DE1569337A1

DE1569337A1 - Verpackungsmaterial und UEberzugsmassen zur Aufbringung auf ein solches

Info

Publication number: DE1569337A1
Application number: DE19641569337
Authority: DE
Inventors: Grimm James Harry; Wieloch Francis John
Original assignee: Riegel Paper Corp
Current assignee: Riegel Paper Corp
Priority date: 1964-01-10
Filing date: 1964-11-17
Publication date: 1970-03-26
Also published as: NL6412130A; GB1055807A; BE658043A

Description

OR-ING. DIPL.-INC M. SC. DIPL.-PHYS. DR. ' DIPL.-PHY9.

HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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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

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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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Tabelle I

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

ausreichend bis gut

ausgezeichnet

bis gut

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Dow 276 V-2 Poly-alpha-methyl· styrol, hergestellt von
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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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 )

Tabelle II

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

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

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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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.

Tabelle III

	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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Tabelle IV

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

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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 I_xj#> 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

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Patentansprüche

1. 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,

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i- Untertanen

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25. März 1969

f) 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) Mikrowachs

c)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.

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10. 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) Polypropylenfilm

g) Aluminiumfolie j

h) 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 Pergamin

besteht 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.

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13· Verfahren zur Herstellung de_r 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.

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