РАСТВОР ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЭТИКЕТОК С МНОГОРАЗОВЫХ БУТЫЛОК ДЛЯ НАПИТКОВ
SOLUTION FOR REMOVING LABELS FROM REUSABLE BOTTLES FOR DRINKS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композиции и способам, которые применимы для удаления синтетических адгезивных остатков с поверхностей, таких как многоразовые бутылки и похожие емкости, используемые при производстве напитков и в пищевой промышленности. В данных способах и композициях используют менее концентрированные щелочные композиции, чтобы было можно удалять этикетки с бутылок при более низкой температуре. При помощи способов изобретения этикетки можно удалять, не нарушая их целостность.
Предшествующий уровень техники
При производстве бутылок принято повторно использовать, повторно мыть и повторно заполнять возвратные бутылки после использования потребителем данного изделия, с целью экономии в промышленности. Синтетические клеи или адгезивы широко используются для прикрепления этикеток и других элементов к поверхностям, включая бутылки. Примеры раскрытий синтетических клеев и адгезивов предоставлены в патенте США № 6803085, который включен в настоящее описание ссылкой во всей полноте. Желательно полностью удалить загрязнения при очистке бутылок, а также удалить этикетки и какие-либо оставшиеся на поверхности остатки адгезивов перед очисткой, дезинфекцией и повторным использованием. К сожалению, бывает трудно удалить синтетические клеи с поверхностей, таких как стеклянные бутылки, а любое неполное удаление представляет сложность при повторном использовании данного изделия. Кроме того, при помощи обычных способов удаления можно лишь частично удалить этикетки и/или разрушить этикетки, создавая дополнительные накопления в растворе для очистки (например, частично смытые этикетки).
Известно, что для очистки возвратных бутылок можно использовать добавки для промывки бутылок и щелочные моющие растворы. Многочисленные обычные водные моющие композиции для бутылок содержат щелочи, спирты, неионогенные поверхностно- активные вещества и/или другие добавки. Примеры раскрытий процессов мытья бутылок включают в себя патент США № 2976248, озаглавленный «Композиция и способ мытья бутылок», поданный 25 января 2000 года. Однако использование подобных добавок и моющих средств часто приводит к неполному удалению адгезивов и на поверхности сохраняются остатки или отложения, приводя к коммерчески нежелательным результатам. Кроме того, в случае коммерчески доступных добавок для мытья бутылок зачастую требуется повторное применение для полного удаления остатков, использование жестких условий очистки, и/или необходимы большие объемы моющих растворов или концентратов, причем все это увеличивает продолжительность и стоимость мытья бутылок.
Поэтому желательно предоставить моющие растворы и способы использования согласно данному изобретению, которые обеспечат полное удаление клеев и адгезивов. Задача разработать растворы моющего вещества и способы удаления адгезивов и других веществ является сложной.
Соответственно, цель заявленного изобретения заключается в разработке способов полного удаления с поверхностей различных типов адгезивов и других остатков, таких как адгезионный остаток на возвратных стеклянных бутылках.
Следующая цель данного изобретения состоит в новых композициях моющих растворов для удаления бумажных и/или алюминиевых этикеток со стеклянных бутылок.
Еще одна цель данного изобретения заключается в разработке способов удаления клейких этикеток и остатка при пониженных температуре и/или концентрации щелочи.
Еще одна цель данного изобретения заключается в разработке способов удаления клейких этикеток без нарушения целостности этикеток и/или образования целлюлозной массы. Данные и другие цели данного изобретения показаны в описании изобретения.
Краткое описание сущности изобретения
Предоставлены способы и композиции для полного удаления адгезионного вещества с бутылки, такой как стеклянная бутылка. С помощью способов и композиций этикетки и остаток адгезионного вещества удаляют с применением предпочтительной системы растворителей, позволяющей использовать пониженную температуру и/или концентрацию щелочи. Преимуществом данного изобретения является полное удаление остатков адгезива с бутылок, приводящее к удобному и экономичному удалению. Данное изобретение предоставляет преимущества по сравнению с коммерчески доступными моющими композициями и способами за счет полного удаления этикеток с бутылок вместе с находящимися под ними адгезионным остатком.
В одном из аспектов, способ удаления адгезионного вещества с поверхности включает в себя: применение моющей композиции к поверхности, с которой требуется удалить клеящее вещество, и удаление указанного клеящего вещества с поверхности в течение периода времени примерно менее 10 минут. В предпочтительных аспектах, чистящая композиция включает в себя водный или неводный основный органический растворитель и/или аминный растворитель, хелатообразующее соединение, поверхностно-активное вещество и примерно менее 25 масс.% гидроксида натрия (каустическая сода), где органический и/или аминный растворитель замещают, по меньшей мере, часть каустического раствора. Кроме того, способы удаления адгезионного вещества с поверхности предпочтительно применяют при температуре примерно ниже 70°С.
В следующем аспекте, способ удаления адгезионного вещества с поверхности включает в себя: применение моющей композиции для удаления адгезионного вещества со стеклянной поверхности, с которой требуется удалить адгезионное вещество, и удаление указанного адгезионного вещества со стеклянной поверхности в течение периода времени примерно менее 10 минут. В одном из аспектов, данное адгезионное вещество включает в себя один или более слоев адгезионного вещества, остатка ламината и/или другого синтетического или природного (например, казеин) адгезионного вещества, а один или более из указанных слоев представляет собой полиакриловую кислоту или аминокарбоксилат. В следующем аспекте, моющая композиция включает в себя водный или неводный основный органический растворитель и/или аминный растворитель, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, хелатирующий агент, и, по меньшей мере, одну добавку для мытья бутылок, и, по меньшей мере, примерно 25 масс.% гидроксида натрия (каустическая сода), где органический растворитель и/или аминный растворитель замещают, по меньшей мере, часть щелочного раствора в моющей композиции. В еще одном аспекте рН очищающей композиции составляет от около 2 до около 13,5, а применяют моющую композицию при температуре примерно менее 70°С.
В еще одном аспекте композиция для удаления адгезионного вещества с поверхности включает в себя: водный или неводный основный органический растворитель и/или аминный растворитель, хелатирующий агент, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, и примерно менее 25 масс.% гидроксида натрия. В предпочтительном аспекте, при помощи данной композиции адгезионное вещество эффективно удаляется с поверхности при рН композиции от около 2 до около 13,5, в течение периода времени примерно менее 10 минут при температуре примерно менее 70°С.
Хотя раскрыты многочисленные варианты осуществления, другие варианты осуществления будут понятны специалистам в данной области из последующего подробного описания, в котором представлены и описаны примеры вариантов осуществления данного изобретения. Соответственно, рисунки и подробное описание нужно считать иллюстративными по природе и не ограничивающими.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлены графические результаты эффективности удаления адгезионного вещества согласно вариантам осуществления данного изобретения, приведенным в примере 3.
На Фиг. 2-4 представлены графические результаты эффективности удаления адгезионного вещества согласно вариантам осуществления данного изобретения, приведенным в примере 4.
На Фиг. 5-10 представлены графические результаты эффективности удаления адгезионного вещества согласно вариантам осуществления данного изобретения, приведенным в примере 5.
На Фиг. 11 представлены графические результаты эффективности удаления адгезионного вещества согласно вариантам осуществления данного изобретения, приведенным в примере 6.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на чертежи, в которых одинаковые номера позиций представляют одинаковые части на нескольких чертежах. Ссылки на различные варианты осуществления не ограничивает рамки изобретения. Представленные в настоящем описании фигуры не являются ограничениями для различных вариантов осуществления в соответствии с данным изобретением и представлены для иллюстрации в качестве примера.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к способам и композициям для полного удаления адгезионного вещества с бутылки, такой как стеклянные бутылки. Способы и композиции настоящего изобретения имеют много преимуществ по сравнению с обычными композициями для мытья бутылок, используемыми для удаления клейких этикеток. Например, в данных способах достигается практически полное и/или полное удаление клейких этикеток при более низкой температуре, меньшей продолжительности по времени и/или в менее щелочных условиях. Преимуществом данного изобретения является полное удаление остатков адгезива с бутылок, предоставляя удобное и экономичное удаление. В изобретении предоставлены преимущества по сравнению с коммерчески доступными моющими композициями и способами за счет полного удаления этикеток с бутылок вместе с находящимися под ними адгезионным остатком.
Варианты осуществления данного изобретения не ограничены конкретными композициями или способами удаления остатков синтетического клея с поверхности бутылок, которые могут изменяться, и понятны опытным специалистам в данной области. Кроме того, понятно, что вся использованная в настоящем описании терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления и не подразумевает ограничения в способе или рамках. Например, как использовано в данном описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа “a”, “an” и “the” могут включать в себя объекты ссылки во множественном числе, если в контексте ясно не указано иначе. Кроме того, все единицы, префиксы и символы можно обозначать в форме, принятой для них в системе СИ. Приведенные в описании численные интервалы включают в себя значения, определяющие интервал, и включают в себя каждое значение в пределах данного интервала.
Для того чтобы настоящее изобретение было более понятно, сначала определены некоторые термины. Если не указано иначе, все использованные в настоящем описании технические и научные термины имеют то же значение, что и значение, общепринятое у специалистов в области, к которой относятся варианты осуществления изобретения. При осуществлении на практике вариантов осуществления настоящего изобретения можно использовать много способов и материалов, аналогичных, модифицированных или эквивалентных способам и материалам, описанным здесь, без проведения излишних исследований, при этом предпочтительные материалы и способы описаны здесь. При описании и заявлении вариантов осуществления настоящего изобретения, будет использована следующая терминология в соответствии с приведенными далее определениями.
Использованный в данном описании термин «около» относится к изменению численной величины, которое может иметь место, например, при обычном измерении и манипуляциях с жидкостью, используемой для приготовления концентратов или используемых растворов для практического применения, в результате неизбежной ошибки в процессе данных процедур, в результате различий в производстве, источнике или чистоты ингредиентов, используемых для получения композиций или осуществления данных способов, и так далее. Термин «около» также включает в себя количества, отличающиеся вследствие различных условий равновесия для композиции, получающейся из конкретной исходной смеси. Вне зависимости от того, изменены ли они наличием термина «около» или нет, пункты формулы изобретения включают в себя эквиваленты количеств.
Термины «активные вещества» или «процентная доля активных веществ» или «массовый процент активных веществ» или «концентрация активных веществ» используются в настоящем описании взаимозаменяемо и относятся к концентрации ингредиентов, участвующих в очистке, выраженной в виде процентной доли за вычетом инертных ингредиентов, таких как вода или соли.
Использованные в настоящем описании термины «адгезив», «остаток адгезива», «клей» и их варианты относятся к любому синтетическому адгезиву или клею, использованному для приклеивания вещества к поверхности, а именно стеклянным поверхностям, таким как стеклянные бутылки, при этом к их поверхности приклеивают бумажные этикетки. В соответствии с данным изобретением, примеры адгезивов включают в себя адгезивы на основе полиакриловой кислоты или любой полимер поликарбоксилата.
Термин «алкил» относится к линейному или разветвленному одновалентному углеводородному радикалу, содержащему определенное число атомов углерода. Алкильные группы могут быть незамещенными или содержать заместители, не препятствующие определенному действию композиции, и могут быть замещены один или два раза одной и той же, или различными группами. Заместители могут включать в себя, например, алкокси, гидрокси, меркапто, амино, алкилзамещенный амино, нитро, карбокси, карбамоил, карбамоилокси, циано, метилсульфониламино, или галоген. Примеры «алкила» включают в себя, но не ограничены, метилом, этилом, н-пропилом, изопропилом, н-бутилом, втор-бутилом, трет-бутилом, н-пентилом, н-гексилом, 3-метилпентилом и так далее.
Термин «алкокси» относится к линейному или разветвленному одновалентному углеводородному радикалу, содержащему определенное число атомов углерода и связь углерод-кислород-углерод, который может быть незамещенным или содержать заместители, не препятствующие определенному действию композиции, и могут быть замещены один или два раза одной и той же, или различными группами. Заместители могут включать в себя, например, алкокси, гидрокси, меркапто, амино, алкилзамещенный амино, нитро, карбокси, карбамоил, карбамоилокси, циано, метилсульфониламино, или галоген. Примеры включают в себя метокси, этокси, пропокси, трет-бутокси и так далее.
Как использовано в настоящем описании, выражение «использованный цветовой дизайн» относится к дизайну, украшению, декоративному элементу или этикетке, которые используют образом, который подразумевает постоянство, пока данное изделие, например, бутылка, находится в обращении, использовании и/или повторном использовании. Один из типов используемого цветового дизайна называется в настоящем описании «используемая керамическая этикетка» (ACL). Используемая керамическая этикетка представляет собой этикетку, которую используют образом, который подразумевает постоянство, пока данное изделие, например, бутылка, находится в обращении, использовании и/или повторном использовании.
Используемый в настоящем описании термин «практически не содержащий» относится к композициям, вообще не содержащим данный компонент, или содержащим такое малое количество данного компонента, что этот компонент не влияет на характеристики композиции. Компонент может присутствовать в виде примеси или в качестве загрязнения, и должен составлять менее 0,5 масс.%. В другом варианте осуществления, количество компонента составляет менее 0,1 масс.%, а в еще одном варианте осуществления, количество компонента составляет менее 0,01 масс.%. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения, чистящие композиции практически не содержат другие щелочьсодержащие компоненты (например, источников щелочи), предпочтительно, чистящие композиции не содержат щелочь и другие щелочьсодержащие компоненты.
Термин «практически такая же эффективность очистки» обычно относится к достижению заменителем чистящего продукта или заменителем чистящей системы, в целом, такой же степени (или, по меньшей мере, не в значительно меньшей степени) чистоты или, в целом, при такой же затрате усилий, или и том, и другом.
Использованный в настоящем описании термин «массовый процент», «масс.%», «процент по массе», «% по массе» и их варианты, относится к концентрации вещества в виде массы данного вещества, деленной на общую массу композиции, и умноженной на 100. Понятно, что в настоящем описании подразумевается, что «процент», «%» и так далее являются синонимами «массового процента», «масс.%» и так далее.
Способы и композиции настоящего изобретения могут включать в себя, состоять по существу, или состоять из компонентов и ингредиентов (или стадий способа) настоящего изобретения, а также других компонентов и (или стадий способа), описанных здесь. Как использовано в настоящем изобретении, «состоять по существу» означает, что способы и композиции могут включать в себя дополнительные стадии, компоненты или ингредиенты, но только если данные дополнительные стадии, компоненты или ингредиенты не приводят к существенному изменению основных и новых характеристик заявленных способов и композиций.
Хотя понимание механизма не является необходимым для практического применения настоящего изобретения, и хотя настоящее изобретение не ограничено каким-либо практическим механизмом действия, предполагается, что в некоторых вариантах осуществления композиций изобретения и способов их применения предоставлено значительное преимущество по сравнению с коммерчески доступными добавками для мытья бутылок и способами очистки. Согласно данному изобретению, как бутылочные этикетки (например, бумага и другие материалы), так и находящийся под ними адгезионный остаток удаляются полностью, без снижения общей эффективности очистки бутылки и/или образования какой-либо пульпы или другого остатка в системе удаления этикеток. Эффективность очистки согласно данному изобретению превышает эффективность очистки существующих коммерчески доступных добавок для мытья бутылок, при использовании которых не удается полностью удалить с бутылок адгезионный остаток. В результате, композиции и способы согласно данному изобретению представляют значительное преимущество в отношении снижения производственных затрат и эффективности для промышленности, включая утилизацию и повторное использование бутылок, а именно, стеклянных бутылок.
Согласно данному изобретению, композиции и способы предоставляют полное удаление синтетических клеев и/или адгезивов при использовании аминов и/или растворителей. Чистящие композиции согласно данному изобретению позволяют использовать более низкие температуры, меньшие концентрации щелочи и меньшее количество времени, необходимое для удаления синтетических клеев и/или адгезивов. Хотя и не желая быть связанными конкретной теорией, химические составляющие композиций и способов согласно настоящему изобретению способны проникать в синтетические клеи и/или адгезивы, для растворения данных синтетических клеев и/или адгезивов. Стадии проникновения и растворения синтетических клеев и/или адгезивов фактически позволяют полностью удалить этикетки в неповрежденном состоянии.
Моющие композиции
Моющие композиции согласно данному изобретению особенно подходят для различных применений для мытья бутылок, включая удаление этикеток. Фактически, при помощи моющих композиций достигается рентабельное и эффективное удаление этикеток при снижении, в то же время, общей стоимости химических композиций, снижении температурных условий, концентрации щелочи и/или механических усилий, необходимых для удаления этикеток и очищения изделия. Моющие композиции согласно настоящему изобретению могут включать в себя, состоять и/или состоять, по существу, из растворителя. Композиции могут также включать в себя хелатирующий агент, подкисляющее вещество, дополнительные растворители, поверхностно-активные вещества и/или другие функциональные ингредиенты, приведенные далее в описании данного изобретения.
Различные варианты осуществления чистящих композиций представлены в таблице 1.
Таблица 1
Компонент
Интервалы, мас.%
Хелатирующий агент (например, Bayhibit, Dequest)
0,01-20
0,1-10
1-10
Подкисляющее вещество (например, лимонная кислота, глюконовая кислота или глюконат)
0-50
0,1-50
5-30
Другой растворитель
0-30
0-10
1-10
Аминный растворитель
0,1-30
0,1-10
1-10
Поверхностно-активное вещество
0-50
5-40
10-30
Водный разбавитель
10-90
10-70
20-60
Другие компоненты
0-20
0,1-20
1-20
В одном из аспектов данного изобретения, предоставлена кислотная или основная формулы, которая, при соединении с щелочным раствором, образует соль формулы, представляющей хелатирующий агент. В следующем аспекте данного изобретения, растворитель (например, амин) дает возможность эффективно удалять этикетки с обработанной поверхности. В некоторых вариантах осуществления, в моющую композицию не входит поверхностно-активное вещество и/или другой моющий агент (например, включая щелочной и/или кислотный моющий агент).
Растворитель
Композиции согласно данному изобретению включают в себя растворитель. Растворитель или сочетание растворителей используют в моющих композициях данного изобретения для повышения определенных свойств для удаления адгезивов. Подходящие растворители включают в себя воду в сочетании с другими раскрытыми в настоящем описании растворителями. В некоторых аспектах, вода входит в моющие композиции в качестве разбавителя. Вода может включать в себя воду из любого источника, включая деионизированную воду, водопроводную воду, умягченную воду и их сочетания.
В одном из аспектов данного изобретения, растворитель заменяет, по меньшей мере, часть гидроксида натрия (например, каустическую соду). В одном из аспектов, растворитель заменяет, по меньшей мере, около 10 масс.% гидроксида натрия, предпочтительно, по меньшей мере, около 25 масс.%, по меньшей мере, около 75 масс.%, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% гидроксида натрия от моющей композиции. Не ограничивая рамки изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах определенного интервала.
В одном из аспектов, моющие композиции могут включать в себя неводный или водный растворитель. В следующих аспектах, неводные или водные растворители могут представлять сбой щелочные и/или кислотные растворители. В предпочтительном аспекте, растворители представляют собой органические молекулы. В следующем предпочтительном аспекте, растворители представляют собой основные растворители, заменяющие растворители на основе гидроксида натрия, обычно используемые в различных композициях для мытья бутылок для удаления этикеток.
Подходящие растворители могут включать в себя органические растворители, такие как спирты или полиолы, и кислородсодержащие растворители, такие как низшие спирты, низшие алкиловые эфиры, гликоли, ариловые эфиры гликолей и низшие алкиловые эфиры гликолей. Дополнительные примеры подходящих растворителей включают в себя различные спирты, включая метанол, этанол, пропанол, изопропанол и бутанол, изобутанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, смешанные этиленпропиленгликолевые эфиры, фениловый эфир этиленгликоля и фениловый эфир пропиленгликоля. Существенно растворимые в воде растворители на основе простых эфиров гликоля включают в себя метиловый эфир пропиленгликоля, пропиловый эфир пропиленгликоля, метиловый эфир дипропиленгликоля, метиловый эфир трипропиленгликоля, бутиловый эфир этиленгликоля, метиловый эфир диэтиленгликоля, бутиловый эфир диэтиленгликоля, диметиловый эфир этиленгликоля, пропиловый эфир этиленгликоля, этиловый эфир диэтиленгликоля, метиловый эфир триэтиленгликоля, этиловый эфир триэтиленгликоля, бутиловый эфир триэтиленгликоля и другие.
«Существенно растворимые в воде» растворители определяют как растворители, растворимые бесконечно или на 100 массовых % в воде при 25°С. «Существенно нерастворимые в воде» растворители на основе простых эфиров гликолей включают в себя бутиловый эфир пропиленгликоля, бутиловый эфир дипропиленгликоля, пропиловый эфир дипропиленгликоля, бутиловый эфир трипропиленгликоля, диметиловый эфир дипропиленгликоля, фениловый эфир пропиленгликоля, гексиловый эфир этиленгликоля, гексиловый эфир диэтиленгликоля, фениловый эфир этиленгликоля, фениловый эфир диэтиленгликоля и другие. «Существенно нерастворимые в воде» растворители определяют как растворители, растворимые в количестве 53 массовых % в воде при 25°С. Предпочтительными растворителями являются существенно растворимые в воде растворители.
Вследствие низкой стоимости, коммерческой доступности и растворяющей способности, предпочтительным растворителем является бензиловый спирт. Данные предпочтительные растворители способствуют снижению поверхностного натяжения и способствуют растворению адгезивов.
18
12
18
Композиции данного изобретения могут включать в себя неводный или водный аминный растворитель. Подходящие амины включают в себя, например, первичные, вторичные и/или третичные амины. Первичные, вторичные и/или третичные амины включают в себя моноамины с С алкильными или алкенильными цепями, этоксилированные алкиламины, алкоксилаты этилендиамина, имидазолы, такие как 1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазолина, 2-алкил-1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазолин, и так далее. Дополнительные амины могут включать в себя полисульфонатные аммонийные соли, поверхностно-активные вещества на основе хлорида алкилполисульфоната аммония, например, такие как хлорид н-алкил(С-С)диметилбензиламмония, моногидрат хлорида н-тетрадецилдиметилбензиламмония и хлорид нафталинзамещенного полисульфонатаммония, такой как хлорид диметил-1-нафтилметиламмония.
Кроме того, амины могут включать в себя диамины, содержащие, по меньшей мере, одну углеводородную группу, связанную через атом азота, представляющую собой насыщенную или ненасыщенную линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую, по меньшей мере, 10 атомов углерода, а предпочтительно, 16-24 атома углерода, и в которой необязательные другие связанные через атом азота группы образуются за счет необязательно замещенных алкильных групп, арильной группы или арилалкильных групп, или полиалкоксильных групп.
Амины могут также включать в себя соль амина, такую как моноэтаноламин, диэтаноламин или триэтаноламин. В число аминов, применимых в комбинации с другими ингредиентами чистящих композиций, входят также алканоламины. Типичные примеры алканоламинов включают в себя моноэтаноламин, монопропаноламин, диэтаноламин, дипропаноламин, триэтаноламин, трипропаноламин и так далее.
Амины могут также включать в себя аминоспирты. Типичные примеры аминоспиртов включают в себя 2-амино-2-метил-1-пропанол, 2-амино-1-бутанол, 2-амино-2-метил-1,3-пропандиол, 2-амино-2-этил-1,3-пропандиол, гидроксиметиламинометан и так далее.
Амины, особенно подходящие для применения в чистящих композициях, включают в себя, например, триэтаноламин, фурфуриламин, 4-метилбензиламин и трис[2-(метоксиэтокси)этил]амин.
Согласно изобретению, растворители обычно присутствуют в количестве от около 0,01 масс.% до около 80 масс.%, или от около 0,1 масс.% до около 70 масс.%, или от около 1 масс.% до около 60 масс.%. Не ограничивая рамки данного изобретения, приведенные в настоящем описании интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах обозначенного интервала.
Подкисляющее вещество
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя подкисляющее вещество. Специалист в данной области может убедиться, что для регулирования рН чистящих композиций можно вводить различные подкисляющие вещества, включая как сильные, так и слабые кислоты, которые не ограничены согласно данному изобретению. Кроме того, кислоты можно заменить их конъюгатами (например, глюконовая кислота или глюконат), которые можно использовать в настоящем изобретении в качестве «подкисляющих веществ». В одном из аспектов изобретения добавляют достаточное количество подкисляющего вещества, чтобы получить композицию с рН от около 2 до около 13,5, предпочтительно, от около 2 до около 13, а более предпочтительно, от около 6 до около 8. В некоторых аспектах, рН достигает нейтрального значения, чтобы эффективно избежать коррозии обрабатываемых поверхностей и изделий. Однако при использовании композиций данного изобретения, адгезив эффективно удаляется и при кислых значениях рН.
Кроме того, специалисту в данной области будет понятно, что подкисляющие вещества можно соединить со слабыми хелатообразующими веществами и/или удалителями ржавчины. В некоторых вариантах осуществления это приведет к нейтрализованным моющим композициям.
Согласно изобретению, подкисляющие вещества обычно присутствуют в композициях в количествах от около 0 масс.% до около 50 масс.%, или от около 0,1 масс.% до около 50 масс.%, или от около 5 масс.% до около 30 масс.%. Не ограничивая рамки изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах обозначенного интервала.
Поверхностно-активные вещества
В некоторых вариантах осуществления, чистящие композиции настоящего изобретения включают в себя поверхностно-активное вещество. За счет использования поверхностно-активных веществ можно повысить моющую способность или эффективность очистки моющих композиций. Для увеличения проникающей способности и растворения адгезивов согласно настоящему изобретению, в моющие композиции можно ввести различные типы поверхностно-активных веществ, но предполагается, что эффективность удаления адгезивов согласно данному изобретению достигается, главным образом, за счет включения растворителей в моющие композиции.
Поверхностно-активные вещества для использования в композициях настоящего изобретения включают в себя, но не ограничиваются, анионными поверхностно-активными веществами, неионными поверхностно-активными веществами, амфотерными поверхностно-активными веществами, и катионными поверхностно-активными веществами. В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя от около 0,1 масс.% до около 80 масс.% поверхностно-активного вещества. В других вариантах осуществления, композиции настоящего изобретения включают в себя от около 1 масс.% до около 50 масс.% поверхностно-активного вещества. Не ограничивая рамки изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах обозначенного интервала.
Анионные поверхностно-активные вещества
5
17
1
4
1
2
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя анионное поверхностно-активное вещество. Анионные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в настоящих композициях, включают в себя алкилэфирсульфаты, алкилсульфаты, линейные и разветвленные первичные и вторичные алкилсульфаты, алкилэтоксисульфаты, жирные олеилглицерилсульфаты, сульфаты простого эфира алкилфенолэтиленоксида, С-Сацил-N-(С-Салкил) и -N-(С-Сгидроксиалкил)глюкаминсульфаты, и сульфаты алкилполисахаридов, такие как сульфаты алкилполиглюкозида и так далее. Кроме того, в их число входят алкилсульфаты, сульфаты алкилполи(этиленокси) простых эфиров и ароматические поли(этиленокси)сульфаты, такие как сульфаты или продукты конденсации окиси этилена и нонилфенола (обычно содержащие от 1 до 6 оксиэтиленовых групп в молекуле).
Анионные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в настоящих композициях, включают в себя также алкилсульфонаты, линейные и разветвленные первичные и вторичные алкилсульфонаты, и ароматические сульфонаты, содержащие или не содержащие заместители.
Анионные карбоксилатные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в настоящих композициях, включают в себя карбоновые кислоты (и соли), такие как алкановые кислоты (и алканоаты), сложные эфиры карбоновых кислот (например, алкилсукцинаты), эфиры карбоновых кислот и так далее. Подобные карбоксилаты включают в себя алкилэтоксикарбоксилаты, алкиларилэтоксикарбоксилаты, поверхностно-активные вещества на основе алкилполиэтоксиполикарбоксилатов, и мыла (например, алкилкарбоксилы). Вторичные карбоксилаты, применимые в настоящих композициях, включают в себя карбоксилаты, содержащие карбоксильную группу, связанную с вторичным атомом углерода. Вторичный атом углерода может находиться в структуре цикла, например, как в случае п-октилбензойной кислоты, или как в случае алкилзамещенных циклогексилкарбоксилатов. Поверхностно-активные вещества на основе вторичных карбоксилатов обычно не содержат эфирных связей, сложноэфирных связей и гидроксильных групп. Кроме того, они обычно не имеют атомов азота в концевой группе (амфифильной части). Подходящие поверхностно-активные вещества на основе вторичных мыл обычно включают в себя 11-13 общих атомов углерода, хотя может присутствовать большее число атомов углерода (например, до 16). Подходящие карбоксилаты также включают в себя ациламинокислоты (и соли), такие как ацилглутаматы, ацилпептиды, саркозинаты (например, N-ацилсаркозинаты), таураты (например, N-ацилтаураты и амиды метилтаурина с жирными кислотами) и так далее.
Подходящие анионные поверхностно-активные вещества включают в себя алкил- или алкиларилэтоксикарбоксилаты следующей формулы:
2
2
n
2
m
2
R-O-(CHCHO)(CH)-COX (3),
8
22
4
16
8
16
12
14
1
в которой R представляет собой алкильную группу от С до С, или , в которой R представляет собой С-С алкильную группу, n представляет собой целое число от 1-20, m представляет собой целое число от 1-3, а Х представляет собой противоион, такой как водород, натрий, калий, литий, аммоний, или соль амина, такого как моноэтаноламин, диэтаноламин или триэтаноламин. В некоторых вариантах осуществления, n представляет собой целое число от 4 до 10, а m равно 1. В некоторых вариантах осуществления, R представляет собой С-С алкильную группу. В некоторых вариантах осуществления, R представляет собой С-С алкильную группу, n равно 4, а m равно 1.
1
1
6
12
9
В других вариантах осуществления, R представляет собой , а R представляет собой С-С алкильную группу. В еще одних вариантах осуществления, R представляет собой С алкильную группу, n равно 10, а m равно 1.
12-13
9
13
Такие алкил- и алкиларилэтоксикарбоксилаты являются коммерчески доступными. Данные этоксикарбоксилаты обычно доступны в виде кислотных форм, которые легко перевести в анионную или солевую форму. Коммерчески доступные карбоксилаты включают в себя Neodox 23-4, Салкилполиэтокси (4)карбоновые кислоты (Shell Chemical) и Emcol CNP-110, С алкиларилполиэтокси(10) карбоновые кислоты (Witco Chemical). Карбоксилаты также доступны от Clariant, например, продукт Sandopan DTC, С алкилполиэтокси(7) карбоновые кислоты.
Неионные поверхностно-активные вещества
5
4
3
6
В некоторых вариантах осуществления, моющая композиция настоящего изобретения включает в себя неионное поверхностно-активное вещество. Неионные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в композициях настоящего изобретения, включают в себя алкоксилированные поверхностно-активные вещества. Подходящие алкоксилированные поверхностно-активные вещества включают в себя ЕО/РО сополимеры, ЕО/РО блокированные сополимеры, алкоксилаты спиртов, блокированные алкоксилаты спиртов, их смеси или тому подобное. Алкоксилированные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в качестве растворителей, включают в себя ЕО/РО блоксополимеры, такие как Плюроник и обратные поверхностно-активные вещества Плюроник, алкоксилаты спиртов, такие как Dehypon LS-54 (R-(EO)(PO)) и Dehypon LS-36 (R-(EO)(PO)), и блокированные алкоксилаты спиртов, такие как Plurafac LF221 и Tegoten EC11, их смеси, или тому подобное.
Неионные поверхностно-активные вещества полуполярного типа представляют собой другой класс неионного поверхностно-активного вещества, применимого в композициях настоящего изобретения. Полуполярные неионные поверхностно-активные вещества включают в себя оксиды аминов, фосфиноксиды, сульфоксиды и их алкоксилированные производные.
Оксиды аминов представляют собой оксиды третичных аминов, соответствующие общей формуле:
,
1
2
3
1
2
3
2
3
4
в которой стрелка представляет собой стандартное обозначение полуполярной связи, а R, R и R могут быть алифатическими, ароматическими, гетероциклическими, алициклическими, или их сочетаниями. Как правило, в случае оксидов аминов, представляющих интерес с точки зрения моющей способности, R представляет собой алкильный радикал, содержащий от около 8 до около 24 атомов углерода, R и R представляют собой алкил или алкоксиалкил, содержащий 1-3 атома углерода или их смесь, R и R могут быть связаны между собой, например, через атом кислорода или азота, с образованием циклической структуры, R может представлять собой алкиленовую или гидроксиалкиленовую группу, содержащую от 2 до 3 атомов углерода, а n изменяется от 0 до около 20. Оксиды аминов можно получить из соответствующего амина и окислителя, такого как перекись водорода.
Применимые поверхностно-активные вещества на основе водорастворимых аминоксидов выбирают из октил-, децил-, додецил-, изододециламиноксидов, алкил ди(низших алкил)аминоксидов кокосового или таллового масел, конкретными примерами которых являются октилдиметиламиноксид, нонилдиметиламиноксид, децилдиметиламиноксид, ундецилдиметиламиноксид, додецилдиметиламиноксид, изододецилдиметиламиноксид, тридецилдиметиламиноксид, тетрадецилдиметиламиноксид, пентадецилдиметиламиноксид, гексадецилдиметиламиноксид, гептадецилдиметиламиноксид, октадецилдиметиламиноксид, додецилдипропиламиноксид, тетрадецилдипропиламиноксид, гексадецилдипропиламиноксид, тетрадецилдибутиламиноксид, октадецилдибутиламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)додециламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)-3-додецилокси-1-гидроксипропиламиноксид, диметил-(2-гидроксидодецил)аминоксид, 3,6,9-триоктадецилдиметиламиноксид и 3-додецилокси-2-гидроксипропилди- (2-гидроксиэтил)аминоксид.
Амфотерные поверхностно-активные вещества
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя амфотерное поверхностно-активное вещество. Амфотерные, или амфолитные, поверхностно-активные вещества содержат как основную, так и кислотную гидрофильную группу, и органическую гидрофобную группу. Данные ионные группы могут представлять собой любую группу из числа анионных или катионных групп, описанных здесь для других типов поверхностно-активных веществ. Типичными функциональными группами, используемыми в качестве основной и кислотной гидрофильных групп, являются основная азотная и кислотная гидрофильная группы. В случае некоторых поверхностно-активных веществ отрицательный заряд создается за счет присутствия сульфоната, сульфата, фосфоната или фосфата.
В общем виде, амфотерные поверхностно-активные вещества можно описать как производные алифатических вторичных и третичных аминов, в которых алифатический радикал может быть линейным или разветвленным, и в котором один из алифатических заместителей содержит от около 8 до 18 атомов углерода, а один содержит анионную водорастворимую группу, например, карбокси, сульфо, сульфато, фосфато или фосфоно. Амфотерные поверхностно-активные вещества подразделяются на два основных класса, которые известны специалистам в данной области, и описаны в “Surfactants Encyclopedia” Cosmetics & Toiletries, Vol. 104 (2) 69-71 (1989), включенную в настоящее описание ссылкой во всей полноте. Первый класс включает в себя производные ацил/диалкилэтилендиамина (например, производные 2-алкилгидроксиэтилимидазолина) и их соли. Второй класс включает в себя N-алкиламинокислоты и их соли. Некоторые амфотерные поверхностно-активные вещества можно рассматривать как соответствующие обоим классам.
Амфотерные поверхностно-активные вещества можно получить способами, которые известны специалистам в данной области. Например, 2-алкилгидроксиэтилимидазолин синтезируют конденсацией и замыканием цикла длинноцепной карбоновой кислоты (или производного) с диалкилэтилендиамином. Производные коммерческих амфотерных поверхностно-активных веществ получают последующим гидролизом и раскрытием цикла имидазолинового цикла при алкилировании - например, хлоруксусной кислотой или этилацетатом. В процессе алкилирования, одна или две карбоксиалкильных групп взаимодействуют с образованием третичного амина и эфирной связи с различными алкилирующими агентами, приводя к образованию различных третичных аминов.
Длинноцепные имидазольные производные, применимые в настоящем изобретении, имеют общую формулу:
,
в которой R представляет собой ациклическую гидрофобную группу, содержащую от около 8 до около 18 атомов углерода, а М представляет собой катион для нейтрализации заряда аниона, обычно натрий.
Коммерчески значимые амфотерные соединения на основе имидазолина, которые можно использовать в настоящих композициях, включают в себя кокамфопропионат, кокамфокарбоксипропионат, кокамфоглицинат, кокамфокарбоксиглицинат, кокамфопропилсульфонат и кокамфокарбоксипропионовую кислоту. Амфокарбоновые кислоты можно получать из жирных имидазолинов, в которых функциональная группа дикарбоновой кислоты в амфодикарбоновой кислоте представляет собой диуксусную кислоту и/или дипропионовую кислоту.
Карбоксиметилированные соединения (глицинаты), описанные в настоящем изобретении выше, часто называют бетаинами. Бетаины представляют собой особый класс амфотерных веществ, описанных здесь далее, в разделе, озаглавленном «Цвиттерионные поверхностно-активные вещества».
2
8
18
2
4
2
2
4
Длинноцепные N-алкиламинокислоты легко получаются реакцией жирных аминов RNH, в которых R=С-С линейный или разветвленный алкил, с галогензамещенными карбоновыми кислотами. Алкилирование первичных аминогрупп аминокислоты приводит к получению вторичных и третичных аминов. Алкильные заместители могут иметь дополнительные аминогруппы, предоставляющие более одного реакционного центра. Алкильные заместители могут содержать дополнительные аминогруппы, предоставляющие более одного реакционного азотного центра. Большинство из коммерчески доступных N-алкиламинокислот представляют собой алкильные производные бета-аланина или бета-N(2-карбоксиэтил)аланина. Примеры амфолитов на основе коммерчески доступных N-алкиламинокислот, используемых в данном изобретении, включают в себя алкил бета-аминодипропионаты, RN(CHCOOM) и RNHCHCOOM. В одном из вариантов осуществления, R может представлять собой ациклическую гидрофобную группу, содержащую от около 8 до около 18 атомов углерода, а М представляет собой катион, нейтрализующий заряд аниона.
12
2
2
2
2
2
2
2
2
12
2
2
2
2
2
2
2
+
+
ТМ
ТМ
Подходящие амфотерные поверхностно-активные вещества включают в себя поверхностно-активные вещества, полученные из продуктов кокосового ореха, таких как кокосовое масло или жирные кислоты кокосового масла. Дополнительные подходящие поверхностно-активные вещества, полученные из продуктов кокосового ореха, содержат в качестве структурной составляющей этилендиаминовую группу, алканоламидную группу, группу аминокислоты, например, глицина, или их сочетание, и алифатический заместитель, содержащий от около 8 до около 18 (например, 12) атомов углерода. Такое поверхностно-активное вещество можно также считать алкиламфодикарбоновой кислотой. Такие амфотерные поверхностно-активные вещества могут включать в себя химические структуры, представленные следующим образом: С-алкил-С(О)-NH-CH-CH-N(CH-CH-CONa)-CH-CH-OH или С-алкил-С(О)-N(H)-CH-CH-N(CH-CONa)-CH-CH-OH. Кокамфодипропионат динатрия является одним из подходящих амфотерных поверхностно-активных веществ и коммерчески доступен под торговым названием Miranol FBS от Rhodia Inc., Cranbury, N.J. Другое подходящее амфотерное поверхностно-активное вещество на основе продуктов кокосового ореха, с химическим названием кокамфодиацетат динатрия, продается под торговым названием Mirataine JCHA, также фирмой Rhodia Inc., Cranbury, N.J.
Перечень типичных амфотерных классов и видов данных поверхностно-активных веществ приведен в патенте США № 3929678 и в “Surface Active Agents and Detergents” (Vol. I and II, Schwartz, Perry and Berch), при этом оба источника включены в настоящее описание ссылкой во всей полноте.
Катионные поверхностно-активные вещества
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя катионное поверхностно-активное вещество. В катионном поверхностно-активном веществе гидротропная часть молекулы несет на себе положительный заряд. Поверхностно-активные вещества, в которых гидротроп не несет на себе заряда, пока рН не понизиться до нейтральных или более низких значений, но которые тогда становятся катионными (например, алкиламины), также входят в данную группу. Теоретически, катионные поверхностно-активные вещества можно синтезировать из любой комбинации элементов, содержащих «ониевую» структуру RnX+Y--, и они могли бы включать в себя соединения, отличающиеся от азотистых (аммониевых), такие как фосфорные (фосфониевые) и сернистые (сульфониевые). На практике, в области катионных поверхностно-активных веществ преобладают азотсодержащие соединения, вероятно, потому, что синтетические подходы к азотистым катионным веществам являются простыми и прямыми, и приводят к высоким выходам продуктов, что делает их менее дорогостоящими.
Катионные поверхностно-активные вещества предпочтительно включают в себя, более предпочтительно, относятся к соединениям, содержащим, по меньшей мере, одну длинноцепную углеродную гидрофобную группу и, по меньшей мере, один положительно заряженный атом азота. Длинноцепная углеродная гидрофобная группа может быть связана непосредственно с атомом азота путем простого замещения, или, более предпочтительно, косвенным образом за счет мостиковой функциональной группы или групп в так называемых разомкнутых алкиламинах и амидоаминах. Подобные функциональные группы способны придать молекуле большую гидрофильность и/или большую диспергируемость в воде, облегчить солюбилизацию в воде за счет смесей косурфактантов, и/или растворимость в воде. Для повышенной растворимости в воде можно ввести дополнительные первичные, вторичные или третичные аминогруппы, или атом азота амина можно кватернизировать низкомолекулярными алкильными группами. Кроме того, атом азота может являться частью разветвленной или линейной группы с переменной степенью ненасыщенности, или насыщенного или ненасыщенного гетероцикла. Кроме того, катионные поверхностно-активные вещества могут содержать комплексные связи, включающие в себя более одного катионного атома азота.
Поверхностно-активные соединения, подразделяемые на аминоксиды, амфотерные соединения и цвиттер-ионы, обычно сами являются катионными в растворах с рН от нейтрального до кислого и могут подпадать под классификацию поверхностно-активных веществ. Полиоксиэтилированные катионные поверхностно-активные вещества, как правило, ведут себя как неионные поверхностно-активные вещества в щелочном растворе и как катионные поверхностно-активные вещества в кислом растворе.
Простейшие катионные амины, соли аминов и четвертичные аммониевые соединения можно схематично изобразить следующим образом:
,
где R представляет собой длинную алкильную цепь, R’, R’’ и R’’’ может представлять собой либо длинноцепные алкилы, либо меньшие алкильные или арильные группы, или водород, а Х представляет собой анион. Соли амины и четвертичные аммониевые соединения предпочтительны для практического использования в данном изобретении благодаря их высокой растворимости в воде.
Большинство объемных коммерческих катионных поверхностно-активных веществ можно подразделить на четыре основных класса и дополнительные подгруппы, известные специалистам в данной области и описанные в “Surfactant Encyclopedia”, Cosmetics & Toiletries, Vol. 104(2) 86-96 (1989), которые включены в настоящее описание ссылкой во всей полноте. В первый класс входят алкиламины и их соли. Второй класс включает в себя алкилимидазолины. Третий класс включает в себя этоксилированные амины. Четвертый класс включает в себя четвертичные соединения, такие как соли алкилбензилдиметиламмония, соли алкилбензола, гетероциклические аммониевые соли, соли тетраалкиламмония и так далее. Известно, что катионные поверхностно-активные вещества обладают рядом свойств, которые могут оказаться практически значимыми в настоящих композициях. Эти желательные свойства могут включать в себя моющую способность в композициях с нейтральным или более низким рН, антимикробной эффективностью, загущающим или гелеобразующим действием в сочетании с другими агентами, и так далее.
1
2
1
m
x
L
Катионные поверхностно-активные вещества, применимые в композициях настоящего изобретения, включают в себя поверхностно-активные вещества формулы RRYZ, в которой каждый R представляет собой органическую группу, включающую в себя линейную или разветвленную алкильную или алкенильную группу, необязательно содержащую от одной до трех гидроксильных групп, и необязательно прерываемую следующими структурами в количестве до четырех:
1
1
2
2
или изомер или смесь данных структур, и которые содержат от около 8 до 22 атомов углерода. Группы Rмогут дополнительно содержать до 12 этоксигрупп, m представляет собой число от 1 до 3. Предпочтительно, не более одной R группы в молекуле содержат 16 или более атомов углерода при m, равном 2, или более 12 атомов углерода при m равном 3. Каждый R представляет собой алкильную или гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, или бензильную группу, при этом не более одного Rв данной молекуле является бензилом, а х представляет собой число от 0 до 11, предпочтительно, от 0 до 6. Оставшиеся положения при любом атоме углерода в Y группе заполнены атомами водорода.
Y может быть любой группой, включающей в себя, но не ограниченной:
1
2
или их смесью. Предпочтительно, L равно 1 или 2, при этом группы Y отделены друг от друга группой, выбранной из аналогов Rи R (предпочтительно, алкилена или алкенилена), содержащих от 1 до 22 атомов углерода, и двумя свободными одинарными связями между атомами углерода, когда L равно 2. Z представляет собой водорастворимый анион, такой как галогенид-, сульфат-, метилсульфат-, гидроксид-, или нитрат-анион, при этом особенно предпочтительным является хлорид-, бромид-, йодид-, сульфат- или метилсульфатанионы, в количестве, придающем электронейтральность катионному компоненту.
Добавки для мытья бутылок
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя одну или более добавок для мытья бутылок. Моющие композиции можно необязательно объединить с добавками для мытья бутылок и/или другими моющими средствами. Использованный в настоящем описании термин «добавка для мытья бутылок» и его варианты относится к поверхностно-активным веществам, источникам щелочи и/или кислоты и моющим средствам, используемым в применениях для мытья бутылок. Примеры добавок для мытья бутылок описаны, например, в патенте США № 7148188, озаглавленном «Добавка для мытья бутылок, содержащая алкилдифениленоксид дисульфонат», который включен в настоящее описание ссылкой во всей ее полноте.
Дополнительные функциональные компоненты
К моющим композициям данного изобретения можно добавить ряд необязательных компонентов. Функциональные компоненты придают требуемые свойства и функциональность моющей композиции. Для целей данной заявки, термин «функциональные материалы или компоненты» включает в себя вещество, которое при диспергировании или растворении в растворе для использования и/или концентрате дает желательное свойство при конкретном использовании. Моющая композиция может также включать в себя, состоять, или состоять по существу, из ряда других вспомогательных веществ, следовых соединений, диспергаторов, агентов против повторного осаждения, стабилизаторов, диспергаторов, противопенных добавок, красителей, ополаскивателей, катализаторов, ингибиторов коррозии, пигментов, отдушек, консервантов и других компонентов, которые могут оказаться полезными в данной композиции.
Хелатирующие/комплексообразующие соединения
3
2
2
3
4
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя хелатирующий и/или комплексообразующий агент. Особенно подходящие хелатирующие/комплексообразующие агенты, применимые согласно данному изобретению, могут включать в себя, но не ограничены, фосфатами, фосфонатами, глюконатами и так далее, описанными в патенте США № 7148188, который включен в настоящее описание ссылкой во всей полноте. Фосфаты, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают в себя, но не ограничиваются, мономерами фосфорной кислоты, полимерами фосфорной кислоты, солями фосфорной кислоты, или их сочетаниями, ортофосфатами, метафосфатами, триполифосфатами, или их сочетаниями, фосфорной кислотой, щелочным металлом, аммониевыми и алканоламмониевыми солями полифосфатов (например, триполифосфатом натрия и другими высшими линейными и циклическими полифосфатными соединениями, пирофосфатами и стеклообразными полимерными метафосфатами), аминофосфатами, нитрилотрисметиленфосфатами, и так далее, или их сочетаниями. Предпочтительные фосфаты включают в себя фосфорную кислоту и ее мономеры, полимеры и соли, и так далее, или их сочетание. Подходящие фосфонаты включают в себя широкий ряд фосфоновых кислот и солей фосфонатов, таких как органофосфонаты. Как использовано в настоящем описании, органический фосфонат или органофосфонат относится к органическим фосфонатам, в которых отсутствуют какие-либо амино или имино (например, азотные) группы. Фосфоновая кислота или фосфонат может включать в себя низкомолекулярную фосфонокарбоновую кислоту, такую как кислота, содержащая около 2-4 групп карбоновой кислоты и около 3 групп фосфоновой кислоты. Некоторые примеры органических фосфонатов включают в себя 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновую кислоту, СНС(ОН)[PO(OH)], 1-фосфоно-1-метилянтарную кислоту, фосфоноянтарную кислоту, 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновую кислоту, другие похожие органические фосфонаты, и их смеси. Дополнительные подходящие фосфонаты включают в себя фосфорную кислоту, НРО и ее соли.
ТМ
ТМ
Фосфоновую кислоту можно использовать в виде водорастворимых солей кислоты, в частности, солей щелочных металлов, таких как натриевых или калиевых, аммониевых солей, или солей алкилоламинов, в которых алкилол содержит от 2 до 3 атомов углерода, таких как соли моно-, ди- или триэтаноламина. Предпочтительные фосфонаты включают в себя органические фосфонаты. Предпочтительные органические фосфонаты включают в себя фосфонобутантрикарбоновую кислоту (РВТС), производимую Bayer Corp, в Питтсбурге, Ра. под торговым названием BAYHIBIT АМ, и гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту (HEDP), такую как продаваемая под торговым названием DEQUEST 2010, производимая Monsanto Chemical Co. Дополнительное описание пригодных фосфатных и фосфонатных комплексообразующих соединений, подходящих для использования в данном изобретении, приведено в патенте США № 6436893, который включен в настоящее описание ссылкой во всей полноте.
Халетирующие агенты/комплексообразователи можно использовать в чистящих композициях в количестве от около 0,1 масс.% до около 50 масс.%, более подходящим образом, от около 1 масс.% до около 30 масс.%, еще более предпочтительно, от около 3 масс.% до около 10 масс.%. не ограничивая рамки данного изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, ограничивающие данный интервал, и включают в себя каждое значение в пределах определенного интервала.
Противопенные добавки
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя противопенную добавку. В частности, подходящие противопенные добавки можно использовать в сочетании с поверхностно-активными веществами и/или комплексообразователями. Смачивающие вещества, которые можно использовать в композиции данного изобретения, включают в себя любые компоненты, которые, как известно в данной области техники, увеличивают поверхностную активность композиции данного изобретения. В целом, противопенные добавки, которые можно использовать согласно данному изобретению, включают в себя оксид кремния и силиконы, алифатические кислоты и сложные эфиры, спирты, сульфаты или сульфонаты, амины или амиды, галогенсодержащие соединения, такие как фторхлоруглеводороды, растительные масла, воски, минеральные масла, а также их сульфонированные или сульфатированные производные, жирные кислоты и/или мыла жирных кислот, такие как мыла щелочных, щелочноземельных металлов, и фосфаты и фосфатные сложные эфиры, такие как алкилдифосфаты и дифосфаты щелочных металлов, и трибутилфосфаты в ряду прочих, и их смеси.
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции включают в себя противопенные добавки или ингибиторы пенообразования, являющиеся пищевыми, принимая во внимание применение способа данного изобретения. Поэтому один или более эффективных противопенных агентов включают в себя силиконы. Все силиконы, такие как диметилсиликон, гликольполисилоксан, метилфенолполисилоксан, триалкил- или тетраалкилсиланы, гидрофобные противопенные вещества на основе оксида кремния, и их смеси, можно использовать для применения в качестве противопенных агентов. Общедоступные коммерческие противопенные вещества включают в себя такие силиконы, как Ardefoam от Armour Industrial Chemical Company, представляющий собой силикон, связанный в органическую эмульсию, Foam Kill или Kresseo, поставляемый Krusable Chemical Company, представляющие собой пеногасители силиконового и несиликонового типа, а также силиконовые сложные эфиры, и Anti-Foam A и DC-200 от Dow Corning Corporation, оба из которых являются пищевыми силиконами в ряду прочих. В одном из вариантов осуществления пеногаситель представляет собой блоксополимер полиоксиэтилена/полиоксипропилена.
Дополнительные описания подходящих противопенных веществ можно найти, например, в патенте США №№ 3048548, 3334147 и 3442242, раскрытие которых включено в настоящее описание ссылкой.
Ополаскиватели
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения включают в себя ополаскиватель для улучшения отвода/удаления воды с обработанных поверхностей и/или улучшения осушки поверхности. Как правило, составы ополаскивателя содержат смачивающее или пленкообразующее вещество в соединении с другими необязательными ингредиентами. Ополаскиватели способны снижать поверхностное натяжение ополаскивающей воды, для способствования пленкообразующему действию и/или предотвращения образования пятен или полос, вызванного каплями воды после завершения промывания. Примеры пленкообразующих агентов включают в себя, но не ограничиваются: соединениями полиэфиров, полученных из окиси этилена, окиси пропилена, или смеси в структуре гомополимера или блок или гетеросополимера. Такие полиэфирные соединения известны как полимеры полиалкиленоксида, полиоксиалкиленовые полимеры или полимеры полиалкиленгликоля. Для подобных пленкообразующих веществ необходима область относительно гидрофильности, чтобы придать молекуле свойства поверхностно-активного вещества. Различные дополнительные подходящие ополаскиватели описаны, например, в патентной заявке США под серийными номерами 12/706143 и 13/101295, которые включены в настоящее описание ссылкой во всей полноте.
Катализаторы
В некоторых вариантах осуществления, моющие композиции настоящего изобретения содержат катализатор. Катализаторы могут быть представлены в разных формах, включая, например, металлический марганец, серебро и/или ванадий. В одном из аспектов данного изобретения, катализатора предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, один источник марганца. В некоторых вариантах осуществления, источником марганца является металлический марганец, оксиды марганца, коллоидный марганец, неорганические или органические комплексы марганца, включая сульфат марганца, карбонат марганца, ацетат марганца, лактат марганца, нитрат марганца, глюконат марганца, хлорид марганца или коммерчески доступный в виде Dragon A350 (известный также как Кровь дракона, поставляемый Rahu Catalystics of Nottingham, U.K.), или любая соль из числа солеобразующих соединений марганца.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, катализатор включает в себя, по меньшей мере, один источник серебра. В некоторых вариантах осуществления, источником серебра является металлическое серебро, оксиды серебра, гидроксид серебра, коллоидное серебро, неорганические или органические комплексы серебра, водорастворимые или нерастворимые соли серебра, включая сульфат серебра, карбонат серебра, ацетат серебра, лактат серебра, нитрат серебра, глюконат серебра, или хлорид серебра, или любая соль из числа солеобразующих соединений серебра. Согласно следующему варианту осуществления, катализатор включает в себя, по меньшей мере, один источник ванадия.
Дополнительное описание катализаторов, которые могут подходить для использования согласно данному изобретению, предоставлено в заявке США под серийным номером 12/887755, при этом данная заявка включена в настоящее описание ссылкой во всей полноте.
Составы композиций
В соответствии с данным изобретением, предоставлены композиции для удаления адгезивов или остатков синтетического клея с поверхности. Моющие композиции настоящего изобретения могут иметь любую подходящую форму, включая жидкую, твердую (такую как таблетки, порошки/гранулы), пастообразную, пенистую, или гелеобразную, форму порошков и таблеток. Жидкие растворы предпочтительны согласно данному изобретению и способам применения моющих композиций. Композиция может иметь форму дозированного продукта, то есть форму, разработанную для применения в виде одной порции моющей композиции для процедуры мытья. Безусловно, при процедуре мытья можно использовать одну или более таких разовых порций.
Моющие композиции согласно данному изобретению можно предоставить в виде концентрированной композиции или композиции, готовой к применению. Концентрированную композицию проще называть концентратом, и можно разбавить, получая композицию, готовую к применению. Готовую к применению композицию можно назвать используемой композицией, когда она представляет собой композицию, предназначенную для непосредственного применения к поверхности, нуждающейся в обработке согласно данному изобретению. Специалист в данной области установит, что моющую композицию можно предоставить в виде концентрата для удобства транспортировки и экономии при предоставлении моющих композиций в виде концентрированных составов. Данный концентрат разбавляют водой, имеющейся на месте проведения работ, или участке разбавления. Настоящее изобретение включает в себя как концентрированные, так и разбавленные готовые к применению моющие композиции.
Моющие композиции данного изобретения можно получить любым подходящим способом в зависимости от их формата. Подходящие способы производства моющих композиций хорошо известны в данной области техники.
Способы очистки
Способы очистки с использованием моющих композиций данного изобретения входят в рамки изобретения. Применение моющих композиций особенно подходит для различных применений для мытья бутылок, включая удаление этикеток. Предпочтительно, способы данного изобретения позволяют быстро и эффективно удалять этикетки, при одновременном уменьшении общей стоимости химических композиций, снижении температуры и щелочности условий и/или механических усилий, необходимых для удаления этикеток и очистки изделия.
Способы согласно данному изобретению могут включать в себя, состоять и/или состоять по существу из применения моющей композиции к поверхности, нуждающейся в удалении адгезива и/или очистке. Данный способ может также включать в себя удаление клейкой этикетки с обрабатываемой поверхности.
Композициями согласно данному изобретению можно обрабатывать широкий ряд твердых поверхностей, включая, например, стекло, металл и пластик, включая поликарбонаты, поливинилхлорид, полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат (обычно называемый сокращенно РЕТ или РЕТЕ), полиэтиленнафтенат, полиэтилен и другие термопластичные полимеры, такие как полимеры, подходящие для использования в качестве материала для емкостей для напитков и пищи. Пластмассовые емкости можно изготавливать из любого количества материалов в зависимости от применения, включая, например, полиэтилентерефталат.
Поверхности, обрабатываемые согласно изобретению, включают в себя ряд емкостей, форму которых можно приспособить для ряда применений. Как изложено в настоящем описании, данное изобретение относится, главным образом, к бутылкам и очистке бутылок, хотя согласно настоящему изобретению можно обрабатывать широкий ряд других емкостей, и они входят в рамки данного изобретения.
При помощи способов данного изобретения можно удалять различные этикетки. Подходящие этикетки включают в себя любые этикетки с клейким слоем. Этикетки с клейким слоем включают в себя, например, как бумажные, так и металлизированные этикетки (например, алюминиевые), такие как этикетки, используемые для коммерчески доступных стеклянных бутылок многоразового использования. Этикетки с клейким слоем могут включать в себя синтетические и/или природные адгезивы. Примерами синтетического адгезива являются адгезивы на основе полиакриловой кислоты или полимеров поликарбоксилата. Примером природного адгезива является казеин или меламин казеин.
В одном из аспектов изобретения, данные способы особенно подходят для удаления этикеток, включая этикетки, которые приклеивались и подвергались воздействию солнца. После воздействия солнца, удаление приклеенных этикеток может быть чрезвычайно затруднительно. Предпочтительно, стадия удаления этикетки с обрабатываемой бутылки или поверхности не включает в себя разрушение самой этикетки. Кроме того, при использовании способов данного изобретения с обрабатываемых поверхностей не удаляются использованные цветные изображения.
В одном из аспектов изобретения, удаление этикетки включает в себя стадию образования слоя моющей композиции на поверхности этикетки, а затем проникновение в этикетку для осуществления удаления этикетки. Не будучи ограниченными конкретной теорией данного изобретения, растворитель моющей композиции растворяет клейкий участок связывания этикетки с поверхностью и/или проникает через этикетку с внешней стороны (например, поверхности этикетки), образуя микропоры в этикетке, чтобы пройти через этикетку, а затем растворить клейкий компонент этикетки. В следующем аспекте данного изобретения, способы включают в себя нарушение стабильности клейкого слоя этикетки. В следующем аспекте, в результате использования слабощелочных чистящих композиций, для удаления алюминиевой этикетки не требуется последующая стадия дефлокуляции для обработки смеси щелочь/алюминий.
В следующем аспекте, сама этикетка, которую удаляют в соответствии со способами данного изобретения, не растворяется и/или не превращается в пульпу. Вследствие того, что этикетку удаляют в неповрежденном виде, ее легко извлечь из моющей системы. Предпочтительно, поскольку этикетка не растворяется и/или не превращается в пульпу, моющую композицию в промывном растворе можно использовать в течение более продолжительного периода времени, чтобы свести к минимуму источники образования отходов. В предпочтительно аспекте данного изобретения, на самой удаляемой этикетке, кроме того, сохраняется адгезив.
Согласно варианту осуществления данного изобретения, содержащую растворитель моющую композицию применяют к поверхности, с которой необходимо удалить этикетку и/или очистить. Используемый раствор можно приготовить из концентрата, разбавляя данный концентрат водой в степени разбавления, при которой получают используемый раствор с необходимыми свойствами для удаления этикеток и удаления адгезивов. Обычный фактор разбавления составляет приблизительно от 1 приблизительно до 10000, но он будет определяться факторами, включающими в себя количество и типы адгезивов, которые требуется удалить, температуру и так далее. В одном из вариантов осуществления, концентрат разбавляют в соотношении концентрата к воде от около 1:5 до около 1:1000. В частности, концентрат разбавляют в соотношении концентрата к воде от около 1:5 до около 1:100.
Предпочтительно, моющую композицию предоставляют в растворе в количестве приблизительно от 0,01 масс.% приблизительно до 50 масс.%, предпочтительно, от около 0,1 масс.% до около 30 масс.%, более предпочтительно, от около 0,6 масс.% до около 10 масс.%. Кроме того, специалист в данной области может изменять количество концентрированных моющих композиций согласно данному изобретению в зависимости от первоначальной концентрации исходной, концентрированной, моющей композиции, и ее желательного практического применения. Не ограничивая рамки изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах установленного интервала.
Согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения, способы очистки включают в себя применение моющей композиции в определенном интервале рН в способе удаления этикетки и/или способе мытья бутылки. Предпочтительные условия рН включают в себя значения от около 2 до около 13,5, предпочтительно, от около 2 до около 13, более предпочтительно, от около 6 до около 8, предпочтительно, нейтральные, чтобы избежать коррозии обрабатываемых поверхностей и изделий. Не ограничивая рамки данного изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах установленного интервала. В одном из аспектов данного изобретения не ожидали, что моющие композиции будут удалять этикетки данными способами при кислом значении рН. Специалист в данной области убедится, что удаление клеящей этикетки обычно достигается лишь при использовании щелочных растворов при щелочных значениях рН.
Согласно неограничивающему варианту осуществления данного изобретения, более низкое значение рН моющих растворов способствует хелатированию ионов металлов и, в результате, облегчает удаление адгезивных остатков с бутылок. Чтобы избежать коррозии обрабатываемых поверхностей и изделий при использовании кислых значений рН, в моющие композиции можно включать ингибиторы коррозии, включающие в себя, например, ингибиторы коррозии, описанные в патентной заявке США под серийным номером 13/548367 и патентах США №№ 8343380, 8207102, 8114344, 8114343. 8105531, 8021493, 7960329, 7919448, 7829516, 7828908, 7741262, 7709434, 7196045, 7196044 и 6835702, каждый из которых включен в настоящее описание ссылкой во всей полноте.
В соответствии со способами применения моющих композиций, удаление этикеток происходит в условиях более низкой температуры, по сравнению с обычными способами удаления этикеток. Например, данные способы могут включать в себя применение моющей композиции при температуре ниже стандартного интервала температуры для удаления этикеток и/или очистки стекла, который составляет примерно 85°С. Более предпочтительно, моющие композиции применяют к поверхности, с которой требуется удалить этикетку, при температуре примерно ниже 70°С, более предпочтительно, примерно ниже 60°С, более предпочтительно, примерно ниже 50°С, и еще более предпочтительно, при температуре около 40-50°С. Не ограничивая рамки изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах установленного интервала.
В соответствии со способами применения настоящего изобретения, в моющих композициях для удаления этикеток с обрабатываемой поверхности используют более низкие концентрации щелочи. Например, в стандартных способах удаления этикеток можно использовать сравнительно высокие концентрации щелочи. Согласно данному изобретению, используют моющие композиции с концентрацией щелочи примерно ниже 50%, предпочтительно, примерно ниже 25%, более предпочтительно, примерно ниже 10%. Не ограничивая рамки изобретения, приведенные интервалы включают в себя значения, определяющие данный интервал, и включают в себя каждое целое число в пределах установленного интервала. Согласно предпочтительному варианту осуществления данного изобретения, растворитель в моющих композициях полностью заменяет содержание щелочи.
Предпочтительно, в способах данного изобретения для удаления бутылочных этикеток не требуется увеличение промежутка времени по сравнению с обычными способами удаления этикеток с бутылок. Неожиданно, несмотря на использование более низких температур и меньших концентраций щелочи в моющих компонентах, в способах удаления этикеток не требуется увеличивать продолжительность по времени. В некоторых аспектах, в способах данного изобретения достигается полное удаление этикеток за меньшее время по сравнению с обычными способами удаления этикеток, в которых используются более высокие температуры и/или более щелочные моющие композиции. Не будучи ограниченными конкретной теорией изобретения, в данных моющих композициях достигается более быстрое проникновение в этикетку и растворение клея. В предпочтительных аспектах, при использовании данных способов удаление этикетки происходит менее чем за 10 минут, предпочтительно, менее чем за 5 минут, наиболее предпочтительно, менее чем за 2 минуты.
Способы удаления этикетки согласно данному изобретению, в которых используются моющие композиции, можно применять после щелочных промывных баков, после любого последующего оборудования в процессе мытья бутылок (например, пастеризатора), промывной секции или любого другого участка. Предпочтительно, моющую композицию применяют к промывному баку для промывания бутылок, предпочтительно в используемом растворе слабой щелочи. Согласно другому варианту осуществления данного изобретения, способы очистки включают в себя применение чистящей композиции к линии розлива в бутылки, воде туннельного пастеризатора и/или в промывной секции машины для мойки бутылок.
Способы применения моющих композиций могут включать в себя ручное применение, применение с использованием управляемого вручную моечного оборудования и/или в автоматическом моечном оборудовании с участием или без участия механического действия.
Специалист в данной области убедится, что в основных настройках автоматы, наиболее часто используемые для перемещения бутылок в процессе автоматической очистки, включают в себя различные зоны, такие как зоны предварительной промывки или замачивания, промывания, очистки и конечного промывания.
Способы данного изобретения можно осуществлять на практике в виде неконтактных способов очистки при низком давлении, применение моющих композиций с отскребанием при высоком давлении, фрикционное мытье с применением жидкости при низком или высоком давлении, очистка с предварительным замачиванием в «бесконтактном» и фрикционном моечных аппаратах, систем мытья в виде очистки на месте (закрытая система), или любых вариантов форматов очистки, известных в данной области.
Все публикации и патентные заявки в данном описании являются показателем квалификации специалиста в области, к которой относится данное изобретение. Все публикации и патентные заявки включены в настоящее описание ссылкой в той же степени, как если бы каждая отдельная публикация или патентная заявка была конкретно и отдельно указана в виде ссылки.
Примеры
Далее, варианты осуществления настоящего изобретения определены в следующих неограничивающих примерах. Нужно понять, что данные примеры, хотя и представляющие некоторые варианты осуществления изобретения, приведены лишь с целью иллюстрации. Из приведенного выше обсуждения и данных примеров специалист может убедиться в существенных характеристиках данного изобретения и, не выходя из его духа и рамок, может осуществить различные изменения и модификации вариантов осуществления данного изобретения, чтобы приспособить его для различных применений и состояний. Так, различные модификации вариантов осуществления данного изобретения, в дополнение к тем, которые представлены и описаны здесь, будут очевидны специалистам из последующего описания. Подразумевается, что подобные изменения также входят в рамки прилагаемой формулы изобретения.
Здесь представлены материалы, используемые в следующих примерах:
В составах использовали различные коммерчески доступные исходные растворы (доступные из различных источников), включая: йодид калия, лимонную кислоту (50%), глюконовую кислоту (50%), ферменты (например, протеазу).
Glucopon 425N: алкилполигликозиды на основе природных жирных спиртов С8-С14, поставляемые Stepan Company (Northfield, IL).
Ammonyx LMDO: лаурамидопропиламин/миристамидопропиламин оксид, поставляемый Stepan Company (Northfield, IL).
Bayhibit AM: фосфонобутантрикарбоновая кислота, поставляемая LANXESS AG (Леверкузен, Германия, DE).
Dequest 2010: 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота, HEDP, поставляемая Monsanto Chemical Co.
Armeen OL: олеиламин, поставляемый Akzo Nobel Surface Chemistry LLC (Чикаго, IL).
Rhodiasolv IRIS и Infinity: растворитель на основе двухосновного сложного эфира, поставляемый Solvay Rhodia.
Cola Solv IES и OES: ионные жидкости, поставляемые Colonia Chemical (Южный Питтсбург, TN).
Фурфуиламин: 2-аминометилфуран, поставляемые TCI America (Портланд, OR).
Трис[2-(2-метоксиэтокси)этил]амин (95%), поставляемый Sigma-Aldrich.
Промышленные составы для мытья и очистки полов коммерчески доступны от Ecolab Inc., включая, например, Bendurol Maxx, Energy Forte. Neomat S., Neomat Clean и Neomat C.
Бензиловый спирт: поставляется LANXESS AG (Леверкузен, Германия, DE).
4-Метилбензиламин.
Пример 1
Для определения компонентного состава адгезивов различных этикеток (Optal LG 11, Colfix S8012 и Turmer Leim ST 50 KF) использовали различные клейкие бумажные этикетки, применяемые при промышленном розливе в стеклянные бутылки. Этикетки и адгезивы представлены в таблице 2.
Таблица 2
Промышленная бутылочная этикетка
Передняя сторона
Обратная сторона
Этикетка А
Алкиловый сложный эфир, акриловые соединения
Целлюлоза
Этикетка В
Каолин, сложный эфир, алкил
Карбонат, алкил, акриловые соединения, целлюлоза
Этикетка С
Алкиловый сложный эфир, акриловые соединения
Карбонат, алкил, акриловые соединения, целлюлоза
Адгезивный слой этикетки
Optal LG 11
(Синтетический) алкиловый сложный эфир, соль карбоновой кислоты
Colfix S8012
(Синтетический) алкиловый сложный эфир, соль карбоновой кислоты
Turmer Leim ST 50 KF
Акриламид, меламин казеин
Компонентный состав различных бутылочных бумажных этикеток и адгезивов, включая идентифицированные функциональные группы, является основанием для использования полярного и/или основного растворителя (например, бензилового спирта (полярный), фурфуриламина (основный)), для получения эффективного состава для удаления бутылочных этикеток согласно данному изобретению. А именно, использование растворителя в моющей композиции способствует применению низких температур и меньшей концентрации щелочи без разрушения этикетки в промывочном аппарате.
Пример 2
Этикетки и адгезивы, исследованные в примере 1, тестировали при мытье бутылок в различных условиях, чтобы определить эффективность удаления этикеток со стеклянных пластинок. Каждый адгезив и бумажную этикетку приклеивали к стеклянной пластинке и помещали эти пластинки, на определенный период времени, в 3-литровый стеклянный стакан в теплое место для достижения определенной температуры, приведенной ниже. Затем этикетки вручную отдирали от стеклянной пластины и промывали стеклянные пластины холодной водой. После этого проводили визуальный анализ стеклянных пластин, чтобы определить эффективность каждого раствора. Большее количество остатков на пластинах указывало на меньшую эффективность.
Раствор щелочи. Проводили оценку эффективности 2%-ного раствора NaOH для удаления этикеток с тремя различными адгезивами при 75°С-80°С в течение 10 минут без перемешивания. На всех пластинках оставались следы клея; он был заметен в виде более светлых пятен на каждой пластине. 2%-ный NaOH был не так эффективен в отношении Optal LG 11, как в отношении Colfix S8012 или Turmer Leim ST 50 KF.
Кроме того, три коммерческих адгезива тестировали в отношении различных составов, представленных в таблице 3. Оценку составов В-Е проводили в сочетании с раствором щелочи. 0,25% концентрата каждого состава объединяли с щелочным раствором.
Таблица 3
Компоненты
A
B
C
D
E
Bayhibit AM (50%)
1,00
0,85
0,94
1,01
1,05
Моногидрат лимонной кислоты
5,47
4,76
6,35
5,96
5,72
Dequest 2010
6,5
5,66
6,45
6,30
6,39
Глюконовая кислота (50%)
2,5
28,81
25,33
25,89
26,28
Йодид калия USP
0,25
0,33
0,34
0,30
Glucopon 425N
8,86
10,24
10,11
10,32
Ammonyx LMDO
4,51
5,11
5,14
5,37
Armeen OL
15,65
Фурфуиламин
4,57
4-Метилбензиламин
5,17
Трис[2-(2-метоксиэтокси)этил]амин
5,26
Бензиловый спирт
4,50
5,30
5,31
7,26
Вода
61,78
37,15
34,77
34,72
21,96
Оценку эффективности удаления адгезива Optal LG 11 проводили с использованием различных составов при температуре 50°С в течение 20 минут (время замачивания) без перемешивания. Оценку промышленного продукта, Stabilon WTN (Ecolab Inc., St. Paul, MN) (коммерческий продукт, называемый «А» в таблице 2), проводили с использованием различных составов на основе состава А, модифицированных для содержания аминного растворителя и/или поверхностно-активного вещества в соответствии с изобретением. Составы B, C, D и E представлены в таблице 3, и каждый из них содержит дополнительный компонент, представляющий собой (соответственно) фурфуриламин, 4-метилбензиламин, трис[2-(2-метоксиэтокси)этил]амин или Armeen OL. Композиции также включают в себя одно или более поверхностно-активных веществ (например, Glucopon 425N, Ammonyx LMDO, Armeen OL) и дополнительный растворитель - бензиловый спирт.
Использование модифицированных композиций для мытья бутылок привело к улучшенному удалению остатков по сравнению с составом А, не содержащим аминного растворителя, поверхностно-активных веществ и/или растворителя бензилового спирта, что свидетельствует об эффективности способов и композиций данного изобретения.
Оценку удаления Colfix S8012 проводили с использованием различных составов при температуре 50°С в течение 20 минут (время замачивания) без перемешивания. Использование модифицированных моющих композиций для бутылок B, C и D (таблица 3) приводит к улучшенному удалению остатков по сравнению с раствором 0,5%-ного NaOH, не содержащим амина и/или растворителя, что свидетельствует об эффективности способов и композиций данного изобретения.
Оценку удаления Turmer Leim ST 50 KF проводили с использованием различных составов при температуре 50°С в течение 20 минут (время замачивания) без перемешивания. Использование модифицированных моющих композиций для бутылок B, C и D (таблица 3) приводит к улучшенному удалению остатков по сравнению с раствором 0,5%-ного NaOH, не содержащим амина и/или растворителя, что свидетельствует об эффективности способов и композиций данного изобретения.
Пример 3
Проводили анализ эффективности моющих композиций в отношении удаления клейких этикеток Optical LG11 со стеклянных бутылок в течение более короткого периода времени. Проводили тестирование различных составов при повышенной температуре (от 50°С до 80°С), определяя процент площади, очищенный тестируемым раствором в течение 5 минут при помощи способов, описанных в примере 2.
Проводили проверку различных поверхностно-активных веществ, растворителей и других моющих агентов в отношении эффективности удаления адгезива в соответствии со способами данного изобретения. Сначала проверенные моющие вещества включали в себя: ионные жидкости/поверхностно-активные вещества ColaSolv IES и OES, поверхностно-активное вещество RhodiaSolv Infinity, растворитель диметиламинопропиламин, диметилциклогексиламин, диэтилциклогексиламин, 1,8-диазобицикло[5.4.0]ундецен-7-ен, трис[2-(2-метоксиэтокси)этил]амин.
Составы, оценку которых проводили впоследствии, приведены в таблице 4 и описаны в настоящем описании.
Таблица 4
Компоненты
F
G
H
I
J
K
L
Bayhibit Am (50%)
1,03
6,70
1,10
1,06
1,00
1,07
Моногидрат лимонной кислоты
4,93
5,26
4,93
4,99
5,00
5,00
Dequest 2010
5,96
6,56
5,96
5,12
5,13
4,93
Глюконовая кислота (50%)
24,90
25,19
24,93
25,11
25,06
24,93
2-(2-Аминоэтокси)этанол, DGA
1,96
Rhodiasolv IRIS
2,00
Аминный растворитель (например, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин)
1,96
2,06
2,03
Мочевина (50%)
3,97
98,84
Диоктилсульфосукцинат натрия
1,16
Вода
61,22
54,28
61,13
61,66
61,78
60,10
Кроме того, была проведена оценка различных дополнительных составов с использованием композиций для мытья полов, как показано в таблице 5.
Таблица 5
Компоненты
M
N
O
P
Деионизированная вода
50,03
70,71
51,19
68,23
SE21 (10%)
7,50
Polyquart Ampho 149
0,92
Раствор тетранатриевой соли GLDA DRM
0,75
0,75
Ксилолсульфонат натрия 96%
1,25
8,93
13,75
Алкансульфонат натрия (40%)
3,92
ЖК пальмоядрового масла
4,84
ЖК таллового масла
18,21
Гидроксид калия, 45%
9,83
8,21 (50%)
Sokolan
4,17
Glucopon 425
2,50
Моноэтаноламин
4,29
1,25
0,506 (85%)
Метилглицин диуксусная кислота
0,71
3,7
Фениловый эфир гликоля
11,43
Этоксилат спирта
2,86
3,75
Декановая кислота
1,07
Пальмитиновая кислота
18
Додецилбензол-сульфоновая кислота
3,75
Борная кислота
5
Полиэфирсилоксан
1,25
Производное дикарбоновой кислоты кокосового масла
1,5
Лаурилдиметил-аминоксид
3,75
Пропиленгликоль
5
Прочие (красители, отдушки, ферменты, разбавитель и так далее)
6,1
0,39
Результаты представлены в таблице 6, в которой проводится сопоставление температур, при которых тестировали различные составы, и конечной эффективности удаления этикеток (показанной в виде процентной доли очищенной поверхности).
Таблица 6
Формула
Температура
% Очищенной поверхности
F (2%)
50°C
41,17
N (2%)
50°C
24,63
M (2%)
50°C
35,16
O (2%)
50°C
60,07
A
60°C
17,89
G
60°C
51,50
M
60°C
38,49
N
60°C
45,76
O
60°C
24,06
P
60°C
70,94
A
70°C
44,57
G
70°C
77,55
M
70°C
73,57
N
70°C
38,60
O
70°C
31,98
P
70°C
79,99
F
75°C
79,67
H
75°C
44,64
I
75°C
88,90
J
75°C
52,88
K
75°C
42,32
L
75°C
6,32
K (2% NaOH)
80°C
52,22
L (2% NaOH)
80°C
23,46
F
80°C
37,27
M
80°C
95,03
N
80°C
92,36
O
80°C
96,30
F (2%)
80°C
47,71
M (2%)
80°C
9,67
N (2%)
80°C
2,11
O (2%)
80°C
33,19
F (0,5%)
80°C
79,50
N (0,5%)
80°C
32,83
M (0,5%)
80°C
74,89
O (0,5%)
80°C
79,01
F (2%)
80°C
44,57
N (2%)
80°C
4,84
По результатам скрининга показаны различные составы изобретения и эффективность удаления адгезива Optigal LG 11 в условиях различной концентрации и температуры. Результаты графически представлены на Фиг. 1.
Пример 4
Еще одно тестирование удаления этикеток проводили при 50°С и 80°С, чтобы оценить эффективность удаления моющими композициями этикетки В (см. таблицу 2) со стеклянных бутылок. Использовали щелочной раствор 2%-ного NaOH с различными моющими композициями согласно изобретению, взятыми в количестве 0,3%. Использовали деионизированную воду. Адгезивы, в отношении которых проводили оценку, включали в себя казеин и синтетические адгезивы. Цель тестирования заключалась в определении способности моющих композиций полностью удалить клейкую этикетку на минимальный период времени. Тестированные составы включали в себя составы A, G, M, N, O наряду с дополнительными коммерческими продуктами, включая Bendurol Maxx, Energy Forte, Neomat C и Neomat Clean.
Из результатов Фиг. 2 видно, что для удаления казеинового адгезива с тестированных этикеток потребовалось значительно меньше времени по сравнению с синтетическим клеем. Предпочтительно, казеин удалялся менее чем за 5 минут всеми исследованными составами при более низкой температуре, составлявшей 50°С. На Фиг. 3 снова показано, что для удаления казеинового адгезива с тестированных этикеток потребовалось значительно меньше времени по сравнению с синтетическим клеем при 80°С. На Фиг. 4 результаты тестирования как при 50°С, так и при 80°С представлены в виде одного графика.
Пример 5
Еще одно тестирование в отношении удаления этикеток проводили при 50°С и 80°С с использованием пониженной концентрации щелочи при различных оценках для определения того, можно ли использовать пониженную (предпочтительно, отсутствие) концентрацию щелочи для удаления этикеток в соответствии с изобретением. Использовали 2%-ный NaOH и 0,5%-ный NaOH с различными моющими композициями изобретения наряду с сопоставлением с 0%-ным NaOH (только деионизированная вода с составом), взятым в количестве 0,3%. Использовали деионизированную воду. Адгезивы, для которых проводили оценку, включали в себя казеин и синтетические адгезивы. Тестированные составы включали в себя составы F-P. Для определения количества удаленного адгезива (определенного по остатку адгезива на поверхности стекла) проводили визуальную оценку.
Из результатов Фиг. 5 видно неожиданное улучшение практически полного удаления клейких этикеток при использовании моющих композиций в деионизированной воде (в отсутствии щелочи). Составы с пониженным содержанием щелочи (при 80°С) также приводили к улучшенному удалению этикетки при использовании составов моющей композиции по сравнению с щелочными растворами 2%-ного NaOH, используемыми в составах моющей композиции.
На Фиг. 6-9 представлены еще составы, для которых проводили оценку в большем интервале температуры - от 50°С до 80°С. Несмотря на то, что некоторые составы оказались более эффективными при более высоких температурах, различные составы были эффективны при пониженной температуре. На Фиг. 7 показано удаление в растворе с пониженным содержанием щелочи, составившим 0,5% NaOH. На Фиг. 8 показано удаление в 2%-ном растворе NaOH, использованном в различных составах моющей композиции. На Фиг. 9-10 приведено сопоставление эффективности составов моющей композиции при изменении концентрации щелочи при 80°С и 50°С, соответственно.
Пример 6
Проводили повторную оценку тестирования примера 5 при температуре 60°С с использованием стеклянных образцов с приклеенными при помощи синтетического клея бумажными этикетками. Тестированные составы содержали либо 0,5%, либо 2% NaOH, и проводилось сравнение с базисными композициями, содержащими 0% NaOH (только деионизированная вода, показаны как «вода») и контрольными составами с 2% NaOH. Тестированные составы в соответствии с вариантами осуществления изобретения включали в себя А, М и G, приготовленные либо в 0,5%, либо в 2% NaOH, при этом рН каждой композиции приведен в таблице 7.
Таблица 7
Кислые растворы
рН (0,5%)
рН (2%)
G
3
2
A
3
2
Щелочные растворы
рН (0,5%)
рН (2%)
M
8
10
Результаты Фиг. 11 демонстрируют сопоставление эффективности удаления этикеток во времени в сравнении с составами моющей композиции как при 0,5%, так и при 2% концентрации NaOH в условиях изменения температуры и изменения кислотности. Из данных результатов видно, что наиболее эффективными оказались составы А и F с кислыми составами, для которых требовалось менее 3 минут, чтобы полностью удалить клейкие этикетки. Данные результаты были похожи на результаты с кислой деионизированной водой.
Кроме того, результаты, представленные на Фиг. 11, дают основание предположить, что щелочные составы оказывают негативное воздействие на синтетические адгезивы, что показано на составе М, в котором для удаления синтетического адгезива требовалось больше времени. Предпочтительно, все составы оказались превосходящими по своим характеристикам (то есть меньшее время удаления адгезива) по сравнению с (щелочными) составами, содержащими 2% NaOH. Эти данные ясно показывают влияние на время удаления (согласно способам изобретения) для композиций в случае, когда удаление синтетических клеев зависит от рН моющего раствора.
Поскольку изобретение таким образом описано, очевидно, что его можно изменять разными способами. Такие изменения не должны считаться выходом из духа и рамок изобретения, и предполагается, что все подобные модификации входят в рамки следующей формулы изобретения.