DE1943731C3 - Verwendung von wäßrigen Lösungen des Kolloids Xanthan-Gum als Haftmittel - Google Patents
Verwendung von wäßrigen Lösungen des Kolloids Xanthan-Gum als HaftmittelInfo
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Description
25
Es ist bekannt, zur Verhinderung des Gleitens von Verpackungen beim Transport auf Flachpaletten
Haftmittel zwischen die sich berührenden Flächen der Packungen zu bringen. Als Haftmittel kann man
wäßrige Alkalisilikatlösungen, Stärkelösungen, Kautschuk- oder Naturharz-Dispersionen sowie Polymerisat-Dispersionen
verwenden, die eine Filmbildungstemperatur von höchstens 100C aufweisen. Derartige
Produkte zeigen im allgemeinen eine gute Klebkraft, so daß die gestapelten Verpackungen fest miteinander
verbunden werden. Es zeigen sich jedoch auch Nachteile, die insbesondere darin zu sehen sind, daß
glatte Oberflächen zu fest verklebt werden und dadurch beim Auseinandernehmen der gestapelten Verpackungen
eine Beschädigung der verklebten Oberflächen eintritt. Außerdem bleibt bei Verwendung der erwähnten
Haftmittel häufig soviel des Klebstoffs auf den Oberflächen zurück, daß die Verpackungen unansehnlich
werden. Schließlich zeigen die bekannten Haftmitel nach dem Auseinandernehmen der Packungen keine
gleitungsverhindernde Eigenschaft. Diese ist jedoch beim Umstapeln oft erwünscht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die geschilderten Nachteile auszuschalten und Haftmitel
aufzufinden, deren Eigenschaften in weiten Grenzen variiert werden können und die bei den verschiedensten
Oberflächen der jeweiligen Packstoffe optimale Eigenschaften zeigen.
Erfindungsgemäß werden als Haftmittel wäßrige Lösungen des Kolloiids Xanthan-Gum verwendet.
Unter Xanthan-Gum wird ein Polysaccharid verstanden, das ίτι wesentlichen aus Glukose, Mannose, dem
Kaliumsalz der Glucuronsäure und Acetylgruppen im ungefähren molaren Verhältnis von 2:1 :1 :1 aufgebaut
ist. Es enthält ferner untergeordnete Mengen chemisch gebundener Brenztraubensäure. Die Herstellung
von Xanthan-Gum ist bekannt (vergl. Journal of Biochemical and Microbiological Technology and
Engineering, Vol. Ill, Nr. 1 (1961), S. 51 -63). Sie erfolgt in bekannter Weise durch Einwirkung des Bakterienstammes
Xanthomas campestris auf wäßrige Lösungen von Glukose oder Stärke. Xanthan-Gum ist eine leicht
in Wasser lösliche Substanz. Eine 2%ige wäßrige Lösung hat bei 200C eine Viskosität zwischen etwa 2300
und lOOOOcP. Die Lösungen von Xanthan-Gum sind
außerordentlich beständig gegenüber dem Zusatz von Chemikalien. Vorteilhaft wird das Xanthan-Gum als 0,1-bis
2gewichtsprozentige Lösung verwendet
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können den Haftmitteln zusätzlich weitere wasserlösliche
Kolloide wie Celluloseäther, Stärkeprodukte oder Alginate zugesetzt werden. Als Celluloseäther kommen
beispielsweise Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose
infrage. Geeignete Stärkeprodukte sind wasserlösliche Stärkeabbauprodukte wie beispielsweise wasserlösliche
Stärke oder Substitutionsprodukte wie Methylstärke oder Carboxymethylstärke. Als Alginate kommen
beispielsweise Natrium- oder Ammoniumalginat infrage. Die Menge dieser Kolloide soll aber 0,3 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Gesamtmischung, nicht übersteigen.
Neben den erwähnten natürlichen wasserlöslichen Kolloiden können die erfindungsgemäß verwendeten
Haftmittel zusätzlich wasserlösliche Polymerisate wie Polyvinyläther, Polyvinylpyrolidon oder Polyvinylalkohol
enthalten. Der K-Wert derartiger Polymerisate soll zwischen etwa 40 und 80 liegen, und sie werden
vorteilhaft in einer Menge von 1 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, verwendet.
Besonders vorteilhaft ist die Mitverwendung von Polyvinylmethyläther beim Herstellen der erfindungsgemäß
verwendeten Haftmittel in der angegebenen Menge.
In manchen Fällen hat es sich ferner als zweckmäßig erwiesen, den Haftmitteln noch anorganische oder
organische Füllstoffe in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent zuzusetzen. Derartige anorganische
Füllstoffe s;nd beispielsweise feinverteilte Kieselsäure
oder Kalziumsilikat oder Aluminiumsilikat. Als organische Füllstoffe können beispielsweise Stärke oder
gemahlene Cellulose sowie gehärtete und gemahlene Melaminharze oder Harnstoffharze eingesetzt werden.
Besonders günstig ist die Verwendung von feinverteilter Kieselsäure als Zusatzmittel. Infolge der hohen
Viskosität und Thixotrope des Xanthan-Gums können die Haftmittel leicht verarbeitet werden. Da das
Xanthan-Gum ein hohes Tragvermögen für Füllstoffe hat, können auch größere Mengen der erwähnten
anorganischen oder organischen Füllstoffe in die Haftmittel eingearbeitet werden.
In vielen Fällen macht es sich günstig bemerkbar, den Haftmitteln noch etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent an
mehrwertigem Alkohol und/oder Polyalkylenglykolen zuzusetzen. Als mehrwertige Alkohole kommen beispielsweise
Glykol, Glyzerin, Trimethylolpropan, Mannit, Sorbit und dergleichen infrage. Auch sollen unter
dem Begriff »Mehrwertige Alkohole« im weiteren Sinne auch Zucker wie Glukose, Lävulose oder
Rohrzucker verstanden werden. Als Polyalkylenglykole kommen insbesondere Diäthylenglykol, Triäthylenglykol
sowie die Additionsprodukte von Äthylenoxid an Äthylenglykol bis zu einem Molekulargewicht von etwa
800 und die noch wasserlöslichen Additionsprodukte von Propylenoxid an niedere Alkohole infrage. Geeignete
Zusatzmittel sind schließlich die Polymerisationsprodukte von Glyzerin, die durch Veretherung von 2 bis
etwa 12 Glyzerinmolekülen miteinander entstanden sind.
Um die Haftmittel gegen bakteriellen Abbau zu
schützen, können ihnen bekannte Konservierungsmittel zugesetzt werden. Es kommen hier prinzipiell alle
solche infrage, die mit Xanthan-Gum und sonstigen Zusätzen verträglich sind. Beispielsweise sind Formalin,
Pentachlorphenolate, p-Oxybenzoesäureester, die unter
den verschiedensten Bezeichnungen im Handel sind, geeignet.
Die erfindungsgemäß verwendeten Haftmittel können beim Stapeln von in Papier oder Pappe verpackten
Stoffen verwendet werden, die beim Verladen oder Transport nicht verrutschen, abgleiten oder gegeneinander
verschoben werden dürfen. Die erfindungsgemäß verwendeten Haftmittel werden mit besonderem
Vorteil bei Versandkartons oder Verpackungen mit empfindlichen Oberflächen eingesetzt Sie können aber
auch zum Fixieren von Papiersäcken oder Kartons aus Voll- und Wellpappe verwendet werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Haftmittel wird zunächst das Xanthan-Gum in bekannter
Weise unter Rühren in Wasser gelöst Unter weiterem Rühren werden dann die anderen Bestandteile
zugefügt Sollte durch die einzelnen Komponenten eine Verschiebung des pH-Wertes außerhalb von etwa 6
bis 8 erfolgen, wird er durch Zugabe von Säure bzw. Alkali wieder auf den genannten Bereich eingestellt
Die erfindungsgemäß verwendeten Haftmittel werden durch Bürsten, Walzen oder Streichen aufgetragen.
Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, sie durch Düsen punktförmig oder streifenförmig auf die
auszurüstenden Unterlagen aufzubringen.
Unmittelbar nach dem Auftrag werden die erfin-
dungsgemäß verwendeten Haftmittel wirksam. Einerseits besteht eine gewisse Klebewirkung, und andererseits
haben sie nach dem Verdunsten oder Wegschlagen des Wassers eine gleithemmende Ausrüstung der
Oberfläche zur Folge. Diese Wirkung bleibt auch erhalten, wenn die Stapel auseinandergenommen und
neu geordnet werden. Mit den erfindungsgemäß verwendeten Haftmitteln wurde ein Problem gelöst, bei
dem zwei an sich entgegengesetzte Eigenschaften miteinander in Einklang zu bringen waren. Einerseits
muß eine widerstandsfähige Verbindung zwischen den gestapelten Packstücken und der Palette bewirkt
werden, andererseits durfte diese Verbindung aber nicht so fest sein, daß beim Auseinandernehmen eine
Beschädigung der Oberfläche erfolgte. Außerdem sollte das Haftmittel nach dem Auseinandernehmen des
Stapels auf den Oberflächen praktisch nicht mehr wahrnehmbar sein.
Es wurde handelsübliches Xanthan-Gum verwendet (Viskosität 3300 cP nach Brookfield RVT bei 200C und
20 Upm, Spindel 3 in l°/oiger wäßriger Lösung) und unter Rühren in jeweils soviel Wasser gelöst, daß nach
Zugabe der weiteren Stoffe alle Bestandteile sich auf 100 addierten. In der nachfolgenden Tabelle ist in der
ersten Spalte die laufende Nummer des Beispiels angegeben, es folgen die Prozentsätze in Xanthan-Gum,
Polyvinylmethyläther (K-Wert 40), etwaige weitere Kolloide und Füllstoffe sowie die Härte des Wassers
nach deutschen Härtegraden.
Nr.
Xanthan-Gum
PV-Methyläther
Weitere Kolloide Füllmittel
Härte
1 | 0,5 | — | — |
2 | 1,0 | - | - |
1,8 | - | - | |
3 | 0,5 | 7,5 | - |
4 | 0,7 | 5,0 | - |
5 | 0,5 | - | 0,5 Quellstärke |
6 | 0,4 | - | 0,3 Methylhydroxypropyl- |
cellulose | |||
7 | 0,7 | - | 0,1 Carboxymethylcellulose |
8 | 0,4 | - | 0,2 Na-Alginat |
9 | 0,7 | - | - |
10 | 0,5 | - | - |
11 | 0,3 | 5,0 | 0,2 Na-Alginat |
12 | 0,2 | 5,0 | 0,2 Na-Alginat |
0,1 Hydroxypropylcellulose | |||
13 | 0,3 | 5,0 | 0,3 Polyvinylpyrolidon |
2,0 feindisp. Kieselsäure
(Aerosil)
(Aerosil)
2,0 feindisp. Kieselsäure
(Aerosil) 2,0 Maisstärke
(Aerosil) 2,0 Maisstärke
16
16*)
0*)
10
25
10
16
16*)
0*)
10
25
10
16
16
16
10
16
10
10
0
16
16
10
*) Diese Lösungen können zum Gebrauch noch um das Doppelte bis Vierfache verdünnt werden.
Zu den Beispielen 1 bis 13 wurden die Scherfestigkeit (kp/cm2), die Schälfestigkeit (g/10 cm) und der Reibungskoeffizient
gemessen.
Es wurden zur Messung Papiere verwendet, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Papiersäcken verwendet
werden. Einmal handelt es sich um ein Natronkraftpapier von 70 g/cm2 (NK), zum anderen um
ein naßfestes Kraftpapier von 73 g/cm2 (LK). Das letztere Papier war schwach gekreppt. Zur Prüfung
wurde mit einem Leimkamm auf die Papiere jeweils
soviel des Haftmittels aufgetragen, daß ein durchschnittlicher
Auftrag von 120 g/cm2 erzielt wurde. Anschließend wurden gleichartige Papiere aufeinander gelegt,
und zwar ein behandeltes auf ein unbehandeltes und mit einem Ziegelstein so belastet, daß ein durchschnittlicher
Druck von 15 g/cm2 erreicht wurde. Nach 24 Stunden Lagerzeit bei Raumtemperatur von etwa 23 bis 25° C
wurden die Messungen vorgenommen.
Zur Prüfung der Scherfestigkeit wurden die Papiere in einer üblichen Zerreißmaschine zerrissen. Zur
Prüfung der Schälfestigkeit wurden sie in einer
Zerreißmaschine auseinandergezogen, wobei der Schaiwinkel
180° C betrug. Der Reibungskoeffizient wurde
bestimmt, indem die zerrissenen Papiere übereinandergelegt und bei einer Belastung von 20 g/cm2 und einer
Bewegungsgeschwindigkeit von 10 cm pro Minute die dazu notwendige Kraft gemessen wurden.
In der nachfolgenden Tabelle sind in der ersten Spalte die laufende Nummer des Beispieles, in der zweiten
Spalte die Art des Papiers und anschließend die gefundenen Meßwerte wiedergegeben.
Beisp. Nr. | Papierart | Scherfestigkeit | Schälfestigkeit | ReibungskoefT. |
abgeschälter | ||||
(kp/cm2) | (g/10 cm) | Prüflinge | ||
1 | NK | 1,8 | 300 | 0,55 |
LK | 0,8 | 150 | 0,6 | |
2 | NK | 2,3 | 400 | 0,5 |
LK | 2,9 | 250 | 0,6 | |
3 | NK | 0,5 | 50 | 0,55 |
LK | 0,1 | 20 | 0.55 | |
4 | NK | 0,8 | 100 | 0,7 |
LK | 0,1 | 20 | 0,6 | |
5 | NK | 2,8 | 100 | 0,5 |
LK | 2,5 | 20 | 0,4 | |
6 | NK | 2,0 | 200 | 0,5 |
LK | 2,3 | 100 | 0,5 | |
7 | NK | - | 400 | 0,5 |
LK | 2,8 | 200 | 0,4 | |
8 | NK | 1,3 | 250 | 0,5 |
LK | 0,1 | 400 | 0,4 | |
9 | NK | 0,2 | 300 | 1,0 |
LK | 0,1 | 150 | 0,8 | |
10 | NK | 0,1 | 250 | 0,8 |
LK | 0,1 | 100 | 0,7 | |
11 | NK | 0,5 | 200 | 1,25 |
LK | 0,1 | 20 | 0,4 | |
12 | NK | 0,6 | 250 | 1,0 |
LK | 0,2 | 50 | 0,6 | |
13 | NK | 0,7 | 250 | 0,9 |
LK | 0,2 | 50 | 0,6 |
Claims (5)
1. Verwendung von wäßrigen Lösungen des Kolloids Xanthan-Gum als Haftmittel zur Verhinderung
des Gleitens bi.w. Verrutschens von Packstükken in Umhüllungen aus Papier, Karton oder Pappe.
2. Verwendung von 0,1- bis 2gewichtsprozentigen Lösungen des Xanthan-Gums nach Anspruch 1.
3. Verwendung der Lösungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich
weitere wasserlösliche Kolloide wie Celluloseäther, Stärkeprodukte oder Alginate bzw. Polyvinyläther
oder Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylalkohol enthalten. >5
4. Verwendung der Lösungen nach Anspruch 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich anorganische oder organische Füllstoffe in einer
Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent enthalten.
5. Verwendung der Lösungen nach Anspruch 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Füllstoff feinverteilte Kieselsäure enthalten.
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