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Korrosionsschützender Stoff, insbesondere zur Herstellung von Packstoffen
Die Erfindung betrifft einen korrosionsschützenden Stoff, insbesondere zur Herstellung
von Packstoffen, wie sie zur Verpackung von rostgefährdeten Erzeugnissen bestimmt
sind und in Bahn- oder Bogenform verwendet werden, insbesondere also ein korrosionsschützendes
Packpapier. Um Metallgegenstände, besonders solche aus Eisen oder Stahl, korrosionssicher
zu verpacken, namentlich vor dem Rosten zu schützen, ist es seit langem bekannt,
diese Gegenstände in sogenannte öl- oder Paraffinpapiere zu verpacken. Mit
dieser Verpackung kann jedoch der erstrebte Zweck nur unvollkommen erreicht werden,
weil sie die Berührung des verpackten Gegenstandes mit feuchter Luft nicht absolut
zu verhindern vermag. Aus diesem Grunde sind Packstoffe entwickelt worden, die einen
besseren Korrosionsschutz gewährleisten sollen. So ist es bekannt, als Korrosionsschutzmittel
Nitrite und/oder Nitrosamine in Form eines Dampfes oder Aerosols zu verwenden sowie
auch Nitrite einer stickstoffhaltigen Base, insbesondere eines primären oder sekundären
Amins. Alle diese Stoffe werden auch in Verbindung mit solchen Stoffen angewendet,
welche Säure neutralisieren. Das Wesentliche dieser Vorschläge besteht darin, daß
die korrosionsschützenden Mittel durch Gasentwicklung wirksam sind, wobei die Gase
von einem entsprechend präparierten Träger, meist Papier, abgegeben werden.
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Gegen solche Packstoffe ist eingewendet worden, daß beispielsweise
Natriumnitrit, das auch schon in Verbindung mit Karbonaten angewendet worden ist,
nur eine relativ kurze Zeit wirksam ist, weil sich das Natriumnitrit nach verhältnismäßig
kurzer Zeit in Nitrat zersetzt. Man hat, um dem entgegenzuwirken, vorgeschlagen,
Nitrite und gegebenenfalls Karbonate zusammen mit Sulfaten, und zwar insbesondere
solche der Alkalien und Erdalkalien, sowie zusätzlich noch zusammen mit Phosphaten
zu verwenden. Diese Stoffe wirken durch den Kontakt mit dem verpackten Gegenstand.
Ferner ist vorgeschlagen worden, anorganische Nitrite zusammen mit einem Salz einer
organischen Base, die getrennt oder gemeinsam auf das Trägermaterial aufgetragen
werden und durch Gasentwicklung den verpackten Gegenstand vor Korrosion schützen
sollen, zu verwenden.
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Auch wurde die Verwendung eines aus Dieyclohexylamin und Caprylsäure
hergestellten Reaktionsproduktes sowie die Verwendung von gleichzeitig auch als
Puffersubstanzen wirkenden Aminphosphatsalzen als korrosionsschützende Substanzen
vorgeschlagen. Als flüchtige Rostinhibitoren wurden ferner beschrieben: Organische
Säuren, z. B. Capron-, Capryl-, Benzoe-, Salicyl-, Butylphosphon- und Hexylphosphonsäure
sowie Alkylamine, Äthanolamine, Morpholin und Dicyclohexylamin, wobei angegeben
wird, daß bessere Effekte durch Vereinigung von Verbindungen der genannten beiden
Gruppen, z. B. mit Alkylammoniumbenzoat, erzielt werden sollen.
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Vorliegende Erfindung macht sich die bekannte Eigenschaft von Benzoaten
der Alkalien, eine rostschützende Wirkung auszuüben, zunutze, wobei diese Wirkung
jedoch nur eine Kontaktwirkung ist und eine innige Berührung des Trägerstoffes mit
dem zu schützenden Metall voraussetzt. Benzoate der Erdalkalien wirken in ähnlicher
Weise wie die der Alkalien. Auch sie wirken nur im Kontakt mit dem zu verpackenden
Gegenstand. Der erfindungsgemäß antikorrosive Stoff enthält Benzoate der Alkalien
und/ oder Erdalkalien und außerdem Benzoate organischer, stickstoffhaltiger Basen
und/oder Amine im Verein mit alkalischen, puffernden anorganischen Salzen, wodurch
eine rost- und korrosionsverhindernde Gaswirkung eintritt. Durch diesen Zusatz erhält
man, neben anderen im folgenden behandelten
Vorteilen, einen korrosionsschützenden
Stoff, der nicht nur im Kontakt, sondern auch durch- Gasabgabe wirkt.
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Durch die Erfindung werden gegenüber dem Bekannten mehrere wichtige
Vorteile erzielt, welche sind: 1. Das erfindungsgemäße Gemenge ist billiger als
die nach den bekannten Verfahren zu verwendenden Mischungen.
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z. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Stoffe ist es möglich, mit
einem geringeren Auftrag auf den Trägerstoff eine weitaus bessere Wirkung zu erzielen.
Das bedeutet, daß dadurch nicht nur., eine weitere Verbilligung des Verpackungsmaterials
eintritt, sondern daß auch die Verarbeitung auf einfachere Weise als bisher erfolgen
kann. Die Anbringung der Wirkstoffe auf den Trägerstoff ist damit auch auf dünneren
Papieren in einfacher Weise möglich, was naturgemäß eine weitere Verbilligung für
den Verpackungsstoff ergibt.
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3. Das erfindungsgemäße Gemenge ist mit den üblichen Papierweichmachern
sehr gut verträglich, sofern letztere neutral reagieren und chlor- und S 04 Ionen-frei
sind 4. Die erfindungsgemäßen Stoffe können auch in Verbindung mit Paraffin oder
Öl auf den Trägerstoff aufgetragen werden, wogegen die bisher in Verwendung stehenden
Stoffe durch einen hinsichtlich der Öl- bzw. Paraffmauftragung separaten Präparationsvorgang
angebracht werden müßten. Das bedeutet nicht nur eine weitere Verbilligung der Herstellung;
sondern auch die Ausschaltung eines gewissen Risikos, weil bei den bisher verwendeten
Stoffen Präparationen mit heißen Massen unter genauer Einhaltung bestimmter Temperaturen
erfolgen mußten, um zu verhindern, daß die rostschützende Masse, beispielsweise
bei der Präparation des Papiers mit heißem Paraffin, wirkungslos gemacht wird.
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5. Die Anbringung vieler der bisher verwendeten Stoffe konnte nur
in Form stark wäßriger Lösungen erfolgen, und daher mußte der präparierte Trägerstoff
nach der Präparation einem Trockenverfahren unterworfen werden. Handelte es sich
wie meistens um Papier, so wurde dieses brüchig und spröde. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Stoffgemenges wird das Papier durch den - übrigens bedeutend kürzeren - Trocknungsvorgang
nicht verändert.
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6. Das Präparationsmittel kann auch bei der Papiererzeugung schon
im Holländer in die Papiermasse eingearbeitet werden, so daß eine- nachträgliche
Aufbringung auf einen Papierträgerstoff entfällt.
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Das folgende Ausführungsbeispiel zeigt, auf welche Weise man zu einem
erfindungsgemäßen Präparationsgemenge zur Imprägnierung von Papier oder anderen
saugfähigen Trägerstoffen (beispielsweise billigen Geweben) oder zu einem Gemenge
kommt, welches auf nichtsaugfähige Bahnen, beispielsweise aus Kunststoff-Folien
bestehend, aufgetragen werden kann: 70 Teile Wasser von 50° C, welches chlor- und
S 04-Ionen-frei sein soll, werden in einem Mischgefäß, welches mit Rürwerk versehen
ist, zugestellt und der Reihe nach die folgenden Chemikalien eingerührt, wobei zu
beachten ist, daß der nächste Stoff erst nach vollständiger Lösung des vorher eingebrachten
zugesetzt wird: 4 Teile Morpholinbenzoat, 20 Teile Natriumbenzoat (bleifrei), 6
Teile Borax bzw. Dinatriumphosphat.
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Die Lösung soll einen pH-Wert von 7,5 bis 8,0 besitzen; falls dies
nicht zutrifft, so muß dieser Wert mit einer weiteren Zugabe von Dinatriumphosphat
bzw. Borax eingestellt werden.
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Die Präparierung wird bei Papieren ein- bzw. zweiseitig durchgeführt,
wobei der Auftrag an Festsubstanz mindestens 4 g/m2 beträgt, jedoch nicht mehr als
10 g/m2 zu betragen braucht.
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Die Trocknung des Trägerstoffes wird in üblicher Weise durchgeführt,
wobei man kurze Trockenzeiten und -wege beschreiten soll. Man kann die Präparierung
auch mit einer konzentrierten Lösung durchführen, wobei sich eine Trocknung erübrigt,
und das eingesaugte Wasser, welchem man vorteilhaft einen Papierweichmacher zusetzt,
dient als Weichmachersubstanz für das Trägermaterial.
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Mit oben angegebener Lösung wurde ein 50-g Natronkraftpapier imprägniert,
und in je einen 500-ccm-Kochkolben, der eine Füllung von 20 ccm Wasser erhielt,
wurden folgende drei Parallelproben (Versuchszeit 90 Tage, Temperatur 20° C) durchgeführt:
| Probe 1: Probe 2: Probe 3: |
| Eisen in Natronkraftpapier Eisen in präpariertes Natron- Eisen
frei in kleinem |
| eingewickelt: kraftpapier eingewickelt: Abstand davon ein Stückchen |
| Probestück angerostet Probestück blank präpariertes. Natronkraftpapier: |
| Probestück blank |
Diese Versuchsreihe erweist eine Schutzwirkung sowohl durch Kontakt als auch durch
Gasabgabe.
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Innerhalb der im vorhergehenden angeführten Gemenge dient das Natriumbenzoat
als Rostschutzsubstanz mit Kontaktwirkung und hat gleichzeitig die Aufgabe, die
Aminbenzoate, welche den Gasphasenschutz gewähren, zu stabilisieren. Borax und Alkaliphosphate
haben die Aufgabe, bei stark korrosiver, säurehaltiger Luft deren unerwünschte Bestandteile
abzubinden und dadurch nur reiner, säurefreier Luft den Zutritt zum Verpackungsgut
zu gewähren.
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Ein auf dieser Basis präparierter Trägerstoff bietet dem Verpackungsgut
auf sehr lange Zeiträume ausreichenden Schutz vor Verrostung. So zeigt Eisen, in
solcherart präpariertem Papier verpackt und in einem Gefäß über 1o/oiger Essigsäure
aufbewahrt, nach 60 Tagen noch keine Verrostung.
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Organische Benzoate, wie sie im vorliegenden Zusammenhang brauchbar
sind, sind Benzoate der primären Amine, der sekundären Amine und der tertiären Amine.
Stickstoffhaltige organische Basen sind beispielsweise das Morpholin, Mono-, Di-
und Triäthanolamin usw. Amine, welche sich im vorliegenden Zusammenhang bewährt
haben, sind das Monoäthylanilin und Dibutylanilin. Die organischen Benzoate, stickstoffhaltigen
organischen Basen und Amine können für die vorliegenden Zwecke durch Benzoate der
quaternären Ammoniumbasen einschließlich der Pyridinbasen weitgehend ersetzt werden.
Von diesen Ersatzprodukten sind vornehmlich
jene geeignet, deren
wäßrige Lösungen einen pa-Wert von 7 bis 8 zeigen.
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Obgleich im vorstehenden die Herstellung eines korrosionsschützendenPackpapiers
beschriebenwurde, ist der erfindungsgemäße Stoff auch in anderer Weise brauchbar.
Man kann ihn in einer geeigneten Trägerflüssigkeit lösen bzw. dispergieren und kommt
so zu einem Rostschutzanstrich, der seiner Gasabgabe wegen nur eine beschränkte
Wirkungsdauer hat, was aber für viele Verwendungsgebiete nicht stört. So kann man
z. B. zum Versand bestimmte Maschinen oder Fahrzeugteile mit diesem Anstrich versehen,
der dann am Bestimmungsort abgewaschen wird. Die Gasabgabe schafft eine Schutzatmosphäre
für dem Anstrich schlecht zugängliche Teile.