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Die vorliegende Erfindung betrifft formstabile Verpackungen für toxische bzw. gefährliche Wirkstoffe und Wirkstoffkonzentrate.
Toxische und/oder gefährliche Wirkstoffe, wie pulverförmige, gelartige oder flüssige Reizchemikalien, werden in zunehmenden Masse im Agrarbereich, einschliesslich des Gartenbereichs, für den Pflanzenschutz, als Holzschutzmittel, zur Schädlingsbekämpfung, als Düngemittel und als Pflanzenhilfsstoffe, sowie als Desinfektionsmittel, im Haushalts-, Sanitär- und Schwimmbadbereich oder auch in der Bauindustrie verwendet. Bei der Entwicklung der verschiedensten Formulierungen (Anwendungsformen) von Wirkstoffen und - konzentraten wurde in den letzten Jahren immer mehr auf Umweltverträglichkeit und einfachere, sicherere Anwendung für Landwirt, Gärtner, Arbeiter, im Haushalt tätiger Person bzw. allgemein für den Anwender geachtet.
Insbesondere im Bereich der Pflanzenschutzmittel wurden bei festen Formulierung die Spritzpulver zu einem grossen Teil durch fliessfähige Suspensionen (suspensions concentrates,"SC") und dispergierbare Granulate (wettable granules,"WG") ersetzt. Doch auch diese Granulate sind insofern noch immer gefährlich, als der durch Abrieb verursachte Staub unbeabsichtigt eingeatmet werden kann und so für den Anwender ein nicht zu unterschätzendes Gesundheitsrisiko darstellt.
Eine weitere sehr wichtige und von der Menge bedeutsame Gruppe stellen die emulgierbaren Konzentrate (emulsifiable concentrates "EC") dar. Viele flüssige oder pastenförmige toxische Wirkstoffe und auch solche mit niedrigem Schmelzpunkt (kleiner 50 C) werden auf diese Art formuliert. Dabei werden die Wirkstoffe in Lösungsmitteln gelöst und passende Emulgatoren zugegeben. Die Konzentration der Wirkstoffe in solchen Formulierungen liegt zwischen 10 und 80 %-Masse.
Ein Nachteil dieser emulgierbaren Konzentrate gegenüber z. B.
Suspensionskonzentraten (in denen der Wirkstoff nicht als molekulare Lösung sondern als suspendierte kleine Feststoffpartikel vorliegt) und festen dispergierbaren Granulaten ist jedoch die im Vergleich zum Wirkstoff oft hohe Toxizität der emulgierbaren Konzentrate. Durch die Formulierung wird der Verdünnungseffekt aufgehoben und manchmal ist die Formulierung toxischer als der jeweilige Wirkstoff für sich alleine. Weiters wird dadurch, dass die bei emulgierbaren Konzentrate verwendeten Lösungsmittel zumeist auch gute Fettlöser sind, in manchen Fällen bei Körperkontakt die
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Aufnahme der Wirkstoffe durch die Haut sogar erhöht.
Emulgierbare Konzentrate müssen daher in hochwertige, lösungsmittelfeste Materialien verpackt werden. Typisch dafür sind z. B.
Weissblechdosen, Aluflaschen, Glasflaschen, COEX, PET-Flaschen und innenfluorierte Polyethylenflaschen und-kanister.
Der Anwender verdünnt dann das Konzentrat mit Wasser auf die geforderte Konzentration und ist dabei den beschriebenen Risken bei Körperkontakt mit dem Wirkstoff ausgesetzt.
Ein wichtiges Problem sind auch die zurückbleibenden Verpakkungen, die praktisch nie völlig entleert sind. Viele Verpackungen lassen sich auch nicht gut reinigen oder Lösungsmittel und Wirkstoffe diffundieren in die Wandungen der Verpackungen und verbleiben somit in den verbrauchten leeren Verpackungen über einen langen Zeitraum unkontrolliert in unserer Umwelt.
Eine Lösung der geschilderten Probleme stellt ein System dar, in welchem der feste oder flüssige Wirkstoff, beispielsweise ein Biozid oder auch ein Waschmittel, für die jeweilige Anwendung (also für eine bestimmte Fläche bzw. für eine bestimmte Wäschemenge) vordosiert ist und die Primärverpackung mitaufgelöst und zusammen mit dem Wirkstoff verwendet bzw. aufgebracht wird. So wird verhindert, dass der Anwender direkt mit dem teilweise hochgiftigen Konzentrat in Berührung kommt und dass kontaminierte Verpackung zurückbleibt.
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einem aus einer wasserlöslichen Folie bestehenden Beutel eingeschlossen sind. Da derartige Beutel eine relativ hohe Stoss- und Schlagempfindlichkeit aufweisen und leicht platzen wurde die Viskosität des Pestizidkonzentrats durch einen viskositätssteigernden Zusatz auf 1000 bis 20000 cp erhöht.
Die Beutel können aus Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Copolymeren von Vinylalko-
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ches Produkt, welches Gel z. B. in wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Säcken aus Polyethylenoxid, Stärke oder modifizierter Stärke, Alkyl- oder Hydroxyalkylcellulose, Carboxyalkylcellulose, Polyvinylether, Methylcellulose, Polyvinylalkohol und dgl. verpackt werden kann, wodurch eine sichere Handhabung des ge-
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die Behälter Polyvinylalkohol umfasst. Die Wandstärke der Behälter soll zwischen 0, 04 und 0, 1 mm betragen, sodass der Behälter in Form von Säcken, Beuteln oder Sachets vorliegt.
Sicherheitshalber soll-
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mit dispergierten Gasblasen, deren Volumen 80 bis 99 % des Gesamtvolumens des Films ausmacht, für in kaltem Wasser lösliche Verpakkungen pulverförmiger Stoffe eingesetzt. Die Dicke des Films beträgt dabei 2 bis 50 mil (d. h. 0, 005 bis 0, 13 cm). Aufgrund der hohen Wasserempfindlichkeit dieser Filme sollen die gebildeten
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kung für eine in Wasser zu lösende oder zu dispergierende Flüssigkeit, beispielsweise ein Pestizid, beschrieben, welche Flüssigkeit in einer Hülle aus wasserlöslichem oder -dispergierbaren Material enthalten ist.
Die Hülle weist dabei flexible Wände und eine wasserlösliche oder wasserdispergierbare Heissversiegelung auf und besteht aus Polyethylenoxid, Methylcellulose oder
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Behältersystem umfassend eine konzentrierte gefährliche und gelierte bzw. feste Zusammensetzung in einem in kaltem Wasser löslichen oder wasserdispergierbaren Beutel, der nicht zur Gänze gefüllt ist. Durch diese unvollständige Befüllung soll die relativ hohe Stoss- und Schlagempfindlichkeit der Beutel vermindert wer-
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den.
Die Folie der Beutel besteht aus Polyethylenoxid, Stärke oder modifizierter Stärke, Alkyl- oder Hydroxyalkylcellulose, Carboxy-
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Zusätze oder Granulate zu einem flüssigen Medium beschrieben, wobei die Verpackung einen ersten, im flüssigen Medium löslichen und/oder dispergierbaren Teil (einen den Verschluss bildenden Klebefilm) und einen zweiten, im flüssigen Medium unlöslichen und/oder nicht dispergierbaren Teil (den eigentlichen Behälter) umfasst. Bei Benetzen des Klebefilms, z. B. mit Wasser, soll dieser unter Einfluss des Gewichts des Inhalts nachgeben und die Faltung des eigentlichen Behälters sich somit öffnen.
Im Stand der Technik werden auch die Probleme der mechanischen Stabilität des Primärbehälters aus Polyvinylalkohol-Folien beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, die mit synthetischen Folienverpackung verbundenen Probleme zu überwinden und eine steife, formstabile und dennoch rasch wasserlösliche Verpakkung für toxische bzw. gefährliche Wirkstoffe und Wirkstoffkonzentrate zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verpackung zumindest teilweise aus einer wasserlöslichen bzw.
- dispergierbaren thermoplastischen Formmasse auf Basis von jeweils ein oder mehreren wasserlöslichen bzw. -dispergierbaren Gerüststoffen und Weichmachern besteht. Eine aus einer wasserlöslichen bzw. -dispergierbaren thermoplastischen Formmasse bestehende erfindungsgemässe Verpackung kann dabei z. B. die Form einer Dose, einer Flasche, eines Kanisters usw. aufweisen, entweder mit oder ohne Verschluss, je nachdem für welche Verwendung die Verpackung samt Inhalt vorgesehen ist. Selbstverständlich kann auch der Verschluss, etwa ein Schraubverschluss, aus der thermoplastischen Formmasse bestehen. Für den Fall der Verpackung von Wirkstoffen die in kleinen Mengen eingesetzt werden, etwa Waschmittel, kann die Verpackung auch die Form von Kugeln, Würfeln, Quader etc. aufweisen.
Die Verpackung kann auch nur zum Teil aus einer wasserlöslichen bzw. -dispergierbaren thermoplastischen Formmasse bestehen, z. B. aus einem Becher gebildet aus der thermoplastischen Formmasse und einem entsprechenden Deckel aus einem anderen Material, wie Alufo-
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lie. Weiters ist auch denkbar, dass eine zur Gänze aus der thermoplastischen Formmasse bestehende Verpackung in einer Überverpackung mit Durchbrechungen vorgesehen ist, welche Überverpakkung nach Verwendung mit einer neuen erfindungsgemässen Verpackung befüllt und wiederverwendet werden kann.
Allgemein werden an einen für die thermoplastische Formmasse der erfindungsgemässen Verpackung verwendbaren Gerüststoff die folgenden Anforderungen gestellt : Er muss auch in kaltem Wasser rasch löslich bzw. -dispergierbar sein, einen möglichst geringen Anteil an unlöslichen Anteilen enthalten, mit Makromolekülen (wie Stärke und Cellulosederivaten) mischbar, sowie mit dem Füllgut verträglich sein. Selbstverständlich können auch Mischungen von Gerüststoffen, welche diese Anforderungen erfüllen, verwendet werden.
Als Weichmacher kommen die in der Kunststoffverarbeitung üblichen Komponenten in Frage, wobei diese jedoch wasserlöslich oder zumindest (ggf. unter Zuhilfenahme eines Dispergiermittels) wasserdispergierbar sein müssen, eine Kompatibilität mit den Gerüststoffen gegeben sein muss, der Weichmacher bioabbaubar oder zumindest nicht boden-und wassergefährdend (bei agroindustrieller Verwendung der erfindungsgemässen Verpackung) zu sein hat und nicht aus der Wandung der erfindungsgemässen Verpackung in die jeweilige Befüllung migrieren darf. Es können auch Mischungen von Weichmachern eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn ein bestimmtes Auflöseverhalten erwünscht ist und/oder Gerüststoffe oder-kombinationen vorliegen, die von einer Mischung von Weichmachern besser plastifiziert werden können als von einem einzelnen Weichmacher.
Vorzugsweise basiert die thermoplastische Formmasse auf natürlichen und/oder modifizierten Gerüststoffen, wie Ligninsulfonaten und deren Salze, insbesondere Magnesiumligninsulfonaten, Polyvinylpyrrolidon Polycarboxylaten sowie Mischungen hievon, und Weichmachern, wie Polyolen, pflanzlichen Ölen und deren Derivate, Citratweichmachern und Phthalatweichmachern. Als Weichmacher besonders bevorzugt werden hiebei Glycerin, Polyglycerine, Glycole, insbesondere Diethylenglycol und Propylenglycol, sowie Polyglycole ; epoxidiertes Raps- und Sojaöl, Rizinusöl und epoxidiertes Ri- zinusöl ; Acetyltriethylcitrat, Acetyltributylcitrat und Triethylcitrat sowie Diethylphthalat, Dibutylphthalat, Diisobutylphthalat und Dioctylphthalat, sowie Mischungen derselben.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorlie-
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genden Erfindung basiert die thermoplastische Formmasse auf Ligninsulfonaten und/oder deren Derivaten und Salzen, insbesondere Magnesiumligninsulfonaten, sowie Mischungen hievon, als Gerüststoff (e). Ligninsulfonate können aus nachwachsenden pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden und stehen daher kostengünstig zur Verfügung. Lignin bildet im Holz ein dreidimensionales Netzwerk, in welches die Cellulosefasern eingebettet sind. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Ligninsulfonate, Magnesiumligninsulfonate, Kraft-Ligninsulfonate und auch getrocknete Sulfitablauge (d. h.
Kraft-Ligninsulfonate in ungereinigter Form) nicht nur als Dispergiermittel wirken, sondern selbst thermoplastische Eigenschaften besitzen. Um die Dispergierbarkeit zu erhöhen, wurde versucht, möglichst grosse Mengen an handelsüblichen Ligninsulfonaten (z. B. solche der Fa. Borregaard Industries Ltd., N-1701 Strapsborg) bzw. der noch billigeren Magnesiumligninsulfonate (z. B. solche der Fa. Lenzing, A-4860, Lenzing, AT), in die thermoplastische Formmasse einzumischen, wobei sich herausstellte, dass nicht nur die Auflösung des Materials stark beschleunigt sondern auch die Verarbeitbarkeit, z. B. die Extrudierbarkeit, verbessert wird.
Ligninsulfonat und insbesondere Magnesiumligninsulfonat hat überdies einen relativ geringen Preis, sodass es auch kostenmässig eine echte Alternative zu den zur Herstellung von wasserlöslichen Folien verwendeten bekannten Polyvinylalkoholen darstellt.
Insbesondere werden die folgenden Ligninsulfonate bzw. Ligninsulfonatderivate sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander zur Herstellung der erfindungsgemässen Verpackung bevorzugt verwendet :
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<tb>
<tb> d. <SEP> s. <SEP> %-OCHa <SEP> pH <SEP> der <SEP> Lsng. <SEP> Farbe
<tb> vanisperse2 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 11, <SEP> 9 <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> dunkelbraun
<tb> Ultrazine2 <SEP> 0, <SEP> 46 <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> lichtbraun
<tb> Borresperse <SEP> NA2 <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> 7, <SEP> 8 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> braun
<tb> Zewa <SEP> EF2 <SEP> k. <SEP> A. <SEP> 3 <SEP> k. <SEP> A. <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> braun
<tb> Lignofluid-Mg4 <SEP> k. <SEP> A. <SEP> k. <SEP> A. <SEP> ca. <SEP> 2, <SEP> 45 <SEP> k. <SEP> A. <SEP>
<tb>
1 Anzahl der Sulfonsäuregruppen/Phenylpropaneinheit 2 von Fa.
Borregaard 3 keine Angaben
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4 von Fa. Lenzing, A-4860, Lenzing, AT 5 als 60% wässerige Lösung. Da diese nicht sprühgetrocknet wer- den kann, wurde vor der Verarbeitung ein Premix in Form eines homogenen Granulats mit Kaolin hergestellt.
Als Kraft-Ligninsulfonat wurde Reax 910 und als getrocknete Sulfitablauge Wafex PC (beide von der Fa. Westvaco, Charston Heights, PO-Box 70848, South Carolina, USA) eingesetzt.
Vorzugsweise weist die thermoplastische Formmasse der erfindungsgemässen Verpackung die folgende Zusammensetzung auf :
5 bis 95 %-Masse Gerüststoff (e),
5 bis 40 %-Masse Weichmacher,
0 bis 85 %-Masse Reserve- und/oder Zellwandpolysaccha- ride,
0 bis 60 %-Masse Füllstoffe sowie gegebenenfalls
0 bis 5 %-Masse weiterer Hilfsstoffe.
Füllstoffe werden verwendet, um die Schlagzähigkeit und Steifigkeit des Materials zu erhöhen, bei der bestimmungsgemässen Verwendung die Auflösung durch Vergrösserung der inneren Oberfläche zu erhöhen, ein Absinken der erfindungsgemässen Verpackung im Mischbehälter zu erleichtern und den Preis des Materials für die Verpackung zu senken.
Günstig ist, wenn die Reserve- und/oder Zellwandpolysaccharide der thermoplastischen Formmasse ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Cellulosederivaten und natürlicher und modifizierter Stärke.
Cellulosederivate werden bereits seit langem zur Herstellung von Filmen, Folien und Spritzgussteilen eingesetzt. Die in der Kunststoffindustrie bisher eingesetzten Derivate, in erster Linie Celluloseacetat, Cellulosepropionat und Celluloseacetobutyrat, sind in Wasser und Kohlenwasserstoffen unlöslich, in polaren und mittelpolaren Lösungsmitteln gut löslich. Es befinden sich auch wasserlösliche Derivate am Markt, die jedoch bisher nicht zur Herstellung von thermoplastischen Teilen Verwendung fanden. Die wasserlöslichen Cellulosederivate werden eingeteilt in lösungsmittel- und kaltwasserlösliche sowie heisswasserlösliche Typen. Von den kaltwasserlöslichen Derivaten kommen für die in den erfindungsgemässen Verpackungen enthaltenen thermoplastischen Formmassen insbesondere Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose
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(z.
B. Klucel von Aqualon G. m. b. H., D-4000 Düsseldorf 13), Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose, Methylethylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Carboxymethylethylcellulose, Carboxymethylhydroxyethylcellulose und Mischungen hievon in Frage.
Das Derivat mit den ausgeprägtesten thermoplastischen Eigenschaften ist eine Hydroxypropylcellulose. Sie kann mit wasserlöslichen Weichmachern compoundiert und anschliessend zu Folien und Formteilen verarbeitet werden.
Stärke ist ein planzliches Reservepolysaccharid bestehend aus zwei Hauptfraktionen, der vorwiegend linear gebauten Amylose und dem verzweigten Amylopektin. Native Stärke ist nur zu einem sehr geringen Teil in Wasser löslich, kann aber durch Einwirkung von thermischer Energie in Gegenwart von Wasser in einen viskoelasti- schen"Kleister"übergeführt werden. Durch mechanisch-thermische Behandlung in einem Extruder wird Stärke neben einem Molekularge- wichtsabbau ähnlichen Umwandlungsprozessen unterzogen wie durch Erhitzen mit Wasser.
Im Verlauf der Versuche zur vorliegenden Erfindung stellte sich heraus, dass mechanisch-thermische Beanspruchung der Stärke allein nicht immer zu der gewünschten Löslichkeit führt, sodass auch teilweise abgebaute Stärke eingesetzt wurde. Solche Produkte sind unter der Bezeichnung Maltodextrine im Handel erhältlich und werden durch ihren DE-Wert (Dextrose Equivalent) charakterisiert.
Versuche mit Maltodextrinen mit 6 bis 20 DE (z. B. von der Fa.
AVEBE, NL-9607 PT Foxhol) verliefen positiv und zeigten gegenüber nativer Stärke deutlich erhöhte Löslichkeit. Weitere Spezialprodukte, welche gute Resultate gaben, waren : - Lyckeby 9109 der Fa. Lyckeby Stärkelsen, Sveriges Stärkelseproducenter, S-29191 Kristianstad (bestehend aus kaltwasserlöslicher, walzengetrockneter Kartoffelstärke, für Backversuche), - Baka Snack E der Fa. National. Starch & Chemical, D-6730 Neustadt 17 (auf Maisstärke basierend, geringe Viskosität) und - Ultra Sperse A, ebenfalls von National Starch & Chemical (leicht hydrophobierte, teilabgebaute Maisstärke).
Somit kommen für die in den erfindungsgemässen Verpackungen enthaltenen thermoplastischen Formmassen als natürliche und modi-
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fizierte Stärke insbesondere teilweise abgebaute Stärke, wie die oben angeführten, sowie Kartoffel-, Tapioca-, Reis-, Mais-, Weizen- und anderen Getreidestärken, Maltodextrinen aus diesen Stärken mit DE-Werten von 4 bis 20, vorverkleisterten Stärken, kationischen Stärken, acetylierten Stärken, hydroxypropylierten Stärken und Mischungen hievon in Frage.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die thermoplastische Formmasse der erfindungsgemässen Verpackung aus
20 bis 80 %-Masse Ligninsulfonate oder deren Salze, insbesondere Magnesiumligninsulfonat, und
Mischungen hievon
10 bis 30 %-Masse Weichmacher,
5 bis 35 %-Masse Stärken,
0 bis 40 %-Masse Cellulosederivate,
5 bis 40 %-Masse Füllstoffe sowie gegebenenfalls
0 bis 5 %-Masse weiterer Hilfsstoffe besteht.
Vorzugsweise werden dabei als Stärke Maltodextrine mit DEWerten von 6 bis 10, sowie getrocknete, vorverkleisterter Stärke und als Cellulosederivat Hydroxypropylcellulose verwendet.
Die Einsatzmengen von Füllstoffen betragen bis zu 60 %-Masse, sodass sich dadurch bedeutende Kosteneinsparungen erzielen lassen.
Weiters zeigte sich, dass durch den Zusatz von Füllstoffen nicht nur die mechanischen Eigenschaften verbessert wurden sondern auch die Löslichkeit (Dispergierbarkeit) des Materials in Wasser deutlich zunahm.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Füllstoffe der thermoplastischen Formmasse ausgewählt aus mineralischen Füllstoffen, organischen Füllstoffen und Mischungen hievon. Insbesondere kommen als mineralische Füllstoffe Talkum (z. B. der Fa.
Naintsch Mineralwerke, A-8045 Graz-Andritz)), Kreide, Glimmer, Dolomit, Quarz und natürliche Verwachsungen sowie Mischungen hievon in Frage. Als organische Füllstoffe können pflanzliche Fasern, vorzugsweise Cellulosefasern (z. B. Vitacell der Fa. J. Rettenmaier & Söhne, D-73494 Ellwangen-Holzmühle), Baumwollfasern und dergleichen verwendet werden.
Günstig ist, wenn die Füllstoffe der thermoplastischen Formmasse ausgewählt sind aus Talkum, Kreide, kurzfasrige Cellulosefasern (kleiner als 800 ssm) und Mischungen hievon.
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Die thermoplastische Formmasse der erfindungsgemässen formstabilen Verpackung kann als weitere Hilfsstoffe z. B. noch Sprengmittel, Trennmittel und/oder Emulgatoren enthalten.
Als Emulgatoren haben sich beispielsweise Glycerinmonostearat (Tegomuls 9102 der Fa. Th. Goldschmidt AG (TEGO) D-45127 Essen) bewährt.
Die Wirkung der Sprengmittel ist auf eine starke Volumszunahme in Gegenwart von Wasser zurückzuführen, wobei eine bestimmte Porenstruktur in der Grundmasse erhalten sein muss, um dem Wasser Zutritt zum Sprengmittel zu ermöglichen. Vorzugsweise ist in der thermoplastischen Formmasse der erfindungsgemässen formstabilen Verpackung quervernetztes Polyvinylpyrrolidon (Polyplasdone XL der Fa. ISP Switzerland AG, CH-6304 Zug) als Sprengmittel enthalten.
Zur Herstellung der erfindungsgemässen Verpackung werden vorerst die einzelnen Bestandteile vermischt und zu einem Granulat verarbeitet. Wenn diese Verarbeitung in einem Extruder erfolgt, kann die Temperaturführung vorteilhaft innerhalb der folgenden Grenzen eingestellt werden :
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<tb>
<tb> Bereich <SEP> besonders <SEP> bevorzugt <SEP>
<tb> - <SEP> Einzugszone <SEP> : <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 800e <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 400e <SEP>
<tb> - <SEP> Mischzone <SEP> : <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 1500e <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 1250e <SEP>
<tb> - <SEP> Plastifizierzone <SEP> : <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 1800e <SEP> 125 <SEP> - <SEP> 1550e <SEP>
<tb> - <SEP> Vakuumzone <SEP> : <SEP> 40-1800C <SEP> 60-800C <SEP>
<tb> - <SEP> Druckaufbauzone <SEP> : <SEP> 80 <SEP> - <SEP> 1800e <SEP> 80 <SEP> - <SEP> 1550e <SEP>
<tb> - <SEP> Spritzkopf <SEP> :
<SEP> 90-1800c <SEP> 90-1500c <SEP>
<tb>
Insbesondere darf aus der Mischzone kein Produktdampf in die Einzugszone zurückströmen, da dies infolge Verklumpen der Pulverzutaten zu einer Verstopfung des Trichters und damit zum Anlagenstillstand führt. Die Temperatur der Einzugszone ist daher unterhalb des Siedepunkts von Wasser zu halten. Die Verfahrenslänge für den Einzug beträgt vorzugsweise 3 - 6 D. Zur Vermeidung von übermässiger Dampfbildung ist auch die Mischzone bei moderaten Bedingungen zu fahren. Weiters ist bei der Temperierung der Plastifizierzone auf die Schmelzpunkte der verwendeten Polymere Rücksicht zu nehmen. Die Entgasungszone wird als Vakuumentgasung mit Rückführschnecke gefahren, um die entstehenden Dampfmengen zuverlässig absaugen zu können.
Zu starkes Vakuum ist ebenfalls zu vermeiden, da dies zur Verhärtung des eingesetzten Materials führt.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der vorliegen-
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den Erfindung und sollen diese keinesfalls beschränken.
Beispiele 1 bis 3
Die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen wurden in einem Extruder zu Granulat verarbeitet (alle Angaben in %-Masse, wenn nicht anders angegeben).
Tabelle 1
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<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP>
<tb> Gerüststoff
<tb> Ligninsulfonat <SEP> 26, <SEP> 74 <SEP> 34, <SEP> 72 <SEP> 42, <SEP> 30 <SEP>
<tb> (Zewa <SEP> EF)
<tb> Cellulosederivat
<tb> Hydroxypropylcellulose <SEP> 26, <SEP> 74 <SEP> 17, <SEP> 36 <SEP> 8, <SEP> 46 <SEP>
<tb> (Klucel <SEP> M)
<tb> Weichmacher <SEP> 10, <SEP> 70 <SEP> 13, <SEP> 02 <SEP> 15, <SEP> 23 <SEP>
<tb> (Glycerin <SEP> D <SEP> 1. <SEP> 26) <SEP>
<tb> Füllstoff <SEP> 35, <SEP> 64 <SEP> 34, <SEP> 73 <SEP> 33, <SEP> 84 <SEP>
<tb> (Talkum)
<tb> weitere <SEP> Hilfsstoffe <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP>
<tb> (Glycerinmonostearat)
<tb>
Die trockenen Komponenten wurden in einen Mischbehälter eingewogen und mittels eines Planetenmischers bei 200 Upm während 5 Minuten gemischt.
Der Weichmacher wurde in die volumetrische Dosiervorrichtung des Extruders gefüllt und diese kalibriert. Die Dosierung der vorgemischten Trockenstoffe erfolgte gravimetrisch über einen Doppelschnecken-loss-in-weight-feeder mit hoher Präzision ( ! 0, 5 %).
Zur Granulatherstellung stand eine gleichläufige dichtkämmende Extruderanlage der Firma Togum (F-67116, Reichstett) mit einer Verfahrenslänge von 36 Durchmessern bei 45 mm Schneckendurchmesser zur Verfügung. Die Anlage besteht aus den Dosiersystemen für feste und flüssige Komponenten, dem Extruder mit Antriebsteil und Verfahrensteil, einer Vakuumentgasungsvorrichtung, einem Kühlband und einem Stranggranulator. Die Steuerung und Regelung erfolgt über eine speicherprogrammierbare Steuerung sowie einen Mikrocomputer zur Rezeptprogrammierung und einem PC zur Messwerterfassung
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und Dokumentation.
Das Temperaturprofil bei der Verarbeitung der jeweiligen Mischungen zu einem Granulat war wie folgt :
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<tb>
<tb> - <SEP> Einzugszone <SEP> : <SEP> 10-30 C <SEP>
<tb> - <SEP> Mischzone <SEP> : <SEP> 95-125OC <SEP>
<tb> - <SEP> Plastifizierzone <SEP> : <SEP> 155-175OC <SEP>
<tb> - <SEP> Vakuumzone <SEP> : <SEP> 70-90oC <SEP>
<tb> - <SEP> Druckaufbauzone <SEP> : <SEP> 105-180 C <SEP>
<tb> - <SEP> Spritzkopf <SEP> : <SEP> 110-150 C <SEP>
<tb>
Drehzahl der Schnecke 120-230 Upm, Druck in der Vakuumentgasungsvorrichtung 200-800 mbar.
EMI12.2
<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP>
<tb> Produktdruck <SEP> (bar) <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 33
<tb> Drehmoment <SEP> an <SEP> der
<tb> Antriebswelle <SEP> (Nm) <SEP> 44 <SEP> 45 <SEP> 40
<tb> Produkttemperatur <SEP> > <SEP> 1300C <SEP> > <SEP> 1300C <SEP> 1240C
<tb>
Für die weitere Verarbeitung des Granulats zu Flaschen diente ein Battenfeld-Fischer Blasformextruder mit den folgenden Charakteristika : - Einschneckenmaschine mit genuteter Buchse, - Kurzkompressionsschnecke mit Mischteil, Drehzahl 15/min, - Verfahrenslänge L/D = 15, - 5 Heizzonen im Gehäuse, 1 temperierter Blaskopf, - als Formwerkzeug eine 500 ml Flasche mit 2 mm Wandstärke, - Dosierung über den Fülltrichter.
Das Temperaturprofil im Blasformextruder bei Herstellung der Flaschen war wie folgt :
EMI12.3
<tb>
<tb> - <SEP> Einzugzone <SEP> 85 C,
<tb> - <SEP> Plastifizierzone <SEP> 150oC,
<tb> - <SEP> Förderzone <SEP> 150 C <SEP> und
<tb> - <SEP> Formwerkzeug <SEP> Düse <SEP> 130 <SEP> bis <SEP> 150 C.
<tb>
Form <SEP> wassergekühlt
<tb>
Die erhaltenen Flaschen erwiesen sich als formstabil sowie rasch und vollständig wasserlöslich.
Beispiele 4 bis 6
Die in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen
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wurden in einem Extruder zu Granulat verarbeitet (alle Angaben in %-Masse, wenn nicht anders angegeben).
Tabelle 2
EMI13.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP>
<tb> Gerüststoffe
<tb> Ligninsulfonat
<tb> Borresperse <SEP> NA <SEP> 29, <SEP> 07 <SEP>
<tb> Vanisperse <SEP> 29, <SEP> 56 <SEP>
<tb> Ultrazine <SEP> 28, <SEP> 48 <SEP>
<tb> Cellulosederivat
<tb> Hydroxypropylcellulose <SEP> 21, <SEP> 11 <SEP> 20, <SEP> 34 <SEP> 20, <SEP> 76 <SEP>
<tb> (Klucel <SEP> M)
<tb> Weichmacher <SEP> 15, <SEP> 20 <SEP> 18, <SEP> 31 <SEP> 16, <SEP> 61 <SEP>
<tb> (Glycerin <SEP> D <SEP> 1.
<SEP> 26) <SEP>
<tb> Füllstoffe
<tb> Talkum <SEP> 33, <SEP> 79 <SEP>
<tb> Kreide <SEP> 32, <SEP> 55 <SEP> 33, <SEP> 22 <SEP>
<tb> weitere <SEP> Hilfsstoffe
<tb> Glycerinmonostearat <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP>
<tb> Calciumstearat <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP>
<tb>
Zur Granulatherstellung stand die für die Beispiele 1 bis 3 beschriebene Anlage zur Verfügung. Das Temperaturprofil bei der Verarbeitung der jeweiligen Mischungen zu einem Granulat war wie oben angegeben.
Drehzahl der Schnecke 200 Upm, Druck in der Vakuumentgasungsvorrichtung 200 mbar.
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<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP>
<tb> Produktdruck <SEP> (bar) <SEP> 50 <SEP> 37 <SEP> 36
<tb> Spez. <SEP> mech. <SEP> Energie <SEP> (Wh/kg) <SEP> 80 <SEP> 150 <SEP> 185
<tb> Produkttemperatur <SEP> 1250C <SEP> 1240C <SEP> 1230C
<tb>
Für die weitere Verarbeitung des Granulats zu Flaschen diente der für die Beispiele 1 bis 3 beschriebene Battenfeld-Fischer Blasformextruder. Das Temperaturprofil bei Herstellung der Flaschen war wie folgt :
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EMI14.1
<tb>
<tb> - <SEP> Einzugzone <SEP> 85 C,
<tb> - <SEP> Plastifizierzone <SEP> 150oC,
<tb> - <SEP> Förderzone <SEP> 1500C <SEP> und
<tb> - <SEP> Formwerkzeug <SEP> Düse <SEP> 130 <SEP> bis <SEP> 150 C.
<tb>
Form <SEP> wassergekühlt
<tb>
Die erhaltenen Flaschen erwiesen sich als formstabil sowie rasch und vollständig wasserlöslich.
Beispiele 7 bis 9
Die in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Zusammensetzungen wurden in einem Extruder zu Granulat verarbeitet (alle Angaben in gerundeten %-Masse, wenn nicht anders angegeben). Als Gerüststoff wurde unter anderem auch ein Kraft-Ligninsulfonat (Reax 910) bzw. getrocknete Sulfitablauge (Wafex PC) eingesetzt.
Tabelle 3
EMI14.2
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP>
<tb> Gerüststoff
<tb> Ligninsulfonat
<tb> Reax <SEP> 910 <SEP> 25
<tb> Wafex <SEP> PC <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Ultrazine <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> 36
<tb> Cellulosederivat
<tb> Hydroxypropylcellulose <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 11
<tb> (Klucel <SEP> H)
<tb> Weichmacher <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 25
<tb> (Glycerin)
<tb> Füllstoffe
<tb> Talkum <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 28
<tb> weitere <SEP> Hilfsstoffe
<tb> Glycerinmonostearat <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP>
<tb> Calciumstearat <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP>
<tb>
Zur Granulatherstellung stand ebenfalls die für die Beispiele 1 bis 3 beschriebene Anlage zur Verfügung. Das Temperaturprofil bei der Verarbeitung der jeweiligen Mischungen zu einem Granulat war wie oben angegeben.
<Desc/Clms Page number 15>
Drehzahl der Schnecke 200 Upm, Druck in der Vakuumentgasungsvorrichtung 200 mbar.
EMI15.1
<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP>
<tb> Produktdruck <SEP> (bar) <SEP> 32 <SEP> 29 <SEP> 30
<tb> Drehmoment <SEP> an <SEP> der
<tb> Antriebswelle <SEP> (Nm) <SEP> 30 <SEP> 26 <SEP> 25
<tb> Produkttemperatur <SEP> 1140C <SEP> 1150C <SEP> 1150C
<tb>
Alle Massen liessen sich problemlos verarbeiten.
Beispiel 10
In einen Wirbelschichtgranulator mit ca. 5 1 Korbinhalt wurden 1 kg Kaolin vorgelegt. Darauf wurden 3, 3 kg des mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer homogenisierten Magnesiumligninsulfonats (Lignofluid-Mg der Fa. Lenzing) als Aufschlämmung aufgesprüht, wodurch ein homogenes Granulat mit einem Gehalt von ca. 66 %-Masse Magnesiumligninsulfonat erhalten wurde. Je nach Temperaturführung wies das Granulat eine Korngrösse von durchschnittlich 500 bis 2000 pm auf.
Die in der folgenden Tabelle 4 angegebenen Zusammensetzungen wurden in einem Extruder zu Granulat verarbeitet (alle Angaben in gerundeten %-Masse, wenn nicht anders angegeben). Als Gerüststoff wurde unter anderem das wie oben beschrieben hergestellte Magnesiumligninsulfonat-Premix eingesetzt.
Tabelle 4
EMI15.2
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 10 <SEP>
<tb> Gerüststoff
<tb> Magnesiumligninsulfonat-Premix <SEP> 18, <SEP> 5 <SEP>
<tb> (ca. <SEP> 66 <SEP> %-Masse <SEP> Lignofluid-Mg)
<tb> Ultrazine <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Cellulosederivat
<tb> Hydroxypropylcellulose <SEP> 25
<tb> (Klucel <SEP> H)
<tb> Weichmacher <SEP> 25
<tb> (Glycerin)
<tb> Füllstoffe
<tb> Talkum <SEP> 18, <SEP> 7 <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 16>
weitere Hilfsstoffe
EMI16.1
<tb>
<tb> Glycerinmonostearat <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP>
<tb>
Zur Granulatherstellung stand ebenfalls die für die Beispiele 1 bis 3 beschriebene Anlage zur Verfügung. Das Temperaturprofil bei der Verarbeitung der jeweiligen Mischungen zu einem Granulat war wie oben angegeben.
Drehzahl der Schnecke 200 Upm, Druck in der Vakuumentgasungsvorrichtung 200 mbar.
EMI16.2
<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> 10 <SEP>
<tb> Produktdruck <SEP> (bar) <SEP> 31
<tb> Drehmoment <SEP> an <SEP> der
<tb> Antriebswelle <SEP> (Nm) <SEP> 28
<tb> Produkttemperatur <SEP> 1150C
<tb>
Auch das Magnesiumligninsulfonat-Granulat liess sich sowohl im Extruder als auch beim Blasformen problemlos verarbeiten