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Monochloräthan als Treibmittel in Druckzerstäuberbehälter Gegens-tanlder
vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Monochloräthan als Treibmittel in
Druckzerstäuberbehälter.
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Eine Verbindung die als Treibmittel in Druckzerstäuberbehälter eingesetzt
werden soll, muß mehrere Bedingungen erfüllen, um einen wirksamen Einsatz zu garantieren.
Zu diesen Bedingungen gehören.
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1.) Ein gutes Lösevermögen für die zu verspruhende Zubereitung, insbesondere
für Harze, Wachse, Lacke und Öle.
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2.) Eine gute Verträglichkeit mit der zu versprühenden Verbindung;
d.h. das Treibmittel darf mit der zu versprühenden Verbindung weder reagieren noch
diese Verbindung in irgendeiner Form modifizieren.
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3.) Bin möglichst hoher Aerolisierungselfekt.Daranter wird die Expansionsrate
von 1 Volumen Flüssiggas zur Dampfphase unter Normalbedingungen, bezogen auf CCl2
F2 = 100, verstarZen.
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4.) Ungiftigkeit der entstehenden Gase 5.) Ein gutes Quellvermögen
für die bei Druckzerstäuberbehältern verwendeten Dichtungen. Dadurch wird eine Volumenzunahme
der Dichtungkörper erzielt, die einen strammen Sitz und eine gute Dichtung gewährleistet;
dabei darf die Dichtung aber
nicht von dem Treibmittel angegriffen
werden.
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Es sind bereits viele Gase bekannt, die zumindestens einen Teil dieser
Bedingungen erfüllen. Solche Gase gehören den verschiedensten chemischen Verbindungsklassen
an und ihre Anwendung erfolgt auf unterschiedliche Weise. Entweder sind die geeigneten
Verbindungen unter Druck verflüssigbare Gase, wie z.B. KohHenwasserstoffe, Chlorfluorkohlenwasserstoffe,
Fluorkohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe oder Äther. Aus dieser Verbindungsklasse
haben sich bisher nur Propan, n- und i-Butan, CCl3F, CClaF2, C2C12F2 und Vinylchlorid
als für die Praxis aufgrund ihrer unkomplizierten Handhabung und der einfachen Zugänglichkeit
geeignet erwiesen, wobei Vinylchlorid bei weitem die am besten geeignete Verbindung
ist, da es alle obengenannten Bedingungen erfüllt, während z.B. die genannten Chlorkohlen
wasserstoffe für manche verstäubbare Verbindungen ein zu geringes Lösungsvermögen
oder eine Unverträglichbarkeit zeigen.
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Treibmittel auf der Basis von unter Druck gelösten Gasen, wie z.B.
C02 oder N20 oder Treibmittel auf der Basis von unter Druck verdichteten Gasen,
wie z.B. N2 oder Preßluft haben nur ein begrenztes Einsatzgebiet da sie die oben
unter 1 und 2 genannten Bedingungen für viele verstäubbare Verbindungen nicht erfüllen
und manche Dichtungen auch durch Preßluft angegriffen werden. Außerdem ist bei diesen
Gasen der Aerolisierungseffekt ungenügend.
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Nachteilig wirkt sich bei der Verwendung von lfinylchlorid dessen
Eigenschaft aus , insbesondere in Gegenwart peroxidhaltiger oder-bildender Stoffe,
zu polymerisieren. Solche Stoffe können die z.T. unbeabsichtigt und unerkannt als
terpenhaltige Parfümöle oder andere peroxid-bildende Lösungsmittel (z.B. Anon>
zur
Verarbeitung gelangen und eine Polymerisation in der Dose auslösen,
wodurch diese unbrauchbar wird.
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Weiterhin wurde in letzter Zeit die toxikologische Wirkung von Vinylchlorid
zunehmend ungünstig beurteilt; diès führte zu einem Absenken des MAK Wertes von
500 mg/m3 (1955) auf 100 mg/m3 (1973). Diese zunehmend ungünstigere toxikologische
Beurteilung bringt es mit sich, daß Vinylchlorid als Treibmittel für Druck gaspackungen
kaum nocb oder doch nur in sehr eingeschranktem -Maße verwendet wird.
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Dadurch sind spezifische Produkte, die nur aufgrund der Tatsache,
daß Vinylchlorid alle obengenaniften Bedingungen erfüllt, über haupt darstellbar
waren, plötzlich nicht mehr zu fertigen. Die anderen bisher eingesetzten Treibmittel
bieten zu diesen spezifischen Fällen keinen Ersatz für Vinylchlorid und seine typischen
Eigenschaften.
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Solche Aerosol-Produkte sind vor allem: Kunstharzlacke, Haarlacke,
die unter Verwendung des Naturproduktes Schellack hergestellt worden sind, Sprühkleber,
Unterbodenschutzsprays, An-tidröhnmassen, Wachssprays, Zahnradschutzmittel, Drahtseilkonservierer,
Insektizide und Pflanzenschutzsprays, Möbel- und Auto- -polishes, Veterinärsprays
u.a.m. Alle diese Erzeugnisse nehmen einen breiten Raum in der Reihe der Aerolose
ein und werden in zunehmenden Maße verwendet. überraschenderweise wurde gefunden,
daß sich die mit Vinylchlorid versprühbsren Stoffe in unveränderter oder verbesserter
Qualität und Zusammensetzung -abfüllen und versprühen lassen, we anstelle von Vinylchlorid
Monochloräthan
verwendet wird. Die Mengen des einzusetzenden Monochloräthans
kann in weiten Bereichen schwanken. Bevorzugt wird es in Mengen von 5 bis 30 Gew.%,
bezogen auf die Gesamtmenge des zu versprühenden Gemisches, eingesetzt; es sind
jedoch auch Mengen zwischen 0,1 und 40 Ges.% einsetzbar und in manchen Fällen lassen
sich auch Mengen bis zu 90 % und mehr einsetzen.
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Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Monochloräthan fallen die
oben erwähnten Nachteile von Vinylchlorid weg, da Monochloräthan poymerisiert und
einen MAK-Wert von 1000 mg/m) (1974) hat. Dieser Wert ist damit genau so groß wie
die MAK-Werte der übrigen obengenannten Flüssigtreibmittel.
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Abweichend von Vinylchlorid besitzt Monochloräthan-einen Dampf-* druck
von 0,3 anti/ 200 2,1 ate1/200 für Vinylchlorid. Dieser geringe Dampfdruck wirkt
sich jedoch keinesfalls nachteilig aus, sondern zeigt sogar den Vorteil, daß sich
damit Produkte unschwer sogar in Glasflaschen ohne Schutzummantelung abfüllen lassen.
Wo es erforderlich erscheint, ist durch Kombination von Monochloräthan mit einem
oder mehreren der obengenannten bekannten Treibgase unschwer ein höherer Druck im
Aerosolbehälter einzustellen. Vorteilhaft wirkt sich der niedrige Dampfdruck von
Monochloräthan auch bei der Abfüllung von Aerosolen aus,da es direkt dem Wirkstoffkonzentrat
zugegeben und drucklos gefüllt werden kann. Weiterhin kann es auch allein über einen
Wirkstoffüller gefüllt werden. Dabei erfolgt durch das Verdampfen einer kleineren
Monchloräthan-Menge wirkungsvoll das Verdrängen der Luft im Gasraum der Dose. Dieser
Vorgang,der allgemein als "Purgen" bezeichnet wird, wird bisher entweder durch eine
eigene * gegenüber
Füllstelle ("Purger") oder durch P-penevakuierung
ausgeführt.
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Beide Verfahren sind aufwendig und kosten zusätzlich apparative Ausstattung.
Beim ersterem Verfahren geht ständig teures Treibgas in ansehnlicher Menge verloren
und dieser Verlust wird wegen des erreichbaren guten Effektes bewußt in Kauf genommen.
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Beim zweiten?Purger1LVerfahren wird dagegen kein Treibgas verloren,
die Entfernung der Luft ist aber nur mangelhaft, insbesondere bei schnellem Arbeitstakt,
d.h. bei kurzer Evakuierzett.
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Diens führt oft zu einem unerwlnscht hohem Druckpolster in der das
Dose, sowohl die Sprüheigenschaften unerwünscht ändert, als auch in Extremfällen
das Bersten der Dose begünstigt.
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In manchen Fällen gibt die eingeschlossene, nicht entfernte Luft auch
zu Korrosionsreaktionen mannigfacher Art Anlaß.-Alle diese Nachteile werden bei.m
Füllen von Monochloräthan über den Wirkstoffüller ausgeschaltet0 Außerdem läßt sich
Monochloräthan auch aus dem Druckvorratsbehälter aus einem geschlossenem System
- wo erwünscht - über den Gasfüller einer Anlage füllen.
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Der geringe Dampfdruck beeinträchtigt in keiner Weise den oben beschriebenen
Aerolisierungseffekt. Dieser ist mit 140 nahezu genau so gut wie bei- Vinylchlorid
(146) und liegt erheblich über den Werten für Chlorfluorkohlenwasserstoffen (86-108).
Er ist auch höher als bei Butan (100) oder Propan (114) deren Siedepunkte ebenfalls
unter denjenigen von Monochloräthan liegen.
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überraschenderweise halten die bei Aerosolen verarbeiteten Dichtungen
aus Gummi oder gummiahnlichen Materialien dicht gegen Monochloräthan und seine Gemische
mit verschiedenen Wirkstoffkonzentraten
oder anderen Treibmitteln,
otwohl Hersteller von Monochloräthan angeben, daß dieses Produkt nicht in Berührung
mit Gummidichtungen gebracht werden darf, da es ein ausgezeichnetes Lösungsmittel
für Gummi sei. Eine gewisse Quellung der Dichtungen, wurde zwar beobachtet, dies
wirkt sich aber nurKvorteilhaft aus, da diese Quellung eine Volumenzunahme der Dichtung
und damit einen strammen Sitz der Dichtung bewirkt. Man kann deshalb Monochloräthan
als Dichtungsquellmittel in geringer Menge solchen Aerosol-Zutereitungen zugeben,
bei denen durch Wechselwirkung zwischen Doseninhalt und Dichtungen eine zu geringe
oder keine Quellung bzw. in manchen Fällen sogar eine Schrumpfung eintritt. In solchen
Situationen werden Dosen undicht, und verlieren zu schnell an Gas, aufgesteckte
Sprühköpfe haften bei AR und NG- Ventilen schlecht und fallen leicht ab.
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Teilweise tritt auch Kriechen des Inhaltes - insbesondere bei ölhaltigen
Produkten - auf; d.h. der Dosenlnhalt wandert durch die Dichtungen und verschmutzt
die Behälter außen sowie die umgebende Verpackung.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Monochloräthan lassen sich
Dichtungen in den beschriebenen Sonderfällen ausreichend quellen und die Behälter
damit abdichten. Ein ähnlicher Stoff für diesen Zweck ist bis heute nicht genannt
worden.
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Beispiele: I 3,0 Shellack, gebleicht, entwachst 0,2 % Monoäthanolamin
0,2 % Parfumöl, natürliche Öle 0,1 % Spermacetiöl, desodoriert 45,5 % Branntwein,
wasserfrei 25.0 % Monochloräthan 25.0 % Dichlordifluormethan 100,0 % Man erhält
einen weichen Spray mit guter Festigung und hohem Glanz, der nur aus Naturprodukten
hergestellt ist.
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Die Abfüllung ist ohne Monochloräthan nicht möglich, weil Ausfällung
des Shellacks eintritt.
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Andere Treibgase sind dazu- nicht verwendbar-.
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IL Drahtseilspray 25,0 % Bitumen, weich 25,0 % Trichloräthylen 25,0
% Monochloräthan 25,0 Propan-Butan 25/75 100,0 % Man erhält ein weich sprühendes
Schmiermittel. Ohne Monochloräthan ist das Präparat nicht herzustellen, da entweder
Unverträglichkeit oder ungenügende Sprüheigenschaften resultieren.
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III Kunstharzlackspra! 40,0 % handelsüblicher Kunstharzlack gebrauchsfertig
verdünnt 20,0 % Monochloräthan 40,0 % Difluordichlormethan 100,0 % Man erhält einen
feinenLackspray, der blasenfrei,gut deckend
sprüht und schnell hochglänzend
und glatt auftrocknet. Ohne Monochloräthan ist der Lack nicht abzufüllen, da alle
bekannten Treibgase keine Verträglichkeit mit dem Konzentrat oder aber ungenügendes
Sprühverhalten zeigen.
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IV SqrUhkleber 50,0 % Sprühkleberkonzentrat Basis Styrol-butadien-Kautschuk
25,0 % Monochloräthan 25,0 % Gemisch CCl3F und CCl2F2 im, Verhältnis 1:9 100,0 %
Man erhält einen feinen, stark klebenden Sprühfilm. Ohne Monochloräthan ist das
Produkt nicht homgen abfüllbar.
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V Parfümspray 3,0 % Parfümöl 5,0 % Branntwein, absolut 92,0 Monochloräthan
100,0 % Man erhält eine homogene Lösung, die einen sanften Sprühnebel abgibt und
in nicht ummantelte Glasflaschen gefahrlos abgefüllt werden kann.
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VI Beispiel einer Abdichtung von Sprühdosen durch Anquellung der Dichtungen
SprUhöl / Dichtungen Neoprene oder Buna 20,0 % Weissöl, niedrigviskos 10,0 , Monochloräthan
70,0 % Gemisch aus CCl3F und CCl2F2 im Verhältnis 37:63.
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Man erhält eine mäßig gequollene Dichtung, die kein ungewolltes Auftreten
von Füllgut durch Kriechen" oder Dichtungsschrumpfung gestattet.
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Ohne Monochloräthan werden sowohl "Kriechen" als auch unbefriegendes
Quellen von Irnen- und Außendichtung festgestellt.