WO2013041649A1 - Use of an aqueous dispersion of biodegradable polyesters - Google Patents

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WO2013041649A1
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mol
paper
acid
weight
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PCT/EP2012/068584
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Liqun Ren
Gimmy Alex Fernandez Ramirez
Hermann Seyffer
Gabriel Skupin
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Basf Se
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Definitions

  • the present invention relates to the use of an aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester in the form of a coating for improving the barrier properties of packaging materials made of paper or cardboard, in particular packaging materials made of recycled paper or cardboard, compared to mineral oils.
  • the present invention also relates to a process for the preparation of barrier coatings on paper or board, in particular on recycled paper or board.
  • Paper and cardboard packaging is often made from recycled paper.
  • the recycled paper may contain mineral oil residues, e.g. B. from the commonly used for newspaper printing inks contain. Even at room temperature volatiles of these residues evaporate and beat in the case of food packaging on the packaged in the box food, such. As noodles, grits, rice or cornflakes, down. Most of the inner bags made from polymer films used today also do not provide adequate protection. Studies by the Cantonal Laboratory of Zurich have revealed significant levels of residual oil in food packaged in recycled paper packaging. The volatile mineral oil constituents are predominantly harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbon substances, in particular those having 15 to 25 C atoms.
  • Paper or paperboard packaging materials are often provided with a barrier coating to reduce penetration of the vegetable or animal fats or oils contained in food.
  • coatings based on water-based (meth) acrylate polymer dispersions for.
  • styrene-acrylate polymer dispersions described for paper and cardboard The polymers show good barrier properties against liquid oils and fats.
  • a good barrier action against liquid oils and fats does not necessarily have a good barrier action against volatile mineral oils, in particular with respect to gaseous mineral oils, eg. B. health-critical paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, especially those having 15 to 25 carbon atoms, given because it is different transport mechanisms for the substances passing through.
  • fats and oils differ from hydrocarbons, ie from mineral oil constituents in their polarity and thus in their diffusion behavior through barrier layers.
  • aqueous polyester dispersions of biodegradable polyester are known. The polyester dispersions are used inter alia for coating paper. Coatings produced in this way have a good barrier action against vegetable oils and fatty acids. A barrier effect against mineral oils, in particular volatile substances, is not mentioned.
  • the present invention relates to the use of aqueous dispersions of at least one biodegradable polyester, as defined herein and in the following, in the form of a coating to improve the barrier properties of paper or paperboard packaging material to mineral oils, especially volatile mineral oils, especially gaseous mineral oils , especially those having 15 to 25 carbon atoms, for. B. harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
  • the aqueous dispersions of the at least one biodegradable polyester are particularly suitable for the production of barrier coatings on paper or paper Cardboard produced from recycled paper and thus mineral oil residues, in particular volatile mineral oil residues, especially those with 15 to 25 carbon atoms, eg. For example, contain harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
  • a preferred embodiment of the invention relates to the use of aqueous dispersions of at least one biodegradable polyester, as defined herein and in the following, in the form of a coating to improve the barrier properties of paper or paperboard packaging material to mineral oils, the packaging material at least in part , was usually at least 30 wt .-% (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or completely made of mineral oil loaded recycled paper.
  • a preferred embodiment of the invention relates to the use of aqueous dispersions of at least one biodegradable polyester, as defined herein and in the following, in the form of a coating to improve the barrier properties of paper or paperboard to mineral oils, the Paper or the cardboard or the packaging material at least in part, generally at least 30 wt .-% (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or was completely made of mineral oil loaded recycled paper, in particular, such a packaging material intended for food packaging.
  • These include sales packaging, such as boxes or papers, but also consumer packaging, such as disposable tableware, z.
  • the coating according to the invention is located on at least one of the paper or board surfaces or on at least one surface of the packaging material. It can also be at least one, z. B. at least one or in particular two, of a plurality of layers of a multilayer coating of the paper, or the carton or the packaging material.
  • the coating according to the invention can be arranged directly on a surface of the flat carrier material (paper or cardboard). However, other layers may also be present between the carrier material and the coating according to the invention, eg. B. primer layers, other barrier layers or colored or black and white ink layers.
  • the coating according to the invention is preferably located on the inner side of the packaging material facing the packaged product.
  • a sufficient barrier effect is achieved if the coating has a coverage of at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solids per m 2 coated surface.
  • the coating preferably has a coating thickness in the range from 2 to 50 g / m 2 , in particular from 3 to 40 g / m 2 , especially from 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated surface.
  • the coating thickness is accordingly on average at least 1 ⁇ , often at least 2 ⁇ , in particular at least 3 ⁇ and especially at least 5 ⁇ , z. B. in the range of 2 to 50 ⁇ , in particular 3 to 40 ⁇ , especially 5 to 30 ⁇ .
  • a specific embodiment of the invention relates to the use for coating cardboard, in particular cardboard, which at least in part, as a rule at least 30 wt .-% (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt. -% or completely made from mineral oil loaded recycled paper.
  • the coating usually has a coverage of at least 2 g / m 2 , often at least 3 g / m 2 , especially at least 4 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated cardboard top - surface, up.
  • the coating preferably has a coating thickness in the range of 3 to 50 g / m 2 , in particular 4 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated board surface.
  • the coating thickness is accordingly on average at least 2 ⁇ , often at least 3 ⁇ , in particular at least 4 ⁇ and especially at least 5 ⁇ , z. B. in the range of 2 to 50 ⁇ , in particular 3 to 40 ⁇ , especially 5 to 30 ⁇ .
  • a further embodiment of the invention relates to the use for coating paper, in particular paper, which is at least partially, as a rule at least 30% by weight (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or made entirely of mineral oil-loaded recycled paper.
  • the coating has a coating thickness of generally at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , in particular at least 3 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated paper surface on.
  • the coating preferably has a coating thickness in the range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 2 to 25 g / m 2 , especially 3 to 20 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated paper surface.
  • the coating thickness is accordingly on average at least 1 ⁇ , often at least 2 ⁇ , in particular at least 3 ⁇ , z. B. in the range of 12 to 30 ⁇ , in particular 2 to 25 ⁇ , especially 3 to 20 ⁇ .
  • the coating of the invention may be one or more preferably, for. B. two, three, four or five, arranged on each other layers, which were prepared using the aqueous polyester dispersion.
  • the thickness of the individual layers of the coating will generally amount to at least 0.5 g / m 2 , often at least 1 g / m 2 , in particular at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and is typically in the Range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 1 to 25 g / m 2 , especially 2 to 20 g / m 2 or 2 to 12 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated surface.
  • the coating according to the invention at least two, in particular two, three, four or five and especially two or three layers arranged on one another, which have been produced using the aqueous polyester dispersion.
  • biodegradability means that the polyesters disintegrate in a reasonable and detectable period of time.
  • the degradation is usually hydrolytic and is mainly caused by the action of microorganisms such as bacteria, yeasts, fungi and algae or by the hydro- rolases contained therein.
  • the biodegradability can be z. B. determine by mixing polyester with compost and stored for a certain time.
  • C0 2 -free air is allowed to flow through ripened compost during composting and subjected to a defined temperature program.
  • biodegradability is defined as the ratio of the net CO 2 release of the sample (after subtraction of CO 2 release by the compost without sample) to the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample).
  • Biodegradable polyester usually show after a few days of composting significant degradation phenomena such as fungal growth, crack and hole formation. Such polyesters are known to those skilled in the art and are commercially available.
  • the polyesters contained in the aqueous dispersions are typically insoluble in water and are therefore present in the form of particles in the dispersion used according to the invention.
  • the weight-average particle diameter of the polymer particles (weight average, determined by light scattering) in these dispersions will generally not exceed 10 ⁇ m, often 5 ⁇ m, in particular 2000 nm, especially 1500 nm and is typically in the range from 50 nm to 10 ⁇ , often in the range of 100 nm to 5 ⁇ , in particular in the range of 150 to 2000 nm, especially in the range of 200 to 1500 nm.
  • less than 90 wt .-% of the polymer particles have a particle diameter of 10 ⁇ , in particular 5 ⁇ and especially 2 ⁇ not exceed.
  • the determination of the particle size is carried out in a conventional manner by light scattering on dilute dispersions (0.01 to 1 wt .-%).
  • Biodegradable polyesters are, for example, the polyesters from the groups of aliphatic polyesters, aliphatic copolyesters, aliphatic-aromatic copolyester. Also suitable are blends of the aforementioned biodegradable polyesters with one another or blends with other, biodegradable, preferably water-insoluble polymers, eg. As starch or polyalkylene.
  • Blends are blends of at least one aliphatic copolyester with at least one polymer from the group starch, polyalkylene and aliphatic polyesters such as polylactic acid or polyhydroxyalkanoates and blends of at least one aliphatic-aromatic copolyester with at least one polymer from the group starch, polyalkylene and aliphatic polyesters such as polylactic acid or polyhydroxyalkanoates.
  • the proportion of the biodegradable polyester will be at least 30% by weight, in particular at least 40% by weight, based on the total solids content of the dispersion.
  • those dispersions are used in which the polyester is the sole water-insoluble, ie dispersed, polymer constituent or the proportion of the biodegradable polyester is at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight, based on the total solids content of the dispersion, is.
  • those dispersions are used which contains, in addition to the biodegradable polyester, at least one further water-insoluble, ie dispersed, polymer constituent, which is preferably likewise biodegradable.
  • the proportion of the biodegradable polyester will then generally be from 30 to 90% by weight, in particular from 40 to 80% by weight, based on the total solids content of the dispersion.
  • the proportion of the dispersed polymer component other than the polyester is then usually from 10 to 70% by weight, in particular from 20 to 60% by weight, based on the total amount of the polymers dispersed in the dispersion.
  • Suitable further dispersed polymer constituents which may be included in the dispersion together with the polyester are also preferably biodegradable and selected, for example, from starch and polyalkylene carbonates.
  • the polyesters contained in the dispersions used according to the invention typically have a number average molecular weight MN in the range from 5000 to 1,000,000 daltons, in particular in the range from 8,000 to 800,000 daltons and especially in the range from 10,000 to 500,000 daltons.
  • the weight-average molecular weight Mw of the polymer is typically in the range of 20,000 to 500,000 daltons, often in the range of 30,000 daltons to 4,000,000 daltons, and more preferably in the range of 40,000 to 2,500,000 daltons.
  • the polydispersity index MW / MN is generally at least 2 and is often in the range from 3 to 20, in particular in the range from 5 to 15. Molecular weight and polydispersity index can be determined, for example, by gel permeation chromatography (GPC) according to DIN 55672-1 ,
  • the viscosity number of the polyesters which is indirectly a measure of the molecular weight, is typically in the range of 50 to 500 ml / g, often in the range of 80 to 300 ml / g and especially in the range of 100 to 250 ml / g (determined according to EN ISO 1628-1 at 25 ° C on a 0.5 wt .-% solution of the polymer in o-dichlorobenzene / phenol (1: 1 w / w)).
  • the polyesters contained in the dispersions used according to the invention may be amorphous or partially crystalline.
  • the polyester contained in the dispersion is essentially unbranched, ie the degree of branching generally has a value of ⁇ 0.005 mol / kg, in particular ⁇ 0.001 mol / kg and especially ⁇ 0.0005 mol / kg ,
  • the polyester is branched, wherein the degree of branching preferably does not exceed a value of 1 mol / kg, in particular 0.5 mol / kg and especially 0.3 mol / kg.
  • the degree of branching is understood to mean the number of monomer units condensed in which more than two, e.g. B. three, four, five or six suitable for condensation functional groups that react with carboxylic acid or hydroxyl groups under bond formation, for.
  • the polyester has a degree of branching of generally 0.0005 to 1 mol / kg, preferably 0.001 to 0.5 mol / kg, and more preferably 0.005 to 0.3 mol / kg.
  • the biodegradable polyester is selected from the group of aliphatic polyesters, aliphatic copolyesters, aliphatic-aromatic copolyesters and mixtures thereof.
  • An aliphatic polyester is understood as meaning a polyester which is composed exclusively of aliphatic monomers.
  • An aliphatic copolyester is understood as meaning a polyester which is composed exclusively of at least two, in particular at least three, aliphatic monomers, the acid component and / or the alcohol component preferably comprising at least two mutually different monomers.
  • An aliphatic-aromatic copolyester is understood as meaning a polyester which is composed both of aliphatic monomers and of aromatic monomers, wherein the acid component preferably comprises at least one aliphatic acid and at least one aromatic acid.
  • polylactides polylactic acid
  • polycaprolactone block copolymers of polylactide with P0IV-C2-C4-alkylene glycol
  • block copolymers of polycaprolactone with poly-C2-C4-alkylene glycol and the copolyesters defined below consist of at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and at least one aliphatic or cycloaliphatic diol component and, if appropriate, further components.
  • polylactides is to be understood as meaning polycondensation products of lactic acid. Suitable polylactides are described in WO 97/41836, WO 96/18591,
  • the degree of polymerization n in formula (B) is in the range from 1000 to 4000, preferably from 1500 to 3500 and more preferably from 1500 to 2000 (number average).
  • the average molecular weights (number average) of these products are in the range of 71,000 to 284,000 g / mol according to the degree of polymerization.
  • Suitable polylactides are for. Available from Cargill Dow LLC (eg PLA Polymer 404ID, PLA Polymer 4040D, PLA Polymer 4031D, PLA Polymer 2000D or PLA Polymer 1 100) or from Mitsui Chemicals (Lactea).
  • block copolymers are marketed, for example, by Aldrich (eg, product number 659649). These are polymers comprising polylactide blocks and poly-C 2 -C 4 -alkylene oxide blocks.
  • Such block copolymers are z. B. by condensation of lactic acid or by ring-opening polymerization of lactic acid lactone (A) in the presence of poly-C2-C4-alkylene glycols available.
  • Biodegradable polyesters suitable according to the invention are also polycaprolactones.
  • polycaprolactones By those skilled in the art means polymers which are described by the formula D shown below, where n is the number of repeating units in the polymer, d. H. means the degree of polymerization.
  • the degree of polymerization n in formula (D) is in the range of 100 to 1000, preferably 500 to 1000 (number average).
  • the number average molecular weights of these products are in the range of 10,000 g / mol to corresponding degree of polymerization
  • Particularly preferred polymers of the formula (D) have average molar masses (number average) of 50,000 g / mol (CAPA 6500), 80,000 g / mol (CAPA 6800) and 100,000 g / mol (CAPA FB 100).
  • Polycaprolactones are generally prepared by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone (compound C) in the presence of a catalyst.
  • Polycaprolactones are available from Solvay under the designation CAPA polymers, e.g. CAPA 6100, 6250, 6500 or CAPA FB 100, commercially available.
  • Such polymers may, for. B. by polymerization of caprolactone in the presence of polyalkylene glycols, for example, analogously to the Macromolecules 2003, 36, pp 8825- 8829 described method can be prepared.
  • Biodegradable polyesters which are suitable according to the invention are in particular copolyesters which are synthesized from at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and at least one aliphatic or cycloaliphatic diol component and optionally further components.
  • the polymer to be dispersed according to the invention is an aliphatic or aliphatic-aromatic copolyester which is essentially composed of:
  • At least one diol component B selected from aliphatic and cycloaliphatic diols and mixtures thereof;
  • component A optionally one or more compounds D, the at least three, z.
  • aliphatic copolyesters are understood to mean those copolyesters which contain, as component A, exclusively component a1).
  • aliphatic-aromatic copolyesters are understood as meaning those copolyesters which contain as component A both the component a1) and the component a) and optionally a3) in a condensed form.
  • the statements in% by weight based on the ester-forming constituents refer to the constituents of the components A, B, C and D in a condensed form and thus to the total mass of the polyester and not to the amounts used to prepare the polyester, unless otherwise stated.
  • the acid component A preferably comprises
  • a2) 0 to 70 mol%, in particular 10 to 65 mol% or 10 to 60 mol% of at least one aromatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative or mixtures thereof,
  • aqueous dispersions of copolyesters are used whose acid component A comprises the following constituents:
  • a3) 0 to 5 mol%, in particular 0 to 3 mol% or 0 to 2 mol%, of one or more aromatic dicarboxylic acids which have at least one sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof the molar percentages of components a1), a2) and a3) together amount to 100%.
  • the acid component A may contain small amounts of a sulfonated aromatic dicarboxylic acid z.
  • a sulfonated aromatic dicarboxylic acid z As sulfoisophthalic acid or a salt thereof, condensed, wherein the proportion of sulfonated carboxylic acid usually not more than 5 mol%, often not more than 3 mol%, in particular not more than 2 mol% is and z.
  • B in the range of 0.1 to 5 mol% or 0.1 to 3 mol% or 0.2 to 2 mol%, based on the total amount of compounds of component A.
  • the amount of sulfonated carboxylic acids is less than 1 mol%, in particular less than 0.5 mol%, based on the component A.
  • such copolyesters have from 0.01 to 0 , 2 mmol / g, in particular 0.05 to 0.15 mmol / g sulfonic acid groups. In a further embodiment of the invention, such copolyesters have less than 0.05 mmol / g, in particular less than 0.01 mmol / g sulfonic acid groups.
  • the proportion of diol component B is 98 to 102 mol%, in particular 99 to 101 mol%, based on the total amount of components a1), a2) and optionally a3).
  • the polyester-forming constituents contain not more than 2% by weight, in particular not more than 1% by weight, based on the total weight of the polyester, of one or more further bifunctional compounds C which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds.
  • polyester-forming constituents contain not more than 2% by weight, in particular not more than 1% by weight, based on the total weight of the polyester, of one or more compounds D which are at least three , z. B. have three, four or five functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds.
  • components a1), a2), a3) and b) in particular comprise 96 to 100% by weight, in particular 98 to 100% by weight, of such copolyesters.
  • aqueous dispersions of partially aromatic or aliphatic-aromatic copolyesters which are characterized by the following composition:
  • a2) 20 to 40 mol%, often 20 to 35 mol%, in particular 25 to 34 mol%, based on the total amount of components a1) and a2), terephthalic acid or their ester-forming derivatives or mixtures thereof;
  • the components a1), a2) and b) 80 to 99.8 wt .-%, in particular 90 to 99.7 wt .-%, and especially 95 to 99.6 wt .-% of the polyester make up.
  • Aliphatic dicarboxylic acids a1) which are suitable according to the invention generally have 2 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 8 and in particular 6 carbon atoms. They can be both linear and branched.
  • the cycloaliphatic dicarboxylic acids which can be used in the context of the present invention are as a rule those having 7 to 10 carbon atoms and in particular those having 8 carbon atoms. In principle, however, it is also possible to use dicarboxylic acids having a larger number of carbon atoms, for example having up to 30 carbon atoms.
  • malonic acid succinic acid, glutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, suberic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid , 1, 3-cyclohexanedicarboxylic acid, diglycolic acid, itaconic acid, maleic acid and 2,5-Norbornandicarbonklare.
  • ester-forming derivatives of the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids which are likewise usable are the di-C 1 to C 6 alkyl esters, such as dimethyl, diethyl, di-n-propyl, diisopropyl, di-n butyl, di-iso-butyl, di-t-butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl esters.
  • Anhydrides of dicarboxylic acids can also be used.
  • Preferred dicarboxylic acids are succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and brassylic acid and their respective ester-forming derivatives or mixtures thereof. Particularly preferred are adipic acid, sebacic acid or succinic acid and their respective ester-forming derivatives or mixtures thereof.
  • the aromatic dicarboxylic acids a2 are generally those having 8 to 12 carbon atoms and preferably those having 8 carbon atoms. Examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthoic acid and 1, 5-naphthoic acid and ester-forming derivatives thereof.
  • the D1-C1-C6 alkyl esters, z As dimethyl, diethyl, diethyl, di-n-propyl, diisopropyl, di-n-butyl, di- iso-butyl, di-t-butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl ester.
  • the anhydrides of the dicarboxylic acids a2 are also suitable ester-forming derivatives. In principle, however, it is also possible to use aromatic dicarboxylic acids a2 having a larger number of carbon atoms, for example up to 20 carbon atoms.
  • the aromatic dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives a2 may be used singly or as a mixture of two or more thereof. Particularly preferred is terephthalic acid or its ester-forming derivatives such as dimethyl terephthalate used.
  • the sulfonated aromatic dicarboxylic acids and their ester-forming derivatives are typically derived from the aforementioned non-sulfonated aromatic dicarboxylic acids and carry one or two sulfonic acid groups.
  • the diols B are selected from branched or linear alkanediols of 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 8 or more preferably 6 carbon atoms, or cycloalkanediols of 5 to 10 carbon atoms.
  • alkanediols examples include ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, 1, 2-butanediol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1, 3 diol, 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl 1, 6-hexanediol, in particular ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol and 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol (neopentyl glycol); Cyclopentanediol, 1, 4-cyclohexanediol, 1, 2-cyclohexanedi
  • the diol component B is preferably selected from C 2 -C 12 -alkanediols and mixtures thereof. Preference is given to 1, 3-propanediol and in particular
  • component B can be used in excess.
  • the molar ratio of the components A used to B in the range from 0.4: 1 to 1, 1: 1, preferably in the range of 0.6: 1 to 1, 05: 1 and in particular in the range of 0 , 7: 1 to 1, 02: 1.
  • the molar ratio of the component A incorporated in the polymer to the component B incorporated in the polymer is preferably in the range from 0.8: 1 to 1:01: 1, preferably in the range from 0.9: 1 to 1: 1, and in particular in the range of 0.99: 1 to 1: 1.
  • the polyesters may contain further bifunctional components C in condensed form.
  • These bifunctional compounds have two functional groups which react with carboxylic acid groups or preferably hydroxyl groups to form bonds.
  • Examples of functional groups, wel- surface with OH groups, are in particular isocyanate groups, epoxy groups, oxazoline groups, carboxyl groups in free or esterified form and amide groups.
  • Functional groups which react with carboxyl groups are in particular hydroxyl groups and primary amino groups. These are in particular so-called bifunctional chain extenders, in particular the compounds of groups c3) to c7).
  • the components C include: c1) dihydroxy compounds of the formula I.
  • A is a C2-C4-alkylene unit such as 1,2-ethanediyl, 1,2-propanediyl,
  • Aminocarboxylic acids for example, are selected from natural amino acids, polyamides having a molecular weight of at most 18000g / mol, obtainable by polycondensation of a dicarboxylic acid having 4 to 6 carbon atoms and a diamine having 4 to 10 carbon atoms, compounds of formulas IV a and IVb
  • R 3 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 8 -cycloalkyl, phenyl which is unsubstituted or monosubstituted or substituted by C 1 -C 4 -alkyl groups or is tetrahydrofuryl;
  • component c1 are diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetrahydrofuran (polyTHF), particularly preferably diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol, mixtures of which or compounds having different alkylene units A (see formula I),
  • the latter are obtainable, for example, by polymerization according to known methods of first ethylene oxide and subsequently propylene oxide.
  • the molecular weight (number average M n ) of the polyethylene glycol is usually selected in the range from 250 to 8000, preferably from 600 to 3000 g / mol. According to one embodiment, for example, 80 to 99.8, preferably 90 to 99.5 mol% of the diols B and 0.2 to 20, preferably 0.5 to 10 mol% of the dihydroxy compounds c1, based on the molar Amount of B and c1, used for the preparation of copolyesters.
  • Examples of preferred components c2 are glycolic acid, D-, L-, D, L-lactic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, their cyclic derivatives such as glycolide (1,4-dioxane-2,5-dione), D-, L-dilactide ( 3,6-dimethyl-1, 4-dioxane-2,5-dione), p-hydroxybenzoic acid and also their oligomers and polymers such as 3-polyhydroxybutyric acid, polyhydroxyvaleric acid, polylactide (for example as EcoPLA® (from Cargill)) ) and a mixture of 3-polyhydroxybutyric acid and polyhydroxyvaleric acid (the latter being available under the name Biopol® from Zeneca).
  • glycolic acid D-, L-, D, L-lactic acid, 6-hydroxyhexanoic acid
  • their cyclic derivatives such as glycolide (1,4-dioxane-2,5-dione), D-, L-dilact
  • copolyesters are the low molecular weight and cyclic derivatives thereof.
  • the hydroxycarboxylic acids, or their oligomers and / or polymers can be used, for example, in amounts of from 0.01 to 20, preferably from 0.1 to 10,% by weight, based on the amount of A and B.
  • Preferred components c3 are amino-C2-C6-alkanols such as 2-aminoethanol,
  • Preferred components c4) are diamino-C 4 -C 6 -alkanes, such as 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane and 1,6-diaminohexane.
  • bisoxazolines are 2,2'-bis (2-oxazoline), bis (2-oxazolinyl) methane, 1, 2-bis (2-oxazolinyl) ethane, 1, 3-bis (2-oxazolinyl) propane or 1,4-bis (2-oxazolinyl) butane, 1,4-bis (2-oxazolinyl) benzene, 1,2-bis (2-oxazolinyl) benzene or 1,3-bis (2-oxazolinyl) called benzene.
  • Bisoxazolines of general formula III are generally obtainable by the process of Angew. Chem. Int. Edit, Vol. 11 (1972), pp. 287-288.
  • up to 20 mole% c3, e.g. B. 0.5 to 20 mol% c3, up to 20 mol%, z. B. 0.5 to 20 mol% c4, and up to 20 mol%, z. B. 0.5 to 20 mol% c5, in each case based on the sum of the molar amounts of components B, c3, c4 and c5, are used.
  • natural aminocarboxylic acids can be used. These include valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine, tryptophan, lysine, alanine, arginine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glycine, histidine, proline, serine, tyrosine, asparagine or glutamine.
  • Preferred aminocarboxylic acids of the general formulas IVa and IVb are those in which s is an integer from 1 to 1000 and t is an integer from 1 to 4, preferably 1 or 2 and T is selected from the group consisting of phenylene and - (Chkju-, wherein u is 1, 5 or 12.
  • c6 can also be a polyoxazoline of the general formula V.
  • component c6 can also be a mixture of different aminocarboxylic acids and / or polyoxazolines.
  • c6 can be used in amounts of from 0.01 to 20, preferably from 0.1 to 10,% by weight, based on the total amount of components A and B.
  • aromatic diisocyanates are toluylene-2,4-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate or xylylene diisocyanate.
  • aliphatic diisocyanates are, above all, linear or branched alkylene diisocyanates or cycloalkylene diisocyanates having 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, eg. B. 1, 6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or methylene bis (4-isocyanatocyclohexane).
  • Further suitable components c7 are tri (4-isocyanatophenyl) methane and the cyanurates, uretdiones and biurets of the abovementioned diisocyanates.
  • the component c7 in amounts of from 0.01 to 5, preferably 0.05 to 4 mol%, particularly preferably 0.1 to 4 mol% based on the sum of the molar amounts of A and B used .
  • Other components which may optionally be used to prepare the polyesters include compounds D which contain at least three groups / functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds.
  • functional groups which react with OH groups are, in particular, isocyanate groups, epoxide groups, oxazoline groups, carboxyl groups in free or esterified form and amide groups.
  • Functional groups which react with carboxyl groups are in particular hydroxyl groups and primary amino groups. Such compounds are also referred to as crosslinkers.
  • biodegradable copolyesters with a structural viscosity can be built up.
  • the rheological behavior of the melts improves;
  • the biodegradable copolyesters are easier to process, for example, better by melt consolidation to remove films.
  • the compounds D act scherentzä- Hend, ie the viscosity under load is lower.
  • the compounds D preferably contain three to ten, z. , Three, four, five or six, functional groups capable of forming ester bonds.
  • Particularly preferred compounds D have three to six functional groups of this kind in the molecule, in particular three to six hydroxyl groups and / or carboxyl groups.
  • Examples include: polycarboxylic acids and hydroxycarboxylic acids such as tartaric acid, citric acid, malic acid; trimesic; Trimellitic acid, anhydride; Pyromellitic acid, dianhydride and hydroxyisophthalic acid and polyols such as trimethylolpropane, trimethylolethane; Pentaerythritol, polyether triols and glycerine.
  • Preferred compounds D are polyols, preferably trimethylolpropane, pentaerythritol and especially glycerol.
  • the compounds D are, if desired, usually in amounts of 0.0005 to 1 mol / kg, preferably 0.001 to 0.5 mol / kg and in particular 0.005 to 0.3 mol / kg, based on the total amount of components A, B. , C and D, or on the total weight of the polyester used. If desired, the compounds D are preferably 0.01 to 5% by weight, in particular 0.05 to 3% by weight and in particular 0.1 to 2% by weight, especially 0.2 to 2% by weight. %, based on the total amount of components A, B, C and D, or on the total weight of the polyester used.
  • bi- or polyfunctional epoxides for the preparation of the copolyesters which are preferred according to the invention (component E).
  • Suitable bi- or polyfunctional epoxides are, in particular, epoxide-group-containing copolymers based on styrene, acrylates and / or methacrylates.
  • the epoxy groups bearing units are preferably glycidyl (meth) acrylates.
  • Copolymers having a glycidyl methacrylate content of greater than 20, particularly preferably greater than 30 and especially preferably greater than 50% by weight, of the copolymer have proved to be advantageous.
  • the epoxide equivalent weight (EEW) in these polymers is preferably Example 150 to 3000 and particularly preferably 200 to 500 g / equivalent.
  • the weight average molecular weight Mw of the polymers is preferably from 2,000 to 25,000, in particular from 3,000 to 8,000.
  • the number average molecular weight M n of the polymers is preferably from 400 to 6,000, in particular from 1,000 to 4,000.
  • the polydispersity (Q) is generally between 1 .5 and 5 epoxy groups, copolymers of the above type are sold for example by BASF Resins BV under the trademark Joncryl ® ADR. Particularly suitable as component E Joncryl ® ADR 4368.
  • the component E is most commonly used as a chain. With regard to the quantity, the statements made above for component E, in particular for components c2), c3), c4), c5) and c6), apply.
  • copolyesters are partially known, for. Example, from EP-A 488 617, W096 / 15173 and WO 04/67632, or can be prepared by methods known per se. More preferably, the copolyesters are prepared by the continuous process described in EP Publ. No. 08154541.0.
  • the synthesis of the copolyesters described is carried out according to a first embodiment in a two-stage reaction cascade.
  • the dicarboxylic acids or their derivatives A are first reacted together with component B and optionally D in the presence of an esterification catalyst (or when the carboxylic acids A are used in the form of their esters, in the presence of a transesterification catalyst) to give a prepolyester.
  • This prepolyester generally has a viscosity number (CV) of 50 to 100 ml / g, preferably 60 to 90 ml / g.
  • the catalysts used are usually zinc, aluminum and in particular titanium catalysts.
  • Titanium catalysts such as tetra (isopropyl) orthotitanate and in particular tetrabutyl orthotitanate (TBOT) have the advantage over the tin, antimony, cobalt and lead catalysts frequently used in the literature, such as tin dioctanoate, that residual amounts of catalyst remaining in the product or secondary products of the catalyst are less toxic. This fact is particularly important in the case of biodegradable polyesters, since, for example, they are released directly into the environment as composting bags or mulch films.
  • the polyesters according to the invention are optionally subsequently chain-extended according to the processes described in WO 96/15173 and EP-A 488 617.
  • the prepolyester is, for example, chain extenders C), z. B. with diisocyanates or with epoxy-containing polymethacrylates in a chain extension reaction to a polyester with a VZ of 60 to
  • component A is first condensed in the presence of an excess of component B and optionally D together with the catalyst. Subsequently, the melt of the prepolyester thus obtained, usually at an internal temperature of 200 to 250 ° C, while releasing distilled diol to the desired viscosity with a viscosity number (VZ) of 60 to 450 mL / g and preferably 80 to 250 mL / g condensed. This condensation is usually carried out within 3 to 6 hours at reduced pressure. If appropriate, a reaction with the chain extender of component D is also carried out hereinafter. More preferably, the copolyesters are prepared by the continuous process described in EP Publ. No. 08154541.0.
  • the product obtainable from 2.) - preferably in a cage reactor - polycondensed up to a viscosity number according to DIN 53728 of 70 to 130 mL / g and optionally
  • the product obtainable from 3.) is continuously converted to a viscosity number according to DIN 53728 of 80 to 250 ml / g in a polyaddition reaction with a chain extender in an extruder, a list reactor or a static mixer.
  • the copolyesters of the invention may also be prepared in a batch process.
  • the components A, B and optionally D are mixed in any metering order and condensed to form a prepolyester.
  • a polyester can be adjusted with the desired viscosity number.
  • the preferred copolyesters generally have a number average molecular weight MN in the range from 5000 to 1,000,000 daltons, in particular in the range from 8,000 to 800,000 daltons and especially in the range from 10,000 to 500,000 daltons.
  • the weight-average molecular weight M w of the copolyesters preferred according to the invention is generally in the range from 20,000 to 500,000 daltons, often in the range from 30,000 Daltons to 4,000,000 Daltons, and more particularly in the range of 40,000 to
  • the polydispersity index MW / MN is generally at least 2 and is often in the range of 3 to 25, in particular in the range of 5 to 20.
  • the copolyesters are partially crystalline and have a melting point or melting range in the range of 80 to 170 ° C, in particular in the range of 90 to 150 ° C.
  • the viscosity number of the copolyesters is typically in the range of 50 to 500 ml / g, often in the range of 80 to 300 ml / g and in particular in the range of 100 to 250 ml / g (determined according to EN ISO 1628-1 at 25 ° C on a 0.5% strength by weight solution of the polymer in o-dichlorobenzene / phenol (1: 1 w / w)).
  • the preferred copolyesters are on the one hand by a high melt viscosity ⁇ , which at 180 ° C usually at least 60 Pa-s, often at least 80 Pa-s, in particular at least
  • the copolyesters preferably have substantially no functional groups which impart water solubility to the polymers. Accordingly, the number of sulfonic acid groups in the copolyester is generally less than 0.1 mmol / g, in particular less than 0.05 mmol / g or less than 0.01 mmol / g of polymer.
  • the aqueous dispersions of the copolyester generally have a solids content in the range from 10 to 60% by weight, in particular in the range from 20 to 55% by weight and especially in the range from 30 to 50% by weight.
  • the viscosity of the dispersions according to the invention determined according to Brookfield, at 20 ° C at a value of at most 5 Pa-s, often at a maximum of 2 Pa-s, z. B. in the range of 10 to 5000 mPa-s, in particular in the range of 50 to 2000 mPa-s (measured using a Brookfield viscometer at 20 ° C, 20 rpm, spindle 4).
  • the aqueous dispersion generally contains at least one surface-active substance for stabilizing the polymer particles dispersed in the dispersion.
  • the proportion of surface-active substances will generally not exceed 20% by weight, based on the total solids content, and is typically in the range from 0.1 to 20% by weight and frequently in the range from 0.2 to 10% by weight. , based on the total solids content.
  • Suitable surfactants include polymeric surfactants having molecular weights in excess of 2000 daltons (number average), e.g.
  • the surfactants may be cationic, anionic or neutral.
  • the aqueous dispersion medium contains at least one protective colloid, for example a neutral, anionic or cationic protective colloid, optionally in combination with one or more emulsifiers.
  • protective colloids are water-soluble polymers such as
  • neutral protective colloids for example polysaccharides, e.g. B. water-soluble
  • Starches, starch derivatives and cellulose derivatives such as methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, furthermore polyvinyl alcohols, including partially saponified polyvinyl acetate with a degree of saponification of preferably at least 40%, in particular at least 60%, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycols, graft polymers of
  • anionic water-soluble polymers whose polymer backbone has a multiplicity of carboxyl groups, sulfonic acid groups or sulfonate groups and / or phosphonic acid groups or phosphonate groups, for example carboxymethylcellulose, homo- and copolymers of ethylenically unsaturated monomers which are at least 20% by weight, based on the total amount of the monomers, at least one ethylenically unsaturated monomer which contains at least one carboxyl group, sulfonic acid group and / or phosphonic acid group in copolymerized form, and their salts, in particular the
  • water-soluble polymers are usually in the aqueous usually bound to the polymer backbone sulfonic acid groups in the salt form, d. H. as sulfonate groups, and the phosphonic acid groups accordingly as
  • alkali metal and alkaline earth metal ions such as sodium ions, eg the chlorides
  • anionic or cationic modified starches examples include carboxymethylated starches and n-octenylsuccinyl-modified starch, for example as available as products from the company Cargill (CEmCap / CEmTex / CDeliTex n-octenylsuccinylated starches);
  • cationically modified starches are starches modified with 2-hydroxy-3- (trimethylammonium) propyl groups, e.g. B.
  • Starches which are obtainable by reacting conventional starches with A / - (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethyl ammonium chloride (CHPTAC), and which preferably have a substituent. degree of completion of 0.02 to 0.1. Examples of these are the products Hi-Cat 21370 from Roquette and Perlcore 134P from Lyckeby.
  • anionic water-soluble polymers whose polymer backbone has a multiplicity of carboxyl groups, sulfonic acid or sulfonate groups and / or phosphonic acid or phosphonate groups include, for example:
  • monoethylenically unsaturated monocarboxylic acids having 3 to 6 carbon atoms hereinafter monoethylenically unsaturated C3-C6 monocarboxylic acids
  • Copolymers of monoethylenically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acids with neutral monomers such as, for example, vinylaromatics, such as styrene, C 1 -C 10 -alkyl esters of monoethylenically unsaturated C 3 -C 6 monocarboxylic acids and / or C 4 -C 6 -dicarboxylic acids, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, Propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, hydroxy ethyl ester, especially hydroxyethyl and hydroxypropyl esters of the neutral
  • Homo- and copolymers of monoethylenically unsaturated sulfonic acids such as vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 2-acryloxyethanesulfonic acid, 2-Acryloxypropansulfonklare etc. and their copolymers with the aforementioned neutral monomers, and the salts of the aforementioned homopolymers and copolymers , in particular the alkali metal and ammonium salts;
  • the proportion of the neutral comonomers in the aforementioned copolymers usually will not exceed a proportion of 80% by weight, in particular 70% by weight, based on the total amount of the monomers constituting the copolymer.
  • water-soluble copolyesters the aromatically bound sulfonic acid or sulfonate groups in an amount of 0.3 to 1, 5 mmol / g, in particular 0.5 to
  • 5-sulfoisophthalic acid or its salts in particular the sodium salt of sulfoisophthalic acid, or their ester-forming derivatives;
  • aromatic dicarboxylic acids which have no sulfonyl groups and which are preferably selected from terephthalic acid and isophthalic acid and mixtures thereof, or their ester-forming derivatives;
  • iv 95 to 105 mol%, based on the total amount of components i), ii), and iii), one or more aliphatic diols such as.
  • ethylene glycol ethylene glycol
  • Such water-soluble copolyesters are known, for example, from US Pat. No. 6,521,679, to the disclosure of which reference is hereby made in its entirety.
  • Common nonionic emulsifiers are z. B.
  • C2-C3-alkoxylated especially ethoxylated mono-, di- and tri-alkylphenols (degree of ethoxylation of 3 to 50, alkyl: CA to C12) and C2-C3-alkoxylated, in particular ethoxylated fatty alcohols (degree of ethoxylation of 3 to 80; : Cs to C36).
  • Lutensol® A grades C12 to C fatty alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 3 to 8
  • Luten sol® AO grades C13 to cis oxo alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 3 to 30
  • Lutensol® AT grades C16 to Cis fatty alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 1 to 80
  • Lutensol® ON grades C10 oxo alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 3 to 1 liter
  • Lutensol® TO grades C13 oxo alcohol ethoxylates, ethoxylation level from 3 to 20
  • Typical anionic emulsifiers are the salts of amphiphilic substances which have an anionic functional group, eg. As a sulfonate, phosphonate, sulfate or The phosphate group.
  • these include, for example, the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: Cs to C12), the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of amphiphilic compounds containing a sulfated or phosphated oligo-C 2 -C 3 -alkylene oxide group, in particular have a sulfated or phosphated oligoethylene oxide group, such as, for example, the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of sulfuric monoesters of ethoxylated alkanols (degree of ethoxylation from 2 to 50, in particular 4 to 30, alkyl radical: C10 to C30, in particular
  • Alkali metal and ammonium salts of Phosphorklaschestern ethoxylated alkanols (degree of ethoxylation of 2 to 50, especially 4 to 30, alkyl: C10 to C30, especially C12 to Cie) the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of PhosphorTalkrerenzestern ethoxylated alkylphenols (degree of ethoxylation of 2 to 50 , Alkyl radical: C 4 to C 12), the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of alkylsulfonic acids (alkyl radical: C 12 to Cie), the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of alkylarylsulfonic acids (alkyl radical: C9 to Cie), and the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of Alkylbiphenylethersulfonkla- ren (alkyl radical: C6 to Cie) such.
  • Suitable cationic emulsifiers are generally a C6-C18-alkyl, C1-C10-alkylaryl or heterocyclic radical-containing cationic salts, for example primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, alkanolammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, thiazolines salts and salts of amine oxides, quinolinium salts, isoquinolinium salts, tropylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts, in particular their sulfates, methoxides, acetates, chlorides, bromides, phosphates, hexafluorophosphates and the like.
  • Examples include dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, the sulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethyl paraffinklaer, N-Cetylpyridiniumsulfat, N-Laurylpyridiniumsulfat and N-cetyl- ⁇ , ⁇ , ⁇ -trimethylammonium sulfate, N-dodecyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N-octyl- ⁇ , ⁇ , ⁇ -trimethylammonium sulfate, N, N-distearyl-N, N-dimethylammonium sulfate and the gemini-surfactant N, N '- (lauryldimethyl) ethylenediamine disulfate, ethoxylated tallow fatty alkyl-N-methylammonium sulfate and the ge
  • the aqueous dispersion contains at least one neutral protective colloid, in particular a neutral, OH-group-bearing protective colloid, optionally in combination with one or more emulsifiers, preferably anionic or nonionic emulsifiers, in particular anionic emulsifiers containing a sulfate or sulfonate group.
  • neutral OH-bearing protective colloids are polysaccharides, e.g.
  • water-soluble starches, starch derivatives and cellulose derivatives such as methylcellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose se, further polyvinyl alcohols, including partially saponified polyvinyl acetate with a degree of saponification of preferably at least 40%, in particular at least 60%.
  • the neutral OH-bearing protective colloid is selected from polyvinyl alcohols, including partially hydrolyzed polyvinyl acetates having a saponification degree of preferably at least 40%, especially at least 60%.
  • the preparation of the dispersions of biodegradable polyester can be carried out in analogy to that in the earlier patent application PCT / EP201 1/054471 method.
  • a composition of the polyester which is usually at least 99% by weight of the polyester or a blend of the polyester with a different polymer and optionally one or more surface-active substances, at a temperature above the melting temperature or the softening temperature of the polyester or of the blend is introduced into an aqueous dispersion medium, which usually contains at least one surface-active substance, and the resulting aqueous emulsion is quenched.
  • an aqueous dispersion medium which usually contains at least one surface-active substance
  • the thermoplastic polyester in the case of an amorphous polyester at a temperature above the softening point of the polyester or in the case of a crystalline or partially crystalline polyester above the melting point of the polyester, is introduced into the aqueous dispersing medium.
  • the softening temperature is understood to mean the temperature which corresponds to the glass transition temperature, as can be determined, for example, by means of differential scanning calorimetry (DSC) according to ASTM D 3418 or preferably according to DIN 53765 or by dynamic mechanical analysis (DMA).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • DMA dynamic mechanical analysis
  • the melting temperature is understood to mean the temperature that leads to a
  • polyester Melting or softening of the polyester leads and can be determined in a conventional manner by means of differential scanning calorimetry (DSC) according to DIN 53765 or differential thermal analysis (DTA).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • DTA differential thermal analysis
  • an amorphous polyester is meant a polyester that is less than
  • a crystalline or a partially crystalline polyester is understood as meaning a polyester which has more than 1% by weight, in particular at least 5% by weight, of crystalline regions.
  • the degree of crystallinity of a polyester can be determined in a manner known per se by X-ray diffractometry or by thermochemical methods such as DTA or DSC in a manner known per se.
  • the rotor-stator mixers used for the production of the aqueous dispersion of the biodegradable polyester are familiar to the person skilled in the art and basically include all types of dynamic mixers in which a high-speed, preferably rotationally symmetrical rotor in cooperation with a stator forms one or more workspaces essentially annular in shape.
  • the mix is exposed to strong shear and shear stresses, which often prevail in the annular gaps strong turbulence, which also favor the mixing process.
  • the rotor-stator device is operated at a relatively high speed of typically 1000 to 20,000 rpm. This results in high peripheral speeds and a high shear rate, whereby the emulsion is exposed to high shear and shear stresses, which lead to an effective division of the melt and thus to a very effective emulsification.
  • the rotor-stator mixers include, for example, sprocket dispersers, annular gap mills and colloid mills.
  • rotor-stator mixers which have means for generating cavitation forces.
  • Such means may be projections arranged on the rotor and / or stator side which project into the mixing chamber and which have at least one surface whose surface normal has a tangential component, such as pins, teeth or knives or coaxial rings with radially arranged slots.
  • the rotor-stator mixer on the rotor side at least one rotationally symmetrically arranged sprocket and / or at least one rotationally symmetrical ring with radial slots (tooth spaces) on.
  • Such devices are also referred to as Zahnkranzdispergatoren or Zahnkranzdispergiermaschinen.
  • the rotor-stator mixer both rotor side and stator on at least one rotationally symmetrical sprocket and / or ring with radial slots (tooth spaces), wherein the rotor and stator side arranged sprockets / rings are arranged coaxially and mesh to form an annular gap.
  • the rotor-stator mixer is a Zahnkranzdispergiermaschine having a conical stator with a concentric frusto-conical recess and a likewise concentric conical rotor, wherein the rotor protrudes into the frustoconical working chamber of the stator, that an annular working space is formed in which rotor and stator side teeth protrude, each in the form of one or more, for. B. two, three or four rotor side and one or more, z. B. one, two, three or four stator-side coaxial sprockets are respectively arranged on the rotor and the stator, that the sprockets offset mesh.
  • the composition of the polyester is mixed with the aqueous dispersing medium at a temperature above the softening point of the polymer.
  • the composition of the polyester is usually heated to a temperature above the softening temperature and fed to the mixing device, preferably continuously.
  • the required amount of aqueous dispersing medium preferably continuously supplied to the mixing device. The amount of dispersing medium is usually chosen so that the desired solids content of the dispersion is adjusted.
  • the dispersing medium in a larger amount and then to concentrate the dispersion obtained. It is likewise possible first to prepare a more concentrated dispersion and to dilute it with further dispersant and / or water.
  • the mass ratio of polymer fed to the total amount of aqueous dispersing medium is typically in the range of 1:20 to 1.2: 1, often in the range of 1:10 to 1: 1, 1, and more preferably in the range of 1: 3 to 1: 1. With continuous addition of polymer and aqueous dispersion medium, the mass ratio of the supplied material flows in the aforementioned ranges.
  • the mass ratio of polymer fed to the total amount of aqueous dispersing medium fed in the first to the penultimate stage can also be up to 4: 1 or up to 2.3: 1.
  • the supply of polymer and aqueous dispersing medium occurs at a constant rate of addition, ie the mass ratio of thermoplastic polymer and dispersing medium is constant during the process or does not deviate more than 10% from the preselected mass ratio.
  • the introduction of the composition of the polyester in the aqueous dispersing medium is typically carried out at a temperature of at least 5 K, often at least 10 K and in particular at least 20 K, z. In the range of 5 to 150 K, often in the range of 10 to 100 K and in particular in the range of 20 to 80 K above the melting or softening temperature of the composition. This temperature is also referred to below as the mixing temperature.
  • the introduction of the composition into the aqueous dispersion medium at a temperature of at most 300 ° C, z. B. in the range of 50 to 300 ° C, often 60 to 250 ° C and especially 100 to 200 ° C.
  • the introduction of the composition into the aqueous dispersion medium usually takes place at a pressure above atmospheric pressure, generally at a pressure in the range from 1 to 50 bar, frequently 1, 1 to 40 bar, in particular in the range of 1, 5 up to 20 bar.
  • the mixing process can be in one or more, z. B. two, three, four or five stages are performed, wherein at least one stage in a rotor-stator mixer is carried out. In a multi-stage process, preferably all stages are carried out in rotor-stator mixers.
  • the mixing takes place in one stage, i. H.
  • the mixing device comprises a rotor-stator mixer.
  • the composition and dispersing medium are generally supplied to the rotor-stator mixer in the amounts required for the preparation of the dispersion.
  • it has proven useful to heat the dispersant prior to feeding to the desired mixing temperature or a temperature of at least 20 K below the mixing temperature, preferably to a temperature in the range of +/- 20 K of the mixing temperature.
  • the mixing takes place in several stages, ie in a mixing device, the more, z. B. two, three, four or five, in particular three or four, serially interconnected rotor-stator mixer. It has proven useful in the first stage, ie in the first rotor-stator mixer to give the composition of the polyester and a subset of the dispersing medium and there at a temperature above the melting or softening temperature of the composition with the subset of the aqueous dispersing medium mix.
  • the partial amount of the dispersing medium added to the first stage is usually from 10 to 60% by weight, in particular from 15 to 40% by weight, based on the total amount of the dispersing medium introduced into the mixing device.
  • the introduction of the composition into the subset of the aqueous dispersion medium is typically carried out at a temperature of at least 5 K, often at least 10 K and in particular at least 20 K, z. In the range of 5 to 150 K, often in the range of 10 to 100 K and in particular in the range of 20 to 80 K above the melting or softening temperature of the composition.
  • the mixing temperature in the first rotor-stator mixer will be a maximum of 300 ° C, and is z. B. in the range of 50 to 300 ° C, often 80 to 250 ° C and especially 100 to 200 ° C.
  • the first rotor-stator mixer subset of dispersant before feeding to the desired mixing temperature or a temperature of at least 20 K below the mixing temperature, preferably to a temperature in the range of +/- 20 K of To heat the mixing temperature.
  • the aqueous dispersion obtained in the first rotor-stator mixer is then transferred to another rotor-stator mixer where it is mixed with a further portion or the remainder of the dispersing medium.
  • the second rotor-stator mixer one or more, z. B.
  • the temperature at which the dispersion obtained in the first rotor-stator mixer is mixed with further dispersion medium in the second rotor-stator mixer can be adjusted to the temperature. in the first rotor-stator mixer or above or below it. Preferably, it is below the temperature in the first rotor-stator mixer.
  • the mixing temperature in the first of the series-connected rotor-stator mixer at least 20 K, preferably at least 30 K, z. B. 20 to 200 K, in particular 30 to 120 K above the temperature in the last of the serially interconnected rotor-stator mixer.
  • the temperature in the last of the serially interconnected rotor-stator mixer is at least 5 K, in particular at least 10 K, z. B. 5 to 200 K, in particular 10 to 150 K below the melting or softening temperature of the composition.
  • the composition of the polyester and the aqueous dispersion medium will be fed simultaneously, preferably continuously and in particular at a constant volume rate, to the rotor-stator mixer or the rotor-stator mixers and the dispersion removed to the same extent ,
  • an upstream step it is also possible in an upstream step to mix the composition of the polyester with the aqueous dispersion medium to obtain a primary emulsion at a temperature above the melting or softening temperature of the composition of the polyester and to supply this mixture to the rotor-stator mixer .
  • This upstream step is preferably carried out in a kneader or extruder.
  • the pre-emulsion thus obtained is then fed to the rotor-stator mixer (s).
  • the preemulsion is maintained at a temperature above the melting or softening temperature of the composition of the polyester.
  • the initially obtained aqueous emulsion of the polymer in the aqueous dispersing medium, which is obtained in the mixing device, is then, d. H. after leaving the mixer, quenched, d. H. cooled rapidly to a temperature below the softening temperature of the composition of the polyester to avoid agglomeration of the polymer particles in the emulsion.
  • the quenching can be carried out in a conventional manner, for example by suitable cooling devices and / or by dilution with cooled dispersant.
  • the emulsion should not dwell for more than 20 seconds, especially not more than 10 seconds, after leaving the mixing apparatus at temperatures above the melting or softening temperature of the polymer.
  • the quenching can also take place in the second and possibly further rotor-stator mixers.
  • the dispersions suitable for use according to the invention may consist solely of water, optionally surface-active substance and those dispersed in water Consist of polymers. But it can also contain other additives, eg. As fillers, antiblocking agents, dyes, leveling agents, thickeners for adjusting the rheology or wetting aids. These additives will usually constitute no more than 50% by weight, based on the total solids content of the dispersion. As a rule, these additives are added to the dispersion after dispersion of the polymer (s).
  • the aqueous dispersion of the polyester contains up to 50% by weight, based on the total solids content of the dispersion, of one or more platelet-shaped pigments. Examples of platelet-shaped pigments are talc, clay or mica (mica). Preferred is talc. Preferred form factors (length to thickness ratio) are greater than 10.
  • the present invention also relates to a process for producing a barrier coating on paper or board, comprising applying at least one aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester as defined herein to at least one surface of the paper or board.
  • the application of the aqueous dispersion (s) of the at least one biodegradable polyester can be carried out in a manner known per se.
  • the application of the polymer dispersion can be carried out, for example, by applying to the support material, d. H. Paper or board which applies polymer dispersion by means of suitable coating machines. If web-like materials are used, the polymer dispersion is usually applied from a trough over an applicator roll and leveled with the aid of an air brush. Other ways to apply the polymer dispersion, succeed z. Example with the aid of the reverse gravure process, with spraying or with a roller blade or with other coating methods known in the art.
  • the carrier substrate is provided on at least one side with a coating, d. H. It can be coated on one side or on both sides.
  • Preferred application methods for paper and board are curtain coating, air knife, bar brushing or knife coating.
  • volatile constituents, especially water are evaporated.
  • the material can pass through a dryer channel, which can be equipped with an infrared irradiation device. Thereafter, the coated and dried packaging material is usually passed over a cooling roll and finally wound up.
  • the polymer dispersion is applied to the carrier in an amount of at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated surface, applied to the carrier substrate.
  • the polymer dispersion is preferably applied to the carrier in an amount of from 2 to 50 g / m 2 , in particular from 3 to 40 g / m 2 , especially from 5 to 30 g / m 2 , calculated as solid per m 2 of the coated surface, applied to the carrier substrate.
  • the resulting coating thickness is accordingly on average at least 1 ⁇ , often at least 2 ⁇ , in particular at least 3 ⁇ and especially at least 5 ⁇ , z. B. in the range of 2 to 50 ⁇ , in particular 3 to 40 ⁇ , especially 5 to 30 ⁇ .
  • a specific embodiment of the invention relates to a method for coating cardboard, in particular cardboard, which is at least partially, as a rule, at least 30% by weight (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or made entirely of mineral oil-loaded recycled paper.
  • the dispersion in a total amount in the range of 3 to 50 g / m 2 , in particular 4 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 , applied to the board surface to be coated ,
  • the coating thickness is accordingly on average at least 2 ⁇ , often at least 3 ⁇ , in particular at least 4 ⁇ and especially at least 5 ⁇ , z. B. in the range of 2 to 50 ⁇ , in particular 3 to 40 ⁇ , especially 5 to 30 ⁇ .
  • a further embodiment of the invention relates to a process for coating paper, in particular paper, which is at least partially, as a rule at least 30% by weight (% by weight, based on total fiber mass), in particular at least 50% by weight. or made entirely of mineral oil-loaded recycled paper.
  • the dispersion is brought in a total amount in the range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 2 to 25 g / m 2 , especially 3 to 20 g / m 2 , calculated as the solid per m 2 , on the paper surface to be coated.
  • the coating thickness is accordingly on average at least 1 ⁇ , often at least 2 ⁇ , in particular at least 3 ⁇ , z. B. in the range of 12 to 30 ⁇ , in particular 2 to 25 ⁇ , especially 3 to 20 ⁇ .
  • a first layer is produced and then preferably in at least one further step, for. B. in one, two, three or four further steps, in particular in one or two further steps, by applying the aqueous dispersion to the first layer obtained in the first step at least one further, arranged on the first layer layer.
  • drying steps can be made.
  • the individual coatings can also be applied wet-on-wet, ie no separate drying steps are carried out.
  • the application rate of the polymer dispersion is generally selected such that in the individual steps the application rate is at least 0.5 g / m 2 , often at least 1 g / m 2 , especially at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and typically in the range of 1 to 30 g / m 2 , especially 2 to 25 g / m 2 , especially 2 to 20 g / m 2 or 3 to 20 g / m 2 , especially 2 to 12 g / m 2 or 3 to 12 g / m 2 , calculated as the solid per m 2 of the coated surface.
  • a coating which is made up of a plurality of layers arranged on top of one another, wherein a coating thickness results per layer in accordance with the solids discharge.
  • the number of layers and the application amount per layer is naturally chosen so that the total amount of solid applied and thus the resulting coating thickness preferably in the range of 2 to 50 g / m 2 , in particular 3 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 results.
  • the number of layers and the amount applied per layer is often chosen so that the total amount of solid applied and thus the resulting coating thickness preferably in the range of 3 to
  • the number of layers and the amount applied per layer is frequently chosen so that the total amount of solid applied and thus the resulting coating thickness preferably in the range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 2 to 25 g / m 2 , especially 3 to 20 g / m 2 , calculated as solids per m 2 .
  • composition of the aqueous dispersion of the at least one polyester as well as with respect to preferred polyesters and the substrates, the same applies.
  • a preferred embodiment of the present invention also relates to a method for producing a barrier coating on paper or board in the manner described above, in which the paper or the cardboard at least in part, usually at least 30 wt .-% (wt. %, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or completely made of mineral oil loaded recycled paper.
  • the invention relates to such a method. where the paper or board is intended for food packaging.
  • Coated paper or board obtainable by the method according to the invention is likewise an object of the present invention.
  • it also has a good barrier action against mineral oils, in particular against volatile mineral oils, ie. H. towards gas permeating mineral oils, especially those having 15 to 25 carbon atoms, z. B. harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
  • good blocking strengths are achieved, and papers coated according to the invention can be rolled up without sticking together.
  • the polymer melts were I. Analysis ⁇ To determine the zero shear viscosity by dynamic viscosity measurements s determined at 180 ° C with oscillatory shear at low amplitude at shear rates in the range of 0.01 to 500 _1 and a thrust amplitude of 100 Pa viscosity curves, and from this, the zero shear viscosity ⁇ by Extrapolation to a shear rate of 0 s _1 determined. To determine the viscosity curves, a rheometer of the type "Dynamic
  • DSR Stress Rheometer
  • the determination of the shear viscosity of the polymer melt under the dispersing conditions was carried out by means of dynamic viscosity measurement of the polymer melts with a rotational rheometer (SR5) from Rheometrics at the temperature indicated in the examples.
  • SR5 rotational rheometer
  • the viscosity of the dispersing medium under the dispersing conditions was determined according to Brookfield with a MCR301 rotational rheometer of
  • the viscosity number was determined according to EN ISO 1628-1 at 25 ° C on a 0.5 wt .-% solution of the polymer in o-dichlorobenzene / phenol (1: 1 w / w). Molecular weights were determined by gel permeation chromatography (GPC) according to DIN 55672-1. The particle size distribution was determined on a 1 wt .-% dilution of the dispersion by light scattering at 25 ° C.
  • the Brookfield viscosity of the dispersions was determined at 20 ° C. according to DIN EN ISO 2555 using a Physika MCR Couette geometry CC 27 rotational viscometer.
  • Polyester 1 aliphatic-aromatic copolyester
  • Polybutylene terephthalate adipate which was prepared as follows: 1095.2 g of terephthalate (47 mol%), 700 g of 1, 4-butanediol (65 mol%), 1 ml of glycerol (0.05% by weight, based on the polymer) were combined with 1, 1 ml
  • Tetrabutyl orthotitanate (TBOT) first mixed and heated to 160 ° C. The resulting methanol was distilled off within 1 h. After that, the
  • Adipic acid 53 mol%), 700 g of 1,4-butanediol (65 mol%) and 1 ml of glycerol (0.05 wt%, based on the polymer) together with 1.04 ml of tetrabutyl orthotitanate (TBOT).
  • TBOT tetrabutyl orthotitanate
  • the viscosity number VZ was 106.
  • the zero shear viscosity no at 180 ° C was 136 Pa.s.
  • the acid number was less than 1 mg KOH / g.
  • Polyester 2 aliphatic-aromatic copolyester
  • Polybutylene terephthalate adipate prepared as follows: 1388.5 g of terephthalate (55 mol%), 1000 g of 1, 4-butanediol (85 mol%), 1 ml of glycerol
  • Tetrabutylorthotitanate (TBOT) first mixed, and heated to 160 ° C, the resulting methanol was distilled off within 1 h. Thereafter, the kettle was cooled to about 140 ° C. Subsequently, this was added 854.9 g
  • TBOT tetrabutyl orthotitanate
  • the reaction mixture was heated to a temperature of 190 ° C, and at this temperature, the resulting water was distilled off over a period of 1 h. Subsequently, the temperature was raised to 240 ° C and gradually evacuated. Excess 1,4-butanediol was distilled off in vacuo ( ⁇ 1 mbar) over a period of 1 h.
  • the viscosity number VZ was 91.
  • the acid number was less than 1 mg KOH / g.
  • Polyester 3 aliphatic copolyester
  • Polybutylene succinate sebacinate prepared as follows: 6.8 kg sebacic acid (5 mol%), 75.7 kg succinic acid (95 mol%), 79.1 kg 1, 4-butanediol (130 mol%), 298 g of glycerin (0.25% by weight, based on the polymer) were mixed and heated to 120 ° C. Subsequently, 1 1 g of tetrabutyl orthotitanate (TBOT) was mixed together and heated to 200 ° C. The resulting water was distilled off within 1 h. Thereafter, the kettle was cooled to about 140 ° C. Subsequently, 22 g of tetrabutyl orthotitanate (TBOT) were added. Subsequently, the temperature was increased to 250 ° C and gradually evacuated.
  • TBOT tetrabutyl orthotitanate
  • the viscosity number VZ was 153.
  • the zero shear viscosity no at 180 ° C was 271 Pa.s.
  • the acid number was less than 1 mg KOH / g.
  • the rotor-stator mixer used was a 12-stage inline dispersing device, the device being provided with toothed ring-type shear elements.
  • Polyester 1 was continuously drawn through the hopper in an amount of 1, 2 kg / h in the single-screw extruder (Tech -ine E 16 T from Dr. Colin GmbH) and melted there at 155 ° C.
  • the polymer melt was fed to the first stage disperser (4000 rpm).
  • the shear rate was 12566 S -1 .
  • the polymer viscosity at this shear rate was 35 Pa s.
  • a 7% strength by weight aqueous solution of a partially saponified polyvinyl alcohol (Kuraray Poval 224E) containing 1% by weight of an anionic surfactant (Emulphor FAS 30 from BASF SE) having a solution viscosity of 0.038 Pa s was added to the in-line Dispersing device fed so that in the first and the fourth stage resulted in solids contents of 55% by weight and 45% by weight, respectively.
  • the solids content was adjusted to 43% by weight.
  • the temperature in the first ten stages was 155 ° C; in the eleventh and twelfth stages the temperature was 130 ° C.
  • the total residence time was 1.2 minutes.
  • the dispersion was quenched by means of a cooling bath to 20 ° C.
  • the rotor-stator mixer used was a 12-stage in-line dispersing device in which the device was provided with toothed ring-type shear elements.
  • the polymer melt was fed to the first stage disperser (4000 rpm).
  • the shear rate was 12,566 sec _1.
  • the polymer viscosity at this shear rate was 36 Pa s measured using a capillary rheometer Göttfert-Rheograph 2003.
  • the solids content was adjusted to 46% by weight.
  • the temperature in the first ten stages was 155 ° C; in the eleventh and twelfth stages the temperature was 130 ° C.
  • the total residence time was 1, 8 min.
  • the dispersion was quenched by means of a cooling bath to 30 ° C.
  • the machine has the following specification: Working width: 330 mm; Machine speed: 10 - 150 m / min; Unwinding: max. 600 mm dia; Core diameter: 70, 76 and 150 mm; Application system: roller; Drying: 6 drying hoods: air heater 47 kW, heater 14 kW; with a dosing system: roller scraper or rod squeegee.
  • Example 1 Simple Coating on Cardboard
  • the dispersion of Dispersing Example 1 was applied to the raw board (300 g / m 2 Smurfit Kappa Gernsbach) in one pass with a roller scraper using the Mini Plant Coater.
  • the machine speed was 50 m / min, the order quantity: 10 g / m 2 (solid).
  • the dispersion of Dispersing Example 1 was applied to the raw board (300 g / m 2 Smurfit Kappa Gernsbach) in two passes with a roller scraper using the Mini Plant Coater.
  • the machine speed was 50 m / min, the order quantity per pass 5 g / m 2 (solid).
  • the dispersion of dispersion example 1 was applied to raw paper (Stora-Enso cable 37 g / m 2 LWC) in one pass using a rod wiper using the Mini Plant coater.
  • the machine speed was 50 m / min, the order quantity: 10 g / m 2 (solid).
  • the dispersion of dispersion example 1 was applied to raw paper (Magnostar base paper 58 g / m 2 ) in one pass using a rod wiper using the Mini Plant coater.
  • the machine speed was 50 m / min, d application rate: 10 g / m 2 (solid).
  • Example 5 Double Coating on Raw Paper Magnostar
  • the dispersion of Dispersing Example 1 was applied to raw paper (Magnostar base paper 58 g / m 2 ) in two passes with a rod wiper using the Mini Plant Coater.
  • the machine speed was 50 m / min, the order in the passage 5 g / m 2 (solid) in the second round 4 g / m 2 (solid).
  • the barrier properties of the uncoated papers / cardboards and the papers / cardboards coated with the polyester dispersions were investigated according to the "Oil Penetration Test". For this purpose, the coated paper side was wetted with 2 ml of oleic acid. Then the paper was stored at 60 ° C for a certain time. Then, the back side of the coated paper was visually inspected for the extent of staining at various times. 100% means a complete penetration, 0% no penetration.

Abstract

The invention relates to the use of an aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester in the form of a coating for improving the barrier properties of packaging materials made of paper or cardboard, in particular packaging materials made of recycled paper or cardboard, with respect to mineral oils. The invention further relates to a method for producing barrier coatings on paper or cardboard, in particular on recycled paper or cardboard.

Description

Verwendung einer wässrigen Dispersion biologisch abbaubarer Polyester  Use of an aqueous dispersion of biodegradable polyester
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer wässrigen Dispersion wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters in Form einer Beschichtung zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterialien aus Papier oder Karton, insbesondere von Verpackungsmaterialien aus recyceltem Papier oder Karton, gegenüber Mineralölen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Barrierebeschichtungen auf Papier oder Karton, insbesondere auf recyceltem Papier oder Karton. The present invention relates to the use of an aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester in the form of a coating for improving the barrier properties of packaging materials made of paper or cardboard, in particular packaging materials made of recycled paper or cardboard, compared to mineral oils. The present invention also relates to a process for the preparation of barrier coatings on paper or board, in particular on recycled paper or board.
Papier- und Kartonverpackungen werden häufig aus recyceltem Papier hergestellt. Im Falle von bedrucktem Papier, insbesondere von Zeitungspapier, kann das recycelte Papier Mineralölrückstände, z. B. aus den für den Zeitungsdruck üblicherweise verwendeten Druckfarben, enthalten. Bereits bei Zimmertemperatur verdunsten flüchtige Anteile dieser Rückstände und schlagen sich im Fall von Lebensmittelverpackungen auf den in der Schachtel verpackten Lebensmitteln, wie z. B. Nudeln, Gries, Reis oder Cornflakes, nieder. Auch die meisten der heute verwendeten Innenbeutel aus Polymer- folien bieten dabei keinen ausreichenden Schutz. In Studien des Kantonalen Labors Zürich wurden Mineralölrückstände in erheblicher Höhe in Lebensmitteln nachgewiesen, die in Verpackungen aus recyceltem Papier verpackt waren. Bei den flüchtigen Mineralölbestandteilen handelt es sich überwiegend um gesundheitlich bedenkliche paraffin- und naphthenartige Kohlenwasserstoffe und um aromatische Kohlenwasser- Stoffe, insbesondere solche mit 15 bis 25 C-Atomen. Paper and cardboard packaging is often made from recycled paper. In the case of printed paper, especially newsprint, the recycled paper may contain mineral oil residues, e.g. B. from the commonly used for newspaper printing inks contain. Even at room temperature volatiles of these residues evaporate and beat in the case of food packaging on the packaged in the box food, such. As noodles, grits, rice or cornflakes, down. Most of the inner bags made from polymer films used today also do not provide adequate protection. Studies by the Cantonal Laboratory of Zurich have revealed significant levels of residual oil in food packaged in recycled paper packaging. The volatile mineral oil constituents are predominantly harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbon substances, in particular those having 15 to 25 C atoms.
Es besteht daher die Notwendigkeit, das Risiko einer Kontamination von Lebensmitteln mit Mineralölrückständen zu verringern. Eine Möglichkeit wäre, auf Recycling von Zeitungspapier bei der Herstellung von Kartonagen für die Verpackung von Lebensmitteln zu verzichten. Dies ist aus ökologischen Gründen nicht wünschenswert und wegen nicht ausreichend zur Verfügung stehenden Mengen an Frischzellulose nicht praktikabel. Eine andere Lösung wäre, auf Mineralöle in den Druckfarben für Zeitungsdruck zu verzichten. Dies stößt aber auf technologische Hindernisse, vor allem bezüglich der Abwischbeständigkeit des Drucks auf der Papieroberfläche. There is therefore a need to reduce the risk of contamination of foods with mineral oil residues. One possibility would be to refrain from recycling newsprint in the manufacture of cardboard packaging for food packaging. This is undesirable for environmental reasons and not practical because of insufficient available amounts of fresh cellulose. Another solution would be to dispense with mineral oils in the printing inks for newspaper printing. However, this encounters technological obstacles, especially with regard to the wiping resistance of the printing on the paper surface.
Verpackungsmaterialien aus Papier oder Karton werden häufig mit einer Barrierebe- schichtung ausgerüstet, um eine Penetration der in Nahrungsmitteln enthaltenen Pflanzen- oder Tierfette oder Öle zu verringern. In der WO 2006/053849 werden beispielsweise Beschichtungen auf Basis von wasserbasierten (Meth)acrylat-Polymerdispersionen, z. B. Styrol-Acrylat-Polymerdispersionen, für Papier und Karton beschrieben. Die Polymere zeigen gute Barriereeigenschaften gegen flüssige Öle und Fette. Es hat sich aber gezeigt, dass eine gute Barrierewirkung gegenüber flüssigen Ölen und Fetten nicht notwendigerweise auch eine gute Barrierewirkung gegenüber flüchtigen Mineralölen, insbesondere gegenüber gasförmig durchtretenden Mineralölen, z. B. gesundheitlich bedenkliche paraffin- und naphthenartige Kohlenwasserstoffe und um aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere solche mit 15 bis 25 C-Atomen, gegeben ist, da es sich um unterschiedliche Transportmechanismen für die durchtretenden Stoffe handelt. Bei flüssigen Fetten und Ölen erfolgt der Transport über die Fasern, wobei Kapillarkräfte und Oberflächenbenetzung eine Rolle spielen. Bei Problemen mit gasförmig übertretenden Stoffen spielen Kapillarwirkung und Benetzung keine Rolle, sondern Sorption, Diffusion und Porosität. Außerdem unterscheiden sich Fette und Öle von Kohlenwasserstoffen, d. h. von Mineralölbestandteilen in ihrer Polarität und dadurch in ihrem Diffusionsverhalten durch Barriereschichten. Aus der älteren Patentanmeldung PCT/EP201 1/054471 sind wässrige Polyesterdispersionen biologisch abbaubarer Polyester bekannt. Die Polyesterdispersionen werden unter anderem zum Beschichten von Papier verwendet. So hergestellte Beschichtun- gen zeigen eine gute Barrierewirkung gegenüber Pflanzenölen und Fettsäuren. Eine Barrierewirkung gegenüber Mineralölen, insbesondere flüchtigen Substanzen, wird nicht erwähnt. Paper or paperboard packaging materials are often provided with a barrier coating to reduce penetration of the vegetable or animal fats or oils contained in food. In WO 2006/053849, for example, coatings based on water-based (meth) acrylate polymer dispersions, for. As styrene-acrylate polymer dispersions described for paper and cardboard. The polymers show good barrier properties against liquid oils and fats. However, it has been shown that a good barrier action against liquid oils and fats does not necessarily have a good barrier action against volatile mineral oils, in particular with respect to gaseous mineral oils, eg. B. health-critical paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, especially those having 15 to 25 carbon atoms, given because it is different transport mechanisms for the substances passing through. In the case of liquid fats and oils, transport takes place via the fibers, whereby capillary forces and surface wetting play a role. In the case of problems with gaseous substances capillary action and wetting play no role, but sorption, diffusion and porosity. In addition, fats and oils differ from hydrocarbons, ie from mineral oil constituents in their polarity and thus in their diffusion behavior through barrier layers. From the earlier patent application PCT / EP201 1/054471 aqueous polyester dispersions of biodegradable polyester are known. The polyester dispersions are used inter alia for coating paper. Coatings produced in this way have a good barrier action against vegetable oils and fatty acids. A barrier effect against mineral oils, in particular volatile substances, is not mentioned.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass gute Barrierewirkung gegenüber Mineralölen, insbesondere gegenüber gasförmig durchtretenden Mineralölen, durch Beschichten von Papier oder Karton mit wässrigen Polyesterdispersionen erzielt wer- den kann. Insbesondere lässt sich die Barrierewirkung bei gleicher Beschichtungsstär- ke dadurch verbessern, dass man die Polyesterdispersion in wenigstens zwei Schichten auf das Papier oder den Karton aufbringt. Da die in den Dispersionen enthaltenen Polyester biologisch abbaubar sind, wird zudem eine bessere Kompostierbarkeit der beschichteten Verpackungsmaterialien erreicht. It has now surprisingly been found that good barrier action against mineral oils, in particular with respect to gaseous mineral oils, can be achieved by coating paper or board with aqueous polyester dispersions. In particular, the barrier effect can be improved with the same coating thickness by applying the polyester dispersion to the paper or cardboard in at least two layers. In addition, since the polyesters contained in the dispersions are biodegradable, a better compostability of the coated packaging materials is achieved.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von wässrigen Dispersionen wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters, wie hier und im Folgenden definiert, in Form einer Beschichtung zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterial aus Papier oder Karton gegenüber Mineralölen, insbesondere gegenüber flüchtigen Mineralölen, insbesondere gegenüber gasförmig durchtretenden Mineralölen, speziell solche mit 15 bis 25 C-Atomen, z. B. gesundheitlich bedenkliche paraffin- und naphthenartige Kohlenwasserstoffe und um aromatische Kohlenwasserstoffe. Aufgrund ihrer hohen Barrierewirkung gegenüber den zuvor genannten Mineralölen eignen sich die wässrigen Dispersionen des wenigstens einen biologisch abbaubaren Polyesters insbesondere zur Herstellung von Barrierebeschichtungen auf Papier oder Karton, die aus recyceltem Papier hergestellt wurden und somit Mineralölrückstände, insbesondere flüchtige Mineralölrückstände, speziell solche mit 15 bis 25 C-Atomen, z. B. gesundheitlich bedenkliche paraffin- und naphthenartige Kohlenwasserstoffe und um aromatische Kohlenwasserstoffe, enthalten. Accordingly, the present invention relates to the use of aqueous dispersions of at least one biodegradable polyester, as defined herein and in the following, in the form of a coating to improve the barrier properties of paper or paperboard packaging material to mineral oils, especially volatile mineral oils, especially gaseous mineral oils , especially those having 15 to 25 carbon atoms, for. B. harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. Due to their high barrier effect against the aforementioned mineral oils, the aqueous dispersions of the at least one biodegradable polyester are particularly suitable for the production of barrier coatings on paper or paper Cardboard produced from recycled paper and thus mineral oil residues, in particular volatile mineral oil residues, especially those with 15 to 25 carbon atoms, eg. For example, contain harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
Dementsprechend betrifft eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Verwendung von wässrigen Dispersionen wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters, wie hier und im Folgenden definiert, in Form einer Beschichtung zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterial aus Papier oder Karton ge- genüber Mineralölen, wobei das Verpackungsmaterial zumindest zum Teil, in der Regel zu wenigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling- Papier hergestellt wurde. Dementsprechend betrifft eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die Verwendung von wässrigen Dispersionen wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters, wie hier und im Folgenden definiert, in Form einer Beschichtung zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von Papier oder Karton bzw. von Verpackungsmaterial aus Papier oder Karton gegenüber Mineralölen, wobei das Papier oder der Karton oder das Verpackungsmaterial zumindest zum Teil, in der Regel zu wenigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde, insbesondere ein solches Verpackungsmaterial, das für die Verpackung von Lebensmitteln bestimmt ist. Hierzu zählen Verkaufsverpackungen, wie Kartons oder Papiere, aber auch Gebrauchsverpackungen, wie Einmalgeschirr, z. B. Teller, Tassen oder Becher aus Karton. Accordingly, a preferred embodiment of the invention relates to the use of aqueous dispersions of at least one biodegradable polyester, as defined herein and in the following, in the form of a coating to improve the barrier properties of paper or paperboard packaging material to mineral oils, the packaging material at least in part , was usually at least 30 wt .-% (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or completely made of mineral oil loaded recycled paper. Accordingly, a preferred embodiment of the invention relates to the use of aqueous dispersions of at least one biodegradable polyester, as defined herein and in the following, in the form of a coating to improve the barrier properties of paper or paperboard to mineral oils, the Paper or the cardboard or the packaging material at least in part, generally at least 30 wt .-% (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or was completely made of mineral oil loaded recycled paper, in particular, such a packaging material intended for food packaging. These include sales packaging, such as boxes or papers, but also consumer packaging, such as disposable tableware, z. As plates, cups or cups made of cardboard.
Die erfindungsgemäße Beschichtung befindet sich auf mindestens einer der Papieroder Kartonoberflächen bzw. auf wenigstens einer Oberfläche des Verpackungsmate- rials. Sie kann auch mindestens eine, z. B. mindestens eine oder insbesondere zwei, von mehreren Schichten einer mehrschichtigen Beschichtung des Papiers, bzw. des Kartons bzw. des Verpackungsmaterials bilden. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann direkt auf einer Oberfläche des flächigen Trägermaterials (Papier oder Karton) angeordnet sein. Zwischen dem Trägermaterial und der erfindungsgemäßen Beschich- tung können sich jedoch auch noch andere Schichten befinden, z. B. Primerschichten, weitere Barriereschichten oder farbige oder schwarz-weiße Druckfarbenschichten. Die erfindungsgemäße Beschichtung befindet sich vorzugsweise auf der inneren, dem Verpackungsgut zugewandten Seite des Verpackungsmaterials. In der Regel wird eine hinreichende Barrierewirkung erzielt, wenn die Beschichtung eine Beschichtungsstärke von wenigstens 1 g/m2, häufig wenigstens 2 g/m2, insbesondere wenigsten 3 g/m2 und speziell wenigstens 5 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Oberfläche, aufweist. Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Beschichtungsstarke im Bereich von 2 bis 50 g/m2, insbesondere 3 bis 40 g/m2, speziell 5 bis 30 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Oberfläche, auf. Die Beschichtungsdicke liegt dementsprechend im Mittel bei wenigstens 1 μηη, häufig wenigstens 2 μηη, insbesondere wenigstens 3 μηη und speziell wenigstens 5 μηη, z. B. im Bereich von 2 bis 50 μηη, insbesondere 3 bis 40 μηη, speziell 5 bis 30 μηη. The coating according to the invention is located on at least one of the paper or board surfaces or on at least one surface of the packaging material. It can also be at least one, z. B. at least one or in particular two, of a plurality of layers of a multilayer coating of the paper, or the carton or the packaging material. The coating according to the invention can be arranged directly on a surface of the flat carrier material (paper or cardboard). However, other layers may also be present between the carrier material and the coating according to the invention, eg. B. primer layers, other barrier layers or colored or black and white ink layers. The coating according to the invention is preferably located on the inner side of the packaging material facing the packaged product. In general, a sufficient barrier effect is achieved if the coating has a coverage of at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solids per m 2 coated surface. The coating preferably has a coating thickness in the range from 2 to 50 g / m 2 , in particular from 3 to 40 g / m 2 , especially from 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated surface. The coating thickness is accordingly on average at least 1 μηη, often at least 2 μηη, in particular at least 3 μηη and especially at least 5 μηη, z. B. in the range of 2 to 50 μηη, in particular 3 to 40 μηη, especially 5 to 30 μηη.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung zur Beschichtung von Karton, insbesondere Karton, der zumindest zum Teil, in der Regel zu we- nigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. Hierbei weist die Beschichtung in der Regel eine Beschichtungsstärke von wenigstens 2 g/m2, häufig wenigstens 3 g/m2, insbesondere wenigsten 4 g/m2 und speziell wenigstens 5 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Kartonober- fläche, auf. Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Beschichtungsstärke im Bereich von 3 bis 50 g/m2, insbesondere 4 bis 40 g/m2, speziell 5 bis 30 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Kartonoberfläche, auf. Die Beschichtungsdicke liegt dementsprechend im Mittel bei wenigstens 2 μηη, häufig wenigstens 3 μηη, insbesondere wenigstens 4 μηη und speziell wenigstens 5 μηη, z. B. im Bereich von 2 bis 50 μηη, insbesondere 3 bis 40 μηη, speziell 5 bis 30 μηη. A specific embodiment of the invention relates to the use for coating cardboard, in particular cardboard, which at least in part, as a rule at least 30 wt .-% (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt. -% or completely made from mineral oil loaded recycled paper. In this case, the coating usually has a coverage of at least 2 g / m 2 , often at least 3 g / m 2 , especially at least 4 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated cardboard top - surface, up. The coating preferably has a coating thickness in the range of 3 to 50 g / m 2 , in particular 4 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated board surface. The coating thickness is accordingly on average at least 2 μηη, often at least 3 μηη, in particular at least 4 μηη and especially at least 5 μηη, z. B. in the range of 2 to 50 μηη, in particular 3 to 40 μηη, especially 5 to 30 μηη.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung zur Beschichtung von Papier, insbesondere Papier, das zumindest zum Teil, in der Regel zu wenigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. Hierbei weist die Beschichtung eine Beschichtungsstärke von in der Regel wenigstens 1 g/m2, häufig wenigstens 2 g/m2, insbesondere wenigsten 3 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Papieroberfläche, auf. Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Beschichtungsstärke im Bereich von 1 bis 30 g/m2, insbesondere 2 bis 25 g/m2, speziell 3 bis 20 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Papieroberfläche, auf. Die Beschichtungsdicke liegt dementsprechend im Mittel bei wenigstens 1 μηη, häufig wenigstens 2 μηη, insbesondere wenigstens 3 μηη, z. B. im Bereich von 12 bis 30 μηη, insbesondere 2 bis 25 μηη, speziell 3 bis 20 μηη. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann eine oder vorzugsweise mehrere, z. B. zwei, drei, vier oder fünf, aufeinander angeordnete Schichten aufweisen, die unter Verwendung der wässrigen Polyesterdispersion hergestellt wurden. Die Stärke der einzelnen Schichten der Beschichtung wird in der Regel wenigstens 0,5 g/m2, häufig wenigstens 1 g/m2, insbesondere wenigstens 2 g/m2, speziell wenigstens 3 g/m2 betra- gen und liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 30 g/m2, insbesondere 1 bis 25 g/m2, speziell 2 bis 20 g/m2 oder 2 bis 12 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Oberfläche. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Beschichtung wenigstens zwei, insbesondere zwei, drei, vier oder fünf und speziell zwei oder drei aufeinander angeordnete Schichten auf, die unter Verwendung der wässrigen Polyesterdispersion hergestellt wurden. Bezüglich der Gesamtbeschichtungsstärke gilt das zuvor Gesagte Wässrige Dispersionen biologisch abbaubarer Polyester sind aus der älteren Patentanmeldung PCT/EP201 1/054471 und dem dort zitierten Stand der Technik bekannt oder können in Analogie zu der dort beschriebenen Methode, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird, hergestellt werden. Im Allgemeinen bedeutet die biologische Abbaubarkeit, dass die Polyester in einer angemessenen und nachweisbaren Zeitspanne zerfallen. Der Abbau erfolgt in der Regel hydrolytisch und wird zum überwiegenden Teil durch die Einwirkung von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen, Pilzen und Algen bzw. durch die darin enthaltenen Hyd- rolasen bewirkt. Die biologische Abbaubarkeit lässt sich z. B. dadurch bestimmen, dass man Polyester mit Kompost mischt und für eine bestimmte Zeit lagert. Gemäß ASTM D 5338, ASTM D 6400 und DIN V 54900 wird C02-freie Luft beispielsweise durch gereiften Kompost während des Kompostierens strömen gelassen und dieser einem definierten Temperaturprogramm unterworfen. Hierbei wird die biologische Abbaubarkeit über das Verhältnis der Netto-C02-Freisetzung der Probe (nach Abzug der C02-Freisetzung durch den Kompost ohne Probe) zur maximalen C02-Freisetzung der Probe (berechnet aus dem Kohlenstoffgehalt der Probe) definiert. Biologisch abbaubare Polyester zeigen in der Regel schon nach wenigen Tagen der Kompostierung deutliche Abbauerscheinungen wie Pilzbewuchs, Riss- und Lochbildung. Derartige Polyester sind dem Fachmann bekannt und im Handel verfügbar. A further embodiment of the invention relates to the use for coating paper, in particular paper, which is at least partially, as a rule at least 30% by weight (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or made entirely of mineral oil-loaded recycled paper. In this case, the coating has a coating thickness of generally at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , in particular at least 3 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated paper surface on. The coating preferably has a coating thickness in the range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 2 to 25 g / m 2 , especially 3 to 20 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated paper surface. The coating thickness is accordingly on average at least 1 μηη, often at least 2 μηη, in particular at least 3 μηη, z. B. in the range of 12 to 30 μηη, in particular 2 to 25 μηη, especially 3 to 20 μηη. The coating of the invention may be one or more preferably, for. B. two, three, four or five, arranged on each other layers, which were prepared using the aqueous polyester dispersion. The thickness of the individual layers of the coating will generally amount to at least 0.5 g / m 2 , often at least 1 g / m 2 , in particular at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and is typically in the Range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 1 to 25 g / m 2 , especially 2 to 20 g / m 2 or 2 to 12 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated surface. Preferably, the coating according to the invention at least two, in particular two, three, four or five and especially two or three layers arranged on one another, which have been produced using the aqueous polyester dispersion. With regard to the overall coating thickness, the foregoing applies. Aqueous dispersions of biodegradable polyesters are known from the earlier patent application PCT / EP201 1/054471 and the prior art cited therein or can be prepared in analogy to the method described there, to which reference is hereby made in full become. In general, biodegradability means that the polyesters disintegrate in a reasonable and detectable period of time. The degradation is usually hydrolytic and is mainly caused by the action of microorganisms such as bacteria, yeasts, fungi and algae or by the hydro- rolases contained therein. The biodegradability can be z. B. determine by mixing polyester with compost and stored for a certain time. For example, in accordance with ASTM D 5338, ASTM D 6400 and DIN V 54900, C0 2 -free air is allowed to flow through ripened compost during composting and subjected to a defined temperature program. Here, biodegradability is defined as the ratio of the net CO 2 release of the sample (after subtraction of CO 2 release by the compost without sample) to the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample). Biodegradable polyester usually show after a few days of composting significant degradation phenomena such as fungal growth, crack and hole formation. Such polyesters are known to those skilled in the art and are commercially available.
Die in den wässrigen Dispersionen enthaltenen Polyester sind typischerweise in Wasser nicht löslich und liegen daher in der erfindungsgemäß verwendeten Dispersion in Form von Partikeln vor. Der gewichtsmittlere Partikeldurchmesser der Polymerpartikel (Gewichtsmittel, bestimmt durch Lichtstreuung) in diesen Dispersionen wird in der Re- gel einen Wert von 10 μηη, häufig 5 μηη, insbesondere 2000 nm, speziell 1500 nm nicht überschreiten und liegt typischerweise im Bereich von 50 nm bis 10 μηη, häufig im Bereich von 100 nm bis 5 μηη, insbesondere im Bereich von 150 bis 2000 nm, speziell im Bereich von 200 bis 1500 nm. Vorzugsweise werden weniger als 90 Gew.-% der Polymerpartikel einen Teilchendurchmesser von 10 μηη, insbesondere 5 μηη und speziell 2 μηη nicht überschreiten. Die Bestimmung der Partikelgröße erfolgt in an sich bekannter Weise durch Lichtstreuung an verdünnten Dispersionen (0,01 bis 1 Gew.-%). The polyesters contained in the aqueous dispersions are typically insoluble in water and are therefore present in the form of particles in the dispersion used according to the invention. The weight-average particle diameter of the polymer particles (weight average, determined by light scattering) in these dispersions will generally not exceed 10 μm, often 5 μm, in particular 2000 nm, especially 1500 nm and is typically in the range from 50 nm to 10 μηη, often in the range of 100 nm to 5 μηη, in particular in the range of 150 to 2000 nm, especially in the range of 200 to 1500 nm. Preferably, less than 90 wt .-% of the polymer particles have a particle diameter of 10 μηη, in particular 5 μηη and especially 2 μηη not exceed. The determination of the particle size is carried out in a conventional manner by light scattering on dilute dispersions (0.01 to 1 wt .-%).
Biologisch abbaubare Polyester sind beispielsweise die Polyester aus den Gruppen der aliphatischen Polyester, aliphatischen Copolyester, aliphatisch-aromatischen Copo- lyester. Geeignet sind auch Blends der vorgenannten biologisch abbaubaren Polyester miteinander oder Blends mit anderen, biologisch abbaubaren, vorzugsweise wasserunlöslichen Polymeren, z. B. Stärke oder Polyalkylencarbonate. Beispiele für solche Blends sind Blends aus wenigstens einem aliphatischen Copolyester mit wenigstens einem Polymer aus der Gruppe Stärke, Polyalkylencarbonate und aliphatische Polyester wie Polymilchsäure oder Polyhydroxyalkanoate sowie Blends aus wenigstens einem aliphatisch-aromatischen Copolyester mit wenigstens einem Polymer aus der Gruppe Stärke, Polyalkylencarbonate und aliphatische Polyester wie Polymilchsäure oder Polyhydroxyalkanoate. In der Regel wird der Anteil des biologisch abbaubaren Polyesters wenigstens 30 Gew.-%, insbesondere wenigstens 40 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Dispersion, betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden solche Dispersionen verwendet, in denen der Polyester alleiniger wasserunlöslicher, d. h. dispergierter, Polymerbestandteil ist oder der Anteil des biologisch abbaubaren Polyesters wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Dispersion, beträgt. In einer anderen Ausführungsform werden solche Dispersionen verwen- det, die neben dem biologisch abbaubaren Polyester wenigstens einen weiteren wasserunlöslichen, d. h. dispergierten, Polymerbestandteil enthält, der vorzugsweise ebenfalls biologisch abbaubar ist. Der Anteil des biologisch abbaubaren Polyesters wird dann in der Regel 30 bis 90 Gew.-%, insbesondere 40 bis 80 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Dispersion, betragen. Der Anteil des von dem Polyester verschiedenen dispergierten Polymerbestandteils beträgt dann in der Regel 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der in der Dispersion dispergierten Polymere. Geeignete weitere dispergierte Polymerbestandteile, die zusammen mit dem Polyester in der Dispersion enthalten sein können, sind vorzugsweise ebenfalls biologisch abbaubar und beispielsweise unter Stärke und Polyalkylencarbonaten ausgewählt. Biodegradable polyesters are, for example, the polyesters from the groups of aliphatic polyesters, aliphatic copolyesters, aliphatic-aromatic copolyester. Also suitable are blends of the aforementioned biodegradable polyesters with one another or blends with other, biodegradable, preferably water-insoluble polymers, eg. As starch or polyalkylene. Examples of such Blends are blends of at least one aliphatic copolyester with at least one polymer from the group starch, polyalkylene and aliphatic polyesters such as polylactic acid or polyhydroxyalkanoates and blends of at least one aliphatic-aromatic copolyester with at least one polymer from the group starch, polyalkylene and aliphatic polyesters such as polylactic acid or polyhydroxyalkanoates. In general, the proportion of the biodegradable polyester will be at least 30% by weight, in particular at least 40% by weight, based on the total solids content of the dispersion. In a preferred embodiment, those dispersions are used in which the polyester is the sole water-insoluble, ie dispersed, polymer constituent or the proportion of the biodegradable polyester is at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight, based on the total solids content of the dispersion, is. In another embodiment, those dispersions are used which contains, in addition to the biodegradable polyester, at least one further water-insoluble, ie dispersed, polymer constituent, which is preferably likewise biodegradable. The proportion of the biodegradable polyester will then generally be from 30 to 90% by weight, in particular from 40 to 80% by weight, based on the total solids content of the dispersion. The proportion of the dispersed polymer component other than the polyester is then usually from 10 to 70% by weight, in particular from 20 to 60% by weight, based on the total amount of the polymers dispersed in the dispersion. Suitable further dispersed polymer constituents which may be included in the dispersion together with the polyester are also preferably biodegradable and selected, for example, from starch and polyalkylene carbonates.
Die in den erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen enthaltenen Polyester weisen typischerweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht MN im Bereich von 5000 bis 1000000 Dalton, insbesondere im Bereich von 8000 bis 800000 Dalton und speziell im Bereich von 10000 bis 500000 Dalton auf. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw des Polymers liegt in der Regel im Bereich von 20000 bis 5000000 Dalton, häufig im Bereich von 30000 Dalton bis 4000000 Dalton und insbesondere im Bereich von 40000 bis 2500000 Dalton. Der Polydispersitätsindex MW/MN beträgt in der Regel wenigstens 2 und liegt häufig im Bereich von 3 bis 20, insbesondere im Bereich von 5 bis 15. Mo- lekulargewicht und Polydispersitätsindex können beispielsweise durch Gelpermeati- onschromatographie (GPC) gemäß DIN 55672-1 bestimmt werden. The polyesters contained in the dispersions used according to the invention typically have a number average molecular weight MN in the range from 5000 to 1,000,000 daltons, in particular in the range from 8,000 to 800,000 daltons and especially in the range from 10,000 to 500,000 daltons. The weight-average molecular weight Mw of the polymer is typically in the range of 20,000 to 500,000 daltons, often in the range of 30,000 daltons to 4,000,000 daltons, and more preferably in the range of 40,000 to 2,500,000 daltons. The polydispersity index MW / MN is generally at least 2 and is often in the range from 3 to 20, in particular in the range from 5 to 15. Molecular weight and polydispersity index can be determined, for example, by gel permeation chromatography (GPC) according to DIN 55672-1 ,
Die Viskositätszahl der Polyester, die indirekt ein Maß für das Molekulargewicht ist, liegt typischerweise im Bereich von 50 bis 500 ml/g, häufig im Bereich von 80 bis 300 ml/g und insbesondere im Bereich von 100 bis 250 ml/g auf (bestimmt nach EN ISO 1628-1 bei 25 °C an einer 0,5 gew.-%igen Lösung des Polymeren in o-Dichlor- benzol/Phenol (1 :1 w/w)). Die in den erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen enthaltenen Polyester können amorph oder teilkristallin sein. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung ist der in der Dispersion enthaltene Polyester im Wesentlichen unverzweigt, d. h. der Verzweigungsgrad weist in der Regel einen Wert von < 0,005 mol/kg, insbesondere < 0,001 mol/kg und speziell < 0,0005 mol/kg auf. In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung ist der Polyester verzweigt, wobei der Verzweigungsgrad vor- zugsweise einen Wert von 1 mol/kg, insbesondere 0,5 mol/kg und speziell 0,3 mol/kg nicht überschreitet. Unter dem Verzweigungsgrad versteht man die Anzahl der einkondensierten Monomereinheiten, die mehr als zwei, z. B. drei, vier, fünf oder sechs zur Kondensation geeignete funktionelle Gruppen, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren, z. B. Carboxylat, OH, Isocyanat (NCO) oder NH2-Gruppen (oder Ester- bzw. Amid-bildende Derivate davon) aufweisen. In dieser Ausführungsform weist der Polyester einen Verzweigungsgrad von in der Regel 0,0005 bis 1 mol/kg vorzugsweise 0,001 bis 0,5 mol/kg und insbesondere 0,005 bis 0,3 mol/kg auf. Insbesondere ist der biologisch abbaubare Polyester ausgewählt aus der Gruppe der aliphatischen Polyester, aliphatischen Copolyester, aliphatisch-aromatischen Copoly- ester und deren Gemischen. The viscosity number of the polyesters, which is indirectly a measure of the molecular weight, is typically in the range of 50 to 500 ml / g, often in the range of 80 to 300 ml / g and especially in the range of 100 to 250 ml / g (determined according to EN ISO 1628-1 at 25 ° C on a 0.5 wt .-% solution of the polymer in o-dichlorobenzene / phenol (1: 1 w / w)). The polyesters contained in the dispersions used according to the invention may be amorphous or partially crystalline. In a preferred embodiment of the invention, the polyester contained in the dispersion is essentially unbranched, ie the degree of branching generally has a value of <0.005 mol / kg, in particular <0.001 mol / kg and especially <0.0005 mol / kg , In another embodiment of the invention, the polyester is branched, wherein the degree of branching preferably does not exceed a value of 1 mol / kg, in particular 0.5 mol / kg and especially 0.3 mol / kg. The degree of branching is understood to mean the number of monomer units condensed in which more than two, e.g. B. three, four, five or six suitable for condensation functional groups that react with carboxylic acid or hydroxyl groups under bond formation, for. As carboxylate, OH, isocyanate (NCO) or NH2 groups (or ester or amide-forming derivatives thereof). In this embodiment, the polyester has a degree of branching of generally 0.0005 to 1 mol / kg, preferably 0.001 to 0.5 mol / kg, and more preferably 0.005 to 0.3 mol / kg. In particular, the biodegradable polyester is selected from the group of aliphatic polyesters, aliphatic copolyesters, aliphatic-aromatic copolyesters and mixtures thereof.
Unter einem aliphatischen Polyester versteht man einen Polyester, der ausschließlich aus aliphatischen Monomeren aufgebaut ist. Unter einem aliphatischen Copolyester versteht man einen Polyester, der ausschließlich aus wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei aliphatischen Monomeren aufgebaut ist, wobei die Säurekomponente und/oder die Alkoholkomponente vorzugsweise wenigstens zwei voneinander verschiedene Monomere umfasst. Unter einem aliphatisch-aromatischen Copolyester ver- steht man einen Polyester, der sowohl aus aliphatischen Monomeren als auch aus aromatischen Monomeren aufgebaut ist, wobei vorzugsweise die Säurekomponente wenigstens eine aliphatische Säure und wenigstens eine aromatische Säure umfasst. An aliphatic polyester is understood as meaning a polyester which is composed exclusively of aliphatic monomers. An aliphatic copolyester is understood as meaning a polyester which is composed exclusively of at least two, in particular at least three, aliphatic monomers, the acid component and / or the alcohol component preferably comprising at least two mutually different monomers. An aliphatic-aromatic copolyester is understood as meaning a polyester which is composed both of aliphatic monomers and of aromatic monomers, wherein the acid component preferably comprises at least one aliphatic acid and at least one aromatic acid.
Unter den aliphatischen Polyestern und Copolyestern sind insbesondere Polylactide (Polymilchsäure), Polycaprolacton, Blockcopolymere aus Polylactid mit P0IV-C2-C4- alkylenglykol, Blockcopolymere aus Polycaprolacton mit Poly-C2-C4-alkylenglykol sowie die im Folgenden definierten Copolyester, die aus mindestens einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder einem esterbildenden Derivat davon und mindestens einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolkomponente sowie gegebe- nenfalls weiteren Komponenten aufgebaut sind, zu verstehen. Unter dem Begriff "Polylactide" sind Polykondensationsprodukten der Milchsaure zu verstehen. Geeignete Polylactide sind in WO 97/41836, WO 96/18591 , Among the aliphatic polyesters and copolyesters are in particular polylactides (polylactic acid), polycaprolactone, block copolymers of polylactide with P0IV-C2-C4-alkylene glycol, block copolymers of polycaprolactone with poly-C2-C4-alkylene glycol and the copolyesters defined below, which consist of at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and at least one aliphatic or cycloaliphatic diol component and, if appropriate, further components. The term "polylactides" is to be understood as meaning polycondensation products of lactic acid. Suitable polylactides are described in WO 97/41836, WO 96/18591,
WO 94/05484,US 5,310,865, US 5,428,126, US 5,440,008, US 5,142,023, WO 94/05484, US 5,310,865, US 5,428,126, US 5,440,008, US 5,142,023,
US 5,247,058, US 5,247,059, US 5,484,881 , WO 98/09613, US 4,045,418, US 5,247,058, US 5,247,059, US 5,484,881, WO 98/09613, US 4,045,418,
US 4,057,537 sowie in Adv. Mater. 2000, 12, 1841 -1846 beschrieben. Bei diesen Produkten handelt es sich um Polymere auf Basis von Lactidsäure-Lacton (A), das durch Ringöffnungspolymerisation in Polylactidsäure-Polymere (B) überführt wird: US 4,057,537 and Adv. Mater. 2000, 12, 1841-1846. These products are lactic acid lactone-based polymers (A), which are converted by ring-opening polymerization into polylactic acid polymers (B):
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Der Polymerisationsgrad n in Formel (B) liegt im Bereich von 1000 bis 4000, bevorzugt von 1500 bis 3500 und besonders bevorzugt von 1500 bis 2000 (Zahlenmittel). Die durchschnittlichen Molmassen (Zahlenmittel) dieser Produkte liegen entsprechend dem Polymerisationsgrad im Bereich von 71000 bis 284000 g/mol. Geeignete Polylactide sind z. B. von der Firma Cargill Dow LLC (z. B. PLA Polymer 404ID, PLA Polymer 4040D, PLA Polymer 4031 D, PLA Polymer 2000D oder PLA Polymer 1 100) oder von der Firma Mitsui Chemicals (Lactea) erhältlich. Geeignet sind auch Diblock- und Tri- blockcopolymere von Polylactiden mit Poly-C2-C4-alkylenglykol, insbesondere mit Po- ly(ethylenglycol). Diese Blockcopolymere werden zum Beispiel von der Firma Aldrich vertrieben (z. B. Produktnummer 659649). Hierbei handelt es sich um Polymere, die Polylactid-Blöcke und Poly-C2-C4-alkylenoxid-Blöcke aufweisen. Derartige Blockcopolymere sind z. B. durch Kondensation von Milchsäure oder durch Ringöffnungspolymerisation von Lactidsäure-Lacton (A) in Gegenwart von Poly-C2-C4-alkylenglykolen erhältlich. The degree of polymerization n in formula (B) is in the range from 1000 to 4000, preferably from 1500 to 3500 and more preferably from 1500 to 2000 (number average). The average molecular weights (number average) of these products are in the range of 71,000 to 284,000 g / mol according to the degree of polymerization. Suitable polylactides are for. Available from Cargill Dow LLC (eg PLA Polymer 404ID, PLA Polymer 4040D, PLA Polymer 4031D, PLA Polymer 2000D or PLA Polymer 1 100) or from Mitsui Chemicals (Lactea). Also suitable are diblock and tri-block copolymers of polylactides with poly-C 2 -C 4 -alkylene glycol, in particular with poly (ethylene glycol). These block copolymers are marketed, for example, by Aldrich (eg, product number 659649). These are polymers comprising polylactide blocks and poly-C 2 -C 4 -alkylene oxide blocks. Such block copolymers are z. B. by condensation of lactic acid or by ring-opening polymerization of lactic acid lactone (A) in the presence of poly-C2-C4-alkylene glycols available.
Erfindungsgemäß geeignete biologisch abbaubare Polyester sind auch Polycaprolac- tone. Hierunter versteht der Fachmann Polymere, welche durch die im Folgenden gezeigte Formel D beschrieben werden, wobei n die Anzahl an Wiederholungseinheiten im Polymer, d. h. den Polymerisationsgrad bedeutet. Biodegradable polyesters suitable according to the invention are also polycaprolactones. By those skilled in the art means polymers which are described by the formula D shown below, where n is the number of repeating units in the polymer, d. H. means the degree of polymerization.
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Der Polymerisationsgrad n in Formel (D) liegt im Bereich von 100 bis 1000, bevorzugt 500 bis 1000 (Zahlenmittel). Die zahlenmittleren Molekulargewichte dieser Produkte liegen entsprechend dem Polymerisationsgrad im Bereich von 10000 g/mol bisThe degree of polymerization n in formula (D) is in the range of 100 to 1000, preferably 500 to 1000 (number average). The number average molecular weights of these products are in the range of 10,000 g / mol to corresponding degree of polymerization
100000 g/mol. Besonders bevorzugte Polymere der Formel (D) haben durchschnittli- che Molmassen (Zahlenmittel) von 50000 g/mol (CAPA 6500), 80000 g/mol (CAPA 6800) und 100000 g/mol (CAPA FB 100). Polycaprolactone werden in der Regel durch ringöffnende Polymerisation von ε-Caprolacton (Verbindung C) in Gegenwart eines Katalysators hergestellt. Polycaprolactone sind von der Firma Solvay unter der Be- Zeichnung CAPA Polymere, z. B. CAPA 6100, 6250, 6500 oder CAPA FB 100, kommerziell erhältlich. Geeignete Polymere sind weiterhin Diblock- und Triblockcopolymere von Polycaprolacton mit Poly-C2-C4-alkylenglykolen, insbesondere mit Polyethylengly- kolen (= Polyethylenoxiden), d. h. Polymere die wenigstens einen Polycaprolacton- Block der Formel D und wenigstens einen Polyalkylenglykol-Block aufweisen. Derartige Polymere können z. B. durch Polymerisation von Caprolacton in Gegenwart von Poly- alkylenglykolen, beispielsweise analog zu den Macromolecules 2003, 36, pp 8825- 8829 beschriebenen Verfahren, hergestellt werden. 100000 g / mol. Particularly preferred polymers of the formula (D) have average molar masses (number average) of 50,000 g / mol (CAPA 6500), 80,000 g / mol (CAPA 6800) and 100,000 g / mol (CAPA FB 100). Polycaprolactones are generally prepared by ring-opening polymerization of ε-caprolactone (compound C) in the presence of a catalyst. Polycaprolactones are available from Solvay under the designation CAPA polymers, e.g. CAPA 6100, 6250, 6500 or CAPA FB 100, commercially available. Suitable polymers are furthermore diblock and triblock copolymers of polycaprolactone with poly-C 2 -C 4 -alkylene glycols, in particular with polyethylene glycols (= polyethylene oxides), ie polymers which have at least one polycaprolactone block of the formula D and at least one polyalkylene glycol block. Such polymers may, for. B. by polymerization of caprolactone in the presence of polyalkylene glycols, for example, analogously to the Macromolecules 2003, 36, pp 8825- 8829 described method can be prepared.
Erfindungsgemäß geeignete biologisch abbaubare Polyester sind insbesondere Copo- lyester, die aus mindestens einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder einem esterbildenden Derivat davon und mindestens einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolkomponente sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten aufgebaut sind. Biodegradable polyesters which are suitable according to the invention are in particular copolyesters which are synthesized from at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and at least one aliphatic or cycloaliphatic diol component and optionally further components.
Insbesondere handelt es sich bei dem erfindungsgemäß zu dispergierenden Polymer um einen aliphatischen oder aliphatisch-aromatischen Copolyester, der im Wesentlichen aufgebaut ist aus: In particular, the polymer to be dispersed according to the invention is an aliphatic or aliphatic-aromatic copolyester which is essentially composed of:
a) wenigstens einer Dicarbonsäurekomponente A, die aus a) at least one dicarboxylic acid component A, consisting of
a1 ) wenigstens einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon (Komponente a1 ) und  a1) at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof (component a1) and
a2) gegebenenfalls einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die keine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon ((Komponente a2),  a2) if appropriate, one or more aromatic dicarboxylic acids which have no sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof ((component a2),
a3) gegebenenfalls einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die wenigstens eine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden a3) optionally one or more aromatic dicarboxylic acids which have at least one sulfonic acid group, or their ester-forming
Derivaten oder Mischungen davon (Komponente a3); Derivatives or mixtures thereof (component a3);
besteht;  consists;
b) wenigstens einer Diolkomponente B, die unter aliphatischen und cycloaliphatischen Diolen und deren Gemischen ausgewählt ist; b) at least one diol component B selected from aliphatic and cycloaliphatic diols and mixtures thereof;
c) gegebenenfalls einer oder mehreren weiteren bifunktionellen Verbindungen C, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren; und c) optionally one or more other bifunctional compounds C which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds; and
d) gegebenenfalls einer oder mehreren Verbindungen D, die wenigstens drei, z. B. drei, vier oder fünf Funktionalitäten aufweisen, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren; wobei die das Molverhältnis der Komponente A zur Komponente B in der Regel im Bereich von 0,4 : 1 bis 1 : 1 , insbesondere im Bereich von 0,6 : 1 bis 0,99 : 1 liegt und die Komponenten A und B in der Regel wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew.-% und speziell wenigstens 96 Gew.-% aller esterbildenden Bestandteile des Polyesters bzw. des Gesamtgewicht des Polyesters ausmachen. d) optionally one or more compounds D, the at least three, z. Have three, four or five functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds; wherein the molar ratio of component A to component B is generally in the range of 0.4: 1 to 1: 1, in particular in the range of 0.6: 1 to 0.99: 1 and the components A and B in the Generally account for at least 80 wt .-%, in particular at least 90 wt .-% and especially at least 96 wt .-% of all ester-forming constituents of the polyester or the total weight of the polyester.
Hier und im Folgenden versteht man unter aliphatischen Copolyestern solche Copoly- ester, die als Komponente A ausschließlich die Komponente a1 ) enthalten. Hier und im Folgenden versteht man unter aliphatisch-aromatischenen Copolyestern solche Copo- lyester, die als Komponente A sowohl die Komponente a1 ) als auch die Komponente a) und gegebenenfalls a3) einkondensiert enthalten. Here and in the following, aliphatic copolyesters are understood to mean those copolyesters which contain, as component A, exclusively component a1). Here and below, aliphatic-aromatic copolyesters are understood as meaning those copolyesters which contain as component A both the component a1) and the component a) and optionally a3) in a condensed form.
Hier und im Folgenden beziehen sich die auf die esterbildenden Bestandteile bezogenen Angaben in Gewichts-% auf die Bestandteile der Komponenten A, B, C und D in einkondensierter Form und somit auf die Gesamtmasse des Polyesters und nicht auf die zur Herstellung des Polyesters eingesetzten Mengen, sofern nichts anderes gesagt wird. Here and below, the statements in% by weight based on the ester-forming constituents refer to the constituents of the components A, B, C and D in a condensed form and thus to the total mass of the polyester and not to the amounts used to prepare the polyester, unless otherwise stated.
In diesen Copolyestern umfasst die Säurekomponente A vorzugsweise In these copolyesters, the acid component A preferably comprises
a1 ) 30 bis 100 Mol-%, insbesondere 35 bis 90 Mol-% oder 40 bis 90 Mol-% mindestens einer aliphatischen oder mindestens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen davon, a1) 30 to 100 mol%, in particular 35 to 90 mol% or 40 to 90 mol% of at least one aliphatic or at least one cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof,
a2) 0 bis 70 Mol-%, insbesondere 10 bis 65 Mol-% oder 10 bis 60 Mol-% mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildendem Derivat oder Mi- schungen davon, a2) 0 to 70 mol%, in particular 10 to 65 mol% or 10 to 60 mol% of at least one aromatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative or mixtures thereof,
a3) 0 bis 5 Mol-%, insbesondere 0 bis 3 Mol-% oder 0 bis 2 Mol-%, einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die wenigstens eine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon a3) 0 to 5 mol%, in particular 0 to 3 mol% or 0 to 2 mol%, of one or more aromatic dicarboxylic acids which have at least one sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof
wobei die Molprozente der Komponenten a1 ), a2) und a3) zusammen 100 % ergeben. the molar percentages of components a1), a2) and a3) together amount to 100%.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden wässrige Dispersionen von Copolyestern verwendet, deren Säurekomponente A die folgenden Bestandteile umfasst: In preferred embodiments of the invention, aqueous dispersions of copolyesters are used whose acid component A comprises the following constituents:
a1 ) 35 bis 90 Mol-% oder 40 bis 90 Mol-% und speziell 60 bis 90 Mol-% mindestens einer aliphatischen oder mindestens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen davon, a1) 35 to 90 mol% or 40 to 90 mol% and especially 60 to 90 mol% of at least one aliphatic or at least one cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof,
a2) 10 bis 65 Mol-% oder 10 bis 60 Mol-% und speziell 10 bis 40 Mol-% mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildendem Derivat oder Mischungen davon, a2) 10 to 65 mol% or 10 to 60 mol% and especially 10 to 40 mol% of at least one aromatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative or mixtures thereof,
a3) 0 bis 5 Mol-%, insbesondere 0 bis 3 Mol-% oder 0 bis 2 Mol-%, einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die wenigstens eine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon wobei die Molprozente der Komponenten a1 ), a2) und a3) zusammen 100 % ergeben. a3) 0 to 5 mol%, in particular 0 to 3 mol% or 0 to 2 mol%, of one or more aromatic dicarboxylic acids which have at least one sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof the molar percentages of components a1), a2) and a3) together amount to 100%.
Die Säurekomponente A kann geringe Mengen einer sulfonierten aromatischen Dicar- bonsäure z. B. Sulfoisophthalsäure oder ein Salz davon, einkondensiert enthalten, wo- bei der Anteil der sulfonierten Carbonsäure in der Regel in der Regel nicht mehr als 5 Mol-%, häufig nicht mehr als 3 Mol-%, insbesondere nicht mehr als 2 Mol-% beträgt und z. B. im Bereich von 0,1 bis 5 Mol-% oder 0,1 bis 3 Mol-% oder 0,2 bis 2 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindungen der Komponente A, liegt. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Menge an sulfonierten Carbonsäuren weni- ger als 1 Mol-%, insbesondere weniger als 0,5 Mol-%, bezogen auf die Komponente A. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen derartige Copolyester 0,01 bis 0,2 mmol/g, insbesondere 0,05 bis 0,15 mmol/g Sulfonsäuregruppen auf. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen derartige Copolyester weniger als 0,05 mmol/g, insbesondere weniger als 0,01 mmol/g Sulfonsäuregruppen auf. The acid component A may contain small amounts of a sulfonated aromatic dicarboxylic acid z. As sulfoisophthalic acid or a salt thereof, condensed, wherein the proportion of sulfonated carboxylic acid usually not more than 5 mol%, often not more than 3 mol%, in particular not more than 2 mol% is and z. B. in the range of 0.1 to 5 mol% or 0.1 to 3 mol% or 0.2 to 2 mol%, based on the total amount of compounds of component A. In one embodiment of the invention, the amount of sulfonated carboxylic acids is less than 1 mol%, in particular less than 0.5 mol%, based on the component A. In another embodiment of the invention, such copolyesters have from 0.01 to 0 , 2 mmol / g, in particular 0.05 to 0.15 mmol / g sulfonic acid groups. In a further embodiment of the invention, such copolyesters have less than 0.05 mmol / g, in particular less than 0.01 mmol / g sulfonic acid groups.
Unter den bevorzugten Copolyestern sind solche besonders bevorzugt, worin der Anteil der Diolkomponente B 98 bis 102 Mol-%, insbesondere 99 bis 101 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten a1 ), a2) und gegebenenfalls a3) ist. Unter den besonders bevorzugten Copolyestern sind solche besonders bevorzugt, worin die polyesterbildenden Bestandteile nicht mehr als 2 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyesters, einer oder mehrerer weiterer bifunktioneller Verbindungen C enthalten, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren. Among the preferred copolyesters, particular preference is given to those in which the proportion of diol component B is 98 to 102 mol%, in particular 99 to 101 mol%, based on the total amount of components a1), a2) and optionally a3). Among the particularly preferred copolyesters, particular preference is given to those in which the polyester-forming constituents contain not more than 2% by weight, in particular not more than 1% by weight, based on the total weight of the polyester, of one or more further bifunctional compounds C which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds.
Unter den besonders bevorzugten Copolyestern sind solche besonders bevorzugt, worin die polyesterbildenden Bestandteile nicht mehr als 2 Gew.-% , insbesondere nicht mehr als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyesters, einer oder mehrerer Verbindungen D enthalten, die wenigstens drei, z. B. drei, vier oder fünf Funktionalitäten aufweisen, welche mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren. Among the particularly preferred copolyesters, particular preference is given to those in which the polyester-forming constituents contain not more than 2% by weight, in particular not more than 1% by weight, based on the total weight of the polyester, of one or more compounds D which are at least three , z. B. have three, four or five functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds.
In den bevorzugten Copolyestern machen die Komponenten a1 ), a2), a3) und b) insbesondere 96 bis 100 Gew.-%, insbesondere 98 bis 100 Gew.-% derartiger Copoly- ester aus. In the preferred copolyesters, components a1), a2), a3) and b) in particular comprise 96 to 100% by weight, in particular 98 to 100% by weight, of such copolyesters.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um wässrige Dispersionen teilaromatischer bzw. aliphatisch-aromatischer Copolyester, die durch folgende Zusammensetzung charakterisiert sind: In a specific embodiment of the invention are aqueous dispersions of partially aromatic or aliphatic-aromatic copolyesters, which are characterized by the following composition:
a1 ) 60 bis 80 Mol %, häufig 65 bis 80 Mol %, insbesondere 66 bis 75 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten a1 ) und a2) wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildendes Derivat oder Mischungen davon und a1) 60 to 80 mol%, often 65 to 80 mol%, in particular 66 to 75 mol%, based on the total amount of components a1) and a2) of at least one aliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivative or mixtures thereof and
a2) 20 bis 40 Mol %, häufig 20 bis 35 Mol %, insbesondere 25 bis 34 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten a1 ) und a2), Terephthalsaure oder deren esterbildenden Derivate oder Mischungen davon; a2) 20 to 40 mol%, often 20 to 35 mol%, in particular 25 to 34 mol%, based on the total amount of components a1) and a2), terephthalic acid or their ester-forming derivatives or mixtures thereof;
b) 98 bis 102 Mol %, wenigstens einer Diolkomponente b), die unter 1 ,3-Propandiol und 1 ,4-Butandiol und deren Gemischen ausgewählt ist; b) from 98 to 102 mole%, of at least one diol component b) selected from 1,3-propanediol and 1,4-butanediol and mixtures thereof;
d) 0,1 bis 2 Gew.-%, häufig 0,2 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 1 ,8 Gew.-% und speziell 0,4 bis 1 ,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten a1 ), a2), jeweils gerechnet als Dicarbonsäuren, und b), einer oder mehreren Ver- bindungen D, die wenigstens drei Funktionalitäten aufweisen, welche mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren; d) 0.1 to 2 wt .-%, often 0.2 to 2 wt .-%, in particular 0.3 to 1, 8 wt .-% and especially 0.4 to 1, 5 wt .-%, based to the total amount of components a1), a2), in each case calculated as dicarboxylic acids, and b), one or more compounds D which have at least three functionalities which react with carboxyl or hydroxyl groups to form bonds;
wobei die Komponenten a1 ), a2) und b) 80 bis 99,8 Gew.-%, insbesondere 90 bis 99,7 Gew.-%, und speziell 95 bis 99,6 Gew.-% des Polyesters ausmachen. wherein the components a1), a2) and b) 80 to 99.8 wt .-%, in particular 90 to 99.7 wt .-%, and especially 95 to 99.6 wt .-% of the polyester make up.
Erfindungsgemäß geeignete aliphatische Dicarbonsäuren a1 ) haben im Allgemeinen 2 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 4 bis 8 und insbesondere 6 Kohlenstoffatome. Sie können sowohl linear als auch verzweigt sein. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren cycloaliphatischen Dicarbonsäuren sind in der Regel solche mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen und insbesondere solche mit 8 Kohlenstoffatomen. Prinzipiell können jedoch auch Dicarbonsäuren mit einer größeren Anzahl an Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden. Beispielhaft zu nennen sind: Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, 2-Methylglutar- säure, 3-Methylglutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Acelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, 2,2-Dimethylglutarsäure, Suberinsäure, 1 ,3-Cyclopentandicarbonsäure, 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäure, 1 ,3-Cyclohexandicarbonsäure, Diglykolsäure, Itacon- säure, Maleinsäure und 2,5-Norbornandicarbonsäure. Als esterbildende Derivate der oben genannten aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren, die ebenso verwendbar sind, sind insbesondere die Di-d- bis C6-Alkylester, wie Dimethyl-, Diet- hyl-, Di-n-propyl-, Diisopropyl-, Di-n-butyl-, Di-iso-butyl, Di-t-butyl-, Di-n-pentyl-, Di-iso- pentyl- oder Di-n-hexylester zu nennen. Anhydride der Dicarbonsäuren können ebenfalls eingesetzt werden. Bevorzugte Dicarbonsäuren sind Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, Azelainsäure und Brassylsäure sowie deren jeweilige esterbildende Derivate oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt werden Adipinsäure, Sebazin- säure oder Bernsteinsäure sowie deren jeweilige esterbildende Derivate oder Mischungen davon. Aliphatic dicarboxylic acids a1) which are suitable according to the invention generally have 2 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 8 and in particular 6 carbon atoms. They can be both linear and branched. The cycloaliphatic dicarboxylic acids which can be used in the context of the present invention are as a rule those having 7 to 10 carbon atoms and in particular those having 8 carbon atoms. In principle, however, it is also possible to use dicarboxylic acids having a larger number of carbon atoms, for example having up to 30 carbon atoms. Examples which may be mentioned are malonic acid, succinic acid, glutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, suberic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid , 1, 3-cyclohexanedicarboxylic acid, diglycolic acid, itaconic acid, maleic acid and 2,5-Norbornandicarbonsäure. Other suitable ester-forming derivatives of the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids which are likewise usable are the di-C 1 to C 6 alkyl esters, such as dimethyl, diethyl, di-n-propyl, diisopropyl, di-n butyl, di-iso-butyl, di-t-butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl esters. Anhydrides of dicarboxylic acids can also be used. Preferred dicarboxylic acids are succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and brassylic acid and their respective ester-forming derivatives or mixtures thereof. Particularly preferred are adipic acid, sebacic acid or succinic acid and their respective ester-forming derivatives or mixtures thereof.
Als aromatische Dicarbonsäuren a2 sind im Allgemeinen solche mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise solche mit 8 Kohlenstoffatomen zu nennen. Beispielhaft erwähnt seien Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthoesäure und 1 ,5-Naphthoe- säure sowie esterbildende Derivate davon. Dabei sind insbesondere die D1-C1-C6- Alkylester, z. B. Dimethyl-, Diethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl-, Diisopropyl-, Di-n-butyl-, Di- iso-butyl, Di-t-butyl-, Di-n-pentyl-, Di-iso-pentyl- oder Di-n-hexylester zu nennen. Die Anhydride der Dicarbonsauren a2 sind ebenso geeignete esterbildende Derivate. Prinzipiell können jedoch auch aromatische Dicarbonsauren a2 mit einer größeren Anzahl an Kohlenstoffatomen, beispielsweise bis zu 20 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden. Die aromatischen Dicarbonsauren oder deren esterbildende Derivate a2 können einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird Terephthalsäure oder deren esterbildende Derivate wie Dimethylte- rephthalat, verwendet. Die sulfonierten aromatischen Dicarbonsauren und deren esterbildenden Derivate sind typischerweise von den vorgenannten nicht-sulfonierten aromatischen Dicarbonsauren abgeleitet und tragen ein oder zwei Sulfonsäuregruppen. Beispielhaft zu nennen ist Sulfoisophthalsäure oder ein Salz davon z. B. das Natriumsalz (Nasip). Im Allgemeinen werden die Diole B unter verzweigten oder linearen Alkandiolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 8 oder insbesondere 6 Kohlenstoffatomen, oder Cycloalkandiolen mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt. The aromatic dicarboxylic acids a2 are generally those having 8 to 12 carbon atoms and preferably those having 8 carbon atoms. Examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthoic acid and 1, 5-naphthoic acid and ester-forming derivatives thereof. In particular, the D1-C1-C6 alkyl esters, z. As dimethyl, diethyl, diethyl, di-n-propyl, diisopropyl, di-n-butyl, di- iso-butyl, di-t-butyl, di-n-pentyl, di-iso-pentyl or di-n-hexyl ester. The anhydrides of the dicarboxylic acids a2 are also suitable ester-forming derivatives. In principle, however, it is also possible to use aromatic dicarboxylic acids a2 having a larger number of carbon atoms, for example up to 20 carbon atoms. The aromatic dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives a2 may be used singly or as a mixture of two or more thereof. Particularly preferred is terephthalic acid or its ester-forming derivatives such as dimethyl terephthalate used. The sulfonated aromatic dicarboxylic acids and their ester-forming derivatives are typically derived from the aforementioned non-sulfonated aromatic dicarboxylic acids and carry one or two sulfonic acid groups. To name a few examples is sulfoisophthalic acid or a salt thereof z. As the sodium salt (Nasip). Generally, the diols B are selected from branched or linear alkanediols of 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 8 or more preferably 6 carbon atoms, or cycloalkanediols of 5 to 10 carbon atoms.
Beispiele geeigneter Alkandiole sind Ethylenglykol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-Pentandiol, 2,4-Dimethyl-2-ethylhexan-1 ,3-diol, 2,2-Dimethyl- 1 ,3-propandiol, 2-Ethyl-2-butyl-1 ,3-propandiol, 2-Ethyl-2-isobutyl-1 ,3- propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1 ,6-hexandiol, insbesondere Ethylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol und 2,2-Dimethyl-1 ,3-propandiol (Neopentylglykol); Cyclopentandiol, 1 ,4-Cyclohexandiol, 1 ,2-Cyclohexandimethanol, 1 ,3-Cyclohexandimethanol, Examples of suitable alkanediols are ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, 1, 2-butanediol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1, 3 diol, 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-isobutyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl 1, 6-hexanediol, in particular ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol and 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol (neopentyl glycol); Cyclopentanediol, 1, 4-cyclohexanediol, 1, 2-cyclohexanedimethanol, 1, 3-cyclohexanedimethanol,
1 ,4-Cyclohexandimethanol oder 2,2,4,4-Tetramethyl-1 ,3-cyclobutandiol. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Alkandiole verwendet werden. In diesen Copoly- estern ist die Diolkomponente B vorzugsweise ausgewählt unter C2-Ci2-Alkandiolen und Mischungen davon. Bevorzugt werden 1 ,3-Propandiol und insbesondere 1,4-cyclohexanedimethanol or 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol. It is also possible to use mixtures of different alkanediols. In these copolyesters, the diol component B is preferably selected from C 2 -C 12 -alkanediols and mixtures thereof. Preference is given to 1, 3-propanediol and in particular
1 ,4-Butandiol. 1, 4-butanediol.
Abhängig davon, ob ein Überschuss an OH-Endgruppen gewünscht wird, kann die Komponente B im Überschuss eingesetzt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann das Molverhältnis der eingesetzten Komponenten A zu B im Bereich von 0,4 : 1 bis 1 ,1 : 1 , bevorzugt im Bereich von 0,6 : 1 bis 1 ,05 : 1 liegen und insbesondere im Bereich von 0,7 : 1 bis 1 ,02 : 1 . Vorzugsweise liegt das Molverhältnis der in das Polymer eingebauten Komponente A zu der in das Polymer eingebauten Komponente B im Bereich von 0,8 : 1 bis 1 ,01 : 1 , bevorzugt im Bereich von 0,9 : 1 bis 1 : 1 liegen und insbesondere im Bereich von 0,99 : 1 bis 1 : 1 . Depending on whether an excess of OH end groups is desired, component B can be used in excess. According to a preferred embodiment, the molar ratio of the components A used to B in the range from 0.4: 1 to 1, 1: 1, preferably in the range of 0.6: 1 to 1, 05: 1 and in particular in the range of 0 , 7: 1 to 1, 02: 1. The molar ratio of the component A incorporated in the polymer to the component B incorporated in the polymer is preferably in the range from 0.8: 1 to 1:01: 1, preferably in the range from 0.9: 1 to 1: 1, and in particular in the range of 0.99: 1 to 1: 1.
Neben den Komponenten A und B können die Polyester weitere bifunktionelle Kompo- nenten C einkondensiert enthalten. Diese bifunktionellen Verbindungen weisen zwei funktionelle Gruppen auf, welche mit Carbonsäuregruppen oder vorzugsweise Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren. Beispiele für funktionelle Gruppen, wel- che mit OH-Gruppen reagieren, sind insbesondere Isocyanatgruppen, Epoxidgruppen, Oxazolingruppen, Carboxylgruppen in freier oder veresterter Form und Amidgruppen. Funktionelle Gruppen, welche mit Carboxylgruppen reagieren, sind insbesondere Hydroxylgruppen und primäre Aminogruppen. Hierbei handelt es sich insbesondere um sogenannte bifunktionelle Kettenverlängerer, insbesondere die Verbindungen der Gruppen c3) bis c7). Zu den Komponenten C zählen: c1 ) Dihydroxyverbindungen der Formel I In addition to components A and B, the polyesters may contain further bifunctional components C in condensed form. These bifunctional compounds have two functional groups which react with carboxylic acid groups or preferably hydroxyl groups to form bonds. Examples of functional groups, wel- surface with OH groups, are in particular isocyanate groups, epoxy groups, oxazoline groups, carboxyl groups in free or esterified form and amide groups. Functional groups which react with carboxyl groups are in particular hydroxyl groups and primary amino groups. These are in particular so-called bifunctional chain extenders, in particular the compounds of groups c3) to c7). The components C include: c1) dihydroxy compounds of the formula I.
HO-[(A)-0]m-H (I) worin A für eine C2-C4-Alkyleneinheit wie 1 ,2-Ethandiyl, 1 ,2-Propandiyl, HO - [(A) -O] m -H (I) where A is a C2-C4-alkylene unit such as 1,2-ethanediyl, 1,2-propanediyl,
1 ,3-Propandiyl oder 1 ,4-Butandiyl steht, und m für eine ganze Zahl von 2 bis 250 steht;  1, 3-propanediyl or 1, 4-butanediyl, and m is an integer from 2 to 250;
Hydroxycarbonsäuren der Formel IIa oder IIb
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Hydroxycarboxylic acids of the formula IIa or IIb
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(lla) (IIb) worin p eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und r eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und G für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)q-, wobei q eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet, -C(R)H- und -C(R)HCH2, wobei R für Methyl oder Ethyl steht; c3) Amino-C2-Ci2-alkanole, Amino-Cs-C-io-cycloalkanole oder Mischungen davon; (IIa) where p is an integer from 1 to 1500 and r is an integer from 1 to 4, and G is a radical selected from the group consisting of phenylene, - (CH 2) q -, wherein q is an integer from 1 to 5, -C (R) H- and -C (R) HCH 2 , wherein R is methyl or ethyl; c3) amino-C2-Ci2-alkanols, amino-Cs-C-io-cycloalkanols or mixtures thereof;
Diamino-Ci-Ce-alkane; Diamino-Ci-Ce-alkanes;
2,2'-Bisoxazoline der allgemeinen Formel III
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2,2'-bisoxazolines of the general formula III
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(III) wobei Ri eine Einfachbindung, eine (CH2)Z-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4, oder eine Phenylengruppe bedeutet; Aminocarbonsäuren, die beispielsweise ausgewählt sind unter natürlichen Aminosäuren, Polyamiden mit einem Molekulargewicht von höchstens 18000g/mol, erhältlich durch Polykondensation einer Dicarbonsäure mit 4 bis 6 C-Atomen und eines Diamins mit 4 bis 10 C-Atomen, Verbindungen der Formeln IV a und IVb
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(III) wherein Ri represents a single bond, a (CH 2) Z alkylene group, with z = 2, 3 or 4, or a phenylene group; Aminocarboxylic acids, for example, are selected from natural amino acids, polyamides having a molecular weight of at most 18000g / mol, obtainable by polycondensation of a dicarboxylic acid having 4 to 6 carbon atoms and a diamine having 4 to 10 carbon atoms, compounds of formulas IV a and IVb
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(IVa) (IVb) in der s eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und T für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(Chbju-, wobei u eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, -C(R2)H- und -C(R2)HCH2, wobei R2 für Methyl oder Ethyl steht, und Polyoxazolinen mit der wiederkehrenden Einheit V (IVa) (IVb) in which s is an integer from 1 to 1500 and t is an integer from 1 to 4, and T is a radical selected from the group consisting of phenylene, - (Chbju-, wherein u is an integer from 1 to 12, -C (R 2 ) H- and -C (R 2 ) HCH 2 , wherein R 2 is methyl or ethyl, and polyoxazolines having the repeating unit V
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(V) in der R3 für Wasserstoff, Ci-C6-Alkyl, Cs-Cs-Cycloalkyl, unsubstituierten oder mit Ci-C4-Alkylgruppen bis zu dreifach substituiertes Phenyl oder für Tetra hydrofuryl steht; und (V) in which R 3 is hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 8 -cycloalkyl, phenyl which is unsubstituted or monosubstituted or substituted by C 1 -C 4 -alkyl groups or is tetrahydrofuryl; and
Diisocyanate. Diisocyanates.
Beispiele für die Komponente c1 sind Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylengly- kol, Polypropylenglykol und Polytetrahydrofuran (Poly-THF), besonders bevorzugt Diethylenglykol, Triethylenglykol und Polyethylenglykol, wobei man auch Mischungen davon oder Verbindungen, die unterschiedliche Alkyleneinheiten A aufweisen (siehe Formel I), beispielsweise Polyethylenglykol, das Propyleneinheiten (A = 1 ,2- oder 1 ,3-Propandiyl) enthält, einsetzen kann. Letztere sind beispielsweise erhältlich durch Polymerisation nach an sich bekannten Methoden von zuerst Ethylenoxid und an- schließend Propylenoxid. Besonders bevorzugt sind Copolymere auf Basis von Polyal- kylenglykolen, mit unterschiedlichen Variablen A, wobei Einheiten, gebildet aus Ethylenoxid (A = 1 ,2-Ethandiyl) überwiegen. Das Molekulargewicht (Zahlenmittel Mn) des Polyethylenglykols wählt man in der Regel im Bereich von 250 bis 8000, bevorzugt von 600 bis 3000 g/mol. Nach einer der Ausführungsformen können beispielsweise 80 bis 99,8, bevorzugt 90 bis 99,5 Mol-% der Diole B und 0,2 bis 20, bevorzugt 0,5 bis 10 Mol-% der Dihydroxy- verbindungen c1 , bezogen auf die molare Menge von B und c1 , für die Herstellung der Copolyester verwendet werden. Examples of component c1 are diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetrahydrofuran (polyTHF), particularly preferably diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol, mixtures of which or compounds having different alkylene units A (see formula I), For example, polyethylene glycol containing propylene units (A = 1, 2- or 1, 3-propanediyl) can use. The latter are obtainable, for example, by polymerization according to known methods of first ethylene oxide and subsequently propylene oxide. Particular preference is given to copolymers based on polyalkylene glycols with different variables A, where units formed from ethylene oxide (A = 1, 2-ethanediyl) predominate. The molecular weight (number average M n ) of the polyethylene glycol is usually selected in the range from 250 to 8000, preferably from 600 to 3000 g / mol. According to one embodiment, for example, 80 to 99.8, preferably 90 to 99.5 mol% of the diols B and 0.2 to 20, preferably 0.5 to 10 mol% of the dihydroxy compounds c1, based on the molar Amount of B and c1, used for the preparation of copolyesters.
Beispiele für bevorzugte Komponenten c2 sind Glykolsäure, D-, L-, D,L-Milchsäure, 6-Hydroxyhexansäure, deren cyclische Derivate wie Glycolid (1 ,4-Dioxan-2,5-dion), D-, L-Dilactid (3,6-dimethyl-1 ,4- dioxan-2,5-dion), p-Hydroxybenzoesäure sowie deren Oli- gomere und Polymere wie 3-Polyhydroxybuttersäure, Polyhydroxyvaleriansäure, Poly- lactid (beispielsweise als EcoPLA® (Fa. Cargill) erhältlich) sowie eine Mischung aus 3-Polyhydroxybuttersäure und Polyhydroxyvaleriansäure (Letzteres ist unter dem Namen Biopol® von Zeneca erhältlich). Besonders bevorzugt für die Herstellung von Co- polyestern sind die niedermolekularen und cyclischen Derivate davon. Die Hydroxycar- bonsäuren, bzw. ihre Oligomere und/oder Polymere, können beispielsweise in Mengen von 0,01 bis 20, bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an A und B verwendet werden. Examples of preferred components c2 are glycolic acid, D-, L-, D, L-lactic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, their cyclic derivatives such as glycolide (1,4-dioxane-2,5-dione), D-, L-dilactide ( 3,6-dimethyl-1, 4-dioxane-2,5-dione), p-hydroxybenzoic acid and also their oligomers and polymers such as 3-polyhydroxybutyric acid, polyhydroxyvaleric acid, polylactide (for example as EcoPLA® (from Cargill)) ) and a mixture of 3-polyhydroxybutyric acid and polyhydroxyvaleric acid (the latter being available under the name Biopol® from Zeneca). Particularly preferred for the preparation of copolyesters are the low molecular weight and cyclic derivatives thereof. The hydroxycarboxylic acids, or their oligomers and / or polymers, can be used, for example, in amounts of from 0.01 to 20, preferably from 0.1 to 10,% by weight, based on the amount of A and B.
Bevorzugte Komponenten c3 sind Amino-C2-C6-alkanole wie 2-Aminoethanol, Preferred components c3 are amino-C2-C6-alkanols such as 2-aminoethanol,
3-Aminopropanol, 4-Aminobutanol, 5-Aminopentanol, 6-Aminohexanol sowie Amino- C5-C6-cycloalkanole wie Aminocyclopentanol und Aminocyclohexanol oder Mischungen davon. 3-aminopropanol, 4-aminobutanol, 5-aminopentanol, 6-aminohexanol and amino C5-C6 cycloalkanols such as aminocyclopentanol and aminocyclohexanol or mixtures thereof.
Bevorzugte Komponenten c4) sind Diamino-C4-C6-alkane wie 1 ,4-Diaminobutan, 1 ,5-Diaminopentan und 1 ,6-Diaminohexan. Preferred components c4) are diamino-C 4 -C 6 -alkanes, such as 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane and 1,6-diaminohexane.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden 0,5 bis 20 Mol-%, bevorzugt 0,5 bis 10 Mol-%, c3, bezogen auf die Molmenge von B, und von 0 bis 15, bevorzugt von 0 bis 10 Mol-%, c4, bezogen auf die Molmenge von B, für die Herstellung der Copolyester eingesetzt. According to a preferred embodiment, 0.5 to 20 mol%, preferably 0.5 to 10 mol%, of c3, based on the molar amount of B, and from 0 to 15, preferably from 0 to 10 mol%, c4, based on the molar amount of B, used for the preparation of copolyesters.
Bevorzugte Bisoxazoline III der Komponente c5) sind solche, in denen R1 eine Einfachbindung, eine (CH2)Z-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4 wie Methylen, Ethan-1 ,2- diyl, Propan-1 ,3-diyl, Propan-1 ,2-diyl, oder eine Phenylengruppe bedeutet. Als beson- ders bevorzugte Bisoxazoline seien 2,2'-Bis(2-oxazolin), Bis(2-oxazolinyl)methan, 1 ,2-Bis(2-oxazolinyl)ethan, 1 ,3-Bis(2-oxazolinyl)propan oder 1 ,4-Bis(2-oxazolinyl)- butan, 1 ,4-Bis(2-oxazolinyl)benzol, 1 ,2-Bis(2-oxazolinyl)benzol oder 1 ,3-Bis(2-oxa- zolinyl)benzol genannt. Bisoxazoline der allgemeinen Formel III sind im Allgemeinen erhältlich durch das Verfahren aus Angew. Chem. Int. Edit, Vol. 1 1 (1972), S. 287 - 288. Zur Herstellung der Polyester können beispielsweise von 80 bis 98 Mol-% B, bis zu 20 Mol-% c3, z. B. 0,5 bis 20 Mol-% c3, bis zu 20 Mol-%, z. B. 0,5 bis 20 Mol-% c4, und bis zu 20 Mol-%, z. B. 0,5 bis 20 Mol-% c5, jeweils bezogen auf die Summe der Molmengen der Komponenten B, c3, c4 und c5, verwendet werden. Nach einer ande- ren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich von 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 4 Gew.-% c5, bezogen auf das Gesamtgewicht von A und B, einzusetzen. Preferred bisoxazolines III of component c5) are those in which R 1 is a single bond, a (CH 2) Z -alkylene group, with z = 2, 3 or 4, such as methylene, ethane-1, 2-diyl, propane-1, 3 diyl, propane-1, 2-diyl, or a phenylene group. Particularly preferred bisoxazolines are 2,2'-bis (2-oxazoline), bis (2-oxazolinyl) methane, 1, 2-bis (2-oxazolinyl) ethane, 1, 3-bis (2-oxazolinyl) propane or 1,4-bis (2-oxazolinyl) butane, 1,4-bis (2-oxazolinyl) benzene, 1,2-bis (2-oxazolinyl) benzene or 1,3-bis (2-oxazolinyl) called benzene. Bisoxazolines of general formula III are generally obtainable by the process of Angew. Chem. Int. Edit, Vol. 11 (1972), pp. 287-288. For example, from 80 to 98 mole% B, up to 20 mole% c3, e.g. B. 0.5 to 20 mol% c3, up to 20 mol%, z. B. 0.5 to 20 mol% c4, and up to 20 mol%, z. B. 0.5 to 20 mol% c5, in each case based on the sum of the molar amounts of components B, c3, c4 and c5, are used. According to another preferred embodiment, it is possible to use from 0.1 to 5% by weight, preferably from 0.2 to 4% by weight of c5, based on the total weight of A and B.
Als Komponente c6 können natürliche Aminocarbonsauren verwendet werden. Zu diesen zählen Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin, Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Lysin, Alanin, Arginin, Aspartamsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Prolin, Serin, Tryosin, Asparagin oder Glutamin. As component c6 natural aminocarboxylic acids can be used. These include valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine, tryptophan, lysine, alanine, arginine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glycine, histidine, proline, serine, tyrosine, asparagine or glutamine.
Bevorzugte Aminocarbonsäuren der allgemeinen Formeln IVa und IVb sind die, worin s eine ganze Zahl von 1 bis 1000 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4, bevorzugt 1 oder 2 bedeuten und T ausgewählt ist aus der Gruppe Phenylen und -(Chkju-, wobei u 1 , 5 oder 12 bedeutet. Preferred aminocarboxylic acids of the general formulas IVa and IVb are those in which s is an integer from 1 to 1000 and t is an integer from 1 to 4, preferably 1 or 2 and T is selected from the group consisting of phenylene and - (Chkju-, wherein u is 1, 5 or 12.
Ferner kann c6 auch ein Polyoxazolin der allgemeinen Formel V sein. Die Komponente c6 kann aber auch eine Mischung unterschiedlicher Aminocarbonsäuren und/oder Po- lyoxazoline sein. Furthermore, c6 can also be a polyoxazoline of the general formula V. However, component c6 can also be a mixture of different aminocarboxylic acids and / or polyoxazolines.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann c6 in Mengen von 0,01 bis 20, bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten A und B, eingesetzt werden. In a preferred embodiment, c6 can be used in amounts of from 0.01 to 20, preferably from 0.1 to 10,% by weight, based on the total amount of components A and B.
Als Komponente c7 können aromatische oder aliphatische Diisocyanate eingesetzt werden. Es können aber auch höherfunktionelle Isocyanate verwendet werden. Beispiele für aromatische Diisocyanate sind Toluylen-2,4-diisocyanat, Toluylen-2,6- diisocyanat, 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Naphthylen-1 ,5-diisocyanat oder Xylylen-diisocyanat. Beispiele für aliphatische Diisocyanate sind vor allem lineare oder verzweigte Alkylen- diisocyanate oder Cycloalkylendiisocyanate mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B. 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat oder Methylen-bis(4-isocyanatocyclohexan). Als Komponente c7 kommen weiterhin Tri(4-isocyanatophenyl)methan sowie die Cyanurate, Uretdione und Biurete der vorgenannten Diisocyanate in Betracht. As component c7 it is possible to use aromatic or aliphatic diisocyanates. However, it is also possible to use higher-functionality isocyanates. Examples of aromatic diisocyanates are toluylene-2,4-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate or xylylene diisocyanate. Examples of aliphatic diisocyanates are, above all, linear or branched alkylene diisocyanates or cycloalkylene diisocyanates having 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 12 carbon atoms, eg. B. 1, 6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or methylene bis (4-isocyanatocyclohexane). Further suitable components c7 are tri (4-isocyanatophenyl) methane and the cyanurates, uretdiones and biurets of the abovementioned diisocyanates.
Im Allgemeinen wird die Komponente c7, sofern erwünscht, in Mengen von 0,01 bis 5, bevorzugt 0,05 bis 4 Mol-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 4 Mol-% bezogen auf die Summe der Molmengen von A und B verwendet. Als weitere Komponenten, die optional zur Herstellung der Polyester eingesetzt werden können, zählen Verbindungen D, die mindestens drei Gruppen/Funktionalitäten enthalten, welche mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren. Beispiele für funktionelle Gruppen, welche mit OH-Gruppen reagieren, sind insbeson- dere Isocyanatgruppen, Epoxidgruppen, Oxazolingruppen, Carboxylgruppen in freier oder veresterter Form und Amidgruppen. Funktionelle Gruppen, welche mit Carboxylgruppen reagieren, sind insbesondere Hydroxylgruppen und primäre Aminogruppen. Derartige Verbindungen werden auch als Vernetzer bezeichnet. Mittels der Verbindung D lassen sich biologisch abbaubare Copolyester mit einer strukturellen Viskosität auf- bauen. Das rheologische Verhalten der Schmelzen verbessert sich; die biologisch abbaubaren Copolyester lassen sich leichter verarbeiten, beispielsweise besser durch Schmelzeverfestigung zu Folien ausziehen. Die Verbindungen D wirken scherentzä- hend, d. h. die Viskosität unter Belastung wird geringer. Die Verbindungen D enthalten bevorzugt drei bis zehn, z. B. drei, vier, fünf oder sechs, funktionelle Gruppen, welche zur Ausbildung von Esterbindungen fähig sind. Besonders bevorzugte Verbindungen D haben drei bis sechs funktionelle Gruppen dieser Art im Molekül, insbesondere drei bis sechs Hydroxylgruppen und/oder Carboxylgruppen. Beispielhaft seien genannt: Poly- carbonsäuren und Hydroxycarbonsäuren wie Weinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure; Trimesinsäure; Trimellitsäure, -anhydrid; Pyromellitsäure, -dianhydrid und Hydroxyiso- Phthalsäure sowie Polyole wie Trimethylolpropan, Trimethylolethan; Pentaerythrit, Po- lyethertriole und Glycerin. Bevorzugte Verbindung D sind Polyole, bevorzugt Trimethylolpropan, Pentaerythrit und insbesondere Glycerin. Die Verbindungen D werden, sofern erwünscht, in der Regel in Mengen von 0,0005 bis 1 mol/kg, vorzugsweise 0,001 bis 0,5 mol/kg und insbesondere 0,005 bis 0,3 mol/kg, bezogen auf Gesamtmenge Komponenten A, B, C und D, bzw. auf das Gesamtgewicht des Polyesters, eingesetzt. Vorzugsweise werden die Verbindungen D, sofern erwünscht, 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 3 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-%, speziell 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf Gesamtmenge Komponenten A, B, C und D, bzw. auf das Gesamtgewicht des Polyesters, eingesetzt. In general, the component c7, if desired, in amounts of from 0.01 to 5, preferably 0.05 to 4 mol%, particularly preferably 0.1 to 4 mol% based on the sum of the molar amounts of A and B used , Other components which may optionally be used to prepare the polyesters include compounds D which contain at least three groups / functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds. Examples of functional groups which react with OH groups are, in particular, isocyanate groups, epoxide groups, oxazoline groups, carboxyl groups in free or esterified form and amide groups. Functional groups which react with carboxyl groups are in particular hydroxyl groups and primary amino groups. Such compounds are also referred to as crosslinkers. By means of compound D, biodegradable copolyesters with a structural viscosity can be built up. The rheological behavior of the melts improves; The biodegradable copolyesters are easier to process, for example, better by melt consolidation to remove films. The compounds D act scherentzä- Hend, ie the viscosity under load is lower. The compounds D preferably contain three to ten, z. , Three, four, five or six, functional groups capable of forming ester bonds. Particularly preferred compounds D have three to six functional groups of this kind in the molecule, in particular three to six hydroxyl groups and / or carboxyl groups. Examples include: polycarboxylic acids and hydroxycarboxylic acids such as tartaric acid, citric acid, malic acid; trimesic; Trimellitic acid, anhydride; Pyromellitic acid, dianhydride and hydroxyisophthalic acid and polyols such as trimethylolpropane, trimethylolethane; Pentaerythritol, polyether triols and glycerine. Preferred compounds D are polyols, preferably trimethylolpropane, pentaerythritol and especially glycerol. The compounds D are, if desired, usually in amounts of 0.0005 to 1 mol / kg, preferably 0.001 to 0.5 mol / kg and in particular 0.005 to 0.3 mol / kg, based on the total amount of components A, B. , C and D, or on the total weight of the polyester used. If desired, the compounds D are preferably 0.01 to 5% by weight, in particular 0.05 to 3% by weight and in particular 0.1 to 2% by weight, especially 0.2 to 2% by weight. %, based on the total amount of components A, B, C and D, or on the total weight of the polyester used.
In der Regel ist es sinnvoll, die vernetzenden (mindestens trifunktionellen) Verbindungen D zu einem früheren Zeitpunkt der Polykondensation zuzugeben. In general, it makes sense to add the crosslinking (at least trifunctional) compounds D at an earlier point in time of the polycondensation.
Neben den vorgenannten Komponenten A, B, gegebenenfalls C und gegebenenfalls D können zur Herstellung der erfindungsgemäß bevorzugten Copolyester auch bi- oder polyfunktionelle Epoxide eingesetzt werden (Komponente E). Geeignete bi- oder polyfunktionelle Epoxide sind insbesondere Epoxidgruppen-haltige Copolymere auf Basis von Styrol, Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester. Die Epoxidgruppen tragenden Einheiten sind vorzugsweise Glycidyl(meth)acrylate. Als vorteilhaft haben sich Co- polymere mit einem Glycidylmethacrylat-Anteil von größer 20, besonders bevorzugt von größer 30 und insbesondere bevorzugt von größer 50 Gew.-% des Copolymers erwiesen. Das Epoxid-Äquivalentgewicht (EEW) in diesen Polymeren beträgt Vorzugs- weise 150 bis 3000 und insbesondere bevorzugt 200 bis 500 g/Äquivalent. Das mittlere Molekulargewicht (Gewichtsmittel) Mw der Polymere beträgt vorzugsweise 2000 bis 25000, insbesondere 3000 bis 8000. Das mittlere Molekulargewicht (Zahlenmittel) Mn der Polymere beträgt vorzugsweise 400 bis 6000, insbesondere 1000 bis 4000. Die Polydispersität (Q) liegt im Allgemeinen zwischen 1 .5 und 5. Epoxidgruppenhaltige Copolymere des obengenannten Typs werden beispielsweise von der BASF Resins B.V. unter der Marke Joncryl® ADR vertrieben. Als Komponente E besonders geeignet ist Joncryl® ADR 4368. Die Komponente E wird üblicherweise als Kettenverlängerer eingesetzt. Bezüglich der Menge gilt das zuvor für die Komponente E, insbesondere für die Komponenten c2), c3), c4), c5) und c6) Gesagte. In addition to the abovementioned components A, B, optionally C and optionally D, it is also possible to use bifunctional or polyfunctional epoxides for the preparation of the copolyesters which are preferred according to the invention (component E). Suitable bi- or polyfunctional epoxides are, in particular, epoxide-group-containing copolymers based on styrene, acrylates and / or methacrylates. The epoxy groups bearing units are preferably glycidyl (meth) acrylates. Copolymers having a glycidyl methacrylate content of greater than 20, particularly preferably greater than 30 and especially preferably greater than 50% by weight, of the copolymer have proved to be advantageous. The epoxide equivalent weight (EEW) in these polymers is preferably Example 150 to 3000 and particularly preferably 200 to 500 g / equivalent. The weight average molecular weight Mw of the polymers is preferably from 2,000 to 25,000, in particular from 3,000 to 8,000. The number average molecular weight M n of the polymers is preferably from 400 to 6,000, in particular from 1,000 to 4,000. The polydispersity (Q) is generally between 1 .5 and 5 epoxy groups, copolymers of the above type are sold for example by BASF Resins BV under the trademark Joncryl ® ADR. Particularly suitable as component E Joncryl ® ADR 4368. The component E is most commonly used as a chain. With regard to the quantity, the statements made above for component E, in particular for components c2), c3), c4), c5) and c6), apply.
Die Copolyester sind teilweise bekannt, z. B. aus der EP-A 488 617, W096/15173 und WO 04/67632, oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Besonders bevorzugt werden die Copolyester nach dem in EP Anm. Nr. 08154541.0 beschriebenen kontinuierlichen Verfahren hergestellt. The copolyesters are partially known, for. Example, from EP-A 488 617, W096 / 15173 and WO 04/67632, or can be prepared by methods known per se. More preferably, the copolyesters are prepared by the continuous process described in EP Publ. No. 08154541.0.
Die Synthese der beschriebenen Copolyester erfolgt gemäß einer ersten Ausführungsform in einer zweistufigen Reaktionskaskade. In der Regel werden zunächst die Dicar- bonsäuren bzw. ihre Derivate A zusammen mit der Komponente B und gegebenenfalls D in Anwesenheit eines Veresterungskatalysators (bzw. wenn die Carbonsäuren A in Form ihrer Ester eingesetzt werden, in Gegenwart eines Umesterungskatalysators) zu einem Präpolyester umgesetzt. Dieser Präpolyester weist im Allgemeinen eine Viskositätszahl (VZ) von 50 bis 100 mL/g, vorzugsweise 60 bis 90 mL/g auf. Als Katalysatoren werden üblicherweise Zink-, Aluminium- und insbesondere Titankatalysatoren einge- setzt. Titankatalysatoren wie Tetra(isopropyl)orthotitanat und insbesondere Tetrabutyl- orthotitanat (TBOT) haben gegenüber den in der Literatur häufig verwendeten Zinn-, Antimon-, Kobalt- und Bleikatalysatoren wie beispielsweise Zinndioctanoat den Vorteil, dass im Produkt verbleibende Restmengen des Katalysators oder Folgeprodukte des Katalysators weniger toxisch sind. Dieser Umstand ist bei den biologisch abbaubaren Polyestern besonders wichtig, da sie beispielsweise als Kompostierbeutel oder Mulch- folien unmittelbar in die Umwelt gelangen. Die erfindungsgemäßen Polyester werden gegebenenfalls anschließend nach den in WO 96/15173 und EP-A 488 617 beschriebenen Verfahren kettenverlängert. Der Präpolyester wird beispielsweise mit Kettenver- längerern C), z. B. mit Diisocyanaten oder mit epoxidhaltigen Polymethacrylaten in einer Kettenverlängerungsreaktion zu einem Polyester mit einer VZ von 60 bis The synthesis of the copolyesters described is carried out according to a first embodiment in a two-stage reaction cascade. In general, the dicarboxylic acids or their derivatives A are first reacted together with component B and optionally D in the presence of an esterification catalyst (or when the carboxylic acids A are used in the form of their esters, in the presence of a transesterification catalyst) to give a prepolyester. This prepolyester generally has a viscosity number (CV) of 50 to 100 ml / g, preferably 60 to 90 ml / g. The catalysts used are usually zinc, aluminum and in particular titanium catalysts. Titanium catalysts such as tetra (isopropyl) orthotitanate and in particular tetrabutyl orthotitanate (TBOT) have the advantage over the tin, antimony, cobalt and lead catalysts frequently used in the literature, such as tin dioctanoate, that residual amounts of catalyst remaining in the product or secondary products of the catalyst are less toxic. This fact is particularly important in the case of biodegradable polyesters, since, for example, they are released directly into the environment as composting bags or mulch films. The polyesters according to the invention are optionally subsequently chain-extended according to the processes described in WO 96/15173 and EP-A 488 617. The prepolyester is, for example, chain extenders C), z. B. with diisocyanates or with epoxy-containing polymethacrylates in a chain extension reaction to a polyester with a VZ of 60 to
450 mL/g, vorzugsweise 80 bis 250 mL/g umgesetzt. 450 mL / g, preferably 80 to 250 mL / g reacted.
In einer anderen Methode wird die Komponente A in Anwesenheit eines Überschusses an Komponente B und gegebenenfalls D zusammen mit dem Katalysator zunächst kondensiert. Anschließend wird die Schmelze des so erhaltenen Präpolyesters, üblicherweise bei einer Innentemperatur von 200 bis 250 °C, unter Abdestillieren freiwerdenden Diols bis zur gewünschten Viskosität mit einer Viskositätszahl (VZ) von 60 bis 450 mL/g und vorzugsweise 80 bis 250 mL/g kondensiert. Diese Kondensation erfolgt in der Regel innerhalb von 3 bis 6 Stunden bei vermindertem Druck. Gegebenenfalls erfolgt auch hiernach eine Umsetzung mit dem Kettenverlängerer der Komponente D. Besonders bevorzugt werden die Copolyester nach dem in EP Anm. Nr. 08154541.0 beschriebenen kontinuierlichen Verfahren hergestellt. Hierbei wird beispielsweise eine Mischung aus den Komponenten A und B und gegebenenfalls weiteren Comonome- ren, ohne Zugabe eines Katalysators, zu einer Paste vermischt oder alternativ die flüssigen Ester der Komponente A und die Komponente B und gegebenenfalls weiteren Comonomere, ohne Zugabe eines Katalysators, in den Reaktor eingespeist und in einer ersten Stufe diese Mischung zusammen mit der Gesamtmenge oder einer Teilmenge des Katalysators kontinuierlich verestert bzw. umgeestert; in einer zweiten Stufe gegebenenfalls mit der Restmenge Katalysator kontinuierlich das gemäß 1 .) erhaltene Umesterungs- bzw. Veresterungsprodukt - vorzugsweise in einem Turmreaktor, wobei der Produktstrom im Gleichstrom über eine Fallfilmkaskade geführt wird und die Reaktionsdämpfe in situ aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden - bis zu einer Viskositätszahl nach DIN 53728 von 20 bis 60 mL/g vorkondensiert; In another method, component A is first condensed in the presence of an excess of component B and optionally D together with the catalyst. Subsequently, the melt of the prepolyester thus obtained, usually at an internal temperature of 200 to 250 ° C, while releasing distilled diol to the desired viscosity with a viscosity number (VZ) of 60 to 450 mL / g and preferably 80 to 250 mL / g condensed. This condensation is usually carried out within 3 to 6 hours at reduced pressure. If appropriate, a reaction with the chain extender of component D is also carried out hereinafter. More preferably, the copolyesters are prepared by the continuous process described in EP Publ. No. 08154541.0. In this case, for example, a mixture of the components A and B and optionally further Comonome- ren, without addition of a catalyst, mixed into a paste or alternatively the liquid esters of component A and component B and optionally further comonomers, without addition of a catalyst in fed to the reactor and esterified in a first stage, this mixture, together with the total amount or a partial amount of the catalyst continuously or transesterified; in a second stage optionally with the remainder of the catalyst continuously the transesterification or esterification product obtained according to 1) - preferably in a tower reactor, wherein the product stream is passed in cocurrent over a falling film cascade and the reaction vapors are removed in situ from the reaction mixture - up to a viscosity number according to DIN 53728 of 20 to 60 mL / g precondensed;
in einer dritten Stufe kontinuierlich das aus 2.) erhältliche Produkt - vorzugsweise in einem Käfigreaktor - bis zu einer Viskositätszahl nach DIN 53728 von 70 bis 130 mL/g polykondensiert und gegebenenfalls  in a third stage, the product obtainable from 2.) - preferably in a cage reactor - polycondensed up to a viscosity number according to DIN 53728 of 70 to 130 mL / g and optionally
in einer vierten Stufe kontinuierlich das aus 3.) erhältliche Produkt bis zu einer Viskositätszahl nach DIN 53728 von 80 bis 250 mL/g in einer Polyadditionsre- aktion mit einem Kettenverlängerer in einem Extruder, List-Reaktor oder statischen Mischer umgesetzt.  in a fourth step, the product obtainable from 3.) is continuously converted to a viscosity number according to DIN 53728 of 80 to 250 ml / g in a polyaddition reaction with a chain extender in an extruder, a list reactor or a static mixer.
Die oben genannten Viskositätszahlbereiche dienen lediglich als Anhaltspunkte für bevorzugte Verfahrensvarianten, sollen jedoch nicht beschränkend für den vorliegen- den Anmeldegegenstand gelten. The abovementioned ranges of viscosity numbers merely serve as indications for preferred process variants, but are not intended to be limiting for the present application subject.
Neben dem oben beschriebenen kontinuierlichen Verfahren können die erfindungsgemäßen Copolyester auch in einem Batch-Prozess hergestellt werden. Hierzu werden die Komponenten A, B und gegebenenfalls D in beliebiger Dosierreihenfolge gemischt und zu einem Präpolyester kondensiert. Gegebenenfalls unter Zuhilfenahme der Komponente D kann ein Polyester mit der gewünschten Viskositätszahl eingestellt werden. In addition to the continuous process described above, the copolyesters of the invention may also be prepared in a batch process. For this purpose, the components A, B and optionally D are mixed in any metering order and condensed to form a prepolyester. Optionally, with the aid of component D, a polyester can be adjusted with the desired viscosity number.
Die bevorzugten Copolyester weisen in der Regel ein zahlenmittleres Molekulargewicht MN im Bereich von 5000 bis 1000000 Dalton, insbesondere im Bereich von 8000 bis 800000 Dalton und speziell im Bereich von 10000 bis 500000 Dalton auf. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw der erfindungsgemäß bevorzugten Copolyester liegt in der Regel im Bereich von 20000 bis 5000000 Dalton, häufig im Bereich von 30000 Dalton bis 4000000 Dalton und insbesondere im Bereich von 40000 bis The preferred copolyesters generally have a number average molecular weight MN in the range from 5000 to 1,000,000 daltons, in particular in the range from 8,000 to 800,000 daltons and especially in the range from 10,000 to 500,000 daltons. The weight-average molecular weight M w of the copolyesters preferred according to the invention is generally in the range from 20,000 to 500,000 daltons, often in the range from 30,000 Daltons to 4,000,000 Daltons, and more particularly in the range of 40,000 to
2500000 Dalton. Der Polydispersitätsindex MW/MN beträgt in der Regel wenigstens 2 und liegt häufig im Bereich von 3 bis 25, insbesondere im Bereich von 5 bis 20. Vorzugsweise sind die Copolyester teilkristallin und weisen einen Schmelzpunkt oder Schmelzbereich im Bereich von 80 bis 170 °C, insbesondere im Bereich von 90 bis 150 °C auf. Die Viskositätszahl der Copolyester liegt typischerweise im Bereich von 50 bis 500 ml/g, häufig im Bereich von 80 bis 300 ml/g und insbesondere im Bereich von 100 bis 250 ml/g (bestimmt nach EN ISO 1628-1 bei 25 °C an einer 0,5 gew.-%igen Lösung des Polymeren in o-Dichlorbenzol/Phenol (1 :1 w/w)). Die bevorzugten Copoly- ester sind zum einen durch eine hohe Schmelzviskosität ηο, die bei 180 °C in der Regel wenigstens 60 Pa-s, häufig wenigstens 80 Pa-s, insbesondere wenigstens 2500000 daltons. The polydispersity index MW / MN is generally at least 2 and is often in the range of 3 to 25, in particular in the range of 5 to 20. Preferably, the copolyesters are partially crystalline and have a melting point or melting range in the range of 80 to 170 ° C, in particular in the range of 90 to 150 ° C. The viscosity number of the copolyesters is typically in the range of 50 to 500 ml / g, often in the range of 80 to 300 ml / g and in particular in the range of 100 to 250 ml / g (determined according to EN ISO 1628-1 at 25 ° C on a 0.5% strength by weight solution of the polymer in o-dichlorobenzene / phenol (1: 1 w / w)). The preferred copolyesters are on the one hand by a high melt viscosity ηο, which at 180 ° C usually at least 60 Pa-s, often at least 80 Pa-s, in particular at least
100 Pa-s, z. B. 60 bis 20000 Pa-s, insbesondere 80 bis 15000 Pa-s und speziell 100 bis 10000 Pa-s beträgt, und durch eine geringe Säurezahl von weniger als 5 mg KOH/g Polymer, insbesondere maximal 3 mg KOH/g Polymer und speziell maximal 1 mg KOH/g Polymer charakterisiert. 100 Pa.s, z. B. 60 to 20,000 Pa-s, in particular 80 to 15,000 Pa-s and especially 100 to 10,000 Pa-s, and by a low acid number of less than 5 mg KOH / g polymer, in particular not more than 3 mg KOH / g polymer and specifically characterized at most 1 mg KOH / g polymer.
Ferner weisen die Copolyester vorzugsweise im Wesentlichen keine funktionellen Gruppen auf, die den Polymeren eine Wasserlöslichkeit verleihen. Dementsprechend beträgt die Anzahl an Sulfonsäuregruppen im Copolyester in der Regel weniger als 0,1 mmol/g, insbesondere weniger als 0,05 mmol/g oder weniger als 0,01 mmol/g Polymer. Furthermore, the copolyesters preferably have substantially no functional groups which impart water solubility to the polymers. Accordingly, the number of sulfonic acid groups in the copolyester is generally less than 0.1 mmol / g, in particular less than 0.05 mmol / g or less than 0.01 mmol / g of polymer.
Die wässrigen Dispersionen des Copolyesters weisen in der Regel einen Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 bis 55 Gew.-% und speziell im Bereich von 30 bis 50 Gew.-% auf. The aqueous dispersions of the copolyester generally have a solids content in the range from 10 to 60% by weight, in particular in the range from 20 to 55% by weight and especially in the range from 30 to 50% by weight.
Vorzugsweise liegt die Viskosität der erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen, bestimmt nach Brookfield, bei 20 °C bei einem Wert von maximal 5 Pa-s, häufig bei maximal 2 Pa-s, z. B. im Bereich von 10 bis 5000 mPa-s, insbesondere im Bereich von 50 bis 2000 mPa-s (gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 20 °C, 20 UpM, Spindel 4). Preferably, the viscosity of the dispersions according to the invention, determined according to Brookfield, at 20 ° C at a value of at most 5 Pa-s, often at a maximum of 2 Pa-s, z. B. in the range of 10 to 5000 mPa-s, in particular in the range of 50 to 2000 mPa-s (measured using a Brookfield viscometer at 20 ° C, 20 rpm, spindle 4).
Die wässrige Dispersion enthält neben den dispergierten Polymeren in der Regel wenigstens eine oberflächenaktive Substanz zur Stabilisierung der in der Dispersion dis- pergierten Polymerpartikel. Der Anteil oberflächenaktiver Substanzen wird in der Regel 20 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, nicht überschreiten und liegt typischerweise im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% und häufig im Bereich von 0,2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt. Zu den geeigneten oberflächenaktiven Substanzen zählen polymere oberflächenaktive Substanzen mit Molekulargewich- ten oberhalb 2000 Dalton (Zahlenmittel), z. B. 2200 bis 106 Dalton, die in der Regel als Schutzkolloide bezeichnet werden, sowie niedermolekulare oberflächenaktive Substanzen mit Molekulargewichten bis 2000 Dalton, häufig bis 1500 Dalton (Zahlenmittel), die in der Regel als Emulgatoren bezeichnet werden. Die oberflächenaktiven Substanzen können kationisch, anionisch oder neutral sein. In addition to the dispersed polymers, the aqueous dispersion generally contains at least one surface-active substance for stabilizing the polymer particles dispersed in the dispersion. The proportion of surface-active substances will generally not exceed 20% by weight, based on the total solids content, and is typically in the range from 0.1 to 20% by weight and frequently in the range from 0.2 to 10% by weight. , based on the total solids content. Suitable surfactants include polymeric surfactants having molecular weights in excess of 2000 daltons (number average), e.g. 2200 to 10 6 daltons, which are generally referred to as protective colloids, and low molecular weight surfactants with molecular weights up to 2000 daltons, often up to 1500 daltons (number average), which are usually referred to as emulsifiers. The surfactants may be cationic, anionic or neutral.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das wässrige Dispergierme- dium wenigstens ein Schutzkolloid, beispielsweise ein neutrales, anionisches oder kationisches Schutzkolloid, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Emulgatoren. In a preferred embodiment of the invention, the aqueous dispersion medium contains at least one protective colloid, for example a neutral, anionic or cationic protective colloid, optionally in combination with one or more emulsifiers.
Beispiele für Schutzkolloide sind wasserlösliche Polymere wie beispielsweise Examples of protective colloids are water-soluble polymers such as
- neutrale Schutzkolloide: beispielsweise Polysaccharide, z. B. wasserlöslicheneutral protective colloids: for example polysaccharides, e.g. B. water-soluble
Stärken, Stärkederivate und Cellulosederivate wie Methylcellulose, Hydroxypro- pylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, weiterhin Po- lyvinylalkohole, einschließlich teilverseiftem Polyvinylacetat mit einem Versei- fungsgrad von vorzugsweise wenigstens 40 %, insbesondere wenigstens 60 %, Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykole, Pfropfpolymerisate vonStarches, starch derivatives and cellulose derivatives such as methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, furthermore polyvinyl alcohols, including partially saponified polyvinyl acetate with a degree of saponification of preferably at least 40%, in particular at least 60%, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycols, graft polymers of
Vinylacetat und/oder Vinylpropionat auf Polyethylenglykole, ein- oder beidseitig mit Alkyl-, Carboxyl- oder Aminogruppen endgruppenverschlossene Polyethylenglykole; Vinyl acetate and / or vinyl propionate on polyethylene glycols, one or both sides with alkyl, carboxyl or amino groups endgruppenverschlossene polyethylene glycols;
anionische wasserlösliche Polymere, deren Polymerrückgrad eine Vielzahl Car- boxylgruppen, Sulfonsäuregruppen bzw. Sulfonatgruppen und/oder Phosphon- säuregruppen bzw. Phosphonatgruppen aufweist, beispielsweise Carboxy- methylcellulose, Homo- und Copolymere ethylenisch ungesättigter Monomere, die wenigstens 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere, wenigstens eines ethylenisch ungesättigten Monomers, das wenigstens eine Carboxylgruppe, Sulfonsäuregruppe und/order Phosphonsäuregruppe einpolymerisiert enthält, enthalten und deren Salze, insbesondere die  anionic water-soluble polymers whose polymer backbone has a multiplicity of carboxyl groups, sulfonic acid groups or sulfonate groups and / or phosphonic acid groups or phosphonate groups, for example carboxymethylcellulose, homo- and copolymers of ethylenically unsaturated monomers which are at least 20% by weight, based on the total amount of the monomers, at least one ethylenically unsaturated monomer which contains at least one carboxyl group, sulfonic acid group and / or phosphonic acid group in copolymerized form, and their salts, in particular the
Alkalimetall- und Ammoniumsalze. In den vorgenannten anionischen  Alkali metal and ammonium salts. In the aforementioned anionic
wasserlöslichen Polymeren, liegen im Wässrigen üblicherweise die an das Polymerrückgrat gebundenen Sulfonsäuregruppen in der Salzform, d. h. als Sulfonatgruppen, und die Phosphonsäuregruppen dementsprechend als water-soluble polymers are usually in the aqueous usually bound to the polymer backbone sulfonic acid groups in the salt form, d. H. as sulfonate groups, and the phosphonic acid groups accordingly as
Phosphonatgruppen vor. Bei den Gegenionen handelt es sich dann Phosphonate groups before. The counterions are then
typischerweise um Alkalimetall- und Erdalkalimetallionen wie Natriumionen,
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z.B. die Chloride; anionisch oder kationisch modifizierten Stärken; Beispiele für anionisch modifi- zierte Stärken sind carboxymethylierte Stärken und n-Octenylsuccinyl- modifizierte Stärke, wie sie beispielsweise als Produkte von der Firma Cargill erhältlich sind (CEmCap / CEmTex / CDeliTex n-octenylsuccinylated starches); Beispiele für kationisch modifizierte Stärken sind Stärken, die mit 2-Hydroxy-3- (trimethylammonium)propylgruppen modifiziert sind, z. B. Stärken, welche durch Umsetzung konventioneller Stärken mit A/-(3-Chlor-2-hydroxypropyl)trimethyl- ammoniumchlorid (CHPTAC) erhältlich sind, und die vorzugsweise einen Substi- tutionsgrad von 0,02 bis 0,1 aufweisen. Beispiele hierfür sind die Produkte Hi-Cat 21370 von der Firma Roquette und Perlcore 134P von der Firma Lyckeby.
typically alkali metal and alkaline earth metal ions such as sodium ions,
Figure imgf000023_0001
eg the chlorides; anionic or cationic modified starches; Examples of anionically modified starches are carboxymethylated starches and n-octenylsuccinyl-modified starch, for example as available as products from the company Cargill (CEmCap / CEmTex / CDeliTex n-octenylsuccinylated starches); Examples of cationically modified starches are starches modified with 2-hydroxy-3- (trimethylammonium) propyl groups, e.g. B. Starches which are obtainable by reacting conventional starches with A / - (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethyl ammonium chloride (CHPTAC), and which preferably have a substituent. degree of completion of 0.02 to 0.1. Examples of these are the products Hi-Cat 21370 from Roquette and Perlcore 134P from Lyckeby.
Zu den anionischen wasserlöslichen Polymeren, deren Polymerrückgrad eine Vielzahl Carboxylgruppen, Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen und/oder Phosphonsäure- bzw. Phosphonatgruppen aufweist, zählen beispielsweise: The anionic water-soluble polymers whose polymer backbone has a multiplicity of carboxyl groups, sulfonic acid or sulfonate groups and / or phosphonic acid or phosphonate groups include, for example:
Homo- und Copolymere monoethylenisch ungesättigter Monocarbonsäuren mit 3 bis 6 C-Atomen (im Folgenden monoethylenisch ungesättigte C3-C6- Monocarbonsäuren) wie z. B. Acrylsäure und Methacrylsäure, und deren Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze;  Homo- and copolymers of monoethylenically unsaturated monocarboxylic acids having 3 to 6 carbon atoms (hereinafter monoethylenically unsaturated C3-C6 monocarboxylic acids) such. For example, acrylic acid and methacrylic acid, and their salts, in particular the alkali metal and ammonium salts;
Copolymere monoethylenisch ungesättigter C3-C6-Monocarbonsäuren mit neutralen Monomeren wie beispielsweise Vinylaromaten wie Styrol, Ci-Cio-Alkylester monoethylenisch ungesättigter C3-C6-Monocarbonsäuren und/oder C4-C6- Dicarbonsäuren wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmeth- acrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, tert- Butylacrylat, tert-Butylmethacrylat, n-Hexylacrylat, n-Hexylmethacrylat, Hydroxy- ethylester, insbesondere Hydroxyethyl- und Hydroxypropylester der vorgenannten monoethylenisch ungesättigter C3-C6-Monocarbonsäuren und/oder C4-C6- Dicarbonsäuren wie Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypro- pylacrylat und Hydroxypropylmethacrylat, sowie Vinylester aliphatischer Carbonsäuren wie Vinylacetat und Vinylpropionat;  Copolymers of monoethylenically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acids with neutral monomers, such as, for example, vinylaromatics, such as styrene, C 1 -C 10 -alkyl esters of monoethylenically unsaturated C 3 -C 6 monocarboxylic acids and / or C 4 -C 6 -dicarboxylic acids, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, Propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, hydroxy ethyl ester, especially hydroxyethyl and hydroxypropyl esters of the aforementioned monoethylenically unsaturated C3-C6 monocarboxylic acids and / or C4-C6 Dicarboxylic acids such as hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate and hydroxypropyl methacrylate, and vinyl esters of aliphatic carboxylic acids such as vinyl acetate and vinyl propionate;
Homo- und Copolymere monoethylenisch ungesättigter Sulfonsäuren wie beispielsweise Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, 2-Acrylamid-2-methylpropan- sulfonsäure, 2-Acryloxyethansulfonsäure, 2-Acryloxypropansulfonsäure etc. sowie deren Copolymere mit den vorgenannten neutralen Monomeren, sowie die Salze der vorgenannten Homo- und Copolymere, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze;  Homo- and copolymers of monoethylenically unsaturated sulfonic acids such as vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 2-acryloxyethanesulfonic acid, 2-Acryloxypropansulfonsäure etc. and their copolymers with the aforementioned neutral monomers, and the salts of the aforementioned homopolymers and copolymers , in particular the alkali metal and ammonium salts;
Homo- und Copolymere monoethylenisch ungesättigter Phosphonsäuren wie beispielsweise Vinylphosphonsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropanphosphon- säure, 2-Acryloxyethanphosphonsäure, 2-Acryloxypropanphosphonsäure etc. sowie deren Copolymere mit den vorgenannten neutralen Monomeren, sowie die Salze der vorgenannten Homo- und Copolymere, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze;  Homo- and copolymers of monoethylenically unsaturated phosphonic acids such as vinylphosphonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanphosphon- acid, 2-Acryloxyethanphosphonsäure, 2-Acryloxypropanphosphonsäure etc. and their copolymers with the aforementioned neutral monomers, and the salts of the aforementioned homo- and copolymers, especially the alkali metal and ammonium salts;
wobei der Anteil der neutralen Comonomere in den vorgenannten Copolymeren in der Regel einen Anteil von 80 Gew.-%, insbesondere 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der das Copolymer konstituierenden Monomere, nicht überschreiten wird. wherein the proportion of the neutral comonomers in the aforementioned copolymers usually will not exceed a proportion of 80% by weight, in particular 70% by weight, based on the total amount of the monomers constituting the copolymer.
Zu den anionischen wasserlöslichen Polymeren, deren Polymerrückgrad eine VielzahlTo the anionic water-soluble polymers whose polymer backbone a variety
Sulfonatgruppen aufweist, zählen insbesondere auch In particular, sulfonate groups also count
wasserlösliche Copolyester, die aromatisch gebundene Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen in einer Menge von 0,3 bis 1 ,5 mmol/g, insbesondere 0,5 bis  water-soluble copolyesters, the aromatically bound sulfonic acid or sulfonate groups in an amount of 0.3 to 1, 5 mmol / g, in particular 0.5 to
1 ,0 mmol/g Polyester aufweisen, und deren Salze, insbesondere deren Alkalime- tall- und Ammoniumsalze, wobei die wasserlösliche Copolyester vorzugsweise aufgebaut sind aus: 1, 0 mmol / g polyester, and their salts, in particular their Alkalime- tall- and ammonium salts, wherein the water-soluble copolyesters are preferably composed of:
i) 6 bis 30 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten i), ii), und iii), wenigstens einer aromatischen Dicarbonsäure, die wenigstens eine Sulfonatgruppe aufweist, und die vorzugweise ausgewählt ist unter  i) 6 to 30 mol%, based on the total amount of components i), ii), and iii), of at least one aromatic dicarboxylic acid having at least one sulfonate group, and which is preferably selected from
5-Sulfoisophthalsäure oder deren Salzen, insbesondere dem Natriumsalz der Sulfoisophthalsäure, oder deren esterbildenden Derivate;  5-sulfoisophthalic acid or its salts, in particular the sodium salt of sulfoisophthalic acid, or their ester-forming derivatives;
ii) gegebenenfalls einer oder mehrerer aromatischer Dicarbonsäure, die keine Sulfonylgruppen aufweist, und die vorzugweise ausgewählt ist unter Te- rephthalsäure und Isophthalsäure und deren Gemischen, oder deren esterbildenden Derivate;  ii) optionally one or more aromatic dicarboxylic acids which have no sulfonyl groups and which are preferably selected from terephthalic acid and isophthalic acid and mixtures thereof, or their ester-forming derivatives;
iii) gegebenenfalls einer oder mehrerer aliphatischer oder cycloaliphatischer Dicarbonsäuren, oder deren esterbildenden Derivate;  iii) optionally one or more aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids, or their ester-forming derivatives;
iv) 95 bis 105 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten i), ii), und iii), einer oder mehrer aliphatischer Diole wie z. B. Ethylenglykol, iv) 95 to 105 mol%, based on the total amount of components i), ii), and iii), one or more aliphatic diols such as. For example, ethylene glycol,
1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, 1, 2-butanediol, 1, 4-butanediol,
1 ,5-Pentandiol, 2,4-Dimethyl-2-ethylhexan-1 ,3-diol, 2,2-Dimethyl-1 ,3- propandiol, 2-Ethyl-2-butyl-1 ,3-propandiol, 2-Ethyl-2-isobutyl-1 ,3- propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1 ,6-hexandiol, insbesondere Ethylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol oder 2,2-Dimethyl-1 ,3-propandiol (Neopen- tylglykol),  1, 5-pentanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2- Ethyl 2-isobutyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediol, especially ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol or 2,2-dimethyl-1,3 propanediol (neopentyl glycol),
wobei die Gesamtmenge der Komponenten ii) und iii) 70 bis 94 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten i), ii) und iii) ausmacht, wobei die Komponenten i), ii), iii) und iv) in der Regel wenigstens 99 Gew.-% aller esterbilden- den Bestandteile des Polyesters ausmachen (bezogen auf die im Polyester enthaltenen Komponenten). Derartige wasserlöslichen Copolyester sind bekannt beispielsweise aus US 6,521 ,679, auf deren Offenbarung hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird. Gebräuchliche nichtionische Emulgatoren sind z. B. C2-C3-alkoxylierte, insbesondere ethoxylierte Mono-, Di- und Tri-Alkylphenole (Ethoxilierungsgrad von 3 bis 50, Alkylrest: CA bis C12) sowie C2-C3-alkoxylierte, insbesondere ethoxylierte Fettalkohole (Ethoxilierungsgrad von 3 bis 80; Alkylrest: Cs bis C36). Beispiele hierfür sind die Lutensol® A-Marken (C12 bis C -Fettalkoholethoxylate, Ethoxilierungsgrad von 3 bis 8), Luten- sol® AO-Marken (C13 bis Cis-Oxoalkoholethoxylate, Ethoxilierungsgrad von 3 bis 30), Lutensol® AT-Marken (C16 bis Cis-Fettalkoholethoxylate, Ethoxilierungsgrad von 1 1 bis 80), Lutensol® ON-Marken (C10-Oxoalkoholethoxylate, Ethoxilierungsgrad von 3 bis 1 1 ) und die Lutensol® TO-Marken (C13-Oxoalkoholethoxylate, Ethoxilierungsgrad von 3 bis 20) der BASF SE.  wherein the total amount of components ii) and iii) 70 to 94 mol%, based on the total amount of components i), ii) and iii), wherein the components i), ii), iii) and iv) in the rule at least 99% by weight of all ester-forming constituents of the polyester (based on the components contained in the polyester). Such water-soluble copolyesters are known, for example, from US Pat. No. 6,521,679, to the disclosure of which reference is hereby made in its entirety. Common nonionic emulsifiers are z. B. C2-C3-alkoxylated, especially ethoxylated mono-, di- and tri-alkylphenols (degree of ethoxylation of 3 to 50, alkyl: CA to C12) and C2-C3-alkoxylated, in particular ethoxylated fatty alcohols (degree of ethoxylation of 3 to 80; : Cs to C36). Examples include the Lutensol® A grades (C12 to C fatty alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 3 to 8), Luten sol® AO grades (C13 to cis oxo alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 3 to 30), Lutensol® AT grades ( C16 to Cis fatty alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 1 to 80), Lutensol® ON grades (C10 oxo alcohol ethoxylates, degree of ethoxylation from 3 to 1 liter) and the Lutensol® TO grades (C13 oxo alcohol ethoxylates, ethoxylation level from 3 to 20) BASF SE.
Übliche anionische Emulgatoren sind die Salze amphiphiler Substanzen, die eine anionische funktionelle Gruppe aufweisen, z. B. eine Sulfonat-, Phosphonat-, Sulfat- oder Phosphatgruppe. Hierzu zählen beispielsweise die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: Cs bis C12), die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von amphiphilen Verbindungen, die eine sulfatierte oder phosphatierte Oligo-C2-C3-alkylenoxid-Gruppe, insbesondere eine sul- fatierte oder phosphatierte Oligoethylenoxid-Gruppe aufweisen, wie beispielsweise die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (Ethoxilierungsgrad von 2 bis 50, insbesondere 4 bis 30, Alkylrest: C10 bis C30, insbesondere C12 bis Cie) die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkylphenole (Ethoxilierungsgrad von 2 bis 50, Alkylrest: C4 bis C12), die Salze, insbesondere dieTypical anionic emulsifiers are the salts of amphiphilic substances which have an anionic functional group, eg. As a sulfonate, phosphonate, sulfate or The phosphate group. These include, for example, the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: Cs to C12), the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of amphiphilic compounds containing a sulfated or phosphated oligo-C 2 -C 3 -alkylene oxide group, in particular have a sulfated or phosphated oligoethylene oxide group, such as, for example, the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of sulfuric monoesters of ethoxylated alkanols (degree of ethoxylation from 2 to 50, in particular 4 to 30, alkyl radical: C10 to C30, in particular C12 to Cie) the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of sulfuric monoesters of ethoxylated alkylphenols (degree of ethoxylation from 2 to 50, alkyl radical: C 4 to C 12), the salts, in particular the
Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Phosphorsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (Ethoxilierungsgrad von 2 bis 50, insbesondere 4 bis 30, Alkylrest: C10 bis C30, insbesondere C12 bis Cie) die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Phosphorsäurehalbestern ethoxylierter Alkylphenole (Ethoxilierungsgrad von 2 bis 50, Alkylrest: C4 bis C12), die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12 bis Cie), die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C9 bis Cie) sowie die Salze, insbesondere die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylbiphenylethersulfonsäu- ren (Alkylrest: C6 bis Cie) wie z. B. das unter der Bezeichnung Dowfax® 2A1 vertriebe- ne Produkt. Alkali metal and ammonium salts of Phosphorsäurehalbestern ethoxylated alkanols (degree of ethoxylation of 2 to 50, especially 4 to 30, alkyl: C10 to C30, especially C12 to Cie) the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of Phosphorsäurehalbestern ethoxylated alkylphenols (degree of ethoxylation of 2 to 50 , Alkyl radical: C 4 to C 12), the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of alkylsulfonic acids (alkyl radical: C 12 to Cie), the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of alkylarylsulfonic acids (alkyl radical: C9 to Cie), and the salts, in particular the alkali metal and ammonium salts of Alkylbiphenylethersulfonsäu- ren (alkyl radical: C6 to Cie) such. For example, the product sold under the name Dowfax® 2A1.
Geeignete kationische Emulgatoren sind in der Regel einen C6-Ci8-Alkyl-, C1-C10- Alkylaryl- oder heterocyclischen Rest aufweisende kationische Salze, zum Beispiel primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze, Alkanolammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazoliniumsalze, Oxazoliniumsalze, Morpholiniumsalze, Thiazolini- umsalze sowie Salze von Aminoxiden, Chinoliniumsalze, Isochinoliniumsalze, Tropyli- umsalze, Sulfoniumsalze und Phosphoniumsalze, insbesondere deren Sulfate, Metho- sulfate, Acetate, Chloride, Bromide, Phosphate, Hexafluorophosphate und dergleichen. Beispielhaft genannt seien Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Sulfat, die Sulfate oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N-Trimethylammonium)ethyl- paraffinsäureester, N-Cetylpyridiniumsulfat, N-Laurylpyridiniumsulfat sowie N-Cetyl- Ν,Ν,Ν-trimethylammoniumsulfat, N-Dodecyl-N,N,N-trimethylammoniumsulfat, N-Octyl- Ν,Ν,Ν-trimethylammoniumsulfat, N,N-Distearyl-N,N-dimethylammoniumsulfat sowie das Gemini-Tensid N,N'-(Lauryldimethyl)ethylendiamindisulfat, ethoxyliertes Talgfettal- kyl-N-methylammoniumsulfat und ethoxyliertes Oleylamin (beispielsweise Uniperol® AC der BASF SE, ca. 12 Ethylenoxideinheiten). Suitable cationic emulsifiers are generally a C6-C18-alkyl, C1-C10-alkylaryl or heterocyclic radical-containing cationic salts, for example primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, alkanolammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, thiazolines salts and salts of amine oxides, quinolinium salts, isoquinolinium salts, tropylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts, in particular their sulfates, methoxides, acetates, chlorides, bromides, phosphates, hexafluorophosphates and the like. Examples include dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, the sulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethyl paraffinsäureester, N-Cetylpyridiniumsulfat, N-Laurylpyridiniumsulfat and N-cetyl- Ν, Ν, Ν-trimethylammonium sulfate, N-dodecyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N-octyl-Ν, Ν, Ν-trimethylammonium sulfate, N, N-distearyl-N, N-dimethylammonium sulfate and the gemini-surfactant N, N '- (lauryldimethyl) ethylenediamine disulfate, ethoxylated tallow fatty alkyl-N-methylammonium sulfate and ethoxylated oleylamine (for example Uniperol® AC from BASF SE, about 12 ethylene oxide units).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die wässrige Dispersion wenigstens ein neutrales Schutzkolloid, insbesondere ein neutrales, OH-Gruppen tra- gendes Schutzkolloid, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Emulgatoren, vorzugsweise anionischen oder nichtionischen Emulgatoren, insbesondere anionischen Emulgatoren, die eine Sulfat- oder Sulfonatgruppe tragen. Beispiele für neutrale, OH-Gruppen tragende Schutzkolloide sind Polysaccharide, z. B. wasserlösliche Stärken, Stärkederivate und Cellulosederivate wie Methylcellulose, Hydroxypropyl- cellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulo- se, weiterhin Polyvinylalkohole, einschließlich teilverseiftem Polyvinylacetat mit einem Verseifungsgrad von vorzugsweise wenigstens 40 %, insbesondere wenigstens 60 %. Insbesondere ist das neutrale, OH-Gruppen tragende Schutzkolloid unter Polyvinylal- koholen, einschließlich teilverseiften Polyvinylacetaten mit einem Verseifungsgrad von vorzugsweise wenigstens 40 %, insbesondere wenigstens 60 %, ausgewählt. Die Herstellung der Dispersionen biologisch abbaubarer Polyester kann in Analogie zu der in der älteren Patentanmeldung PCT/EP201 1/054471 Methode erfolgen. Hierbei wird eine Zusammensetzung des Polyesters, die in der Regel zu wenigstens 99 Gew.- % aus dem Polyester oder einem Blend des Polyesters mit einem davon verschiedenen Polymer und gegebenenfalls einer oder mehrerer oberflächenaktiven Substanzen besteht, bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur bzw. der Erweichungstemperatur des Polyesters bzw. des Blends in ein wässriges Dispergiermedium eingebracht, das in der Regel wenigstens eine oberflächenaktive Substanz enthält, und die dabei erhaltene wässrige Emulsion abgeschreckt. In der Regel erfolgt das Einbringen der Zusammensetzung des Polyesters in das wässrige Dispergiermedium in einer Mischvorrichtung, die wenigstens einen Rotor-Stator-Mischer aufweist. In a preferred embodiment of the invention, the aqueous dispersion contains at least one neutral protective colloid, in particular a neutral, OH-group-bearing protective colloid, optionally in combination with one or more emulsifiers, preferably anionic or nonionic emulsifiers, in particular anionic emulsifiers containing a sulfate or sulfonate group. examples for neutral OH-bearing protective colloids are polysaccharides, e.g. For example, water-soluble starches, starch derivatives and cellulose derivatives such as methylcellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose se, further polyvinyl alcohols, including partially saponified polyvinyl acetate with a degree of saponification of preferably at least 40%, in particular at least 60%. In particular, the neutral OH-bearing protective colloid is selected from polyvinyl alcohols, including partially hydrolyzed polyvinyl acetates having a saponification degree of preferably at least 40%, especially at least 60%. The preparation of the dispersions of biodegradable polyester can be carried out in analogy to that in the earlier patent application PCT / EP201 1/054471 method. Here, a composition of the polyester, which is usually at least 99% by weight of the polyester or a blend of the polyester with a different polymer and optionally one or more surface-active substances, at a temperature above the melting temperature or the softening temperature of the polyester or of the blend is introduced into an aqueous dispersion medium, which usually contains at least one surface-active substance, and the resulting aqueous emulsion is quenched. As a rule, the introduction of the composition of the polyester into the aqueous dispersing medium takes place in a mixing device which has at least one rotor-stator mixer.
In diesem Verfahren wird der thermoplastische Polyester, im Falle eines amorphen Polyesters bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des Polyesters bzw. im Falle eines kristallinen oder teilkristallinen Polyesters oberhalb des Schmelz- punkts des Polyesters, in das wässrige Dispergiermedium eingebracht. Unter der Erweichungstemperatur versteht man bei amorphen Polyestern diejenige Temperatur, welche der Glasübergangstemperatur entspricht, wie sie beispielsweise mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) nach ASTM D 3418 oder vorzugsweise nach DIN 53765 oder durch Dynamisch Mechanische Analyse (DMA) bestimmt werden kann. Unter der Schmelztemperatur versteht man diejenige Temperatur, die zu einem In this process, the thermoplastic polyester, in the case of an amorphous polyester at a temperature above the softening point of the polyester or in the case of a crystalline or partially crystalline polyester above the melting point of the polyester, is introduced into the aqueous dispersing medium. In the case of amorphous polyesters, the softening temperature is understood to mean the temperature which corresponds to the glass transition temperature, as can be determined, for example, by means of differential scanning calorimetry (DSC) according to ASTM D 3418 or preferably according to DIN 53765 or by dynamic mechanical analysis (DMA). The melting temperature is understood to mean the temperature that leads to a
Schmelzen bzw. Erweichen des Polyesters führt und die in an sich bekannter Weise mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) nach DIN 53765 oder Differenzther- moanalyse (DTA) bestimmt werden kann. Unter einem amorphen Polyester versteht man einen Polyester, der weniger als Melting or softening of the polyester leads and can be determined in a conventional manner by means of differential scanning calorimetry (DSC) according to DIN 53765 or differential thermal analysis (DTA). By an amorphous polyester is meant a polyester that is less than
1 Gew.-% kristalline Bereiche aufweist. Unter einem kristallinen bzw. einem teilkristallinen Polyester versteht man einen Polyester, der mehr als 1 Gew.-%, insbesondere wenigstens 5 Gew.-% kristalline Bereiche aufweist. Der Kristallinitätsgrad eines Polyesters kann in an sich bekannter Weise durch Röntgendiffraktometrie oder durch thermo- chemische Methoden wie DTA oder DSC in an sich bekannter Weise ermittelt werden. Die zur Herstellung der wässrigen Dispersion des biologisch abbaubaren Polyesters eingesetzten Rotor-Stator-Mischer sind dem Fachmann geläufig und umfassen grundsätzlich alle dynamischen Mischertypen, bei denen ein schnelllaufender, vorzugsweise rotationssymmetrischer Rotor im Zusammenspiel mit einem Stator einen oder mehrere, im Wesentlichen ringspaltformige Arbeitsbereiche bildet. In diesen Arbeitsbereichen ist das Mischgut starken Schub- und Scherbeanspruchungen ausgesetzt, wobei in den Ringspalten häufig starke Turbulenzen herrschen, die den Mischvorgang ebenfalls begünstigen. Im Betriebszustand wird die Rotor-Stator-Vorrichtung mit einer relativ hohen Drehzahl von in der Regel 1000 bis 20000 U/min betrieben. Hierdurch ergeben sich hohe Umfanggeschwindigkeiten und eine hohe Scherrate, wodurch die Emulsion starken Scher- und Schubspannungen ausgesetzt wird, die zu einer effektiven Zertei- lung der Schmelze und damit zu einer sehr effektiven Emulgierung führen. Zu den Rotor-Stator-Mischern zählen beispielsweise Zahnkranzdispergatoren, Ringspaltmühlen und Kolloidmühlen. 1 wt .-% crystalline areas. A crystalline or a partially crystalline polyester is understood as meaning a polyester which has more than 1% by weight, in particular at least 5% by weight, of crystalline regions. The degree of crystallinity of a polyester can be determined in a manner known per se by X-ray diffractometry or by thermochemical methods such as DTA or DSC in a manner known per se. The rotor-stator mixers used for the production of the aqueous dispersion of the biodegradable polyester are familiar to the person skilled in the art and basically include all types of dynamic mixers in which a high-speed, preferably rotationally symmetrical rotor in cooperation with a stator forms one or more workspaces essentially annular in shape. In these work areas, the mix is exposed to strong shear and shear stresses, which often prevail in the annular gaps strong turbulence, which also favor the mixing process. In operation, the rotor-stator device is operated at a relatively high speed of typically 1000 to 20,000 rpm. This results in high peripheral speeds and a high shear rate, whereby the emulsion is exposed to high shear and shear stresses, which lead to an effective division of the melt and thus to a very effective emulsification. The rotor-stator mixers include, for example, sprocket dispersers, annular gap mills and colloid mills.
Bevorzugt sind solche Rotor-Stator-Mischer, die Mittel zur Erzeugung von Kavitationskräften aufweisen. Derartige Mittel können rotor- und/oder statorseitig angeordnete Erhebungen sein, die in die Mischkammer hineinragen und die wenigstens eine Fläche aufweisen, deren Flächennormale einen tangentialen Anteil aufweist, wie beispielswei- se Stifte, Zähne oder Messer oder koaxiale Ringe mit radial angeordneten Schlitzen. Vorzugsweise weist der Rotor-Stator-Mischer rotorseitig wenigstens einen rotationssymmetrisch angeordneten Zahnkranz und/oder wenigstens einen rotationssymmetrisch angeordneten Ring mit radialen Schlitzen (Zahnlücken) auf. Derartige Vorrichtungen werden auch als Zahnkranzdispergatoren bzw. Zahnkranzdispergiermaschinen bezeichnet. Insbesondere weist der Rotor-Stator-Mischer sowohl rotorseitig als auch statorseitig wenigstens einen rotationssymmetrisch angeordneten Zahnkranz und/oder Ring mit radialen Schlitzen (Zahnlücken) auf, wobei die rotor- und statorseitig angeordneten Zahnkränze/Ringe koaxial angeordnet sind und unter Ausbildung eines Ringspalts ineinandergreifen. Preference is given to those rotor-stator mixers which have means for generating cavitation forces. Such means may be projections arranged on the rotor and / or stator side which project into the mixing chamber and which have at least one surface whose surface normal has a tangential component, such as pins, teeth or knives or coaxial rings with radially arranged slots. Preferably, the rotor-stator mixer on the rotor side at least one rotationally symmetrically arranged sprocket and / or at least one rotationally symmetrical ring with radial slots (tooth spaces) on. Such devices are also referred to as Zahnkranzdispergatoren or Zahnkranzdispergiermaschinen. In particular, the rotor-stator mixer both rotor side and stator on at least one rotationally symmetrical sprocket and / or ring with radial slots (tooth spaces), wherein the rotor and stator side arranged sprockets / rings are arranged coaxially and mesh to form an annular gap.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Rotor- Stator-Mischer um eine Zahnkranzdispergiermaschine, die einen konischen Stator mit einer konzentrischen kegelstumpfförmigen Aussparung und einen ebenfalls konzentrischen konischen Rotor aufweist, wobei der Rotor so in den kegelstumpfförmigen Ar- beitsraum des Stators hineinragt, dass ein ringförmiger Arbeitsraum gebildet wird, in welchen rotor- und statorseitig Zähne hineinragen, die jeweils in Form von einem oder mehreren, z. B. zwei, drei oder vier rotorseitigen und einem oder mehreren, z. B. einem, zwei, drei oder vier statorseitigen koaxialen Zahnkränzen jeweils so auf dem Rotor und dem Stator angeordnet sind, dass die Zahnkränze versetzt ineinander greifen. Derartige Vorrichtungen sind dem Fachmann beispielsweise aus der DE 10024813 A1 und US 2002/076639 bekannt und werden beispielsweise von der Fa. Cavitron Verfahrenstechnik v. Hagen & Funke GmbH, Sprockhövel, Deutschland, angeboten. In der Regel vermischt man die Zusammensetzung des Polyesters mit dem wässrigen Dispergiermedium bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des Polymeren. Hierzu wird die Zusammensetzung des Polyesters üblicherweise auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur erwärmt und der Mischvorrichtung, vorzugsweise kontinuierlich, zugeführt. In gleichem Maße wird die benötigte Menge an wässrigem Dispergiermedium, vorzugsweise kontinuierlich, der Mischvorrichtung zugeführt. Die Menge an Dispergiermedium wird dabei in der Regel so gewählt, dass der gewünschte Feststoffgehalt der Dispersion eingestellt wird. Es ist jedoch auch möglich, das Dispergiermedium in größerer Menge einzusetzen und anschließend die erhaltene Dispersion aufzukonzentrieren. Ebenso ist es möglich, zunächst eine konzentriertere Dispersion herzustellen und diese mit weiterem Dispergiermittel und/oder Wasser zu verdünnen. Das Massenverhältnis von zugeführtem Polymer zu der Gesamtmenge an wässrigem Dispergiermedium liegt typischerweise im Bereich von 1 : 20 bis 1 ,2 : 1 , häufig im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 1 ,1 und insbesondere im Bereich von 1 : 3 bis 1 : 1. Bei kontinuierlicher Zugabe von Polymer und wässrigem Dispergiermedium liegt das Massenverhältnis der zugeführten Stoffströme in den vorgenannten Bereichen. Bei einer mehrstufigen Zugabe an Dispergiermedium kann das Massenverhältnis von zugeführtem Polymer zu der in der ersten bis zur vorletzten Stufe zugeführten Gesamt- menge an wässrigem Dispergiermedium auch bis zu 4 : 1 oder bis zu 2,3 : 1 betragen. Vorzugsweise erfolgt die Zufuhr von Polymer und wässrigem Dispergiermedium bei einer konstanten Zugaberate, d. h. das Massenverhältnis von thermoplastischem Polymer und Dispergiermedium ist während des Verfahrens konstant oder weicht nicht mehr als 10 % von dem vorgewählten Massenverhältnis ab. In a particularly preferred embodiment, the rotor-stator mixer is a Zahnkranzdispergiermaschine having a conical stator with a concentric frusto-conical recess and a likewise concentric conical rotor, wherein the rotor protrudes into the frustoconical working chamber of the stator, that an annular working space is formed in which rotor and stator side teeth protrude, each in the form of one or more, for. B. two, three or four rotor side and one or more, z. B. one, two, three or four stator-side coaxial sprockets are respectively arranged on the rotor and the stator, that the sprockets offset mesh. Such devices are known to the person skilled in the art, for example, from DE 10024813 A1 and US 2002/076639 and are described, for example, by the company Cavitron Verfahrenstechnik v. Chem. Hagen & Funke GmbH, Sprockhövel, Germany. As a rule, the composition of the polyester is mixed with the aqueous dispersing medium at a temperature above the softening point of the polymer. For this purpose, the composition of the polyester is usually heated to a temperature above the softening temperature and fed to the mixing device, preferably continuously. To the same extent, the required amount of aqueous dispersing medium, preferably continuously supplied to the mixing device. The amount of dispersing medium is usually chosen so that the desired solids content of the dispersion is adjusted. However, it is also possible to use the dispersing medium in a larger amount and then to concentrate the dispersion obtained. It is likewise possible first to prepare a more concentrated dispersion and to dilute it with further dispersant and / or water. The mass ratio of polymer fed to the total amount of aqueous dispersing medium is typically in the range of 1:20 to 1.2: 1, often in the range of 1:10 to 1: 1, 1, and more preferably in the range of 1: 3 to 1: 1. With continuous addition of polymer and aqueous dispersion medium, the mass ratio of the supplied material flows in the aforementioned ranges. In the case of a multistage addition of dispersing medium, the mass ratio of polymer fed to the total amount of aqueous dispersing medium fed in the first to the penultimate stage can also be up to 4: 1 or up to 2.3: 1. Preferably, the supply of polymer and aqueous dispersing medium occurs at a constant rate of addition, ie the mass ratio of thermoplastic polymer and dispersing medium is constant during the process or does not deviate more than 10% from the preselected mass ratio.
Das Einbringen der Zusammensetzung des Polyesters in das wässrige Dispergiermedium erfolgt typischerweise bei einer Temperatur von wenigstens 5 K, häufig wenigstens 10 K und insbesondere wenigstens 20 K, z. B. im Bereich von 5 bis 150 K, häufig im Bereich von 10 bis 100 K und insbesondere im Bereich von 20 bis 80 K oberhalb der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur der Zusammensetzung. Diese Temperatur wird im Folgenden auch als Mischtemperatur bezeichnet. In der Regel erfolgt das Einbringen der Zusammensetzung in das wässrige Dispergiermedium bei einer Temperatur von maximal 300 °C, z. B. im Bereich von 50 bis 300 °C, häufig 60 bis 250 °C und insbesondere 100 bis 200 °C. The introduction of the composition of the polyester in the aqueous dispersing medium is typically carried out at a temperature of at least 5 K, often at least 10 K and in particular at least 20 K, z. In the range of 5 to 150 K, often in the range of 10 to 100 K and in particular in the range of 20 to 80 K above the melting or softening temperature of the composition. This temperature is also referred to below as the mixing temperature. As a rule, the introduction of the composition into the aqueous dispersion medium at a temperature of at most 300 ° C, z. B. in the range of 50 to 300 ° C, often 60 to 250 ° C and especially 100 to 200 ° C.
Aufgrund der vergleichsweise hohen Mischtemperatur erfolgt das Einbringen der Zusammensetzung in das wässrige Dispergiermedium üblicherweise bei einem Druck oberhalb Atmosphärendruck, in der Regel bei einem Druck im Bereich von 1 bis 50 bar, häufig 1 ,1 bis 40 bar, insbesondere im Bereich von 1 ,5 bis 20 bar. Due to the comparatively high mixing temperature, the introduction of the composition into the aqueous dispersion medium usually takes place at a pressure above atmospheric pressure, generally at a pressure in the range from 1 to 50 bar, frequently 1, 1 to 40 bar, in particular in the range of 1, 5 up to 20 bar.
Der Mischvorgang kann in einer oder mehreren, z. B. zwei, drei, vier oder fünf Stufen durchgeführt werden, wobei zumindest eine Stufe in einem Rotor-Stator-Mischer durchgeführt wird. Bei einem mehrstufigen Verfahren werden vorzugsweise alle Stufen in Rotor-Stator-Mischern durchgeführt. The mixing process can be in one or more, z. B. two, three, four or five stages are performed, wherein at least one stage in a rotor-stator mixer is carried out. In a multi-stage process, preferably all stages are carried out in rotor-stator mixers.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Mischen in einer Stufe, d. h. die Mischvorrichtung umfasst einen Rotor-Stator-Mischer. Hierbei werden Zusammensetzung und Dispergiermedium in der Regel in den zur Herstellung der Dispersion benötigten Mengen dem Rotor-Stator-Mischer zugeführt. Hierzu hat es sich bewährt, das Dispergiermittel vor der Zufuhr auf die gewünschte Mischtemperatur oder eine Temperatur von wenigstens 20 K unterhalb der Mischtemperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von +/- 20 K der Mischtemperatur zu erwärmen. In a first embodiment of the invention, the mixing takes place in one stage, i. H. the mixing device comprises a rotor-stator mixer. In this case, the composition and dispersing medium are generally supplied to the rotor-stator mixer in the amounts required for the preparation of the dispersion. For this purpose, it has proven useful to heat the dispersant prior to feeding to the desired mixing temperature or a temperature of at least 20 K below the mixing temperature, preferably to a temperature in the range of +/- 20 K of the mixing temperature.
In einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Mischen in mehreren Stufen, d. h. in einer Mischvorrichtung, die mehrere, z. B. zwei, drei, vier oder fünf, insbesondere drei oder vier, seriell miteinander verbundene Rotor-Stator- Mischer aufweist. Hierbei hat es sich bewährt, in die erste Stufe, d. h. in den ersten Rotor-Stator-Mischer, die Zusammensetzung des Polyesters und eine Teilmenge des Dispergiermediums zu geben und dort bei einer Temperatur oberhalb der Schmelzoder Erweichungstemperatur der Zusammensetzung mit der Teilmenge des wässrigen Dispergiermediums zu vermischen. Die in die erste Stufe gegebene Teilmenge des Dispergiermediums beträgt dabei üblicherweise 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des in die Mischvorrichtung eingebrachten Dispergiermediums. Das Einbringen der Zusammensetzung in die Teilmenge des wässrigen Dispergiermediums erfolgt typischerweise bei einer Temperatur von wenigstens 5 K, häufig wenigstens 10 K und insbesondere wenigstens 20 K, z. B. im Bereich von 5 bis 150 K, häufig im Bereich von 10 bis 100 K und insbesondere im Bereich von 20 bis 80 K oberhalb der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur der Zusammensetzung. In der Regel wird die Mischtemperatur im ersten Rotor-Stator- Mischer maximal 300 °C betragen, und liegt z. B. im Bereich von 50 bis 300 °C, häufig 80 bis 250 °C und insbesondere 100 bis 200 °C. Hierzu hat es sich bewährt, die in den ersten Rotor-Stator-Mischer zugeführte Teilmenge an Dispergiermittel vor der Zufuhr auf die gewünschte Mischtemperatur oder eine Temperatur von wenigstens 20 K unterhalb der Mischtemperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von +/- 20 K der Mischtemperatur zu erwärmen. Die im ersten Rotor-Stator-Mischer anfallende wässrige Dispersion wird anschließend in einen weiteren Rotor-Stator-Mischer über- führt und dort mit einer weiteren Teilmenge oder der Restmenge des Dispergiermediums vermischt. Dem zweiten Rotor-Stator-Mischer können ein oder mehrere, z. B. ein oder zwei, weitere Rotor-Stator-Mischer folgen, wobei die im zweiten Rotor-Stator- Mischer anfallende Dispersion in dem bzw. den gegebenenfalls weiteren Rotor-Stator- Mischer(n), z. B. dem dritten Rotor-Stator-Mischer, mit der Restmenge oder einer wei- teren Teilmenge des wässrigen Dispergiermediums vermischt werden. Die Temperatur, bei der die im ersten Rotor-Stator-Mischer angefallene Dispersion im zweiten Rotor-Stator-Mischer mit weiterem Dispergiermedium vermischt wird, kann der Tempera- tur im ersten Rotor-Stator-Mischer entsprechen oder darüber oder darunter liegen. Vorzugsweise liegt sie unterhalb der Temperatur im ersten Rotor-Stator-Mischer. Insbesondere hat es sich bewährt, wenn die Mischtemperatur im ersten der seriell miteinander verbundenen Rotor-Stator-Mischer wenigstens 20 K, vorzugsweise wenigstens 30 K, z. B. 20 bis 200 K, insbesondere 30 bis 120 K oberhalb der Temperatur im letzten der seriell miteinander verbundenen Rotor-Stator-Mischer liegt. Insbesondere liegt die Temperatur im letzten der seriell miteinander verbundenen Rotor-Stator-Mischer wenigstens 5 K insbesondere wenigstens 10 K, z. B. 5 bis 200 K insbesondere 10 bis 150 K unter der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur der Zusammensetzung. In a second, preferred embodiment of the invention, the mixing takes place in several stages, ie in a mixing device, the more, z. B. two, three, four or five, in particular three or four, serially interconnected rotor-stator mixer. It has proven useful in the first stage, ie in the first rotor-stator mixer to give the composition of the polyester and a subset of the dispersing medium and there at a temperature above the melting or softening temperature of the composition with the subset of the aqueous dispersing medium mix. The partial amount of the dispersing medium added to the first stage is usually from 10 to 60% by weight, in particular from 15 to 40% by weight, based on the total amount of the dispersing medium introduced into the mixing device. The introduction of the composition into the subset of the aqueous dispersion medium is typically carried out at a temperature of at least 5 K, often at least 10 K and in particular at least 20 K, z. In the range of 5 to 150 K, often in the range of 10 to 100 K and in particular in the range of 20 to 80 K above the melting or softening temperature of the composition. In general, the mixing temperature in the first rotor-stator mixer will be a maximum of 300 ° C, and is z. B. in the range of 50 to 300 ° C, often 80 to 250 ° C and especially 100 to 200 ° C. For this purpose, it has been proven that fed into the first rotor-stator mixer subset of dispersant before feeding to the desired mixing temperature or a temperature of at least 20 K below the mixing temperature, preferably to a temperature in the range of +/- 20 K of To heat the mixing temperature. The aqueous dispersion obtained in the first rotor-stator mixer is then transferred to another rotor-stator mixer where it is mixed with a further portion or the remainder of the dispersing medium. The second rotor-stator mixer, one or more, z. B. one or two, follow other rotor-stator mixer, wherein the resulting in the second rotor-stator mixer dispersion in or optionally further rotor-stator mixer (s) (z), z. B. the third rotor-stator mixer, with the remainder or a further subset of the aqueous dispersion medium are mixed. The temperature at which the dispersion obtained in the first rotor-stator mixer is mixed with further dispersion medium in the second rotor-stator mixer can be adjusted to the temperature. in the first rotor-stator mixer or above or below it. Preferably, it is below the temperature in the first rotor-stator mixer. In particular, it has proven useful if the mixing temperature in the first of the series-connected rotor-stator mixer at least 20 K, preferably at least 30 K, z. B. 20 to 200 K, in particular 30 to 120 K above the temperature in the last of the serially interconnected rotor-stator mixer. In particular, the temperature in the last of the serially interconnected rotor-stator mixer is at least 5 K, in particular at least 10 K, z. B. 5 to 200 K, in particular 10 to 150 K below the melting or softening temperature of the composition.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird man die Zusammensetzung des Polyesters und das wässrige Dispergiermedium gleichzeitig, vorzugsweise kontinuierlich und insbesondere mit einer konstanten Volumenrate dem Rotor-Stator- Mischer bzw. den Rotor-Stator-Mischern zuführen und in gleichem Maße die Dispersi- on entnehmen. In a preferred embodiment of the invention, the composition of the polyester and the aqueous dispersion medium will be fed simultaneously, preferably continuously and in particular at a constant volume rate, to the rotor-stator mixer or the rotor-stator mixers and the dispersion removed to the same extent ,
Es ist jedoch auch möglich, in einem vorgelagerten Schritt die Zusammensetzung des Polyesters mit dem wässrigen Dispergiermedium unter Erhalt einer Primäremulsion bei einer Temperatur oberhalb der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur der Zusam- mensetzung des Polyesters zu vermischen und diese Mischung dem Rotor-Stator- Mischer zuzuführen. Dieser vorgelagerte Schritt wird vorzugsweise in einem Kneter oder Extruder durchgeführt. Die dabei erhaltene Präemulsion wird anschließend dem bzw. den Rotor-Stator-Mischer(n) zugeführt. Vorzugsweise wird die Präemulsion bei einer Temperatur oberhalb der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur der Zusam- mensetzung des Polyesters gehalten. However, it is also possible in an upstream step to mix the composition of the polyester with the aqueous dispersion medium to obtain a primary emulsion at a temperature above the melting or softening temperature of the composition of the polyester and to supply this mixture to the rotor-stator mixer , This upstream step is preferably carried out in a kneader or extruder. The pre-emulsion thus obtained is then fed to the rotor-stator mixer (s). Preferably, the preemulsion is maintained at a temperature above the melting or softening temperature of the composition of the polyester.
Die zunächst erhaltene wässrige Emulsion des Polymeren in dem wässrigen Dispergiermedium, welche in der Mischvorrichtung anfällt, wird anschließend, d. h. nach Verlassen der Mischvorrichtung, abgeschreckt, d. h. rasch auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Zusammensetzung des Polyesters abgekühlt, um eine Agglomeration der Polymerpartikel in der Emulsion zu vermeiden. Das Abschrecken kann in an sich üblicher weise vorgenommen werden, beispielsweise durch geeignete Kühlvorrichtungen und/oder durch Verdünnen mit gekühltem Dispergiermittel. Vorzugsweise sollte die Emulsion nicht länger als 20 s, insbesondere nicht länger als 10 s nach Verlassen der Mischvorrichtung bei Temperaturen oberhalb der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur des Polymeren verweilen. Im Falle einer Mischvorrichtung, welche mehrere, seriell miteinander verbundene Rotor-Stator-Mischer aufweist, kann das Abschrecken auch in dem zweiten und den gegebenenfalls weiteren Rotor-Stator- Mischern erfolgen. The initially obtained aqueous emulsion of the polymer in the aqueous dispersing medium, which is obtained in the mixing device, is then, d. H. after leaving the mixer, quenched, d. H. cooled rapidly to a temperature below the softening temperature of the composition of the polyester to avoid agglomeration of the polymer particles in the emulsion. The quenching can be carried out in a conventional manner, for example by suitable cooling devices and / or by dilution with cooled dispersant. Preferably, the emulsion should not dwell for more than 20 seconds, especially not more than 10 seconds, after leaving the mixing apparatus at temperatures above the melting or softening temperature of the polymer. In the case of a mixing device which has a plurality of rotor-stator mixers connected in series, the quenching can also take place in the second and possibly further rotor-stator mixers.
Die für erfindungsgemäße Verwendung geeigneten Dispersionen können allein aus Wasser, gegebenenfalls oberflächenaktiver Substanz und den in Wasser dispergierten Polymeren bestehen. Sie kann aber auch noch weitere Zusatzstoffe enthalten, z. B. Füllstoffe, Antiblockmittel, Farbstoffe, Verlaufsmittel, Verdicker zur Einstellung der Rheologie oder Benetzungshilfsmittel. Diese Zusätze werden in der Regel nicht mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Dispersion ausmachen. Diese Zusätze werden in der Regel im Anschluss an die Dispergierung des Polymers bzw. der Polymere der Dispersion zugesetzt. In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die wässrige Dispersion des Polyesters bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Dispersion, ein oder mehrere plättchenförmige Pigmente. Beispiele für plättchenförmige Pigmente sind Talkum, Ton oder Mica (Glimmer). Be- vorzugt ist Talkum. Bevorzugte Formfaktoren (Verhältnis Länge zu Dicke) sind größer 10. The dispersions suitable for use according to the invention may consist solely of water, optionally surface-active substance and those dispersed in water Consist of polymers. But it can also contain other additives, eg. As fillers, antiblocking agents, dyes, leveling agents, thickeners for adjusting the rheology or wetting aids. These additives will usually constitute no more than 50% by weight, based on the total solids content of the dispersion. As a rule, these additives are added to the dispersion after dispersion of the polymer (s). In one embodiment of the invention, the aqueous dispersion of the polyester contains up to 50% by weight, based on the total solids content of the dispersion, of one or more platelet-shaped pigments. Examples of platelet-shaped pigments are talc, clay or mica (mica). Preferred is talc. Preferred form factors (length to thickness ratio) are greater than 10.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Barrierebe- schichtung auf Papier oder Karton, umfassend das Aufbringen wenigstens einer wäss- rigen Dispersion wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters, wie hier definiert, auf wenigstens eine Oberfläche des Papiers oder Kartons. The present invention also relates to a process for producing a barrier coating on paper or board, comprising applying at least one aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester as defined herein to at least one surface of the paper or board.
Das Aufbringen der wässrigen Dispersion(en) des wenigstens einen biologisch abbaubaren Polyesters (im Folgenden Polymerdispersion) kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Das Aufbringen der Polymerdispersion kann beispielsweise in der Weise vorgenommen werden, dass man auf das Trägermaterial, d. h. Papier oder Karton, die Polymerdispersion mittels geeigneter Beschichtungsmaschinen aufträgt. Sofern bahn- förmige Materialien verwendet werden, wird die Polymerdispersion üblicherweise aus einer Wanne über eine Auftragswalze aufgetragen und mit Hilfe einer Luftbürste egalisiert. Andere Möglichkeiten, die Polymerdispersion aufzubringen, gelingen z. B. mit Hilfe des Reverse Gravüre-Verfahrens, mit Sprühverfahren oder mit einer Rollrakel oder mit anderen, dem Fachmann bekannten Beschichtungsverfahren. Das Trägersubstrat wird dabei auf mindestens einer Seite mit einer Beschichtung versehen, d. h. es kann einseitig oder beidseitig beschichtet werden. Bevorzugte Auftrageverfahren für Papier und Karton sind Vorhangbeschichtung, Luftrakel, Stabstreichen oder Rakelstreichen. Nach dem Aufbringen der wässrigen Polymerdispersion auf die Trägersubstrate werden flüchtige Bestandteile, vor allem Wasser verdampft. Hierfür kann man beispielsweise bei kontinuierlichem Arbeiten das Material durch einen Trocknerkanal führen, der mit einer Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung ausgestattet sein kann. Danach wird das beschichtete und getrocknete Verpackungsmaterial üblicherweise über eine Abkühlwalze geführt und schließlich aufgewickelt. The application of the aqueous dispersion (s) of the at least one biodegradable polyester (hereinafter polymer dispersion) can be carried out in a manner known per se. The application of the polymer dispersion can be carried out, for example, by applying to the support material, d. H. Paper or board which applies polymer dispersion by means of suitable coating machines. If web-like materials are used, the polymer dispersion is usually applied from a trough over an applicator roll and leveled with the aid of an air brush. Other ways to apply the polymer dispersion, succeed z. Example with the aid of the reverse gravure process, with spraying or with a roller blade or with other coating methods known in the art. The carrier substrate is provided on at least one side with a coating, d. H. It can be coated on one side or on both sides. Preferred application methods for paper and board are curtain coating, air knife, bar brushing or knife coating. After application of the aqueous polymer dispersion to the carrier substrates, volatile constituents, especially water, are evaporated. For this purpose, for example, when working continuously, the material can pass through a dryer channel, which can be equipped with an infrared irradiation device. Thereafter, the coated and dried packaging material is usually passed over a cooling roll and finally wound up.
In der Regel wird die Polymerdispersion auf den Träger in einer Menge von wenigstens 1 g/m2, häufig wenigstens 2 g/m2, insbesondere wenigstens 3 g/m2 und speziell we- nigstens 5 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Oberfläche, auf das Trägersubstrat aufgebracht. Vorzugsweise wird die Polymerdispersion auf den Träger in einer Menge von 2 bis 50 g/m2, insbesondere 3 bis 40 g/m2, speziell 5 bis 30 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Oberfläche, auf das Trägersubstrat aufgebracht. Die resultierende Beschichtungsdicke liegt dementsprechend im Mittel bei wenigstens 1 μηη, häufig wenigstens 2 μηη, insbesondere wenigstens 3 μηη und speziell wenigstens 5 μηη, z. B. im Bereich von 2 bis 50 μηη, insbesondere 3 bis 40 μηη, speziell 5 bis 30 μηη. In general, the polymer dispersion is applied to the carrier in an amount of at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solids per m 2 of the coated surface, applied to the carrier substrate. The polymer dispersion is preferably applied to the carrier in an amount of from 2 to 50 g / m 2 , in particular from 3 to 40 g / m 2 , especially from 5 to 30 g / m 2 , calculated as solid per m 2 of the coated surface, applied to the carrier substrate. The resulting coating thickness is accordingly on average at least 1 μηη, often at least 2 μηη, in particular at least 3 μηη and especially at least 5 μηη, z. B. in the range of 2 to 50 μηη, in particular 3 to 40 μηη, especially 5 to 30 μηη.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Karton, insbesondere Karton, der zumindest zum Teil, in der Regel zu wenigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. Hierbei wird die Polymerdispersion in einer Gesamtmenge (bezogen auf die Gesamtmenge der Schichten) von in der Regel wenigstens 2 g/m2, häufig wenigstens 3 g/m2, insbesondere wenigsten 4 g/m2 und speziell wenigstens 5 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2, auf die Oberfläche der zu beschichtenden Kartonoberfläche aufge- bracht. Vorzugsweise bringt man die Dispersion in einer Gesamtmenge im Bereich von 3 bis 50 g/m2, insbesondere 4 bis 40 g/m2, speziell 5 bis 30 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2, auf die zu beschichtende Kartonoberfläche auf. Die Beschichtungsdicke liegt dementsprechend im Mittel bei wenigstens 2 μηη, häufig wenigstens 3 μηη, insbesondere wenigstens 4 μηη und speziell wenigstens 5 μηη, z. B. im Bereich von 2 bis 50 μηη, insbesondere 3 bis 40 μηη, speziell 5 bis 30 μηη. A specific embodiment of the invention relates to a method for coating cardboard, in particular cardboard, which is at least partially, as a rule, at least 30% by weight (wt .-%, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or made entirely of mineral oil-loaded recycled paper. In this case, the polymer dispersion in a total amount (based on the total amount of the layers) of usually at least 2 g / m 2 , often at least 3 g / m 2 , especially at least 4 g / m 2 and especially at least 5 g / m 2 , calculated as solid per m 2 , applied to the surface of the board surface to be coated. Preferably, the dispersion in a total amount in the range of 3 to 50 g / m 2 , in particular 4 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 , applied to the board surface to be coated , The coating thickness is accordingly on average at least 2 μηη, often at least 3 μηη, in particular at least 4 μηη and especially at least 5 μηη, z. B. in the range of 2 to 50 μηη, in particular 3 to 40 μηη, especially 5 to 30 μηη.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Papier, insbesondere Papier, das zumindest zum Teil, in der Regel zu wenigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. Hierbei wird die Polymerdispersion in einer Gesamtmenge (bezogen auf die Gesamtmenge der Schichten) von in der Regel wenigstens 1 g/m2, häufig wenigstens 2 g/m2, insbesondere wenigsten 3 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2, auf die Oberfläche der zu beschichtenden Papieroberfläche aufgebracht.. Vorzugsweise bringt man die Dispersion in einer Gesamtmenge im Bereich von 1 bis 30 g/m2, insbesondere 2 bis 25 g/m2, speziell 3 bis 20 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2, auf die zu beschichtende Papieroberfläche auf. Die Beschichtungsdicke liegt dementsprechend im Mittel bei wenigstens 1 μηη, häufig wenigstens 2 μηη, insbesondere wenigstens 3 μηη, z. B. im Bereich von 12 bis 30 μηη, insbesondere 2 bis 25 μηη, speziell 3 bis 20 μηη. A further embodiment of the invention relates to a process for coating paper, in particular paper, which is at least partially, as a rule at least 30% by weight (% by weight, based on total fiber mass), in particular at least 50% by weight. or made entirely of mineral oil-loaded recycled paper. In this case, the polymer dispersion in a total amount (based on the total amount of layers) of generally at least 1 g / m 2 , often at least 2 g / m 2 , in particular at least 3 g / m 2 , calculated as solids per m 2 , on Preferably, the dispersion is brought in a total amount in the range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 2 to 25 g / m 2 , especially 3 to 20 g / m 2 , calculated as the solid per m 2 , on the paper surface to be coated. The coating thickness is accordingly on average at least 1 μηη, often at least 2 μηη, in particular at least 3 μηη, z. B. in the range of 12 to 30 μηη, in particular 2 to 25 μηη, especially 3 to 20 μηη.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn man in einem ersten Schritt durch Aufbringen der wässrigen Dispersion auf eine Oberfläche des Papiers oder Kartons eine erste Schicht erzeugt und vorzugsweise anschließend in wenigstens einem weiteren Schritt, z. B. in ein, zwei, drei oder vier weiteren Schritten, insbesondere in ein oder zwei weiteren Schritten, durch Aufbringen der wässrigen Dispersion auf die im ersten Schritt erhaltene erste Schicht wenigstens eine weitere, auf der ersten Schicht angeordnete Schicht erzeugt. Zwischen den einzelnen Schritten können Trocknungsschritte vorgenommen werden. Die einzelnen Beschichtungen können aber auch nass-in-nass aufgebracht werden, d. h. es werden keine gesonderten Trocknungsschritte durchgeführt. Hierzu geht man in der Regel so vor, dass man in einem ersten Schritt die Polymerdispersion auf das Substrat, d. h. auf wenigstens eine Oberfläche des Papiers oder des Kartons, in der oben beschriebenen Weise aufbringt, gegebenenfalls trocknet und anschließend die Polymerdispersion auf die so erhaltene beschichtete Oberfläche des Substrats in der oben beschriebenen Weise erneut aufbringt. Dieser Vorgang kann einmal oder mehrfach wiederholt werden, bis die gewünschte Beschichtungsstärke erreicht ist. Diesbezüglich gilt das zuvor Gesagte. Die Auftragsmenge der Polymerdispersion wird in der Regel dabei so gewählt, dass in den einzelnen Schritten die Auftragsmenge wenigstens 0,5 g/m2, häufig wenigstens 1 g/m2, insbesondere wenigstens 2 g/m2, speziell wenigsten 3 g/m2 beträgt und typischerweise im Bereich von 1 bis 30 g/m2, insbesondere 2 bis 25 g/m2, speziell 2 bis 20 g/m2 oder 3 bis 20 g/m2, ganz speziell 2 bis 12 g/m2 oder 3 bis 12 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2 der beschichteten Oberfläche, beträgt. Auf diese Weise erhält man eine Beschichtung, die aus mehreren, aufeinander angeordneten Schichten aufgebaut ist, wobei pro Schicht eine Beschichtungsstärke entsprechend dem Feststoffaustrag resultiert. Die Zahl der Schichten und die Auftragsmenge pro Schicht wird naturgemäß so gewählt, dass die Gesamtmenge an aufgebrachtem Feststoff und damit die resultierende Beschichtungsstärke vorzugsweise im Bereich von 2 bis 50 g/m2, insbesondere 3 bis 40 g/m2, speziell 5 bis 30 g/m2 resultiert. Im Falle von Karton wird die Zahl der Schichten und die Auftragsmenge pro Schicht häufig so gewählt, dass die Gesamtmenge an aufgebrachtem Feststoff und damit die resultierende Beschichtungsstärke vorzugsweise im Bereich von 3 bisIt has proven to be advantageous in this case if, in a first step, by applying the aqueous dispersion to a surface of the paper or cardboard, a first layer is produced and then preferably in at least one further step, for. B. in one, two, three or four further steps, in particular in one or two further steps, by applying the aqueous dispersion to the first layer obtained in the first step at least one further, arranged on the first layer layer. Between the individual steps can be drying steps be made. However, the individual coatings can also be applied wet-on-wet, ie no separate drying steps are carried out. This is usually done by first applying the polymer dispersion in a first step to the substrate, ie at least one surface of the paper or cardboard in the manner described above, optionally drying, and then coating the polymer dispersion on the coating thus obtained Surface of the substrate in the manner described above reapplies. This process can be repeated one or more times until the desired coverage is achieved. In this regard, the above applies. The application rate of the polymer dispersion is generally selected such that in the individual steps the application rate is at least 0.5 g / m 2 , often at least 1 g / m 2 , especially at least 2 g / m 2 , especially at least 3 g / m 2 and typically in the range of 1 to 30 g / m 2 , especially 2 to 25 g / m 2 , especially 2 to 20 g / m 2 or 3 to 20 g / m 2 , especially 2 to 12 g / m 2 or 3 to 12 g / m 2 , calculated as the solid per m 2 of the coated surface. In this way, a coating is obtained which is made up of a plurality of layers arranged on top of one another, wherein a coating thickness results per layer in accordance with the solids discharge. The number of layers and the application amount per layer is naturally chosen so that the total amount of solid applied and thus the resulting coating thickness preferably in the range of 2 to 50 g / m 2 , in particular 3 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 results. In the case of paperboard, the number of layers and the amount applied per layer is often chosen so that the total amount of solid applied and thus the resulting coating thickness preferably in the range of 3 to
50 g/m2, insbesondere 4 bis 40 g/m2, speziell 5 bis 30 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2, beträgt. Im Falle von Papier wird die Zahl der Schichten und die Auftragsmenge pro Schicht häufig so gewählt, dass die Gesamtmenge an aufgebrachtem Feststoff und damit die resultierende Beschichtungsstärke vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 g/m2, insbesondere 2 bis 25 g/m2, speziell 3 bis 20 g/m2, gerechnet als Feststoff pro m2, beträgt. 50 g / m 2 , in particular 4 to 40 g / m 2 , especially 5 to 30 g / m 2 , calculated as solids per m 2 . In the case of paper, the number of layers and the amount applied per layer is frequently chosen so that the total amount of solid applied and thus the resulting coating thickness preferably in the range of 1 to 30 g / m 2 , in particular 2 to 25 g / m 2 , especially 3 to 20 g / m 2 , calculated as solids per m 2 .
Bezüglich der Zusammensetzung der wässrigen Dispersion des wenigstens einen Polyesters sowie bezüglich bevorzugter Polyester und der Substrate gilt das zuvor Ge- sagte. With regard to the composition of the aqueous dispersion of the at least one polyester as well as with respect to preferred polyesters and the substrates, the same applies.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Barrierebeschichtung auf Papier oder Karton in der zuvor beschriebenen Weise, bei dem das Papier bzw. der Karton zumindest zum Teil, in der Regel zu wenigstens 30 Gew.-% (Gew.-%, bezogen auf Gesamtfasermasse), insbesondere zu wenigstens 50 Gew.-% oder vollständig aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Verfah- ren, bei dem das Papier bzw. der Karton für die Verpackung von Lebensmitteln bestimmt ist. Hierzu zählen Verkaufsverpackungen, wie Kartons oder Papiere, aber auch Gebrauchsverpackungen, wie Einmalgeschirr, z. B. Teller, Tassen oder Becher aus Karton. A preferred embodiment of the present invention also relates to a method for producing a barrier coating on paper or board in the manner described above, in which the paper or the cardboard at least in part, usually at least 30 wt .-% (wt. %, based on total fiber mass), in particular at least 50 wt .-% or completely made of mineral oil loaded recycled paper. In particular, the invention relates to such a method. where the paper or board is intended for food packaging. These include sales packaging, such as boxes or papers, but also consumer packaging, such as disposable tableware, z. As plates, cups or cups made of cardboard.
Beschichtetes Papier oder Karton, das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist, ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Es zeichnet sich neben einer guten Barrierewirkung sowohl gegenüber nicht-flüchtigen Pflanzenölen, Pflanzenfetten und tierischen Fetten oder Ölen auch durch eine gute Barrierewirkung gegen- über Mineralölen aus, insbesondere gegenüber flüchtigen Mineralölen, d. h. gegenüber gasförmig durchtretenden Mineralölen, speziell solche mit 15 bis 25 C-Atomen, z. B. gesundheitlich bedenkliche paraffin- und naphthenartige Kohlenwasserstoffe und um aromatische Kohlenwasserstoffe. Zudem erreicht man gute Blockfestigkeiten, und erfindungsgemäß beschichtete Papiere lassen sich aufrollen, ohne zu verkleben. Coated paper or board obtainable by the method according to the invention is likewise an object of the present invention. In addition to a good barrier effect against non-volatile vegetable oils, vegetable fats and animal fats or oils, it also has a good barrier action against mineral oils, in particular against volatile mineral oils, ie. H. towards gas permeating mineral oils, especially those having 15 to 25 carbon atoms, z. B. harmful paraffin and naphthenic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. In addition, good blocking strengths are achieved, and papers coated according to the invention can be rolled up without sticking together.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen erläutert. I. Analytik Zur Bestimmung der Nullscherviskosität ηο wurden mittels dynamischer Viskositätsmessung der Polymerschmelzen bei 180 °C mit oszillatorischer Scherung mit geringer Amplitude bei Scherraten im Bereich von 0,01 bis 500 s_1 und einer Schubamplitude von 100 Pa Viskositätskurven bestimmt und hieraus die Nullscherviskosität ηο durch Extrapolation auf eine Scherrate von 0 s_1 ermittelt. Zur Bestimmung der Viskositätskurven wurde ein Rheometer des Typs "DynamicThe invention will be explained below with reference to examples. The polymer melts were I. Analysis ηο To determine the zero shear viscosity by dynamic viscosity measurements s determined at 180 ° C with oscillatory shear at low amplitude at shear rates in the range of 0.01 to 500 _1 and a thrust amplitude of 100 Pa viscosity curves, and from this, the zero shear viscosity ηο by Extrapolation to a shear rate of 0 s _1 determined. To determine the viscosity curves, a rheometer of the type "Dynamic
Stress Rheometer (DSR)" der Fa. Rheometrics mit einer Platte-Platte-Geometrie (Durchmesser 25 mm, Spalt 1 mm) verwendet. Stress Rheometer (DSR) "from the company Rheometrics with a plate-plate geometry (diameter 25 mm, gap 1 mm) used.
Die Bestimmung der Scherviskosität der Polymerschmelze unter den Dispergier- bedingungen erfolgte mittels dynamischer Viskositätsmessung der Polymerschmelzen mit einem Rotationsrheometer (SR5) der Firma Rheometrics bei der in den Beispielen angegebenen Temperatur. The determination of the shear viscosity of the polymer melt under the dispersing conditions was carried out by means of dynamic viscosity measurement of the polymer melts with a rotational rheometer (SR5) from Rheometrics at the temperature indicated in the examples.
Die Bestimmung der Viskosität des Dispergiermediums unter den Dispergierbe- dingungen erfolgte nach Brookfield mit einem Rotationsrheometer MCR301 derThe viscosity of the dispersing medium under the dispersing conditions was determined according to Brookfield with a MCR301 rotational rheometer of
Fa. Anton Paar GmbH bei der in den Beispielen angegebenen Temperatur, wobei die Messung bis zu einer Scherrate von 1000/s durchgeführt wurde und die Viskosität unter Dispergierbedingungen durch Extrapolation auf die dem Beispiel entsprechende Scherrate ermittelt wurde. Fa. Anton Paar GmbH at the temperature given in the examples, wherein the measurement was carried out up to a shear rate of 1000 / s and the viscosity was determined under dispersing conditions by extrapolation to the shear rate corresponding to the example.
Die Viskositätszahl wurde bestimmt nach EN ISO 1628-1 bei 25 °C an einer 0,5 gew.-%igen Lösung des Polymeren in o-Dichlorbenzol/Phenol (1 : 1 w/w). Molekulargewichte wurden durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemäß DIN 55672-1 bestimmt. Die Teilchengrößenverteilung wurde an einer 1 gew.-%igen Verdünnung der Dispersion durch Lichtstreuung bei 25 °C bestimmt. The viscosity number was determined according to EN ISO 1628-1 at 25 ° C on a 0.5 wt .-% solution of the polymer in o-dichlorobenzene / phenol (1: 1 w / w). Molecular weights were determined by gel permeation chromatography (GPC) according to DIN 55672-1. The particle size distribution was determined on a 1 wt .-% dilution of the dispersion by light scattering at 25 ° C.
Die Bestimmung der Brookfield-Viskosität der Dispersionen erfolgte bei 20 °C nach DIN EN ISO 2555 mit einem Rotationsviskosimeter Physika MCR Couette Geometrie CC 27. The Brookfield viscosity of the dispersions was determined at 20 ° C. according to DIN EN ISO 2555 using a Physika MCR Couette geometry CC 27 rotational viscometer.
Eingesetzte Polyester Used polyester
Polyester 1 : aliphatisch-aromatischer Copolyester Polyester 1: aliphatic-aromatic copolyester
Polybutylenterephthalatadipat, das wie folgt hergestellt wurde: 1095,2 g Te- rephthalat (47 Mol-%), 700 g 1 ,4-Butandiol (65 Mol-%), 1 ml Glycerin (0,05 Gew.- %, bezogen auf das Polymer) wurden zusammen mit 1 ,1 ml Polybutylene terephthalate adipate, which was prepared as follows: 1095.2 g of terephthalate (47 mol%), 700 g of 1, 4-butanediol (65 mol%), 1 ml of glycerol (0.05% by weight, based on the polymer) were combined with 1, 1 ml
Tetrabutylorthotitanat (TBOT) zuerst gemischt, und auf 160 °C erhitzt. Das entstandene Methanol wurde innerhalb 1 h abdestilliert. Danach wurde derTetrabutyl orthotitanate (TBOT) first mixed and heated to 160 ° C. The resulting methanol was distilled off within 1 h. After that, the
Kessel auf ca. 140 °C abgekühlt. Anschließend gab man hierzu 929,5 g Boiler cooled to approx. 140 ° C. Subsequently, this was 929.5 g
Adipinsäure (53 Mol-%), 700 g 1 ,4-Butandiol (65 Mol-%) und 1 ml Glycerin (0,05 Gew.-%, bezogen auf das Polymer) zusammen mit 1 ,04 ml Tetrabutylorthotitanat (TBOT). Das Reaktionsgemisch wurde auf eine Temperatur von 190 °C erhitzt, und bei dieser Temperatur wurde über einen Zeitraum von 1 h das entstandeneAdipic acid (53 mol%), 700 g of 1,4-butanediol (65 mol%) and 1 ml of glycerol (0.05 wt%, based on the polymer) together with 1.04 ml of tetrabutyl orthotitanate (TBOT). The reaction mixture was heated to a temperature of 190 ° C, and at this temperature over a period of 1 h, the resulting
Wasser abdestilliert. Anschließend wurde die Temperatur auf 240 °C erhöht und schrittweise evakuiert. Überschüssiges 1 ,4-Butandiol wurde im Vakuum (< 1 mbar) über einen Zeitraum von 1 h abdestilliert. Das zahlenmittlere Molekulargewicht des dabei erhaltenen Copolyesters lag beiDistilled off water. Subsequently, the temperature was raised to 240 ° C and gradually evacuated. Excess 1,4-butanediol was distilled off in vacuo (<1 mbar) over a period of 1 h. The number average molecular weight of the resulting copolyester was at
21000 g/mol, das gewichtsmittlere Molekulargewicht bei 59000 g/mol. Die Viskositätszahl VZ betrug 106. Die Nullscherviskosität no bei 180 °C lag bei 136 Pa.s. Die Säurezahl betrug weniger als 1 mg KOH/g. 21,000 g / mol, the weight-average molecular weight at 59,000 g / mol. The viscosity number VZ was 106. The zero shear viscosity no at 180 ° C was 136 Pa.s. The acid number was less than 1 mg KOH / g.
Polyester 2: aliphatisch-aromatischer Copolyester Polyester 2: aliphatic-aromatic copolyester
Polybutylenterephthalatadipat, das wie folgt hergestellt wurde: 1388,5 g Te- rephthalat (55 Mol-%), 1000 g 1 ,4-Butandiol (85 Mol-%), 1 ml Glycerin Polybutylene terephthalate adipate prepared as follows: 1388.5 g of terephthalate (55 mol%), 1000 g of 1, 4-butanediol (85 mol%), 1 ml of glycerol
(0,05 Gew.-%, bezogen auf das Polymer) wurden zusammen mit 1 ,1 ml (0.05 wt .-%, based on the polymer) were together with 1, 1 ml
Tetrabutylorthotitanat (TBOT) zuerst gemischt, und auf 160 °C erhitzt, Das entstandene Methanol wurde innerhalb 1 h abdestilliert. Danach wurde der Kessel auf ca. 140 °C abgekühlt. Anschließend gab man hierzu 854,9 g Tetrabutylorthotitanate (TBOT) first mixed, and heated to 160 ° C, the resulting methanol was distilled off within 1 h. Thereafter, the kettle was cooled to about 140 ° C. Subsequently, this was added 854.9 g
Adipinsäure (45 Mol-%), 523 g 1 ,4-Butandiol (45 Mol-%) und 1 ml Glycerin (0,05 Butandiol (45 Mol-%) und 1 ml Glycerin (0,05 Gew.-%, bezogen auf das Polymer) zusammen mit 1 ,04 ml Tetrabutylorthotitanat (TBOT). Das Reaktionsgemisch wurde auf eine Temperatur von 190 °C erhitzt, und bei dieser Temperatur wurde über einen Zeitraum von 1 h das entstandene Wasser abdestilliert. Anschließend wurde die Temperatur auf 240 °C erhöht und schrittweise evakuiert. Überschüssiges 1 ,4-Butandiol wurde im Vakuum (< 1 mbar) über einen Zeitraum von 1 h abdestilliert. Adipic acid (45 mol%), 523 g of 1,4-butanediol (45 mol%) and 1 ml of glycerol (0.05 Butanediol (45 mol%) and 1 ml of glycerol (0.05 wt .-%, based on the polymer) together with 1, 04 ml of tetrabutyl orthotitanate (TBOT). The reaction mixture was heated to a temperature of 190 ° C, and at this temperature, the resulting water was distilled off over a period of 1 h. Subsequently, the temperature was raised to 240 ° C and gradually evacuated. Excess 1,4-butanediol was distilled off in vacuo (<1 mbar) over a period of 1 h.
Die Viskositätszahl VZ betrug 91 . Die Säurezahl betrug weniger als 1 mg KOH/g. Polyester 3: aliphatischer Copolyester The viscosity number VZ was 91. The acid number was less than 1 mg KOH / g. Polyester 3: aliphatic copolyester
Polybutylensuccinatsebacinat, das wie folgt hergestellt wurde: 6,8 kg Sebacin- säure (5 Mol-%), 75,7kg Bernsteinsäure (95 Mol-%), 79,1 kg 1 ,4-Butandiol (130 Mol-%), 298 g Glycerin (0,25 Gew.-%, bezogen auf das Polymer) wurden gemischt und auf 120 °C erhitzt. Anschließend wurde 1 1 g Tetrabutylorthotitanat (TBOT) zusammen gemischt und auf 200 °C erhitzt. Das entstandene Wasser wurde innerhalb 1 h abdestilliert. Danach wurde der Kessel auf ca. 140 °C abgekühlt. Anschließend gab man hierzu 22 g Tetrabutylorthotitanat (TBOT). An- schließend wurde die Temperatur auf 250 °C erhöht und schrittweise evakuiert.Polybutylene succinate sebacinate prepared as follows: 6.8 kg sebacic acid (5 mol%), 75.7 kg succinic acid (95 mol%), 79.1 kg 1, 4-butanediol (130 mol%), 298 g of glycerin (0.25% by weight, based on the polymer) were mixed and heated to 120 ° C. Subsequently, 1 1 g of tetrabutyl orthotitanate (TBOT) was mixed together and heated to 200 ° C. The resulting water was distilled off within 1 h. Thereafter, the kettle was cooled to about 140 ° C. Subsequently, 22 g of tetrabutyl orthotitanate (TBOT) were added. Subsequently, the temperature was increased to 250 ° C and gradually evacuated.
Überschüssiges 1 ,4-Butandiol wurde im Vakuum (< 5 mbar) über einen Zeitraum von 1 h abdestilliert. Excess 1, 4-butanediol was distilled off in vacuo (<5 mbar) over a period of 1 h.
Die Viskositätszahl VZ betrug 153. Die Nullscherviskosität no bei 180 °C lag bei 271 Pa.s. Die Säurezahl betrug weniger als 1 mg KOH/g. The viscosity number VZ was 153. The zero shear viscosity no at 180 ° C was 271 Pa.s. The acid number was less than 1 mg KOH / g.
Herstellung der Polyesterdispersion Preparation of the polyester dispersion
Dispergierbeispiel 1 : Dispersing Example 1
Als Rotor-Stator-Mischer diente eine 12-stufige Inline-Dispergiervorrichtung, wobei die Vorrichtung mit zahnkranzartigen Scherelementen versehen war. The rotor-stator mixer used was a 12-stage inline dispersing device, the device being provided with toothed ring-type shear elements.
Polyester 1 wurde kontinuierlich über den Einfülltrichter in einer Menge von 1 ,2 kg/h in den Einschneckenextruder (Tech-Iine E 16 T von Dr. Colin GmbH) eingezogen und dort bei 155 °C aufgeschmolzen. Die Polymerschmelze wurde in die erste Stufe Dispergiervorrichtung (4000 U/min) eingespeist. Die Scherrate betrug 12566 S"1. Die Polymerviskosität bei dieser Scherrate betrug 35 Pa s. Polyester 1 was continuously drawn through the hopper in an amount of 1, 2 kg / h in the single-screw extruder (Tech -ine E 16 T from Dr. Colin GmbH) and melted there at 155 ° C. The polymer melt was fed to the first stage disperser (4000 rpm). The shear rate was 12566 S -1 . The polymer viscosity at this shear rate was 35 Pa s.
Gleichzeitig wurde eine 7 gew.-%ige wässrige Lösung eines partiell verseiften Polyvinylalkohols (Kuraray Poval 224E), die 1 Gew.-% eines anionischen Tensids enthielt (Emulphor FAS 30 der BASF SE) mit einer Lösungsviskosität von 0,038 Pa s in die Inline-Dispergiervorrichtung so eingespeist, dass in der ersten und der vierten Stufe Feststoffgehalte von 55 Gew.-% bzw. 45 Gew.-% resultierten. In der zehnten Stufe wurde der Feststoffgehalt auf 43 Gew.-% eingestellt. Die Temperatur in den ersten zehn Stufen lag bei 155 °C; in der elften und zwölften Stufen lag die Temperatur bei 130 °C. Die gesamte Verweilzeit lag bei 1 ,2 min. Nach Verlassen der letzten Stufe wurde die Dispersion mittels eines Kühlbads auf 20 °C abgeschreckt. Die Dispersion wies einen Feststoffgehalt von 43 Gew.-% und einen mittleren Teilchendurchmesser d32= 1 ,6 μηη auf. At the same time, a 7% strength by weight aqueous solution of a partially saponified polyvinyl alcohol (Kuraray Poval 224E) containing 1% by weight of an anionic surfactant (Emulphor FAS 30 from BASF SE) having a solution viscosity of 0.038 Pa s was added to the in-line Dispersing device fed so that in the first and the fourth stage resulted in solids contents of 55% by weight and 45% by weight, respectively. In the tenth step, the solids content was adjusted to 43% by weight. The temperature in the first ten stages was 155 ° C; in the eleventh and twelfth stages the temperature was 130 ° C. The total residence time was 1.2 minutes. After leaving the last stage, the dispersion was quenched by means of a cooling bath to 20 ° C. The dispersion had a solids content of 43% by weight and an average particle diameter d32 = 1.6 μm.
Dispergierbeispiel 2: Dispersing Example 2:
Als Rotor-Stator-Mischer diente eine 12-stufige Inline-Dispergiervorrichtung, bei die Vorrichtung mit zahnkranzartigen Scherelementen versehen war. The rotor-stator mixer used was a 12-stage in-line dispersing device in which the device was provided with toothed ring-type shear elements.
Der Copolyester aus Polymerherstellungsbeispiel 1 (ηο = 136 Pa.s) wurde kontinuierlich über den Einfülltrichter in einer Menge von 1 ,2 kg/h in den Einschneckenextruder (Tech-Iine E 16 T von Dr. Colin GmbH) eingezogen und dort bei 155 °C aufgeschmolzen. Die Polymerschmelze wurde in die erste Stufe Disper- giervorrichtung (4000 U/min) eingespeist. Die Scherrate betrug 12566 s_1. Die Polymerviskosität bei dieser Scherrate betrug 36 Pa s gemessen mit einem Ka- pillarrheometer Göttfert-Rheograph 2003. Gleichzeitig wurde eine 7 gew.-%ige wässrige Lösung eines partiell verseiften Polyvinylalkohols (Kuraray Poval 224E), die 1 Gew.-% eines anionischen Tensids enthielt (Emulphor FAS 30 der BASF SE) mit einer Lösungsviskosität von 0,038 Pa s in die Inline-Dispergiervorrichtung so eingespeist, dass in der ersten und der vierten Stufe Feststoffgehalte von 60 Gew.-% bzw. 50 Gew.-% resultierten. In der zehnten Stufe wurde der Feststoffgehalt auf 46 Gew.-% eingestellt. Die Temperatur in den ersten zehn Stufen lag bei 155 °C; in der elften und zwölften Stufen lag die Temperatur bei 130 °C. Die gesamte Verweilzeit lag bei 1 ,8 min. Nach Verlassen der letzten Stufe wurde die Dispersion mittels eines Kühlbads auf 30 °C abgeschreckt. Die Dispersion wies einen Feststoffgehalt von 46 Gew.-% und einen mittleren Teilchendurchmesser von d32= 1 ,6 μπΊ auf. The copolyester from Polymer Production Example 1 (ηο = 136 Pa.s) was continuously drawn through the hopper in an amount of 1, 2 kg / h in the single-screw extruder (Tech -ine E 16 T from Dr. Colin GmbH) and there at 155 ° C melted. The polymer melt was fed to the first stage disperser (4000 rpm). The shear rate was 12,566 sec _1. The polymer viscosity at this shear rate was 36 Pa s measured using a capillary rheometer Göttfert-Rheograph 2003. Simultaneously, a 7% strength by weight aqueous solution of a partially saponified polyvinyl alcohol (Kuraray Poval 224E) containing 1% by weight of an anionic surfactant contained (Emulphor FAS 30 BASF SE) with a solution viscosity of 0.038 Pa s in the in-line disperser fed so that in the first and fourth stage solid contents of 60 wt .-% and 50 wt .-% resulted. In the tenth step, the solids content was adjusted to 46% by weight. The temperature in the first ten stages was 155 ° C; in the eleventh and twelfth stages the temperature was 130 ° C. The total residence time was 1, 8 min. After leaving the last stage, the dispersion was quenched by means of a cooling bath to 30 ° C. The dispersion had a solids content of 46% by weight and an average particle diameter of d32 = 1.6 μπΊ.
Herstellung von beschichtetem Papier: Die folgenden Versuche wurden auf einer Mini-Plant-Streichmaschine der Fa.Preparation of Coated Paper: The following experiments were carried out on a mini-plant coater of the company.
Bachofen & Meier durchgeführt. Die Maschine wies folgende Spezifikation auf: Arbeitsbreite: 330 mm; Maschinengeschwindigkeit: 10 - 150 m/min; Abrollung: max. 600 mm dia; Hülsendurchmesser: 70, 76 und 150 mm; Auftragssystem: Walze; Trocknung: 6 Trockenhauben: Lufterhitzer 47 kW, Heizstrahler 14 kW; mit einem Dosiersystem: Rollschaber bzw. Stabrakel. Bachofen & Meier performed. The machine has the following specification: Working width: 330 mm; Machine speed: 10 - 150 m / min; Unwinding: max. 600 mm dia; Core diameter: 70, 76 and 150 mm; Application system: roller; Drying: 6 drying hoods: air heater 47 kW, heater 14 kW; with a dosing system: roller scraper or rod squeegee.
Beispiel 1 - Einfache Beschichtung auf Rohkarton Die Dispersion des Dispergierbeispiels 1 wurde mit der Mini-Plant-Streichma- schine auf den Rohkarton (300 g/m2 Smurfit Kappa Gernsbach) in einem Durchgang mit einem Rollschaber aufgetragen. Die Maschinengeschwindigkeit betrug 50 m/min, die Auftragsmenge: 10 g/m2 (fest). Example 1 - Simple Coating on Cardboard The dispersion of Dispersing Example 1 was applied to the raw board (300 g / m 2 Smurfit Kappa Gernsbach) in one pass with a roller scraper using the Mini Plant Coater. The machine speed was 50 m / min, the order quantity: 10 g / m 2 (solid).
Beispiel 2 - Zweifache Beschichtung auf Rohkarton Example 2 - Double coating on raw board
Die Dispersion des Dispergierbeispiels 1 wurde mit der Mini-Plant-Streichma- schine auf den Rohkarton (300 g/m2 Smurfit Kappa Gernsbach) in zwei Durchgängen mit einem Rollschaber aufgetragen. Die Maschinengeschwindigkeit betrug 50 m/min, die Auftragsmenge je Durchgang 5 g/m2 (fest). The dispersion of Dispersing Example 1 was applied to the raw board (300 g / m 2 Smurfit Kappa Gernsbach) in two passes with a roller scraper using the Mini Plant Coater. The machine speed was 50 m / min, the order quantity per pass 5 g / m 2 (solid).
Beispiel 3 - Einfache Beschichtung auf Rohpapier Stora-Enso Example 3 - Simple coating on base paper Stora-Enso
Die Dispersion des Dispergierbeispiels 1 wurde mit der Mini-Plant-Streichma- schine auf Rohpapier (Stora-Enso Kabel 37 g/m2 LWC) in einem Durchgang mit einer Stabrakel aufgetragen. Die Maschinengeschwindigkeit betrug 50 m/min, die Auftragsmenge: 10 g/m2 (fest). The dispersion of dispersion example 1 was applied to raw paper (Stora-Enso cable 37 g / m 2 LWC) in one pass using a rod wiper using the Mini Plant coater. The machine speed was 50 m / min, the order quantity: 10 g / m 2 (solid).
Beispiel 4 - Einfache Beschichtung auf Rohpapier Magnostar Example 4 - Simple coating on raw paper Magnostar
Die Dispersion des Dispergierbeispiels 1 wurde mit der Mini-Plant-Streichma- schine auf Rohpapier (Magnostar Rohpapier 58 g/m2) in einem Durchgang mit einer Stabrakel aufgetragen. Die Maschinengeschwindigkeit betrug 50 m/min, d Auftragsmenge: 10 g/m2 (fest). The dispersion of dispersion example 1 was applied to raw paper (Magnostar base paper 58 g / m 2 ) in one pass using a rod wiper using the Mini Plant coater. The machine speed was 50 m / min, d application rate: 10 g / m 2 (solid).
Beispiel 5 - Zweifache Beschichtung auf Rohpapier Magnostar Die Dispersion des Dispergierbeispiels 1 wurde mit der Mini-Plant-Streichma- schine auf Rohpapier (Magnostar Rohpapier 58 g/m2) in zwei Durchgängen mit einer Stabrakel aufgetragen. Die Maschinengeschwindigkeit betrug 50 m/min, die Auftragsmenge im Durchgang 5 g/m2 (fest) im zweiten Durchgang 4 g/m2 (fest). Example 5 - Double Coating on Raw Paper Magnostar The dispersion of Dispersing Example 1 was applied to raw paper (Magnostar base paper 58 g / m 2 ) in two passes with a rod wiper using the Mini Plant Coater. The machine speed was 50 m / min, the order in the passage 5 g / m 2 (solid) in the second round 4 g / m 2 (solid).
Prüfung der Barriereeigenschaften Testing the barrier properties
Barrieretest gegen gasförmige Mineralölbestandteile (Testmethode 1 ) Barrier test against gaseous mineral oil constituents (test method 1)
In ein Gefäß mit einem Schwamm werden 9 ml Hexan gegeben und mit einem Deckel verschlossen, welcher eine Öffnung und einen Dichtungsring (Innendurchmesser 63 mm) aufweist. Die Öffnung ist fest mit dem zu testenden Barrierematerial verschlossen, wobei das Barrierematerial nicht mit dem mit Hexan getränkten Schwamm in Berührung kommt. Es wird die Gewichtsabnahme des Ge- fäßes zu verschiedenen Zeitpunkten gemessen. Die Gewichtsabnahme ist ein Maß für das über die Gasphase durch das Barrierematerial austretende Hexan und somit ein Maß für die Güte der Barrierewirkung gegen gasförmige Mineralölbestandteile. Die Gewichtsabnahme in Gramm wird umgerechnet auf 1 m2 Pa- pierfläche und dann als g/m2 d angegeben (pro Tag). Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. 9 ml of hexane are placed in a container with a sponge and closed with a lid which has an opening and a sealing ring (inner diameter 63 mm). The opening is tightly closed with the barrier material under test, with the barrier material not coming into contact with the hexane-soaked sponge. It is the weight loss of the measured at different times. The weight loss is a measure of the gas phase through the barrier material escaping hexane and thus a measure of the quality of the barrier effect against gaseous mineral oil components. The weight loss in grams is converted to 1 m 2 of paper surface and then expressed as g / m 2 d (per day). The results are shown in the following Table 1.
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000040_0001
Barrieretest gegen Speiseöl/Ölsäure (Testbeispiel 2) Barrier test against edible oil / oleic acid (Test Example 2)
Die Barriereeigenschaften der unbeschichteten Papiere/Kartons und der mit den Polyesterdispersionen beschichten Papiere/Kartons wurde gemäß des "Oil Penetration Test" untersucht. Hierzu wurde die beschichtete Papierseite mit 2 ml Ölsäure benetzt. Dann wurde das Papier für bestimmte Zeit bei 60 °C gelagert. Dann wurde die Rück- seite des beschichteten Papiers zu verschiedenen Zeitpunkten visuell bezüglich des Ausmaßes der Fleckenbildung begutachtet. 100 % bedeutet eine vollständige Penetration, 0 % keine Penetration. The barrier properties of the uncoated papers / cardboards and the papers / cardboards coated with the polyester dispersions were investigated according to the "Oil Penetration Test". For this purpose, the coated paper side was wetted with 2 ml of oleic acid. Then the paper was stored at 60 ° C for a certain time. Then, the back side of the coated paper was visually inspected for the extent of staining at various times. 100% means a complete penetration, 0% no penetration.
Figure imgf000041_0001
n.b. = nicht bestimmt
Figure imgf000041_0001
nb = not determined

Claims

Patentansprüche: claims:
Verwendung einer wässrigen Dispersion wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters in Form einer Beschichtung zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterial aus Papier oder Karton gegenüber Mineralölen. Use of an aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester in the form of a coating for improving the barrier properties of packaging material made of paper or cardboard to mineral oils.
Verwendung nach Anspruch 1 , wobei das Verpackungsmaterial zumindest zum Teil aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. Use according to claim 1, wherein the packaging material has been at least partially made of mineral oil loaded recycled paper.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verpackungsmaterial für die Verpackung von Lebensmitteln bestimmt ist. Use according to claim 1 or 2, wherein the packaging material is intended for the packaging of food.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung eine Beschichtungsstärke von 2 bis 50 g/m2 aufweist. Use according to one of the preceding claims, wherein the coating has a coating thickness of 2 to 50 g / m 2 .
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung wenigstens zwei aufeinander angeordnete Schichten aufweist. Use according to one of the preceding claims, wherein the coating has at least two layers arranged on one another.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei jede der Schichten eine Beschichtungsstärke im Bereich von 1 bis 30 g/m2 aufweist. Use according to claim 5, wherein each of the layers has a coating thickness in the range of 1 to 30 g / m 2 .
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil an biologisch abbaubarem Polyester am Gesamtfeststoffgehalt der Polyesterdispersion wenigstens 30 Gew.-% ausmacht. Use according to any one of the preceding claims, wherein the proportion of biodegradable polyester in the total solids content of the polyester dispersion is at least 30% by weight.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der biologisch abbaubare Polyester ausgewählt ist aus der Gruppe der aliphatischen Polyester, aliphatischen Copolyester, aliphatisch-aromatischen Copolyester und deren Gemischen. Use according to one of the preceding claims, wherein the biodegradable polyester is selected from the group of aliphatic polyesters, aliphatic copolyesters, aliphatic-aromatic copolyesters and mixtures thereof.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Polyester im Wesentlichen aufgebaut ist aus: Use according to one of the preceding claims, wherein the polyester is essentially composed of:
a) wenigstens einer Dicarbonsäurekomponente A, die aus  a) at least one dicarboxylic acid component A, consisting of
a1 ) wenigstens einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäu- re oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon und a2) gegebenenfalls einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die keine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon  a1) at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof and a2) optionally one or more aromatic dicarboxylic acids which have no sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof
a3) gegebenenfalls einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die wenigstens eine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon besteht; b) wenigstens einer Diolkomponente B, die unter aliphatischen und cycloali- phatischen Diolen und deren Gemischen ausgewählt ist; a3) optionally one or more aromatic dicarboxylic acids which have at least one sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof; b) at least one diol component B which is selected from aliphatic and cycloaliphatic diols and mixtures thereof;
c) gegebenenfalls einer oder mehreren weiteren bifunktionellen Verbindungen C, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung rea- gieren; und c) optionally one or more further bifunctional compounds C which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds; and
d) gegebenenfalls einer oder mehreren Verbindungen D, die wenigstens drei Funktionalitäten aufweisen, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren; d) optionally one or more compounds D which have at least three functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds;
wobei das Molverhältnis der Komponente A zur Komponente B im Bereich von 0,4 : 1 bis 1 : 1 liegt und die Komponenten A und B wenigstens 80 Gew.-% deswherein the molar ratio of component A to component B is in the range of 0.4: 1 to 1: 1 and components A and B at least 80 wt .-% of
Polyesters ausmachen. Make out polyester.
Verwendung nach Anspruch 9, wobei der Polyester im Wesentlichen aufgebaut ist aus: Use according to claim 9, wherein the polyester is substantially composed of:
a) wenigstens einer Dicarbonsäurekomponente A, die aus a) at least one dicarboxylic acid component A, consisting of
a1 ) 35 bis 90 Mol-% wenigstens einer aliphatischen oder cycloaliphati- schen Dicarbonsäure oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon und  a1) 35 to 90 mol% of at least one aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives or mixtures thereof and
a2) 10 bis 65 Mol-% einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon besteht;  a2) 10 to 65 mol% of one or more aromatic dicarboxylic acids or their ester-forming derivatives or mixtures thereof;
a3) 0 bis 5 Mol-% einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren, die wenigstens eine Sulfonsäuregruppe aufweisen, oder deren esterbildenden Derivaten oder Mischungen davon besteht, wobei die Mol-%- Angaben der Komponenten a1 ), a2) und a3) sich zu 100 Mol-% addieren;  a3) 0 to 5 mol% of one or more aromatic dicarboxylic acids having at least one sulfonic acid group, or their ester-forming derivatives or mixtures thereof, wherein the mol% of the components a1), a2) and a3) to 100 mol - add%;
b) 98 bis 102 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten a1 ) und a2), wenigstens einer Diolkomponente B, die unter aliphatischen und cycloaliphatischen Diolen und deren Gemischen ausgewählt ist; b) 98 to 102 mol%, based on the total amount of components a1) and a2), of at least one diol component B, which is selected from aliphatic and cycloaliphatic diols and mixtures thereof;
c) 0 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyesters, einer o- der mehrerer weiterer bifunktioneller Verbindungen C, die mit Carbonsäureoder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren; und c) 0 to 2% by weight, based on the total weight of the polyester, of one or more further bifunctional compounds C which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds; and
d) 0 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyesters, einer o- der mehrerer Verbindungen D, die wenigstens 3 Funktionalitäten aufweisen, die mit Carbonsäure- oder Hydroxylgruppen unter Bindungsbildung reagieren. d) 0 to 2 wt .-%, based on the total weight of the polyester, one or more compounds D, which have at least 3 functionalities which react with carboxylic acid or hydroxyl groups to form bonds.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zahlenmittlere Molekulargewicht des Polymers im Bereich von 5000 bis 1000000 Dalton liegt. Use according to any one of the preceding claims, wherein the number average molecular weight of the polymer is in the range of 5,000 to 1,000,000 daltons.
12. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polymers im Bereich von 10000 bis 5000000 Dal- ton liegt. 13. Verfahren zur Herstellung einer Barrierebeschichtung auf Papier oder Karton durch Aufbringen wenigstens einer wässrigen Dispersion wenigstens eines biologisch abbaubaren Polyesters, wie in einem der Ansprüche 1 oder 7 bis 12 definiert, auf wenigstens eine Oberfläche des Papiers oder Kartons, wobei man in einem ersten Schritt durch Aufbringen der wässrigen Dispersion auf eine Ober- fläche des Papiers oder Kartons eine erste Schicht erzeugt und anschließend in wenigstens einem weiteren Schritt durch Aufbringen der wässrigen Dispersion auf die im ersten Schritt erhaltene erste Schicht wenigstens eine weitere, auf der ersten Schicht angeordnete Schicht erzeugt. 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei in jedem Schritt die Polyesterdispersion in einer Menge aufgebracht wird, dass eine Beschichtungsstärke pro Schicht im Be reich von 1 bis 30 g/m2 resultiert. Use according to any one of the preceding claims wherein the weight average molecular weight of the polymer is in the range of 10,000 to 5,000,000 daltons. 13. A method for producing a barrier coating on paper or board by applying at least one aqueous dispersion of at least one biodegradable polyester as defined in any one of claims 1 or 7 to 12 to at least one surface of the paper or board, wherein in a first step by applying the aqueous dispersion to a surface of the paper or cardboard, a first layer is produced and subsequently produced in at least one further step by applying the aqueous dispersion to the first layer obtained in the first step at least one further layer arranged on the first layer. 14. The method of claim 13, wherein in each step, the polyester dispersion is applied in an amount such that a coating thickness per layer in the range from 1 to 30 g / m 2 results.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Polyesterdispersio- nen in den Schritten in einer Menge aufgebracht werden, dass eine Gesamtbe- schichtungsstärke im Bereich von 2 bis 50 g/m2 resultiert. 15. The method according to any one of claims 13 or 14, wherein the polyester dispersions are applied in the steps in an amount to a total coating thickness in the range of 2 to 50 g / m 2 results.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Anteil an biologisch abbaubarem Polyester am Gesamtfeststoffgehalt der Polyesterdispersion we- nigstens 30 Gew.-% ausmacht. 16. A method according to any one of claims 13 to 15, wherein the proportion of biodegradable polyester in the total solids content of the polyester dispersion is at least 30% by weight.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der biologisch abbaubaren Polyester ein Polyester gemäß einem der Ansprüche 8 bis 16 ist. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Papier bzw. der Karton zumindest zum Teil aus mineralölbelastetem Recycling-Papier hergestellt wurde. 17. The method according to any one of claims 13 to 16, wherein the biodegradable polyester is a polyester according to any one of claims 8 to 16. 18. The method according to any one of claims 13 to 17, wherein the paper or the cardboard was made at least partially from mineral oil loaded recycled paper.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das beschichtete Papier bzw. der beschichtete Karton als Verpackungsmaterial für die Verpackung von19. The method according to any one of claims 13 to 18, wherein the coated paper or the coated cardboard as packaging material for the packaging of
Lebensmitteln bestimmt ist. Food is determined.
20. Beschichtetes Papier oder Karton, erhältlich nach einem der Ansprüche 13 bis 19. 20. Coated paper or board, obtainable according to one of claims 13 to 19.
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