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Dokumentenidentifikation DE69931569T2 06.06.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000990676
Titel Biologisch abbaubare Dampfkorrosionsinhibitoren
Anmelder Cortec Corp., St. Paul, Minn., US
Erfinder Chandler, Christophe, Woodbury, Minnesota 55125, US;
Miksic, Boris A., North Oaks, Minnesota 55127, US;
Bradley, Scott J., Madison Wisconsin 53711, US
Vertreter Andrae Flach Haug, 83022 Rosenheim
DE-Aktenzeichen 69931569
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.09.1999
EP-Aktenzeichen 993075340
EP-Offenlegungsdatum 05.04.2000
EP date of grant 31.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.06.2007
IPC-Hauptklasse C08L 23/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C08L 67/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08L 3/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B65D 65/46(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08K 3/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08K 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein verbessertes, umweltfreundlicheres Harzprodukt, das besonders für Abdichtungs- und/oder Verpackungsanwendungen nützlich ist. Das Produkt weist die Merkmale einer biologischen Abbaubarkeit auf und enthält einen Dampfphasen-Korrosionshemmer für den Schutz metallischer Oberflächen, die in unmittelbarer Nachbarschaft zum Material angeordnet sind, zum Beispiel wenn sie in einer Hülle gehalten werden oder enthalten sind, die aus dem Produkt in Form einer Folie oder Verkleidung hergestellt wurde, oder wenn sie in einer Verpackung enthalten sind, die eine korrosionshemmende Schüttmasse aus Maisstärke-Füllstoffkörpern, die normalerweise als „Peanuts" bezeichnet werden, einsetzt. Plastikfolien und Verpackungsmaterialien, die aus Ausgangsmaterialien hergestellt werden, die biologisch abbaubar sind, sind im Handel erhältlich, und aufgrund ihrer umweltfreundlicheren Eigenschaften steigt die Nachfrage nach ihnen immer mehr. Zum Beispiel gibt es viele Anwendungen für Folien aus Kunststoffharzen, einschließlich der Herstellung von Hüllen wie Transportsäcken zur Schaffung einer schützenden Umgebung für Metallgegenstände. Außerdem können Harzprodukte aus anderen Ausgangsmaterialien hergestellt werden, wobei solche Gegenstände spezifische Anwendungen als Trennmaterialien in Verpackungen oder als Füllmaterialkörper, die in verschiedenen Verpackungsanwendungen nützlich sind, gefunden haben.

JP-A-7150077 beschreibt eine Zusammensetzung für einen Lacküberzug, die ein biologisch abbaubares Polymer, das eine Carboxygruppe enthält, und eine Triazolverbindung enthält, für die Aufbringung auf unter Wasser liegende Strukturen, wie Schiffe, Fischernetze und Entwässerungskanäle. Es wird gesagt, dass die Zusammensetzungen aquatische Organismen daran hindern, sich an den Strukturen festzusetzen.

WO 93/08014 offenbart einen biologisch abbaubaren Verpackungsschaum und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der Schaum wird aus einem angegebenen Stärkematerial, einer angegebenen schwachen Säure und einer Carbonatzusammensetzung hergestellt.

WO 98/35349 beschreibt einen Verschluss aus reinem Kohlenstoffstahl für Vorrichtungen zur externen Datenspeicherung, der eine primäre Beschichtung und einen Dampfphasen-Korrosionshemmer enthält.

DE 3618841 offenbart eine Versiegelungslösung für chromatierte Zinkoberflächen auf der Basis einer wässrigen Lösung oder Dispersion organischer filmbildender Harze und eines anorganischen thixotropen Agens und, gegebenenfalls, eines mehrwertigen Alkohols und eines weiteren Korrosionshemmers.

US 4 657 689 beschreibt eine Gefrierschutz-/Kühlzusammensetzung mit korrosionshemmender Wirkung aus einem flüssigen Alkohol, die angegebene Hydrocarbylsäuren/-salze ein Hydrocarbylazol und ein angegebenes Hydrocarbylalkalimetallsulfonat umfasst.

Herkömmliche, aus Polyolefinharzen hergestellte Folien oder Gegenstände haben zwar breite Anwendung für Verpackungszwecke gefunden, aber der Bedarf an Harzprodukten, die biologisch abbaubar sind, ist erkannt worden, und für verschiedene Anwendungen wird ihr Einsatz zur Notwendigkeit. Aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften besitzen diese, aus biologisch abbaubaren Materialien hergestellten Produkte jedoch einige nachteilige Charakteristika oder Eigenschaften, die über den Einsatz der Grundzüge der vorliegenden Erfindung überwunden werden könnten.

Biologisch abbaubare Kunststofffolien oder -gegenstände haben bestimmte physikalische und mechanische Eigenschaften, die sich von denjenigen der herkömmlichen und gut bekannten Polyolefinfolien, z.B. aus Polyethylen und Polypropylen, unterscheiden. Zum Beispiel haben die kommerziell erhältlichen, biologisch abbaubaren Folien eine signifikant höhere Atmungsaktivität, sie ziehen stärker Feuchtigkeit an und sind stärker durchlässig für Feuchtigkeit. Aufgrund dieser physikalischen Eigenschaften bieten biologisch abbaubare Kunststofffolien im typischen Falle Metallgegenständen einen geringeren Schutz, als er durch die herkömmlicheren Polyolefinfolien bereitgestellt wird. Dieser Nachteil kann jedoch überwunden werden, wenn die biologisch abbaubare Folie aus dem Kunststoffharz mit einem teilchenförmigen Dampfphasen-Korrosionshemmer kombiniert wird, der in der gesamten Folie dispergiert ist oder die Oberfläche der Folie überzieht. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung gewählten Dampfphasen-Korrosionshemmer sind hochkompatibel mit biologisch abbaubaren Folien, und sie bieten Metallgegenständen in einer Hülle einen signifikanten Schutz. Insbesondere wurde für diejenigen Folien, die ein filmbildendes Harz umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Polymilchsäure-Homopolymer, einem Polycaprolacton-Polymer und Polyestern, die aus Adipinsäure, Bernsteinsäure, Butandiol und Terephthalsäure hergestellt wurden, bestehen, gefunden, dass sie günstige Wirkungen zeigen, wenn sie zusammen mit den erfindungsgemäßen Hemmstoffen verwendet werden. Außerdem können auch biologisch abbaubare Folien, die aus Polyethylen mit Stärke oder ausgewählten Oxidationsmitteln hergestellt wurden, sowie andere Polyesterkombinationen eingesetzt werden. Folien, die diese Harze entweder in reiner Form oder in Form von Mischungen umfassen, weisen die Eigenschaft der biologischen Abbaubarkeit zusammen mit einer höheren Permeabilität und einer höheren Atmungsaktivität im Vergleich zu den entsprechenden Eigenschaften herkömmlicher Polyolefinfolien auf.

Bei der Herstellung von Hüllen oder Verkleidungen für Metallgegenstände sind die höhere Permeabilität und Atmungsaktivität für bestimmte Anwendungen von Vorteil. Zu solchen Anwendungen gehören Hüllen für Umgebungen hoher Luftfeuchtigkeit zur Vermeidung eines „Treibhauseffekts". Zum Ausgleich der größeren Permeabilität und Zugänglichkeit der Hülle für korrosive Atmosphären, die reich an Wasserdampf, salzhaltiger Luft, Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff und anderen Gasen sind, die eine Bedrohung für die Oberflächen von Metallgegenständen darstellen, stellt ein Dampfphasen-Korrosionshemmer in Folien des Typs, die für diese Erfindung ausgewählt wurden, einen signifikanten Schutz für Metallgegenstände sowie andere Vorteile bereit. Ähnliche Vorteile werden geboten, wenn die erfindungsgemäßen Formulierungen für den Ersatz geformter oder geschäumter Polystyrolgegenstände, wie von Peanuts, Schäumen, Bögen und dergleichen für Verpackungszwecke, verwendet werden.

Die ausgewählten Dampfphasen- und Kontaktkorrosionshemmer, für die gefunden wurde, dass sie beim Einsatz im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung äußerst wirksam sind, sind Aminsalze, Ammoniumbenzoat, Alkalimolybdate, Alkalinitrite, dibasische saure Alkalisalze und Triazolverbindungen. Für diese Materialien wurde gefunden, dass sie hochwirksame korrosionshemmende Eigenschaften aufweisen, wenn sie gemäß der vorliegenden Erfindung mit den Folien kombiniert oder als Überzug auf die Folien aufgebracht werden. Die Korrosionshemmer werden vorzugsweise in teilchenförmiger Form hergestellt und bereitgestellt, wobei die Teilchen in einem bevorzugten Größenbereich liegen. Für die meisten Folienanwendungen haben die Korrosionshemmer, die sich als am nützlichsten erwiesen haben, eine maximale Teilchengröße von unter ungefähr 50 &mgr;m, wobei eine Größe zwischen ungefähr 20 und 30 &mgr;m bevorzugt wird.

Wenn ein Foliensubstrat seinen vorgesehenen Zweck erfüllt hat und entsorgt werden soll, wird es immer wichtiger, dass die Zusammensetzung, aus der die Folie hergestellt wurde, biologisch abbaubar ist. Tatsächlich wurden bestimmte gesetzgeberische Maßnahmen vorgeschlagen, die die Entsorgung von Beuteln, die aus biologisch nicht abbaubaren Kunststofffolien hergestellt wurden, auf Kompostierungsanlagen oder Komposthaufen verbieten würden. In diesem Zusammenhang wurden Standards für die Klassifizierung von Folienbeuteln als biologisch abbaubar aufgestellt, wobei dieser Standard normalerweise dafür sorgt, dass nicht mehr als 10 % des Ausgangsgewichtes der Folie nach 12 Wochen Exposition gegen ein Kompostmedium auf einem Sieb von 9,5 mm (3/8 Inch) zurückbleiben. Harzfolien, die aus einem Polymerharz hergestellt werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Polymilchsäure-Homopolymer, Polyestern von Butandiol, Adipinsäure, Bernsteinsäure und Terephthalsäure oder Polycaprolacton besteht, erfüllen diese Standards. Für andere filmbildende Materialien, einschließlich von Polyethylen mit Stärke und bestimmte Polyester, wird erwartet, dass sie diese Standards ebenfalls erfüllen. Die Eigenschaften und Charakteristika dieser Folien bezüglich der biologischen Abbaubarkeit werden nicht negativ beeinflusst, wenn sie mit einem oder mehreren der teilchenförmigen Korrosionshemmer vermischt werden, wie es hier weiter oben dargelegt wurde.

Was die biologisch abbaubaren Foliensubstrate betrifft, so ist ein Milchsäure-Homopolymer kommerziell von Cargill Inc., Minnetonka, Minnesota, unter dem Handelsnahmen „Ecopla 4200-D" erhältlich, wobei dieses Homopolymer für die Herstellung biologisch abbaubarer Folien nützlich ist. Außerdem können Materialien verwendet werden, die von Mitsui Chemicals Inc., Japan, unter dem Handelsnamen „Lacea" erhältlich sind. Ein biologisch abbaubare Folien bildendes Harz ist von der BASF, Parsippany, New Jersey, unter dem Handelsnamen „Ecoflex" erhältlich, und es ist für die Herstellung von Folienprodukten nützlich. Aus Polycaprolacton hergestellte Polyester-Polymere sind von Union Carbide unter dem Handelsnamen „TONE" kommerziell erhältlich, und „EASTAT" ist kommerziell erhältlich von Eastman Chemical. „Bionolle", ein Polyester, das kommerziell von Showa Denko, Japan, erhältlich ist, ist besonders nützlich als eine Folie, ein Schaum oder ein Vliesbogen, der mit korrosionshemmenden Chemikalien beschichtet oder in Kontakt mit diesen extrudiert werden kann. Alle diese Harze können mit den ausgewählten dampf- und kontaktkorrosionshemmenden Chemikalien oder Formulierungen zur Erzeugung von Folien kompoundiert werden, die imstande sind, den Oberflächen verpackter Metallgegenstände einen verstärkten Korrosionsschutz bereitzustellen. Gleichzeitig können diese Folien, wenn sie ihren Zweck erfüllt haben, als biologisch abbaubare Materialien auf herkömmlichen Kompostfeldern entsorgt werden.

Es ist allgemein anerkannt, dass biologisch abbaubare Folien umweltfreundlicher sind, da der Abbau der Folie sie für Verwendungen in Situationen annehmbarer macht, in denen es zu einer Kompostierung kommt. Gemäß der vorliegenden Erfindung können biologisch abbaubare Folien in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen die Folien mit den Korrosionshemmern des Typs, der für den Einsatz im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ausgewählt wird, kombiniert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Korrosionshemmer, die für den Einsatz in Kombination mit Harzen in Form von Folien oder Kissen für Verpackungszwecke bevorzugt werden, aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aminsalzen, Ammoniumbenzoat, Alkalimetallmolybdaten, Alkalinitriten, dibasischen sauren Alkalisalzen, Triazolverbindungen und Mischungen davon bestehen. Diese korrosionshemmenden Materialien sind besonders dafür nützlich, einen Schutz der Oberflächen der meisten Metallgegenstände bereitzustellen, wobei die Triazolkomponente besonders für den Schutz von Kupfer gegen eine Korrosion nützlich ist. Bei einer typischen Anwendung bei der Produktion könnten die ausgewählten Korrosionshemmer mit dem ausgewählten Harz in relativ hohen prozentualen Anteilen, wie zwischen 10 % und 20 %, zur Herstellung einer Vormischung gemischt werden. Diese konzentrierte Vormischungsformulierung kann dann mit den filmbildenden Harzen weiter unter Bildung einer fertigen Mischung gemischt werden, die für die letztendliche Extrusion als Folienprodukt, das vorzugsweise zwischen 1 % und 3 % der dampf- und kontaktkorrosionshemmenden Komponente in der Folie enthält, geeignet ist. Zur Erleichterung der Herstellung bestimmter Formulierungen ist es vorteilhaft, Vormischungsformulierungen eines filmbildenden Materials zusammen mit einer zweiten Komponente zu präparieren, um die Oxidation der Harzmatrix zu verstärken, was es möglich macht, verschiedene Vormischungsformulierungen unter Bildung des gewünschten fertigen Produkts zu vermischen.

Es ist somit ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Folie aus Kunststoffharz für den Einsatz zur Verpackung und für andere Anwendungen bereitzustellen, wobei die verbesserte Folie die Merkmale der biologischen Abbaubarkeit mit einem Dampfphasen-Korrosionshemmer für den Schutz von Metalloberflächen, die von der Folie umschlossen oder in ihr enthalten sind, vereinigt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die biologisch abbaubare, harzartige Füllmaterialform für Verpackungszwecke nach Anspruch 6 bereitgestellt.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte Folien aus Kunststoffharz für eine Vielzahl von Anwendungen bereitzustellen, wobei die Folie die Merkmale der biologischen Abbaubarkeit und des Korrosionsschutzes vereinigt, und wobei die Folien im Vergleich zu den Folien, die aus herkömmlichen Polyolefinharzen hergestellt werden, eine höhere Atmungsaktivität und Permeabilität für Feuchtigkeit zeigen.

Andere und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf diesem Gebiet nach dem Studium der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche offensichtlich sein.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Blends aus einer biologisch abbaubaren Folie und Dampfphasen-Korrosionshemmern für die Extrusion zur Erzeugung von Folien hergestellt, die die gewünschte Kombination der oben dargelegten Eigenschaften aufweisen. Zur Beschreibung der Grundzüge der bevorzugten sowie anderer Ausführungsformen werden die folgenden spezifischen Beispiele gebracht.

DIE DAMPFPHASEN-KORROSIONSHEMMER-KOMPONENTE (DKH-KOMPONENTE)

Die in den obigen Beispielen ausgewählten korrosionshemmenden Chemikalien, die für die Herstellung der Vormischung geeignet sind, können alternativ aus Alkalimolybdaten, Aminsalzen, Ammoniumbenzoat, Triazolverbindungen und -derivaten, Alkalinitriten, dibasischen sauren Alkalisalzen und Mischungen davon ausgewählt werden. Vorteilhafterweise können bevorzugte Mischungen mit den folgenden Formulierungen eingesetzt werden: Komponente Bereich der Gewichtsteile Natriummolybdat 60–70 Teile Benztriazol 20–25 Teile Dicyclohexylammoniumnitrit 5–10 Teile
Komponente Bereich der Gewichtsprozente Benztriazol 25–30 % Natriummolybdat 60–65 % Natriumnitrit 3–5 % Dicyclohexylammoniumnitrit 3–5 %
Komponente Bereich der Gewichtsprozente Cyclohexylammoniumbenzoat 60–70 % Ethanolammoniumbenzoat 5–10 % Benztriazol 5–10 % Triethanolammoniumnitrat 15–25 %
Komponente Bereich der Gewichtsprozente Benztriazol 5–10 % Natriumsebacat 55–65 % Ammoniumbenzoat 15–25 % Siliciumdioxid 0–5 % Dicyclohexylammoniumnitrit 5–10 % Natriummolybdat 5–10 %

BEISPIEL 1

Es wird ein Harzblend aus einem Polyethylenharz und einem Additiv, das im wesentlichen aus Maisstärke besteht, hergestellt. Dieses Blend ist unter dem Handelsnamen „Degra-Novan IR-1025" erhältlich und kann von Novon International, Tonawanda, New York, bezogen werden. Dieses Maisstärke-Polyethylen-Blend wird in einer Menge, die 25 % an IR-1025 ausmacht, zu Polyethylenharz gegeben. Zu diesem Blend werden 2,5 % eines Dampfphasen-Korrosionshemmers gegeben, der aus den oben beschriebenen, ausgewählten korrosionshemmenden Chemikalien besteht, wobei Dicyclohexylaminnitrit gewählt wird. Das Material des Dampfphasen-Korrosionshemmers hat eine Teilchengröße von unter 50 &mgr;m. Dieses präparierte Blend wird anschließend zu einem fertigen Folienprodukt mit einer Dicke von 5 Milliinch coextrudiert. Die Atmungsaktivität und die Permeabilität dieses Folienprodukts sind größer als diejenigen von aus Polyethylen hergestellten Folien, und gleichzeitig ist die Freisetzung des korrosionshemmenden Dampfes in die Umhüllung erhöht und beschleunigt.

Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann der bevorzugte Bereich des IR-1025 im Harzblend zwischen 10 % und 30 % des Gesamtharzes liegen. Ähnlich kann die korrosionshemmende Komponente in einer Menge zwischen 1 % und 3 % der fertigen Folie enthalten sein.

Zur Erleichterung der Herstellung des Blend aus diesem Beispiel kann eine erste Vormischung unter Verwendung von 70 % Polyethylenharz und 30 % Maisstärke hergestellt werden. Eine zweite Vormischung wird unter Einsatz von 87 % Polyethylenharz, wobei der Rest von 13 % aus Korrosionshemmer besteht, hergestellt. Die beiden Komponenten der Vormischung werden dann unter Bildung des fertigen Produkts gemischt, wobei die Formulierung dann so aussieht, dass der Korrosionshemmer 2,5 % der gesamten Folie ausmacht und die Maisstärke 12,5 % des Harzblend ausmacht. Zur Erzeugung des Verhältnisses der oben aufgeführten Komponenten kann eine geeignete Menge an reinem Polyethylen erforderlich sein. In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, bis zu 25 Gew.-% an Korrosionshemmer, wobei der Rest Harz ist, in Form einer Vormischung einzuarbeiten. Danach wird die Vormischung mit anderen Harzen und biologisch abbaubaren Produkten gemischt, um die Gewichtsprozente der DKH-Komponente auf einen Bereich zwischen 1 und 3 Gew.-% DKH abzusenken.

BEISPIEL II

Ein Harzblend aus PLA (Polymilchsäure), der von Cargill Inc., Minnetonka, Minnesota, bezogen werden kann und den Handelsnamen „Ecopla 4200D" trägt, wird mit einem ausgewählten Dampfphasen-Korrosionshemmer in einem Verhältnis von 100 Teilen PLA zu 15 Teilen DKH unter Bildung einer für ein Mischen geeigneten Vormischung extrudiert. Das Material des Dampfphasen-Korrosionshemmers ist ein Blend korrosionshemmender Komponenten mit der folgenden Formulierung: Komponente Gewichtsprozente Cyclohexylammoniumbenzoat 60 % Ethanolammoniumbenzoat 10 % Benztriazol 10 % Triethanolammoniumnitrat 20 %
und hat eine Teilchengröße von unter 50 &mgr;m. Der Vormischung wird weiter mit „Ecopla 4200D" in einem Verhältnis von 100 Teilen „Ecopla 4200D" zu 15 Teilen Vormischung gemischt, um eine fertige Zusammensetzung mit ungefähr 1,5 % korrosionshemmenden Chemikalien in der extrudierten Folie zu erzeugen.

Das resultierende Blend wird vorteilhafterweise als ein Element einer coextrudierten Laminatfolie eingesetzt, wobei das Blend aus diesem Beispiel in der inneren (bei der Verwendung) Schicht eines zweischichtigen coextrudierten Folienlaminats vorliegt. Alternativ kann diese Schicht als eine innere oder zentrale Schicht in einer coextrudierten Laminatfolie mit drei Komponenten dienen, wobei die anderen Schichten aus einem geeigneten höherschmelzenden Polyester, der leichter zu verarbeiten ist, bestehen.

BEISPIEL III

Ein Harzblend von „Ecoflex" (BASF, Parsippany, New Jersey) wird durch das Extrudieren von 100 Teilen „Ecoflex" mit 15 Teilen DKH-Komponente, die aus ausgewählten Dampfphasenhemmerkomponenten besteht, hergestellt, um eine extrudierte Vormischung mit 12–13 % DKH zu erzeugen. Diese Vormischung wird weiter mit „Ecoflex" gemischt und als eine Folie extrudiert, die sowohl biologisch abbaubar ist als auch korrosionshemmende Eigenschaften aufweist. In dieser Formulierung hat die DKH-Komponente einen Größenbereich von bis zu 100 &mgr;m, auch wenn am geeignetsten eine Größe im Bereich von bis zu maximal 50 &mgr;m eingesetzt werden kann.

BEISPIEL IV

Ein Harzblend aus einem „TONE"-Polymer, das kommerziell von Union Carbide unter dem Handelsnamen „P-787" erhältlich ist, wird mit ausgewählten Dampfphasen-Korrosionshemmern unter Erzeugung einer extrudierten Vormischung mit ungefähr 12 % DKH extrudiert. Diese Vormischung wird weiter mit P-787 (Polycaprolacton) unter Bildung einer Mischung gemischt, die als Folie extrudiert, in eine ausgewählte Form gebracht oder mit Blasmitteln gemischt werden kann, um konturierte Formen, die für eine Verpackung geeignet sind, zu erzeugen. Die Folie, die extrudierten Gegenstände und die Schäume sind besonders für die Verpackung und den Schutz von Metallkomponenten nützlich.

BEISPIEL V

Ein Harzblend aus Polyethylenharz mit einem Maisstärkezusatz kann mit einer DKH- Lösung beschichtet werden, wobei das letztendliche Gewicht der trockenen Beschichtung im Bereich von ungefähr 1 bis 5 Pfund pro 3000 Quadratfuß liegt. Das Polyethylen, das durch das Mischen mit der Maisstärke biologisch abbaubar gemacht wurde, kann mit einer Koronaentladung behandelt werden, um eine beschichtbare Oberfläche zu erzeugen. Ein derartiges Material kann anschießend zur Herstellung von Verpackungsmaterialien eingesetzt werden, wobei die vorhandene DKH-Beschichtung auf der inneren Oberfläche der fertigen Verpackung oder Hülle exponiert oder angeordnet ist. Eine für diese Anwendung nützliche korrosionshemmende Formulierung ist: Komponente Bereich der Gewichtsprozente Triethanolaminnitrat 6 %–12 % Tolyltriazol 9 %–12 % Cyclohexylammoniumbenzoat 15 %–21 % Ethanolammoniumbenzoat 39 %–45 % Tallölimidazolinacetat 6 %–9 % Tallölimidazolinnitrat 3 %–9 %
Komponente Gewichtsprozente Natriummolybdat 65 % Natriumnitrit 25 % Benztriazol 5 % Dicyclohexylammoniumnitrit 5 %

Die Formulierung wurde mit einer Stärke gemischt, die als „Hylon-VII-Stärke" bezeichnet wird und kommerziell von National Starch Co. in einem Verhältnis von 98 Teilen Stärke zu 2 Teilen Hemmstoffen erhältlich ist. Die Mischung wurde zu Peanuts oder Bögen, wie Trennvorrichtungen, verarbeitet, die für eine Verpackung und Korrosionshemmung geeignet sind.

Alternativ und in Übereinstimmung mit den anderen Grundzügen dieses Beispiels VI können andere korrosionshemmende Formulierungen, wie sie in den Formulierungen 1–4 einschließlich der obigen dargelegt wurden, auf passende Weise ausgewählt und eingesetzt werden.

BEISPIEL VII

Eine biologisch abbaubare Folie mit einem höheren Stärkegehalt wurde aus 85 % Polyethylen, 12,5 % Stärke und 2,5 % einer dampfphasenkorrosionshemmenden Chemikalie hergestellt. Die Folie wurde aus einer Mischung aus „Novan IR4025", bei dem es sich um ein Pellet aus 60 % Polyethylen und 40 % Stärke handelt, und Pellets aus einer Vormischung, die 88 % Polyethylen und 12 % Korrosionshemmer enthielt, wie es für die Formulierung 1 oben dargelegt wurde, extrudiert. Die Folie wurde getestet und erwies sich als geeignet zur Bereitstellung des gewünschten Korrosionsschutzes. Der höhere Stärkeanteil stellte auch eine schnellere biologische Abbaubarkeit bereit.

BEISPIEL VIII

Ein Harzblend aus einem Polyester, der aus Bernsteinsäure, Adipinsäure und Butandiol hergestellt worden war und kommerziell als „3001" von Showa Denko, Japan, unter dem Handelsnamen „Bionolle" erhältlich ist, wird mit ausgewählten DKH zur Erzeugung einer Vormischung mit ungefähr 12 % DKH extrudiert. Diese Vormischung wird weiter mit mehr von diesem Polyester gemischt und als Folie extrudiert. Folien, die mit diesem Harz hergestellt werden, haben einen höheren Erweichungspunkt und werden eingesetzt, wenn lediglich eine höhere Wärmebeständigkeit benötigt wird.

BEISPIEL IX

Es wurde ein Blend aus Polyethylenharz, korrosionshemmenden Chemikalien und einem Oxidationsmittel wie DCP-508, das kommerziell von Environmental Products Inc., Conroe, Texas, bezogen werden kann, hergestellt. Das fertige Blend bestand aus 100 Teilen Polyethylenharz, 3 Teilen Korrosionshemmern und 3 Teilen DCP-508, bei dem es sich um einen Polyethylenträger für ausgewählte oxidierende Chemikalien handelt. Diese Mischung wurde zu einer Folie extrudiert, die ausgezeichnete Korrosionseigenschaften besaß. Die vorhandenen oxidierenden Chemikalien stellen eine schnelle biologische Abbaubarkeit der hauptsächlich aus Polyethylen bestehenden Struktur sicher.

Als weiteres Beispiel für die Einsetzbarkeit kann das Harzblend aus einem beliebigen der obigen Beispiele I bis IX weiter mit einem Blasmittel zur Bildung geformter Gegenstände, wie geformter Schäume, die Dampfphasenkorrosionshemmer enthalten, gemischt werden. Solche Schäume können in Verpackungsanwendungen eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung stellt somit, um das Ganze zusammenzufassen, eine Basis für den Einsatz eines äußerst erwünschten, umweltfreundlicheren, biologisch abbaubaren Produkts bereit, das, wenn es eingesetzt wird, die Wirksamkeit der Produkte für die Verwendung zum Schutz von Metalloberflächen erhöht. Gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Folien stellen einen Mechanismus für den Schutz von Metalloberflächen gegen die potentiell schädlichen Wirkungen von Prooxidantien bereit, die in der Struktur der meisten biologisch abbaubaren Folien aus Kunststoffharz enthalten sind. Es sollte weiter klar sein, dass die hier aufgeführten spezifischen Beispiele zum Zwecke einer Veranschaulichung und zur Demonstration der bevorzugten Einsatzweise der Grundzüge der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden. Somit veranschaulichen diese Beispiele die vorliegende Erfindung, und sie sollen nicht als Einschränkung des Umfangs angesehen werden, auf den die Erfindung ansonsten Anspruch erhebt.


Anspruch[de]
Biologisch abbaubare Harzprodukte zur Verwendung für Abdichtungs- und/oder Verpackungsanwendungen, im wesentlichen bestehend aus:

(a) polymeren Harzen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus Polyethylenharzen, die zur Bereitstellung einer biologischen Abbaubarkeit modifiziert wurden, Stärke, Polyestern, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polymilchsäure-Homopolymer und Polycaprolacton besteht, und Polyestern, die aus Butandiol, Adipinsäure, Bernsteinsäure und Terephthalsäure hergestellt wurden, und

(b) einem teilchenförmigen Dampfphasen-Korrosionshemmer, der in dem genannten Harzprodukt dispergiert ist, wobei die Kombination aus den genannten polymeren Harzen und dem genannten Dampfphasen-Korrosionshemmer dadurch gekennzeichnet ist, dass

der genannte Dampfphasen-Korrosionshemmer ausgewählt ist aus Aminsalzen, Ammoniumbenzoat, Triazolderivaten, dibasischen sauren Alkalisalzen, Alkalinitriten, Alkalimetallmolybdaten oder Mischungen von diesen und in einer Menge vorhanden ist, die im Bereich zwischen 1 Gew.-% und 3 Gew.-% des polymeren Harzes liegt.
Biologisch abbaubares Harzprodukt, wie es im Anspruch 1 definiert wird, im einzelnen dadurch gekennzeichnet, dass das genannte polymere Harz Polyethylen ist, das zur Bereitstellung einer biologischen Abbaubarkeit modifiziert wurde. Folie, die aus einem Produkt, wie es im Anspruch 1 definiert wird, extrudiert wurde. Geformter Gegenstand, der aus einem Produkt, wie es im Anspruch 1 definiert wird, extrudiert wurde. Biologisch abbaubare, harzartige Füllmaterialformen für Verpackungszwecke, die im wesentlichen bestehen aus einem Blend aus einem polymeren Harz, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Polyethylenharzen, die zur Bereitstellung einer biologischen Abbaubarkeit modifiziert wurden, Stärke, Polyestern, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polymilchsäure-Homopolymer und Polycaprolacton besteht, und Polyestern, die aus Butandiol, Adipinsäure, Bernsteinsäure und Terephthalsäure hergestellt wurden, und einem teilchenförmigen Dampfphasen-Korrosionshemmer, der in der genannten Füllstoffmaterialform für Verpackungszwecke dispergiert ist, wobei

der genannte Dampfphasen-Korrosionshemmer ausgewählt ist aus Aminsalzen, Ammoniumbenzoat, Triazolderivaten, Alkalimetallmolybdaten, dibasischen sauren Alkalisalzen und Mischungen von diesen und in einer Menge vorhanden ist, die im Bereich zwischen ungefähr 1 Gew.-% und 3 Gew.-% des polymeren Harzes liegt.
Biologisch abbaubare, harzartige Füllmaterialformen für Verpackungszwecke, wie sie im Anspruch 5 definiert werden, wobei das polymere Harz Maisstärke ist, und wobei der genannte Dampfphasen-Korrosionshemmer die Formulierung hat: Komponente Gewichtsprozent Natriummolybdat 65 % Natriumnitrit 25 % Benztriazol 5 % Dicyclohexylammoniumnitrit 5 %
und wobei die genannte Maisstärke 95 Gew.-% bis 99 Gew.-% des genannten Harzblend ausmacht, und wobei der genannte Korrosionsinhibitor zwischen 1 Gew.-% und 3 Gew.-% des genannten Blend ausmacht.
Biologisch abbaubare, harzartige Füllmaterialformen für Verpackungszwecke nach Anspruch 6, die ferner Treibmittel zur Erzeugung geformter Schäume, die Dampfphasen-Korrosionshemmer enthalten, umfassen. Verfahren zur Herstellung einer Folie aus einem biologisch abbaubaren Harz zur Verwendung für Abdichtungs- und/oder Verpackungsanwendungen, die im wesentlichen besteht aus einem polymeren Harz, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Polyethylenharzen, die zur Bereitstellung einer biologischen Abbaubarkeit modifiziert wurden, und Polyestern von Polymeren, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polymilchsäure-Homopolymer und Polycaprolacton besteht, und Polyestern, die aus Butandiol, Adipinsäure, Bernsteinsäure und Terephthalsäure hergestellt wurden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

(a) Auswählen eines teilchenförmigen Dampfphasen-Korrosionshemmers aus der Gruppe, die besteht aus Aminsalzen, Ammoniumbenzoat, Triazolderivaten, dibasischen sauren Alkalisalzen, Alkalinitriten, Alkalimetallmolybdaten und Mischungen von diesen,

(b) Herstellen eines Blend aus dem genannten teilchenförmigen Dampfphasen-Korrosionshemmer und dem genannten biologisch abbaubaren Harz, wobei der genannte Dampfphasen-Korrosionshemmer zwischen 1 Gew.-% und 3 Gew.-% des genannten polymeren Harzes ausmacht, und

(c) Extrudieren des genannten Blend und Recken des Extrudats unter Bildung einer Folie mit einer Dicke zwischen ungefähr 0,025 mm (1 Milli-Inch) und 0,25 mm (10 Milli-Inch).






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