DE2313870A1

DE2313870A1 - Gleitschutzmittel fuer saecke

Info

Publication number: DE2313870A1
Application number: DE2313870A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Johan Dipl Chem Fonne; Thor Helge Jahnsen
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1972-03-21
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1973-09-27
Also published as: FI57971C; DK132181B; DK132181C; NO126917B; NL172965B; FR2176936B1; US3869309A; FI57971B; NL7303816A; FR2176936A1; DE2313870C2; GB1426624A; NL172965C; BE797065A; SE409581B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. W-ϊιοκμανν,

DiPL.-In&. H. WfJCIiMANIi₅ DIrL₁-PHYS-DR-K-FlNCKE

H/WE/MY Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Case 29000 OL 873 . » München 86, den

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Norsk Hydro a.s^, Oslo / Norwegen

alle 2

Gleitschutzmittel für Säcke

Die Erfindung betrifft ein neues Gleitschutzmittel für Säcke, insbesondere für Kunststoffsäcke oder mit Kunststoff überzogene Säcke, um zu verhindern, daß sie in Beziehung zueinander rutschen oder gleiten. In der vorliegenden Anmeldung soll der Ausdrück "Säcke" auch Beutel, Tüten, Taschen umfassen, und der Ausdruck "Gleitschutzmittel" soll ebenfalls den Ausdruck Antirutschmittel mitumfassen.

Beim Stapeln von Säcken auf einer Palette besteht eines der größten Probleme darin, geeignete Gleitschutzmittel zu finden, die einen entsprechenden Kontakt zwischen den Säcken während des Stapeins auf einer Palette wie auch während der nachfolgenden Lagerung und des Transports sicherstellen.

Ein technisch annehmbares Gleitschutzmittel für Säcke sollte die folgenden Eigenschaften besitzen:

1) Es sollte ausreichend gute Benetzungsfähigkeit für Kunststoffe, insbesondere für Kunststoffe aus Polyolefinen, besitzen, und es sollte an dem Substrat in trockenem Zustand gut haften.

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2) Es sollte gute Reibungseigenschaften unmittelbar nach der Anwendung und nach dem 'Stapeln auf einer Palette (Naßfestigkeit) besitzen.

3) Es sollte sowohl für Kunststoffsäcke als auch für Papiersäcke geeignet sein,~da beide Arten von Säcken auf der gleichen Palette oft aufeinandergestapelt werden.

4) Es sollte nicht bewirken, daß die Säcke zu stark aneinanderkleben und daß ihr Entstapeln von der Palette stärkere Arbeit erfordert oder daß die Säcke, während sie voneinander getrennt werden, beschädigt werden.

5) Es sollte mit üblichen Beschickungsvorrichtungen (Walzen, Sprühdüsen usw.) aufgebracht werden können.

6) Das Mittel sollte keine feuergefährlichen oder toxischen Verbindungen enthalten.

7) Seine Herstellung sollte einfach und wirtschaftlich sein.

Die sogenannten Siliciumdioxydsole oder Kieselgelsole, Siliciumdioxydteilchen, dispergiert in Wasser, wurden lange Zeit als Gleitschutzmittel für Papiersäcke verwendet. Für Kunststoff säcke sind diese jedoch nicht geeignet. Kunststoffsäcke werden heute in erhöhtem Ausmaß verwendet und, soweit bekannt ist, gibt es kein Gleitschutzmittel, das eine entsprechende Lösung dieses Problems ermöglicht. Keiner der im Handel erhältlichen Klebstoffe für Kunststoff kann verwendet werden, da sie bewirken, daß die Säcke,zu stark aneinanderheften, und außerdem kann man sie auf die Säcke nur schwierig aufbringen. Bekannte, wasserlösliche, filmbildende Polymere wurden ebenfalls versucht, jedoch erhielt man keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Ähnlich wie Kieselgelsol-artige Gleitschutzmittel befeuchten diese Polymeren die Kunststoffausfläche nicht, sondern bilden Tröpfchen und Perlen, die nach dem Trocknen abfallen. Es ist somit nicht möglich, eine zufrie-

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denstellende Naßfestigkeit oder eine zufriedenstellende Gleitschutzwirkung nach dem Trocknen'zu erhalten.

Man hat viele Mühe darauf verwendet, geeignete Zusatzstoffe zu finden, die die Eigenschaften der Kieselgelsole oder der wasserlöslichen, filmbildenden Polymeren auf solche Weise modifizieren, daß sie auf Kunststoffflächen verwendet werden können. Man hat festgestellt, daß die Zugabe von Säuren und filmbildenden Polymeren wie Polyvinylalkohol oder Carboxymethylcellulose die geeignete Adhäsion an Polyolefinflachen ermöglicht, vorausgesetzt, daß der pH-Wert irgendwo zwischen 2 und 5 eingestellt wird (vergl. US-Patentschrift 3 520 242). Man hat daher Versuche mit diesen Mitteln unternommen, um die lleitprobleme, die bei Säcken auftreten, zu lösen. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden jedoch nicht erhalten.

Es ist weiterhin per se bekannt, daß Lignosulfonate eine Benetzung verbessern. Dies ist aus der US-Patentschrift 2 978 342 offensichtlich, die die Verwendung von Calcium- und Magnesiumlignosulfonat betrifft/ wobei man eine verbesserte Adhäsion von Asphalt an verschiedene Arten von feuchten Straßenoberflächen erhält.

Die Verwendung eines Reaktionsproduktes zwischen einer konzentrierten Sulfitlauge und Phosphorsäure als Klebstoff ist aus der US-Patentschrift 2 457 257 bekannt, und u.a. wird angegeben, daß dieses Reaktionsprodukt als ein Klebstoff verwendet werden kann, wenn man Kartons aufeinanderstapelt (Klebstoff für das Stapeln auf einer Palette). Die Phosphorsäure initiiert die Polymerisation des Lignins in der Sulfitlauge, und man erhält ein polymerisiertes, viskoses Material, das nicht fähig ist, eine darunterliegende Fläche zu befeuchten, insbesondere nicht Kunststoff. Es ist von besonderer Bedeutung, wie oben erwähnt, daß ein Gleitschutzmittel eine untenliegende Fläche befeuchtet, so daß es herausfließt und einen homogenen Film bildet. Die ungenügenden Befeuchtungseigenschaften werden durch die Tatsache erkennbar, daß das Mittel auf der Oberfläche kleine Tröpfchen bautet, was eine stellenweise Adhäsion ergibt, und

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schlechte Naßfestigkeit ergibt, außerdem treten Probleme auf, wenn die Säcke nach dem Trocknen getrennt werden sollen, beispielsweise werden die Säcke an diesen Stellen beschädigt.

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Lignin allein ohne Zugabe eines Polymerisationsbestandteils eine spezielle Fähigkeit besitzt, hydrophobe und wasserabstoßende Kunststoffe zu befeuchten. Fügt man eine lösliche Ligninzusammensetzung zu Wasser und bringt diese Mischung auf die Oberfläche eines Polyolefinfilms auf, so verteilt sich die Mischung gleichmäßig auf der Oberfläche und befeuchtet sie vollständig. Werden zwei Filme, die auf diese Weise befeuchtet wurden, Seite an Seite gelegt, so haften sie stark aneinander. Weiterhin wurde gezeigt, daß der pH-Wert bei diesen Zusammensetzungen keine Bedeutung besitzt. Es wurden Versuche mit alkalischen Ligninen.der Natriumart wie auch mit Lignosulfonaten wie Calciumlignosulfonat, Natriumlignosulfonat, Ammoniumlignosulfonat und Magnesiumlignosulfonat durchgeführt. Ammoniumlignosulfonat besitzt einen pH-Wert von 4,3, Natriumlignosulfonat besitzt einen pH-Wert von 7 und Natriumlignin besitzt einen pH-Wert von 11. Alle diese Zusammensetzungen wirken mehr oder minder auf die gleiche Weise. Die positive Wirkung ist daher nicht auf einen besonderen pH-Wert beschränkt und muß irgendwelche!Struktureigenschaften oder anderei Eigenschaf ten des Lignins zuzuschreiben sein. Überraschenderweise wurde so gefunden, daß Ligninzusammensetzungen für spezifische praktische Verwendungen, d.h. als technisch annehmbare Gleitschutzmittel für Säcke, insbesondere für Kunststoffsäcke und für Säcke, die mit Kunststoff bedeckt sind, verwendet werden können.

Wird eine wäßrige Lösung einer Ligninzusammens etzungen der obigen Art in einer Vorrichtung verwendet, mit der man Säcke auf einer Palette stapelt, so erhält man unmittelbar nach der Anwendung eine starke Haftung, während die Beschichtung noch feucht ist, so daß die Säcke unmittelbar nachdem sie

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auf die Palette gestapelt werden in ihrer Lage bleiben. Es sind relativ geringe Kraftaufwendungen erforderlich, um die Säcke nach dem Trocknen zu trennen, aber die Reibung reicht aus, um jeden Sack an seinem Platz während des nachfolgenden Transports und während der Lagerung zu halten.

Der .Überzug, der auf den Säcken, nachdem sie voneinander getrennt werden, verbleibt, kann durch Befeuchten reaktiviert werden. Dies ist ein großer Vorteil, wenn es erforderlich ist, die Säcke wieder auf Paletten anzuordnen. Die reaktivierende Eigenschaft kann weiterhin verwendet werden, wenn man das Gleitschutzmittel direkt während der tatsächlichen Herstellung der Säcke aufbringt, dadurch kann der Hersteller Säcke liefern, auf denen bereits ein Gleitschutzmittel aufgebracht ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Es werden einige Ligninzusammensetzungen und -konzentrat!onen angegeben, die verwendet werden können, um Säcke beim Stapeln auf Paletten rutschfest zu machen.

Beispiel 1

50 kg Standardsäcke aus Polyäthylen wurden mit einer 1Obigen wäßrigen Lösung aus Ammoniumlignosulfonat unmittelbar bevor sie auf Paletten gestapelt wurden mit einer Walze beschichtet. Die beladene Palette wurde auf einen Wagen gegeben (bevor der Gleitschutzüberzug getrocknet war), der dann eine Schrägfläche bzw. Rampe hinabgelassen wurde, an deren Ende eine Haltevorrichtung angebracht war. Der Versuch begann mit der niedrigsten Haltegeschwindigkeit, wobei die Geschwindigkeit allmählich auf 2 km/h, 2 1/2 km/h, 3 km/h erhöht wurde, bis zu einem solchen Ausmaß, daß die Säcke von der Rampe gerückt wurden, so daß die"lalette und ihre Einheitsbelastung nicht länger als transportfähig angesehen wurde. Die höchste Auftreffgeschwindigkeit, die erreicht wurde, ohne daß die

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Säcke unannehmbar verrückt wurden, betrug 4 km/h. Zum Vergleich soll erwähnt werden, daß 'die höchste Auftreffgeschwindigkeit, die mit nichtbehandelten Säcken bei dem gleichen Versuch erreicht wurde, ohne daß ein nicht mehr annehmbares Verrücken auftrat, 2 km/h betrug.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei man Papiersäcke anstelle von Kunststoff säcken und eine 40%ige Lösung aus Ammoniumlignosulfonat verwendet. Die höchste Auftreffgeschwindigkeit, die man ohne ein unannehmbares Verrutschen der Säcke erreichte, betrug 4 1/2 km/h, wobei bei dieser Geschwindigkeit die Last selbst von der Palette rutschte, die Einheitslast jedoch stark aneinanderhaftete.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei man Polyäthylensäcke und eine 10%ige wäßrige Lösung aus -Natriumlignin verwendete. Die höchste Auftreffgeschwindigkeit, die man erreichte, ohne daß ein nichtannehmbares Verrutschen auftrat, betrug 4 1/2 km/h.

Vorrichtung .

Die Vorrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, wurde entwickelt, um die verschiedenen Gleitschutzmittel zu untersuchen. Sie enthält ein Gestell, an dem eine Glasplatte 2 (19 x 9 cm ) angebracht ist. Eine Vorrichtung 3 ist an dem einen Ende der Glasplatte angebracht, an die Teststreifen 4 der Kunststoffe befestigt werden können. Ein leicht rotierbarer Zylinder 5 mit einem Durchmesser von 3,3 cm ist an dem anderen Ende der Glasplatte befestigt, über den ein identischer Teststreifen 9 geleitet wird. Ein Behälter, 6 ist mit diesem Streifen 9 verbunden, in den Gewichte während des Versuchs gegeben werden. Eine Glasplatte 7 (15 x 5 cm ) wird auf die Teststreifen gegeben, auf die ein Gewicht 8 eine Kraft von 0,371 kp ausübt.

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Die Versuche werden durchgeführt, indem man zuerst das Sackmaterial in Streifen 5 x 30 cm schneidet. Einer dieser Streifen wird an der Vorrichtung befestigt und vorsichtig mit dem Antigleitmittel (3 Tropfen) beschichtet. Ein anderer Streifen wird auf diesen gegeben, danach werden die Glasplatte und das Gewicht darauf gegeben. Ein Behälter wird mit dem Streifen, der über den Zylinder läuft, verbunden und Gewichte werden in den Behälter gleichmäßig und sorgfältig gegeben, bis der Halt zwischen den beiden Streifen bricht. Dies wird sechsmal wiederholt und der durchschnittliche Wert wird notiert.

Ma erhält auf diese Yfeise reproduzierbare Ergebnisse. Die Versuche wurden durchgeführt, unmittelbar nachdem das Sackmaterial mit AntigleitSchutzmittel befeuchtet war (feucht) und nach dem Trocknen (trocken). ,

Ergebnisse

In Tabelle I ist die Wirksamkeit von Ammoniumlignosulfonat als Gleitschutzmittel dargestellt. Die Ergebnisse, die man mit nichtbehandelten Kunststoffstreifen erhält, sind für Vergleichszwecke mitaufgeführt.

Tabelle I

	Gewicht in g	Feucht	Trocken
	von 3 Tropfen	kp	kp
20% Ammoniumlignosulfonat	0,115	0,780	10 800
-]QH I! Il 11	0,140	0,480	10 100
5% » » "	0,145	0,330	11 600
2,5% " " "	0,155	0,280	6 770
unbehandelt	—	—	0,200

In der ersten Spalte sind die verschiedenen Systeme, die untersucht wurden,'dargestellt, und in der zweiten Spalte ist das Gewicht von 3 Tropfen der Zusammensetzung aufgeführt.

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In den dritten und vierten Spalten sind die Zugkräfte bei feuchter und trockener Belastung bis zur Bruchgrenze angegeben. *

Eine lO^ige Ammoniumlignosulfonat-Lösung eüfoDäerfcO,48 kp und 10,1 kp beim feuchten bzw. trockenen Zerreißen. Diese Werte können mit den Vierten, die man bei den traditionellen Kieselgelbeschichtungen auf Papier erhält, vollständig verglichen werden und sind sogar möglicherweise besser. Mit Polyäthylen beschichtetes Papier wurde auf gleiche Weise untersucht. Man erhielt die gleichen guten Ergebnisse. Nach der Behandlung wird der Polyäthylenüberzug bei der Trennung nicht beschädigt, selbst wenn damit nicht sehr sorgfältig umgegangen wird.

Verwendet man gewebte Kunststoff säcke und Kunststoff säcke, die eine gewebeartige Struktur besitzen, so wird es manchmal schwierig sein, den gewünschten Gleitschutz zu erreichen. Dies ist durch die Tatsache bedingt, daß die Ligninlösung in den Zwischenräumen zwischen den Fäden verschwindet und somit die Bildung eines kontinuierlichen, feuchten und klebenden Überzugs nicht möglich wird. Fügt man jedoch zu der Reaktionsmischung eine geeignete, nicht verdampfende Zusammensetzung, um die Viskosität zu erhöhen, so kann diese Schwierigkeit umgangen werden. Alkohole mit hohem Siedepunkt wie Glycerin oder Äthylenglykol sind für diesen Zweck besonders gut geeignet.

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Claims

- 9 Patentansprüche

1. . Gleitschutzmittel für Säcke in Form einer wäßrigen oder hauptsächlich wäßrigen Lösung, das auf die Oberfläche der Säcke aufgebracht wird und eine Gleitschutzwirkung in feuchtem und trockenem Zustand ergibt, dadurch gekennzeichnet; daß das Gleitschutzmittel eine lösliche Ligninverbindung enthält und daß keine Bestandteile, die eine Polymerisation aktivieren, zugefügt wurden.

2. Gleitschutzmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ligninverbindung Natriumlignin verwendet.

3. Gleitschutzmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ligninverbindung ein alkalisches Lignosulfonat wie Ammonium-, Natrium-,'Calcium- oder Magnesiumlignosulfonat verwendet.

4. Gleitschutzmittel gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alkohol mit hohem Siedepunkt, vorzugsweise Äthylenglykol, zugefügt wird.

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