DE1569337A1 - Verpackungsmaterial und UEberzugsmassen zur Aufbringung auf ein solches - Google Patents
Verpackungsmaterial und UEberzugsmassen zur Aufbringung auf ein solchesInfo
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Description
HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER
A 33 863 m
'ο - 123
'ο - 123
25. März 1969
(eingereic! t g?m. Art.7,771, Abs. 2, Nr.
des Anclenrngsgasötzes)
Riegel Paper Corporation 260 Madison Avenue New York, N.Y., USA
Verpackungsmaterial und Überzugsmassen zur Aufbringung auf ein solches
Die Erfindung bezieht sich auf Überzugsmischungen zur Auf·*·
bringung auf verschiedene Substrate wie Pergamin, Kraftpapier
und verschiedene Filme, insbesondere auf eine neue und verbesserte Überzugsmischung mit einem Optium an erwünschten
Eigenschaften, vor allem was ihre im folgenden als Wasserdampfdämmung
bezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Wasserdampfdurchgängigkeit,
Heißsiegelbarkelt und Eignung zur Verpackung von Nahrungsmittelprodukten betrifft. Die Erfindung befaßt
BAD ORIGINAL 009813/1786
Neue Unter lasen (aa 7 § 1 Αββ. 2 m 1 sm 3 de· Änöwanasesfe ·& 4, &.
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sich auch mit einem Verpackungsmaterial, das aus einem geeigneten
Substrat und einem überzug aus der erfindungsge- - mäßen Mischung besteht.
Beim Verpacken von Nahrungsmittelprodukten ist es zum Beispiel oft wichtig, daß das Verpackungsmaterial vorgeschriebene
Sperreigenschaften bezüglich der Durchgängigkeit von Wasserdampf und Gas in beiden Richtungen aufweist. Zusätzlich
soll ^sich das Verpackungsmaterial möglichst auch zum Verschließen
durch ein Heißsiegelverfahren eignen, bei dem sich eine haltbare Versiegelung über einen angemessenen weiten
Bereich von bei üblichen Herstellungsvorgängen bei den verschiedenen Verpackungsmaschinen auftretenden Arbeitsbedingungen
hin ergibt. Für die Verpackungsindustrie sind noch weitere Eigenschaften erwünscht, wie beispielsweise eine ansehnliche
Oberfläche, Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb und Aneinanderkleben, genügend Flexibilität, die Fähigkeit, Pigmente
aufzunehmen usw. Verschiedene zur Zeit im Handel befindliche Verpackungsmaterialien haben wohl einige, der bei einem
idealen Verpackungsmaterial erwünschten Eigenschaften, sind jedoch in anderer Hinsicht völlig unzulänglich. Es war insbesondere
schwierig, die erwünschte Feuchtigkeitsundurchlässigkeit und Heißversiegelbarkeit in einem verhältnismäßig
billig herzustellenden Material zu vereinen, ohne Bestandteile zuzusetzen, die wiederum für die Verpackung von Nahrungsmitteln
unerwünscht waren. . /
Gemäß der Erfindung wird eine neue und verbesserte Mischung zur Verwendung mit einem Verpackungsmaterialsubstrat zusammen
vorgesehen, die sich besonders für die Verpackung von Nahrungsmitteln eignet und die bestmöglichen Eigenschaften bezüglich
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Heißversiegeln wnd Wasserdampfdämmung besitzt. Ferner ist
die erfindungsgemäße Mischung durch ihre wirksamen Sperreigenschaften
gegen Gas, ihr ansprechendes Aussehen , ihren Widerstand gegen Abrieb und Zusammenkleben, ihre Flexibilität,
ihr leichtes Pigmentaufnahmevermögen und weitere, für ein Verpackungsmaterial erwünschte Merkmale gekennzeichnet. Die
Erfindung befaßt sich nicht nur mit der Überzugsmischung selbst, sondern auch mit einem Verpackungsmaterial aus gewissen Substraten und einer überzugsitfischung, wobei von
den Substraten Pergamin das wichtigste ist. ·
Insbesondert enthält die erfindungsgemäße überzugsmischung
als hauptsächlichen5 filmbildenden Bestandteil zyklisierten
Gummi, vorzugsweise sykllsierten natürlichen Gummi. Der
zyklisierte Gummi, dessen Anteil vorteilhaft erweise etwa
50 % der neuen Mischung beträgt, wird durch die Zugabe von'
Wachs modifiziert j wodurch sich eine verbesserte Wasserdampfdämmung
ergibt, und weiterhin durch die Zugabe eines Viny!polymerisates oder eines ähnlichen Modifizierungsmittels,
das die Heißversiegeleigenschaften verbessert/Bei einer
besonders vorteilhaften Zusammensetzung beträgt der Anteil
des WachsmodiTizierungsmitt eis etwa 25% und der des
Heißversiegel-Modifizierungsmittels etwa 30 % der Mischung, obwohl diese Zahlen selbstverständlich je nach den Eigenschaften
der speziell verwendeten Modifizierungsmittel schwanken
können. (Die Angaben in jf oder in Teilen von Bestandteilen
bedeuten Gewichts-Ji oder Gewicht st eile, falls dies nicht ausdrücklich anders vermekrt ist.)
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. Ein mit der erfindungsgemäßen Mischung überzogenes Pergamin-Substrat
wies auffallend überlegene Wasserdampfdämmungs- und Gassperr- Eigenschaften auf und ergab gleichzeitig bei extrem
geringem Überzugsgewicht eine so zuverlässige Versiegelung, daß es eher zum Zerreißen der Fasern des Substrates als zum
Zerreißen der Versiegelung kommt. Eine solch gute Versiegelung wird im folgenden als Paserreißheißsiegel bezeichnet.
Diese Grundeigenschaften zus'ammen mit weiteren erwünschten Merkmalen machen die erfindungsgemäße Mischung für das Verpacken
von Nahrungsmitteln besonders geeignet und vorteilhaft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der Hauptbestandteil der Mischung ein zyklisierter natürlicher
Gummi. Vorteilhafterweise ist dieser zyklisierte Gummi ein hartes, zähes, hornartiges, polymeres Harz mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht zwischen etwa 5OOO bis 10 000, einem Schmelzpunkt bei etwa 145 - 155° C (Kugel-Ring-Verfahren),
einer Dichte von 1,0 bei 25° C, einem Brechungsindex von 1,535 bei 25° C und mit der Farbe "M1' (U.S.D.A.Rosin-Skala).
Es wurden zur Herstellung von erfindungsgemäßen Mischungen auch zyklisierte synthetische Gummiarten verwendet, welche ein
zufriedenstellendes Resultat ergaben, jedoch wird phenol-• zyklisierter natürlicher Gummi bevorzugt. Der Gehalt der Mischung
an zyklisiertem Gummi kann zwischen etwa .10 und 80S» schwanken, und die Ergebnisse sind innerhalb dieser Grenzen
immer noch befriedigend. Wesentlich bessere Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften
erzielt man jedoch, wenn man sich bei zyklisiertem Gummi in den Grenzen von etwa 25ί und etwa
hält.
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Das eine der wichtigsten, in der erfindungsgemäßen Mischung
verwendeten Modifizierungsmittel ist Wachs. In einer besonde-
- ren, bevorzugten Mischung ist dieses Wachs ein Paraffin mit
einem Schmelzpunkt zwischen ca. 57° und 60° C, das von der Sun Oil Company unter der Bezeichnung Sun 4312 Paraffinwachs
vertrieben wird. Mikrowachs und pflanzliches Wachs lassen
sich ebenfalls mit annehmbaren Ergebnissen verwenden, jedoch wird Paraffinwachs wegen seiner überlegenen Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften
bevorzugt. Wachse von niedrigerem Schmelzpunkt als dem vorgenannten Bereich ergeben wohl eine Verbesserung
der Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften, doch setzen sie
die Widerstandsfähigkeit der Mischung gegen Aneinanderkleben herab.+/Andererseits verbessern höhere Schmelzpunktbereiche den
Widerstand gegen Zusammenkleben, setzen jedoch die Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften
herab, insbesondere bei überzogenen Substraten in gefaltetem Zustand. Während also das jeweilige
Wachs je nach dem Verwendungszweck ausgewählt werden kann, ergibt das oben angegebene Wachs ein Optimum an Eigenschaften
für den allgemeinen Gebrauch.
Ein zweites, wichtiges Modifizierungsmittel, das in der neuen erfindungsgemäßen Mischung verwendet wird, ermöglicht die
Heißversiegelung. Die vorteilhafteste Gruppe von Heißversiegel-Modifizierungsmittelri'
sind Viny!polymerisate und Vinyl-Mischpolymerisate,
obwohl auch schon andere mit den übrigen •Stoffen verträgliche, heißversiegelbare Zusammensetzungen
+) Ein überzogenes Substrat hat gute Spergeigenschaften, wenn
zwei Folien 24 Stunden lang bei ca. 49 C unter einem Druck
von ca. Ο.Ο23 kg/cm aufeinandergepreßt werden und dann beim
Auseinandernehmen keine Neigung zum Zusammenbacken oder Zu-
. :sammenkleben zeigen.
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. verwendet wurden. Das vorteilhafteste, spezielle Heißversiegel-Modifizierungsmittel
ist wohl ein Vinylacetat-Äthylen-Mischpolymerisat, das von E.I. du Pont de Nemours & Co., Inc., unter
dem Handelsnamen Elvax 250 hergestellt wird. Versuche haben
ergeben, daß das Heißsiegel-Modifizierungsmittel bei der neuen Mischung in Mengen zwischen etwa 3 und 65Ji verwendet werden
kann; obwohl optimale Ergebnisse bei etwa 30 % zu liegen scheinen.
Außer den vorgenannten Hauptbestandteilen der neuen Mischung ist es in gewissen Fällen erwünscht, kleinere Mengen zusätzlicher
Stoffe beizufügen, wie oxydationsverhindernde Stoffe, Stoffe zur Absorption von ultravioletten Strahlen, Pigmente,
die Oberfläche verschönernde Stoffe, das Ausformen erleichternde Trennmittel u.dgl. Die Grundzusammensetzung scheint sich
mit einer großen Zahl derartiger kleinerer Mengen von Zusatzstoffen zu vertragen. Geeignete, oxydationsverhindernde Stoffe
sind Präparate aus butyliertem Hydroxytoluol oder butyliertem Hydroxyanisol. Eine kleine Menge (beispielsweise 1 - 3 %)
reicht normalerväse aus. Für nicht für Nahrungsmittel bestimmte Packungen kann anstelle eines oxydationsyerhindernden Stoffes
oder zusammen mit diesem ein Adsorbens für ultraviolette Strahlen wie Uvinol 400 verwendet wenden.
Die erfindungsgemäße Mischung läßt sich leicht in einer in einem Lösungsmittel gelöstenForm auf eine oder beide Flächen
des gewünschten Substrates aufbringen, wobei sich nach Verdampfen des Lösungsmittels ein zusammenhängender, fester Film
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bildet. Es haben-sich die üblichen aromatischen Kohlenwasserstoffe
(beispielsweise Benzol oder Toluol) als geeignete Lösungsmittel erwiesen, auch läßt sich Naphtha in Fällen verwenden,
wo dies zweckmäßig erscheint. Normalerweise enthält eine solche Lösung 70 - 80% Lösungsmittel.
Bei einer typischen Anwendung wird ein Pergaminsubstrat von "
etwa 13»6 kg Grundgewicht auf seinen beiden Seiten mit je etwa 0,68 bis etwa 1,36 kg pro Ries 4·+) überzogen. Kommt es
nicht auf besonders gute Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften -an,
so kann die Menge der Überzugsschicht auch kleiner sein. Es
lassen sich Faserreißheißsiegel noch mit Überzugsschichten mit
einem Gewicht von weniger als 0,272 kg pro Ries herstellen.
Gleichwohl beträgt eine bessere untere Grenze für handelsübliche Bearbeitung etwa 0.68 kg pro Ries.
Um die jeweiligen Eigenschaften einer Vielzahl von Heißversiegel-Modifizierungsmitteln
festzustellen, wurde eine besonders vorteilhafte, neue Zusammensetzung hergestellt und in Überzugsschichten von 1,22 bis I1 1JO kg Gewicht pro Ries auf die beiden
Seiten eines 13,60 kg schweren Pergaminsubstrates aufgetragen.
Das jeweils verwendete Heißsiegel-Modifizierungsmittel wurde bei gleicher Menge verändert, und es wurden Messungen zur Bestimmung
der Wasserdampfdämmungs- und Heißsiegel-Eigenschaften
durchgeführt. Die Zusammensetzung und die Prüfungsergebnisse
sind nachstehend in Tabelle I enthalten.
+♦) 1 Ries = ca. 279 m
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Zusammensetzung: Zyklisierter Gummi
Sun 4312 Paraffinwachs (Schmelzpunkt 60 C)
Heißversiegel-Modifizierungsmittel (siehe unten)
Heißversiegel-Modifizierungsmittel
Wasserdampf dämmungs- Eigenschaften 46 % 25 %
29 %
Heißversiegel-Eigenschaften
XYHL· Polyyinyl-butyral,hergestellt von Union Carbide Co.
AYAP Polyvinyl-acetat(Erweichungspunkt 77 C), hergestellt
von Union Carbide Co.
AYAT Polyvinyl-acetat(Erweichungspunkt 87.5 C), hergestellt
von Union Carbide Co.
Elvax 250 Vinyl-acetat-Äthylen-Mischpolymerisat
(28 % Vinylacetat), hergestellt von E.I. du Pont de Nemours & Co.,Inc.
Elvax 150 Vinyl-acetat-Äthylen-Mischpolymerisat
(33 % Vinylacetat), hergestellt von E.I.
du Pont de Nemours & Co., Inc.
Elvax 3602 Vinyl-acetat-Äthylen-Mischpolymerisat
(40 % Vinylacetat), hergestellt von E.I. du Pont de Nemours & Co.,Inc.
Vinylit VMCH Vinyl-acetat-
Vinyl-chlorid-Mischpolymerisat
(13 % Vinyl-acetat) hergestellt von Union Carbide Co.
Vinylit VAGH Vinyl-acetat-Vinylchlorid-Mischpolynierieat
(3 % Vinyl-acetat), hergestellt von Union Carbide Co.
Estergurami 8-L Glycerin-ester von Kolophonium-Harz, hergestellt
von Hercules Powder Co.
0.04 0.68 0.40
0.05 0.04 0.01 0.28
0.40 0.15 gut
gut
gut
ausreichend bis gut
ausgezeichnet
ausgezeichnet
ausgezeichnet
bis gut
bis gut
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Dow 276 V-2 Poly-alpha-methyl· styrol, hergestellt von
Dow Chemical Co.
Dow Chemical Co.
0.13
(außerordentlich glänzende Oberfläche)
+++) Die Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften wurden nach dem
Verfahren der Technical Association of the Pulp and Paper Industries T 464 M-45 bestimmt und sind in Einheiten
von 100 Quadratzoll pro 24 Stunden bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 % und ca. 36 C wiedergegeben.
Sämtliche' Zahlen beziehen sich auf flache Folien, wenn nicht ausdrücklich gefaltete Folien erwähnt sind.
++++) Die Heißversiegel-Noten werden wie folgt bestimmt:
Hervorragend: Ergibt ein Faserreiß-Siegel auf Papier über
einen weiten Temperaturbereich von 76 bis 177 C einschließlieh.
Versiegelung nach kurzer Kontaktzeit und niedrigem Kontaktdruck, wodurch eine gute Ausführung
bei mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Ausrüstungen gewährleistet wird. Hat die Fähigkeit, 15 g/2.54 cm
Last bei Versiegelungstemperaturen zu tragen. Erfordert eine Überzugsschicht mit einem Gewicht von 453 g/Ries oder
weniger, um auf unüberzogenem Pergaminpapier ein Faserreiß-Siegel zu erhalten.
Ausgezeichnet: Hat dieselben Eigenschaften wie unter "hervorragend"
aufgeführt mit der Ausnahme, daß die Fähigkeit, bei Versiegelungstemperaturen eine Last zu tragen, nur
5 - 14 g/2.54 cm beträgt.
Gut :Hat dieselben Eigenschaften wie unter "hervorragend" aufgeführt
mit der Ausnahme, daß es bei Versiegelungstemperaturen
keine Last tragen kann.
Ausreichend: Die hergestellten Siegel reißen Fasern nicht gleich-■
mäßig ab. Solche Siegel sind im Handel unter der Bezeieh-'
nung "fleckige Siegel" bekannt.
oder
Ergeben feste, gleichmäßige Siegel- reißen aber keine Fasern ab.
oder
Benötigen mehr als 453. g pro Ries zur Herstellung wirksamer
Siegel.
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IU ■ *
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Wie angenommen werden muß, eignen sich auch die folgenden, handelsüblichen Präparate (zusätzlich zu weiteren Vinyl-,
Acryl-, Styrol-Polymerisaten und Mischpolymerisaten sowie anderen Kolophoniumharzestern und anderen, aus Holz gewonnenen
Harzen) als nützliche Heißversiegel-Modifizierungsmittel: Poly-isobutyl-methacrylat, hergestellt durch E.I. du
Pont de Nemours & Co., Inc., unter dem Handelsnamen Lucite 45; Aeryl-at-äthylen-Mischpolymerisate, hergestellt von der Union
Carbide Co. unter dem Handelsnamen Bakelite DQ DA2100 und Bakelite DQ DA327O; Vinyl-aoetat-Vinyl-chlorid-Mischpolymerisat
(13 % Vinyl-acetat)," hergestellt von der Union Carbide
Co. unter dem HändeIsnamen VYHH; Vinyl-acetat-Äthylen-Mischpolimeriöät
(18 % Vinyl-acetat), hergestellt von E.I* du Pont de
Nemours 4 Co.,Inc., unter dem Handelsnamen Elvax 420 und
Elvax 460; Vinyl-acetat-Polyraerisat, hergestellt von der
Union Carbide Co. unter dem Handelsnamen AYAP, ferner auch Polyäthylen niedrigen Molekulargewichts, wie es von der Allied
Chemical Corp. unter dem Handelsnamen AC-6 hergestellt wird.
Um optimale Verhältnisse zwischen Wachs und den zyklisierten Gummibestandteilen und den Heißsiegel-Modifizierungsmitteln
zu erhalten, wurde eine Reihe von Versuchen angestellt, wobei 100 Teile zyklisierter Gummi, 63.6 Teile Elvax 250 und null ^-
bis 327 Teile Sun 4312 Paraffinwachs, verwendet wurden. Die .. ~j.
verschiedenen Mischungen wurden auf beiden Oberflächen ein£s 13,60 kg schweren Pergaminsubstrates aufgebracht, wobei das
Gewicht der Überzugsschichten pro Seite zwischen 1,08 und
I745 kg pro Ries betrug. Die in jedem Fall erzielten Heißversiegel-
und Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften wurden gemessen und gehen aus der nachstehenden Tabelle II hervor. /
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zykli-
sierter
Gummi
Elvax 250 (Teile pro 100
Wachsteile )
Sun 4312 araffin-
ffachs
(Teile pro 100
tfachsteile)
Heißsiegel- Eigenschaf ten ++++) |
Wasser dampf - däm- mungs- Eigen- schaf- ten +++) |
hervor ragend hervor ragend |
6.22 5.99 |
hervor ragend |
1.42 |
ausge zeichnet |
O.il9 |
ausge zeichnet |
0.10 |
ausge zeichnet |
0.0.2 |
ausge zeichnet |
0.02 |
ausge zeichnet gut |
0.02 0.02 |
gut | 0.02 |
ausreichend | 0.02 |
ausreichend | 0.03 |
ausreichend | 0.03 |
Überζugs
gewicht kg
.100
•100
.100
100
100
100
100
8 | 100 |
9 | 100 |
10 | 100 |
11 | 100 |
12 | 100 |
13 | 100 |
63.6 63.6
63.6 63.6
63.6 63.6 63.6
63.6 63.6 63.6 63.6 63.6
63.6
9.1 18.2 27.2 36.4
I5.5 54.6
72.8 9I.O 121.0 182.0 236.O
327.O 1.36
1.09
I.38 1.43
1.29 1.18
1.27 l.ilO 1.38 1.40
.1.38
1.45
Erläuterung siehe Seite
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0-123 /ι
Aus der vorstehenden Tabelle ist zu entnahmen, daß die Heiß-. Siegeleigenschaften sich umgekehrt proportional zur Menge
des verwendeten Paraffinwachsanteils ändern, während sich die Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften proportional zur Wachsmenge
ändern. Es lassen*sich außerordentlich befriedigende Ergebnisse
erzielen, wenn die Paraffinwachsmenge zwischen 36 und
etwa 73 % liegt, da alle überzogenen Substrate innerhalb dieses
Bereichs "ausgezeichnete" Heißsiegeleigenschaften und Wasser
dampf dämmungs -Wer te von weniger als 0.10 aufweisen. Es
wären jedoch auch je nach dem gewünschten Verwendungszweck Zusammensetzungen geeignet, die kleinere oder größere Mengen ·
an Wachs enthalten. Dabei könnte es in gewissen Fällen, in denen die Heißsiegeleigenschaften nicht von besonderer Bedeutung
sind, vorteilhaft sein, größere Mengen von Paraffinwachs zu verwendenj und zwar im Hinblick auf den geringen
Kostenaufwand für diesen Bestandteil. So sind sogar in einer Mischung, bei der 327 Teile Wachs auf 100 Teile zyklisierten
Gummi und 63·6 Teile Elvax 250 verwendet sind, die Heißsiegeleigenschaften
als "ausreichend" angegeben, woraus hervorgeht, daß das Siegel sich durchaus für einen weiten Anwendungsbereich
eignet.
Ein auf beiden Seiten gemäß der lfd. Nr.. 6 der Tabelle II überzogenes
Pergaminsubstrat zeigte überlegene Gassperreigenschaf-■
ten.. Beispielsweise hatte das überzogene Pergamin einen Sauerstoffdurchlaßwert
von etwa 0.03 (ca./100 sq. in/mil.24 Std./
1 Atm., bei 23° C und 0 Jl! Luftfeuchtigkeit) gegenüber mit PoIyvinylidenchlordd
überzogenem Zellophan (bei 35 % relativer Feuchtigkeit), das einen Durchlaßwert zwischen 0.5 und I.5 aufweist.
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Wo außerordentlich gute Heißversiegeleigensehaften erwünscht
-und die Wasserdämpfdämmungs-Eigen^haften weniger wichtig
sind, kann die Wachsmenge entsprechend herabgesetzt werden, und eine Zusammensetzung von beispielsweise 100 Teilen zyklisierten
Gummi, 63.6 Teilen Elvax 250 und 18.2 Teilen Wachs,
die auf typische faserige Substrate (beispielsweise Pergamin) aufgebracht wird, ergibt ein Faserreiß-Siegel, wobei die Überzugsschicht
außerordentlich leicht ist.
Bei Verwendung einer konstanten, mittleren Menge an Paraffinwachs wurden eine Reihe von Versuchen durchgeführt, bei welchen
das Verhältnis zwischen zyklisiertem Gummi und Heißsiegel-Modifizierungsmittel
geändert wurde. Die verschiedenen Versuchsergebnisse gehen aus der nachstehenden Tabelle III hervor.
zykli- | Elvax | Sun 4312 | Heißsiegel- | Wasserdampf | Überzugs | |
sierter | 250 | Paraffin | Eigenschaften | dämmungs- | gewicht | |
Gummi | % | wachs | Eigenschaf- | kg | ||
% | % | ten +++) | • | |||
1 | 66.7 | 8.3 | 25 | gut | 0.11 | 1.31 |
2 | 58.3 | 16.7 | 25 | ausgezeich | 0.02 | 1.24 |
net | ||||||
3 | 54.0 | 21.0 | 25 | ausgezeich | 0.01 | 1.43 |
net | ||||||
4 | 37-5 | 17.5 | 25 | ausgezeich | 0.09 | 1.49 |
net | ||||||
5 | 29.0 | 46.0 | 25 | ausgezeich | 0.25 | 1.40 |
net | ||||||
6 | 21.0 | 54.0 | 25 | gut | 1.17 | 1.Ä0 |
7 | 12.5 | 62.5 | 25 | gut | 1.92 . | 1.40 |
^Erläuterung siehe Seite 9
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Die in der Tabelle III niedergelegten Zahlen zeigen, daß sich - über einen weiten Bereich von Verhältnissen zwischen zyklisiertem
Gummi und Elvax annehmbare Heißversiegeleigenschaften erzielen laseen, wobei der Wachsbestandteil konstant auf 25 %
gehalten wird.
Bei den unteren Grenzen des zyklisierten Gummi-Bestandteils war es möglich, die Wasserdampfdämmungs-Eigenschaften dadurch
innerhalb der erwünschten niedrigen Werte zu halten, daß die Wachsmenge beträchtlich erhöht wurde. Dies erfolgte wohl auf
Kosten der Heißversiegeleigenschaften, doch sogar noch bei einem Wachsgehalt von 65 % wurde ein annehmbares Heißsiegel
erzeugt, welches einem solchen weit überlegen war, das sich beispielsweise durch gewöhnliches Wachs oder durch mit einem
Vinyl-acetat-äthylen-Mischpolymerisat modifiziertes Wachs
hätte erzielen lassen.
Eine besonders vorteilhafte Mischung zum allgemeinen Gebrauch
ergibt sich anscheinend bei der Verwendung von 100 Teilen zyklisierten Gummi, 63·6 Teilen Elvax 3602, hergestellt von E.I.
du Pont de Nemours & Co., Inc., und 54.6 Teilen Sun 4312 Paraffinwachs.
Die Wirkung eine3'solchen Überzugs auf einer Vielzahl
von Substraten wurde durch Aufbringung von etwa 1.22 bis 1,36 kg pro Seite pro Ries bei verschiedenen Substraten bestimmt,
wobei die Adhäsion der Mischung an dem Substrat, die Wasserdampfdämmungs- und die Heißversiegel-Eigenschaften sowie
die Durchsichtigkeit bestimmt wurden. Diese Ergebnisse gehen aus der Tabelle IV hervor.
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- 45- -
Substrat | Adhäsion | Wasser dampf - dämmungs- Eigen- schäften +++) |
Heißsiegel- Eigenschaften ++++) |
Durchsich tigkeit |
• |
Pergamin | sehr gut | 0.02 | ausgezeich net |
||
gebleichtes Kraftpapier erster Qua lität |
sehr „gut | O.I9 | ausgezeich net * |
sehr gut | |
gebleichtes Kraftpapier niedrigerer Qualität |
sehr gut · | 0.13 | ausgezeich net |
sehr gut | |
PT-Cellophan | sehr gut | 0.01 | ausgezeichnet | sehr gut | |
Mylar (Polyester) |
gut | — | gut | sehr gut | |
Polyäthylen | sehr gut | - | gut | ||
Polypropylen | sehr gut | - | gut | sehr gut | |
Aluminium folie |
sehr gut | - - | gut | sehr gut | |
Zellulose acetatfilm |
-*_ | - | ausreichend | ||
. Polykarbonat film |
schlecht bis ausreichend |
Als weitere Beispiele für befriedigende Substrate seien Filme
aus Polystyrol, Nylon, Saran und Polytetrafluoräthylen erwähnt.
Um die Heißsiegelcharakteristika einer typischen Mischung gemäß
der Erfindung festzustellen, wurden verschiedene Gewichte
Erläuterung siehe Seite 9
0098 13/1786
BAD ORIGINAL
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25.März 1976 /Ό
einer gegebenen Zusammensetzung auf ein gebleichtes Kraftpapiersubstrat
aufgetragen. Die Zusammensetzung bestand aus 100 Teilen zyklisierten Gummi, 63 Teilen Elvax 3602 und 54.5
Teilen Sun 4312 Paraffinwachs. Bei einem typischen Gewicht der Überzugsschicht von Ixj#>
kg pro Seite pro Ries wurden Faserreißheißsiegei bei Heißsiegeltemperaturen zwischen 71 und
über 190° C hergestellt. Bei Temperaturen über 93° C betrag
die Mindestkontaktzeit weniger als 1/2 Sekunde, und es wurden versuchsweise1 Siegel durch Verwendung von Kontakt drücken bis
zu Ο,4218 kg/cm erzielt ( was die untere Grenze der Versuchsausrüstung
darstellt). Besonders gut war eine Heißschweißung, Ein gebleichtes Kraftpapier-Substrat, das mit 1,36 kg pro Seite
pro Ries überzogen war, war nach Versiegeln von Überzugsseite mit Überzugsseite in der Lage, 25 g/2.54 cm bei 107 C zu
tragen. Zusätzlich wurden Paserreißsiegel mit so niedrigen Überzugsgewichten wie 0,272 kg pro Seite pro Ries erzielt.
Wird die erfindungsgemäße Mischung auf ein geeignetes Verpackungsmaterialsubstrat
wie Pergamin aufgegeben, so ergibt sich ein Verpackungsmaterial mit hervorragenden Wasserdampfdämmungs-
und Heißsiegel-Eigenschaften zusätzlich zu anderen Charakteristika, die das Material zur Verpackung von Nahrungsmitteln
und anderen Anwendungen sehr erwünscht machen. Während sich Paserreißheißsiegel ergeben, lassen sich mit dem neuen
Material Wasserdampfdämmungs-Werte von 0.01 in flachem und 0.12 in gefaltetem Zustand des Materials erzielen. In diesem
Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß zehnmal höhere als die
vorgenannten Wasserdampfdämmungs-Werte in flachem Zustand vom kommerziellen Standpunkt noch als außerordentlich gut betrachtet
würden. Um ein Beispiel zu geben, haben die häufig für Verpackungen verwendeten, handelsüblichen, mit einem Polymerisat
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überzogenen Zellophanfilme Wasserdampfdämmungs-Werte von 0.7j und diese sind etwa siebzigmal so hoch wie die mit einer
erfindungsgemäßen Mischung erzielten optimalen Wasserdampfdämmungs-Werte.
Überdies lassen sich mit der erfindungsgemäßen Mischung noch ziemlich unter 0.1 ("außergewöhnlich
gut") liegende Wasserdampfdämmungs-Werte erzielen (zusammen mit Paserreißheißsiegeln), und zwar unter Produktionsbedingungen,
die weniger als 1,36 kg pro Seite pro Ries für 13/6 kg
Pergamin benötigen.
Von besonderer Bedeutung bezüglich der kommerziellen Anwendung
der neuen Überzugsmischung für die Verpackung von Nahrungsmitteln und dergleichen ist die.Tatsache, daß die Zusammensetzung
zusätzlich zu ihren besonders guten Wasserdampfdämmungs- und Heißsiegel-Charakteristika frei von unerwünschtem
Geruch ist und nicht zusammenklebt.
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Claims (1)
- A 33 863 m0-12325.März 1969Patentansprüche1. Überzugsmasse für Verpackungsmaterialien und ähnliches, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem zyklisierten Gummi als filmbildenden Grundbestandteil, einem wachsartigen Material zur Wasserdämpfdämmung als erstes Modifizierungsmittel und einem heißversiegelbaren Material als zweites Modifizierungsmittel.2. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an zyklisiertem Gummi zwischen ca. 9 und ca.80 % liegt.3· Überzugsmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an dem wachsartigen Material zwischen 0 und ca 70 % liegt.4. Überzugsmasse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeicn net, daß der Gehalt an heißversiegelbarem Material zwischen ca. 3 und ca. 65 % liegt.5. überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurchgekennzeichnet, daß das heißversiegelbare Material aus einem oder mehreren der folgenden Materialien besteht:a) Vinylacetat,b) Vinylbutyral,c) Vinylacetat-Äthylenmischpolymerisat,d) Vinylacetat-Vinylchlorid-mischpolymerisat,e) Kolophoniumharz-glycerinester,0 0 9 8 13/1786 BAD Or*l®HALi- Untertanen«•III *A 33 863 mο - 12325. März 1969f) Polystryrol,g) Polyisobutylmethacrylat,h) Mischpolymerisate von Acrylaten und Äthylenen,i) Polyvinylacetat mit Polyäthylen,j) weitere Viny!polymerisate und -mischpolymerisate,k) weitere Aery!polymerisate und -mischpolymerisate,1) weitere Kolophoniumharzester,m) weitere von Hölzern stammende Harzarten.6. überzugsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wachsartige Material aus einem oder meheren der folgenden Materialien besteht:a) Paraffin,b) Mikrowachsc)pflanzliches Wachs.7. überzugsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zyklisierte Gummi ein phenozyklisierter Gummi ist.8. überzugsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der filmbildende Grundbestandteil ein zyklisierter Naturgummi, das erste Modifizierungsmittel ein Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkz von ca. 60° C und das zweite Modiffeierungsmittel ein Vinylacetat-Xthylenmischpolymerisat ist.9. Überzugsmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet s daß der zyklisierte Gummi, das Wachs und das Mischpolymerisat in einem Verhältnis von ca. *»6 : 25 : 29 zueinander stehen.009813/1786 BADORiG1NAL15 6 9 3 3863 mο - 123 ΛΛ25. Mär r. 19^9 2010. überzugsmasse nach einem dei· Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Schicht auf die Oberfläche einer heißversiogelbaren, wasserdampfdämmenden, biegsamen Verpackungsniatcrialunterlage aufgebracht ist.11. überzugsmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die V^-rpackungsmaterialunterlage aus einem der folgenden Materialien besteht:a) Pergamin,b) gebleichtes Kraftpapier,c) Cellophanfilm,d) Polyestorfilm,e) Polyiithylenfilm,f) Polypropylenfilmg) Aluminiumfolie jh) Celluloseacetatfilm,i) Polycarbonatfiln,j) Polystyrolfilm,k) Nylonfiln,1) Sacranfilm,m) Poly te traf luorathyler.fi In.12. überzugsmasse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungsnaterialunterlage aus Pergaminbesteht und daß diese beidseitig mit der Überzugsmasse in einer Menge von ca. 1,36 kg oder weniger pro Seite und pro Ries, das Pdes zu 279 πι , beschichtet ist.8:3/1786 - 8AD5 6 9 3 Ί 7863 mο - 12325.März I969 *7 - -β*13· Verfahren zur Herstellung der heißversiegeIbaren, wasserdampfdämmenden Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite einer Verpackungsmaterialunterlage mit einer ca. 30$igen Lösung der Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 - 9 in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel beschichtet und das Lösungsmittel verdampft v/ird.BAD OFUGlNAL :." D 981 3/1786
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