СУХАЯ СМАЗКА ДЛЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗ ПЛАСТМАССЫ И НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
DRY LUBRICANT FOR SURFACES FROM PLASTIC AND STAINLESS STEEL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к смазочной композиции для различных поверхностей, включая пластмассу и нержавеющую сталь, которые встречаются в конвейерных системах для подачи контейнеров. В частности, смазочные композиции представляют собой сухие композиции, подходящие для использования в виде сухой смазки или в виде полусухой смазки. В одном аспекте изобретения, смазка наносится на пластмассу и, в частности, на металлические конвейерные ленты и т. п., в результате чего эти ленты эффективно смазываются. Эти ленты обычно используются в промышленности для транспортировки стекла, пластмассы или пластифицированных контейнеров, также как металлических банок, применяемых для разливки напитков, пищевых продуктов или других продуктов, которые можно консервировать.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время напитки, пищевые продукты или консервированные продукты поставляются в контейнерах различных типов, таких как стеклянные, пластмассовые или полиэтиленовые (PET) бутылки, пластифицированные контейнеры, также как металлические банки и т. д., при этом в процессе обработки и расфасовки, в течение различных стадий производственного процесса необходимо транспортировать пустые и/или полные контейнеры с одних участков технологической линии на другие, куда они подаются с использованием конвейерных цепей, обычно изготовленных из нержавеющей стали или пластмассы, что вызывает постоянное трение между конвейерными цепями и контейнерами, между деталями конвейерных цепей, а также столкновения контейнеров между собой в процессе транспортировки.
Результатом неуправляемого трения или недостаточной смазки опор конвейерных цепей может оказаться возникновение ряда неблагоприятных ситуаций, таких как опрокидывание контейнеров или блокирование их прохождения (даже в том случает, когда конвейерные цепи продолжают действовать), или, в других случаях, создание повышенного шума и возникновение перебоев в подаче или поставке контейнеров к следующим стадиям в процессе, например, к стадиям заполнения или наклейки этикеток. Следовательно, эти ситуации могут обуславливать низкую производительность на стадиях процесса, вызывая износ конвейерных цепей и перегрузку моторов, причем все перечисленное обусловлено недостаточной смазкой.
Традиционные решения проблемы управления трением в таких ситуациях включают использование концентрированной смазки (часто на мыльной основе или на основе аминов жирного ряда), разбавленной водой для формирования водного разбавленного смазочного раствора (т. е., со степенями разбавления от 100:1 до 500:1), и большие количества водных разбавленных смазочных растворов обычно наносят на конвейер или контейнеры с помощью распылительного или насосного оборудования. Эти смазочные растворы создают возможность высокоскоростного функционирования конвейера и ограничивают повреждение контейнеров или этикеток, но они имеют также некоторые недостатки. Во-первых, разбавленные водные смазки обычно требуют использования на конвейерной линии больших количеств воды, которую затем следует удалять или утилизировать, и которые создают чрезмерно влажную среду около конвейерной линии. Во-вторых, некоторые водные смазки могут стимулировать размножение микробов. В-третьих, необходимость разбавления концентрированной смазки может приводить к ошибкам разбавления, которые приводят к отклонениям и ошибкам в концентрации водных разбавленных смазочных растворов. Наконец, когда для этих целей используется техническая вода, вариации в ее составе могут оказывать негативные побочные эффекты на разбавленный смазочный раствор.
В случаях, когда используется водный разбавленный смазочный раствор, его обычно наносят в течение по меньшей мере половины времени движения конвейера, и наносят, обычно, непрерывно. При непрерывном использовании водных разбавленных смазочных растворов, используется больше смазки, чем необходимо, и баки для смазочного концентрата приходится менять намного чаще, чем необходимо.
В качестве решения проблемы, связанной с этими недостатками разбавленных водных смазок, были описаны «сухие смазки» и упоминались смазочные композиции с содержанием воды менее 50%, которые наносили на контейнер или конвейер без разбавления. Тем не менее, это нанесение обычно требует использования специального оборудования для централизованной смазки и распылительных головок, и, в частности, энергизированных распылительных головок. Энергизированные распылительные головки относятся к распылительным головкам, в которых поток смазки разрывается в пыль из мелких капель с помощью энергии, которая может представлять собой высокие давления, сжатый воздух или ультразвуковую обработку. Наиболее популярные «сухие смазки» представляют собой силиконовые материалы. Тем не менее, силикон эффективен, в первую очередь, при нанесении смазки на пластмассы, такие как PET бутылки, и, как наблюдалось, менее эффективен при нанесении смазки на стеклянные или металлические контейнеры, особенно на металлическую поверхность. Если на предприятии обрабатывается более чем один тип контейнера на линии, конвейерную смазку следует менять перед тем, как запускать в обработку новый тип контейнеров. Альтернативно, если на предприятии обрабатываются различные типы контейнеров на разных линиях, необходимо хранить на заводе более чем один тип конвейерной смазки. Оба варианта отнимают много времени и экономически неэффективны для предприятия.
Решению этой проблемы посвящено настоящее изобретение. Цель изобретения состоит в создании сухой смазки, подходящей для различных материалов, а также подходящей для сохранения смазки в загрязненных зонах нанесения.
Дополнительная цель изобретения состоит в создании «универсальной» смазки, которая может использоваться для нанесения на разнообразные материалы контейнеров и конвейера.
Другие цели, преимущества и особенности настоящего изобретения станут понятны из последующего описания в комбинации с приложенными графическими материалами.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Преимущество изобретения состоит в полностью сухом или полусухом нанесении смазки, сохраняющей коэффициент трения на уровне ниже, чем около 0,2, при этом подходящей для различных поверхностей контейнеров, наряду с металлическими (нержавеющая сталь) и пластмассовыми конвейерами. Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что смазка подается в загрязненные зоны нанесения, такие как места, где пролилась жидкость, и перед промывкой. Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что потребление воды снижается или отсутствует.
В одном варианте реализации, в настоящем изобретении предлагается сухая смазочная композиция, содержащая одну или
более жирных кислот; один или более углеводородов; один или более сложных эфиров сорбитана; один или более полигликолей; и одно или более неионных поверхностно-активных веществ. В одном аспекте, сухие смазочные композиции по существу не содержат воды. В другом аспекте, сухая смазочная композиция оказывает смазочное действие на металлические и пластмассовые конвейеры. В еще одном аспекте, сухая смазочная композиция обеспечивает коэффициент трения менее чем около 0,2.
В одном варианте реализации, в настоящем изобретении предлагается сухая смазочная композиция, содержащая: от около 0,1% мас. до около 25% мас. C6-C22 жирных кислот; от около 1% мас. до около 95% мас. минерального масла; от около 0,01% мас. до около 15% мас. сложного эфира сорбитана; от около 0,001% мас. до около 10% мас. полигликоля; и от около 0,1% мас. до около 20% мас. неионного поверхностно-активного вещества. В одном аспекте, сухая смазочная композиция по существу не содержит воды, оказывает смазочное действие на металлические и пластмассовые конвейеры и обеспечивает коэффициент трения менее чем около 0,2.
В одном варианте реализации, в настоящем изобретении предлагается способ смазки поверхности, включающий: нанесение сухих смазочных композиций по изобретению прямым нанесением на поверхность в виде сухой смазки или в виде полусухой смазки; и формирование слоя смазки или пленки на поверхности, при сохранении коэффициента трения на уровне менее чем около 0,2. В одном аспекте, поверхность представляет собой металлическую и/или пластмассовую конвейерную цепь или контейнер в контакте с металлической и/или пластмассовой конвейерной цепью.
Хотя раскрыты многочисленные варианты реализации, имеются и другие варианты реализации настоящего изобретения, которые будут понятны специалистам в данной области техники после прочтения следующего подробного описания, в котором представлены и описаны иллюстративные варианты реализации изобретения. Соответственно, графические материалы и подобное описание следует рассматривать как имеющие иллюстративный, а не ограничительный характер.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг.1A-C иллюстрируют эффективность смазки, имеющей состав по изобретению в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения по сравнению с положительным и отрицательным контрольными образцами при использовании на конвейере из нержавеющей стали для (1A) стеклянных, (1B) алюминиевых и (1C) PET контейнеров.
Фиг.2A-C иллюстрируют эффективность смазки, имеющей состав по изобретению в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения по сравнению с положительным и отрицательным контрольными образцами при использовании на конвейере из делрина (пластмасса) для (2A) стеклянных, (2B) алюминиевых и (2C) PET контейнеров.
Фиг. 3A-C иллюстрируют фотографии результатов испытания PET на растрескивание под воздействием напряжений с использованием сухих смазочных составов по вариантам реализации изобретения, включая концентрированную и 0,2%-ную сухую смазку, в начале измерений (3A), через 7 дней после нанесения смазки (3B) 7 дней после нанесения смазки, и через 14 дней после нанесения смазки (3C).
Фиг. 4A-B иллюстрируют фотографии результаты испытания PET на растрескивание под воздействием напряжений с использованием сухих смазочных составов по вариантам реализации изобретения на многоразовых контейнерах PED, включая концентрированную (4А) и 0,2%-ю сухую смазку (4B) через 14 дней после нанесения смазки.
Различные варианты реализации настоящего изобретения будут подробно описаны с обращением к графическим материалам, при этом одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым частям на различных видах. Ссылка на различные варианты реализации настоящего изобретения не ограничивает объем изобретения. Фигуры, представленные в данном документе, не ограничивают различные варианты реализации настоящего изобретения, и приведены в целях иллюстрации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты реализации настоящего изобретения не ограничены конкретными сухими или полусухими смазочными композициями и способами их применения, которые могут изменяться, и должно быть понятно специалистам в данной области техники. Следует также понимать, что вся терминология, использованная в данном документе, предназначена только для описания конкретных вариантов реализации изобретения и не предназначена для любого ограничения его объема. Например, в данном описании и приложенной формуле изобретения принято, что могут включать множественное число, в случаях, когда из контекста ясно не следует иное. Кроме того, все единицы, префиксы и символы могут быть выражены в единицах СИ.
Численные диапазоны, указанные в описании, включают все числа внутри определенного диапазона. В настоящем раскрытии, различные аспекты изобретения представлены в формате диапазонов. Следует понимать, что описание в формате диапазонов выполнено просто для удобства и краткости, и не должно рассматриваться как жесткое ограничение объема изобретения. Соответственно, описание диапазона должно рассматриваться как конкретно раскрывающее все возможные поддиапазоны, также как отдельные численные значения внутри диапазона (например, диапазон от 1 до 5 включает 1; 1,5; 2; 2,75; 3; 3,80; 4 и 5).
Для упрощения понимания настоящего изобретения, приведены определения определенных терминов. В случаях, когда не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют значения, общеизвестные среди рядовых специалистов в той области техники, к которой относятся варианты реализации настоящего изобретения. При практическом осуществлении вариантов реализации настоящего изобретения, могут использоваться многие способы и материалы, аналогичные, модифицированные или эквивалентные описанным в данном документе, без излишнего экспериментирования, при этом предпочтительные материалы и способы описаны в данном документе. В описании и предъявлении прав на варианты реализации настоящего изобретения, будет использоваться следующая терминология в соответствии с приведенными ниже определениями.
В данном документе принято, что термин «около» относится к отклонению в численном значении, которое может произойти, например, в результате обычных измерений и дозировки жидкости, используемой для создания концентратов, или в процессе использования растворов на практике; из-за неизбежной погрешности в этих процедурах; из-за различий в производстве, источнике или чистоте ингредиентов, используемых для приготовления композиций, или в осуществлении способов; и т. п. Термин «около» охватывает также количества, которые различаются из-за разных условий равновесия для композиции, которая получается из конкретной исходной смеси. Независимо наличия модификации термином «около», формула изобретения включает эквиваленты количеств.
Термины «активные вещества» или «процент активных веществ», или «массовый процент активных веществ», или «концентрация активных веществ» в данном документе используются взаимозаменяемо и относятся к концентрации тех ингредиентов, которые принимают участие в очистке, выраженной в процентах, минус наполнители, такие как вода или соли.
Термин «твердая поверхность» относится к твердой, по существу негибкой поверхности, такой как у столешницы, кафеля, пола, стены, панели, окна, сантехники, кухонной и ванной мебели, прибора, двигателя, монтажной платы и лотка. Твердые поверхности могут включать, например, медицинские поверхности и поверхности для обработки пищевых продуктов.
В данном документе принято, что термин «полимер» обычно включает, но не ограничиваясь этим, гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок-, графт-, статистические и чередующиеся сополимеры, терполимеры и более высокие «x»меры, дополнительно включает их производные, комбинации и смеси. Кроме того, в случаях, когда специально не оговорено иное, термин «полимер» должен включать все возможные изомерные конфигурации молекулы, включая, но не ограничиваясь этим, изотактические, синдиотактические и случайные симметрии и их комбинации. Кроме того, в случаях, когда специально не оговорено иное, термин «полимер» должен включать все возможные геометрические конфигурации молекулы.
Применительно к данной патентной заявке, считается, что достигнуто достаточное сокращение количества микробов, когда популяции микробов сокращаются по меньшей мере на около 50% или на значительно большую величину, чем достигается с помощью промывки водой. Более высокие снижения микробной популяции обеспечивают более высокие уровни защиты. Дифференциация антимикробной «бактерицидной» или «бактериостатической» активности, определения, которые описывают степень эффективности, и официальные лабораторные протоколы для измерения этой эффективности, представляют собой аспекты, которые необходимо рассматривать для понимания значимости антимикробных агентов и композиций. Антимикробные композиции могут вызывать повреждения микробных клеток двух типов. Первый представляет собой летальное необратимое воздействие, приводящее к полному разрушению или поражению микробных клеток. Второй тип повреждения клеток обратим, так что в случаях, когда микроорганизм освобождается от агента, он опять способен размножаться. Первый называется микробиоцидным, а второй - микробиостатическим. Антисептики и дезинфектанты представляют собой, по определению, агенты, которые оказывают антимикробное или микробиоцидное воздействие. И наоборот, консервант обычно описывают как ингибирующую или микробиостатическую композицию.
В данном документе принято, что термин «по существу свободен» относится к композициям, в которых компонент полностью отсутствует или в которых он содержится в настолько малых количествах, что не оказывает влияния на действие композиции. Компонент может присутствовать в виде примеси или загрязнения, и его содержание должно быть меньше 0,5% мас. В другом варианте реализации изобретения, количество компонента составляет менее чем 0,1% мас., и в еще одном варианте реализации изобретения, количество компонента составляет менее чем 0,01% мас. В предпочтительном аспекте, сухая смазка по существу не содержит воды.
В данном документе принято, что термин «вода» включает отработанную воду пищевого производства или транспортировочную воду. Отработанная вода пищевого производства или транспортировочная вода включает транспортировочную воду, которая образуется в ходе производственногопроцесса (например, вода, которая появляется в лотковых водоводах, транспортировочных трубах, режущих устройствах, шинкователях, бланшировочных машинах, автоклавных системах, моечных аппаратах и т. п.), остается в ленточных распылителях для линий транспортировки пищевых продуктов, заглубленных емкостях для мытья рук и обуви, а также промывочные воды трехуровневых приемников сточной воды и т. п. Термин вода также включает бытовые воды и воды, пригодные для отдыха и спорта, такие как в бассейнах, водолечебницах, рекреационных водоводах и водяных горках, фонтанах и т. п.
В данном документе принято, что термины «водорастворимый» и «диспергируемый в воде» означают, что полимер может быть растворен или диспергирован в воде в композициях по изобретению. В общем случае, полимер должен быть растворимым или диспергируемым при 25°C в концентрации 0,0001% от массы водного раствора и/или водного носителя, предпочтительно, 0,001%, более предпочтительно 0,01% и наиболее предпочтительно 0,1%.
В данном документе принято, что термин «массовый процент», «% мас.,» «процент от массы», «% от массы» и их вариации относится к концентрации вещества, выраженной как масса этого вещества, деленная на общую массу композиции и умноженная на 100. В данном документе принято, что «процент» «%,» и т. п. должны быть синонимами «массового процента» «% мас.» и т. д.
Способы и композиции по настоящему изобретению могут включать, состоять по существу из или состоять из компонентов и ингредиентов по настоящему изобретению, также как из других ингредиентов, описанных в данном документе. В данном документе принято, что «состоящий по существу из» означает, что способы и композиции могут включать дополнительные этапы, компоненты или ингредиенты, но только в случаях, когда дополнительные этапы, компоненты или ингредиенты не изменяют существенным образом базовых и новых характеристик заявленных способов, систем, устройств и композиций.
Варианты реализации изобретения
Типичные диапазоны смазочных композиций по изобретению приведены в таблице 1 в массовых процентах от концентрированных сухих смазочных композиций.
Таблица 1
<b>Материал</b>
<b>Первый типичный диапазон % мас.</b>
<b>Второй типичный диапазон % мас.</b>
<b>Третий типичный диапазон % мас.</b>
<b>Четвертый типичный диапазон % мас.</b>
Углеводород (минеральное масло)
1-95
10-90
25-90
50-90
Жирная кислота
0,1-25
1-20
1-15
2-15
Сложный эфир сорбитана
0,01-15
0,1-10
0,1-5
1-5
Полигликоль
0,001-10
0,01-10
0,1-10
1-5
Неионное поверхностно-активное вещество
0,1-20
0,5-15
1-10
1-5
Дополнительные функциональные ингредиенты
0-40
0-25
0-20
0-10
Сухие смазочные композиции имеют pH от около 5 до 7 или, предпочтительно, от около 6 до 7.
Сухие смазочные композиции имеют вязкость (sp3 20 rmp (сПз)) от 0 до около 100, предпочтительно от около 25 до около 100, предпочтительно от около 25 до около 50.
Под воздействием воды или другого растворителя, композиции формируют дисперсии типа «масло в воде», поскольку в них содержится липофильное минеральное масло или компонент и эмульгаторы, придающие композициям «смешиваемость с водой», иными словами, композиции, при объединении с водой, должны быть в достаточной мере водорастворимыми или вододиспергируемыми, так что формируется стабильный раствор, эмульсия или суспензия. Нужный уровень использования будет варьироваться в зависимости от нанесения на конкретный конвейер или контейнер, и в зависимости от типа минерального масла, жирных кислот и других применяемых компонентов. Это полезное свойство, поскольку сухие смазочные композиции можно легко удалять с поверхности конвейера, очищая ее чистящей композицией на водной основе, в отличие от традиционных композиций с минеральным маслом, которые трудно удалить с помощью чистящих композиций на водной основе. В одном аспекте, композиция в достаточной мере растворима или диспергируема в воде, чтобы покрытие с контейнера или конвейера можно было удалять с помощью обычных водных очистителей, без необходимости применения высокого давления, механических абразивных средств или агрессивных химических чистящих средств. Тем не менее, сухие смазки, из состава которых исключена вода, не настолько водорастворима, чтобы стекать с конвейера, когда на него попадает вода или разлитый напиток, что обычно случается в процессе разливки в бутылки.
Сухие смазочные композиции поставляются в виде концентрированных композиций, или они могут быть разбавленными до готовых к использованию композиций для полусухого нанесения. В общем случае, термин «концентрированная относится к композиции, которая не разбавлена (или еще не разбавлена) водой или другим растворителем для создания рабочего раствора, предназначенного для контакта с объектом для обеспечения желательной смазки, очистки или т. п. Сухая смазочная композиция, которая находится в контакте с деталями или поверхностями, подлежащими смазке, может упоминаться как концентрат или рабочая композиция (или рабочий раствор), в зависимости от состава, применяемого в способах по изобретению. Следует понимать, что концентрация действующих компонентов в сухой смазочной композиции будет изменяться в зависимости от того, поставляется композиция как концентрат или в виде разбавленной композиции, такой как полусухой рабочий состав.
В предпочтительном аспекте, сухая смазка наносится для использования в неразбавленном составе. В другом аспекте, сухая смазочная композиция по существу не содержит воды. Предпочтительно, сухая смазочная композиция содержит менее, чем 1% мас. воды или менее, чем 0,5% мас. воды. В другом варианте реализации изобретения, количество воды составляет менее чем 0,1% мас., и в еще одном варианте реализации изобретения, количество воды составляет менее чем 0,01% мас. В данном документе принято, что термин количество воды относится к любой воде, добавленной к сухой смазке, и, предпочтительно, также к любой воде, которая добавляется из компонентов состава.
При нужной степени разбавления сухой смазки по изобретению для получения полусухого покрытия, получается суспензия типа масло в воде, концентрация которой может варьироваться в диапазоне от около 0,01% до около 5%, предпочтительно от около 0,1% до около 1%, или более предпочтительно от около 0,1% до около 0,5%, и более предпочтительно может составлять около 0,2%. В одном аспекте изобретения, вода используется в качестве растворителя для формирования готового к использованию состава для применения в полусухом покрытии, и специалистам в данной области техники будет понятно, что соображения относительно эксплуатационных характеристик конкретного рабочего смазочного покрытия будут влиять на концентрацию. Типичные диапазоны разбавления для разбавленных покрытий из сухой смазки составляют от около 100:1 до 500:1, что обеспечивает преимущество чрезвычайно высокой степени разбавления (что отличается от традиционных смазок, таких как раскрытые в патенте США № 6207622). Для таких рабочих покрытий, в которых используется разбавленная смазочная композиция (или готовый к использованию состав), для определения количества или дозирования воды для разбавления, предпочтительно, устанавливают расходомер.
Полезно, что сухие смазочные композиции проявляют снижение COF после нанесения композиции на конвейер (или контейнеры) и остаются сухими на конвейере (или контейнерах). В одном варианте реализации, данные композиции обеспечивают эффективную смазку после их нанесения на конвейер и остаются сухими на конвейере. В изобретении предлагается смазочное покрытие, которое снижает коэффициент трения покрытых частей конвейера и контейнеров, и, тем самым, способствует движению контейнеров вдоль конвейерной линии. В одном варианте реализации, смазка сохраняет коэффициент трения на уровне ниже чем около 0,4, ниже чем около 0,2, ниже чем около 0,15, ниже чем около 0,12, и, предпочтительно, ниже чем около 0,1.
В качестве дополнительного преимущества, следует указать, что сухие смазочные композиции совместимы с одноразовыми PET бутылками и/или барьерными бутылками, такие как те, которые используются для газированных безалкогольных напитков, что было определено в испытаниях PET на растрескивание под воздействием напряжений. В дополнительном варианте реализации изобретения, сухие смазочные композиции совместимы с многоразовыми PET бутылками, которые используются для газированных безалкогольных напитков, что было определено в испытаниях PET на растрескивание под воздействием напряжений. Например, по результатам таких испытаний, сухие смазочные композиции приводят к категориям A или B. В примере, настоящая композиция может приводить в таком испытании к категории A.
Углеводород - минеральное масло
n
2n+2
n
2n
n
2n-2
Смазочные композиции содержат растворитель, который может представлять собой одно или более минеральных масел или углеводородов. В качестве альтернативы, растворитель может представлять собой минеральное масло или углеводород, также как алифатический углеводород, такой как бензол, или их смесь. Насыщенные алифатические углеводороды могут быть линейными или разветвленными, они могут представлять собой, например, алканы общей формулы CH, такие как гептан, октан, нонан, декан, пентадекан, алкены общей формулы CH, такие как этан, пропен, бутан, пентен и алкины общей формулы CH, такие как этин, пропин, бутан, пентен.
В одном аспекте, предпочтительные алифатические углеводороды включают минеральные масла высокой чистоты, такие как, например, светлые минеральные масла. В одном аспекте, предпочтительные бензольные углеводороды включают, например, соединения общей формулы C
H
такие как бензол, толуол, ксилен и их изомеры.
n
2n-6,
В одном аспекте, композиции содержат от около 1% мас. до 95% мас. минерального масла, от около 10% мас. до 90% мас. минерального масла, от около 25% мас. до 90% мас. минерального масла, предпочтительно, от около 50% мас. до 90% мас. минерального масла и более предпочтительно, от около 70% мас. до 85% мас. минерального масла. Кроме того, без введения ограничений, что находится в соответствии с изобретением, все указанные диапазоны включают числа, ограничивающие диапазон, и включают каждое целое число внутри определенного диапазона.
Полезно, что ингредиент на основе минерального масла или углеводорода или растворитель сухих смазочных композиций устраняет потребность в воде и/или компонентах смазочных композиций на основе полиалкилгликоля, которые используются во многих смазочных композициях. См., например, патент США № 6207622, в котором используется гидрофильный материал (силиконовая эмульсия и глицерин), составляющий до включительно 85% мас. смазки, патентную публикацию США № 2008/0242567, в которой используется полиалкилгликолевый материал, составляющий до включительно 50% мас. смазки, и патентную публикацию США № 2010/0292111, в которой используется полиалкиленгликолевый материал, составляющий до включительно 50% мас. смазки. Полезно, что замена гидрофильных материалов минеральным маслом или ингредиентов на основе углеводорода обеспечивает улучшенную смазку, включая зоны с промывкой и разлитым продуктом.
Жирная кислота
Смазочные композиции содержат компонент жирную кислоту. Жирная кислота представляет собой одну или более жирных кислот, повышающих смазочные свойства смазки, и является полезной, поскольку дает возможность использовать композиции в контейнерах из различных материалов, таких как металл, стекло, пластифицированные бутылки и т. д. Жирная кислота состоит из алкидной цепи с концевой карбоксильной группой, которая является простейшей конфигурацией полностью насыщенной линейной цепи. Жирные кислоты классифицируются с разделением на коротко-, средне- и длинноцепочечные жирные кислоты и, в зависимости от степени насыщенности, на насыщенные и ненасыщенные, последние, в свою очередь, делятся на мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты.
В одном аспекте, жирные кислоты имеют линейную цепь, содержащую от 8 до 22 атомов углерода, независимо от того, являются они насыщенными, ненасыщенными или замещенными. Типичные насыщенные жирные кислоты включают, например, каприловую кислоту, содержащую 8 атомов углерода, каприновую кислоту, содержащую 10 атомов углерода, ундециловую кислоту, содержащую 11 атомов углерода, лауриновую кислоту, содержащую 12 атомов углерода, тридециловую кислоту, содержащую 13 атомов углерода, миристиновую кислоту, содержащую 14 атомов углерода, пальмитиновую кислоту, содержащую 16 атомов углерода, стеариновую кислоту, содержащую 18 атомов углерода; мононенасыщенные жирные кислоты могут включать, например, лауролеиновую кислоту, содержащую 12 атомов углерода, миристолеиновую кислоту, содержащую 14 атомов углерода, пальмитолеиновую кислоту, содержащую 16 атомов углерода, и, предпочтительно, олеиновую кислоту, содержащую 18 атомов углерода; полиненасыщенные жирные кислоты могут включать, например, линолевую кислоту (диненасыщенную), содержащую 18 атомов углерода, и линоленовую кислоту (триненасыщенную), содержащую 18 атомов углерода, и замещенные жирные кислоты могут включать, например, риционлеиновую кислоту, содержащую 18 атомов углерода, замещенную гидроксидом.
В одном аспекте, в смазочной композиции по изобретению могут использоваться смешанные жирные кислоты, такие как производные из смазок и масел, например, жирная кислота из кокосового масла или жирная кислота из жидкой смолы.
В одном аспекте, композиции содержат от около 0,1% мас. до 25% мас. жирной кислоты, от около 1% мас. до 20% мас. жирной кислоты, от около 1% мас. до 15% мас. жирной кислоты, предпочтительно от около 2% мас. до 15% мас. жирной кислоты, and более предпочтительно от около 5% мас. до 10% мас. жирной кислоты. Кроме того, без введения ограничений, что находится в соответствии с изобретением, все указанные диапазоны включают числа, ограничивающие диапазон, и включают каждое целое число внутри определенного диапазона.
Сложный эфир сорбитана
Смазочные композиции содержат неионный эмульгвтор с липофильными свойствами. Полезно, что эмульсии воды в масле со сбалансированными липофильными и гидрофильными свойствами, составлены с использованием неионного эмульгатора, а именно, сложного эфира сорбитана. В данном случае, тип эмульгатора играет важную роль в стабилизации эмульсии, иего предпочтительно выбирают из группы, содержащей системы, замещенные сложными эфирами сорбитана и этоксилированными сложными эфирами сорбитана.
В одном аспекте, сложные эфиры сорбитана включают, например, сорбитанмоноолеат, сорбитанмонолаурат, сорбитанмоностеарат, сорбитантристеарат, полиоксиэтиленированный сорбитантриолеат, содержащий от 14 до 40 молей этиленоксида, этоксилированный сорбитанмонолаурат, содержащий от 11 до 40 молей этиленоксида, полиэтиленгликольмоноолеат с молекулярной массой из диапазона от 480 до 1200 и этоксилированный нонилфенол, содержащий от 6 до 50 молей этиленоксида.
TM
TM
Типичные сложные эфиры сорбитана включают, например, полиоксиэтиленсорбитанмоноолеатTWEENсерий 20, 40, 60, 80 и 85 и сложные эфиры сорбитана SPAN серий 20, 80, 83 и 85.
В одном аспекте, композиции содержат от около 0,01% мас. до 15% мас. сложных эфиров сорбитана, от около 0,1% мас. до 10% мас. сложных эфиров сорбитана, от около 1% мас. до 10% мас. сложных эфиров сорбитана, от около 0,1% мас. до 5% мас. сложных эфиров сорбитана, предпочтительно, от около 1% мас. до 5% мас. сложных эфиров сорбитана. Кроме того, без введения ограничений, что находится в соответствии с изобретением, все указанные диапазоны включают числа, ограничивающие диапазон, и включают каждое целое число внутри определенного диапазона.
Смазки, содержащие гидрокси-группу
Смазочные композиции содержат водорастворимую смазку, которая представляет собой соединения, содержащие гидрокси-группу, такие как полиолы (например, глицерин и пропиленгликоль); полиалкиленгликоли (например, полиэтилен и метоксиполиэтиленгликоли); и/или линейные сополимеры этилена и пропиленоксидов. Предпочтительно, соединения, содержащие гидрокси-группы, представляют собой полимеры или сополимеры полигликолей. В одном аспекте, сополимеры представляют собой блок-сополимеры полигликоля, в частности, полиалкиленгликоля или любого другого оксида полиалкиленгликоля с высокой молекулярной массой, растворимого в воде. Общая структура полиалкиленгликоля имеет следующий вид:
1
1
4
2
где R обозначает водород или C - C алкил; R обозначает водород, метил или их смеси; и n обозначает целое число.
2
2
2
В одном аспекте, в случаях, когда R обозначает водород, эти материалы представляют собой полимеры этиленоксида, известные также под названием полиэтиленгликоли. В случаях, когда R обозначает метил, эти материалы представляют собой полимеры пропиленоксида, известные также под названием полипропиленгликоли. В случаях, когда R обозначает метил, включены также различные изомеры позиции полученного полимера, которые могут существовать. В смазке по изобретению предпочтительно использовать полиалкиленгликоли, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли и их комбинации. В одном аспекте, особенно предпочтительными полигликолями для смазочных композиций являются полиэтиленгликоли.
В одном аспекте, композиции содержат от около 0,001% мас. до 10% мас. полигликолей, от около 0,01% мас. до 10% мас. полигликолей, от около 0,1% мас. до 10% мас. полигликолей, от около 0,1% мас. до 5% мас. полигликолей, предпочтительно от около 1% мас. до 5% мас. полигликолей. Кроме того, без введения ограничений, что находится в соответствии с изобретением, все указанные диапазоны включают числа, ограничивающие диапазон, и включают каждое целое число внутри определенного диапазона.
Неионные поверхностно-активные вещества
В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, композиции по настоящему изобретению содержат неионное поверхностно-активное вещество, пригодное для содействия эмульгированию смазочных композиций. В одном аспекте, композиции содержат от около 0,1% мас. - 20% мас. неионного поверхностно-активного вещества, от около 0,5% мас. до 15% мас. неионного поверхностно-активного вещества, от около 1% мас. до 10% мас. неионного поверхностно-активного вещества и, предпочтительно, от около 1% мас. до 5% мас. неионного поверхностно-активного вещества. Кроме того, небез введения ограничений, что находится в соответствии с изобретением, все указанные диапазоны включают числа, ограничивающие диапазон, и включают каждое целое число внутри определенного диапазона.
Полезные неионные поверхностно-активные вещества характеризуются, в общем случае, присутствием органической гидрофобной группы и органической гидрофильной группы, и их обычно получают конденсацией органического алифатического, алкильного ароматического или полиоксиалкиленового гидрофобного соединения с гидрофильным щелочным оксидом, который обычно представляет собой этиленоксид или продукт его полигидратации, полиэтиленгликоль. Для формирования неионного поверхностно-активного вещества, практически любое гидрофобное соединение, имеющее гидроксильную, карбоксильную, амино- или амидогруппу с активным атомом водорода, может быть конденсировано с этиленоксидом или его полигидратными аддуктами или их смесями с алкоксиленами, такими как пропиленоксид. Длину гидрофильного полиоксиалкиленового фрагмента, который конденсируется с любым отдельным гидрофобным соединением, можно легко регулировать для получения диспергируемого в воде или водорастворимого соединения, имеющего нужную степень баланса между гидрофильными и гидрофобными свойствами. Полезные неионные поверхностно-активные вещества включают:
1. Блочные полимерные соединения полиоксипропилен-полиоксиэтилен на основе пропиленгликоля, этиленгликоля, глицерина, триметилолпропана и этилендиамина, в качестве инициатора активного водородного соединения. Примеры полимерных соединений, полученных последовательным пропоксилированием и этоксилированием инициатора, поставляет на рынок BASF Corp. К одному классу относятся бифункциональные (два активных водорода) соединения, образованные конденсацией этиленоксида с гидрофобным основанием, полученным добавлением пропиленоксида к двум гидроксильным группам пропиленгликоля. Молекулярная масса этой гидрофобной части составляет от около 1000 до около 4000. Затем добавляют этиленоксид, чтобы поместить этот гидрофобный фрагмент между гидрофильными группами, при этом контролируют длину, чтобы заместить от около 10% мас. до около 80% мас. конечной молекулы. К другому классу соединений относятся тетрафункциональные блок-сополимеры, полученные последовательным добавлением пропиленоксида и этиленоксида к этилендиамину. Молекулярная масса пропиленоксидного гидротипа находится в диапазоне от около 500 до около 7000; и гидрофильный этиленоксид добавляют для замещения от около 10% мас. до около 80% мас. молекулы.

2. Продукты конденсации одного моля алкилфенола, где алкильная цепь неразветвленной или разветвленной конфигурации, или с единственным или двойным алкильным заместителем, содержит от около 8 до около 18 атомов углерода, с от около 3 до около 50 молями этиленоксида. Например, алкильная группа может быть представлена диизобутиленом, диамилом, полимеризованным пропиленом, изооктилом, нонилом и динонилом. Эти поверхностно-активные вещества могут представлять собой полиэтилен-, полипропилен- и полибутиленоксидные конденсаты алкилфенолов. Примеры соединений такого типа имеются в продаже под торговыми наименованиями Igepal, выпускаемый компанией Rhone-Poulenc, и Triton, выпускаемый компанией Union Carbide.
TM,
TM
3. Продукты конденсации одного моля насыщенного или ненасыщенного спирта с неразветвленной или разветвленной цепью, содержащего от около 6 до около 24 атомов углерода, с от около 3 до около 50 молями этиленоксида. Спиртовой компонент может состоять из смеси спиртов, содержащих число атомов углерода из определенного выше диапазона, или он может состоять из спирта, имеющего специфическое число атомов углерода внутри этого диапазона. Примеры поверхностно-активных веществ такого типа имеются в продаже под торговыми наименованиями Lutensol™, Dehydol™, выпускаемые компанией BASF, Neodol выпускаемый компанией Shell Chemical Co., и Alfonic, выпускаемый компанией Vista Chemical Co.
TM
4. Продукты конденсации одного моля насыщенной или ненасыщенной карбоновой кислоты с неразветвленной или разветвленной цепью, содержащей от около 8 до около 18 атомов углерода, с от около 6 до около 50 молями этиленоксида. Кислотный компонент может состоять из смеси кислот, содержащих число атомов углерода из определенного выше диапазона, или он может состоять из кислоты, имеющей специфическое число атомов углерода внутри этого диапазона. Примеры поверхностно-активных веществ такого типа имеются в продаже под торговыми наименованиями Disponil или Agnique, выпускаемые компанией BASF, и Lipopeg, выпускаемый компанией Lipo Chemicals, Inc. В данном изобретении, дополнительно к этоксилированным карбоновым кислотам, в специфических вариантах реализации, в частности, в применениях непрямой пищевой добавки, могут применяться так называемые сложные эфиры полиэтиленгликоля, другие сложные эфиры алкановой кислоты, получаемые в реакции с глицеридами, глицерином и многоатомными (сахарид или сорбитан/сорбитол) спиртами. Все эти сложноэфирные компоненты имеют один или более активных водородных мест в молекуле, на которых может происходить дальнейшее ацилирование или присоединение этиленоксида (алкоксида) для управления гидрофильностью этих веществ. Из-за возможной несовместимости, при добавлении этих жирных эфиров или ацилированных углеводов к композициям по настоящему изобретению, содержащим ферменты амилазу и/или липазу, требуется особая осторожность. Примеры неионных низкопенистых поверхностно-активных веществ включают:
TM
TM
TM
5. Соединения из группы (1), модифицированные, по существу обращенные в противоположность, добавлением к этиленгликолю этиленоксида для создания гидрофильного вещества с заданной молекулярной массой и последующим добавлением пропиленоксида для получения гидрофобных блоков на наружной части (концах) молекулы. Молекулярная масса гидрофобной части составляет от около 1000 до около 3100, а центральная гидрофильная часть составляет от 10% мас. до около 80% мас. конечной молекулы. Эти обращенные соединения Pluronics выпускает компания BASF Corporation под торговым наименованием поверхностно-активные вещества Pluronic R. Аналогично, поверхностно-активные вещества Tetronic R компания BASF Corporation производит последовательным добавлением этиленоксида и пропиленоксида к этилендиамину. Молекулярная масса гидрофобной части составляет от около 2100 до около 6700, а центральная гидрофильная часть составляет от 10% мас. до 80% мас. конечной молекулы.
6. Соединения из групп (1), (2), (3) и (4), модифицированные «запечатыванием» или «блокировкой концов» концевой гидроксильной группы или групп (мультифункциональных фрагментов) для снижения пенистости, посредством реакции с маленькими гидрофобными молекулами, такими как пропиленоксид, бутиленоксид, бензилхлорид; и короткоцепочечные жирные кислоты, спирты или галоидные алкилы, содержащие от 1 до около 5 атомов углерода; и их смеси. Включены также такие реагенты как тионилхлорид, который превращает концевые гидроксильные группы в хлоридные группы. Такие модификации концевых гидроксильных групп могут приводить к созданию полностью блочных, статистических-статистических, статистических-статистических или полностью -статистических неионных поверхностно-активных веществ.
Дополнительные примеры эффективных низкопенистых неионных поверхностно-активных веществ включают:
7. Алкилфеноксиполиэтоксиалканолы, описанные в патенте США № 2903486, выданном 8 сентября
. Brown et al. и представленные формулой
1959 г
где R обозначает алкильную группу, содержащую от 8 до 9 атомов углерода, A обозначает алкиленовую цепь, содержащую от 3 до 4 атомов углерода, n обозначает целое число от 7 до 16 и m обозначает целое число от 1 до 10.
n
z
3
6
n
2
4
m
3
6
n
2
4
m
x
3
6
n
2
4
m
x
Конденсаты полиалкиленгликоля, описанные в патенте США № 3048548 выданном 7 августа 1962 г. Martin et al., имеющие чередующиеся оксиэтиленовые цепи и гидрофобные оксипропиленовые цепи, в которых масса концевых гидрофобных цепей, масса срединных гидрофобных блоков и масса связывающих гидрофильных фрагментов составляют каждая около около одной трети конденсата. Уничтожающие пену неионные поверхностно-активные вещества раскрытые в патенте США № 3382178, выданном 7 мая 1968 г. Lissant et al., имеют общую формулу Z[(OR)OH], где Z обозначает алкоксилируемый материал, R обозначает радикал, полученный из алкиленоксида, который может представлять собой этилен и пропилен, и n обозначает целое число от, например, 10 до 2000 или более, и z обозначает целое число, определенное количеством активных оксиалкилируемых групп. Конъюгированные полиоксиалкиленовые соединения, описанные в патенте США № 2677700, выданном 4 мая 1954 г. Jackson et al., соответствующие формуле Y(CHO) (CHO)H, где Y обозначает остаток органического соединения, имеющий от около 1 до 6 атомов углерода и один активный атом водорода, n имеет среднее значение по меньшей мере около 6,4, как определено количеством гидроксильных групп, и m имеет такое значение, чтобы оксиэтиленовая часть составляла от около 10% до около 90% мас. молекулы. Конъюгированные полиоксиалкиленовые соединения, описанные в патенте США № 2674619, выданном 6 апреля 1954 г. Lundsted et al., имеющие формулу Y[(CHO (CHO)H], где Y обозначает остаток органического соединения, имеющий от около 2 до 6 атомов углерода и содержащий x активных атомов водорода, где x имеет значение по меньшей мере около 2, n имеет такое значение, чтобы молекулярная масса полиоксипропиленового гидрофобного основания составляла по меньшей мере около 900, и m имеет такое значение, чтобы содержание оксиэтилена в молекуле составляло от около 10% до около 90% мас.. Соединения, подпадающие под определение Y, включают, например, пропиленгликоль, глицерин, пентаэритритол, триметилолпропан, этилендиамин и т. п. Оксипропиленовые цепи необязательно, но предпочтительно, содержат небольшие количества этиленоксида, и оксиэтиленовые цепи тоже необязательно, но предпочтительно, содержат небольшие количества пропиленоксида. Дополнительные поверхностно-активные вещества из конъюгированного полиоксиалкилена, которые предпочтительно используются в композициях по данному изобретению, соответствуют формуле: P[(CHO)(CHO)H], где P обозначает остаток органического соединения, имеющий от около 8 до 18 атомов углерода и содержащий x активных атомов водорода, где x имеет значение 1 или 2, n имеет такое значение, чтобы молекулярная масса полиоксиэтиленовой части составляла по меньшей мере около 44, и m имеет такое значение, чтобы содержание оксипропилена в молекуле составляло от около 10% до около 90% мас. В любом случае, оксипропиленовые цепи необязательно, но предпочтительно, могут содержать небольшие количества этиленоксида, и оксиэтиленовые цепи тоже необязательно, но предпочтительно, могут содержать небольшие количества пропиленоксида.
2
R1
1
4
2
5
31
8. Для использования в настоящих композициях, пригодны поверхностно-активные вещества из амидов полигидрокси жирных кислот, включая имеющие структурную формулу RCONZ, где: R1 обозначает H, C-C гидрокарбил, 2-гидроксиэтил, 2-гидроксипропил, этокси-, пропокси- группу или их смесь; R обозначает C-C гидрокарбил, который может быть с неразветвленной цепью; и Z обозначает полигидроксигидрокарбил, имеющий линейную гидрокарбильную цепь с по меньшей мере 3 гидроксильными группами, прямо связанными с цепью, или его алкоксилированное производное (предпочтительно, этоксилированное или пропоксилированное). Z может быть получено при восстановлении сахара в реакции восстановительного аминирования; полученное соединение может представлять собой глицитил.
9. Для использования в настоящих композициях, пригодны алкилэтоксилатные продукты конденсации алифатических спиртов с от около 0 до около 25 молями этиленоксида. Алкильная цепь алифатического спирта может быть либо неразветвленной, либо разветвленной, первичной или вторичной и, в общем случае, содержит от 6 до 22 атомов углерода.
6
18
6
18
6
18
10. Подходящими поверхностно-активными веществами для использования в настоящих композициях этоксилированные C-C жирные спирты и C-C смешанные этоксилированные и пропоксилированные жирные спирты, особенно те из них, которые растворимы в воде. Подходящие этоксилированные жирные спирты включают C-C этоксилированные жирные спирты со степенью этоксилирования от 3 до 50.
11. Особенно подходящие для использования в настоящих композициях неионные алкилполисахаридные поверхностно-активные вещества включают соединения, раскрытые в патенте США № 4565647, Llenado, выданном 21 января 1986 г. Эти поверхностно-активные вещества имеют гидрофобную группу, содержащую от около 6 до около 30 атомов углерода и полисахарид, например, полигликозид, и гидрофильную группу, содержащую от около 1,3 до около 10 сахаридных фрагментов. Можно использовать любой восстанавливающий сахарид, содержащий 5 или 6 атомов углерода, например, глюкозу, галактозу и галактозильные фрагменты могут быть замещенными фрагментами глюкозы. (Необязательно, гидрофобная группа присоединена в 2-, 3-, 4- и т. д. позициях, тем самым, располагая глюкозу или галактозу в противоположном положении относительно глюкозида или галактозида.) Межсахаридные связи могут быть, например, между одним положением дополнительных сахаридных фрагментов и 2-, 3-, 4- и/или 6-положениями предшествующих сахаридных фрагментов.
6
7
2
6
7
1
4
1
4
2
4
X
12. Для использования в настоящих композициях, пригодны поверхностно-активные вещества из амидов жирных кислот, включая имеющие структурную формулу: RCON(R), где R обозначает алкильную группу, содержащую от 7 до 21 атомов углерода, и каждое R обозначает независимо водород, C- C алкил, C- C гидроксиалкил или --( CHO)H, где x находится в диапазоне от 1 до 3.
20
20
20
20
20
20
TM
S
t
S
t
t
t
V
w
z
Nonionic Surfactants
13. Полезный класс неионных поверхностно-активных веществ включает класс, определенный как алкоксилированные амины или, особенным образом, поверхностно-активные вещества из алкоксилированного/аминированного/алкоксилированного спирта. Эти неионные поверхностно-активные вещества могут быть по меньшей мере частично представлены общей формулой: R--(PO)N--(EO)H, R--(PO)N--(EO)H(EO)H, и R--N(EO)H; где R обозначает алкил, алкенил или другую алифатическую группу, или алкил-арильную группу, состоящую из от 8 до 20, предпочтительно, от 12 до 14 атомов углерода, EO обозначает оксиэтилен, PO обозначает оксипропилен, s обозначает число от 1 до 20, предпочтительно, от 2-5, t обозначает число от 1-10, предпочтительно, от 2-5, и u обозначает число от 1-10, предпочтительно, от 2-5. Другие вариации на основе этих соединений могут быть представлены альтернативной формулой: R--(PO)--N[(EO)H][(EO)H], где R соответствует приведенному выше определению, v обозначает число от 1 до 20 (например, 1, 2, 3 или 4 (предпочтительно, 2)), а w и z обозначают независимо число от 1 до 10, предпочтительно, от 2 до 5. Эти соединения представлены на рынке линией продуктов, которые компания Huntsman Chemicals продает как неионные поверхностно-активные вещества. Предпочтительные химические соединения этого класса включают аминалкоксилат Surfonic PEA 25. Предпочтительные неионные поверхностно-активные веществ для композиций по изобретению включают спиртовые алкоксилаты, блок-сополимеры EO/PO, алкилфенольные алкоксилаты и. т. п. В монографии , edited by Schick, M. J., Vol. 1 of the Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc., New York, 1983 описано широкое множество неионных соединений, обычно применяемых в практической реализации настоящего изобретения. Перечень типичных неионных классов и фрагменты этих поверхностно-активных веществ приведены в патенте США № 3929678, выданном Laughlin and Heuring 30 декабря 1975 г. Другие примеры приведены в «Surface Active Agents и detergents» (Vol. I и II by Schwartz, Perry и Berch).
Полуполярные неионные поверхностно-активные вещества
Полуполярный тип неионных поверхностно-активных веществ представляет собой другой класс неионных поверхностно-активных веществ, полезных в композициях по настоящему изобретению. В общем случае, полуполярные неионные поверхностно-активные вещества представляют собой сильные пенообразователи и стабилизаторы пены, что может ограничивать их применение в системах CIP. Тем не менее, в комбинированных вариантах реализации настоящего изобретения, спроектированных для использования методологии очистки сильной пеной, полуполярные неионные поверхностно-активные вещества будут иметь беспрепятственное применение. Полуполярные неионные поверхностно-активные вещества включают аминоксиды, фосфиноксиды, сульфоксиды и их алкоксилированные производные.
14. Аминоксиды представляют собой третичные аминоксиды, соответствующие общей формуле:
1
2
3
1
2
3
2
3
4
о
где стрелка является традиционным обозначением полуполярной связи; и R, R, и R могут быть алифатическими, ароматическими, гетероциклическими, алициклическими радикалами или их комбинациями. В общем случае, для аминоксидов моющих средств, представляющих интерес, R обозначает алкильный радикал, содержащий от около 8 до около 24 атомов углерода; R и R обозначают алкил или гидроксиалкил, содержащий 1-3 атомов углерода, или их смесь; R и R могут быть присоединены друг к другу, например, через атом кислорода или азота, для образования кольцевой структуры; R обозначает щелочную или гидроксиалкиленовую группу, содержащую от 2 до 3 атомов углерода; и n находится в диапазоне от 0 до около 20. Полезные водорастворимые аминоксидные поверхностно-активные вещества выбраны из кокосовых или таловых алкил-ди-(низший алкил)-аминоксидов, конкретными примерами которых являются додецилдиметиламиноксид, тридецилдиметиламиноксид, тетрадецилдиметиламиноксид, пентадецилдиметиламиноксид, гексадецилдиметиламиноксид, гептадецилдиметиламиноксид, ктадецилдиметиламиноксид, додецилдипропиламиноксид, тетрадецилдипропиламиноксид, гексадецилдипропиламиноксид, тетрадецилдибутиламиноксид, октадецилдибутиламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)додециламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)-3-додекокси-1-гидроксипропиламиноксид, диметил-(2-гидроксидодецил)аминоксид, 3,6,9-триоктадецилдиметиламиноксид и 3-додекокси-2-гидроксипропилди-(2-гидроксиэтил)аминоксид. Полезные полуполярные неионные поверхностно-активные вещества включают также фосфиноксиды, имеющие следующую структуру:
1
2
3
где стрелка является традиционным обозначением полуполярной связи; и R обозначает алкильный, алкенильный или гидроксиалкильный фрагмент с длиной цепи от 10 до около 24 атомов углерода; и каждый из R и R обозначает алкильные фрагменты, отдельно выбранные из алкильной или гидроксиалкильной групп, содержащих от 1 до 3 атомов углерода. Примеры полезных фосфиноксидов включают диметилдецилфосфиноксид, диметилтетрадецилфосфиноксид, метилэтилтетрадецилфосфиноксид, диметилгексадецилфосфиноксид, диэтил-2-гидроксиоктилдецилфосфин оксид, бис(2-гидроксиэтил)додецилфосфин оксид и бис(гидроксиметил)тетрадецилфосфин оксид. Полезные в данном изобретении полуполярные неионные поверхностно-активные вещества включают также водорастворимые сульфоксидные соединения, которые имеют следующую структуру:
1
2
где стрелка является традиционным обозначением полуполярной связи; и R обозначает алкильный или гидроксиалкильный фрагмент, содержащий от около 8 до около 28 атомов углерода, от 0 до около 5 эфирных связей и от 0 до около 2 гидроксильных заместителей; и R обозначает алкильный фрагмент, состоящий из алкильной и гидроксиалкильной групп, содержащих от 1 до 3 атомов углерода. Полезные примеры этих сульфоксидов включают додецилметилсульфоксид; 3-гидрокситридецилметилсульфоксид; 3-метокситридецилметилсульфоксид; и 3-гидрокси-4-додекоксибутилметилсульфоксид.
Полуполярные неионные поверхностно-активные вещества для композиций по изобретению включают диметиламиноксиды, такие как лаурилдиметиламиноксид, миристилдиметиламиноксид, цетилдиметиламиноксид, их комбинации и т. п. Полезные водорастворимые аминоксидные поверхностно-активные вещества выбраны из октила, децила, додецила, изододецила, кокосовых или таловых алкил-ди-(низший алкил)-аминоксидов, конкретными примерами которых являются октилдиметиламиноксид, нонилдиметиламиноксид, децилдиметиламиноксид, ундецилдиметиламиноксид, додецилдиметиламиноксид, изо-додецилдиметиламиноксид, тридецилдиметиламин оксид, тетрадецилдиметиламин оксид, пентадецилдиметиламиноксид, гексадецилдиметиламиноксид, гептадецилдиметиламиноксид, октадецилдиметиламиноксид, додецилдипропиламиноксид, тетрадецилдипропиламиноксид, гексадецилдипропиламиноксид, тетрадецилдибутиламиноксид, октадецилдибутиламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)додециламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)-3-додекокси-1-гидроксипропиламиноксид, диметил-(2-гидроксидодецил)аминоксид, 3,6,9-триоктадецилдиметиламиноксид и 3-додекокси-2-гидроксипропилди-(2-гидроксиэтил)аминоксид.
5
4
3
6
Подходящие неионные поверхностно-активные вещества, пригодные для использования с композициями по настоящему изобретению, включают алкоксилированные поверхностно-активные вещества. Подходящие алкоксилированные поверхностно-активные вещества включают сополимеры EO/PO, запечатанные сополимеры EO/PO, спиртовые алкоксилаты, запечатанные спиртовые алкоксилаты, их смеси или т. п. Алкоксилированные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в качестве растворителей, включают блок-сополимеры EO/PO, такие как поверхностно-активные вещества Pluronic и обращенные соединения Pluronic; спиртовые алкоксилаты, такие как Dehypon LS-54 (R-(EO)(PO)) и Dehypon LS-36 (R-(EO)(PO)); и запечатанные спиртовые алкоксилаты, такие как Plurafac LF221 и Tegoten EC11; их смеси или т. п.
Дополнительные функциональные ингредиенты
Компоненты смазочной композиции можно дополнительно объединить с различными функциональными компонентами. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, смазочная композиция содержит минеральное масло, жирную кислоту, сложные эфиры сорбитана, полигликоли и неионное поверхностно-активное вещество составляют значительную часть или даже по существу всю общую массу смазочной композиции. Например, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, в смазочной композиции мало или совсем нет дополнительных функциональных ингредиентов.
В других вариантах реализации настоящего изобретения, в смазочные композиции могут быть введены дополнительные функциональные ингредиенты. Функциональные ингредиенты придают композициям желательные свойства и функциональности. В контексте данной заявки, термин «функциональный ингредиент» включает материал, который после диспергирования или растворения в рабочем и/или концентрированном растворе, таком как водный раствор, придает ему полезное свойство в конкретном применении.
В предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения, композиции не содержат силиконовых жидкостей, эмульсий или компонентов, которые налагают нежелательные ограничения на состав для применения на металлических поверхностях, в дополнение к пластмассовым поверхностям. Типичные силиконовые материалы, которые исключены из сухих смазочных композиций, включают, например, силиконовые эмульсии (такие как эмульсии, образованные из метил(диметилового), высшего алкилового и арилового силиконов; и функционализированные силиконы, такие как хлорсиланы; амино-, метокси-, эпокси- и винил-замещенные силоксаны; силанолы); полидиметилсилоксаны, диметилсиликон с концевыми гидроксильными группами, имеющий высокую молекулярную массу; анионные и/или катионные поверхностно-активные вещества, содержащие силиконовые функциональные группы; силиконовые порошки; и т. п.
В других вариантах реализации настоящего изобретения, композиции могут содержать антимикробные агенты, пигменты, пеногасители или пенообразователи, ингибиторы растрескивания (например, ингибиторы растрескивания PET под воздействием напряжений), пленкообразующие материалы, дополнительные поверхностно-активные вещества, средства против переосаждения, отбеливатели, модификаторы растворимости, диспергирующие вещества, ополаскиватели, средства для защиты металла, стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии, индикаторы, дополнительные ингибиторы образования отложений и/или ароматические добавки и/или красители, реологические модификаторы или загустители, гидротропы или каплеры, буферы, растворители и т. п. Количества и типы таких дополнительных компонентов будут понятны специалистам в данной области техники.
Полезные эмульгирующие агенты включают этоксилатные соединения, обеспечивающие дополнительные преимущества смазке, основанные на одной или более групп, включающих спиртовые этоксилаты, хлор, метил, пропил или бутил, спиртовые этоксилаты с запечатанными концами, этоксилированные алкилфенольные соединения и сополимеры поли(этиленоксида-пропиленоксида), такие как раскрыты в патенте США № 5559087, который во всей полноте введен в данный документ посредством ссылки. В частности, предпочтительное этоксилатное соединение для использования в сухой смазочной композиции в качестве дополнительного эмульгатора представляет собой этоксилированный лауриловый спирт.
Полезные антимикробные агенты включают дезинфектанты, антисептики и консерванты. Неограничивающие примеры полезных антимикробных агентов включают кислые полисахариды, фенолы, включая гало- и нитрофенолы, и замещенные бисфенолы, такие как 4-гексилрезорцин, 2-бензил-4-хлорфенол и 2,4,4'-трихлор-2'-гидроксидифениловый эфир, органические и неорганические кислоты и их эфиры и соли, такие как дегидроуксусная кислота, пероксикарбоновые кислоты, надуксусная кислота, метил-p-гидроксибензойная кислота, катионные агенты, такие как четвертичные аммониевые соединения, альдегиды, такие как глютаральдегид, антимикробные красители, такие как акридины, трифенилметановые красители и хиноны и галогены, включая соединения йода и хлора. Антимикробные агенты могут использоваться в количествах, достаточных для придания нужных антимикробных свойств. Например, от 0 до около 20% мас., предпочтительно, от около 0,05 до около 10% мас. антимикробного агента или, предпочтительно, от около 0,1 до около 5% мас. антимикробного агента относительно общей массы сухой смазочной композиции.
Полезные ингибиторы пенообразования включают метилсиликоновые полимеры. Неограничивающие примеры полезных пенообразователей включают поверхностно-активные вещества, такие как неионные, анионные, катионные и амфотерные соединения. В предпочтительном варианте реализации изобретения, в качестве ингибиторов пенообразования и/или пенообразователей используются несиликоновые полимеры. Эти компоненты могут использоваться в количествах, которые приводят к нужному результату.
Полезные модификаторы вязкости включают понизители температуры застывания и улучшители вязкости, такие как полиметакрилаты, полиизобутилены и полиалкилстиролы. Модификатор вязкости используется в количестве, достаточном для получения нужного результата, например, от 0 до около 30% мас., предпочтительно, от около 0,5 до около 15% мас. относительно общей массы композиции.
Полезные сложные эфиры для использования в сухих смазочных композициях для предотвращения или уменьшения осадков, появляющихся со временем при использовании сухих смазочных композиций, содержащих минеральное масло, включают, например, жирные сложные эфиры. В одном аспекте, жирный сложный эфир может использоваться в комбинации с варьированием концентрации минерального масла в составах, или может замещать все или часть минерального масла. Особенно полезные сложные эфиры включают, например, смягчающие сложные эфиры, сложные полиэфиры и т. п. Сложные эфиры включают фрагмент --OCO-. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, сложный эфир, предпочтительно, не содержит других атомов, кроме атомов углерода, водорода и кислорода. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, сложный эфир, предпочтительно, содержит кислородные атомы карбокси (--COO--); и может содержать сложноэфирные (--O--) кислородные атомы. Примером имеющегося в продаже сложного эфира, подходящего для использования с сухими смазочными композициями для предотвращения появления осадков, является продукт Crodamol  (на основе сложного эфира), выпускаемый компанией Croda.
,
,
-
Полезные индикаторы или индикаторные компоненты для использования в сухих смазочных композициях включают, например, флуоресцентные соединения. Такие соединения обычно представляют собой ароматические или ароматические гетероциклические материалы, часто содержащие конденсированную кольцевую систему. Важной особенностью этих соединений является присутствие непрерывной цепи сопряженных двойных связей, связанных с ароматическим кольцом. Количество таких сопряженных двойных связей зависит от заместителей, а также от планарности флуоресцентной части молекулы. Большинство соединений представляют собой производные стильбена или 4,4'-диаминостильбенабифенил, пятичленные гетероциклы (триазолы, оксазолы, имидазолы и т. д.) или шестичленные гетероциклы (кумарины, нафтамиды, триазины и т. д.). Такие компоненты имеются в продаже, и они должны быть известны специалистам в данной области техники. Типичные индикаторы или индикаторные компоненты, которые могут быть полезными в настоящем изобретении, можно классифицировать по подгруппам, которые включают, но не обязательно ограничиваются этим, производные стильбенапиразолин, кумарин, карбоновую кислоту, метинцианины, дибензотиофен-5,5-диоксид, азолы, 5- и 6-членные кольцевые гетероциклы и другие дополнительные агенты. Производные стильбена, которые могут быть полезными в настоящем изобретении, включают, но не обязательно ограничиваются этим, производные бис(триазинил)аминостильбена; бисациламиновые производные стильбена; триазольные производные стильбена; оксадиазольные производные стильбена, оксазольные производные стильбена; и стириловые производные стильбена, примеры которых имеются в продаже под торговым наименованием Tinopal CBS-X. Другие имеющиеся в продаже индикаторы или индикаторные компоненты продаются под наименованиями стильбен3; FBA351 и бензолсульфоновой кислоты 2,2´-(4,4´-бифенилилендивинилен)ди-динатриевая соль. Другие флуоресцентные индикаторы, применяемые в смазке по изобретению, представляют собой тиофен бензоксазола, бензоксазол тиофен, соконденсаты аминотриазин-формальдегида с органическими красителями и их комбинации, где органические красители соконденсатов аминотриазин-формальдегида могут быть пигментированы меланином, сульфонамидом, сополимером формальдегида. Дополнительное описание подходящих флуоресцентных индикаторов представлено в патентной публикации США № 2010/0292111, которая во всей полноте включена в данный документ посредством ссылки.
Способы применения
В одном варианте реализации, настоящее изобретение относится к способу смазки прохода контейнера вдоль конвейера. Этот вариант реализации изобретения может включать нанесение смазочной композиции на по меньшей мере часть поверхности конвейера, которая находится в контакте с контейнером, или на по меньшей мере поверхности контейнера, которая находится в контакте с конвейером. В одном аспекте, смазочные композиции наносят непосредственно на поверхность пластмассовых и/или металлических цепей, таких как имеющиеся на поверхности конвейерной ленты, без любого дополнительного растворителя. В одном аспекте, нанесение можно произвести с предпочтительным использованием ручного или автоматического распылителя или распылительной головки, которая напыляет смазочную композицию на поверхность конвейерной цепи. Альтернативно, смазочные композиции можно наносить кистью, такой как пластмассовая кисть с полиамидной щетиной (толщиной приблизительно 0,38 мм), которая дает возможность должным образом распределять смазку по конвейерной цепи для формирования непрерывного слоя или пленки смазки на поверхности указанной конвейерной цепи.
Смазочное покрытие может наноситься непрерывным или периодическим образом. Предпочтительно, смазочное покрытие наносится периодически, чтобы минимизировать количество нанесенной смазочной композиции. Было обнаружено, что композиции по настоящему изобретению можно наносить периодически, и они сохраняют коэффициент трения на низком уровне в промежутках между нанесениями, или у них не возникает состояния, известного как «высыхание». Конкретно, композиции по настоящему изобретению можно наносить в виде полусухой смазки в течение некоторого периода времени и затем не наносить в течение по меньшей мере 10 минут или дольше, или в течение по меньшей мере 15 или дольше. Композиции по настоящему изобретению можно наносить в виде полностью сухой смазки в течение некоторого периода времени и затем не наносить в течение по меньшей мере часа, или по меньшей мере 2 часов, или по меньшей мере 4 часов или дольше. Период нанесения может быть достаточно продолжительным для распространения композиции по конвейерной ленте (т. е., один оборот конвейерной ленты). В течение периода нанесения, действительное нанесение может быть непрерывным, т. е., смазка наносится на весь конвейер, или периодическим, т. е., смазка наносится полосами, и контейнеры распространяют ее вокруг. Смазку предпочтительно наносят на поверхность конвейера в местах, которые не заполнены пакетами или контейнерами. Например, предпочтительно наносить распыляемую смазку перед потоком пакетов или контейнеров, или на обратную поверхность конвейера, которая движется снизу, и перед появлением контейнера или пакета.
В некоторых вариантах реализации изобретения, отношение времени нанесения к времени, когда смазка не наносится, составляет по меньшей мере 1:10, по меньшей мере 1:20, по меньшей мере 1:30, по меньшей мере 1:180 и по меньшей мере 1:500, и при этом смазка сохраняет коэффициент трения на низком уровне в периоды между нанесениями.
В некоторых вариантах реализации изобретения, смазка сохраняет коэффициент трения на уровне ниже чем около 0,4, ниже чем около 0,2 и, предпочтительно, ниже чем около 0,15 или ниже чем около 0,12.
Внекоторых вариантах реализации изобретения, для определения момента, когда коэффициент трения достигает неприемлемо высокого уровня, можно использовать контур обратной связи. Контур обратной связи может запускать нанесение смазочной композиции на некоторый период времени и затем, необязательно, отключать нанесение смазочной композиции, когда коэффициент трения возвращается к приемлемому уровню.
Слой смазочной композиции наносится на обработанные поверхности. В некоторых вариантах реализации изобретения, толщина смазочного покрытия обеспечивает сохранение коэффициента трения на уровне ниже чем около 0,4, ниже чем около 0,2 и, предпочтительно, ниже чем около 0,15 или ниже чем около 0,12. В других вариантах реализации изобретения, толщина смазочного покрытия обеспечивает коэффициент трения на уровне ниже чем около 0,4, ниже чем около 0,2 и, предпочтительно, ниже чем около 0,15 или ниже чем около 0,12 и, предпочтительно, толщина на поверхности сохраняется на уровне по меньшей мере около 0,0001 мм, более предпочтительно, от около 0,001 до около 2 мм, и, наиболее предпочтительно, от около 0,005 до около 0,5 мм.
В некоторых вариантах реализации изобретения, смазывание обеспечивается сухой смазкой в загрязненных зонах применения, таких как места, в которых произошло расплескивание, и перед промывкой. Полезно, что сухая смазочная композиция, независимо от того, используется она в чистых или загрязненных зонах, не приводит к восстановлению коэффициента трения, так что смазка сохраняется. В одном аспекте, смазка обеспечивает коэффициент трения на уровне ниже чем около 0,4, ниже чем около 0,2, ниже чем около 0,15, ниже чем около 0,12, и, предпочтительно, ниже чем около 0,1, как в чистых, так и в загрязненных зонах.
Нанесение смазочной композиции можно производить с использованием любой подходящей техники, включая распыление, включая стандартные энергизированные (например, под давлением) или неэнергизированные распылительные системы, натирание, нанесение кистью, покрытие наливом, покрытие валиком, гидравлические системы и другие методы нанесения тонких пленок. В предпочтительном аспекте, нанесение смазочной композиции производится распылителем.
В одном аспекте изобретения, смазочная композиция наносится непосредственно, без разбавления, на конвейерную цепь для формирования слоя смазки, который прилипает к поверхности конвейерной цепи на период времени, который может продолжаться до включительно 8 часов. В предпочтительном аспекте, смазочная композиция наносится непосредственно, без разбавления, на пластмассовую конвейерную цепь для формирования слоя смазки, который прилипает к поверхности конвейерной цепи на период времени, который может продолжаться до включительно 8 часов.
Смазочной композицией можно покрывать множество видов конвейеров и конвейерных деталей. Таким образом, опорные или направляющие либо движущие контейнеры детали конвейера, которые, предпочтительно, покрывают смазочной композицией, включают ленты, цепи, запорные элементы, лотки, датчики и аппарели, поверхности которых выполнены из ткани, маталла, пластмассы, композитов или комбинации этих материалов.
TM
Смазочную композицию можно также наносить на широкое многообразие контейнеров, включая контейнеры для напитков; пищевые контейнеры; контейнеры для бытовых или промышленных моющих средств; и контейнеры для масел, антифриза или других промышленных жидкостей. Контейнеры могут быть изготовлены из широкого многообразия материалов, включая стекло; пластмассу (например, полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен; полистиролы; сложные полиэфиры, такие как PET и полиэтиленнафталат (PEN); полиамиды, поликарбонаты; и их смеси или сополимеры); металлы (например, алюминий, олово или сталь); бумага (например, необработанная, обработанная, вощеная или другая бумага с покрытием); керамики; и ламинаты или композиты двух или более из этих материалов (например, ламинаты PET, PEN или их смеси с другим пластическим материалом). В одном варианте реализации способа, контейнер предпочтительно включает полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат, стекло или металл. Контейнеры могут быть разнообразных размеров и форм, включая картонные коробки (например, коробки из вощеного картона или коробки TETRAPACK), банки, бутылки и т. п.
Хотя смазочной композицией можно покрывать любую нужную часть контейнера, предпочтительно наносить смазочную композицию только на те части контейнера, которые будут вступать в контакт с конвейером или с другими контейнерами.
Предпочтительно, смазочную композицию не наносят на части термопластических контейнеров, которые подвержены растрескиванию под воздействием напряжений. Тем не менее, полезно, в соответствии с изобретением, что сухие смазочные композиции совместимы с PET и не вызывают растрескивания под воздействием напряжений.
В предпочтительном варианте реализации, настоящее изобретение относится к способу смазки прохода контейнера вдоль конвейера. Этот вариант реализации изобретения может включать нанесение неразбавленной смазочной композиции на по меньшей мере часть находящейся в контакте с контейнером поверхности конвейера или на по меньшей мере часть находящейся в контакте с конвейером поверхности контейнера; в этом случае, подача контейнеров на конвейер, промывка или ополаскивание конвейера и удаление грязи, продолжение транспортировки контейнеров после промывки, не приводят к повышению коэффициента трения и транспортировка производится при коэффициенте трения менее, чем или равном около 0,2. В одном варианте реализации изобретения, композиция совместима с PET в такой степени, что она отнесена к категории A или B в испытаниях многоразовых бутылок PET на растрескивание под воздействием напряжений.
Все публикации и патентные заявки в данном описании являются показателем уровня рядовых специалистов в области техники, к которой относится данное изобретение. Все публикации и патентные заявки введены в данный документ посредством ссылки в той мере, в которой каждая индивидуальная публикация или патентная заявка была конкретно и индивидуально указана как введенная посредством ссылки.
ПРИМЕРЫ
Варианты реализации настоящего изобретения дополнительно определены в следующих неограничивающих Примерах. Следует понимать, что эти примеры, хотя и демонстрируют определенные варианты реализации изобретения, имеют чисто иллюстративный характер. По приведенному выше обсуждению и этим Примерам, специалист в данной области техники может установить существенные характеристики данного изобретения и, без отступления от его сущности и объема, произвести различные изменения и модификации вариантов реализации настоящего изобретения для адаптации его к различным применениям и условиям. Таким образом, из изложенного выше описания специалистам в данной области техники будут понятны различные модификации вариантов реализации настоящего изобретения, возможные дополнительно к показанным и описанным в данном документе. Такие модификации тоже должны попадать в объем, определенный формулой изобретения.
ПРИМЕР 1
Для измерения силы трения цилиндрического сосуда на короткой дорожке, смазанной контрольными составами и смазочным составом по изобретению, провели испытания смазочных свойств. Дно цилиндрических пакетов, изготовленных из низкоуглеродистой стали (алюминия), стекла или PET, нагружали приблизительно 20 литрами воды, а лента короткодорожечного конвейера была либо из нержавеющей стали, либо из делрина (пластмасса). Ленту короткодорожечного конвейера промыли водой и ополаскивали в течение по меньшей мере 20 минут.
Приготовили смазочные составы и дозировали их с использованием насадок для дозирующего оборудования. Перед исходными измерениями, лента короткодорожечного конвейера находилась в движении в течение 30 минут. Динамометр обнулили, цилиндрические бутылки поместили на конвейер и прикрепили корд-шнуром к динамометру для регистрации показаний силы. Тянущее усилие, используя среднее значение, измеряли с помощью статического преобразователя, который был соединен с цилиндром тонкой рыболовной леской. Мониторинг тянущего усилия осуществляли с помощью ленточного самописца. Коэффициент трения (COF), упоминаемый также как смазочная способность, Рассчитали делением тянущего усилия (F) на массу цилиндрического пакета (W): COF=F/W. Результаты измерений снимали через каждые 10-30 минут до полного потребления смазочных составов (или контрольных составов). Произвели дополнительные наблюдения, включая, например, формирование пены, шумы конвейера, внешний вид и очистку конвейера.
Конвейер и цилиндрические бутылки очистили для нанесения смазочных составов. Продолжительность испытаний составила 4 часа, использовались алюминиевые банки массой 23,72 г, стеклянные бутылки массой 28,37 г и бутылки PET на конвейерной ленте из нержавеющей стали. Продолжительность испытаний составила 4 часа также при использовании алюминиевых банок массой 26,45 г, стеклянных бутылок массой 23,90 г и бутылок PET на пластмассовой конвейерной ленте.
Контроль с использованием имеющихся в продаже силиконовой смазки и смазки на основе жирного амина (Контроль (положительный) DryExx, Ecolab Inc., St. Paul, MN), контроль с использованием водяного орошения на ленте (Контроль (отрицательный)) и состав, соответствующий формуле, приведенной в Таблице 2 (Сухая смазка) оценили для использования в качестве ʺсухихʺ смазок для различных контейнеров на конвейере из нержавеющей стали и делрина (пластмасса). Смазочные композиции наносили на поверхность ленты с помощью 4-дюймовой (10,16 см) щетки-аппликатора, без какого либо разбавления; это представляет типичное нанесение любыми средствами, включая промышленные применения, в которых часто используется форсунка для распыления сухих смазочных композиций на поверхности, которую требуется обработать. Количество исходно нанесенной смазки составило 28 г для конвейера из нержавеющей стали и 26 г для конвейера из делрина (пластмасса). После исходного нанесения смазки, ленту прогоняли в течение 4 часов без нанесения дополнительной смазки, в то же время регистрировали силу, приложенную к тензоментрическому датчику.
Таблица 2
Состав
% мас.
Минеральное масло
83,8
C18 жирная кислота
10
Сорбитана моноолеат
3
Полиэтиленгликоль
1
Этоксилированный лауриловый спирт
2
Дезинфектант
0,2
Результаты представлены на Фиг. 1A-C (конвейер из нержавеющей стали для (A) стеклянных, (B) алюминиевых и (C) PET контейнеров) и 2A-C (конвейер из делрина (пластмасса) для (A) стеклянных, (B) алюминиевых и (C) PET контейнеров). Эти эксперименты продемонстрировали, что традиционные смазочные композиции приводят к неприемлемому повышению коэффициента трения и не подходят для нанесения в сухом виде.
Сухая смазка по варианту реализации изобретения была более эффективной (более низкий коэффициент трения (COF)) на всех поверхностях в сухом виде, чем положительный и отрицательный контроли. Полезно, что Сухая смазка по изобретению приводила к значению COF ниже по меньшей мере 0,2 на всех поверхностях и ниже 0,1 на всех поверхностях, кроме стекла с металлическим конвейером (в этом случае, COF немного превышал 0,1), демонстрируя нужные в отрасли коэффициенты трения и превосходство над положительным контролем в качестве сухих смазок.
ПРИМЕР 2
о
Типичный состав сухой смазки по изобретению оценили на совместимость с PET с использованием испытания PET на растрескивание под воздействием напряжений. Для определения совместимости смазочных композиций с бутылками PET для напитков, бутылки заливали углекислой минеральной водой, приводили их в контакт со смазочной композицией, выдерживали при повышенных температурах и влажности в течение 28 дней и подсчитывали количество бутылок, у которых либо появились трещины, либо возникли утечки через трещины в дне бутылки. Стандартные 2-литровые бутылки Coca-Cola 2 наполнили водопроводной водой и выдерживали в течение ночи при условиях окружающей среды (20-25°C). Для двадцати четырех бутылок создали повышенное давление, затем нанесли сухую смазочную композицию (включая 10-кратный концентрат) и оставили в контакте на 7 дней при сохраняющемся давлении 45 фунтов/кв. дюйм (310,26 кПа), затем поместили в стандартный настольный лоток, застеленный полиэтиленовым пакетом. Для каждой из испытанных композиций использовали, в общей сложности, четыре настольных лотка с 24 бутылками. Сразу после помещения бутылок и испытания водной композиции в настольных лотках, лотки переместили в камеру с искусственным климатом, в которой задали условия 100°F (37,8 С) и 85% относительной влажности. Лотки проверяли ежедневно и еще раз после завершения 14-дневного испытания, и зарегистрировали число поврежденных бутылок (потрескавшихся или с утечкой жидкости через трещины в дно бутылки).
Испытанные составы сухой смазки включали мягкую воду (Контроль (отрицательный)), Концентрат сухой смазки (состав из примера 1, таблица 2) и 0,2%-ю Сухую смазку.
Оценку степени растрескивания произвели в соответствии со стандартом Coca Cola--Line Lubrication Stress Crack Test. Установили четыре категории A, B, C и D (включая для каждой градацию (-) или (+)), причем оценочные категории были следующими:
A: Незначительное, весьма поверхностное растрескивание;
B: Умеренное, поверхностное растрескивание;
C: Значительное, умеренно глубокое растрескивание;
D: Значительное глубокое растрескивание.
Результаты представлены на Фиг. 3A-C, которые демонстрируют, что конвейерная смазочная композиция по настоящему изобретению проявила предпочтительный низкий уровень растрескивания под воздействием напряжений в стандартных испытаниях на совместимость с бутылками PET. Фиг. 3A иллюстрирует результаты исходных измерений, Фиг. 3B иллюстрирует результаты измерений через 7 дней после нанесения смазки, и Фиг. 3C иллюстрирует результаты конечных измерений через 14 дней после нанесения смазки.
В Таблице 3 приведена дополнительная сводка оценок.
Таблица 3
Мягкая вода (Отрицательный контроль)
Сухая смазка, 0,2%-й раствор
Сухая смазка, концентрат
Наблюдения
<b>7 дней в прямом контакте</b>
Не происходит растрескивание под воздействием напряжений
Небольшое растрескивание под воздействием напряжений в дне бутылки
Происходит растрескивание под воздействием напряжений в дне бутылки
Отсутствует разрушение бутылок
<b>Хранение при комнатной температуре 7 дней подряд</b>
Не происходит растрескивание под воздействием напряжений
Отсутствуют изменения в растрескивании под воздействием напряжений
Отсутствуют изменения в растрескивании под воздействием напряжений
Отсутствует разрушение бутылок
<b>Окончательные результаты</b>
Не происходит образование трещин
A-
A-
Отсутствует разрушение бутылок
Результаты свидетельствуют, что, в целом, сухая смазка по изобретению имеет превосходную PET-совместимость с бутылками PET для напитков.
ПРИМЕР 3
Далее методики, описанные в примере 2, использовали для оценки типичного состава сухой композиции по изобретению применительно к многоразовым бутылкам PET с помощью испытания PET на растрескивание под воздействием напряжений. Испытанные составы сухой смазки включали мягкую воду (контроль (отрицательный)), концентрат сухой смазки (состав из примера 1, таблица 2) и сухую смазку 0,2%.
Результаты представлены на Фиг. 4A-B, которые демонстрируют, что конвейерная смазочная композиция по настоящему изобретению проявила предпочтительный низкий уровень растрескивания под воздействием напряжений в стандартных испытаниях на совместимость с многоразовыми бутылками PET. Фиг. 4A иллюстрирует результаты окончательных измерений для концентрата сухой смазки, и Фиг. 4B иллюстрирует результаты окончательных измерений для 0,2%-й сухой смазки.
В таблице 4 приведена дополнительная сводка оценок.
Таблица 4
Мягкая вода (Отрицательный контроль)
Сухая смазка, 0,2%-й раствор
Сухая смазка, концентрат
Наблюдения
<b>7 дней в прямом контакте</b>
Не происходит растрескивание под воздействием напряжений
Небольшое растрескивание под воздействием напряжений в дне бутылки
Происходит растрескивание под воздействием напряжений в дне бутылки
Отсутствует разрушение бутылок
<b>Хранение при комнатной температуре 7 дней подряд</b>
Не происходит растрескивание под воздействием напряжений
Отсутствуют изменения в растрескивании под воздействием напряжений
Отсутствуют изменения в растрескивании под воздействием напряжений
Отсутствует разрушение бутылок
<b>Окончательные результаты</b>
Не происходит образование трещин
A-
A+
Отсутствует разрушение бутылок
Результаты свидетельствуют, что, в целом, сухая смазка по изобретению имеет превосходную PET-совместимость с многоразовыми бутылками PET для напитков.
При таком описании изобретения будет очевидно, что оно может быть реализовано во многих вариантах. Такие вариации не должны рассматриваться как отклонения от сущности и объема изобретения, и все такие модификации должны быть включены в объем, определенный приведенной ниже формулы изобретения.
В приведенном выше описании описаны производство и применение раскрытых композиций и способов. Поскольку многие варианты реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены без отклонения от сущности и объема изобретения, изобретение сводится к формуле изобретения.