DE3320097C2

DE3320097C2 -

Info

Publication number: DE3320097C2
Application number: DE3320097A
Authority: DE
Inventors: Toshio Miyake; Katsumi Hirao
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK; Kanpe Katei Toryoo KK
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK; Kanpe Katei Toryoo KK
Priority date: 1982-06-05
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1990-09-20
Also published as: US4579259A; DE3320097A1; JPS58213076A; JPH0140870B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zum Abdichten eines Gleitkontakt-Abschnittes, insbesondere eine Abdicht- Zusammensetzung, die das Ausströmen eines komprimierten oder verflüssigten Gases durch den Gleitkontakt-Abschnitt verhindert.

In der DE-OS 30 11 083 sind Dichtungs- und Schmiermittel offen bart, die aus Saccharose, einem weiteren Startermolekül (Alko hol, primärem Amin oder Wasser) und Ethylen- und/oder Propylen oxid hergestellte Polymere mit einem Molekulargewicht von 600 bis 12 000, vorzugsweise 700 bis 2000, sind. Diese Mittel wurden speziell für die Dichtung zwischen Rührer und Stopfbuchse eines Polymerisations-Autoklaven entwickelt. Sie müssen auch bei sehr hohen Drücken extrem inert sein. Da sie sich im Autoklavensystem schnell verbrauchen (ca. 1 kg/Tag), ist die Anforderung an ihre Langlebigkeit dagegen nicht extrem hoch.

Die Anforderungen an eine Abdicht-Zusammensetzung für das Ab dichten von Gleitkontakten, vor allem in Treibgas enthaltenden Aerosol-Behältern, sind dagegen bezüglich ihrer Viskosität, Elastizität, Unlöslichkeit im verwendeten Treibgas, Langlebig keit, Toxizität etc., zum Teil ganz andere.

Bisher wurden im allgemeinen Öle und mechanische Dichtungen zum Abdichten von Gleitkontakt-Abschnitten verwendet. Es ist jedoch sehr schwierig, mit dem Öl oder einer mechanischen Dichtung ein komprimiertes oder verflüssigtes Gas abzudich ten.

Zum Beispiel befindet sich in einem Aerosol-Behälter, wie er in dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 1 474/0 beschrie ben ist, ein beweglicher Kolben, der den Bereich des flüs sigen Gases von dem Bereich des Produktes trennt. Wenn der Kolben sich in dem Behälter bewegt, so strömt das ver flüssigte Treibgas in den Bereich des Produktes durch einen Gleitkontakt-Abschnitt ein, d. h. durch den engen Spalt zwischen dem Kolben und der Innenwand des Behälters. Um dieses Ausströmen zu verhindern, wurde die Verwendung eines Silikongummis als Abdichtmittel vorgeschlagen. Die Verwen dung von Silikongummi bringt jedoch nur eine ungenügende Abdichtung und hat den zusätzlichen Nachteil, daß der Sili kongummi an sich wegen seiner schnellen Zersetzung für eine Langzeitverwendung nicht geeignet ist. Da bisher keine Abdicht-Zusammensetzungen, die den Silikongummi ersetzen könnten, entwickelt worden sind, konnte ein solcher Aero sol-Behälter bisher nicht verwendet werden.

Somit bestand ein großer Bedarf für eine viel wirkungsvol lere Abdicht-Zusammensetzung, um ein solches Ausströmen zu verhindern. Wie aus dem folgenden ersichtlich sein wird, befriedigt die vorliegende Erfindung dieses Bedarf.

Aufgabe der Erfindung war es somit, eine Zusammensetzung zum Abdichten eines Gleitkontakt-Abschnittes zur Verfügung zu stellen, die das Ausströmen eines komprimierten oder verflüssigten Treibgases durch diesen Gleitkontakt-Abschnitt verhindert und in einem Aerosol-Behälter verwendet werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, eine Ab dicht-Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die bei relativ niedrigen Temperaturen verwendbar ist und eine Langzeit-Verwendung gestattet. Außerdem sollte diese Abdicht- Zusammensetzung nicht toxisch und gefahrlos sein, um sie im Haushalt verwenden zu können.

Die Erfindung betrifft daher eine Abdicht-Zusammensetzung, die ein Gewichtsteil eines hydrophilen organischen Polymers mit ei nem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 10 000 000 und 5 bis 200 Gewichtsteile eines Polyols enthält, dessen Anzahl der Kohlenstoffatome und der Hydroxylgruppen je weils im Bereich von 2 bis 20 liegt.

Die Angabe Teil bezieht sich in der vorliegenden Beschreibung auf das Gewicht.

Die Erfindung haben eine Anzahl von Zusammensetzungen unter sucht, die das Ausströmen von komprimiertem oder verflüs sigtem Gas durch den Gleitkontakt-Abschnitt verhindern und die folgenden Bedingungen erfüllen:

1. Eine solche Zusammensetzung sollte eine entsprechende Viskosität und Elastizität haben.
2. Eine solche Zusammensetzung sollte gleichmäßig überall am Gleitkontakt-Abschnitt haften, um eine vollkommene Abdichtung zu gewährleisten.
3. Eine solche Zusammensetzung sollte eine genügend große Beweglichkeit haben, um die Bedingung (2) zu erfüllen, selbst dann, wenn der Gleitkontakt-Abschnitt sich be wegt, wie z. B. im Fall des Kolbens, der sich hin und her bewegt.
4. Eine solche Zusammensetzung sollte in dem verwendeten, verflüssigten Treibgas unlöslich sein.
5. Eine solche Zusammensetzung sollte das Produkt weder verändern noch zersetzen, wenn es mit dem Produkt und/oder dem verflüssigten Gas in Berührung kommt, wie es in dem Aerosol-Behälter der Fall ist.
6. Eine solche Zusammensetzung sollte alle Bedingungen (1) bis (5) bei Lebenstemperaturen erfüllen, d. h. bei etwa 0 bis 45°C, sowie diese Eigenschaften über eine lange Zeit, bis zu 0,5 Jahren, vorzugsweise über 2 Jahre, behalten.
7. Vorzugsweise sollte eine solche Zusammensetzung nicht toxisch und gefahrlos sein, da die Möglichkeit besteht, daß eine solche Zusammensetzung mit dem menschlichen Körper in Berührung kommt und auch in ihn eindringt.

Die Erfinder haben verschiedene Zusammensetzungen unter sucht, die diese Bedingungen erfüllen könnten. Eine Zusam mensetzung, die 1 Gewichtsteil eines hydrophilen organi schen Polymerisats mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 10 000 000 und 5 bis 200 Gewichtsteile eines Polyols enthält, dessen Anzahl der Kohlenstoffatome und der Hydroxylgruppen jeweils im Bereich von 2 bis 20 liegt, erfüllt diese Bedingungen.

Als hydrophiles organisches Polymerisat für die erfindungs gemäße Zusammensetzung können synthetische Polymerisate verwendet werden, z. B. Polyethylenoxid, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolodon; bevorzugt werden jedoch natürliche Polymerisate und deren Derivate, einschließlich wasserlös licher Polysaccharide, z. B. Pullulan, Elsinan, Dextran, Levan, Mannan, Gummi arabicum, Tragacanthgummi, Guargummi, Xanthangummi, Carraginan, Pektinstoffe, Hydroxyethylstärke, Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylencellulose. Insbe sondere wird die Verwendung von Pullulan oder Elsinan, die im wesentlichen aus sich wiederholenden Maltotriose- Einheiten bestehen, bevorzugt, da sie wesentlich besser die Bedingungen (1) bis (7) erfüllen. Das mittlere Moleku largewicht eines solchen Polymerisates liegt im Bereich von 10 000 bis 10 000 000, vorzugsweise von 20 000 bis 2 000 000.

Die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Polyole enthalten je 2 bis 20 Kohlenstoffatome und Hydroxyl gruppen je Molekül, z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Erythrit, Xylit, Sorbit, Mannit, Maltit, Isomal tit, Laktit, Maissirup, hydrierter Maissirup und Polyglyce rin.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann jedes Verfahren verwendet werden, solange die Zusammenset zung mit 1 Gewichtsteil eines hydrophilen organischen Poly merisats mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 10 000 bis 10 000 000 und 5 bis 200 Gewichtsteilen, vorzugsweise 10 bis 100 Gewichsteilen, eines Polyols, dessen Anzahl der Kohlenstoffatome und der Hydroxylgruppen jeweils im Bereich von 2 bis 20 liegt, hergestellt werden kann. Ist das Polyol eine nichtkristalline Flüssigkeit, z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol oder Glycerin, so wird ins besondere das Polyol zuerst zu dem Polymer zugegeben und dann durch Rühren und Erhitzen auf eine Temperatur von im allgemeinen 30 bis 160°C bis zur Homogenität ver mischt. Ist das Polyol ein kristallines Pulver, z. B. Xylit, Sorbit oder Maltit, so kann es durch Erhitzen auf eine Temperatur über seinen Schmelzpunkt geschmolzen oder in dem obenerwähnten flüssigen Polyol gelöst werden. Man kann das Polyolpulver aber auch zuerst in Wasser lösen und die entstandene Lösung dann bis zur Homogenität mit dem hydrophilen organischen Polymer vermischen, wie in dem Fall des oben angegebenen flüssigen Polyols.

Die Verwendung entsprechender Mengen an Wasser und/oder oberflächenaktivem Mittel kann für die Herstellung einer Abdicht-Zusammensetzung mit einer höheren Stabilität und Homogenität günstig sein. Im allgemeinen kann man Wasser zur Beschleunigung der Lösung des Polymers, zur Einstel lung der Viskosität der Zusammensetzung und zum Lösen eines kristallinen Polyolpulvers verwenden. Die bevorzugte Menge an Wasser liegt im Bereich von 0,05 bis 20 Gewichtsteilen je Gewichtsteil Polymerisat.

In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendbare ober flächenaktive Mittel sind solche, die sowohl das Polymer wie das Polyol leicht lösen und vorzugsweise nicht toxisch und gefahrlos sind. Bevorzugte oberflächenaktive Mittel sind neutrale oder anionische Mittel, z. B. Alkali metallsalze oder Sulfosuccinate von höheren Fettsäuren, sowie Sorbitanester, Monoglyceride und Zuckerester von Fettsäuren.

Die auf diese Weise erhaltene Zusammensetzung erfüllt alle Bedingungen (1) bis (7): Auf diese Weise ist die Zusammen setzung als Abdichtmittel zum Verhindern des Ausströmens eines komprimierten oder verflüssigten Gases durch den Gleitkontakt-Abschnitt geeignet, z. B. in einem Aerosol-Be hälter, in dem ein verflüssigtes Treibgas verwendet wird, in einem Mikrokompressor, einer Mikropumpe oder einer Mikro- Druckölanlage.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Gemisch von 6 Gewichtsteilen Pullulan mit einem mittle ren Molekulargewicht von 200 000, 93,5 Gewichtsteilen Glyce rin und 0,5 Gewichtsteilen Zuckerester wird durch Rühren und Erhitzen auf 110°C bis zur Homogenität vermischt. Die relative Viskosität der entstandenen Zusammensetzung beträgt 8,4 bis 10,2 Pa · s bei 40°C und 92,0 bis 114,0 Pa · s bei 12°C.

Diese Zusammensetzung wird mit Vorteil zum Abdichten des Gleitkontakt-Abschnittes in einem Aerosol-Behälter verwen det, in dem ein verflüssigtes Treibgas verwendet wird.

Nach 6monatigem Stehenlassen der Zusammensetzung bei 45°C erfolgt weder eine Zersetzung noch eine Veränderung der Zusammensetzung.

Dieses Beispiel zeigt eine Zusammensetzung, die weder toxisch ist noch Gefahr für Mensch oder Tier bedeutet. Die Zusam mensetzung ist deshalb mit Vorteil in verschiedenen Haus haltsprodukten zu verwenden, in denen ein komprimiertes oder verflüssigtes Gas mit dem Gleitkontakt-Abschnitt in Berührung kommt.

Beispiel 2

Ein Gemisch von 10 Gewichtsteilen Pullulan mit einem mittle ren Molekulargewicht von 100 000 und 90 Gewichtsteilen Ethylenglycol wird durch Rühren und Erhitzen auf 120°C bis zur Homogenität vermischt.

Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist ebenfalls zum Abdichten eines Gleitkontakt-Abschnittes, wie er im Bei spiel 1 beschrieben ist, geeignet.

Beispiel 3

Ein Gemisch von 3 Gewichtsteilen Elsinan mit einem mittle ren Molekulargewicht von 200 000, 54 Gewichtsteilen Glycerin, 42,5 Gewichtsteilen Sorbitpulver und 0,5 Gewichtsteilen eines Alkalimetallsalzes einer höheren Fettsäure wird durch Rühren und Erhitzen auf 120°C bis zur Homogenität vermischt.

Diese Zusammensetzung ist ebenfalls zum Abdichten des Gleit kontakt-Abschnittes, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist.

Beispiel 4

Ein Gemisch von 5 Gewichtsteilen Elsinan mit einem mittle ren Molekulargewicht von 300 000, 3 Gewichtsteilen Wasser, 52 Gewichtsteilen Ethylenglycol, 39,7 Gewichtsteilen Maltit pulver und 0,3 Gewichtsteilen Fettsäure-monoglycerid wird durch Rühren und Erhitzen auf 80°C bis zur Homogenität vermischt.

Diese Zusammensetzung ist ebenfalls zum Abdichten des Gleit kontakt-Abschnittes, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist, geeignet.

Beispiel 5

Eine Zusammensetzung wird wie in Beispiel 2 hergestellt, mit dem Unterschied, daß das Pullulan durch Hydroxyethyl stärke mit einem mittleren Molekulargewicht von 100 000 ersetzt wird.

Die Haftfähigkeit dieser Zusammensetzung ist niedriger als die der Zusammensetzung des Beispiels 2, jedoch genü gend für die praktische Verwendung als Zusammensetzung zum Abdichten des Gleitkontakt-Abschnittes.

Beispiel 6

Eine Zusammensetzung wird wie in Beispiel 4 hergestellt, mit dem Unterschied, daß anstelle des Elsinans Gummi arabi cum mit einem mittleren Molekulargewicht von 300 000 verwen det wird.

Die Haftfähigkeit dieser Zusammensetzung ist niedriger als die der Zusammensetzung des Beispiels 4, jedoch genügend für die praktische Verwendung als Zusammensetzung zum Ab dichten des Gleitkontakt-Abschnittes.

Beispiel 7

Ein Gemisch von 10 Gewichtsteilen Polyvinylalkohol mit einem mittleren Molekulargewicht von 100 000, 60 Gewicht teilen Glycerin, 29,5 Gewichtsteilen Wasser und 0,5 Gewichts teilen Zuckerester wird durch Rühren und Erhitzen auf 30°C bis zur Homogenität vermischt.

Die Lagerstabilität dieser Zusammensetzung ist relativ gering, jedoch genügend für die praktische Verwendung als Zusammensetzung zum Abdichten des Gleitkontakt-Abschnittes.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine praktische Abdicht-Zusammen setzung zur Verfügung stellt, die das Ausströmen eines komprimierten oder verflüssigten Gases durch den Gleitkon takt-Abschnitt eines Apparats, in dem ein solches Gas verwen det wird, verhindert.

Es wird dem Fachmann verständlich, daß man verschiedene Modifikationen der vorliegenden Erfinung, wie sie in den vorgehenden Beispielen erläutert werden, verwendet werden können, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlas sen. Viele Änderungen und Modifikationen werden dem Fach mann ersichtlich und können durchgeführt werden, ohne den Sinn und den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Abdicht-Zusammensetzung, enthaltend 1 Gewichtsteil eines hy drophilen organischen Polymers mit einem mittleren Molekularge wicht im Bereich von 10 000 bis 10 000 000 und 5 bis 200 Ge wichtsteile eines Polyols, dessen Anzahl der Kohlenstoffatome und der Hydroxylgruppen jeweils im Bereich von 2 bis 20 liegt.

2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, in der das genannte Polymer ein wasserlösliches Polysaccarid ist.

3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, in der das genannte Polymer aus der Gruppe von Polyethylenoxid, Polyvinylalkohol, Polyvinyl pyrrolidon, Pullulan, Elsinan, Dextran, Levan, Mannan, Gummi arabicum, Tragacanthgummi, Guargummi, Xanthangummi, Carraginan, Pektinstoffen, Hydroxyethylstärke, Carboxymethylcellulose, Hy droxyethylcellulose und Gemischen dieser Verbindungen ausgewählt ist.

4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 3, in der das genannte Polyol eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe von Ethy lenglycol, Propylenglycol, Glycerin, Erythrit, Xylit, Sorbit, Mannit, Maltit, Isomaltit, Laktit, Stärkezucker, hydriertem Stärkezucker und Polyglycerin ist.

5. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 4, die außerdem Wasser und/oder ein oberflächenaktives Mittel enthält.

6. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 5, die außerdem 0,05 bis 20 Gewichtsteile Wasser je Gewichtsteil des genannten Polymers enthält.

7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 5, in der das genannte oberflächenaktive Mittel ein nichtionisches oder anionisches oberflächenaktives Mittel ist.

8. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 5, in der das genannte oberflächenaktive Mittel aus der Gruppe von Alkalimetallsalzen, Sulfosuccinaten, Sorbitanestern, Monoglyceriden und Zuckerestern von Fettsäuren und Gemischen dieser Verbindungen ausgewählt ist.

9. Verwendung der Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 in einem Aerosol-Behälter.

10. Verwendung gemäß Anspruch 9, wobei in dem genannten Aerosol- Behälter ein komprimiertes oder verflüssigtes Treibgas verwendet wird.