DE1569233B2

DE1569233B2 - Dichtungsmassen aus Butadien Acryl nitnlkautschul. fur Behalterverschlusse

Info

Publication number: DE1569233B2
Application number: DE19651569233
Authority: DE
Inventors: Charles W Mull Lawrence O Toledo Ohio Husum (V St A )
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1964-08-03
Filing date: 1965-08-03
Publication date: 1971-02-25
Also published as: GB1122063A; DE1569233A1

Description

Dichtungsmassen zur Verwendung bei Behältern aus Glas od. dgl. mit entfernbarem Verschluß, insbesondere für Nahrungsmittel, sollten im Idealfall zwei miteinander konkurrierende Eigenschaften vereinen, nämlich erstens die Fähigkeit, den Inhalt so zu verschließen, daß er nicht verdirbt, und zweitens die Eigenschaft, daß der Verschluß vom Verbraucher leicht entfernt werden kann und der Verbraucher somit einen leichten Zugang zu dem Inhalt hat.

Bekannte Dichtungsmassen weisen die obenerwähnten kombinierten Eigenschaften nicht in genügendem Maße auf. Dichtungen aus diesen Massen verschließen entweder leicht und mit einem so festen Griff, daß das Öffnen des Verschlusses sehr schwierig wird, oder sie bilden einen leichten Griff, um die Entfernung des Verschlusses zu erleichtern, der Verschluß kann jedoch leicht unterbrochen werden.

Bei Verwendung der im Handel erhältlichen Dichtungsmassen ist beim Verschließen der Behälter eine strenge Überwachung erforderlich, um den bestmöglichen Kompromiß zwischen Abdichtungs- und Griffvermögen herzustellen. Zum Beispiel muß die Kraft der Verschließvorrichtung bei Verwendung von Schraubkappen und Kappen mit Ansätzen als Behälterverschlüsse sorgfältig überwacht werden, damit einmal die Kraft nicht zu hoch ist, was zu einem übermäßigen Griff oder einer Beschädigung der Dichtung führen kann, und damit zum anderen die Kraft nicht so niedrig ist, daß sie zum hermetischen Verschließen durch die Dichtung nicht ausreicht. Eine solche Überwachung beeinträchtigt in merklicher Weise die Herstellungskosten, da hierzu Wartungspersonal an der Verpackungsanlage verfügbar sein muß, um die häufig erforderlichen Veränderungen in der Einstellung der Kappenaufbringeeinrichtang durchzuführen, damit auch die kleinsten Abweichungen in der Kalibrierung der Glas- oder ähnlichen Behälter und der Kappen ausgeglichen werden können, was in wirtschaftlicher Weise nicht durchführbar ist.

Erfindungsgegenstand sind Dichtungsmassen für Behälterverschlüsse, bestehend aus Butadien-Acrylnitril-Kautschuk und üblichen Füll- und Hilfsstoffen. Die Massen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem 1 bis 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, eines Säureamidgemisches enthalten, das mindestens zu 90% aus einem Amid einer ungesättigten Fettsäure mit mindestens 18 XC-Atomen besteht. Ein solches Säureamidgemisch ist im Handel erhältlich und hat die folgende Zusammensetzung:

Tabelle I

55

60

Der thermische Abbau des Handelsproduktes A beginnt bei etwa 175° C, obwohl es bei Raumtemperatur nicht zerfällt und für unbegrenzte Zeit haltbar ist. Der Mindestschmelzpunkt ist bei etwa 68° C. Einige weitere Eigenschaften sind wie folgt:

Annähernd 3,5 % nicht umgesetzter Höchstfettsäuregehalt; unlöslich in Wasser; etwa 80 bis 90% Jodwert; verträglich sowohl mit Wachsen als auch mit Kunststoffen; spezifisches Gewicht annähernd 0,90; Flammpunkt 207° C; Brennpunkt 228° C.

Es ist festgestellt worden, daß Wachse wie Paraffin, die normalerweise bei Dichtungsmassen zur Anwendung kommen, dem durch die ungesättigten Amide herbeigeführten Vorteile der Drehmomentminderung abträglich sind. Dies ist eine unerwartete Feststellung, da Wachs allgemein als ein Gleitmittel für Nahrungsmittelverschlußdichtungen u. dgl. benutzt wird.

Im Hinblick auf die vorstehend aufgeführten Feststellungen, werden erfindungsgemäß Ansätze für Gummidichtungen formuliert, welche eine zweifache Funktion erfüllen, nämlich einmal das erwünschte geringe Öffnungsdrehmoment schaffen und außerdem ausgezeichnete Dichtungskennwerte aufweisen.

Bei der Dichtungsmasse, die unter dem Blickpunkt einer Abwägung der Herabsetzung der Öffnungsdrehmomente im Vergleich zu den Kosten die optimale Wirksamkeit zeigte, sind die Bestandteile etwa wie folgt:

Tabelle II

Bestandteil

Butadienacrylnitrilgumrni

Rußpartikeln in Form isolierter Kügel-

chen

Kettenruß

Zinkoxyd '...

Stearinsäure

Cumaron-Inden-Harz

Weichmacher

Handelsprodukt A

Beschleuniger

Phthalsäureanhydrid

Schwefel

Gewichtsteile

100,00

125,20

19,35

5,8

1,16

15,80

9,00

10,00

0,60

0,50

3,00

Handelsprodukt A	Annähernd Gewichtsprozent
Octadecanamid (Stearamid) 9-Octadecenamid (Oleamid) 9-12-Octadecadienamid (Linoleamid)	6 91 3

Die oben angegebenen Bestandteile können leicht erhöht oder herabgesetzt werden, wie es durch die für die jeweilige Dichtung erwünschten physikalischen Eigenschaften bestimmt sein mag.

Versuche zeigen, daß das Handelsprodukt A in der Größenordnung von 10 Teilen je 100 Teile Butadien-Acrylnitril-Kautschuk die günstigsten Ergebnisse zu erbringen scheint. Beispielsweise erbringen 10 Gewichtsteile Handelprodukt A je 100 Teile Butadien-Acrylnitril-Kautschuk bei Babynahrungsverschlüssen Öffnungsdrehmomente im Bereiche von 23,2 bis 28,8 cm/kg nach 30 Tagen. Dies liegt innerhalb des durch die Richtlinien für Nahrungsmittelverpackungen festgelegten Idealbereiches, da dieser Wert niedrig genug ist, um eine leichte öffnung zu ermöglichen, und dennoch hoch genug ist, um eine verschlußsichere Verpackung zu gewährleisten. Zusätze an ungesättigtem Amid von mehr als 10 Teilen je 100 Teile Kautschukgrundbestandteil erbringen nur sehr geringe Verbesserungen in bezug auf das erforderliche Drehmoment. So wurde beispielsweise gefunden, daß eine Masse mit 15 Teilen Handelsprodukt A je 100 Teile Kautschuk das Öffnungsdrehmoment gegenüber der Zusammensetzung mit 10 Teilen je 100 Teile nur um 1,152 cm/kg herabsetzt.

Die folgende Tabelle III zeigt Versuchsergebnisse bezüglich des erforderlichen Öffnungsdrehmomentes,

bei denen die Menge des Handelsproduktes A je 100 Teile Butadien-Acrylnitril-Kautschuk verändert wurde; diese Ergebnisse bestätigen den behaupteten kritischen Charakter des Gehaltes an ungesättigtem Amid mit Bezug auf die Gummidichtungszusammensetzung.

Tabelle III

	Anteil Handelsprodukt A	Öffnungsdreh
Formel	je 100 Teile Butadien-	moment nach
	Acrylnitril-Kautschuk	1 Monat cm/kg
1	0	38,0
2	2	39,0
3	5	34,5
4	6	30,5
5	9	22,0
6	15	21,0

Abgesehen von der Menge Handelsprodukt A war die getestete Zusammensetzung des Dichtungsmaterials im wesentlichen die gleiche wie die in der Tabelle Π oben festgelegte, außer daß die Zusammensetzung nach der Formel Nr. 1 3 Teile Wachs je 100 Teile Kautschuk enthielt. Es wäre ein höheres Öffnungsdrehmoment erforderlich gewesen, wenn die Formel Nr. 1 kein Wachs enthalten hätte. Die Formehl Nr. 2 bis 6 einschließlich enthielten kein Wachs. Die Dichtungsmassen der Tabelle III wurden bei 160° C 27 Minuten lang gehärtet. Zum Aufwärmen und Abkühlen wurden weitere 12 Minuten benötigt, so daß ein gesamter Abbindezeittakt von 39 Minuten benötigt wurde.

Es wird die Verwendung von Gemischen ungesättigten Fettsäureamide, bestehend vorwiegend aus 9-Octadecenamid, bevorzugt, obwohl auch Gemische anderer ungesättigter Fettsäureamide mit wemgstens 18 Kohlenstoffatomen verwendet werden können.

Die Verträglichkeit von Gemischen von Amiden höherer Fettsäuren mit Wachsen und Kunststoffen wie Äthylcellulose, Methylmethacrylat, Vinylchlorid-Vinylacetat-Polymerisate, Polyvinylacetat, Polyäthylen und Celluloseacetat war bereits bekannt.

Die Patentinhaberin hat dagegen gefunden, daß ein Säureamidgemisch, das mindestens zu 90% aus einem ungesättigten Säureamid besteht, in Gummimischung eingearbeitet, zu Vulkanisaten führt, die wesentlich bessere Dichtungseigenschaften haben als gleiche Gummimischungen ohne diesen Säureamidzusatz. Dies war nicht zu erwarten, sondern überraschend, denn wenn die Verträglichkeit einer Substanz mit bestimmten Kunststoffen bekannt ist, so kann daraus in keiner Weise geschlossen werden, daß diese Substanz auch mit Kautschuk verträglich ist, und schon gar nicht, daß sie in Kautschukmischungen bestimmte Eigenschaften verbessert. Kunststoff und Kautschuk stellen zwei voneinander völlig verschiedene Klassen dar. Die Erfindung war also durch den bekannten Stand der Technik in keiner Weise nahegelegt, zumal nicht einmal bekannt war, ob ein Fettsäureamidgemisch mit einem Kunststoff, der aus Butadien, Styrol und/oder Acrylnitril aufgebaut ist, verträglich ist.

Claims

Patentanspruch:

Dichtungsmassen für Behälterverschlüsse, bestehend aus Butadien-Acrylnitril-Kautschuk und üblichen Füll- und Hilfsstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen außerdem 1 bis 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, eines Säureamidgemisches enthalten, das mindestens zu 90% aus einem Amid einer ungesättigten Fettsäure mit mindestens 18 C-Atomen besteht.