2. Herstellung der wäßrigen Lacke 1 bis 3
Unter Verwendung der Acrylatdispersionen 1 bis 3 werden die wäßrigen Lacke 1 bis 3 hergestellt, indem mit Was­ ser auf einen Festkörpergehalt von 20% eingestellt wird.
3. Applikation der wäßrigen Lacke 1 bis 3 und Prüfer­ gebnisse der resultierenden Beschichtungen
Die Lacke 1 bis 3 werden jeweils mit einer Drahtrakel auf mit einem Primer auf Polyethylenimin-Basis ver­ sehenes, orientiertes Polypropylen der Firma Mobil Plastics, Belgien, appliziert. Das Auftragsgewicht beträgt 1,5 ± 0,5 g/m2. Die Folie wird 1 Minute bei 120°C Lufttemperatur in einem Laborofen der Firma Heraeus getrocknet.
Von diesen lackierten Filmen wird die Blockbeständigkeit gegen die mit einem wäßrigen Siegellack beschichtete Verpackungsfolie bestimmt, indem die mit dem Lack 1 bis 3 beschichtete Folie unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen verpreßt wird mit einer OPP-Folie aus orien­ tiertem Polypropylen 33MW247 der Firma Mobil Plastics, Belgien, die beschichtet ist mit einem Siegellack gemäß DE-A-43 41 185 auf Basis eines acrylnitrilgruppenhalti­ gen Acrylatcopolymerisates. Aus der Testoberfläche wer­ den dann 25 mm breite Teststreifen geschnitten und die Blockbeständigkeit wird dann anhand des Trenneffektes mit Hilfe eines Zug/Dehn-Meßgerätes bestimmt. In Tabelle 2 sind die Ergebnisse dieser Messung angegeben.
Ergebnisse der Prüfung der Blockbeständig­ keit (in g/25 mm)
Ergebnisse der Prüfung der Blockbeständig­ keit (in g/25 mm)
Ferner sind die mit den wäßrigen Lacken 1 bis 3 be­ schichteten Folien mit den üblicherweise eingesetzten Druckfarben bedruckbar.

Claims (11)

1. Kunststoffolie für die Herstellung von Verpackungs­ behältern, bei der eine Außenseite der Folie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Außen­ seite mit einem wäßrigen Außenlack auf Acrylatbasis beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenlack als Bindemittel eine wäßrige Acrylatdis­ persion 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 halogenfreien Polyo­ lefins oder eines halogenfreien Copolymers oder ei­ ner Mischung aus halogenfreien Polyolefinen 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 Menge 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 ge­ kennzeichnet, 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) ein oder mehrere Polyole­ finwachse mit einem gewichtsmittleren Molekularge­ wicht von 1.000 bis 100.000, vorzugsweise 3.000 bis 55.000 und/oder einer Jodzahl von bis zu 0,3, vor­ zugsweise 0,005 bis 0,05 mgJ2/g, eingesetzt werden.
5. Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhältlich ist, in­ dem als Komponente (B) ein halogenfreies Copolymer aus
  • (b1) 1 bis 99% Propylen,
  • (b2) 0 bis 99 Gew.-% mindestens eines mit (b1) co­ polymerisierbaren Olefins, das pro Molekül fünf bis zwanzig, vorzugsweise sechs bis acht Kohlen­ stoffatome enthält, ausgenommen Isopren,
  • (b3) 0 bis 50 Gew.-% Ethylen und/oder Butylen eingesetzt wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern aus Kunststoffolie, bei dem eine Außenseite der Kunststoffolie mit einem Siegellack und die gegen­ überliegende Außenseite der Kunststoffolie mit ei­ nem Außenlack auf der Basis einer wäßrigen Acrylat­ dispersion beschichtet wird, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Kunststoffolie nach einem der An­ sprüche 1 bis 5 eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, 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.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffolien vor dem Auf­ bringen des Siegellackes und des wäßrigen Au­ ßenlackes mit einem Primer beschichtet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den wäßrigen Außenlack eine Druckfarbe und über die Druckfarbe ein Release coat appliziert wird.
10. Verpackungsbehälter aus Kunststoffolie, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
11. 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 halogenfreien Polyo­ lefins oder eines halogenfreien Copolymers oder ei­ ner Mischung aus halogenfreien Polyolefinen 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.
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