КОМПОЗИЦИЯ, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ И СПОСОБ УДАЛЕНИЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВЛАГОПРОЧНЫМИ СМОЛАМИ
COMPOSITION, ITS APPLICATION AND METHOD FOR REMOVING AND PREVENTING CONTAMINATIONS OF PAPER-MAKING EQUIPMENT WITH MOISTURE-RESISTANT RESINS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к композициям и способам очистки бумагоделательного оборудования от загрязнений влагопрочными смолами и/или для предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования влагопрочными смолами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Влагопрочные смолы являются основными добавками, используемыми в процессе изготовления бумаги. Использование влагопрочных смол, например, полиамид–эпихлоргидрина (PAE), приводит к накоплению сшитых химических веществ и к загрязнению влажных прессовых сукон, в результате чего сукна через некоторое время теряют проницаемость и снижают скорость поглощения воды. Бумажные фабрики тратят время и деньги, чтобы очистить загрязненные сукна, и даже вынуждены часто менять сукна.
Химические продукты, которые в настоящее время используются для очистки влажного прессового сукна или для очистки от загрязнения влагопрочной смолой, являются либо очень едкими, либо очень кислыми. Эти химические продукты являются коррозионными, не возобновляемыми или не биоразлагаемыми и не подходят для безопасного обращения. Кроме того, эти продукты не только извлекают загрязнение влагопрочной смолой, но могут также повредить само сукно.
Таким образом, существует потребность в продуктах, которые являются высокоэффективными при очистке бумагоделательного оборудования от загрязнения влагопрочными смолами и/или предотвращают загрязнение бумагоделательного оборудования влагопрочными смолами без существенного повреждения оборудования. Кроме того, продукты должны быть безопасными в обращении и экологически чистыми, такими как возобновляемые и/или биоразлагаемые.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение решения или облегчения проблем, возникающих на предшествующем уровне техники.
В частности, одной из целей настоящего изобретения является создание в значительной степени биоразлагаемой, безопасной и эффективной композиции для очистки бумагоделательного оборудования от загрязнений влагопрочными смолами и/или предотвращения загрязнения оборудования для производства бумаги влагопрочными смолами.
Типичная композиция в соответствии с настоящим изобретением для очистки бумагоделательного оборудования от загрязнений влагостойкими смолами и/или для предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования влагостойкими смолами содержит водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогеное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и, необязательно, растворитель, содержащий простой гликолевый эфир.
В соответствии с настоящим изобретением типичный способ очистки бумагоделательного оборудования от загрязнений влагопрочной смолой, включает стадии контакта оборудования с композицией, содержащей водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий простой гликолевый эфир.
В соответствии с настоящим изобретением типичный способ предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования в процессе изготовления бумаги влагопрочными смолами включает стадии контакта оборудования с композицией, содержащей водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, до, и/или во время, и/или после добавления влагопрочной смолы в процесс изготовления бумаги.
Согласно настоящему изобретению типичное применение композиции, содержащей водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, предназначено для очистки оборудования путем контакта оборудования с композицией.
Композиции по настоящему изобретению имеют множество преимуществ. Композиции являются возобновляемыми, экологически чистыми и в значительной степени биоразлагаемыми. Чистящие композиции соответствуют требованиям FDA и, таким образом, пригодны для очистки оборудования, используемого при изготовлении бумаги, картона или подобных материалов, используемых в контакте с пищей. Композиции являются стабильными и высокоэффективными для очистки бумагоделательного оборудования от загрязнения влагостойкими смолами и предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования влагостойкими смолами без повреждения оборудования. Компоненты композиции могут также проявлять синергетический эффект, причем композиция может обладать более высокой эффективностью очистки или производительностью, чем отдельные компоненты.
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, указывающие на конкретные варианты осуществления изобретения, даются только в качестве иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в духе и объеме изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники из этого подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Нижеследующие схематические чертежи являются частью настоящего описания и включены для дальнейшей демонстрации некоторых аспектов настоящего изобретения. Изобретение может быть лучше понято путем ссылки на один или несколько из этих чертежей в сочетании с подробным описанием вариантов осуществления изобретения, представленных в настоящем документе.
Фигура 1. Процесс очистки прессового сукна, как описано в примере 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает стабильную, возобновляемую, экологически чистую, совместимую с требованиями FDA и безопасную в обращении композицию для очистки от загрязнения бумагоделательного оборудования влагопрочными смолами и/или предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования влагопрочными смолами.
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к композициям для очистки бумагоделательного оборудования от загрязнений влагопрочными смолами и/или предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования влагопрочными смолами, содержащими водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий простой гликолевый эфир. В некоторых вариантах осуществления слабая органическая кислота выбирается из группы, состоящей из лимонной кислоты, адипиновой кислоты, гликолевой кислоты и их комбинаций, предпочтительно лимонной кислоты. В некоторых вариантах осуществления растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, выбирают из группы, состоящей из монобутилового эфира диэтиленгликоля, моноэтилового эфира диэтиленгликоля и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления поверхностно–активное вещество выбирают из группы, состоящей из этоксилата изотридецилового спирта, этоксилата додеканола, этоксилированного 2,4,7,9–тетраметил–5–децин–4,7–диола, триметилнонилового эфира полиэтиленгликоля, полисорбатов, поверхностно–активных веществ, содержащих этоксилированные вторичные спирты, и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления ион двухвалентного металла выбирают из группы, состоящей из Ca, Mg, Ba, Fe, Cu, Ni, Mn и Co, предпочтительно Fe, Ca, Cuили Ni. В некоторых вариантах осуществления концентрация слабой органической кислоты находится в пределах 15–45%, предпочтительно 20–30%. В некоторых вариантах осуществления концентрация растворителя, содержащего простой гликолевый эфир, находится в пределах 0–15%, предпочтительно 3–8%. В некоторых вариантах осуществления концентрация поверхностно–активного вещества находится в пределах 2–25%, предпочтительно 5–13%. В некоторых вариантах осуществления концентрация катализатора, содержащего ион двухвалентного металла, находится в пределах 0,01–5%, предпочтительно 0,25–3%. В некоторых вариантах осуществления такие чистящие композиции дополнительно разбавляют одним или несколькими разбавителями, причем соотношение разбавитель/композиция, (масса/масса), находится в диапазоне 500: 1–0:1, предпочтительно 200:1–9:1.
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
Некоторые варианты осуществления изобретения относятся к способам очистки бумагоделательного оборудования от загрязнений влагостойкими смолами, причем способ включает стадии контакта оборудования с композицией, содержащей водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий простой гликолевый эфир. В некоторых вариантах осуществления слабая органическая кислота выбирается из группы, состоящей из лимонной кислоты, адипиновой кислоты, гликолевой кислоты и их комбинаций, предпочтительно лимонной кислоты. В некоторых вариантах осуществления растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, выбирают из группы, состоящей из монобутилового эфира диэтиленгликоля, моноэтилового эфира диэтиленгликоля и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления поверхностно–активное вещество выбирают из группы, состоящей из этоксилата изотридецилового спирта, этоксилата додеканола, этоксилированного 2,4,7,9–тетраметил–5–децин–4,7–диола, триметилнонилового эфира полиэтиленгликоля, полисорбатов, поверхностно–активных веществ, содержащих этоксилированные вторичные спирты, и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления ион двухвалентного металла выбирают из группы, состоящей из Ca, Mg, Ba, Fe, Cu, Ni, Mn и Co, предпочтительно Fe, Ca, Cuили Ni. В некоторых вариантах осуществления концентрация слабой органической кислоты находится в пределах 15–45%, предпочтительно 20–30%. В некоторых вариантах осуществления концентрация растворителя, содержащего простой гликолевый эфир, находится в пределах 0–15%, предпочтительно 3–8%. В некоторых вариантах осуществления концентрация поверхностно–активного вещества находится в пределах 2–25%, предпочтительно 5–13%. В некоторых вариантах осуществления концентрация катализатора, содержащего ион двухвалентного металла, находится в пределах 0,01%–5%, предпочтительно 0,25–3%. В некоторых вариантах осуществления такие чистящие композиции дополнительно разбавляют одним или несколькими разбавителями, причем соотношение разбавитель/композиция, (масса/масса), находится в диапазоне 500: 1–0:1, предпочтительно 200:1–9:1. В некоторых вариантах осуществления очистка осуществляется при повышенных температурах. В некоторых других вариантах осуществления время контакта составляет от 0,1 секунды до 5 часов, предпочтительно от 30 секунд до 1 часа, более предпочтительно от 1 минуты до 30 минут. В некоторых других вариантах осуществления бумагоделательное оборудование представляет собой влажные прессовые сукна, сушильную сетку, бумагоделательное оборудование, используемое в процессе изготовления бумаги, в котором используются влагопрочные смолы, или другая поверхность бумагоделательной машины. В некоторых вариантах осуществления влагопрочная смола представляет собой полиамид–эпихлоргидрин (PAE) смолу.
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам предотвращения загрязнения бумагоделательного оборудования процесса изготовления бумаги влагопрочными смолами, причем способ включает стадии контакта бумагоделательного оборудования с композицией, содержащей водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий, гликолевый эфир, до, и/или во время, и/или после добавления влагопрочной смолы в процесс изготовления бумаги. В некоторых вариантах осуществления слабая органическая кислота выбирается из группы, состоящей из лимонной кислоты, адипиновой кислоты, гликолевой кислоты и их комбинаций, предпочтительно лимонной кислоты. В некоторых вариантах осуществления растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, выбирают из группы, состоящей из монобутилового эфира диэтиленгликоля, моноэтилового эфира диэтиленгликоля и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления поверхностно–активное вещество выбирают из группы, состоящей из этоксилата изотридецилового спирта, этоксилата додеканола, этоксилированного 2,4,7,9–тетраметил–5–децин–4,7–диола, триметилнонилового эфира полиэтиленгликоля, полисорбатов, поверхностно–активных веществ, содержащих этоксилированные вторичные спирты, и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления ион двухвалентного металла выбирают из группы, состоящей из Ca, Mg, Ba, Fe, Cu, Ni, Mn и Co, предпочтительно Fe, Ca, Cuили Ni. В некоторых вариантах осуществления концентрация слабой органической кислоты находится в пределах 15–45%, предпочтительно 20–30%. В некоторых вариантах осуществления концентрация растворителя, содержащего простой гликолевый эфир, находится в пределах 0–15%, предпочтительно 3–8%. В некоторых вариантах осуществления концентрация поверхностно–активного вещества находится в пределах 2–25%, предпочтительно 5–13%. В некоторых вариантах осуществления концентрация катализатора, содержащего ион двухвалентного металла, находится в пределах 0,01–5%, предпочтительно 0,25–3%. В некоторых вариантах осуществления такие чистящие композиции дополнительно разбавляют одним или несколькими разбавителями, причем соотношение разбавитель/композиция, (масса/масса), находится в диапазоне 500: 1–0:1, предпочтительно 200:1–9:1. В некоторых других вариантах осуществления время контакта составляет от 0,1 секунды до 5 часов, предпочтительно от 30 секунд до 1 часа, более предпочтительно от 1 минуты до 30 минут. В некоторых других вариантах осуществления бумагоделательное оборудование представляет собой влажные прессовые сукна, сушильную сетку, бумагоделательное оборудование, используемое в процессе изготовления бумаги, в котором используются влагопрочные смолы, или другая поверхность бумагоделательной машины. В некоторых вариантах осуществления влагопрочная смола представляет собой полиамид–эпихлоргидрин (PAE) смолу.
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения связаны с использованием композиции, содержащей водный раствор слабой органической кислоты, поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество, катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, и необязательно растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, для очистки оборудования путем контакта оборудования с композицией. В некоторых вариантах осуществления слабая органическая кислота выбирается из группы, состоящей из лимонной кислоты, адипиновой кислоты, гликолевой кислоты и их комбинаций, предпочтительно лимонной кислоты. В некоторых вариантах осуществления растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, выбирают из группы, состоящей из монобутилового эфира диэтиленгликоля, моноэтилового эфира диэтиленгликоля и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления поверхностно–активное вещество выбирают из группы, состоящей из этоксилата изотридецилового спирта, этоксилата додеканола, этоксилированного 2,4,7,9–тетраметил–5–децин–4,7–диола, триметилнонилового эфира полиэтиленгликоля, полисорбатов, поверхностно–активных веществ, содержащих этоксилированные вторичные спирты, и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления ион двухвалентного металла выбирают из группы, состоящей из Ca, Mg, Ba, Fe, Cu, Ni, Mn и Co, предпочтительно Fe, Ca, Cuили Ni. В некоторых вариантах осуществления концентрация слабой органической кислоты находится в пределах 15–45%, предпочтительно 20–30%. В некоторых вариантах осуществления концентрация растворителя, содержащего простой гликолевый эфир, находится в пределах 0–15%, предпочтительно 3–8%. В некоторых вариантах осуществления концентрация поверхностно–активного вещества находится в пределах 2–25%, предпочтительно 5–13%. В некоторых вариантах осуществления концентрация катализатора, содержащего ион двухвалентного металла, находится в пределах 0,01%–5%, предпочтительно 0,25–3%. В некоторых вариантах осуществления такие чистящие композиции дополнительно разбавляют одним или несколькими разбавителями, причем соотношение разбавитель/композиция, (масса/масса), находится в диапазоне 500:1–0:1, предпочтительно 200:1–9:1. В некоторых вариантах осуществления очистка осуществляется при повышенных температурах. В некоторых других вариантах осуществления время контакта составляет от 0,1 секунды до 5 часов, предпочтительно от 30 секунд до 1 часа, более предпочтительно от 1 минуты до 30 минут. В некоторых вариантах осуществления оборудование является бумагоделательным оборудованием. В некоторых других вариантах осуществления бумагоделательное оборудование представляет собой влажные прессовые сукна, сушильную сетку, бумагоделательное оборудование, используемое в процессе изготовления бумаги, в котором используются влагопрочные смолы, или другая поверхность бумагоделательной машины. В некоторых вариантах осуществления бумагоделательное оборудование содержит загрязнения, образующиеся в результате использования влагопрочных смол в процессе изготовления бумаги. В некоторых вариантах осуществления влагопрочная смола представляет собой полиамид–эпихлоргидрин (PAE) смолу.
Другие варианты осуществления настоящего изобретения обсуждаются в данной заявке. Любой вариант осуществления, обсуждаемый в отношении одного аспекта изобретения, применим и к другим аспектам изобретения, и наоборот. Каждый вариант осуществления, описанный в настоящем документе, понимается как варианты осуществления настоящего изобретения, которые применимы ко всем аспектам изобретения. Предполагается, что любой обсуждаемый здесь вариант осуществления может быть реализован в отношении любого способа или композиции изобретения и наоборот. Кроме того, композиции и наборы изобретения могут быть использованы для достижения способов изобретения.
В некоторых вариантах осуществления оборудование является бумагоделательным оборудованием. В некоторых вариантах осуществления бумагоделательное оборудование содержит загрязнения, образующиеся в результате использования влагопрочных смол в процессе изготовления бумаги.
Композиция по изобретению содержит водный раствор слабой органической кислоты. Использование слабой органической кислоты делает состав более мягким и безопасным, как для операторов технологических процессов и рабочих, так и для оборудования, подлежащего очистке. В то же время, однако, оно способствует неожиданно достаточному очищающему эффекту, который достигается с использованием композиции. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления концентрация органической кислоты в композиции находится в пределах 10–45%, предпочтительно 20–30%.
a
а
Слабая органическая кислота по настоящему изобретению может иметь pK больше 1,5, предпочтительно больше 2, более предпочтительно больше 3. Слабая органическая кислота может быть двухосновной или трехосновной кислотой, и она может иметь, по меньшей мере, одно значение рК в диапазоне от 3 до 6. Согласно одному варианту осуществления изобретения слабая органическая кислота может быть выбрана из группы, состоящей из лимонной кислоты, адипиновой кислоты, гликолевой кислоты и любых их комбинаций. Предпочтительно слабой органической кислотой является лимонная кислота.
Композиция дополнительно содержит поверхностно–активное вещество, предпочтительно неионогенное поверхностно–активное вещество. Концентрация поверхностно–активного вещества в композиции может предпочтительно находиться в пределах 2–25%, предпочтительно 5–13%. Поверхностно–активное вещество, как указано в настоящем раскрытии, содержит гидрофильную головную группу и гидрофобную хвостовую группу. Неионные поверхностно–активные вещества являются поверхностно–активными веществами с незаряженной гидрофильной головной группой и не диссоциируют на ионы в водных растворах. Предпочтительными неионными поверхностно–активными веществами являются этоксилаты, особенно этоксилаты жирных спиртов, алкоксилаты и кокамиды. Поверхностно–активное вещество, полезное для настоящего изобретения, делает компоненты заявленной композиции смешивающимися друг с другом, сохраняет их хорошо диспергированными и образует микроэмульсию. Поверхностно–активные вещества могут также повышать эффективность очистки отдельных компонентов композиции.
Согласно одному варианту осуществления изобретения поверхностно–активное вещество может быть выбрано из группы, состоящей из этоксилата изотридецилового спирта, этоксилата додеканола, этоксилированного 2,4,7,9–тетраметил–5–децин–4,7–диола, триметилнонилового эфира полиэтиленгликоля, полисорбатов, поверхностно–активных веществ, содержащих этоксилированные вторичные спирты и любых их комбинаций.
Подходящие этоксилаты додеканола представляют собой неионные поверхностно–активные вещества, содержащие один или несколько молей оксида этилена на моль додеканола. В некоторых вариантах осуществления мольное соотношение этиленоксида и додеканола составляет 7:1.
Подходящие этоксилаты изотридецилового спирта представляют собой неионные поверхностно–активные вещества, содержащие один или несколько молей этиленоксида на моль изотридецилового спирта. В некоторых вариантах осуществления мольное соотношение этиленоксида и изотридецилового спирта составляет 9: 1.
Подходящие полисорбаты представляют собой неионные поверхностно–активные вещества, состоящие из сложных эфиров жирных кислот полиоксиэтиленсорбитана. Примерами полисорбатов являются монолаурат полиоксиэтиленсорбитана, монопальмитат полисорбатсорбитана, моностеарат полиоксиэтиленсорбитана, моноолеат полиоксиэтиленсорбитана.
В некоторых вариантах осуществления подходящим триметилнониловым эфиром полиэтиленгликоля может быть полиоксиэтилен 2,6,8–триметил–4–нониловый эфир.
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
+2
Композиция дополнительно содержит катализатор, содержащий ион двухвалентного металла. Согласно одному варианту осуществления концентрация катализатора, содержащего ион двухвалентного металла, в композиции может находиться в пределах 0,01–5%, предпочтительно 0,25–3%. Ион двухвалентного металла может быть выбран из группы, состоящей из Ca, Mg, Ba, Fe, Cu, Ni, Mn и Co, предпочтительно Fe, Ca, Cu или Ni. Происхождение эффекта, который достигается, если композиция содержит катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, еще полностью не изучено. Однако, не желая связывать себя какой–либо теорией, предполагается, что могут быть вовлечены либо окислительно–восстановительные реакции, либо некоторые хелатирующие реакции.
Катализатор, содержащий ион двухвалентного металла, может быть в форме соли, где противоионом является любой подходящий органический или неорганический, двухвалентный или одновалентный анион, предпочтительно цитрат, ацетат, малеат, сульфат или хлорид, еще более предпочтительно сульфат или хлорат.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления композиция содержит растворитель, содержащий простой гликолевый эфир. Растворители, содержащие гликолевый эфир, могут быть выбраны из группы, состоящей из растворителей, содержащих монобутиловый эфир диэтиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, монофениловый эфир этиленгликоля, монофениловый эфир диэтиленгликоля, монофениловый эфир полиэтиленгликоля, монофениловый эфир триэтиленгликоля и любую их комбинацию. Предпочтительно, растворитель, содержащий простой гликолевый эфир, выбирают из группы, состоящей из монобутилового эфира диэтиленгликоля, моноэтилового эфира диэтиленгликоля и любых их комбинаций. Концентрация растворителя, содержащего простой гликолевый эфир, в композиции может находиться в пределах 0–15%, предпочтительно 0,01–15%, более предпочтительно 3 –8%.
Композиции по настоящему изобретению удаляют загрязнение влагостойкой смолой и/или предотвращают влагостойкие смолы от загрязнения ими бумагоделательного оборудования путем удаления, предотвращения или уменьшения образования поперечно сшитых химических веществ из влагопрочных смол на бумагоделательном оборудовании.
Чистящая композиция может быть разбавлена перед использованием для очистки бумагоделательного оборудования и приведена в контакт с указанным оборудованием. Разбавитель может быть выбран из группы, состоящей из воды, совместимых химических веществ, совместимых химических смесей или предварительно приготовленных смесей, совместимых жидкостей, совместимых твердых веществ или их комбинаций, предпочтительно воды. «Совместимыми» являются те компоненты, которые не приводят к разделению между компонентами композиций и/или к осаждению и поддерживают микроэмульсионное состояние композиции во время, и/или после добавления, и/или смешивания этих компонентов с композицией. Согласно одному варианту осуществления изобретения соотношение разбавитель/композиция, учитывая масса/масса, находится в диапазоне 500:1–0:1, предпочтительно 200:1–9:1.
Композиция контактирует с оборудованием, предпочтительно с бумагоделательным оборудованием. Контакт может осуществляться путем распыления композиции на поверхность оборудования, путем замачивания или погружения оборудования в композицию или путем внесения композиции в циркулирующий технологический поток, который вступает в контакт с оборудованием.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения очистка осуществляется при повышенной температуре. Это означает, что композиция и/или оборудование находятся при повышенной температуре во время очистки. Очистка при повышенных температурах осуществляется путем нагрева чистящей композиции или очищаемого оборудования, или того и другого, при повышенной температуре до и/или во время контакта друг с другом. Чистящие композиции, или очищаемое оборудование, или и то и другое, нагреваются до температур от выше комнатной температуры до уровня ниже 130°C, предпочтительно от 45 до 70°C, более предпочтительно от 50 до 60°C. В предпочтительном диапазоне температур наблюдается энергетически оптимизированная производительность очистки.
Время контакта зависит от площади очищаемого оборудования, типа очищаемой поверхности оборудования и/или уровня загрязнения оборудования. Способ контакта зависит от очищаемого оборудования. Способом контакта может быть замачивание, распыление или любой другой подходящий способ контакта, как описано выше. Время контакта оптимизировано таким образом, что оптимальная очистка достигается с минимальными потерями во времени производства. В некоторых других вариантах осуществления время контакта составляет от 0,1 секунды до 5 часов, предпочтительно от 30 секунд до 1 часа, более предпочтительно от 1 минуты до 30 минут.
Композиция по настоящему изобретению предпочтительно используется для очистки бумагоделательного оборудования, особенно бумагоделательного оборудования, содержащего загрязнения, образующиеся при использовании влагопрочных смол в процессе изготовления бумаги. Очищаемое оборудование представляет собой влажное прессовое сукно, сушильную сетку, или любое бумагоделательное оборудование, используемое в процессе изготовления бумаги, в котором используются влагопрочные смолы или другая поверхность бумагоделательной машины. Предпочтительно композицию используют для очистки влажных прессовых сукон или сушильных сеток.
Композиция по настоящему изобретению предпочтительно используется для очистки загрязнений, вызванных влагопрочной смолой, особенно когда влагопрочной смолой является полиамид–эпихлоргидрин (PAE) смола.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Использование слова «a» или «аn» в сочетании с термином «содержащий» в формуле изобретения и/или в описании может означать «один», но оно также согласуется со значением «один или более», «по меньшей мере, один» и «один или более одного».
Во всем этом документе термин «около» используется для обозначения того, что значение включает стандартное отклонение ошибки для устройства или метода, используемого для определения значения.
Использование термина «или» в формуле изобретения используется для обозначения «и/или», если явно не указано, что оно относится только к альтернативам или альтернативы являются взаимоисключающими, хотя раскрытие поддерживает определение, которое относится только к альтернативам и «и/или».
При использовании в настоящем раскрытии, слова «включающий» (и любая форма включения, такая как «включают» и «включает»), «имеющий» (и любая форма наличия, такая как «имеют» и «имеет»), «включающий» (и любая форма включения, такая как «включают» и «включает») или «содержащий» (и любая форма содержания, такая как «содержат» и «содержит») являются включающими или открытыми и не исключают дополнительных, неосуществленных элементов или этапов метода.
Процентное содержание компонентов в композициях, описанных в настоящей заявке, представляет собой массовое содержание компонентов в композициях. Массовые проценты рассчитываются исходя из предположения, что компоненты не содержат примесей.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры, а также фигуры включены для демонстрации предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что способы, раскрытые в примерах или фигурах, представляют собой способы, обнаруженные изобретателями, которые хорошо функционируют на практике изобретения и, таким образом, могут рассматриваться как предпочтительные способы его осуществления. Однако специалисты в данной области техники должны в свете настоящего раскрытия понимать, что многие изменения могут быть внесены в конкретные раскрытые варианты осуществления, и все же получить аналогичный или сходный результат без отступления от духа и объема изобретения.
Пример 1:
Очистка влажных прессовых сукон
Для исследования использовались четыре комплекта образцов сукна, каждый из которых содержал по 2 образца. Круглые образцы сукна диаметром около 2 дюйма (5 см) были случайным образом вырезаны из основного объема образцов сукна. Три комплекта были взяты с бумажной фабрики, производящей ткани и салфетки, (фабрика 1–3). Оставшийся комплект представлял собой первичное сукно, загрязненное PAE в лаборатории (VF). Образцы первичного сукна, вырезанные по кругу, замачивали в растворе PAE с последующим нагреванием в печи 105°C в течение 2,5 часов для обеспечения поперечного сшивания.
Каждый образец сукна промывали и тестировали отдельно. Для промывки образцов сукна использовался терготометр. Свободные волокна собирали между циклами промывки и полоскания. Эти собранные волокна были свернуты в небольшой шарик, высушены, взвешены, и зарегистрированы в результатах как «потеря волокна». Результаты, полученные для удаления загрязняющих веществ, корректируются с учетом потери волокна.
Один образец сукна из каждого комплекта промывали 5% (масс./масс.) композицией А (таблица 1). Композиция была разбавлена водопроводной водой. Другой образец сукна из каждого комплекта промывали водопроводной водой и использовали в качестве контроля для сравнения. Сукна помещали в отдельные моечные контейнеры и помещали в терготометр. Терготометр был запущен при 60°C в течение 30 минут для первой стадии промывки; pH был проверен и зарегистрирован для каждого контейнера. Содержимое контейнера затем выливали на вакуумное сито для сбора образцов сукна и свободных волокон. Образцы и контейнер промывали водопроводной водой, и образцы помещали обратно в контейнер для цикла промывки при той же температуре в течение 15 минут; рН проверяли и регистрировали для каждого контейнера. Снова содержимое этих контейнеров выливали на вакуумное сито для сбора образцов сукна и свободных волокон.
Масса каждого образца сукна регистрировалась до и после промывки. Потерянные волокна сукна были собраны в конце каждого цикла промывки и полоскания и взвешены как процент потери волокна. Этот процент потери волокна показывает, насколько агрессивной была химическая обработка сукна. Потеря волокна была частично обусловлена агрессивностью химической обработки, а частично тем, что сукна использовались на фабриках, используемых в исследованиях промывки, и не были совершенно новыми. После учета потерь волокна оставшаяся разница в массе сукна между измерениями до и после промывки объясняется удалением загрязняющих веществ и фиксируется как таковая. Идеально, химическая обработка удаляет большое количество загрязняющего вещества без того, чтобы вызывать слишком сильную потерю волокна и повреждение сукна. Процент удаления загрязняющих веществ и процент потери волокна приведены в таблицах 2 и 3 соответственно и рассчитаны следующим образом
Испытание пористости (или воздухопроницаемости) проводилось на сукне до и после промывки с использованием прецизионного пористого тестера Герли с цифровым таймером. Испытание проводилось с помощью воздуха, проходящего через индивидуальный образец сукна. Цифровой таймер записывает время прохождения контролируемого объема воздуха через образец. Пористость до промывки определяет любое загрязнение сукон, которое блокировало поры сукна. Испытание после промывки показывает пористость после целевого удаления загрязняющего вещества. Таким образом, сравнение пористости до и после промывки свидетельствует об общем удалении загрязняющих веществ. Пористость по Герли регистрировали в "секундах Герли" и сравнивали для образца до и после промывки. Чем меньше секунд пористости по Герли, тем более пористыми являются сукна. Более чистые сукна должны иметь более высокую пористость, таким образом, меньшее количество секунд пористости по Герли указывает на лучшую чистящую способность. Секунды пористости по Герли приведены в таблице 4.
Также была определена скорость поглощения воды на сукне до и после промывки. 100 мл свежей деионизированной воды добавляли прямолинейную банку с широким горлом на 8 унций (226,4 г). Образцы сукна вручную расплющивали и помещали на поверхность воды с помощью пинцета. Регистрировалось время между начальным касанием сукном поверхности воды и началом погружения образцов сукна. Как это часто бывает, сукно может быть слишком загрязнено (даже после промывки) и слишком гидрофобно, чтобы позволить воде проникать в ткань. Если испытание продолжалось более 180 секунд, то сообщалось о превышении «>180 с» или о «неудачном испытании скорости поглощения воды». Этот тест помогает определить, насколько легко образец сукна будет поглощать воду, насколько «открытым/свободным» было сукно и насколько гидрофильным или гидрофобным было сукно после сравнения измерений до и после промывки. Более чистые сукна имеют более высокую скорость поглощения воды (более открытые участки для поглощения воды, потому что меньше загрязняющих веществ удерживают эти участки), и, следовательно, время поглощения воды в секундах будет меньше. Время поглощения воды в секундах приведено в таблице 5.
Результаты, приведенные в таблице 2, показывают, что промывка при помощи 5% композиции А удаляет значительно более высокий процент загрязняющих веществ по сравнению с контрольным образцом. Результаты, приведенные в таблице 3, показывают, что процент потерь волокна при промывке при помощи 5% композиции А для всех типов испытанных сукон был очень низким и был аналогичен этому показателю у контрольного образца. Результаты в таблице 4 показывают, что пористость сукон увеличилась (секунды пористости по Герли уменьшились) в большей степени по сравнению с контрольным образцом при помощи промывки 5% композицией А. Результаты в таблице 5 показывают, что скорость поглощения воды сукнами значительно увеличилась (секунды поглощения воды уменьшились) по сравнению с контрольным образцом при помощи промывки 5% композицией А. Таким образом, композиция А удаляет загрязняющие вещества из сукон (таблицы 2, 4 и 5) без заметного повреждения сукон (таблица 3).
Пример 2.
Предотвращение загрязнений влагопрочными смолами влажных прессовых сукон.
Образцы первичных сукон диаметром около 2 дюймов (5 см) были вырезаны стандартным высекальным прессом. Затем один набор образцов помещали в 10% (масс./масс.) водный раствор композиции А, а другой набор – в воду, использованную в качестве контроля. Образцы замачивали в течение пяти минут при комнатной температуре и сушили в течение ночи (16 часов) в печи при температуре 45°C. Влагопрочные химические вещества, PAE, были разбавлены, с использованием деионизированной воды. Высушенные пропитанные сукна помещали в разбавленный раствор PAE (2,5% масс./ масс.) и замачивали в течение пяти минут при комнатной температуре, затем сушили в течение 6,5 часов в печи 45°C, а затем поперечно сшивали в печи при 90°C в течение 4,5 часов. Сукна промывали при 60°C в 600 мл водопроводной воды в течение 30 минут при 150 об/мин в терготометре (фиг. 1). Потери волокна, пористость и скорость поглощения воды измерялись с помощью процессов, описанных в примере 1. Процент увеличения массы был рассчитан как
Процент увеличения массы, потеря волокна, секунды пористости по Герли и секунды поглощения воды приведены в таблице 6. Процент увеличения массы для образцов сукна, помещенных в 10% водный раствор композиции А, был ниже по сравнению с контрольными сукнами (сукна, помещенные в воду вместо 10% водного раствора композиции А). Пористость и скорость поглощения воды сукнами, помещенными в 10% водный раствор композиции А, были выше (секунды пористости по Герли и секунды поглощения воды меньше) по сравнению с контрольным образцом. Эти результаты показывают, что композиция А предотвращает загрязнение сукон смолами PAE. Процент потери волокна для сукон, помещенных в 10% водный раствор композиции А, был ниже по сравнению с контрольным образцом. Это показывает, что композиция А не повреждает сукна.
Таблица 1. Композиция А
Массовый %
Вода
61,5
Лимонная кислота
25
Этоксилат изотридецилового спирта (9 EO)
5
Монобутиловый эфир диэтиленгликоля
5
Carbowet GA–211 (Air Products)
3
FeSO<sub>4</sub>
0,5
Таблица 2 Удаление загрязняющих веществ (%)
Фабрика 1
Фабрика 2
Фабрика 3
VF
Срав. A (5%)
1,03
2,16
1,81
1,032
Контроль
0,87
1,42
1,41
0,485
Таблица 3 Потеря волокна сукна (%)
Фабрика 1
Фабрика 2
Фабрика 3
VF
Срав. A (5%)
0,83
0,76
0,68
0,97
Контроль
0,84
0,51
0,62
0,65
Таблица 4. Пористость по Герли (с)
Фабрика 1
Фабрика 2
Фабрика 3
VF
Перед промывкой
После промывки
Перед промывкой
После промывки
Перед промывкой
После промывки
Перед промывкой
После промывки
Срав. A (5%)
9,86
8,67
12,30
9,42
12,98
10,88
7,62
9,43
Контроль
9,98
9,52
14,73
13,17
13,43
11,81
7,62
10,00
Таблица 5. Скорость поглощения воды (с)
Фабрика 1
Фабрика 2
Фабрика 3
VF
Перед промывкой
После промывки
Перед промывкой
После промывки
Перед промывкой
После промывки
После промывки
Срав. A (5%)
11,82
3,54
3,30
2,64
>180
7,76
5,06
Контроль
10,91
45,73
3,15
3,40
>180
>180
102,68
Таблица 6 Предотвращения поперечного сшивки PAE на первичных сукнах
Состав
Увеличение массы (%)
Потеря волокна (%)
Пористость по Герли (с)
Поглощение воды (с)
Среднее
STDEV
Среднее
STDEV
Контроль
2,73
0,74
8,15
0,42
319,310*
14,22
Срав. А (10%)
2,21
1,25
8,00
0,32
4,21
0,33
* Для контрольного образца, испытание времени поглощения воды продолжалось более 180 секунд.