DE19707786A1

DE19707786A1 - Kunststoffolie, ihre Verwendung in Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern, die so hergestellten Verpackungsbehälter sowie die Verwendung von Lacken zur Applikation über Druckfarbe

Info

Publication number: DE19707786A1
Application number: DE19707786A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr Borgholte; Juergen Dr Niemann; Juergen Dr Kaczun; Eric Van Dr Rijn
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-09-03
Also published as: AU6722798A; WO1998038240A1

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 Lack 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 ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Beschichtung, bei dem ein Lack auf Acrylatbasis auf eine Druckfarbe appli ziert wird.

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 Wall 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 80°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 Lacke werden üblicherweise Release Coats genannt. Sie enthalten üblicherweise Polyamidharze, oft in Kombination mit Cellulosenitrat und Wachsen, Fettsäureamiden oder Silikonölen. Bei Verwendung von niedermolekularen Silikonölen oder Wachsen in den Release Coats besteht jedoch die Gefahr der Migration dieser Bestandteile in die Siegelschicht, was eine unerwünschte Reduzierung der Siegelfestigkeit zur Folge hat.

Ferner besteht auch in anderen Bereichen, beispielswei se bei der Beschichtung von Holz, die Notwendigkeit, mit Druckfarben beschichtete Substrate mit einer Schutzschicht zu versehen.

Aus der DE-A-41 24 167 sind nun Klarlacke für die Auto mobillackierung bekannt, die als Bindemittel Copolyme risate enthalten, bei denen 9 bis 20 Gew.-% eines methoxyfunktionellen Polysiloxans einkondensiert sind.

Ferner sind aus der EP-A-603 561 Überzugsmittel bekannt, die als Bindemittel Copolymerisate enthalten, bei denen 3 bis 40 Gew.-% eines α,ω-hydroxy-, carboxy- und/oder epoxyfunktionellen Polysiloxans einpolymerisiert sind.

Weiterhin ist aus der JP-A 2-163177 ein Überzugsmittel auf der Basis von hydroxylgruppenhaltigen Acrylatcopo lymerisaten und Polyisocyanaten bekannt, das insbeson dere als Bautenanstrichmittel eingesetzt wird. Die Beschichtungen zeichnen sich dabei durch eine verbes serte Witterungsstabilität aus, die durch Einpolymeri sieren von 0,5 bis 15 Gew.-% eines Polysiloxanmakromo nomers in das hydroxylgruppenhaltige Acrylatcopolymeri sat erzielt wird.

Schließlich sind aus der DE-A-195 19 807 Beschichtungs mittel, insbesondere für die Autoreparaturlackierung, bekannt, die als Bindemittel Copolymerisate enthalten, bei denen weniger als 5 Gew.-% eines Polysiloxanmakro monomers einpolymerisiert sind.

Die Verwendung von siloxanmodifizierten Acrylatcopoly merisaten in Lacken für die Beschichtung von Kunst stoffolien, die für die Herstellung von Verpackungs behältern eingesetzt werden, ist aber ebenso wie die Verwendung derartiger Lacke als Schutzschicht über einer Druckfarbenschicht in den genannten Schriften nicht beschrieben.

Aus der Zeitschrift Polymers Paint Colour Journal, Heft April 1996, Seiten 27 bis 28, ist es schließlich be kannt, Silicone in Release Coats einzusetzen. Nähere Angaben über den Aufbau der verwendeten Silicone sind in diesem Artikel jedoch nicht enthalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, 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 unter den üblicherweise angewandten Bedingungen siegelbar sein und eine gute Siegelfestigkeit aufweisen. Außerdem sollten die zur Herstellung der Folien verwendeten Be- Schichtungsmittel/Lacke eine möglichst problemlose Rückgewinnung der Lösemittel ermöglichen. Ferner soll ten die resultierenden Folien sehr gute optische Eigen schaften aufweisen. Weiterhin sollten sie bevorzugt ge ruchsneutral sein, um so auch für die Herstellung von Verpackungsbehältern für Lebensmittel geeignet zu sein. Schließlich sollten die Kunststoffolien auch keinen Druckfarbentransfer bei der Lagerung der bedruckten Folien in Form von Rollen zeigen.

Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch die Kunst stoffolien der eingangs genannten Art gelöst, die da durch gekennzeichnet sind, daß der auf der der Siegel lackschicht gegenüberliegenden Seite aufgebrachte Lack als Bindemittel ein Acrylatcopolymerisat enthält, das erhältlich ist, indem

(A) eine Mischung aus
- (a1) einem Polysiloxanmakromonomer mit einem zahlen mittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigten Doppel bindungen pro Molekül oder einem Gemisch aus solchen Monomeren
- (a2) Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Croton säure oder einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Monomeren und
- (a3) einem von (a1) und (a2) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung aus solchen ethylenisch ungesättigten Monomeren,
  in Gegenwart von
(B) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder einer Mischung aus Radikalbildnern

radikalisch polymerisiert werden, wobei die Menge der Komponente (a1) mehr als 0 und weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monome ren (a1) bis (a3), beträgt und bevorzugt die Zusammen setzung der Mischung aus (a1) bis (a3) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) bis (a3) ein Polymer erhalten wird, das eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150°C aufweist.

Die erfindungsgemäßen Kunststoffolien sind zur Herstel lung von Verpackungsbehältern, insbesondere für Lebens mittel, einsetzbar und zeichnen sich durch eine sehr gute Blockbeständigkeit aus. Ferner wird durch den auf der der Siegellackschicht gegenüberliegenden Seite auf gebrachten Lack die Siegelfestigkeit nicht unannehmbar reduziert.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern unter Verwendung dieser Kunststoffolien sowie die so hergestellten Verpackungsbehälter.

Schließlich eignen sich Lacke, die diese in Rede ste henden siloxanmodifizierten Acrylatcopolymerisate als Bindemittel enthalten, auch zur Herstellung einer Schutzschicht über Druckfarben, die auf anderen Unter gründen, wie z. B. Holz, appliziert wurden. Die vorlie gende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Beschichtung, bei dem ein Lack auf Basis dieser siloxanmodifizierten Acrylat copolymerisate auf eine Druckfarbe appliziert wird.

Im folgenden werden nun zunächst die erfindungsgemäß eingesetzten siloxanmodifizierten Acrylatcopolymerisate näher erläutert.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Acrylatdispersion eingesetzte Mischung (A) besteht aus

(a1) einem Polysiloxanmakromonomer mit einem zahlen mittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigten Doppel bindungen pro Molekül oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
(a2) Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Croton säure oder einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Monomeren und
(a3) einem von (a1) und (a2) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung aus solchen ethylenisch ungesättigten Monomeren,

wobei die Menge der Komponente (a1) mehr als 0 und weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monomeren (a1) bis (a3), beträgt und be vorzugt die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) bis (a3) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisa tion der Mischung aus (a1) bis (a3) ein Polymer erhal ten wird, das eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150°C, vorzugsweise 10 bis 80°C, aufweist.

Da die Glasübergangstemperatur von aus ethylenisch ungesättigten Monomeren hergestellten Polymeren nach der Gleichung

1/Tg = Σ W_n/Tg_n

Tg = Glasübergangstemperatur des Copolymers in °K
W_n = Gewichtsanteil des n-ten Monomers
Tg_n = Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus dem n-ten Monomer

berechnet werden kann, kann der Fachmann die Zusammen setzung der Mischung aus den Komponenten (a1) bis (a3) ohne Schwierigkeiten so auswählen, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) bis (a3) ein Poly mer erhalten wird, das eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150, vorzugsweise 10 bis 80°C, aufweist.

Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Auswahl kriterien können als Komponente (a3) 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-, iso-Propyl-, Butyl-, iso-Butyl-, t-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, Hexyl-, n-Octyl-, 2-Ethylhexyl-, Decyl-, Lauryl- und Stearylacrylat oder -methacrylat, wobei bevorzugt Me thylacrylat und Methylmethacrylat eingesetzt werden, entsprechende Ester von anderen ethylenisch ungesät tigten Säuren mit bis zu 6 C-Atomen im Molekül, wie z. B. Ethacrylsäure und Crotonsäure, Acrylamidomethyl propansulfonsäure, vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Styrol, α-Alkylstyrol und Vinyltoluol, bevor zugt Styrol, 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.

Für die Modifizierung des Polyacrylatharzes sind als Komponente (a1) Polysiloxanmakromonomere geeignet, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 40.000, bevorzugt von 2.000 bis 10.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5, bevorzugt 0,5 bis 2,0, ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen.

Die Einsatzmenge des oder der Polysiloxanmakromonomeren (a1) zur Modifizierung der Polyacrylatharze beträgt mehr als 0 und weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis weniger als 5 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polyacrylatharzes eingesetzten Monome ren (a1) bis (a3).

Als Komponente (a1) geeignet sind beispielsweise die in der DE-A-38 07 571 auf den Seiten 5 bis 7, die in der DE-A-37 06 095 in den Spalten 3 bis 7, die in der EP-B- 358 153 auf den Seiten 3 bis 6 und die in der US-A- 4,754,014 in den Spalten 5 bis 9 beschriebenen Polysi loxanmakromonomere. Ferner sind auch andere Acryloxy silan-enthaltende Vinylmonomere mit den obengenannten Molekulargewichten und Gehalten an ethylenisch ungesät tigten Doppelbindungen geeignet, beispielsweise Verbin dungen, die herstellbar sind durch Umsetzung hydroxy funktioneller Silane mit Epichlorhydrin und anschließender Umsetzung des Reaktionsproduktes mit Methacryl säure und/oder Hydroxyalkylestern der (Meth)acrylsäure.

Bevorzugt werden als Komponente (a1) Polysiloxanmakro monomere der folgenden Formel (I):

mit
R₁ = H oder CH₃
R₂, R₃, R₄, R₅ = gleiche oder verschiedene aliphati sche Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 C-Atomen, insbesondere Methyl, oder Phenylrest oder Alkoxyrest OR', in dem R' für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 C- Atomen steht
m = 8 bis 80
oder ein oder mehrere Polysiloxanmakromonomere der folgenden Formel (II)

mit
R₁ = H oder CH₃
R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈ = gleiche oder verschiedene alipha tische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 C-Atomen, insbesondere Methylrest, oder Phenylrest
m = 8 bis 80
eingesetzt.

Als Beispiel für ein derartiges Polysiloxanmakromonomer wird das α,ω-acryloxyorganofunktionelle Polydimethyl siloxan der Formel

mit m ≈ 30 oder 50 genannt, das besonders bevorzugt eingesetzt wird.

Als Komponente (a1) werden auch Polysiloxanmakromono mere eingesetzt, die hergestellt worden sind durch Umsetzung von 70 bis 99,999 Mol-% einer Verbindung (1), dargestellt durch die Formel (1)

in welcher R₁ eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen oder einen Phenylrest darstellt und R², R³ und R⁴ jeweils für einen Halogenrest oder einen Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine Hy droxylgruppe stehen, mit 30 bis 0,001 Mol-% einer Ver bindung (2), dargestellt durch die Formel (2)

in welcher R₅ ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest darstellt, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils für Halogen, OH- oder einen Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine alipha tische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen stehen, wobei wenigstens einer der Reste R₆, R⁷ oder R⁸ OH- oder eine Alkoxygruppe ist und n eine ganze Zahl von 1 bis 6 darstellt.

Beispiele für geeignete Verbindungen (1) und (2) sind in der WO 92/22615 auf Seite 13, Zeile 18 bis Seite 15, Zeile 9, genannt.

Die Reaktion zwischen den Verbindungen (1) und (2) wird bewerkstelligt durch die dehydratisierende Kondensation der Hydroxylgruppen, die in diesen Verbindungen enthal ten sind und/oder der Hydroxylgruppen, die auf die Hydrolyse der Alkoxygruppen dieser Verbindungen zurück zuführen sind. In Abhängigkeit von den Reaktionsbedin gungen beinhaltet die Umsetzung zusätzlich zu den Dehy dratisierungsreaktion eine dealkoholisierende Kondensa tion. Falls die Verbindungen (1) oder (2) Halogenreste enthalten, wird die Reaktion zwischen (1) und (2) bewerkstelligt durch Dehydrohalogenierung.

Die Bedingungen, unter denen die Reaktion zwischen der Verbindung (1) und der Verbindung (2) durchgeführt wird, sind ebenfalls in der internationalen Patentan meldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 92/22615 auf der Seite 15, Zeile 23, bis Seite 18, Zeile 10, beschrieben.

Besonders bevorzugt werden als Komponente (a1) Polysi loxanmakromonomere mit 0,5 bis 1,5, im Mittel mit einer Methacryloylendgruppe und mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2.000 bis 5.000 eingesetzt.

Als Komponente (a1) geeignet sind ferner auch die im Handel unter den folgenden Namen erhältlichen Produkte: Polysiloxanmakromonomer AK 5 und AK 30 der Firma Toago sei Chemical Industries Co., Ltd. (in Deutschland ver treten durch die Firma Marubeni) sowie verschiedene, unter den Bezeichnungen TEGOMER® E-Si und TEGOMER® V-Si vertriebene Produkte der Firma Th. Goldschmidt.

Als Komponente (a2) werden Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Crotonsäure oder eine Mischung aus zwei oder mehrerer dieser Monomeren eingesetzt, wobei bevor zugt Acryl- und/oder Methacrylsäure eingesetzt werden.

Bevorzugt eingesetzte Acrylatcopolymerisate werden erhalten, wenn
die Komponente (a1) in einer Menge von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis weniger als 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%,
die Komponente (a2) in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-% und
die Komponente (a3) in einer Menge von 49,5 bis 98,5 Gew.-%, bevorzugt von 82 bis 97 Gew.-%,
eingesetzt wird, wobei die Summe der Komponenten (a1) bis (a3) jeweils 100 Gew.-% beträgt.

Die Polymerisation der Mischung (A) in Gegenwart der Komponente (B) kann in Substanz oder in einem organi schen Lösemittel bzw. einer Mischung aus organischen Lösemitteln durchgeführt werden. Die Polymerisation wird vorzugsweise in einem organischen Lösemittel oder einer Mischung aus organischen Lösemitteln, insbeson dere in unpolaren Lösemitteln mit einem Siedebereich zwischen 60 bis 100, vorzugsweise 65 bis 75°C bei Polymerisationstemperaturen von 60 bis 100°C, vorzugs weise 65 bis 80°C durchgeführt.

Als Beispiele für geeignete Lösemittel seien Solvent Naphtha®, Schwerbenzol, verschiedene Solvesso®-Typen, verschiedene Shellsol®-Typen und Deasol® sowie höher siedende aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwas serstoffe, wie z. B. verschiedene Testbenzine, Mineral terpentinöl, Tetralin und Dekalin sowie verschiedene Alkohole, Ether und Ester, wie z. B. Ethanol, Butylgly kol, 2-Methoxypropanol, n-Butanol, Methoxybutanol, n-Propanol, Ethylacetat, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonobutyl ether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylengly kolmonoethylether, Diethylenglykoldiethylether, Di ethylenglykolmonobutylether, 2-Hydroxypropionsäure ethylester und 3-Methyl-3-methoxybutanol sowie Derivate auf Basis von Propylenglykol, z. B. Ethylethoxypropio nat, Methoxypropylacetat und ähnliche, genannt.

Als Komponente (B) können im Prinzip alle bekannten Radikalbildner eingesetzt werden. Außerdem werden be vorzugt solche Radikalbildner eingesetzt, die bei der Polymerisationstemperatur eine Halbwertszeit aufweisen, die zwischen 15 und 180 Minuten liegt. Als Beispiele für einsetzbare Radikalbildner werden genannt: Dialkyl peroxide, wie z. B. Dicumylperoxid und Di-tert.-butyl peroxid, Peroxyester, wie z. B. tert.-Butylperoxyben zoat, tert.-Butylperoxyoctanoat, tert.-Butylperoxy acetat und tert.-Butylperoxyisobutyrat, Diacylperoxide, wie z. B. Benzoylperoxid und Acetylperoxid, und Radikal bildner auf Basis von Azoverbindungen, wie z. B. 2,2- Azobis (2-methylbutannitril). Es werden vorzugsweise Radikalbildner auf Basis von Perverbindungen einge setzt. Als Komponente (B) werden besonders bevorzugt Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylperethylhexanoat und tert.-Butylperacetat eingesetzt.

Ferner kann die Herstellung des Acrylatcopolymerisates ggf. in Gegenwart von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung (a1) bis (a3), eines oder mehrerer Kettenübertragungsmittels erfolgen. Als Beispiel für geeignete Verbindungen sei Isooctyl thioglycolat genannt.

Zur Herstellung des Polyacrylatharzes können mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt 100 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponente (a1) zusammen mit einem Teil des Lösemittels in die Vorlage gegeben und auf die jeweilige Polymeri sationstemperatur aufgeheizt werden. Die übrigen Mono meren werden dann bei der Polymerisationstemperatur gleichmäßig zudosiert. Werden als Komponente (a1) Poly siloxanmakromonomere mit einer geringen Reaktivität eingesetzt (Funktionalität < 2), so können ebenfalls mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt 100 Gew.-%, der Gesamt menge dieses Polysiloxanmakromonomers (a1) in die Vor tage gegeben. Die Polysiloxanmakromonomere können aber auch zusammen mit den übrigen Monomeren zugegeben werden.

Die so erhältlichen Acrylatcopolymerisate werden erfin dungsgemäß als Bindemittel in Lacken für die Beschich tung von Kunststoffolien eingesetzt. Diese Lacke ent halten üblicherweise 10 bis 30 Gew.-% des obenbeschrie benen Acrylatcopolymerisats (eingesetzt als Lösung in einem oder mehreren organischen Lösemitteln), bezogen auf Festharz und bezogen auf das Gesamtgewicht des Lackes.

Ferner enthalten diese Lacke üblicherweise noch 50 bis 90 Gew.-% organisches Lösemittel und 0 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Lackes, übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.

Als Beispiele für geeignete organische Lösemittel seien die bereits bei der Herstellung der Acrylatcopolymeri sate aufgeführten Lösemittel genannt.

Als Beispiele für geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe seien Verlaufsmittel, Stabilisatoren, Verdickungsmit tel, Antischaumittel, Pigmente, Füllstoffe genannt.

Beispielsweise können die Lacke unlösliche, fein dis pergierte anorganische Stoffe, wie Talkum, Siliciumdi oxid, z. B. das Handelsprodukt Syloid 63 FP der Firma Grace, enthalten.

Diese Lacke werden erfindungsgemäß insbesondere 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 Lack beschichtet. Der obenbeschriebene, erfindungsgemäß eingesetzte Lack (= Release Coat) wird dabei üblicherweise auf eine Druckfarbenschicht appli ziert. Der erfindungsgemäß eingesetzte Lack (= Release Coat) 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 hat er die Aufgabe, eine Migration der Druckfarbe zu verhindern.

Die in Rede stehenden Kunststoffolien können dabei entweder direkt beim Folienhersteller mit einer Druck farbe versehen werden oder aber - und dies ist der häufigere Weg - es erfolgt beim Folienhersteller zu nächst nur die Applikation des Siegellackes und die Druckfarbe (und somit auch der Release Coat) wird erst später beim Anwender der Kunststoffolie appliziert. In diesem zweiten Fall wird die Kunststoffolie beim Foli enhersteller zunächst mit dem Siegellack und mit einem wäßrigen Außenlack versehen, der ebenso wie der erfin dungsgemäß eingesetzte, obenbeschriebene Lack (= Relea se Coat) die Aufgabe hat, bei der, Lagerung und dem Transport der Folien auf Rollen ein Aneinanderhaften gegenüberliegender Folienschichten zu verhindern. Auf diesen wäßrigen Außenlack wird dann beim Anwender der Folie zunächst die Druckfarbe und anschließend der Release Coat appliziert. Unabhängig davon, wo die Be schichtung der Kunststoffolien mit der Druckfarbe er folgt, werden die bedruckten Kunststoffolien nach App likation der Druckfarbe mit dem obenbeschriebenen, erfindungsgemäß eingesetzten Lack versehen.

Daneben kommen insbesondere im Industriebereich auch unbedruckte Kunststoffolien zum Einsatz. In diesem Fall wird die Kunststoffolie auf der dem Siegellack gegen überliegenden Seite direkt ohne vorherige Applikation der Druckfarbe mit dem obenbeschriebenen, erfindungs gemäß eingesetzten Lack versehen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffolien wird vor dem Aufbringen des Siegellackes und ggf. des wäßrigen Außenlackes oder der Druckfarbe auf die Kunst stoffolien 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 abblättert 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 Kunststoffolien aufgetragen werden. Dabei kann die Konzentration des Polyethylenimins in der wäßrigen oder in der orga nischen Lösung beispielsweise 0,5 Gew.-% betragen. Geeignete Polyethylenimin-Primer sind beispielsweise 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 Siegellack, ggf. der wäßrige Lack und der Release Coat werden auf die Kunststoffolie in üblicher Weise, beispielsweise durch Gravurauftragung, Walzenauftragung, Eintauchen, Sprühen mit Hilfe des Tief- oder Flexodruckverfahren oder des Umkehrwalzenverfahrens (Reverse-Roll-Auftrags verfahren) aufgebracht. Der überschüssige Lack kann jeweils durch Abquetschwalzen oder Abstreichmesser entfernt werden.

Die Siegellacke 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 0,6 bis 1,6 g/m², abgelagert wird. Die wäßrigen Außenlacke 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. Die Druckfarben 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. Die erfindungsgemäßen Release Coats werden üblicherweise in einer solchen Menge aufgebracht, daß beim Trocknen eine glatte, gleichmäßig verteilte Schicht mit einem Gewicht von 1 bis 5 g/m², bevorzugt mit einem Gewicht von 2 bis 3 g/m², abgelagert wird.

Der durch den Release Coat auf der Kunststoffolie ge bildete Überzug wird ebenso wie die Siegellackschicht und wie die ggf. vorhandene Außenlackschicht getrennt oder zusammen mit der Siegellackschicht mit heißer Luft, Strahlungswärme oder durch irgendein anderes übli ches Mittel getrocknet.

Die zur Herstellung der Kunststoffolien eingesetzten Siegellacke sind 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 Beschichtung der Kunststoffolien eingesetzten wäßrigen Außenlacke sind ebenfalls bekannt und bei spielsweise in DE-A-24 40 112 und der DE-A-43 41 815 beschrieben.

Die zur nachfolgenden Bedruckung der Kunststoffolien eingesetzten Druckfarben sind ebenfalls bekannt.

Die obenbeschriebenen Lacke auf Basis des silikonmodi fizierten Acrylatcopolymerisates können aber auch für andere Anwendungszwecke über einer Druckfarbe appli ziert werden. Beispielsweise können sie auch über einer Druckfarbenschicht aufgebracht werden, die auf anderen Untergründen, wie z. B. Holz, appliziert wurde.

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. Herstellung der Acrylatcopolymerisate 1 bis 4

Die in Tabelle 1 angegebenen Mengen einer Mischung aus Ethylacetat und Ethanol und dem in Tabelle 1 angegebe nen Polysiloxanmakromonomer a1 werden in einem Polyme risationskessel aus Edelstahl mit Rührer, Rückfluß kühler, einem Monomerenzulauf und einem Initiatorzulauf eingewogen und auf die in Tabelle 1 angegebene Temperatur aufgeheizt. Beim Erreichen der Reaktionstem peratur wird mit dem Zulauf einer Mischung aus den in Tabelle 1 angegebenen Teilen Initiator und Lösemittel begonnen und diese Mischung innerhalb der angegebenen Zeit mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu der homo genen 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 Beendi gung des Initiatorzulaufs wird noch für die jeweils angegebene Zeit nachpolymerisiert. Dann wird gekühlt und mit der in Tabelle 1 angegebenen Menge Ethanol angelöst. Die so erhaltene Lösung des Acrylatcopoly merisats weist den jeweils angegebenen Gehalt an nicht flüchtigen Anteilen (1 h/130°C) und die jeweils angege bene Säurezahl auf.

Zusammensetzung und Parameter der Acrylatharze 1 bis 4

Erläuterungen zu Tabelle 1:
LM Vorl.: in Vorlage gegebene Menge Ethylacetat in Teilen
Anlösung: zum Anlösen nach der Nachpolymerisation verwendete Menge Ethanol in Teilen
LM Init.: in Initiatorzulauf gegebene Menge Ethyl acetat in Teilen
ABMBN: in Initiatorzulauf gegebene Menge 2,2- Azobis-(2-methylbutannitril) in Teilen
TBPEH: in Initiatorzulauf gegebene Menge tert.- Butylperethylhexanoat in Teilen
T Reakt.: Reaktionstemperatur in °C
Dauer Mon.: Dauer des Monomerenzulaufs in Stunden
Dauer Ini.: Dauer des Initiatorzulaufs in Stunden
Dauer Nach. : Dauer der Nachpolymerisationsphase in Stunden
MA: Menge Methylacrylat in Teilen (Prozenten, bezogen auf Monomermischung)
MMA: Menge Methylmethacrylat in Teilen (Prozen ten, bezogen auf Monomermischung)
MAS: Menge Methacrylsäure in Teilen (Prozenten, bezogen auf Monomermischung)
IOG: Menge Isooctylthioglycolat in Teilen (Prozenten, bezogen auf Monomermischung)
Siloxan: Menge in Teilen (Prozenten, bezogen auf Monomermischung) des handelsüblichen Polysiloxanmakromonomers der Formel

mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von ca. 2300 und 1 Doppelbindung pro Molekül
FK (%): Festkörpergehalt in % bei 60 min, 130°C
Vis.: Viskosität einer 50%igen Lösung des Acrylat copolymerisates in Ethanol in dPa.s bei 23°C SZ: Säurezahl in mgKOH/g

2. Herstellung der Release Coats 1 bis 4

Aus den in Tabelle 2 angegebenen Komponenten werden un ter Verwendung der Acrylatcopolymerisatlösungen 1 bis 4 die Release Coats 1 bis 4 hergestellt, indem mit Ethyl acetat auf einen Festkörpergehalt von 20% eingestellt wird.

3. Applikation der Release Coats 1 bis 4 und Prüfergeb nisse der resultierenden Beschichtungen

Zunächst wird auf mit einem Außenlack beschichtetes, orientiertes Polypropylen 33MW647 der Firma Mobil Plastics, Belgien, mit einer Drahtrakel eine handels übliche Flexodruckfarbe (Handelsprodukt Helioplastol HG A-2 der Firma BASF Drucksysteme GmbH) mit einer Naß filmschichtdicke von 6 Mikrometern aufgetragen und 30 s bei Raumtemperatur und anschließend 30 s bei 60°C Lufttemperatur in einem Helios-Laborofen getrocknet.

Auf die so erhaltene Druckfarbenschicht werden jeweils die Release Coats 1 bis 4 mit einer Drahtrakel in einer Naßfilmstärke von 12 Mikrometern aufgetragen und 30 s bei Raumtemperatur und anschließend 30 s bei 60°C Lufttemperatur in einem Helios-Laborofen getrocknet.

Von diesen lackierten Filmen 1 bis 4 wird die Blockbe ständigkeit gegen die mit Siegellack beschichtete Verpackungsfolie bestimmt, indem die mit dem jeweiligen Release Coat 1 bis 4 beschichtete Folie bei 3,5 bar und 50°C während einer Zeit von 2 Stunden verpreßt wird mit OPP-Folie aus orientiertem Polypropylen 33MW647 der Firma Mobil Plastics, Belgien, die beschichtet ist mit einem Siegellack gemäß DE-A-43 41 815, Beispiel 7.

Aus der Testoberfläche werden dann 25 mm breite Test streifen geschnitten und die Blockbeständigkeit wird dann anhand des Trenneffektes mit Hilfe eines Zug/Dehn- Meßgerätes bestimmt, wobei die Trennkraft in g/25 mm gemessen wird. In Tabelle 3 sind die Ergebnisse dieser Messung angegeben.

Ferner wird für alle Release Coats die Beeinflussung der Siegelbarkeit des Siegellackes untersucht, indem die mit dem jeweiligen Release Coat 1 bis 4 beschichtete Folie bei 3,5 bar und 50°C während einer Zeit von 70 h verpreßt wird mit dem Siegellack gemäß DE-A-43 41 815, Beispiel 7. Danach wird überprüft, ob sich die Siegel eigenschaften des Siegellacks geändert haben. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 dargestellt. Die Bewertung i.O. bedeutet dabei, daß keine Beeinflussung gefunden wurde.

Tabelle 3: Ergebnisse der Prüfung der Blockbeständigkeit und der Siegelfestigkeit

Claims

1. Kunststoffolie für die Herstellung von Verpackungs behältern, bei der eine Außenseite der Folie mit einem Siegellack und die gegenüberliegende Außen seite mit einem Lack auf Acrylatbasis beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der der Siegellackschicht gegenüberliegenden Seite aufge brachte Lack als Bindemittel ein Acrylatcopolyme risat enthält, das erhältlich ist, indem

(A) eine Mischung aus
- (a1) einem Polysiloxanmakromonomer mit einem zah lenmittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen pro Molekül oder ein Gemisch aus solchen Monomeren,
- (a2) Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Cro tonsäure oder einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Monomeren und
- (a3) einem von (a1) und (a2) verschiedenen, ethyle nisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung aus solchen ethylenisch ungesättigten Monomeren,
  in Gegenwart von
(B) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder ei ner Mischung aus Radikalbildnern

radikalisch polymerisiert werden, wobei die Menge der Komponente (a1) mehr als 0 und weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der einge setzten Monomeren (a1) bis (a3), beträgt.

2. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sie erhältlich ist, indem die Kompo nente (a1) in einer Menge von 0,5 bis weniger als 5 Gew.-%, die Komponente (a2) in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-% und die Komponente (a3) in einer Menge von 49,5 bis 98,5 Gew.-% eingesetzt wird, wo bei die Summe der Komponenten (a1) bis (a3) jeweils 100 Gew.-% beträgt und/oder die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) bis (a3) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) bis (a3) ein Polymer erhalten wird, das eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150°C aufweist.

3. Kunststoffolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß sie erhältlich ist, indem die Komponente (a1) in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-%, die Komponente (a2) in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-% und die Komponente (a3) in einer Menge von 82 bis 97 Gew.-% eingesetzt wird, wobei die Summe der Komponenten (a1) bis (a3) jeweils 100 Gew.-% beträgt.

4. Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhältlich ist, in dem als Komponente (al) ein oder mehrere Polysi loxanmakromonomere der folgenden Formel (I)
mit
R₁ = H oder CH₃
R₂, R₃, R₄, R₅ = gleiche oder verschiedene aliphatische Kohlenwasser stoffreste mit 1 bis 8 C- Atomen, insbesondere Methyl, oder Phenylrest oder OR' mit R' aliphatischer Kohlenwasser stoffrest mit 1-8 C-Atomen
m = 8 bis 80
oder ein oder mehrere Polysiloxanmakromonomere der folgenden Formel (II)
mit
R₁ = H oder CH₃
R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈ = gleiche oder verschiedene aliphatische Kohlenwasser stoffreste mit 1 bis 8 C-Atomen, insbesondere Methyl, oder Phenylrest
m = 8 bis 80
eingesetzt werden.

5. Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhältlich ist, in dem als Komponente (a1) ein oder mehrere Polysilox anmakromonomere der folgenden Formel eingesetzt werden:
mit m ≈ 30 oder 50.

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 Lack auf Acrylatbasis beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 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 gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien vor dem Aufbringen des Lackes auf der der Siegellackschicht gegenüberliegenden Seite mit einer Druckfarbe be schichtet werden.

9. Verpackungsbehälter aus Kunststoffolie, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9.

10. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Beschichtung auf einem Substrat, bei dem zunächst eine Druckfarbe und auf die Druckfarbe ein Lack auf Basis eines Acrylatharzes aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Druckfarbe appli zierte Lack ein Bindemittel enthält, das erhältlich ist, indem

radikalisch polymerisiert werden, wobei die Menge der Komponente (a1) mehr als 0 und weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der einge setzten Monomeren (a1) bis (a3), beträgt und bevor zugt die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) bis (a3) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Poly merisation der Mischung aus (a1) bis (a3) ein Poly mer erhalten wird, das eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150°C aufweist.