CH429424A

CH429424A - Wachsmischung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: CH429424A
Application number: CH948862A
Authority: CH
Inventors: G Rumberger George
Original assignee: Petrolite Corp
Priority date: 1961-08-23
Filing date: 1962-08-08
Publication date: 1967-01-31
Also published as: NL282411A; GB1011797A; AT261389B

Description

Wachsmischung und Verfahren zu deren Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Wachsmischung, die sich insbesondere als Überzug für flächenförmige Materialien eignet und zu deren schichtweisen Verbindung sowie zur Behandlung von Rohkarton und aus dem überzogenen oder dem geschichteten Material hergestelltem Karton verwendet werden kann.

Durch ein neuartiges Mischverfahren für Wachse, insbesondere Erdölwachse, und bestimmte andere Stoffe wird es möglich, Wachsmischungen mit vorbestimmter Viskosität herzustellen, ohne dass dabei die kennzeichnenden Eigenschaften des verwendeten Wachses verloren gehen, wobei diese Mischungen überdies mit gegebenenfalls zur Erzielung erwünschter Effekte zu verwendenden Zusätzen verträglich sind. Durch besondere Auswahl der Ausgangswachse, d. h. der Erdölwachse und der Zusätze können diesen gezielt herzustellenden Mischungen die verschiedensten Eigenschaften einverleibt werden, die sie zum Überziehen, schichtweisen Verbinden, Heissversiegeln, Dichten, zur Verwendung im Tauchverfahren und zur Erzeugung von Wasserbeständigkeit geeignet machen.

Das neuartige Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Wachsmischungen besteht darin, dass ein wasserhaltiges, pulverförmiges Adsorbens in dem geschmolzenen Wachs oder der geschmolzenen Wachsmischung suspendiert und das Hydratwasser in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels (Netzmittel, Emulgator) bei erhöhter Temperatur unter Rühren ausgetrieben wird.

Da die in den erfindungsgemässen Wachsmischungen vorhandenen Komplexe in situ gebildet werden, sind solche Mischungen viel wirtschaftlicher herzustellen und erweisen sich auch homogener, als bisher gebräuchliche viskose Massen, wie sie unter Verwendung von aktivierten Bentonite mit Ionenaustauschereigenschaften erhalten werden, wobei der Bentonit in wässriger Phase behandelt, anschliessend getrocknet und hierauf in einem Kohlenwasserstoff dispergiert werden muss, um ein Gel zu bilden. Die im neuen Verfahren gebildeten Komplexe unterscheiden sich auch physikalisch von den unter Ionenaustausch präparierten Bentoniten durch die Art der Bindung des Netzmittels an das Adsorbens, wie noch darzulegen sein wird.

Als Bestandteil der Mischung kommen mineralische, synthetische oder chemisch reaktivierte, anorganische oder organische Stoffe in Betracht, die allgemein als hydratisierte Adsorptionsmittel bezeichnet werden. Diese Stoffe weisen eine poröse Struktur mit grosser Oberfläche auf und können gegebenenfalls Ionenaustauscher sein. Es scheint, dass die Porosität dieser Stoffe im Endzustand in diesem Zusammenhang wichtiger ist, als die Beladungsdichte der Oberfläche. Von den natürlichen wasserhaltigen Adsorptionsmitteln eignen sich beispielsweise Attapulgit, Fullererde, Hectorit, Illit, Saponit, Bauxit und poröse Tone der Monmorillonit- Gruppe. An synthetischen oder chemisch reaktivierten Stoffen sind Tonerdehydrat, Magnesium-Aluminiumsilikat, hydratisiertes Silicagel und Zeolithe als Beispiele zu nennen.

Anstelle von anorganischen Stoffen können auch organische Stoffe, wie Cellulosemehl, Stärkegel und ähnliche, verwendet werden, sofern diese adsorbiertes oder gebundenes Wasser oder Gase enthalten deren Freisetzung unter geeigneten Bedingungen eine Veränderung des Porendurchmessers oder des Kristallgefüges bewirkt. Es ist von grösster Wichtigkeit, dass die Adsorptionsmittel bei der Zugabe zum Wachs Kristall- oder Hydratwasser enthalten, weswegen sie auch stets wasserhaltige Adsorptionsmittel genannt werden.

Die zu verwendenden Netzmittel sind neutral und im allgemeinen mit Vorteil Stickstoffabkömmlinge sind jedoch nicht unbedingt auf letztere beschränkt. Diese oberflächenaktiven Mittel, ob sie sich nun von Stickstoff ableiten oder nicht, zeichnen sich durch mindestens eine aliphatische, vorzugsweise paraffinische Kette mit mindestens acht, besser aber mit 10 bis 30 oder mehr Kohlenstoffatomen aus. Fettsäureamide, quaternäre Al kylammoniumsalze, Aminsalze und Seifen, alkylsubstituierte Harnstoffe und alkylsubstituierte Pyridinsalze haben sich als besonders geeignet erwiesen. Aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften wird Fettsäureamiden und quaternären Alkylammoniumsalzen der Vorzug gegeben.

Ihrer guten Eignung wegen sind aus tierischen und pflanzlichen Fetten hergestellte Fettsäureamide besonders zu erwähnen, da sie schmelzbare und mit Wachs verträgliche Substanzen sind. Als Säuren, deren Amide Verwendung finden können, sind beispielsweise 12-Hydroxystearinsäure, Erucasäure, Talgsäuren, Kokosnussöl-Säuren, Stearinsäure, Ölsäure, Rizinusöl-Fettsäuren und hydrierte Produkte derselben, sowie weitere gesättigte und ungesättigte Fettsäuren zu nennen. Es lassen sich ebenfalls die Amide von Säuren und Lactonen wie sie bei der Oxydation von Erdölwachsen entstehen, verwenden, z. B. das Amid eines oxydierten mikroluristallinen Wachses mit einer Verseifungszahl von 60 oder höher.

Als Netzmittel können auch Poly äthylenglykoläther langkettiger Alkohole, tertiäre Amine oder Alkylaminsalze von langkettigen Fettsäuresulfaten, Alkylsulfonsäureester und Alkylarylsulfonsäureester Anwendung finden. Ebenfalls Alkylphosphate und -phosphite fallen in Betracht, sofern ihre texische Wirkung toleriert werden kann.

Der Verwendung von Amiden der Talgsäuren oder Kokosnussöl-Säuren oder ihrer hydrierten Derivate ist der Vorzug zu geben, da diese billig und in technischen Mengen erhältlich sind. Dasselbe gilt für quaternäre Am moniumsalze und Aminsalze dieser Fettsäuren.

Wie bereits erwähnt, sind bei der Herstellung dieser neuen, verbesserten Wachsmischungen einige wichtige Punkte zu beachten, um zu befriedigenden Ergebnissen zu kommen. Das Netzmittel und das wasserhaltige Adsorptionsmittel müssen gleichzeitig zugegen sein, d. h. das Austreiben des Hydratwassers hat in Gegenwart des oberflächenaktiven Mittels zu geschehen. Ein geeignetes Verfahren zur Durchihrung der besagten Reaktion besteht darin, dass man das Wachs auf eine zwischen seinem Schmelzpunkt und ca. 1500 liegende Temperatur erhitzt, bevor das Adsorptionsmittel sowie das oberflächenaktive Mittel zugesetzt werden. Vorzugsweise wird im Temperaturbereich von 105 bis 1380 gearbeitet.

Sobald das Wachs die entsprechende Temperatur aufweist, wird gewöhnlich erst das Netzmittel zugesetzt.

Dann wird langsam das Adsorptionsmittel beigefügt unter ständigem Rühren um das eingeschlossene Gas sowie das verdampfende freie und gebundene Wasser des Adsorptionsmittels beim Aufschäumen zu zerteilen. Wenn das Schäumen aufhört, wird das Mischen fortgesetzt, vorzugsweise unter Verwendung einer Rührers mit hoher Scherkraft. Nach wenigen Minuten oder auch erst nach mehreren Stunden, je nach Mischintensität, wird eine thixotrope viskose Mischung erhalten. Während des Mischvorgangs kann die Temperatur auf ca. 180 bis 205 ansteigen, bleibt jedoch gewöhnlich wesentlich darunter.

Das Netzmittel kann auch nach dem Adsorptionsmittel zugegeben werden oder es können auch beide gleichzeitig eingetragen werden. Wird das Netzmittel nach dem Adsorptionsmittel beigefügt, so ist meist ein zweites Aufschäumen zu beobachten, das wahrscheinlich auf die Freisetzung von restlichen Mengen adsorbiertem Wasser aus dem Adsorbens durch das Netzmittel zurückzuführen ist.

Nach ihrer Herstellung kann die Mischung langfristig unter gelindem Rühren in geschmolzenem Zustand in Vorrat gehalten werden.-Andererseits kann man sie auch erstarren lassen, um sie dann erst bei Bedarf unter schwachem Rühren erneut zu schmelzen.

Falls flächenförmige Materialien schichtweise miteinander verbunden werden sollen, ist es von Vorteil, eine Wachsgrundlage zu verwenden, die hauptsächlich aus mikrokristallinen Erdölwachsen besteht, d. h. die 50 bis 1000/o des Wachses als mikrokristalline und den Rest als Paraffin-Wachse enthält. Mikrokristalline Wachse sind in der einschlägigen Literatur eingehend beschrieben, so dass sich Angaben über deren Herstellung und Eigenschaften hier erübrigen. Im allgemeinen weisen sie Schmelzpunkte zwischen 55 und 950 auf, während der Nadeleindringwert zwischen 10 und 60 liegt. Der Brechungsindex bei 99" bewegt sich zwischen 1.4325 bis 1.4450 für die Natrium-D-Linie. Sollen zu Überzügen geeignete Mischungen hergestellt werden, empfiehlt es sich, Paraffinwachse als Hauptbestandteil zu wählen.

Als Paraffinwachse werden sämtliche Wachse bezeichnet, die mehr als 50 O/o Harnstoff addierende Bestandteile aufweisen und bei der Destillation von Roh-Erdöl zwecks Gewinnung von Schmieröl anfallen. Sie weisen einen zwischen 40 und 8O0/o liegenden Schmelzpunkt auf und haben bei 99" eine weniger als 8 cSt. betragende Viskosität. Bei Verwendung der Ausdrücke Paraffinwachs oder Paraffinwachse sind darin die mikrokristallinen Wachse nicht eingeschlossen.

Es können auch andere Kohlenwasserstoffwachse Verwendung finden, beispielsweise synthetische Wachse aus dem Fischer-Tropsch-Verfahren und durch Hydrokracken von Polyäthylen hohen Molekulargewichts, durch Polymerisation von Aethylen zu niedrigmolekularen Produkten und durch andere feste Kohlenwasserstoffe liefernde synthetische Verfahren hergestellte Wachse. Bestimmte natürlich vorkommende Wachse kommen ebenfalls in Betracht, z. B. Caresin, Montanwachs, Candelillawachs, Bienenwachs, Ozokerit, Carnaubawachs, Lorbeerwachs und ähnliche.

Die genannten Wachse können als Grundlage für die Überzugs- oder Verklebemischungen je nach Bedarf verwendet werden, besonders wenn weitere Zusätze, beispielsweise an Polyäthylen, Polyisobutylen, Harzglycerinestern, Polyterpenen, Aethylenvinylacetat Kopolymeren, Aethylenisopropylalkohol Telomeren, Butylkautschuk, Naturkautschuk, Chlorkautschuk, Harzderivaten und an Estergummi, gemacht werden. Art und Menge des zu verwendenden Zusatzes hängen selbstverständlich vom Verwendungszweck der Mischung ab, d. h. ob diese für Überzüge oder zum schichtweisen Verkleben gebraucht werden soll, und werden ferner durch den für das Endprodukt vorgesehenen Anwendungszweig bedingt.

Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren und die Eigenschaften der hergestellten Mischungen, ohne dass sie jedoch als einschränkend zu betrachten sind.

Beispiel 1
Ein aus Louisiana-Erdöl stammendes mikrokristallines Wachs (Microvan 1650 der Standard Oil Company, New Jersey) mit einem Schmelzpunkt von 71 bis 77" wurde auf 1200 erhitzt, das Netzmittel zugegeben und dann pulverförmiger Attapulgit (Attagel 20) mit 17 O/o Feuchte langsam unter mässigem Rühren beigefügt, bis das Aufschäumen aufhörte. Die Mischung wurde dann einem Rührwerk mit hoher Scherkraft (Waring Blendor) aufgegeben und bei hoher Geschwindigkeit während 5 Min. gerührt, worauf die Viskosität mit einem Brook field Synchroelectric Viskosimeter bestimmt wurde.

Nach dem Abkühlen und erfolgter Erstarrung wurde die Masse erneut eingeschmolzen und die Viskosität sowie das Verklebevermögen durch Verkleben zweier Pergamentpapiere (44 g/m2) festgestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.

Tabelle I
Viskosität bei Verklebe
1200, cP vermögen nach nach Wieder
Mischen einschmelzen 1. Vergleichsversuch 100ovo Mikrokristallines
Wachs, F. 71 - 770 15 15 mässig 2. 880/o Mikrokristallines
Wachs, F. 71 - 770 100in Pulveriger Attapulgit, 650 520 vorzüglich 17 /o Feuchte 2 /o Diäthanolaminstearat (Netzmittel) 3. 820/0 Mikrokristallines
Wachs, F. 71 - 77" 15 /o Pulveriger Attapulgit, 8000 9260 vorzüglich 17 /o Feuchte 3 0/o Diäthanolaminstearat 4. 82 /o Mikrokristallines
Wachs, F.

71 - 77" 15 /o Pulveriger Attapulgit, 24000 24000 vorzüglich 17 /o Feuchte 30/o eines Kondensations produkts von Lau rylsäure und Diätha nolamin (Onyx Super Amide L-9)
Beispiel 2
Eine Mischung, bestehend aus l,670/o hydriertem Talgamid (Armid HT, Armour Chemical Co.), 13,330/o pulverförmigem Attapulgit mit 170/0 Feuchte (Attagel 20, Minerals and Chemicals Co.) und mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von 68 bis 74" (Ceretak, Barece Wax Division of Fetrolite Corp.), wurde gemäss dem in Beispiel 1 dargelegten Verfahren hergestellt.

Sie wies eine Viskosität von 250 cP auf, wie mit einem Brookfield Synchroelectric zu Viskosimeter bei 20 U/min. bestimmt worden war. Eine dünne Schicht dieser Mischung wurde dazu verwendet, zwei Bogen der nachfolgend aufgezählten Materialien zu verkleben, wobei der Mischungsbedarf bei 35 bis 50 kg pro Ries (500 Stück) 60,9 X 91,4 cm grosser Bogen lag: (1.) Wachspapier von 82 g/ cm2 mit Wachspapier von 82 g/m2, (2.) gestrichenes Buchpapier von 94 g/cm2 mit 0,35 mm starkem Tiefdruckkarton von 295 - 300 g/m2 und (3.) Wachspapier von 82 g/m2 mit 0,35 mm starkem Tiefdruckkarton. Die mit dem Mikrometer bestimmte Dicke der Wachsschicht betrug ca. 0,175 bis 0,225 mm und ein Durchschlagen oder Auspressen war nicht festzustellen. Die Haftung war ausgezeichnet und ergab eine hohe Festigkeit der Verbundschichten.

Beim Erwärmen von Proben auf 57" während 16 Std. blieb diese Festigkeit erhalten und das Auftreten von Flecken war nicht zu beobachten. Die Verbundbogen waren zur Herstellung von Schachtelrohlingen durch Ausstanzen und Riefen geeignet und es liessen sich aus solchen Rohlingen Schachteln von befriedigender Qualität fertigen.

Beispiel 3
Unter Verwendung der nach Beispiel 2 hergestellten Mischung wurde gestrichenes Buchpapier von 94 g/m2 mit Wachspapier von 89 g/m2 beschichtet, wobei 9,16 27,32 und 48 kg Mischung pro Ries verwendet wurden.

Es war kein Durchschlagen oder Auspressen von Bindemasse festzustellen. Die verbundenen Papierlagen trennten sich selbst nach 16-stündiger Lagerung bei 57" nicht.

Die Proben mit 9 und 16 kg Mischung pro Ries eigneten sich zum Verpacken von Lebensmitteln. Die 27, 32 und 48 kg Mischung pro Ries enthaltenden Proben waren zur Herstellung von Schachteln geeignet. Die aus diesen Materialien gefertigten Hüllpapiere und Schachteln waren in jeder Hinsicht zufriedenstellend.

Wie bereits dargelegt, wird mit Vorteil ein neutrales, wachslösliches Netzmittel verwendet, wobei sich besonders Fettsäureamide und quaternäre Alkylammoniumsalze eignen. Im folgenden Beispiel sind Ergebnisse aufgeführt, die mit typischen Stoffen dieser Klasse erhalten wurden.

Beispiel 4
Eine Anzahl Netzmittel wurde geprüft, und zwar in Mischungen, die 30/o Netzmittel, 100/o pulverförmigen Attapulgit mit einer Korngrösse von ca. 0.02 bis 2, u und mit ca. 1 70/o Feuchte (Attagel 20), und 87 /o zum Verkleben sowie Überziehen geeignetes, mikrokristallines Wachs aus pennsylvanischem Erdöl mit einem Schmelzpunkt von 66 bis 71" (Quaker State L-500) enthielten.

Die Mischungen wurden nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei jedoch anstelle des Waring Blendor eine Cady Hill mit hoher Scherkraft eingesetzt wurde. Die Viskosität wurde bei verschiedenen Spindelgeschwindigkeiten mittels eines Broolcfield Synchroelectric Viskosimeters bestimmt.

Die Mischungen wurden auch hinsichtlich ihres Bindevermögens geprüft, indem verschiedene Papier- und Kartonbogen bei 250C auf einem Versuchswalzwerk schichtartig verklebt wurden, wobei die Verbundmischung in Mengen von 7 bis 70 kg pro Ries eingesetzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.

Tabelle II
Viskosität, cP bei 127 - 1320 Netzmittel 20 Ulmin. 10 Ulmin. 2 Ulmin. Verklebevermögen
Vergleichsversuch, kein 30 - - schlecht, schlägt vollständig durch
Hydrierte Talgamide, enthaltend 22 /o Hexadecanamid 750/o Octadecanamid und 30/o Octadecanamid (Armid HT) 430 680 2500 hervorragend
Kokosnuss-Säureamide, enthaltend 80/o Octanamid 70/o Decanamid 49 /o Dodecanamid
170/0 Tetradecanamid 90/o Hexadecanamid 20/o Octadecanamid 60/o 9-Octadecenamid und 20/o 9, 12-Octadecadienamid (Armid C)

750 1260 4800 hervorragend Ölsäureamide, enthaltend 60/o Octadecanamid 90/o Octadecenamidund 30/o 9, 12-Octadecadienamid (Armid 0) 70 140 350 mittelmässig leichtes Durch schlagen
Quaternäre Dimethyl-di (Talg säureradikale)-Ammonium- chloride, wobei die Talg säuren eine Mischung sind von 220/o Hexadecansäure 75 /o Octadecansäure und 30/o Octadecensäure (Andogen
422) 6250 10500 24500 hervorragend
Quaternäre Methyl-tri (talgsäure radikale)

-Ammoniumchloride wobei die Talgsäuren eine Mi schung sind von 22 /o Hexadecansäure 75 /o Octadecansäure 30/o Octadecensäure (Andogen
443) nicht be- hervorragend stimmbar 3000000
Primäre, sekundäre und tertiäre Amine mit hydrierten Talgsäuren, Stearinsäure und 1 2-Hydroxystearin- säure ergaben zusammen mit Attapulgit verwendet keine höhere Viskosität als Attapulgit allein, was zeigt, dass die Wirkung der hier gebrauchten Netzmittel auf wasserhaltige, adsorbierende Tone verschieden ist von der auf Bentonite mit Ionenaustauschereigenschaften erreichten, wenn diese Bentonite in wässriger Phase mit denselben Substanzen zur Reaktion gebracht werden und gelierende Kohlenwasserstoffaddukte bilden.

Dies rührt offenbar daher, dass den Vorgängen ein unterschiedlicher Reaktionsmechanismus zugrunde liegt, der beim erfindungsgemässen Verfahren in einer Kontraktion der porösen Struktur des wasserhaltigen Adsorptionsmittels um die hydrophilen Gruppen des Netzmittels zu bestehen scheint, wobei in situ hydrophobe, kolloidale Gebilde durch Reaktion des Netzmittels mit dem wasserhaltigen Adsorptionsmittel entstehen, ungeachtet dessen, welcher Typ von Netzmittel genau verwendet wird. Erfahrungsgemäss können dieselben Wirkungen nicht erzielt wer den, wenn das Adsorptionsmittel vor der Reaktion mit dem Netzmittel entwässert wird, auch wenn mit hoher Scherkraft und bei erhöhter Temperatur gerührt wird, und es muss angenommen werden, dass die poröse Struktur des wasserhaltigen Adsorbens quasi auf das Netzmittel aufschrumpft , wenn das Wasser ausgetrieben wird.

Wenn stickstoffhaltige Netzmittel, wie Amide usw., Verwendung finden, so scheint das wasserhaltige Adsorptionsmittel die stickstoffhaltigen Gruppen zu umschliessen, so dass derartige Gebilde freie oleophile Kohlenwasserketten aufweisen, die dem Reaktionsgemisch hydrophobe Eigenschaften verleihen. Ferner scheinen zwischen den freien Enden der oleophilen Kohlenwasserstoffketten der Netzmittel-Adsorbens-Gebilde und den oleophilen Kohlenwasserstoffketten der Grundwachse Van der Waal'sche Kräfte wirksam zu werden, so dass ein Viskositätsanstieg und thixotropes Verhalten der Mischung zu beobachten ist.

Der vorhergehenden Beispiel ist zu entnehmen, dass die neuartigen Mischungen in hohem Masse thixotrop sind (vgl. Tab. II) d. h. gegen Formveränderung unter Schubbeanspruchung einen Widerstand zeigen, der mit zunehmender Schubkraft abnimmt. Trotzdem können sie leicht in Form dünner Schichten auf oder zwischen flächenhafte Materialien unter Verwendung herkömmlicher Mittel, wie Walzen, Streichmesser, Umkehrwalzen usw., aufgetragen und durch Walzen oder Glättemesser nachgeglättet werden, da sie nicht zähe sind wie Dispersionen von Hochpolymeren oder zäh-viskos wie wasserunlösliche Seifengele, wie sie beispielsweise in Wachs aus Aluminiumstearaten gebildet werden.

Die Verwendung dieser geschmolzenen, thixotrophen Mischungen zum Überziehen und Verkleben von flächenförmigen Materialien bietet grosse Vorteile, da die im Moment der Anwendung einwirkende grosse Schubkraft die Viskosität der Mischungen verringert, wobei jedoch nach Nachlassen der Krafteinwirkung kein Durchschlagen durch die poröse Unterlage oder ein übermässiges Auspressen an den Kanten erfolgt, wie es sonst während des Abkühlens, Aufwickelns und weiterer Bearbeitungsstufen eintritt. Solche thixotrope Mischungen werden mit Vorteil auch dann verwendet, wenn starke Überzüge oder erhebliche Dicke der Verbindungsschicht erforderlich sind.

Während Mischungen mit niedriger Viskosität stets dazu neigen, vom behandelten Material abzufliessen sobald die Schichtdicke ca. 25, übersteigt, können die neuartigen Mischungen mühelos bis zu einer Schichtdicke von beispielsweise 750, lt aufgetragen wer- den. Dies ist besonders wichtig, wenn zusammenhängende, porenfreie Wachs schichten auf oder zwischen flächenförmigen Materialien erzeugt werden sollen.

Das folgende Beispiel nennt geeignete wasserhaltige, poröse Adsorptionsmittel.

Beispiel5
Es wurden Mischungen mit 30/o Kokosnussöl-Fett säureamiden (Armid C), 100/o wasserhaltigem Adsorptionsmittel und 870/0 eines zum Aufstreichen und Ver kleben geeigneten mikrokristallinen Wachses (Quaker
State L-500) bereitet. Deren Herstellung erfolgte ge mäss dem in Beispiel 4 erläuterten Verfahren. Die Er gebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.

Tabelle III
Viskosität, cP 127 - 1320 Adsorptionsmittel 20 Ulmin. 2 Ulmin.

Attapulgit Pulver mit einer Korngrösse von ca. 0,02 bis 2!t und einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 0,12etc und mit 170/0 Feuchte (Attagel 30) 1200 8200 Aluminiumsilikat (Hydratisiert 1000/o R. H.) 340 700 Aluminiumoxydhydrat (AlcoaC-750) 400 850
Besonders wichtig ist, dass das verwendete Adsorptionsmittel gebundenes- oder Kristallwasser enthält, wie aus folgendem Beispiel hervorgeht.

Beispiel 6
Attapulgit-Pulver (Attagel 20) wurde während 24 h bei 1500 getrocknet. Dieses fand dann in einer Mischung mit 100 T. trockenen Attapulgits, 30 T. hydrierten Talgfettsäureamiden (Armid HT) und 870 T. eines bei 65" schmelzenden mikrokristallinen Wachses Verwendung.

Nach dem Mischen gemäss Beispiel 4 war bei 1200 eine Viskosität von nur 80 cP festzustellen. Eine ähnliche Mischung, die jedoch anstelle des getrockneten Attapulgits solchen mit 1 70/o Feuchte enthielt, wies eine Viskosität von 430 cP. auf.

Eine eigenartige, wertvolle Eigenschaft der neuartigen Mischungen ist ihre Beständigkeit gegen das Dünnflüssigwerden bei höheren Temperaturen. Die bisher beim Überziehen und Verkleben von Papier gebrauchten heissen Schmelzen zeigten eine schnelle Viskositätsabnahme bei zunehmender Temperatur. Es wurde gefunden, dass die Viskosität der hier beschriebenen Mischungen beim Erhitzen erhalten bleibt oder eher noch zunimmt. Figur 1 gibt die Viskositäts-Temperatur-Kurven einer typischen, erfindungsgemässen Mischung im Vergleich zu der einer bisher gebräuchlichen Wachs-Butylkautschuk-Harz-Mischung entsprechenden Kurve wieder.

Die in Fig. 1 als Klebemittel B bezeichnete Mischung setzte sich aus 3.90/o synthetischem Kautschuk und zum Verkleben geeignetem mikrokristallinem Wachs mit 100/o Glycerinester von hydriertem Kolophonium (Staybelite Ester 10) zusammen und ist allgemein gebräuchlich, während die mit A bezeichnete erfindungsgemässe Mischung aus 1,50/o hydrierten Talg-Fettsäureamiden (Armid HT), 1 00/o pulvrigem Attapulgit (Attagel 20) und 88,50/o eines bei 66 - 71" schmelzenden, mikrokristallinen Pennsylvania-Wachses bereitet wurde.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, zeigte die Mischung A thixotropes Verhalten und ihre Viskosität stieg mit zunehmender Temperatur bei sämtlichen zur Messung gebrauchten Spindelumdrehungszahlen an, während die Viskosität der Mischung B (die nicht tbixotrop war) mit zunehmender Temperatur absank. Wie schon erwähnt, wird bei Verwendung eines wasserfreien Adsorptionsmittels oder beim Einsatz eines Netzmittels allein kein derartiger Viskositätsanstieg beobachtet und die Mischung zeigt auch kein thixotropes Verhalten. Vielmehr ist das Zusammenwirken des wasserhaltigen Adsorptionsmittels und des Netzmittels, vorteilhafterweise eines stickstoffhaltigen, nötig, um bei der Entwässerung in der Wachsschmelze die gewünschten Viskositätseigenschaf ten sowie das thixotrope Verhalten derselben zu erzielen.

Es zeigte sich, dass ca. 3 bis 300/0 wasserhaltiges Adsorptionsmittel und ca. 0,5 bis 15 /o Netzmittel in solchen Mischungen verwendet werden können, je nach gewähltem Stoff und gewünschter Viskosität. Der Grundgehalt an Erdölwachs kann zwischen 55 und 96,5 Gew. O/o schwanken. Innerhalb dieser Mischungsgrenzen schwankt die Viskosität zwischen 100 und 10 000 000 cP bei Messungen mit einem Brookfield Synchroelectric Viskosimeter oder mit einem anderen Rotationsviskosimeter bei Spindelgeschwindigkeiten unter 10 U/ mm.

Die nachfolgende Zusammenstellung gibt weitere Mischungsbeispiele sowie Hinweise auf die praktische Verwendung der Mischungen.

Mischung Anwendung Endgültige
Verwendung a) 15 /o Attapulgit (Pulver) Überziehen von Käse-Einwik
40/0 Stearamid Zellglas kelpapier 8 10/o Mikrokristallines Wachs b) 120/0 Aluminiumoxydhydrat (Pulver) Bestreichen von Warmklebendes 5% Dimethyl-distearylam- Papier Wickelpapier moniumchlorid Warmklebende
830/0 Mikrokristallines Wachs Etiketten c) 100/o Attapulgit (Pulver) Bestreichen von Warmklebende 20/o Talg-Fettsäureamide Papier, Folien Beutel und (Armid HT) und Filmen Tüten, 2 /o Titandioxyd Schrankpapier
50/0 Polyäthylen (MG 1200) 41 /o Paraffinwachs (F. 55 - 60") 40 /o Mikrokristallines Wachs (z. B.

F. 65 - 720) d) 50/o Alunnniumoxydhydrat (Pulver) Bestreichen von Papier Etiketten, 5 /o Attapulgit (Pulver) und Filmen, Verklebe- Schachteln, 5 /o Titandioxyd masse für Papiere Packpapier, 3% Dodecylamid Beutel, Schrank 42 /o Mikrokristallines Wachs papier, Fleisch
400/0 Paraffinwachs papier
Verschiedene Arten von Pigmenten und Farbstoffen können den Mischungen zugesetzt werden, die sich sehr tragfähig erweisen, wodurch die Zusätze sich kann absetzen. Beispielsweise setzt sich Titandioxyd in geschmolzenem Wachs sehr schnell ab. In den neuartigen Mischungen hingegen ist kein Absetzen zu beobachten, selbst wenn jene während Stunden oder mehreren Tagen ohne Rühren schmelzflüssig gehalten werden.

Selbstverständlich können auch andere Wachsmodifizierungsmittel beigemischt werden. Solche sind beispielsweise Polyolefine, Kolophoniumderivate, synthetischer und natürlicher Kautschuk, oxydationshemmende Mittel, fungicide Mittel, lichtfilternde Zusätze und Zelluloseäther.

Zufolge der hohen Tragfähigkeit der Mischungen brauchen die Zusätze nicht unbedingt wachslöslich zu sein, sondern können feinteilig oder als Kolloide vorliegen.

Claims

PATENTANSPRUCH I Zum Bestreichen sowie schichtweisen Verkleben von flächenförmigen Materialien geeignete Wachsmischung, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Mischungsgrundlage 55 bis 96,5 Gew. Teile eines Wachses, ferner 3 bis 30 Gew. T. eines feinteiligen Adsorptionsmittels und 0,5 bis 15 Gew. T. eines neutralen Netzmittels enthält und zwischen 105 und 1320 eine mittels Rotationsviskosimeter bei weniger als 10 Spindelumdrehungen/min bestimmte thixotrope Viskosität von 100 bis 10 000 000 cP aufweist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Wachsmischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kohlenwasserstoffwachs und ein feinteiliges, anorganisches Adsorptionsmittel enthält.

2. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das darin enthaltene Netzmittel ein Fettsäureamid, ein quaternäres Alkylammoniumsalz, ein Aminsalz, eine Aminseife, ein alkylsubstituierter Harnstoff oder ein alkylsubstituiertes Pyridinsalz ist, wobei die betreffende Verbindung mindestens eine aliphatische Kette mit mindestens acht C-Atomen aufweist.

3. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmittel ein Mineral, wie Attapulgit, Fullererde, Hectorit, Illit, Saponit, Bauxit oder ein Montmorillonit-Ton oder aber ein auf chemischem Wege gewonnener Stoff, wie Aluminiumoxydhydrat, Magnesium-Aluminiumsilikat, Hydratisiertes Silicagel oder synthetischer Zeolith, ist.

4. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mischungsgrundlage ein mikrokristallines Wachs dient.

5. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mischungsgrundlage zu einem grösseren Teil aus einem mikrokristallinen Erd ölwachs und zu einem kleineren Teil aus Paraffinwachs zusammensetzt.

6. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungsgrundlage zum grössten Teil aus einem mikrokristallinen Erdölwachs besteht, und das Adsorptionsmittel feinteiliger Attapulgit ist.

7. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungsgrundlage zum grössten Teil aus einem mikrokristallinen Erdölwachs besteht, das Adsorptionsmittel Attapulgit und das Netzmittel ein Fettsäureamid mit einer aliphatischen Kette von inin- destens 8 C-Atomen ist.

8. Wachsmischung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel ein quaternäres Ammoniumsalz mit mindestens einer aliphatischen Kette von mindestens 8 C-Atomen ist.

9. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel ein Gemisch von Amiden sich von hydriertem Talg oder von Kokosnuss öl herleitender Fettsäuren ist.

10. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 55 bis 96,5 Gew. Teile eines mikrokristallinen Wachses enthält, dessen Schmelzpunkt zwischen ca. 55 und ca. 95" liegt und das einen Penetrationswert von 10 bis 60 und bei 99" bezüglich der Natrium-D-Linie einen Brechungsindex von ca. 1,4325 bis ca. 1,4450 aufweist.

11. Wachsmischung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 55 bis 96,5 Gew. Teile eines Erdölwachses mit einem Harnstoff-Anlagerungsvermögen von über 50 /o und 0,5 bis 15 Gew. T. eines Fettsäureamids oder eines quaternären AlkylammoniumsaIzes mit mindestens je einer aliphatischen Kette von mindestens 8 C-Atomen als Netzmittel enthält.

PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung einer zum Bestreichen sowie schichtweisen Verkleben von flächenförmigen Materialien geeigneten Wachsmischung, gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein neutrales Netzmittel und ein wasserhaltiges, feinteiliges Adsorptionsmittel bei erhöhter Temperatur mit geschmolzenem Wachs gemischt werden, wobei die Temperatur so hoch gehalten und das Mischen solange fortgesetzt wird, bis das Wasser in Gegenwart des Netzmittels aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben ist und mit einem Rotattionsviskosimeter bei 105 bis 1320 und weniger als 10 Spindelumdrehungen/min. eine thixotrope Viskosität von mehr als 100 cP gemessen wird.

UNTERANSPRÜCHE 12. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein neutrales Netzmittel und ein wasserhaltiges, feinteiliges anorganisches Adsorptionsmittel mit einem geschmolzenen Kohlenwasserstoffwachs bei Temperaturen gemischt werden, die zwischen dem Schmelzpunkt des Wachses und 1500 liegen, wobei das Mischen fortgesetzt wird, bis das im Adsorptionsmittel enthaltene Wasser grösstenteils ausgetrieben ist, worauf die Mischung einer hohen Scherkraft ausgesetzt wird.

13. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein wasserhaltiges, feinteiliges anorganisches Adsorptionsmittel in geschmolzenem Kohlenwasserstoffwachs bei 105 bis 138 dispergiert und freies Wasser unter Rühren und Wärmezufuhr aus der Mischung ausgetrieben wird, während ein neutrales Netzmittel darin gelöst und das Rühren und Erhitzen fortgesetzt wird, bis das Hydratwasser grösstenteils aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben ist, worauf die Mischung einer hohen Scherkraft ausgesetzt wird.

14. Verfahren nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als wasserhaltiges Adsorptionsmittel feinteiliger Attapulgit und als Netzmittel ein Talg-Fettsäureamid verwendet wird.

15. Verfahren nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein mikrokristallines Wachs verwendet wird.

16. Verfahren nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenwasserstoffwachs ein mikrokristallines Wachs in Mengen von 55 bis 96,5 Gew.

Teile als Netzmittel eine Mischung von Amiden sich von Talg herleitender Fettsäuren in Mengen von 0,5 bis 15 Gew. Teilen, und als wasserhaltiges Adsorptionsmittel feinteiliger, wasserhaltiger Attapulgit in Mengen von 3 bis 30 Gew. Teilen verwendet wird.

17. Verfahren nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Netzmittel 0,5 bis 15 Gew.O/o Kokosnussöl-Fettsäureamide, als wasserhaltiges, mineralisches Adsorptionsmittel 3 bis 30 Ges. 0/0 feinteiliger Attapulgit und als Wachs grösstenteils mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von 55 bis 95" in der Differenz entsprechender Menge verwendet wird.

PATENTANSPRUCH III Verwendung der Wachsmischung nach Patentanspruch I zum Behandeln flächenförmiger Materialien.

UNTERANSPRÜCHE 18. Verwendung nach Patentanspruch III zum schichtweisen Verkleben flächenförmiger Materialien, wobei mindestens die eine Schicht aus einem faserigen Material besteht.

19. Verwendung nach Patentanspruch III zum schichtweisen Verkleben zweier flächenförmiger faseriger Materialien.

20. Verwendung nach Patentanspruch III zum Bestreichen flächenförmiger Materialien.

21. Verwendung nach Patentanspruch III zur Herstellung von Schachtel-Rohstücken aus flächenförmigen Materialien, wovon mindestens eines faserig und mindestens einseitig mit der Mischung beschichtet ist.

22. Verwendung nach Patentanspruch III zur Herstellung von Schachteln aus flächenförmigen Materialien, wovon mindestens eines faserig und mindestens einseitig mit der Mischung beschichtet ist.