Смазочная композиция - RU2437922C2

Описание

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к смазочным композициям, причем вышеуказанные смазочные композиции особенно предпочтительны для конвейерных систем, особенно в пищевой промышленности, которые пригодны для смазки, очистки и дезинфекции транспортировочных систем. В более частном случае изобретение относится к применению таких композиций в качестве смазок, особенно в конвейерных системах для стеклянных и/или пластиковых бутылок, таких как бутылки из полиэтилентерефталата (PET) или поликарбоната (PC); жестяных банок, стеклянных контейнеров, бочек, картонных контейнеров и подобных изделий.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычно на бутылочных и бочковых заводах производителей напитков и при упаковке продуктов питания используются шарнирные плоские конвейерные ленты или другие транспортировочные системы. Указанные системы поддерживают в смазанном состоянии для снижения механической прочности бутылок и контейнеров и очищают с целью удаления грязи и избегания загрязнения микроорганизмами, с помощью подходящих смазочных агентов на водной основе, предпочтительно нанесенных автоматическими смазочными системами для конвейерных лент или других транспортировочных систем, оборудованных системой распыления.

Обычно для этой цели использовали смазки на мыльной основе (основанные на неорганических или органических щелочных солях жирной кислоты или смеси жирных кислот, которые содержат минимум 8 атомов углерода).

Однако смазки на мыльной основе имеют некоторые недостатки.

- Комплексообразование в жесткой воде, то есть смазки должны содержать соответствующие количества этилендиаминотетрауксусной или нитрилтриуксусной кислоты. Это предотвратит образование солей кальция, которые могут блокировать форсунку системы смазывания.

- Для более жесткой воды требуется большее количество комплексообразующего агента в смазочных композициях, делая необходимым уменьшение содержания мыла в конечном продукте. Однако это уменьшает смазочный эффект композиции.

- Смазочные композиции на мыльной основе обладают относительно интенсивным пенообразованием, поскольку очень трудно погасить мыльную пену, которая уже образовалась. Избыток пены, произведенный смазкой, исчезает при смазывании конвейерных лент и может проникать в транспортируемые изделия. С другой стороны пенообразование на конвейерных лентах препятствует автоматическому управлению такими объектами.

- Использование смягченной воды для предотвращения образования кальциевой мыльной пены в продуктах при отсутствии комплексообразующего агента или с небольшим количеством этого агента увеличивает стоимость применения этих продуктов.

Этилендиаминотетрауксусная кислота (EDTA) плохо подвергается биологическому разложению при стандартных тестах, определяющих способность к биологическому разложению (ASTM или OECD критерии готовности или способности к биологическому разложению).

Вследствие этих недостатков смазки на мыльной основе все в большой степени заменяют на

- смазки, основанные на жирных аминах и/или диаминах, или

- смазки, основанные на фосфорных сложных эфирах.

Более того, алкиловые эфиры карбоновых кислот или карбоксилаты также использовали в смазочных композициях для конвейерных систем либо непосредственно, либо в комбинации с другими химическими соединениями.

Например, патент EP-A-044458 описывает, главным образом, смазки, не содержащие мыла, адаптированные для применения в качестве смазок конвейерных лент, которые состоят из:

а) неионного карбоксилатного соединения общей формулы R-[O-(CH₂)_m]_n-COOM, в которой R обозначает насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, m=2-3, n=3-7 и M обозначает H, щелочной металл или катион алканоламина,

b) ацилсаркозината общей формулы RCON(CH₃)CH₂COOM, в которой R обозначает алкильную или алкенильную группу C₁₁-C₁₉, и M обозначает H, щелочной металл или катион алканоламина, и

с) воды, и возможно общедоступного неионного поверхностно-активного вещества, которое показывает HLB значение от 10 до 12 для улучшения моющего действия.

Патент DE-А-4244536 описывает смазочные композиции для бутылочных конвейерных лент, которые содержат N-алкилдиамин, его соль, полученную при взаимодействии с органической кислотой, и возможно, органическую кислоту и эфир карбоновой кислоты формулы R-(OC₂H₄)_xO(CH₂)_yCOOH, в которой R обозначает C₁₀-C₂₀ алкильную группу (предпочтительно C₁₆-C₁₈), x=1-20 (предпочтительно 5-15) и, наконец, y=0-5 (предпочтительно 1).

Патент DE-A-19642598 описывает смазочный концентрат для установок конвейерных лент в пищевой промышленности, основанный на аминах, включающий: i) один или несколько аминов, ii) один или несколько эфиров карбоновых кислот, iii) один или несколько полиэтиленгликолей и iv) до 99% по массе обычных присадок и активаторов. Описанные эфиры карбоновых кислот являются соединениями общей формулы R-(O(CH₂)_m)_nOCH₂COO^-M⁺, в которой R выбирается из группы, состоящей из насыщенного неразветвленного или разветвленного C₁-C₂₂ алкильного остатка, моно или полиненасыщенного, неразветвленного или разветвленного, алкенильного или алкинильного остатка, имеющего от 2 до 22 атомов углерода в цепи, и моно или поли C₁-C₂₂ алкил или C₂-C₂₂ алкенил или алкенилзамещенный арильный остаток; m равняется 2 или 3; n является положительным числом от 1 до 30, и M обозначает водород или щелочной металл.

Патент US-A-5062979 описывает оптически чистую смазочную композицию на водной основе, по существу не содержащую мыла, имеющую значение рН в пределе от 6 до 8, включающую воду и:

(а) от 0,02 до 15% по весу от всей композиции молекул алкилбензолсульфоната, содержащих 10-18 атомов углерода в алкильной части и имеющих катионы, которые выбираются из группы, состоящей из ионов щелочного металла, ионов аммония и ионов алканоламмония, содержащих от 1 до 14 атомов углерода в алканоламинной части;

(b) от 0,02 до 15% по весу от всей композиции частично этерифицированной фосфоновой кислоты или молекул фосфата соответствующей общей формулы R₁-(O(CH₂-CH(R₂)-O)_n-PO₃X, в которой R₁выбирается из группы, состоящей из алифатических моновалентных углеводородных радикалов, содержащих приблизительно от 12 до 18 атомов углерода, R₂обозначает H или CH₃, X является водородом или щелочным металлом, и n является целым числом в пределе от 8 до 12, и

(c) от 0,01 до 10% по весу от всей композиции молекул, выбранных из группы, состоящей из алифатических карбоновых кислот, содержащих от 6 до 22 атомов углерода и имеющих титр не больше чем 20°С; и по желанию,

(d) обычно применяемые солюбилизаторы, растворители, ингибиторы пены, дезинфицирующие вещества или их смеси, причем компонент (а) и компонент (b) присутствует в весовом отношении от 3:1 до 1:3, а компонент (с) присутствует в весовом отношении к сумме компонентов (а) и (b) от 1:20 до 1:4.

Патент DE-A-19846991 описывает смазку для цепей конвейерных и транспортных систем, включающую воду, поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из:

а) моноалкил-полиалкиленгликолиевый эфир карбоновой кислоты следующей формулы R₁(OC₂H₄)_m(OC₃H₅)_nO-(CH₂)_pCHR₂C(O)OR₃, в которой R₁ обозначает насыщенный неразветвленный или разветвленный С₁-С₁₂-алкильный радикал, моно- или полиненасыщенный неразветвленный или разветвленный алкенильный или алкинильный радикал, имеющих от 2 до 22 атомов углерода, или арильный радикал, возможно, замещенный один или несколько раз С₁-С₂₂-алкил или алкенил, или алкинильными группами; m обозначает число в пределе от 0 до 30; n обозначает число в пределе от 0 до 30; p обозначает число в пределе от 0 до 4; R₂ обозначает гидроксильную группу или водород и R₃ обозначает водород, метильную группу или щелочной металл;

b) алкилбензолсульфоновая кислота или одна из ее солей следующей общей формулы R₄-C₆H₆-SO₃ M (II), в которой R₄ обозначает неразветвленный или разветвленный C₁-C₂₂ алкильный радикал или моно- или полиненасыщенный неразветвленный или разветвленный алкенильный или алкинильный радикал, имеющий от 2 до 22 атомов углерода, и М обозначает водород или щелочной металл;

c) моноалкил-полиалкиленгликолиевый моно- или диэфир фосфорной кислоты общей формулы (R₅-(OC₂H₄)_q-(OC₃H₅)_r-O)_s-PO₂R₆H, в которой R₅обозначает насыщенный неразветвленный или разветвленный C₁-C₂₂ алкильный радикал или моно- или полиненасыщенный неразветвленный или разветвленный алкенильный или алкинильный радикал, имеющий от 2 до 22 атомов углерода, или арильный радикал, возможно замещенный один или несколько раз С₁-С₂₂-алкил или алкенил, или алкинильными группами; q обозначает число в пределе от 0 до 30; r обозначает число в пределе от 0 до 30; s обозначает число в пределе от 0 до 2; R₆ обозначает гидроксильную группу, если s равняется 1, и если s равняется 2, то R₆ отсутствует; и

d) их смеси;

и дезинфицирующие агенты, так же как активаторы и присадочные материалы, в которой вышеуказанный дезинфицирующий агент содержит диоксид хлора.

Патент ES-A-2206052 описывает применение в качестве смазки эфиров карбоновых кислот формулы R-(OCH₂CH₂)_nO-CH₂COOX, в которой R обозначает алкильный, алкенильный или алкинильный остаток, содержащий от 12 до 22 атомов углерода; n является числом от 0,3 до 15, и Х обозначает водород, щелочной металл, катион аммония или катион гидроксиалкиламмония.

В соответствии с патентом ES-A-2206052, описанные эфиры карбоновых кислот могут, в частности, использоваться в конвейерных системах.

Патент ЕР-А-1652909 описывает агенты, ингибирующие коррозию функциональных текучих сред, которыми являются жидкости, примененные как смазки, абразивы, охлаждающие вещества для металлообрабатывающей промышленности, в частности гидравлические жидкости (HF или HFA). ЕР-А-1652909 описывает в таблицах 1-3 концентраты, смешивающиеся с водой, которые могут применяться в качестве ингибиторов коррозии. Таким образом, пример 3 и сравнительный пример С ЕР-А-1652909 описывает концентраты, смешивающиеся с водой, включающие полигликолиевый эфир жирных спиртов (3,6% по весу), олеиловый эфир (5 ЕО) карбоновой кислоты (1,8% по весу), жирная кислота талового масла (0,8% по весу) и 2-этилгексилфосфорную кислоту (2,0% по весу). Хотя эти композиции могут демонстрировать свойства смазок, открытие полигликолиевого эфира жирных спиртов не раскрывает С₆-С₂₂жирного спирта, возможно этоксилированного 1-20 молями окиси этилена, как было заявлено в настоящем изобретении.

US-A-4895668 описывает смазочную композицию на водной основе, которая содержит одно или несколько карбоксилированных поверхностно-активных веществ и одно или несколько некарбоксилированных поверхностно-активных веществ в комбинации с мыльной смазкой. Таблица 2 патента US-A-4895668 описывает смазочные композиции, содержащие нонилфенол этоксилированный 9 молекулами окиси этилена (5,0% по весу), натриевый олеиловый эфир (5 ЭО) карбоновой кислоты (5,5% по весу), жирная кислота таллового масла (20,0% по весу). Патент US-A-4895668 не сумел раскрыть сложные эфиры фосфорной кислоты, соответствующие настоящему изобретению. Более того, раскрытие этоксилированного нонилфенола не предполагает С₆-С₂₂ жирный спирт, по желанию этоксилированный 1-20 молями окиси этилена, как заявлено в настоящей патентной заявке. В итоге смазочные свойства композиций, описанных в патенте US-A-4895668, не подходят ни для стеклянных бутылок, ни для PET бутылок.

Жирные амины и/или диамины являются химическими веществами, которые представляют опасность для окружающей среды. Для того чтобы защитить окружающую среду и здоровье человека, химические соединения тестируются и классифицируются в соответствии с их потенциальной опасностью. Важным критерием является классификация по классам опасности, относительно загрязнения воды, Федерального агентства окружающей среды Германии (Umweltbundesamt). Определено три класса опасности веществ для загрязнения воды (WGK).

1. Малоопасные вещества для загрязнения воды.

2. Опасные вещества для загрязнения воды.

3. Чрезвычайно опасные вещества для загрязнения воды.

Один из наиболее широко используемых в конвейерных системах диаминов олеиловый диамин (N-олеил-1,3-диаминопропан) классифицировали как химическое соединение, чрезвычайно опасное для заражения воды (класс опасности для заражения воды 3).

С другой стороны, эфиры фосфорной кислоты показывают проблемы стабильности (2-фазное образование), когда их получают разведением из концентрированной композиции, и они чувствительны к жесткости воды. Более того, сами по себе эфиры фосфорной кислоты не показывают значительной смазочной способности в конвейерных системах для пластиковых бутылок, таких как полиэтилентерефталатные (PET) или поликарбонатные (РС).

Можно сделать заключение на основании существующего, известного уровня техники, что промышленность все еще нуждается в усовершенствованиях в области смазочных композиций для конвейерных систем, которые не содержали бы жирных аминов и/или диаминов, которые могли бы быть получены разведением из концентрированной композиции без возникновения проблем со стабильностью, которые не зависели бы от жесткости воды и которые могли быть нанесены на другие материалы (стекло, РЕТ, жестяные банки и т.д.), являясь более универсальными.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает эффективное решение проблем, с которыми сталкиваются в известном уровне техники, путем предоставления смазочной композиции, содержащей следующие элементы:

а) один или несколько эфиров фосфорной кислоты формулы (I), в которой

R¹ обозначает неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂ алкильную или алкенильную группу, или R³ (OCH₂CH₂)_m группу;

- R² обозначает водород, неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂ алкильную или алкенильную группу, или R³ (OCH₂CH₂)_m группу;

- R³ обозначает водород или неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂ алкильную или алкенильную группу;

- m обозначает число от 1 до 15; и

- z обозначает водород или подходящий катион;

b) один или несколько эфиров карбоновых кислот формулы (II), в которой

- R обозначает неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂ алкильную или алкенильную группу;

- n обозначает число от 0,5 до 20; и

- М обозначает водород или подходящий катион, выбранный из группы, состоящей из щелочного металла, щелочно-земельного металла, аммония, алкиламмония, алканоламмония или глюкаммония; и

с) одна или несколько С₆-С₂₂ жирных кислот, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена; и/или

d) один или несколько С₆-С₂₂ жирных спиртов, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена;

е) вода; и

в которой массовое отношение компонента (а) к компоненту (b) находится в пределе от 9:1 до 1:3, предпочтительно в пределе от 5:1 до 1:3, более предпочтительно в пределе от 2:1 до 1:2.

Объект настоящего изобретения не только включает концентрированные смазочные композиции на водной основе, но и разведенные смазочные композиции на водной основе, полученные при разведении существующих смазочных композиций.

Настоящее изобретение также предусматривает способ смазывания конвейерных систем, включающий нанесение смазочной разведенной композиции на водной основе, в соответствии с изобретением, на конвейерную систему непрерывно или с интервалами.

Настоящее изобретение также предусматривает применение смазочных композиций для смазывания конвейерных систем.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Эфиры фосфорной кислоты

Эфиры фосфорной кислоты, в соответствии с настоящим изобретением, можно получить путем взаимодействия в водной среде С₆-С₂₂ жирных спиртов с пентоксидом фосфора (P₂O₅).

С₆-С₂₂ жирные спирты предпочтительно получают из натурального жира и масла, а также из синтетического источника. Предпочтительные жиры и масла включают пальмовое масло, кокосовое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, касторовое масло, оливковое масло, соевое масло; и животный жир, такой как таловый жир, костный жир, рыбий жир, и их отвержденные жиры, полуотвержденные жиры; и их смеси. Благодаря своему естественному происхождению, С₆-С₂₂ жирные спирты, которые реагируют с пентоксидом фосфора (P₂O₅), могут содержать огромное разнообразие алкильных и/или алкенильных групп, причем вышеуказанные группы являются разветвленными или неразветвленными, насыщенными или ненасыщенными.

В частности предпочтительными являются С₆-С₂₂ жирные спирты, полученные из кокосового масла, пальмового масла или оливкового масла. Особенно предпочтительно, чтобы С₆-С₂₂ жирные спирты взаимодействовали с эфирами фосфорной кислоты, полученными из оливкового масла.

Эфиры фосфорной кислоты, полученные при взаимодействии С₆-С₂₂ жирных спиртов с пентоксидом фосфора (Р₂О₅), являются смесью фосфорных моноэфиров (моноалкилэфиров) и фосфорных диэфиров (диалкилэфиры), и полученные продукты, и реакция хорошо известны специалистам в данной области (O'Lenick et al., Soap Cosmetics and Chemical Specialities, July 1986, p.26)

В соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, чтобы весовое отношение фосфорных моноэфиров к фосфорным диэфирам было от 50:50 до 95:5, более предпочтительно от 55:45 до 90:10.

В соответствии с настоящим изобретением в формуле эфиров фосфорной кислоты (I) Z представляет водород или соответствующий катион, причем вышеуказанный катион предпочтительно выбирается из группы, состоящей из щелочного металла, щелочно-земельного металла, аммония, алкиламмония, алканоламмония или глюкаммония. Наиболее предпочтительно, чтобы Z обозначал водород или щелочной металл, предпочтительно, литий, натрий или калий.

В соответствии с настоящим изобретением также предпочтительно, чтобы С₁₆-С₁₈ пропорция в алкильных и/или алкенильных группах эфиров фосфорной кислоты была выше, чем 70%, предпочтительно выше 80%, и наиболее предпочтительно выше 85%.

По желанию, С₆-С₂₂ жирные спирты являются этоксилированными, обладающими средней степенью этоксилирования от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 8.

Примерами коммерчески доступных эфиров фосфорной кислоты являются FOSFODET^® 20 М (калиевая соль фосфорного эфира лауринового спирта, отношение моноэфира к диэфиру 80:20); FOSFODET^® 20 D (калиевая соль фосфорного эфира лауринового спирта, отношение моноэфира к диэфиру 50:50); FOSFODET^® 8050 (фосфорный эфир гидрогенированного талового масла, отношение моноэфира к диэфиру 60:40); FOSFODET^® FJZ 903 (фосфорный эфир этоксилированного (3 ЭО) олеилового спирта, отношение моноэфира к диэфиру 55:45), все представлены на рынке KAO Chemicals Europe.

Эфиры карбоновых кислот

Эфиры карбоновых кислот формулы (II) являются продуктами хорошо известными в данной области. Обычно их получают путем алкоксилирования и последующего карбоксиметилирования жирных спиртов, как описано Meijer and Smid in Polyether Carboxylates; Anionic Surfactants; Surfactant Sciencie Series, Vol.56 (p.313-361), edited by Helmut W. Stache, ISBN: 0-8247-9394-3.

Процесс делится на две стадии. Первая стадия представляет собой алкоксилирование спиртов при стандартных условиях, известных специалистам в данной области. Например, полиоксиэтиленовая группа получается при добавлении окиси этилена к жирным спиртам, в большинстве случаев со щелочным катализатором, таким как NaOH, KOH или NaOCH₃, дающих широкое распределение полиоксиэтиленового оксида (широкая степень этоксилирования). Для особого применения этоксилирование может катализироваться кислотами Льюиса или с помощью использования металлического Na или NaH для достижения узкого спектра распределения (узкая степень этоксилирования).

Однако процесс также можно начать с коммерчески доступных этоксилированных спиртов.

На второй стадии этоксилированные спирты взаимодействуют с сильным основанием, таким как гидроксид натрия или калия, в присутствии восстановителя, например, боргидрида натрия, чтобы получить соответствующий алкоксилат, который карбоксиметилируется монохлорацетатом натрия (SMCA).

Эфиры карбоновых кислот формулы (II) получают из С₆-С₂₂ жирных спиртов, которые предпочтительно получают из натурального жира и масла, а также из синтетического источника. Предпочтительные жиры и масла включают пальмовое масло, кокосовое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, касторовое масло, оливковое масло, соевое масло; и животный жир, такой как таловый жир, костный жир, рыбий жир, и их отвержденные жиры, полуотвержденные жиры; и их смеси. Благодаря своему естественному происхождению, С₆-С₂₂ жирные спирты, которые алкоксилируются и последовательно карбоксиметилируются, могут содержать огромное разнообразие алкильных и/или алкенильных групп, причем вышеуказанные группы являются разветвленными или неразветвленными, насыщенными или ненасыщенными.

В частности предпочтительными являются С₆-С₂₂ жирные спирты, полученные из кокосового масла, пальмового масла или оливкового масла. Особенно предпочтительно, чтобы С₆-С₂₂ жирные спирты взаимодействовали с эфирами фосфорной кислоты, полученными из оливкового масла.

В частности предпочтительными являются С₆-С₂₂ жирные спирты, полученные из кокосового масла, пальмового масла или оливкового масла. Особенно предпочтительно, чтобы С₆-С₂₂ жирные спирты, которые алкоксилируются и последовательно карбоксиметилируются, получали из оливкового масла.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы в формуле (II) эфиров карбоновых кислот n имел значение в пределе от 1 до 10, предпочтительно в пределе от 1 до 7, и М обозначает водород, натрий или калий.

Более того, также предпочтительно, чтобы в С₁₆-С₁₈ алкильной и/или алкенильной группе в эфирах карбоновых кислот формулы (II) С₁₆-С₁₈ пропорция была выше, чем 80%, более предпочтительно выше 80%, и наиболее предпочтительно выше 85%.

Примерами коммерчески доступных эфиров карбоновых кислот формулы (II) являются AKYPO^® RO 10 VG (олеиловый эфир карбоновой кислоты со средней степенью этоксилирования 1); AKYPO^® RO 20 VG (олеиловый эфир карбоновой кислоты со средней степенью этоксилирования 2); AKYPO^® RO 50 VG (олеиловый эфир карбоновой кислоты со средней степенью этоксилирования 5) и AKYPO^® RO 90 VG (олеиловый эфир карбоновой кислоты со средней степенью этоксилирования 9), все представлены на рынке KAO Chemicals Europe.

Жирные кислоты

В соответствии с настоящим изобретением С₆-С₂₂ жирные кислоты могут быть выбраны из природного и/или синтетического источника. Соответственно природные жирные кислоты могут также использоваться помимо синтетических жирных кислот. Обычно натуральные кислоты не встречаются в чистом виде и, вследствие этого предпочтительно используются для целей настоящего изобретения в виде смесей, которые можно получить из разнообразных природных источников. Соответственно жирные кислоты, предпочтительно, выбираются из капроновой кислоты, энантовой кислоты, каприловой кислоты, пеларгоновой кислоты, 9-гексадеценовой кислоты, 9,12-октадекадиеновой кислоты, 9,12,15-октадекатриеновой кислоты, 5,8,11,14-эйкозатетраеновой кислоты, 4,8,12,15,19-докозапентаеновой кислоты, кислоты спермацетового масла, кислоты кокосового масла, олеиновой кислоты, кислоты талового масла, кислоты подсолнечного масла, кислоты льняного масла и/или кислоты рапсового масла.

С₆-С₂₂ жирные кислоты, по желанию, этоксилируются 1-20 молями окиси этилена, предпочтительно 1-10 молями окиси этилена.

Предпочтительно, чтобы С₁₆-С₁₈ пропорция в жирных кислотах, в соответствии с настоящим изобретением, была выше, чем 70%, предпочтительно выше, чем 80%, наиболее предпочтительно выше, чем 85%.

Жирные спирты

Жирные спирты являются алифатическими спиртами, полученными из натуральных жиров и масел. Вследствие своей алифатической природы, жирные спирты ведут себя как неионные поверхностно-активные вещества. Они находят применение как эмульгаторы, смягчители и загустители в косметической и пищевой промышленности.

Жирные спирты являются общеизвестным компонентом воска, в большинстве случаев в виде сложных эфиров жирных кислот, но также непосредственно в виде спиртов.

Примеры С₆-С₂₂ жирных спиртов включают каприловый спирт (1-октанол), пеларгоновый спирт (1-нонанол), каприновый спирт (1-деканол), лауриловый спирт (1-додеканол), миристиловый спирт (1-тетрадеканол), цетиловый спирт (1-гексадеканол), пальмитолеиловый спирт (цис-9-гексадекан-1-ол), стеариловый спирт (1-октадеканол), изостеариловый спирт (16-метилгептадекан-1-ол), элаидиловый спирт (9Е-октадецен-1-ол), олеиловый спирт (цис-9-октадецен-1-ол), линолеиловый спирт (9Е, 12Z-октадекадиен-1-ол), элаидолинолеиловый спирт (9Е, 12E-октадекадиен-1-ол), линолениловый спирт (9Z, 12Z, 15Z-октадекатриен-1-ол), элаидолинолениловый спирт (9Е, 12Е, 15Е-октадекатриен-1-ол), рицинолеиловый спирт (12-гидрокси-9-октадецен-1-ол), арахидиловый спирт (1-ейкозанол), бехениловый спирт (1-досозанол) и эруциловый спирт (цис-13-докозен-1-ол).

С₆-С₂₂ жирные спирты, по желанию, этоксилируются 1-20 молями окиси этилена, предпочтительно 1-10 молями окиси этилена.

Предпочтительно, чтобы С₁₆-С₁₈ пропорция в жирных кислотах, в соответствии с настоящим изобретением, была выше, чем 70%, предпочтительно выше, чем 80%, наиболее предпочтительно выше, чем 85%.

Смазочная композиция

Предпочтительно, чтобы смазочная композиция, в соответствии с настоящим изобретением, содержала следующие элементы,

а) один или несколько сложных эфиров фосфорной кислоты формулы (I), в которой

- R¹ обозначает неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную C₆-C₂₂ алкильную или алкенильную группу, или R³(OCH₂CH₂)_mгруппу;

- R² обозначает водород, неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную C₆-C₂₂ алкильную или алкенильную группу, или R³(OCH₂CH₂)_mгруппу;

- R³ обозначает водород или неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную C₆-C₂₂ алкильную или алкенильную группу;

- m обозначает число от 1 до 15; и

- z обозначает водород или подходящий катион;

b) один или несколько эфиров карбоновых кислот формулы (II), в которой

- R обозначает неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную C₆-C₂₂ алкильную или алкенильную группу;

- n обозначает число от 0,5 до 20; и

- М обозначает водород или подходящий катион, выбранный из группы, состоящей из щелочного металла, щелочно-земельного металла, аммония, алкиламмония, алканоламмония или глюкаммония; и

с) одна или несколько С₆-С₂₂ жирных кислот, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена; и/или

d) один или несколько С₆-С₂₂ жирных спиртов, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена;

е) вода; и

в которой массовое отношение компонента (а) к компоненту (b) находится в пределе от 9:1 до 1:3, предпочтительно в пределе от 5:1 до 1:3, более предпочтительно в пределе от 2:1 до 1:2.

Объект настоящего изобретения также включает смазочную концентрированную композицию на водной основе, содержащую выраженные в весовых процентах:

а) 10-85% сложных эфиров фосфорной кислоты формулы (I),

b) 5-60% эфиров карбоновых кислот формулы (II),

с) 0,1-30% жирные кислоты,

d) 0,1-30% жирные спирты,

е) вода, добавленная до 100%.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы в смазочной концентрированной композиции на водной основе эфиры карбоновых кислот формулы (II) были смесями

I) С₆-С₁₀ алкиловых и/или алкениловых эфиров карбоновых кислот, имеющих среднюю степень этоксилирования от 2 до 8

II) С₁₂-С₁₈ алкиловых и/или алкениловых эфиров карбоновых кислот, имеющих среднюю степень этоксилирования от 1 до 10, предпочтительно от 1 до 7.

Наиболее предпочтительно, чтобы смазочная концентрированная композиция на водной основе, в соответствии с настоящим изобретением содержала, выраженные в весовых процентах:

а) 15-55% сложные эфиры фосфорной кислоты формулы (I),

b₁) 5-20% С₆-С₁₀ алкил и/или алкениловый эфиры карбоновых кислот, имеющие среднюю степень этоксилирования от 2 до 8,

b₂) 10-45% С₁₂-С₁₈ алкил и/или алкениловый эфиры карбоновых кислот, имеющие среднюю степень этоксилирования от 1 до 10,

с) 1-20% жирные кислоты,

d) 1-20% жирные спирты,

е) вода, добавленная до 100%.

Предпочтительно, весовое отношение С₁₂-С₁₈ алкил и/или алкениловых эфиров карбоновых кислот к С₆-С₁₀ алкил и/или алкениловым эфирам карбоновых кислот в смазочной концентрированной композиции на водной основе, в соответствии с настоящим изобретением, находится в пределе от 8:1 до 1:5, предпочтительно в пределе от 5:1 до 1:2.

Содержание активного вещества смазочной концентрированной композиции на водной основе, в соответствии с настоящим изобретением, составляет, предпочтительно, не менее 30% по весу, более предпочтительно не менее 50% по весу, наиболее предпочтительно не менее 65% по весу, активное вещество композиции в значительной степени обеспечивается компонентами (а), (b), (c) и (d).

В соответствии с настоящим изобретением, смазочная разбавленная композиция на водной основе может быть получена с помощью разбавления смазочной концентрированной композиции на водной основе, как описано ранее, от 2 до 10000 раз по объему, предпочтительно от 5 до 1000 раз. Вышеуказанное разбавление можно выполнить прямо на первой стадии или через промежуточные частично разведенные композиции, то есть, начиная с концентрата, разбавляя его от 2 до 100 раз и, в конечном итоге, снова разбавляя его до желаемой конечной концентрации. Эта процедура широко используется, поскольку позволяет избежать транспортировки и хранения сильно разбавленных композиций.

Смазочные композиции на водной основе обычно применяются в очень разбавленном виде таким образом, что концентрация активного вещества, нанесенного на конвейерные системы, находится в пределе от 0,01% до 2% по весу. Общее содержание активного вещества (в значительной степени представленного компонентами (а), (b), (c) и (d)) в смазочной разбавленной композиции находится в пределе от 0,01 до 1%, предпочтительно от 0,02 до 0,5% по весу. Разведение смазочной концентрированной композиции для получения смазочных разбавленных композиций, тех самых, которые непосредственно наносятся на конвейерные системы, может выполняться жесткой водой, полужесткой водой или мягкой водой.

Смазочные композиции на водной основе, в соответствии с настоящим изобретением, могут также содержать добавки, такие как ионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества, амфотерные поверхностно-активные вещества, ингибиторы пенообразования, регуляторы пенообразования, стабилизаторы пенообразования, комплексообразующие агенты, хелатообразующие агенты, солюбилизаторы, эмульгаторы, биоциды, бактерициды, дезинфицирующие вещества, фунгициды, антиоксиданты, ингибиторы коррозии и регуляторы рН, либо в виде смазочных концентрированных композиций на водной основе, либо в виде смазочных разбавленных композиций на водной основе.

Уровень рН этих смазочных композиций на водной основе для конвейерных систем находится предпочтительно между 6,0 и 8,5, более предпочтительно между 6,5 и 8,0.

Вязкость смазочных концентрированных композиций на водной основе настоящего изобретения находится в пределе от 50 до 20000 мПа·с при 20°С, более предпочтительно от 100 до 10000 мПа·с при 20°С.

Когда смазочную концентрированную композицию на водной основе настоящего изобретения частично разбавили для получения частично разбавленной композиции, например, в пределе от 8 до 10% по весу, то вязкость вышеуказанного частично разбавленной композиции находилась в пределе от 100 до 6000 мПа·с при 20°С и предпочтительно менее чем 1000 мПа·с при 20°С.

Смазочная разбавленная композиция на водной основе настоящего изобретения имеет вязкость, эквивалентную или сходную с вязкостью воды при 20°С.

В качестве солюбилизаторов композиции настоящего изобретения могут содержать солюбилизаторы, которые могут смешиваться с водой или растворяться в воде. Предпочтительно использовать следующие солюбилизаторы: мочевину, этанол, н-пропанол, i-пропанол, н-бутанол, этиленгликоль и/или бутилдигликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полиэтиленгликоли с более низкой или более высокой молекулярной массой [HO-(CH₂-CH₂-O)_n-H], такие как PEG-150, PEG-300, PEG-500, PEG-2000, PEG-3500 или PEG-8000, метоксиполиэтиленгликоли [CH₃O-(CH₂-CH₂-O)_n-H], имеющие среднюю молекулярную массу в пределе от 150 до 5000, такие как MPEG-350, MPEG-500, MPEG-750, MPEG-1000, MPEG-2000, MPEG-3000 или MPEG-5000, растительные масла, смеси алкоксилированных глицеридов, полученных из карбоновых кислот, содержащих от 6 до 22 углеродов, и алкоксилированного глицерина, таких как те, что коммерчески доступны под торговой маркой LEVENOL^® и представлены на рынке KAO Chemicals Europe, алкилированный, предпочтительно этоксилированный глицерол и т.д., в количестве, соответствующем 10-40% по весу одного или нескольких таких солюбилизаторов, относительно 100 частей по весу от общего количества соединений а), b), c) и d). Такие солюбилизаторы являются подходящими, в контексте настоящего изобретения, при условии, что они не уменьшают смазочный эффект смазочной композиции на водной основе.

Дезинфицирующими веществами, которые могут содержаться в смазочных композициях на водной основе для конвейерных систем, являются, например, те, что описаны в “Guia de Plaguicidas utilizados en Higiene Alimentaria y Salud Publica”, опубликовано Министерством здравоохранения Испании (ISBN: 84-7607-499-2). Предпочтительно, в соответствии с настоящим изобретением, дезинфицирующие вещества должны использоваться, когда существует риск нахождения микроорганизмов в резервных емкостях или на конвейерных системах. Эти дезинфицирующие вещества или их смеси могут использоваться в количествах от 5 до 50 частей по весу, относительно 100 весовых частей общего количества соединений а), b), c) и d). Предпочтительным дезинфицирующим веществом, в соответствии с настоящим изобретением, является двуокись хлора (ClO₂).

Предмет настоящего изобретения также включает способ смазывания конвейерных систем, включающий нанесение смазочной разбавленной композиции на водной основе, соответствующей этому изобретению, на конвейерную систему непрерывно или с интервалами.

Конвейерные системы, которые могут смазываться способом, соответствующим этому изобретению, могут быть системами для стеклянных бутылок, пластиковых бутылок, таких как бутылки из полиэтилентерефталата (РЕТ) или поликарбоната (РС), жестяных банок, стеклянных контейнеров, бочек, картонных контейнеров и подобной тары. Предпочтительно системы пригодны для стеклянных бутылок, полиэтилентерефталатных (РЕТ) бутылок и жестяных банок.

Предмет настоящего изобретения также включает применение смазочной разбавленной композиции на водной основе, соответствующей этому изобретению, для смазывания конвейерных систем. Вышеуказанные системы могут быть системами для стеклянных бутылок, пластиковых бутылок, таких как бутылки из полиэтилентерефталата (РЕТ) или поликарбоната (РС), жестяных банок, стеклянных контейнеров, бочек, картонных контейнеров и подобной тары. Предпочтительно системы пригодны для стеклянных бутылок, полиэтилентерефталатных (PET) бутылок и жестяных банок.

Следующие примеры даны для того, чтобы представить специалистам в этой области достаточно ясное и полное объяснение настоящего изобретения, но их не следует рассматривать в качестве ограничений существенных аспектов этого предмета изобретения, как изложено в предыдущих частях этого описания.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Смазочные композиции на водной основе

Следующие смазочные композиции на водной основе получили. Величины представлены в весовых процентах.

Пример 2. Смазка в конвейерных системах для стеклянных бутылок

Тесты для измерения сопротивления трению провели на бутылочной конвейерной ленте из нержавеющей стали при соблюдении следующих условий:

- измерение сопротивления 7 пивных бутылок типа Ale (эль) по 0,5 л, наполненных водой, в качестве силы растяжения использовали динамометр. Эти бутылки поместили в пластиковый упаковочный ящик для пива, который позволял им вращаться на конвейерной ленте, но не давал им опрокинуться.

- скорость бутылок: приблизительно 0,5 м/с.

- непрерывное орошение бутылочной конвейерной ленты раствором смазки 0,03% по весу.

- объем орошения форсунки: приблизительно 3,5 л/ч.

Динамический коэффициент трения (µ) определяли как коэффициент между силой натяжения, измеренной для бутылки и весом этой бутылки, выраженным в граммах. Этот коэффициент определяли, когда получали постоянную величину.

Образование пены наблюдали визуально. Композиции, соответствующие настоящему изобретению, не дали пенообразование или показали незначительное пенообразование.

Разбавление смазочных композиций, соответствующих настоящему изобретению (таблица 1 пример 1), так же как сравнительные эксперименты (таблица 2 пример 1) выполняли водопроводной водой из Emmerich am Rhein (Germany), в частности с жесткостью 17 dH (German degrees), в соответствии с нормой UNE-EN 12829.

Таблица 3 показывает коэффициенты трения, полученные для смазочных композиций, описанных в таблице 1 и таблице 2 примера 1.

Пример 3. Смазка в конвейерных системах для PET бутылок

Тесты для измерения сопротивления трению провели на бутылочной конвейерной ленте из нержавеющей стали при соблюдении следующих условий:

- измерение сопротивления 6 PET бутылок типа "weiße Brunnen-Einheitsflaschen по 0,5 л (Rostiprimpac), наполненных водой, в качестве силы растяжения использовали динамометр. Эти бутылки поместили в стальную рамку для PET бутылок, которая позволяла им вращаться на конвейерной ленте, но не давала им опрокинуться;

- скорость бутылок: приблизительно 0,5 м/с;

- непрерывное орошение бутылочной конвейерной ленты раствором смазки 0,03% по весу;

- объем орошения форсунки: приблизительно 3,5 л/ч.

Динамический коэффициент трения (µ) определяли как коэффициент между силой натяжения, измеренной для бутылки и весом этой бутылки, выраженным в граммах. Этот коэффициент определяли, когда получали постоянную величину.

Образование пены наблюдали визуально. Композиции, соответствующие настоящему изобретению, не дали пенообразование или показали незначительное пенообразование.

Разбавление смазочных композиций, соответствующих настоящему изобретению (таблица 1 пример 1), так же как сравнительные эксперименты (таблица 2 пример 1), выполняли водопроводной водой из Emmerich am Rhein (Germany), в частности, с жесткостью 17°dH (German degrees), в соответствии с нормой UNE-EN 12829.

Таблица 4 показывает коэффициенты трения, полученные для смазочных композиций, описанных в таблице 1 и таблице 2 примера 1.

Из результатов эксперимента видно, что смазочные композиции, соответствующие настоящему изобретению, позволяют уменьшить трение конвейерной системы (низкие коэффициенты трения) по сравнению со сравнительными экспериментами как для стеклянных бутылок, так и для РЕТ бутылок.

Таким образом, можно получить более универсальные смазочные композиции для конвейерных систем.

Композиции 1 и 2, в частности, более предпочтительны для стеклянных бутылок.

Более того, композиции 4 и 5, в которых эфир карбоновой кислоты является смесью

I) С₈ эфира карбоновой кислоты, имеющего среднюю степень этоксилирования 8, и

II) олеилового эфира карбоновой кислоты, имеющего среднюю степень этоксилирования 2, и

III) олеилового эфира карбоновой кислоты, имеющего среднюю степень этоксилирования 5,

являются, в частности, предпочтительными как для стеклянных, так и для РЕТ бутылок.

Пример 4. Вязкость смазочных композиций для конвейерных систем

Некоторые из смазочных композиций на водной основе для конвейерных систем таблица 1 пример 1 слегка разбавляли, чтобы получить промежуточные частично разведенные композиции (8% по весу по активному компоненту). Их вязкость при 20°С измерили вискозиметром Брукфилда (поставляется Brookfield Engineering Laboratories Inc. Stoughton, MA, USA) в соответствии с DIN 1341 (шпиндель 2 при 30 об/мин для вязкостей до 1000 мПа*с; шпиндель 3 при 12 об/мин для вязкостей в пределе от 1000 до 7000 мПа*с; шпиндель 4 при 12 об/мин для вязкостей более чем 7000 мПа*с).

Разбавление смазочных композиций, соответствующих настоящему изобретению, выполнили водопроводной водой из Emmerich am Rhein (Germany), в частности, с жесткостью 17°dH (German degrees), в соответствии с нормой UNE-EN 12829.

Все композиции являются визуально прозрачными без образования каких-либо отложений, осадка или масляного слоя.

Из результатов экспериментов можно сделать вывод, что смазочные композиции на водной основе для конвейерных систем, соответствующие настоящему изобретению, поддаются перекачиванию и являются гомогенными при комнатной температуре. Более того, следует заметить, что композиции, в которых эфир карбоновой кислоты является смесью

I) С₈ эфира карбоновой кислоты, имеющего среднюю степень этоксилирования 8, и

II) олеилового эфира карбоновой кислоты, имеющего среднюю степень этоксилирования 2, и

III) олеилового эфира карбоновой кислоты, имеющего среднюю степень этоксилирования 5,

являются, в частности, предпочтительными с точки зрения вязкости (лучше поддаются перекачиванию).

Пример 5. Другие смазочные композиции, соответствующие изобретению

Пример 6. Смазочные композиции, описанные в US-A-4895668

Получали смазочную композицию, описанную в US 4895668 (композиция С5), и аналогичную смазочную композицию, но содержащую эфир фосфорной кислоты и жирный спирт (пример 33). Эти композиции показаны в таблице 10. Значения выражены в весовых процентах (компоненты как активные вещества).

Коэффициент динамического трения (µ) для стеклянных бутылок и PET бутылок для вышеуказанных композиций измеряли, следуя способам, описанным в примерах 2 и 3. Результаты показаны в таблице 11.

Эти результаты показывают, что композиция настоящего изобретения превосходит композицию из патента US 4895668 по смазывающей способности как для стеклянных, так и для PET бутылок.

Реферат

Использование: для смазывания, очистки и дезинфекции транспортировочных лент конвейерных систем, особенно в пищевой промышленности. Сущность: композиция содержит в вес.%: а) один или несколько сложных эфиров фосфорной кислоты - 10-85; b) один или несколько эфиров карбоновых кислот - 5-60; с) одна или несколько С6-С22 жирных кислот, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена - 0,1-30; и/или d) один или несколько С6-С22 жирных спиртов, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена - 0,1-30; е) вода - до 100. Смазочную композицию применяют в виде разбавленной от 2 до 10000 раз по объему водной композиции. Смазочные композиции могут применяться в конвейерных системах для стеклянных и/или пластиковых бутылок, таких как полиэтилентерефталатные (PET) или поликарбонатные (PC); жестяных банок, стеклянных контейнеров, бочек, картонных контейнеров и подобных изделий. Технический результат - снижение коэффициента трения как для стеклянных, так и для полиэтилентерефталатных бутылок. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 табл.

Формула

1. Смазочная композиция, содержащая следующие существенные элементы:
a) один или несколько сложных эфиров фосфорной кислоты формулы (I), в которой

R¹ обозначает неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂алкильную и/или алкенильную группу, или R³(ОСН₂СН₂)_m группу;
R² обозначает водород, неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂алкильную и/или алкенильную группу, или R³ (OCH₂CH₂)_m группу;
R³ обозначает водород или неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂алкильную и/или алкенильную группу;
m обозначает число от 1 до 15; и
Z обозначает водород или катион,
b) один или несколько эфиров карбоновой кислоты формулы (II), в которой
R-O-(CH₂CH₂O)n-CH₂COOM(II)
R обозначает неразветвленную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную С₆-С₂₂алкильную и/или алкенильную группу;
n обозначает число от 0,5 до 20; и
М обозначает водород или катион, выбранный из группы, состоящей из щелочного металла, щелочноземельного металла, аммония, алкиламмония, алканоламмония или глюкаммония; и е) воду; и
c) одну или несколько С₆-С₂₂ жирных кислот, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена; и/или
d) один или несколько С₆-С₂₂ жирных спиртов, возможно этоксилированных 1-20 молями окиси этилена;
где содержание существенных элементов смазочной композиции в процентах по весу составляет:
a) 10-85% сложных эфиров фосфорной кислоты формулы (I)
b) 5-60% эфиров карбоновых кислот формулы (II)
c) 0,1-30% жирных кислот
d) 0,1-30% жирных спиртов
e) вода, добавленная до 100%.