DE1182560B - Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeitsfestem Verpackungsmaterial aus wasserempfindlichen Folien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 44 d

Deutsche KL: 75 c-5/06

Nummer. 1182560

Aktenzeichen: B 44756 VI b/75 c

Anmeldetag: 25. Mai 1957

Auslegetag: 26. November 1964

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von feuchtigkeitsfesten, folienförmigen Verpackungsmaterialien.

Es ist bekannt, feuchtigkeitsfestes folienförmiges Verpackungsmaterial herzustellen, indem man eine aus einem Vinylidenchloridmischpolymerisat bestehende feuchtigkeitsfeste Schicht aus einer wäßrigen Dispersion des Mischpolymerisats auf die Oberfläche einer festen Folie aus wasserempfindlichem Material aufträgt, z. B. einer Folie aus regenerierter Cellulose, ίο Ein solches Verfahren ist z. B. in der britischen Patentschrift 663 645 beschrieben. Dieses Verfahren besteht darin, daß man zwei Folien mit je einer ihrer Oberflächen in dem Walzenspalt zwischen einem Walzenpaar zusammenbringt und eine wäßrige Dispersion des Mischpolymerisats ständig in den von den Folien unmittelbar vor dem Eintritt in den Walzenspalt gebildeten Winkel einführt und so die Oberflächen mit einem Überzug versieht. Beim Austreten aus dem Walzenspalt werden die Folien in kürzerer Zeit voneinander getrennt, als das Wasser aus der wäßrigen Dispersion des genannten Mischpolymerisats in die beiden Oberflächen eindringen kann.

Auch das Glätten von Überzügen verschiedener Art, die auf Materialbahnen, beispielsweise Papierbahnen, aufgebracht sind, durch Passierenlassen über glättende Oberflächen, z. B. feststehende polierte Stäbe und praktisch trockene Walzen, ist bekannt. Methoden solcher Art sind in der deutschen Patentschrift 813 361 und denUSA.-Patentschriften 1043 021 und 1 955 414 beschrieben. Man kann die Methoden jedoch nicht beim Glätten der Dispersionen von Vinylidenchloridmischpolymerisaten anwenden, die auf Folie aufgebracht sind. Denn diese Dispersionen koagulieren leicht, besonders unter der Einwirkung von Scherkräften. Auch würde eine zur Herstellung eines Überzuges auf Folien bestimmte Dispersion, die sich auf der Oberfläche der Glättvorrichtung angesammelt hat, schnell koagulieren und hart werden. Durch angesetzte, hartgewordene Dispersion verliert die Glättvorrichtung wesentlich an Brauchbarkeit, weil die entstandenen Unebenheiten auf ihrer Oberfläche den Überzug aufreißen können.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeitsfestem Verpakkungsmaterial aus wasserempfindlichen Folien, besonders Folien aus regenerierter Cellulose, durch Beschichten mit wäßrigen Dispersionen von fumbildenden Polymerisaten, vorzugsweise Vinylidenchloridpolymerisaten oder -mischpolymerisaten, bei dem je zwei Bahnen der Folien einen Walzenspalt passieren, die Dispersion in den von den Folien unmittelbar vor Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeitsfestem Verpackungsmaterial aus wasserempfindlichen Folien

Anmelder:

British Cellophane Limited,

Bridgwater, Somerset (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Traetzel, Patentanwalt,

Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 176

Als Erfinder benannt:
Cyril Howard Phillips,
Durleigh, Bridgwater, Somerset
(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 28. Mai 1956 (16 459)

dem Eintritt in den Walzenspalt gebildeten Winkel eingeführt wird und die Folien beim Verlassen des Walzenspaltes wieder auseinandergeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der aus dem Walzenspalt austretenden Folien mit dem noch feuchten Dispersionsüberzug mit der ständig wasserfeucht gehaltenen Trommeloberfläche einer zur Folienaufrichtung entgegengesetzt rotierenden Glättwalze in Kontakt gebracht und anschließend getrocknet wird.

Die gemäß der Erfindung mit einem Überzug versehene Folie ist frei von unschönen Streifen und Linien, auch wenn die Beschichtung bei hohen Geschwindigkeiten, die man an sich anstrebt, durchgeführt wurde.

Wasserempfindliche Folien sind dadurch charakterisiert, daß sie Wasser aufnehmen, wenn sie mit Wasser oder WasserdampsLin Berührung kommen; dabei neigen sie dazu, ihre Abmessungen zu verändern.

Die Glättwalze, die vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 3V2 und 15 cm, am besten zwischen 5 und 10 cm hat, kann aus rostfreiem Stahl oder einem anderen korrosionsbeständigen Material bestehen und wird an einem Ende durch eine geeignete Vorrichtung angetrieben, die eine Drehung in der gewünschten Richtung bewirkt.

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Die Glättwalze kann auf jede beliebige geeignete Weise mit Wasser angefeuchtet werden, z. B. durch partielles Eintauchen der Walze in ein Wasserbad oder durch Berührung mit einer Walze, die Wasser an die Glättwalze abgibt und ihrerseits partiell in ein Wasserbad eintaucht. Die Temperatur des Wassers ist ohne Bedeutung und kann zwischen 5 und 50° C liegen; Wasser von der üblichen Temperatur von 15° C ist durchaus geeignet. Wasserüberschuß, der auf die Glättwalze gekommen sein sollte, kann mit Hilfe eines Abstreifers entfernt werden. Während die feuchte Glättwalze bei ihrer Umdrehung die beschichtete Oberfläche der Folie berührt, kann die Schicht dabei in geringem Ausmaß abgetragen werden. Um etwa an der Walze haftendes Polymerisat zu entfernen, kann ein feststehender Abstreifer aus faserigem Material, z. B. Filz, unter der Oberfläche des Wassers in dem Tauchbad so angeordnet werden, daß er die Oberfläche der Walze berührt und dabei anhaftendes Polymerisat abwäscht.

Wenn die Glättwalze im trockenen Zustand gebraucht wird, werden die Streifen und Linien auf der Überzugsschicht nicht vollständig vermieden. Außerdem setzt sich an eine trockene Glättwalze Polymerisat leichter an als an eine wasserführende Glättwalze.

Die zu überziehende Unterlage aus wasserempfindlichem Material kann aus einer Bahn von faserigem Material, z. B. Papier, bestehen, oder sie kann eine faserfreie Folie aus organischer Substanz sein, z. B. eine Folie aus regenerierter Cellulose, die aus Viskose, Kupferoxydammoniakcellulose oder irgendeiner anderen wäßrigen Lösung oder Dispersion von Cellulose hergestellt worden ist. Folien aus Alginsäurederivaten oder aus Eiweißsubstanz, z. B. Gelatine oder Casein, oder aus niedrigsubstituiertem Celluloseäther oder niedrigsubstituiertem Celluloseester oder aus Polyvinylalkohol können auch verwendet werden. Die Folie kann entweder die Form einer kontinuierlichen Folienbahn oder eines Bahnabschnitts haben.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können als Beschichtungsmasse mancherlei Typen filmbildenden synthetischen, organischen Polymerisaten verwendet werden. Polyvinylidenchlorid und Mischpolymerisate

b) 65 bis 4 Gewichtsprozent einer oder mehrerer der folgenden Verbindungen, die eine Vinylgruppe oder substituierte Vinylgruppe enthalten, nämlich monomeres Methacrylnitril; monomere Alkylester von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit 1 bis 5 Kohfenr stoff atomen in der Alkylgruppe; monomeres Vinylchlorid; monomeres Vinylacetat oder monomeres Styrol, und gegebenenfalls

c) 0,5 bis 10 Gewichtsprozent einer sauren ungesättigten Verbindung oder eines Gemisches von zwei oder mehr solcher sauren ungesättigten Verbindungen, nämlich Itaconsäure oder Itaconsäureanhydrid, Citraconsäure oder Citraconsäureanhydrid, oder Mesaconsäure; und gegebenenfalls monomeres Acrylnitril zusätzlich zu der Vinylverbindung oder substituierten Vinylverbindung oder Mischung aus diesen (b) oder auch an Stelle einer Vinylverbindung oder substituierten Vinylverbindung, wenn die Mischung noch eine andere Vinylverbindung enthält. Die Mischung als Ganzes macht 100 °/o aus.

Mischpolymerisate, die erhalten wurden durch Polymerisation eines Gemisches, enthaltend

a) 35 bis 96 Gewichtsprozent monomeres Vinylidenchlorid,

b) 65 bis 4 Gewichtsprozent monomeres Acrylnitril und

c) 0,5 bis 10 Gewichtsprozent einer sauren ungesättigten Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehreren solcher sauren ungesättigten Verbindungen, nämlich Itaconsäure oder Itaconsäureanhydri4 Citraconsäure oder Citraconsäureanhydrid oder Mesaconsäure. Die Mischung enthält keine substituierte oder unsubstituierte Vinylverbindung. Die oben angegebenen Bestandteile machen 100% aus.

An anderen filmbildenden synthetischen, organischen Polymerisaten seien beispielsweise Polyviayl-

von Vinylidencnlorid'Wrdln'vörzu'g^wdse've'men- 45 ^{chlorid und} Mischpolymerisate von Vinylchlorid und det. Von solchen Mischpolymerisaten seien bei- Vinylacetat genannt. Die Herstellung von flussigen,

wäßrigen, kolloidalen Dispersionen dieser Polymeri-

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spielsweise erwähnt:

1. Mischpolymerisate, die erhalten wurden durch Polymerisation eines Gemisches von

a) 35 bis 98 Gewichtsprozent monomeren! Vinylidenchlorid und

b) 65 bis 2 Gewichtsprozent von monomerem Acrylnitril,

und zwar eines Gemisches, das keinen anderen mit monomerem Vinylidenchlorid polymerisierbaren Bestandteil und keine saure ungesättigte Verbindung, wie Itaconsäure oder Itaconsäureanhydrid, Citraconsäure oder Citraconsäureanhydrid oder Mesaconsäure, enthält und in dem die Bestandteile so gewählt sind, daß sie zusammen 100 % ergeben.

2. Mischpolymerisate, die erhalten wurden durch Polymerisation eines Gemisches aus

a) 35 bis 96 Gewichtsprozent monomerem Vinylidenchlorid,

sate ist dem Fachmann bekannt.
Um die Folie undurchlässig für Wasserdampf zu machen, ist es nicht erforderlich, sie auf beiden Seiten zu beschichten, doch empfiehlt sich die zweiseitige Beschichtung, wenn man vermeiden will, daß sich die Folie rollt.

Die wäßrige kolloidale Dispersion des Polymerisats wird auf die Folienunterlage in einer so düoaea Schicht aufgetragen, daß das darin enthaltene Wasser völlig von der Folienunterlage aufgesogen wird uad das dispergierte Polymerisat ineinanderfließt und einen glatten transparenten Überzug bildet. Das absorbierte Wasser kann durch Erhitzen aus der beschichteten Folie entfernt werden. Die Überzugsschicht oder -schichten können dann so hoch erwärmt werden, daß die Partikel des aus der Dispersion abgelagerten Polymerisats sich vereinigen. Durch das nachfolgende Beispiel wird die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe der Vorrichtung illustriert, die in der Zeichnung als Beispiel schematisch dargestellt ist. Die Zeichnung

Claims (1)

1. 5 6

   zeigt die Anordnung eines Walzenpaares, das dazu Wasser aus der wäßrigen Dispersion des Mischpoly-

   dient, auf zwei Folien aus regenerierter Cellulose je merisats zum Eindringen in die Oberfläche der

   eine dünne Schicht einer wäßrigen Dispersion des Folienbahn 14 benötigt. Dadurch ist die auf die

   Polymerisats aufzutragen, und von zwei mit Wasser Folienbahn 14 aufgetragene wäßrige Dispersion noch feucht gehaltenen rotierenden Glättwalzen, mit deren 5 flüssig, und die Oberfläche des Überzuges wird jetzt

   Hilfe die glatte, zusammenhängende Überzugsschicht durch den Kontakt mit der Glättwalze 17 geglättet,

   aus einem filmbildenden synthetischen, organischen Der aus fasrigem Material bestehende Abstreifer 21

   Polymerisat auf einer Oberfläche von jeder der bei- ist so angeordnet, daß er unter der Oberfläche des

   den Folien gebildet wird. Wassers 18 im Bad 19 gegen die Oberfläche der

   Wenn nicht anders angegeben, sind die Teile und i° Walze 17 drückt und die Walzenoberfläche von an

   Prozentangaben in der vorliegenden Beschreibung dieser etwa anhaftendem Polymerisat reinigt.

   Gewichtsteile und Gewichtsprozente. Mit Hilfe der Umlenkwalze 22, die auf der unbeschichteten Seite der Folienbahn 14 aufliegt, wird

   Beispiel die beschichtete Folienbahn 14 so von ihrer Bahn

   i5 abgelenkt, daß sie die Glättwalze 17 berührt. Die

   Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind zwei Intensität des Kontaktes hat nur geringen Einfluß auf Messingwalzen 11 und 12, von denen jede eine die Beseitigung der Streifen und Linien. Deshalb ist Länge von 30 cm und einen Durchmesser von 12 cm auch bei einer Folienbahn 14 mit guten Oberflächenhat, so angebracht, daß ihre Achsen horizontal und eigenschaften eine im wesentlichen tangential Beparallel zueinander liegen. Der Abstand 13 der beiden _ao rührung mit der Walze 17 ausreichend. Wenn die Walzen 11 und 12 ist so eingestellt, daß er eine Weite Folienbahn 14 jedoch verzogen ist, weil ihre Kanten von etwa 0,0056 cm besitzt. Zwei Bahnen 14 und 15 länger sind als die Mitte, muß der Berührungswinkel aus handelsüblicher »normaler« (zum Unterschied der Folienbahn 14 mit der Walze so weit vergrößert von weiterbehandelter, z. B. wasserdampfundurch- werden, bis die Bahn 14 über ihre ganze Breite mit lässiger) Folie aus regenerierter Cellulose, also einer 25 der Walze 17 in Kontakt ist. Deswegen kann die wasserempfindlichen, faserfreien, organischen Sub- Stellung der Umlenkwalze 22 entlang dem Bogen JK stanz, jede etwa 0,0022cm dick und 25,5cm breit, eingestellt werden. Jedoch sollte der Winkelt, der werden durch den Spalt zwischen den Walzen hin- die Ablenkung der beschichteten Folienbahn von durchgeführt und die Walzen 11 und 12 so ange- ihrer ursprünglichen Bahn bezeichnet, nicht mehr als trieben, daß sie mit gleicher Geschwindigkeit, im 30 90° betragen. Eine zweite Glättwalze mit den dazu-Uhrzeigersinn die eine, entgegen dem Uhrzeigersinn gehörigen Teilen gehört zu der Folienbahn 15.
   die andere, rotieren. Eine wäßrige Dispersion, die in Nach dieser Behandlung werden die Folienbahnen kolloidaler Dispersion 45% eines Vinylidenchlorid- 14 und 15 getrocknet, indem man sie 5 Sekunden Acrylnitril-Mischpolymerisates (85:15) enthält, wird lang der Strahlung eines elektrischen Heizkörpers in den von den beiden Folien unmittelbar vor ihrem 35 aussetzt. Die Spalte 13 zwischen den Walzen 11 und Eintritt in den Walzenspalt gebildeten Winkel ein- 12 wird dann auf etwa 0,006 cm verbreitert, die geführt, und zwar 0,0164 ecm auf je 2,54 cm, um die Folienbahnen noch einmal eingeführt, wobei die besieh die Peripherie der Walzen fortbewegt (= etwa reits beschichteten Seiten auf den Walzen 11 und 12 0,007 ecm je cm der Drehung). Mit Hufe von Luft- aufliegen, und dann wird wie oben angegeben die düsen (in der Zeichnung nicht dargestellt), die auf 40 Mischpolymerisatdispersion aufgebracht. Nachdem Punkte gerichtet sind, die etwa 0,635 cm von den das Wasser verdampft ist, werden die Überzüge auf Rändern der Folienbahnen entfernt sind, wird die beiden Seiten der Folienbahnen erhärtet, indem man Dispersion in einem kleinen Becken oder Reservoir die Folien 15 Sekunden lang der Strahlung eines elek-16 gehalten, das etwa 24 cm breit und nicht mehr trischen Heizkörpers aussetzt. Die gebildete Schicht als etwa 0,65 cm tief ist. 45 ist auf beiden Seiten der Folie etwa 0,00012 cm dick.

   Die Strecke, auf der die beiden Bahnen mit ihren Das auf diese Weise hergestellte feuchtigkeits-Oberflächen in Kontakt mit der Dispersion sind, ehe undurchlässige, folienförmige Verpackungsmaterial ist sie sich trennen, ist etwa 1,25 cm lang, und die Ge- klar und transparent, weist kerne Streifen und Linien schwindigkeit an der Peripherie der Walzen ist auf und hat einen Durchlässigkeitswert von 120, der 28,5 m je Minute. Die Eindringungszeit des Wassers 50 nach der im »Paper Trade Journal TAPPI Section« aus der wäßrigen Dispersion des Mischpolymerisates vom 3. Oktober 1935 auf den Seiten 201 bis 209 bein die Oberflächen der beiden Folien betrug IVaSe- schriebenen Methode von Charch und Scroggie künden. bestimmt wurde.

   Nachdem die beiden Folienbahnen den Walzenspalt passiert haben, werden sie getrennt. Folienbahn 55

   14 läuft anschließend über die mit Wasser ange- Patentanspruch:
   feuchtete, rotierende Glättwalze 17, wobei die beschichtete Seite der Folienbahn mit der Walze 17 in Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeits-Kontakt ist. Die Walze 17, die durch in der Zeich- festem Verpackungsmaterial aus wasserempfindnung nicht dargestellte Mittel angetrieben wird, be- 60 liehen Folien, besonders Folien aus regenerierter steht aus rostfreiem Stahl und hat einen Durch- Cellulose, durch Beschichten mit wäßrigen Dismesser von 7,5 cm. Sie taucht mit ihrem unteren Teil persionen von filmbildenden Polymerisaten, vorin das Wasser 18 des Bades 19 ein. zugsweise Vinylidenchloridpolymerisaten oder

   Die Walze 17 ist 30 cm von dem Spalt zwischen -mischpolymerisaten, bei dem je zwei Bahnen der

   den Walzen U und 12 entfernt angebracht, also in 65 Folien einen Walzenspalt passieren, die Disper-

   einer Entfernung, die geringer ist als die Strecke, die sion in den von den Folien unmittelbar vor dem

   die beschichtete Bahn bei der oben angegebenen Ge- Eintritt in den Walzenspalt gebildeten Winkel

   schwindigkeit zurücklegt während der Zeit, die das eingeführt wird und die Folien beim Verlassen

   des Walzenspaltes wieder auseinandergeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der aus dem Walzenspalt austretenden Folien mit dem noch feuchten Dispersionsüberzug mit der ständig wasserfeucht gehaltenen Trommeloberfläche einer zur Folienlaufrichtung entgegen-

   gesetzt rotierenden Glattwalze in Kontakt bracht und anschließend getrocknet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 813 361; USA.-Patentschrift Nr. 1 043 021, 1 955 414.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   409 729/336 11.64 O Bundesdruckerei Berlin