WO1994006879A1 - Antislipmittel - Google Patents
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- B65D33/005—Anti-slip or anti-skid bags, e.g. bags provided with anti-slip coating, ribs, strips
Definitions
- the present invention relates to anti-slip agents for articles that do not absorb water and to their use for stacked packaging.
- anti-slip agents are often used to secure the goods.
- These anti-slip agents are special adhesives, the adhesive strength of which is dimensioned such that the adhesive opposes great forces in the direction of the adhesive joint. With peeling stress or stress perpendicular to the adhesive joint, however, the adhesive strength is low and can even go to zero. In any case, the adhesive force is so low that the surfaces of the secured objects are not damaged when they are separated.
- Known embodiments of these anti-slip agents are solutions or dispersions of natural or synthetic macromolecular substances. In the case of small quantities, or if the batch sizes of similar packaging are small, anti-slip agents are applied as aerosols, in particular from aerosol cans.
- antislip agents are formulations which are free from evaporating solvents or dispersants, these are usually applied from the melt.
- this process requires hot casting machines which are especially suitable for this purpose, so that this process can be used economically only in the case of very large, identical numbers of packages (see DE-A-19 17 566).
- the anti-slip agents today are usually based on aqueous solutions or dispersions.
- DE-C-1943731 describes the use of aqueous solutions of the colloid xanthan gum as an adhesive for these packaging materials.
- DE-C-1262897 proposes the use of aqueous dispersions of polymers of olefinically unsaturated compounds, mainly polyvinyl acetate and its copolymers, for the same substrates.
- aqueous dispersions of paraffins and / or polyalkylenes can also be used.
- the previously known aqueous systems have proven themselves as anti-slip or adhesive agents on absorbent substrates such as paper, cardboard or cardboard.
- JP-A-59172569 proposes solutions of ethylene-vinyl acetate copolymers and a hydrogenated glycidyl ester of rosin (ester gum H) in toluene for use in aerosol cans.
- Other conventional adhesives in aerosol packages use methylene chloride as the solvent.
- the object of the invention is to provide antislip agents which can be applied from aerosol cans and which, as solvents and / or dispersants, contain water or aqueous solutions of hygienically and / or ecologically harmless organic solvents, without handling or use deteriorate properties.
- Antislip agents with excellent performance properties result. These anti-slip agents are particularly well suited for use on non-absorbent objects.
- Water-soluble natural or synthetic polymers can be used as polymers, and modified natural polymers can also be used.
- natural or modified natural polymers are gelatin, casein, gum arabic, lysalbic acid, alginates, xanthan gum, cellulose or starch derivatives or chitosans or chitosan derivatives.
- synthetic water-soluble polymers are polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyvinyl pyrrolidones, polyvinyl methyl ether and their copolymers with other olefinically unsaturated monomers such as e.g. Alkyl esters of acrylic acid with alkyl chain lengths from Cj to CQ, butadiene, vinyl acetate, etc.
- a preferred embodiment of the anti-slip agents uses aqueous dispersions of polymers of olefinically unsaturated compounds. These polymers should preferably have a film-forming temperature of below + 10 ° C. so that the dispersed polymer particles flow into a largely coherent film when the aqueous phase evaporates at room temperature.
- all polymer dispersions are suitable for this as long as they fulfill the aforementioned film formation possibility and provide an adhesive connection after the film has dried, which achieve relatively high adhesive strength in the direction of the adhesive joint, but whose adhesive force perpendicular to the adhesive joint is only so high that they prevent the stacked goods from slipping during loading or during transport, when "stacking", ie removing individual packages from the stack, the surfaces do not damage or destroy the packaging.
- polymer dispersions examples include ethylene-vinyl acetate copolymers, butyl acrylate-octyl-acrylate-acrylic acid terpolymers, butyl-acr lat-vinylpyrrolidone copolymers, butadiene-styrene copolymers or their terpolymers with acrylic acid and / or acrylonitrile.
- a particularly preferred embodiment uses ethylene-vinyl acetate copolymers with an ethylene content of 25 to 60 percent by weight and vinyl acetate content of 40 to 75 percent by weight, based on the total monomer composition.
- Known protective colloids are generally added to stabilize the dispersion.
- Dilute solutions of the above-mentioned water-soluble polymers can be used as protective colloids, but an aqueous glucose syrup solution is preferably used for this.
- ionic and / or nonionic emulsifiers can also be used instead of or together with these protective colloids, but because of the strong tendency to foam during spraying, these emulsifiers are mostly not used.
- the alcohols are added in order to accelerate the evaporation of the solvent or dispersing medium water to such an extent that the individual work steps can quickly follow one another when the packaging goods are stacked, which is why only monofunctional alcohols with a maximum chain of 4 carbon atoms can be used sensibly .
- Ethanol is particularly preferred for occupational hygiene and ecological reasons.
- halogenated hydrocarbons are no longer used as propellants for aerosol packaging.
- propane, butane or their mixtures or dimethyl ether are preferred.
- other additives such as commercially available defoamers and / or agents to facilitate the re-emulsifiability of the dried film can be added. Examples of the latter are urea, organic amines such as triethanolamine and / or similar compounds.
- the concentration of the individual components in the anti-slip agent is generally 3 to 40, preferably 10 to 30% by weight of polymer, 10 to 40, preferably 20 to 30% by weight of alcohol, 10 to 40, preferably 15 to 30% by weight. of blowing agent, 5 to 25, preferably 10 to 15% by weight of protective colloids and 0.1 to 5, preferably 0.2 to 0.6% by weight of defoamer.
- the rest is water.
- a component can also lie outside the preferred ranges, e.g. if the drying speed is accelerated or delayed due to the influence of the climate (variation of the alcohol content) the contact surface is reduced or increased due to strong or few surface structures (variation of the polymer content).
- the anti-slip agents according to the invention have a number of favorable processing properties:
- the adhesive is transparent and does not leave any brittle, crumbling residues when it dries
- the dispersions do not tend to coagulate or settle.
- agents according to the invention are preferably used as anti-slip agents, this application form is only to be regarded as one example of use. Other applications in which "metered adhesive force is also important" also belong to the scope of the invention, for example the application when winding up a web a sleeve, the web or sleeve made of plastic or paper or cardboard.
- the above components were mixed in any order in conventional agitators.
- the active ingredient was filled into aerosol cans in the usual way together with the propellant dimethyl ether.
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Abstract
Das Antislipmittel besteht aus einem Polymeren, Wasser, Alkohol einem Treibmittel und wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Zusatzstoffen. Obwohl es sich dabei um eine wäßrige Dispersion oder Lösung handelt, eignet es sich sehr gut für Gegenstände, die nicht Wasser aufsaugen, da es innerhalb ca. 1 Minute wirksam ist.
Description
Antislipmittel
Die vorliegende Erfindung betrifft Antislipmittel für Gegenstände, die nicht Wasser aufsaugen, sowie deren Verwendung für gestapelte Verpackungen.
Beim Verladen und Transport von gestapelten Gütern, insbesondere wenn diese auf Paletten zu größeren Einheiten zusammengefaßt sind, müssen sie gegen Verrutschen, d.h. gegen unbeabsichtigte gleitende Verschiebung, verursacht z.B. durch starkes Vibrieren oder Schüt¬ teln des Transportmittels, gesichert werden. Im Zuge des Umwelt¬ schutzes oder der Kosteneinsparung versucht man traditionelle me¬ chanische Sicherungen wie z.B. die Verwendung von Schrumpffolien, Spannbändern oder dergleichen zu vermeiden, um den Abfall von Ver¬ packungsmitteln zu reduzieren.
In diesen Fällen werden vielfach sogenannte Antislipmittel zur Si¬ cherung der Güter eingesetzt. Bei diesen Antislipmitteln handelt es sich um spezielle Klebstoffe, deren Klebkraft so bemessen ist, daß die Verklebung Kräften in Richtung der Klebefuge einen großen Widerstand entgegensetzt. Bei schälender Beanspruchung bzw. bei Beanspruchung senkrecht zur Klebefuge ist die Klebkraft jedoch ge¬ ring und kann sogar gegen Null gehen. In jedem Fall ist die Kleb¬ kraft so niedrig, daß die Oberflächen der gesicherten Gegenstände Substrate bei deren Trennung nicht beschädigt werden.
Bekannte Ausführungsformen dieser Antislipmittel sind Lösungen oder Dispersionen natürlicher oder synthetischer makromolekularer Stoffe. Bei geringen Stückzahlen, oder wenn die Losgrößen gleich¬ artiger Verpackungen gering sind, werden Antislipmittel als Aero¬ sol, insbesondere aus Aerosoldosen appliziert. Weitere gängige Ausführungsformen dieser Antislipmittel sind Formulierungen, die frei von verdunstenden Lösungs- oder Dispergiermitteln sind, diese werden üblicherweise aus der Schmelze aufgetragen. Dieses Verfahren erfordert jedoch speziell dafür geeignete Heißgießmaschinen, so daß dieses Verfahren nur bei sehr grossen gleichartigen Stückzahlen von Verpackungen ökonomisch anwendbar ist (s. DE-A-19 17 566).
Bei der Anwendung der Antislipmittel für Wasser aufsaugende Gegen¬ stände wie z.B. Verpackungen aus Karton, Pappe oder Papier basieren die Antislipmittel heute in der Regel auf wässrigen Lösungen oder Dispersionen. So beschreibt die DE-C-1943731 die Verwendung von wässrigen Lösungen des Kolloids Xanthan-Gum als Haftmittel für diese Verpackungsmittel. Die DE-C-1262897 schlägt die Verwendung von wässrigen Dispersionen von Polymerisaten olefinisch unge-sät- tigter Verbindungen, in der Hauptsache Polyvinylacetat und dessen Copolymere für die gleichen Substrate vor. Gemäß DE-C-2031881 kön¬ nen auch wässrige Dispersionen von Paraffinen und/oder Polyalkylenen verwendet werden. Die bisher bekannten wässrigen Systeme haben sich als Antislip- oder Haftmittel auf saugenden Substraten wie Papier, Pappe oder Kartons durchaus bewährt.
Für die Verwendung auf nichtsaugenden Gegenständen, z.B. aus Polyethylen sind diese herkömmlichen wässrigen Systeme jedoch nicht geeignet, da beim Stapeln von Verpackungen die notwendige Verdun¬ stung des Wassers zwischen den einzelnen Arbeitsschritten einen zu langen Zeitraum erfordert.
Daher werden für nichtsaugende Gegenstände Antislipmittel aus Po¬ lymer- oder Harzlösungen in organischen Lösungsmitteln angeboten. So schlägt die JP-A-59172569 Lösungen von Ethylen-Vinylacetat- Copolymeren und einem hydrierten Glycidylester des Colophoniums (Ester Gum H) in Toluol zur Verwendung in Aerosol-Dosen vor. An¬ dere herkömmliche Haftmittel in Aerosol-Packungen verwenden Methy¬ lenchlorid als Lösungsmittel. Um eine gute Applizierbarkeit aus den Aerosoldosen zu gewährleisten, dürfen diese Lösungen eine be¬ stimmte Viskosität (etwa 1000 mPa.s) nicht überschreiten, daher können nur Lösungen mit relativ niedrigem Feststoffgehalt einge¬ setzt werden, d.h. bei der Applikation werden erhebliche Mengen von organischen Lösungsmitteln freigesetzt. Aus arbeitshygienischen und ökologischen Gründen bestand also erheblicher Bedarf, Haftmit¬ tel bereitzustellen, die bei ihrer Anwendung vorzugsweise keine oder nur geringe Mengen an organischen Lösungsmitteln freisetzen, außerdem sollten diese geringeren Mengen an organischen Lösungs¬ mitteln, falls technisch unvermeidbar, unter arbeitshygienischen und ökologischen Gesichtspunkten unbedenklich sein.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, Antislipmittel bereit¬ zustellen, die aus Aerosoldosen applizierbar sind, und die als Lö- sungs- und/oder Dispergiermittel Wasser oder wässrige Lösungen von arbeitshygienisch und/oder ökologisch unbedenklichen organischen Lösungsmitteln enthalten, ohne die Handhabung oder die Gebrauchs¬ eigenschaften zu verschlechtern.
Es wurde jetzt gefunden, daß Zusammensetzungen bestehend aus
- einem Polymeren,
- Wasser,
- Alkoholen,
- einem Treibmittel und
- wasserlöslichen oder in Wasser
dispergierbaren Zusatzstoffen
Antislipmittel mit hervorragenden Gebrauchseigenschaften ergeben. Diese Antislipmittel sind insbesondere sehr gut geeignet, auf nichtsaugenden Gegenständen eingesetzt zu werden.
Als Polymere können dabei wasserlösliche natürliche oder synthe¬ tische Polymere eingesetzt werden, ausserdem sind modifizierte na¬ türliche Polymere einsetzbar. Beispiele für natürliche bzw. modi¬ fizierte natürliche Polymere sind Gelatine, Casein, Gummi arabicu , Lysalbinsäure, Alginate, Xanthan-Gum, Cellulose- oder Stärkederi¬ vate oder auch Chitosane bzw. Chitosanderivate. Beispiele für syn¬ thetische wasserlösliche Polymere sind Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylmethylether sowie deren Copolymeren mit anderen olefinisch ungesättigten Monomeren wie z.B. Alkylester der Acrylsäure mit Alkylkettenlängen von Cj bis CQ, Butadien, Vinylacetat, usw..
Eine bevorzugte Ausführungsform der Antislipmittel verwendet wässrige Dispersionen von Polymerisaten olefinisch ungesättigter Verbindungen. Diese Polymerisate sollten vorzugsweise dabei eine Filmbildungstemperatur von unter +10°C haben, damit die dispergierten Polymerteilchen beim Verdunsten der wässrigen Phase bei Zimmertemperatur zu einem weitgehend zusammenhängenden Film verfließen. Grundsätzlich sind hierfür alle Polymerdispersionen geeignet, solange sie die eben erwähnte Möglichkeit der Filmbildung erfüllen und nach dem Auftrocknen des Films eine Klebeverbindung liefern, die relativ hohe Klebkraft in Richtung der Klebefuge er¬ zielen, deren Klebkraft senkrecht zur Klebefuge jedoch nur so hoch ist, daß sie zwar ein Verrutschen der gestapelten Güter während der Ladevorgänge oder beim Transport verhindern, beim "Abstapeln", d.h. herunternehmen einzelner Verpackungen vom Stapel, die Oberflächen
der Verpackung nicht beschädigen oder zerstören. Beispiele für solche Polymerdispersionen sind Ethylen-Vinylacetat Copolymere, Butylacrylat-octy1acrylat-Acry1säure-Terpolymere, Butyl-acr lat- Vinylpyrrolidon-Copolymere, Butadien-Styrol Copolymere oder deren Terpolymere mit Acrylsäure und/oder Acrylnitril. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform verwendet Ethylen-Vinylacetat Copolymere mit einem Ethylenanteil von 25 bis 60 Gewichtsprozent und Vinylacetatanteil von 40 bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Ge- samt-Monomerzusammensetzung.
Zur Stabilisierung der Dispersion werden im allgemeinen noch an sich bekannte Schutzkolloide zugesetzt. Als Schutzkolloide können verdünnte Lösungen der oben erwähnten wasserlöslichen Polymeren benutzt werden, bevorzugt wird hierfür jedoch eine wässrige Glucosesiruplösung eingesetzt. Prinzipiell können auch anstelle von oder zusammen mit diesen Schutzkolloiden ionische und/oder nichtionische Emulgatoren verwendet werden, wegen der starken Ten¬ denz zum Schäumen beim Versprühen werden diese Emulgatoren jedoch meistens nicht verwendet. Die Alkohole werden zugesetzt, um die Verdunstung des Lösungs- bzw. Dispergiermediums Wasser so weit zu beschleunigen, daß beim Stapeln der Verpackungsgüter die einzelnen Arbeitsschritte zügig aufeinander folgen können, daher sind hier nur monofunktionelle Alkohole mit einer maximalen Kette von 4 C- Atomen sinnvoll einsetzbar.
Aus arbeitshygienischen und ökologischen Gründen ist Ethanol be¬ sonders bevorzugt.
Aus Gründen des Umweltschutzes werden heute keine halo-genierten Kohlenwasserstoffe mehr als Treibmittel für die AerosolVerpackungen eingesetzt. Von den gängigen und an sich bekannten Treibgasen werden Propan, Butan oder deren Mischungen oder Dimethylether bevorzugt.
Um bestimmte Verarbeitungseigenschaften der Antislipmit¬ tel günstig zu beeinflussen, können noch andere Zusatzstoffe wie handelsübliche Entschäumer und/oder Mittel zur Erleichterung der Re-Emulgierbarkeit des eingetrockneten Films zugesetzt werden. Beispiele für letztere sind Harnstoff, organische Amine wie z.B. Triethanolamin und/oder ähnliche Verbindungen.
Die Konzentration der einzelnen Komponenten in dem Antislipmittel beträgt im allgemeinen 3 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.% an Polymer, 10 bis 40, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.% an Alkohol, 10 bis 40, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.% an Treibmittel, 5 bis 25, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.% an Schutzkolloiden und 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,2 bis 0,6 Gew.% an Entschäumer. Der Rest ist Wasser. Unter besonderen Bedingungen kann eine Kompo¬ nente auch außerhalb der bevorzugten Bereiche liegen, z.B. wenn durch Klimaeinfluß die Trocknungsgeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert wird (Variation des Alkoholgehaltes) durch starke oder wenige Oberflächenstrukturen die Kontaktflä¬ che verkleinert oder vergrößert wird (Variation des Polymerge¬ haltes).
Es hat sich dabei überraschend gezeigt, daß die erfin-dungsgemäßen Antislipmittel eine Reihe von günstigen Verarbeitungseigenschaften aufweisen:
- rasches Auftrocknen des Antislipmittelfilms
- gute Redispergierbarkeit des Films nach dem Ein¬ trocknen, daher kein Verstopfen der Sprühdüse
- gute Klebkraft auf nicht saugenden Substraten wie z.B. Säcken aus Polyethylen oder Polypropylen, trotzdem können die Verklebungen einfach und ohne
Beschädigung der Substrate gelöst werden
- der KlebstoffiIm ist transparent und hinter¬ läßt beim Eintrocknen keine spröden, abbröckelnden Rückstände
- die Dispersionen neigen nicht zur Koagulation oder zum Absitzen.
Obwohl die erfindungsgemäßen Mittel bevorzugt als Antislipmittel verwendet werden, ist diese Anwendungsform nur als ein Anwendungs¬ beispiel zu betrachten, andere Anwendungen, bei denen es ebenfalls auf "dosierte Klebkraft ankommt, gehören ebenfalls zum Umfang der Erfindung, z.B. die Anwendung beim Aufwickeln einer Bahn auf einer Hülse, wobei die Bahn bzw. die Hülse aus Kunststoff oder Papier bzw. Pappe besteht.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
Rezeptur (in Gew.%)
34 % EVA-Copolymerdispersion
29 % Ethanol
13 % Glucosesirup, 83 %ig
1 % Triethanolamin
5 % Harnstoff 0,5% Silikonentschäumer
3 % 3 %ige NaOH Rest Wasser.
Die obigen Komponenten wurden in beliebiger Reihenfolge in üblichen Rührwerken gemischt.
Der Wirkstoff wurde zusammen mit dem Treibmittel Dimethylether auf übliche Weise in Aerosoldosen abgefüllt.
In Abhängigkeit von der Auftragsmenge und den klimatischen Bedin¬ gungen trat nach 30 bis 90 s (Raumtemperatur) sogar auf Polyethylen ein für die Weiterverarbeitung ausreichender Antirutscheffekt ein.
Claims
1. Antislipmittel für Gegenstände, die nicht Wasser aufsaugen, bestehend aus
- einem Polymeren,
- Wasser,
- Alkoholen,
- einem Treibmittel und
- wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Zusatzstoffen.
2. Mittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Polymer ein dispergiertes Polymerisat von olefinisch ungesättigten Verbindungen enthält.
3. Mittel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die olefinisch ungesättigten Verbindungen Acrylsäure deren Cj - Cß-Alkylester, Butadien, Ethylen, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril und/oder Vinylpyrrolidon sind.
4. Mittel gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat ein Co-, insbesondere ein Terpolymer von Ethylen und Vinylacetat mit ggf. weiteren Comonomeren wie z.B. Acrylsäure oder Vinylpyrrolidon ist.
5. Mittel gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat einen Ethylenanteil von 25 bis 60 Gewichtsprozent und einen Vinylacetatanteil von 40 bis 75 Gewichtsprozent, be¬ zogen auf das Copolymer, enthält.
6. Mittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly¬ mer aus der Gruppe der wasserlöslichen natürlichen und/oder synthetischen Polymeren wie z.B. Oligo- oder Polysaccharid, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylmethylether, Polyacrylsäure oder deren Copoly eren mit olefinisch ungesättigten Verbindungen stammt.
7. Mittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Alkohol einwertige Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere Ethanol enthält.
8. Mittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gemisch aus Propan und Butan und/oder Dimethylether als Treibmittel enthält.
9. Mittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel 10 bis 40 Gew.% der Gesamt¬ formulierung ausmacht.
10. Mittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein wässriges Schutzkolloid, insbesondere eine wässrige Glucosesirup-Lösung enthält.
11. Mittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß es als wasserlösliche bzw. in Wasser dispergierbare Zusatzstoffe an sich bekannte Entschäumer und/oder die Re-Emulgierbarkeit fördernde Stoffe enthält.
12. Verwendung des Mittels gemäß mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 11 zum Sichern von gestapelten Verpackungen mit nichtsaugenden Verpackungsmitteln gegen Verrutschen.
13. Verwendung des Mittels gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungsmittel aus Polyethylen und/oder Polypropylen sind.
14. Aerosoldosen mit einem Antislipmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11.
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