DE19642598A1 - Schmiermittel für Förder- und Transportanlagen in der Lebensmittelindustrie - Google Patents
Schmiermittel für Förder- und Transportanlagen in der LebensmittelindustrieInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schmiermittelkonzentrat, dessen
wäßrige Anwendungslösung zum Schmieren, Reinigen und Desinfizieren von
Förder- und Transportanlagen insbesondere in der Lebensmittelindustrie,
insbesondere Tauch- der automatischen Bandschmieranlagen, geeignet ist.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des
Schmiermittelkonzentrates oder der wäßrigen Anwendungslösung des
Schmiermittelkonzentrates sowie die Verwendung des
Schmiermittelkonzentrates und der wäßrigen Anwendungslösung zum
schmieren, reinigen und desinfizieren von Förder- und Transportanlagen,
insbesondere mittels Tauch- oder automatischen Bandschmieranlagen,
insbesondere in der Lebensmittelindustrie. Dabei bezieht sich die Verwendung
insbesondere auf das Abfüllen von Lebensmitteln, vorzugsweise von
Getränken, in Glas- und Kunststoffenflaschen, Dosen, Gläsern, Fässern,
Getränkecontainern, Papier- und Pappbehältern und dergleichen.
Darüber hinaus ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zum Transport
von Getränkeverpackungen aus Metall, Glas, Papier, Pappe und/oder
Kunststoff, hier insbesondere Polyethylenterephthalat oder Polycarbonat, wobei
das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat bzw. dessen wäßrige
Anwendungslösung zum Einsatz kommt.
Getränke werden heutzutage in einer Vielzahl von unterschiedlichen
Verpackungen verkauft. So werden Getränke in Glasflaschen, Plastikflaschen,
Plastikbehältern, Dosen, gewachsten Kartons etc. angeboten. In den
Abfüllbetrieben müssen diese Behälter während des Befüllens zu verschiedenen
Stationen transportiert werden. Dies geschieht üblicherweise mittels Förder- oder
Transportanlagen, welche üblicherweise aus Edelstahl bestehen, sofern es
sich bei den Behältern um Glasflaschen handelt oder aus Kunststoffmaterialien
wie Polypropylen oder bestimmten Polyacetaten, sofern es sich um andere als
Glasflaschen oder Glasbehälter handelt. Solche Anlagen werden im folgenden
als Förder- und Transportanlagen bezeichnet.
Beim Füllen und Transportieren der genannten Behälter kann es gelegentlich zu
einem Verkanten oder Blockieren der Behälter kommen, während die
Transportbänder ungehindert weiter laufen. Insbesondere für diesen Fall ist
eine hinreichende Schmierung der Transportbänder notwendig, damit sich das
Band ungehindert weiterbewegen kann selbst wenn die Behälter auf dem Band
zeitweise nicht vorwärts bewegt werden können.
Zu diesem Zwecke ist es wie bereits angedeutet unerläßlich, die mit den
Getränkebehältern in Kontakt kommenden Teile der Förder- und
Transportanlagen, also insbesondere die Transportbänder, ausreichend zu
schmieren und zu reinigen. Falls die Bandanlagen nicht im erforderlichen
Maße geschmiert sind, kann dies einerseits dazu führen, daß die Behälter
umfallen oder andererseits dazu, daß sie nicht stoppen, obwohl die
entsprechende Abfüll-, Reinigungs- oder Etikettierungsstation erreicht ist. Beide
Arten von Störungen können zu längeren Standzeiten der Transportanlagen und
damit zu erheblichem Kapazitätsausfall führen.
Neben der schmierenden und reinigenden Wirkung ist bei Förder- und
Transportanlagen in der Lebensmittelindustrie insbesondere auch auf eine
ausreichende desinfizierende, insbesondere biostatische, Wirkung der
Kettengleitmittel zu achten. Hierbei ist grundsätzlich von der Anwendung von
keimfördernden Anwendungslösungen von Schmiermittelkonzentraten
abzusehen.
Derzeit eingesetzte Kettengleitmittel lassen sich im wesentlichen in drei
Hauptgruppen einteilen:
- 1. Schmiermittel auf Seitenbasis,
- 2. Schmiermittel auf Basis von Fettaminen und
- 3. Schmiermittel auf Basis von Phosphatestern.
Nachdem Schmiermittel auf Basis von Seifen und zwar in der
Tauchschmierung relativ problemlos anwendbar sind, bereitet der Einsatz von
Schmiermitteln auf Seitenbasis mit den heute üblichen zentralen
Kettenschmiersystemen eine Vielzahl von Nachteilen. Beispielhaft genannt sei
nur der Nachteil, daß derartige auf Seiten basierende Kettengleitmittel
empfindlich gegenüber Wasserhärte sind, so daß sie nicht ohne
Komplexierungsmittel wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA), welche die Härte des Wassers teilweise maskieren können, einsetzbar
sind. Gerade jedoch EDTA ebenso wie andere mögliche Komplexierungsmittel
sind aufgrund ihrer ökologischen Nachteile (relativ schwierige Abbaubarkeit in
biologischen Klärsystemen) zu vermeiden. Ähnliche Nachteile zeigen auch die
Anwendungslösungen von Kettengleitmitteln, welche auf Phosphatesterbasis
zusammengesetzt sind. Daher setzen sich heutzutage vermehrt
Schmiermittelkonzentrate auf Basis von Fettaminen durch.
Zum speziellen Stand der Technik betreffend fettaminbasierte
Schmiermittelkonzentrate werden folgende Druckschriften genannt:
D1 = DE 36 31 953 A1;
D2 = EP 0 372628 B1;
D3 = EP 0 8384282 B1;
D4 = WO 94/03562;
und
D5 = WO 95/19412.
D1 = DE 36 31 953 A1;
D2 = EP 0 372628 B1;
D3 = EP 0 8384282 B1;
D4 = WO 94/03562;
und
D5 = WO 95/19412.
So offenbart die D1 ein Verfahren zur Pflege von kettenförmigen
Flaschentransportbändern in Getränkeabfüllbetrieben, insbesondere in
Brauereien, bei dem die kettenförmigen Flaschentransportbänder mit
Bandschmiermitteln auf der Basis neutralisierter primärer Fettamine geschmiert
und mit kationischen Reinigungsmitteln oder organischen Säuren gereinigt
werden. Bei dem aus der D1 bekannten Verfahren werden Bandschmiermittel
auf Basis neutralisierter primärer Fettamine eingesetzt, welche vorzugsweise 12
bis 18 C-Atome aufweisen und einen ungesättigten Anteil von mehr als 10%
enthalten.
Aus der D2 ist die Verwendung einer wäßrigen Schmiermittellösung bekannt,
die (A) 0,001 bis 1 Gew.-% auf Basis des Gewichts der wäßrigen
Schmiermittellösung, mindestens eine Verbindung der Formeln
worin R1 eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe
mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen,
R2 Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder -A-NH2,
A eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und
A1 eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, enthält und einen pH-Wert von 5 bis 8 besitzt, für die Schmierung von Förderbändern.
R2 Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder -A-NH2,
A eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und
A1 eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, enthält und einen pH-Wert von 5 bis 8 besitzt, für die Schmierung von Förderbändern.
Sowohl die aus der D1 als auch aus der D2 bekannten Schmiermittel verfügen
über eine im allgemeinen schlechte Hartwassertoleranz. D.h. sie neigen zu
Reaktionen mit Bestandteilen des Wassers, insbesondere mit Sulfaten,
Bicarbonaten, Phosphaten und Carbonaten, vor allem aus alkalischen Wässern,
sowie anderen Wasserinhaltsstoffen, wobei die Reaktionsprodukte zur Bildung
von Ausfällungen führen können, welche die Dosieranlage verstopfen. Dies
führt zum gefürchteten "nozzle-blocking" von Sieben und Düsen der
Dosieranlage.
Darüber hinaus zeigen die Schmiermittel auf Fettaminbasis auch ein
unbefriedigendes Schaumverhalten. So neigen die Schmiermittel gemäß der D2
zu einer starken Schaumbildung, was eine nachträgliche Reinigung des auf dem
Band transportierten Gutes erforderlich macht. Andere Schmiermittel, wie
beispielsweise die aus der D1 bekannten Zusammensetzung, neigen eher zu
einer zu geringen Schaumbildung, was zu einem zu schnellen Ablaufen des
aufgebrachten Schmierfilms führt.
Aus der D3 bekannt ist die Verwendung von sekundären und/oder tertiären
Aminen und/oder Salzen derartiger Amine, wobei die eingesetzten
Verbindungen im wesentlichen mit den aus der D2 bekannten Aminen
überlappen, in Mengen von 1 bis 100 Gew.-%, gegebenenfalls zusammen mit
üblichen Verdünnungsmitteln oder Hilfs- oder Zusatzstoffen, als
Kettengleitmittel für automatische Ketten- und Bandschmieranlagen in der
Lebensmittelindustrie, die zum Transport von Kunststoffgebinden aus
Polyethylenterepthalat oder Polycarbonat dienen. Dabei sollen die aus der D3
bekannten Schmiermittelzusammensetzungen im Gegensatz zu
Standardseifenprodukten keine Spannungsrißkorrosion bei Anwendung mit
Kunststoffgebinden verursachen, wodurch sich die gemäß der D3 offenbarten
Zusammensetzungen insbesondere für PET- und PC-Gebinde eignen.
Allerdings weisen die aus der D3 bekannten Schmiermittelsysteme ansonsten
dieselben Nachteile auf, welche hierin weiter oben im Hinblick auf die aus der
D2 bekannten Schmiermittel erwähnt wurden. D.h., der Hauptnachteil der aus
D3 bekannten Schmiermittel ist einerseits die starke Wasserabhängigkeit und
andererseits die regelmäßig notwendige Systemreinigung, die gleichfalls durch
die Wasserinhaltsstoffe bedingt ist. Die Ausfällungen, die hierbei auftreten,
müssen entfernt werden. Bei Verwendung von Schmiermitteln auf Basis von
Fettaminen werden hierzu organische oder anorganische Säuren als Reiniger
verwendet.
Die D4 offenbart nun Schmiermittelkonzentrate auf Basis von Fettaminen und
gegebenenfalls üblichen Verdünnungsmitteln oder Hilf- bzw. Zusatzstoffen,
welche sich dadurch auszeichnen, daß mindestens ein Polyaminderivat eines
Fettamins und/oder ein Salz eines derartigen Amins in der Zusammensetzung
enthalten ist, wobei der Anteil der Polyaminderivate von Fettaminen an der
Gesamtformulierung 1 bis 100 Gew.-% beträgt. Obwohl die aus der D4
bekannten Schmiermittel eine bessere Klarwasserlöslichkeit sowie ein
anwendungstechnisch günstigeres Schaumverhalten aufweisen, als dies
beispielweise die aus der D2 oder D3 bekannten Schmiermittel besitzen, sind
auch die aus der D4 bekannten Schmiermittel mit gewissen Nachteilen
behaftet.
Hierzu gehören unter anderem eine mangelnde biologische Abbaubarkeit. So ist
es gemäß dem praktischen Stand der Technik bislang noch nicht möglich
gewesen, auf Aminen basierende Kettengleitmittel in anaeroben Kläranlagen
abzubauen.
Die in D4 beschriebenen Formulierungen sind außerdem aufgrund der
verhältnismäßig hohen Anwendungskonzentration an Polyaminen schädlich in
anaeroben Kläranlagen.
Dennoch kann ihre Anwendungskonzentration nicht ohne weiteres gesenkt
werden, ohne zum einen die mikrobizide Wirksamkeit auf ein unerwünschtes
Maß zu verringern, oder zum anderen die notwendige Gleitwirkung
aufzuheben. Bei geringeren Konzentrationen kann es zu einem unerwünschten
Aufreißen des Schmierfilms kommen.
Die D5 schließlich bereichert den Stand der Technik um
Schmiermittelmischungen, welche Imidazoline, Salze davon oder Amide
aufweisen, die bei der Synthese der Imidazoline als Zwischenprodukte oder bei
der Hydrolyse der Imidazoline als Abbauprodukte auftreten können. Obwohl
die aus der D5 bekannten Schmiermittelkonzentrate auf Imidazolinbasis bzw.
deren wäßrige Anwendungslosungen im Hinblick auf eine biozide Wirkung
ebenso wie im Hinblick auf eine Schmierwirkung vollständig den
Anforderungen an ein zur Schmierung, zum Reinigen und zur Desinfizierung
von Transport- und Förderanlagen in der Lebensmittelindustrie geeigneten
Mittel erfüllen können, so weisen doch die Imidazoline auch noch gewisse
Nachteile auf. So ist unter den heute anzuwendenden ökologischem
Gesichtspunkten eine biologische Verträglichkeit und Abbaubarkeit der
beispielsweise in Getränkeabfüllbetrieben eingesetzten
Schmiermittelkonzentrate, welche in die biologische Klärung gelangen,
unerläßlich. D.h. es muß je nach Klärsystem sowohl ein aerober als auch ein
anaerober Abbau in der biologischen Kläranlage möglich sein. Diese
Anforderung wird von den imidazolin-basierten Kettengleitmitteln der D5 zwar
besser erfüllt als etwa von den aminbasierten Kettengleitmitteln, wie sie aus
der D2, D3 oder D4 bekannt sind, die Abbaubarkeit der Kettengleitmittel ist
jedoch insgesamt noch verbesserungsbedürftig.
Darüber hinaus weisen sowohl die Kettengleitmittel gemäß der D3, D4 als auch
der D5 eine sogenannt Schmierlücke auf. D.h. die Gleiteigenschaften im
Weichwasser sind relativ eingeschränkt. Dies bedeutet, daß die Reibwerte im
weichen Wasser relativ hoch sind. Auch hinsichtlich der Schmierlücke sind
somit die bekannten aminbasierten Kettengleitmittel verbesserungswürdig.
Es sind zwar im Stand der Technik weitere Kettenschmiermittel bekannt, die
einige der vorstehend beschriebenen Nachteil nicht aufweisen, keines der
ansonsten bekannten Kettengleitmittel ist jedoch in der Lage, alle
Anforderungen wie Hartwassertoleranz, aerobe und anaerobe Abbaubarkeit
sowie Vermeidung der Schmierlücke gleichermaßen zu erfüllen.
So beschreibt die EP-A-0 044 458 Schmiermittelzubereitungen, die praktisch
frei von Fettsäureseifen sind und die weiterhin ein carboxyliertes, nicht
ionisches Tensid und ein Acylsarkosinat enthalten. Der pH-Wert dieser
Produkte beträgt 7 bis 11 und liegt somit vorzugsweise im neutralen bis
alkalischen Bereich.
Die DE-A-38 31 448 betrifft wäßrige, klarwasserlösliche, seifenfreie
Schmiermittelzubereitungen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und die
Verwendung dieser Schmiermittelzubereitungen, insbesondere als
Schmiermittel für Plattentransportbänder, zum Transport von Glasflaschen oder
Polyethylenterephthalatflaschen dienen. Die im wesentlichen neutralen,
wäßrigen Schmiermittelzubereitungen (pH-Wert im Bereich von 6 bis 8)
enthalten Alkylbenzolsulfonate, alkoxylierte Alkanolphosphate und
Alkancarbonsäuren, gegebenenfalls neben üblichen Lösungsvermittlern,
Lösungsmitteln, Entschäumungsmitteln und Desinfektionsmitteln.
Allerdings zeigen auch die genannten aminfreien Produkte bestimmte
Nachteile, so sind sie aus mikrobiologischer Sicht gesehen ungünstig, da sie
hervorragende Wachstumsbedingungen für Mikroorganismen schaffen, sie
zeigen eine nur geringe Reinigungskraft und schließlich weisen sie ebenfalls
ein schwer zu kontrollierendes Schaumverhalten auf.
Angesichts des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik war
es mithin eine Aufgabe der Erfindung ein Schmiermittelkonzentrat
bereitzustellen, welches sowohl im Hinblick auf die Hartwassertoleranz, die
Toxizität der im Schmiermittel enthaltenen Stoffe sowie die Reibwerte im
weichen Wasser, die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten
Schmiermittelzubereitungen nach Möglichkeit vermeidet. Zugleich soll das
Schmiermittelkonzentrat eine hohe Substantivität, d. h. eine Verbesserung der
Benetzung, einen insgesamt geringen Reibwert, ein dosiertes Schaumverhalten,
eine gute Klarlöslichkeit in Wasser, eine gute Reinigungswirkung, und eine
ausgezeichnete Biozidwirkung aufweisen. Hierbei beinhaltet der Begriff
"Klarlöslichkeit" in Wasser die Unempfindlichkeit der
Schmiermittelbestandteile gegenüber in natürlichen Wässern enthaltenen
Anionen, wie Sulfat, Bicarbonat und dergleichen. Ist beispielsweise die
Klarwasserlöslichkeit einer Schmiermittelformulierung nicht stark ausgeprägt,
so können bei längerem Anlagenstillstand, zum Beispiel im Verlauf eines
Wochenendes, derartige Formulierung mit den Wasserinhaltsstoffen reagieren.
Die hierbei resultierenden Ausfällungen und Trübungen in den
Anwendungslösungen der Schmiermittel führen kurz bis mittelfristig zum
Verstopfen der Filter und Düsen des Bandschmiersystemes.
Gelöst werden die vorstehend angegebenen sowie weitere im einzelnen nicht
näher genannte Aufgaben durch ein Schmiermittelkonzentrat der eingangs
genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Schmiermittelkonzentrats werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen
Ansprüchen unter Schutz gestellt. Eine aus dem Schmiermittelkonzentrat
erhältliche wäßrige Anwendungslösung ist Gegenstand des Anspruches 8,
während Verfahren zur Herstellung des Konzentrats als auch der
Anwendungslösung sowie die Verwendung dieser Substanzen und ein
Verfahren zum Transport von Getränkeverpackungen Gegenstand von
nebengeordneten Ansprüchen sind.
Dadurch, daß das Schmiermittelkonzentrat gemäß der Erfindung einen Gehalt
folgender Komponenten in Kombination aufweist:
- (i) ein oder mehrere Amine;
- (ii) ein oder mehrere Ethercarbonsäureverbindungen der allgemeinen
Formel IR1-O(CH2)m)nOCH2COO⁻M⁺ (I),worin
R1 einen gesättigten, linearen oder verzweigten C1-C22 Alkylrest, einen einfach oder mehrfach ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkenyl- oder Alkinylrest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomon oder einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach C1-C22 Alkyl- oder C2-C22 Alkenyl- oder Alkinylsubstituierten Arylrest bedeutet,
m 2 oder 3,
n eine positive Zahl im Bereich von 1 bis 30, und
M Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist; - (iii) ein oder mehrere Polyethylenglycole (PET's) der allgemeinen Formel IIH-(OC2H4)n-H (II),worin n eine positive Zahl zwischen 5 und ≦ 1 000 000 ist;
wobei der Anteil der Komponenten (i) + (ii) + (iii) am Konzentrat 1 bis 100 Gew.-% (wt/wt) beträgt, und dieses gegebenenfalls - (iv) bis zu 99 Gew.-% (wt/wt) übliche Hilf- und Zusatzstoffe aufweist,
gelingt es, in nicht ohne weiteres vorhersehbarer Weise ein Schmiermittelkonzentrat zur Verfügung zu stellen, welches allen Anforderungen genügt, die ein Praktiker an ein in der Lebensmittelindustrie zum Schmieren, Reinigen und Desinfizieren von Transport- und Förderanlagen zu verwendendes Schmiermittelkonzentrat stellen kann. Insbesondere wirkt die Kombination von Amin, Ethercarbonsäure und Polyethylenglycol auf besonders vorteilhafte Weise zusammen, so daß durch die gemeinsame, kombinierte Anwendung der im erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat enthaltenen Komponenten die Aufwandmenge der relativ toxischen Aminbestandteile gesenkt werden kann, so daß erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrate sowohl biologisch verträglich als auch abbaubar sind und zugleich trotzdem eine ausreichende biozide Wirkung ausüben können. Hierbei ist insbesondere hervorzuheben, daß erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrate bzw. daraus hergestellte Anwendungslösungen sowohl aerob als auch anaerob abbaubar sind.
Daneben weisen die erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrate in weichem
Wasser relativ geringe Reibwerte auf, so daß die Gleiteigenschaften im
weichen Wasser im wesentlichen nicht eingeschränkt sind. Damit fehlt eine
beispielsweise bei Aminen sonst vorhandene Schmierlücke vollständig.
Schließlich verfügen die erfindungsgemaßen Konzentrate über eine
ausgezeichnete Hartwassertoleranz, d. h. es kommt auch in Verbindung mit
hartem Wasser nicht zur Bildung von Ausfällungen in der Dosieranlage; die im
erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat enthaltenen Bestandteile sind alle
Kunststoffverträglich, so daß sich die erfindungsgemäßen Konzentrate
hervorragend zur Schmierung von Förder- und Transportanlagen, die zum
Transport von PET oder PC-Gebinden dienen, eignen; die erfindungsgemäßen
Schmiermittelkonzentrate erfüllen auch in mikrobiologischer Hinsicht alle
Anforderungen an ein Kettengleitmittel, weisen insgesamt äußerst niedrige
Reibwerte auf und können auch hinsichtlich der Substantivität überzeugen.
D.h. überraschenderweise ist die Haftung des Schmiermittels an den Förder- und
Transportbändern der Förder- und Transportanlagen besser verglichen mit
herkömmlichen Schmiermitteln, so daß weniger Substanz benötigt wird um die
gleiche Schmierwirkung zu erzeugen. Dies trägt zu einer erheblichen
Reduzierung des Wasserverbrauchs in einer Abfüllanlage bei, so daß nicht nur
weniger des Schmiermittelkonzentrates sondern auch weniger Wasser
verbraucht wird.
Schließlich zeigen erfindungsgemäße Formulierungen ein vorzügliches
Schaumverhalten. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die
Anwendungslösungen auch bei hoher mechanischer Einwirkung absolut
schaumfrei bleiben, selbst über längere Zeiträume.
Erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrate weisen drei essentielle und einen
optionellen Anteil auf, wobei es sich versteht, daß die essentiellen
Komponenten (i) bis (iii) ebenso wie die optionelle Komponente (iv) jeweils
selbst aus mehreren Bestandteilen bestehen können. Nachfolgend werden die
Komponente (i) bis (iv) im einzelnen beschrieben.
Als Komponente (i) enthält das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat
essentiell ein oder mehrere Amine. Der Terminus "Amine", wie er im Rahmen
der Erfindung gebraucht wird, schließt dabei im weiteren Sinne Monoamine,
Polyamine, zyklische Amidine sowie deren Hydrolyseprodukte oder nicht
zyklische Synthesevorstufen, oxalkylierte Amine und Salze der vorgenannten
Verbindungen ein.
Zu den gemäß der Erfindung einsetzbaren Monoaminen gehören unter anderem
primäre, sekundäre und tertiäre Amine der allgemeinen Formeln III-V,
worin R2, R3 und R4 unabhängig voneinander gleich oder verschieden
C1-C30-Alkyl, C5-C30-Aryl, C2-C30-Alkenyl oder -Alkinyl, C3-C30-Cycloalkyl,
C6-C30 Alkaryl oder Heteroaryl mit 5 bis 7 Ringatomen sind, wobei die
genannten Reste ein oder mehrere Amin-, Imin,- Hydroxy-, Halogen- und/oder
Carboxyreste aufweisen können, sowie Salze der Verbindungen der Formeln
III-V. Zwei der Reste R2 bis R4 können auch zu einem Ring
zusammengeschlossen sein, so daß sich zyklische Amine, wie z. B. Pyridine,
Chinoline, Isochinoline, Piperazine, Morpholine usw., sowie deren C-Alkyl-
Derivate ergeben.
Bevorzugte Monoaminverbindungen sind solche der allgemeinen Formeln IV
und V, sowie Salze dieser Verbindungen, welche den allgemeinen Formeln VI
und VII entsprechen,
worin R2, R3 und R4 unabhängig voneinander, gleich oder verschieden,
bedeuten:
- - einen substituierten oder unsubstituierten, linearen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen, der als Substituenten mindestens einen Amin-, Imin-, Hydroxy-, Halogen- und/oder Carboxyrest aufweisen kann,
- - einen substituierten oder unsubstituierten Phenylrest, der als Substitutenten mindestens einen Amin-, Imin-, Hydroxy-, Halogen, Carboxy- und/oder einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen aufweisen kann, und
- - als Anion X⁻ kommen alle dem Fachmann geläufigen Reste in Frage die aus anorganischen Säuren oder organischen Säuren stammen und die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schmiermittel-Konzentrats nicht nachteilig beeinflussen, beispielsweise nicht zu unerwünschten Trübungen oder Ausfällungen führen.
- - Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche Säuren bevorzugt, deren Anion X⁻ ausgewählt ist aus der Gruppe Amidosulfonat, Nitrat, Halogenid, Hydrogensulfat, Sulfat, Hydrogencarbonat, Carbonat, Phosphat oder R5-COO⁻, wobei der Rest R5 für Wasserstoff, einen substituierten oder unsubstituierten, linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen oder Alkenylrest mit 2 bis 20 C-Atomen steht, wobei die Substituenten ausgewählt sind aus einem oder mehreren der Reste Hydroxy, Amino, Imino und Carboxy. Als Beispiele für organische Anionen X⁻ vom Typ R5-COO⁻ seien insbesondere genannt: Formiat, Acetat, Glykolat, Oleat, Lactat, Gluconat, Citrat und Glutamat.
Mit besonderem Vorteil einsetzbar sind insbesondere solche Monoamine oder
Salze davon der allgemeinen Formeln IV, V, VI und VII worin R2 eine
gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22
Kohlenstoffatomen ist, R3 für A1-COOH steht, worin A1 eine lineare oder
verzweigte Alkenylgruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen bedeutet und R4 eine
Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen ist.
Zu den gemäß der Erfindung als Komponente (i) auch einsetzbaren Polyaminen
gehören solche der allgemeinen Formel VIII,
worin R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander gleich oder verschieden
bedeuten:
- - Wasserstoff
- - einen substituierten oder unsubstituierten, linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen oder einen einfach oder mehrfach ungesättigten Alkenylrest mit 2 bis 22 C-Atomen, die als Substituenten einen oder mehrere Hydroxy-, Amin-, Imin-, Halogen- und/oder Carboxyreste aufweisen können,
- - einen substituierten oder unsubstituierten Phenylrest, der als Substituenten einen oder mehrere Amin-, Imin-, Hydroxy-, Halogen-, Carboxy- und/oder gegebenenfalls wiederum substituierten, linearen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen aufweisen kann,
A2
ein lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 8 Kohlentstoffatomen
bedeutet, und
n eine positive ganze Zahl im Bereich von 1 bis 30 ist.
n eine positive ganze Zahl im Bereich von 1 bis 30 ist.
Besonders bevorzugt sind Polyamine der allgemeinen Formel VIII, worin
R7, R8 und R9 = Wasserstoff
A2 = -(CH2)3-, und
n = 1 sind.
R7, R8 und R9 = Wasserstoff
A2 = -(CH2)3-, und
n = 1 sind.
Mit Vorteil einsetzbar sind auch die Salze solcher Verbindungen, die der
allgemeinen Formel IX und X gehorchen,
worin R6 die bei Formel VII und X die bei den Formeln VI und VII
angegebene Bedeutung besitzt.
Zweckmäßige Polyamine ergeben sich ebenfalls nach der allgemeinen Formel
VIII, worin
R6 eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen ist,
R7 Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder A2-NH2 ist,
n = 1 ist und R8 und R9 Wasserstoff bedeuten.
R6 eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen ist,
R7 Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder A2-NH2 ist,
n = 1 ist und R8 und R9 Wasserstoff bedeuten.
Zu einzelnen Beispielen für erfindungsgemäß einsetzbare Polyamine gehören
u. a. Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetraamin, Propylendiamin,
Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Butylendiamin,
Aminocthylpropylendiamin Aminoethylbutylendiamin, Tetramethylendiamin,
Hexamethylendiamin, N-Cocosfettalkyl-1,3-diaminopropan, N-Talgfettalkyl-
1,3-diaminopropan, N-Oleyl-1,3-diaminopropan, N-Lauryl-1,3-diaminopropan
jeweils in Form der freien Amine, oder in Form der Salze wie Formiat,
Acetat, Oleat, Glycolat, Lactat, Gluconat, Citrat, Glutamat, Benzoat oder
Salicylat.
Daneben kommen als Komponente (i) oder als ein Bestandteil der Komponente
(i) des erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrats in Frage auch
Polyaminderivate eines Fettamines der allgemeinen Formel XI,
R2-A3-(CH2)k-NH-[(CH2)l-NH]y-(CH2)m-NH2 . (H⁺X)n (XI),
wobei
R2 und X⁻ die bei den Formeln VI und VII gegebene Bedeutung besitzen,
A3 entweder für -NH- oder -O- steht,
k, l, m unabhängig voneinander gleich oder verschieden eine Zahl im Bereich von 1 bis 6 ist,
y im Falle A3 = -NH- 0, 1, 2 oder 3 und
im Falle A3 = -O- 1, 2, 3 oder 4 ist, und
n eine ganze Zahl von 0 bis 6 bedeutet.
wobei
R2 und X⁻ die bei den Formeln VI und VII gegebene Bedeutung besitzen,
A3 entweder für -NH- oder -O- steht,
k, l, m unabhängig voneinander gleich oder verschieden eine Zahl im Bereich von 1 bis 6 ist,
y im Falle A3 = -NH- 0, 1, 2 oder 3 und
im Falle A3 = -O- 1, 2, 3 oder 4 ist, und
n eine ganze Zahl von 0 bis 6 bedeutet.
In der vorstehend genannten allgemeinen Formel (XI) kommen als
Substituenten R2 somit u. a. die folgenden Reste in Frage: n-Hexyl, n-Heptyl,
n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl,
n-Pentadecyl, n-Hexadecyl, n-Heptadecyl, n-Octadecyl, n-Nonadecyl,
n-Eicosyl, n-Uneicosyl und n-Docosyl sowie die verzweigtkettigen Isomere der
genannten Alkylreste. Anstelle der gesättigten Alkylreste kann R2 auch die
entsprechenden - einfach oder mehrfach - ungesättigten Alkylreste bedeuten,
die gleichfalls linear oder verzweigt sein können. Die vorstehend angeführten
Reste können auch substituiert sein, wobei als Substituenten eine oder mehrere
Amin, Imin, Hydroxy-, Halogen- oder Carboxygruppen in Frage kommen.
Darüber hinaus kann der Rest R2 auch Phenylreste bedeuten, die gleichfalls mit
einer oder mehreren Amin-, Imin-, Hydroxy-, Halogen- oder Carboxygruppen
substituiert sein können. Auch Alkylphenylreste kommen für R2 in Frage,
wobei der Akylrest 6 bis 22 C-Atome enthalten und gleichfalls linear oder
verzweigt, gesättigt oder einfach oder mehrfach ungesättigt sein kann. Als
Halogensubstituenten sind in allen Fällen Chlor oder Brom bevorzugt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind auch Schmiermittelkonzentrate
bevorzugt, die als Komponente (i) oder als einen Bestandteil der Komponente
(i) wenigstens ein Polyamin der allgemeinen Formel XI enthalten, wobei
A3 = -NH- ist, k, l und m unabhängig voneinander 3 oder 4 ist, y 0 oder 1 ist
und die übrigen Variablen ihre im Vorstehenden bei Formel (XI) genannten
Bedeutungen aufweisen.
Besonders bevorzugt sind dabei jene Amine, in denen k, l und m 3 ist.
Polyamine, die der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel XI
entsprechen, können nach literaturbekannten Verfahren hergestellt werden und
werden im übrigen auch zum Teil als Handelsprodukte angeboten,
beispielsweise von der Firma Berol Nobel, Stockholm, Schweden, unter der
Bezeichnung Amin 640, Amin 660, Amin 740, Amin 760 und Amin 780.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
enthalten die Schmiermittelkonzentrate in der Komponente (i) ein oder mehrere
Polyaminderivate von Fettaminen der vorstehend angeführten allgemeinen
Formel (XI), wobei
R2 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 C-Atomen,
A3 für -NH- und
X⁻ für den Rest R5-COO⁻, wobei R5 Wasserstoff, CH3-, HO-CH2- oder CH3-CH(OH)- bedeutet, steht.
R2 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 C-Atomen,
A3 für -NH- und
X⁻ für den Rest R5-COO⁻, wobei R5 Wasserstoff, CH3-, HO-CH2- oder CH3-CH(OH)- bedeutet, steht.
Als Komponente (i) einsetzbar sind gemäß der Erfindung mit gutem Erfolg
u. a. auch zyklische Amidine, wie beispielsweise Imidazoline oder
Tetrahydropyrimidine usw. der allgemeinen Formel XII,
worin
Z eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 C-Atomen ist,
A4 Wasserstoff oder -(A5NH)n-H ist,
A5 eine Alkylengruppe mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet, die gegebenenfalls ein oder mehrfach ungesättigt sein kann, und
R10 einen Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Alkaryl-, Alkarylalkyl- oder Heterozyklus mit - da wo möglich und sinnvoll - jeweils zwischen 1 und 30 C-Atomen bedeutet.
Z eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 C-Atomen ist,
A4 Wasserstoff oder -(A5NH)n-H ist,
A5 eine Alkylengruppe mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet, die gegebenenfalls ein oder mehrfach ungesättigt sein kann, und
R10 einen Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Alkaryl-, Alkarylalkyl- oder Heterozyklus mit - da wo möglich und sinnvoll - jeweils zwischen 1 und 30 C-Atomen bedeutet.
Besonders vorteilhafte Mischungen ergeben sich gemäß der Erfindung, wenn
im Schmiermittelkonzentrat als, oder als Bestandteil der, Komponente (i)
wenigstens eine Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel XIII
enthalten ist,
worin,
R11, R12, R13 gleich oder verschieden Wasserstoff oder A7-Z2 sind,
A6 einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
A7 einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet,
Z2 Wasserstoff, NH2, OH oder COOM1 ist,
M1 Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist,
Z1 Wasserstoff, NH2, OH, COOM2 oder -NH-CO-R14 ist,
M2 gleich oder verschieden von M1 Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist, und
R14 eine gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte Alkylgruppe bzw. Alkenylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet.
R11, R12, R13 gleich oder verschieden Wasserstoff oder A7-Z2 sind,
A6 einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
A7 einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet,
Z2 Wasserstoff, NH2, OH oder COOM1 ist,
M1 Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist,
Z1 Wasserstoff, NH2, OH, COOM2 oder -NH-CO-R14 ist,
M2 gleich oder verschieden von M1 Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist, und
R14 eine gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte Alkylgruppe bzw. Alkenylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Bevorzugt beinhaltet bei den Verbindungen der allgemeinen Formel XIII
wenigstens einer der Reste R11, R12, R13, A6 und/oder R14 eine gesättigte oder
ungesättigte Alkylengruppe mit wenigstens 12 C-Atomen oder eine verzweigte
Alkylengruppe mit wenigstens 12 Kohlenstoffatomen.
Weiters sind von Verbindungen der allgemeinen Formel XIII solche besonders
zweckmäßig, worin die Gruppe A7 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist,
besonders bevorzugt entspricht A7 einem C17-Rest. A6 hat vorzugsweise 1 bis 6
Kohlenstoffatome, besonders günstig ist eine CH2-CH2-Gruppe. Z1 ist in einer
besonders vorteiligen Variante NH2. Noch günstigere Eigenschaften haben
Verbindungen der Formel XIII als oder als Bestandteil der Komponente (i),
worin Z1 NH2, R11 und R12 Wasserstoff, R13 A7Z2, A7 C17 und Z2 Wasserstoff
ist.
Zu den mit besonderem Erfolg als Komponente (i) einsetzbaren zyklischen
Amidinen gehören auch Salze von Verbindungen der allgemeinen Formel XIII,
denen die allgemeine Formel XIV entspricht:
worin die Reste R11, R12, R13, A6 und Z1 die bei Formel XIII wiedergegebene
Bedeutung annehmen können, der CH3-Ringsubstituent in 1 oder 3-Position des
Imidazolinrings gebunden ist und X⁻ ein geeignetes Anion ist, wie sie
beispielsweise in Verbindung mit der Erläuterung von X⁻ in Formel XI
aufgezählt werden. Besonders bevorzugt ist X⁻ CH3-O-SO3-.
Neben den zyklischen Verbindungen der Formel XIII und XIV sind auch
lineare Amide der allgemeinen Formeln XV und XVI als Komponente (i) oder
als Bestandteil dieser Komponente geeignet,
worin die Reste R11 R12, R13, A6 und Z1 die bei den Formeln XIII oder XIV
angegebene Bedeutung besitzen.
Die Verbindungen der Formeln XV und XVI können u. a. als Nebenprodukte
bei der Synthese der Verbindungen XIII oder XIV anfallen, sie können sich
während der Lagerung dieser Verbindungen bilden, beispielsweise durch
Hydrolyse, oder auch durch direkte Synthese gebildet wurden ohne Umweg
über eine zyklische Zwischenverbindung.
Als Bestandteil der Komponente (i) geeignet sind im Rahmen der Erfindung
auch oxalkylierte Amine, z. B. oxalkylierte Derivate der hierin genannten
Amine. Die oxalkylierten Derivate weisen dann Gruppe -(OA8)n- auf, die sich
von jedem geeigneten α,B-Alkylenoxid der allgemeinen Formel XVII
ableiten können,
worin
R15, R16, R17, R18 unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff oder einen gegebenenfalls substituierten Rest bedeuten, wie z. B. Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, etc.
R15, R16, R17, R18 unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff oder einen gegebenenfalls substituierten Rest bedeuten, wie z. B. Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, etc.
Beispiele umfassen u. a. Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Amylenoxid,
Octylenoxid, Styroloxid, Methylstyroloxid, Cyclohexanoxid (worin R15 und R17
zusammen einen Ring bilden), etc., stellvertretend für Alkylenoxide sind auch
Alkylencarbonate, z. B. Ethylencarbonat, Propylencarbonat etc. einsetzbar.
-(OA8)n bedeutet
Homoeinheiten wie (OEt)n-, -(OPr)n-, (OBU)n-, -(O Octyl)n-, etc.;
Blockeinheiten wie -(OEt)a (OPr)b-, -(OEt)a (OBu)6-, -(OPr)a(OEt)b(OPr)c, -(OEt)a(OPr)b(OBu)c-, etc., worin a + b + c = ist;
Heteroeinheiten enthaltende Gruppen, die eine zufällige statistische Abfolge von mehr als einem Oxid (OEt-OPr)n, (OPr-OBu)n, (OEt-OBu)n enthalten, wobei das Verhältnis des einen zum anderen Oxid z. B. 1-99 bis 99-1 ist;
Hetero-homoeinheiten wie z. B.
(EtO)a(EtO-PrO)b,
(EtO)a(PrO)b(EtO-PrO)c,
(EtO-PrO)a(BuO)b, etc.
Homoeinheiten wie (OEt)n-, -(OPr)n-, (OBU)n-, -(O Octyl)n-, etc.;
Blockeinheiten wie -(OEt)a (OPr)b-, -(OEt)a (OBu)6-, -(OPr)a(OEt)b(OPr)c, -(OEt)a(OPr)b(OBu)c-, etc., worin a + b + c = ist;
Heteroeinheiten enthaltende Gruppen, die eine zufällige statistische Abfolge von mehr als einem Oxid (OEt-OPr)n, (OPr-OBu)n, (OEt-OBu)n enthalten, wobei das Verhältnis des einen zum anderen Oxid z. B. 1-99 bis 99-1 ist;
Hetero-homoeinheiten wie z. B.
(EtO)a(EtO-PrO)b,
(EtO)a(PrO)b(EtO-PrO)c,
(EtO-PrO)a(BuO)b, etc.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formeln XVIII und
XIX,
worin
R19 ein linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigter, Alkylenrest mit 8-22 Kohlenstoffatomen ist,
A12 eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1-8 C-Atomen bedeutet,
A9, A10, A11 gleich oder verschieden Ethoxy- oder Propoxygruppen bedeuten, und wobei die Summe der Gruppen A9, A10 und A11 zwischen 2 und 200 liegt.
R19 ein linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigter, Alkylenrest mit 8-22 Kohlenstoffatomen ist,
A12 eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1-8 C-Atomen bedeutet,
A9, A10, A11 gleich oder verschieden Ethoxy- oder Propoxygruppen bedeuten, und wobei die Summe der Gruppen A9, A10 und A11 zwischen 2 und 200 liegt.
Zweckmäßige Verbindungen sind u. a.:
Cocos-bis(2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(5)Cocosamin,
Polyoxyethylen(15)Cocosamin, Talg-bis(2-hydroxyethyl)amin,
Polyoxyethylen(5)talgamin, Talg/Oleyl-bis(2-hydroxyethyl)amin, Oleyl- bis(2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(5)oleylamin,
Polyethylen(15)oleylamin, Talg-bis(2-hydroxyethyl)amin (hydriert),
Polyoxyethylen(5)talgamin (hydriert),
Polyoxyethylen(15)talgamin, (hydriert), Polyoxyethylen(50)talgamin,
N,N'N'-tris(2-hydroxyethyl)N-talg-1,3diaminopropan, N,N'N'-poly oxyethylen(10)-N-talg-1,3-diaminopropan, N,N',N'-poly oxyethylen(15)-N-talg-1,3-diaminopropan und Polyoxyethylen (15)talgamin.
Cocos-bis(2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(5)Cocosamin,
Polyoxyethylen(15)Cocosamin, Talg-bis(2-hydroxyethyl)amin,
Polyoxyethylen(5)talgamin, Talg/Oleyl-bis(2-hydroxyethyl)amin, Oleyl- bis(2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(5)oleylamin,
Polyethylen(15)oleylamin, Talg-bis(2-hydroxyethyl)amin (hydriert),
Polyoxyethylen(5)talgamin (hydriert),
Polyoxyethylen(15)talgamin, (hydriert), Polyoxyethylen(50)talgamin,
N,N'N'-tris(2-hydroxyethyl)N-talg-1,3diaminopropan, N,N'N'-poly oxyethylen(10)-N-talg-1,3-diaminopropan, N,N',N'-poly oxyethylen(15)-N-talg-1,3-diaminopropan und Polyoxyethylen (15)talgamin.
Als weitere essentielle Komponente enthält das erfindungsgemäße
Schmiermittelkonzentrat ein oder mehrere Ethercarbonsäureverbindungen der
allgemeinen Formel I
R1-(O(CH2)m)nOCH2COO⁻M⁺ (I),
worin
R1 einen gesättigten, linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen einfach oder mehrfach ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkaryl- oder Alkinylrest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach C1-C22 Alkyl- oder C2-C22 Alkenyl- oder Alkinyl substituierten Arylrest bedeutet,
R eine positive Zahl zwischen 1 und 30 ist, und
M für Wasserstoff oder ein Alkalimetall steht.
R1 einen gesättigten, linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen einfach oder mehrfach ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkaryl- oder Alkinylrest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach C1-C22 Alkyl- oder C2-C22 Alkenyl- oder Alkinyl substituierten Arylrest bedeutet,
R eine positive Zahl zwischen 1 und 30 ist, und
M für Wasserstoff oder ein Alkalimetall steht.
Unter den mit Vorteil einsetzbaren Ethercarbonsäuren der allgemeinen Formel
I sind zu nennen u. a.:
Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel I sind solche, worin R1 eine
C3-C18-Alkylgruppe oder Alkylengruppe, n zwischen 2 und 9 und M
Wasserstoff, Natrium oder Kalium ist. Am meisten bevorzugt ist R1 eine
Oleylgruppe und n ist 9.
Die Ethercarbonsäuren der allgemeinen Formel I sind kommerziell erhältlich
oder nach literaturbekannten Verfahren synthetisierbar.
Die in der Tabelle beispielhaft aufgezählten Materialien sind z. B. unter dem
Handelsnamen AKYPO von der Firma CHEM-Y als Spezialtenside erhältlich.
Als weitere essentielle Komponente weist das erfindungsgemäße
Schmiermittelkonzentrat ein oder mehrere Polyethylenglycole der allgemeinen
Formel II auf,
H-(OC2H4)n-OH (II),
worin
n eine positive ganze Zahl zwischen 5 und < 100 000 ist.
n eine positive ganze Zahl zwischen 5 und < 100 000 ist.
Die im Rahmen der Erfindung mit Erfolg einsetzbaren Polyethylenglycole
(PEG's) haben damit Molmassen im Bereich von etwa 200-5 000 000 g/mol.
Es handelt sich bei den PEG's um molekular uneinheitliche Stoffe, d. h.
polymolekulare Stoffe, die aus Kollektiven von Makromolekülen mit
unterschiedlichen Molmassen bestehen. Sie werden technisch meist durch
basisch katalysierte Polyaddition von Ethylenoxid (Oxiran) in meist geringen
Mengen Wasser enthaltenden Systemen mit Ethylenglycol als Startmolekül
dargestellt.
Zur Kennzeichnung der Typen wird in der Technik häufig der Schwerpunkt
der Molekulargewichtsverteilung herangezogen. So wird von einem PEG 200,
PEG 400, PEG 1000, PEG 10 000 usw. gesprochen.
Im Rahmen der Erfindung bevorzugt sind PEG's mit Molmassen von < etwa
25 000 g/mol, d. h. n zwischen etwa 5 und etwa 580; diese eigentlichen PEG's
sind unter normalen Bedingungen von Druck und Temperatur flüssig und
ermöglichen so ein besonders einfaches "Handling". Besonders bevorzugt sind
PEG's mit n etwa zwischen 8 und 13. Solche Verbindungen sind beispielsweise
unter dem Handelsnamen "Plurol" von der Firma BASF erhältlich.
Die Komponente (iv) ist optional und damit nur gegebenenfalls im
erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat enthalten.
Zu im Rahmen der Erfindung als Komponente (iv) einsetzbaren Verbindungen
gehören unter anderem Wasser und/oder Säuren. Das zugesetzte Wasser kann
weiches Wasser sein, hartes Wasser oder enthärtetes Wasser. Als Säure
kommen alle geeigneten anorganischen und/oder organischen Säuren in Frage,
die zum einen den pH-Wert auf einen gewünschten Wert regulieren können
und zum anderen die Löslichkeit verschiedener Amine in Wasser verbessern.
So ist beispielsweise bei Verwendungen von Imidazolinderivaten der Formeln
XII, XIV, XV und/oder XVI bevorzugt, organische Säuren als einen
Bestandteil der Komponente (iv) einzusetzen, um das Schmiermittelkonzentrat
zu neutralisieren und die Löslichkeit der Komponente (i) zu verbessern. Dabei
sind organische Säuren bevorzugt, weil die gebildeten Salze mit Imdiazolinen
oder deren Derivaten bei Verwendung von anorganischen Säuren weniger
löslich in Wasser wären als es die Salze der organischen Säuren sind. Dabei ist
auch die Länge der Kohlenstoffkette der bevorzugt eingesetzten organischen
Säuren von einiger Bedeutung. Mit zunehmender Kettenlänge der Säure nimmt
die Hartwassertoleranz des Schmiermittelkonzentrats ab. Daher sind organische
Säuren mit Kettenlängen bis zu 6 C-Atomen bevorzugt. Wenn das C-Gerüst
der organischen Säure mehr als 8 Kohlenstoffatome umfaßt, kann es sein, daß
die Formulierung in hartem Wasser instabil wird. Daher sind im Bezug auf
Imidazoline als Komponente (i) längerkettige organische Säuren als
lösungsverbessernd in hartem Wasser nach Möglichkeit zu vermeiden. Dabei
wird vorstehend wie auch nachfolgend unter dem Begriff "weiches Wasser"
ein Wasser mit einer Härte < 7° d verstanden, was einem Carbonat-Gehalt von
< 1,3 mmol/l entspricht. Die darüber liegenden Härtegrade (mittelhartes
Wasser = 7-14° = 1,3-2,5 mmol/l; hartes Wasser = 14-21° = 2,5-3,8 mmol/l;
sehr hartes Wasser = < 21° = < 3,8 mmol/l) werden aus
Vereinfachungsgründen im Sinne der Erfindung als "hartes Wasser"
bezeichnet.
Neben Wasser und/oder Säuren kommen als Komponente (iv) meistens
folgende Hilf- und/oder Zusatzstoffe in Frage:
Lösungsvermittler, beispielsweise Alkohole, Polyalkohole, Ether oder Polyether, insbesondere Isopropanol, Butylglykol, Butyldiglykol oder Ethylenglykolether.
Lösungsvermittler, beispielsweise Alkohole, Polyalkohole, Ether oder Polyether, insbesondere Isopropanol, Butylglykol, Butyldiglykol oder Ethylenglykolether.
Die Menge des zu verwendenden Lösungsvermittlers richtet sich im Einzelfall
nach dem eingesetzten Amin, der Fachmann wird im Einzelfall die
erforderliche Menge an Lösungsvermittler durch Ausprobieren ermitteln. Im
allgemeinen sind Zusätze an Lösungsvermittler im Bereich von 5 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf die Gesamtformulierung, hinreichend.
Als Hilfs- und/oder Zusatzstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung kommen
ferner insbesondere nichtionische und/oder amphotere Tenside in Betracht,
beispielsweise Fettalkohole und alkoxylierte Fettalkohole. Diese Tenside
können die Benetzung der Ketten- und Plattentransportbänder verbessern,
sofern dies im Einzelfall erforderlich sein sollte. Im allgemeinen sind Tensid-
Zusätze im Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformulierung,
hierfür ausreichend.
Weitere Zusatzstoffe umfassen Antischäumungsmittel, Schaumregulatoren,
Schaumstabilisatoren, Netzmittel, Kupplungsmittel, Chelatisierungsmittel oder
Chelatbildner oder Löslichkeitsverbesserer, Biozide, wie z. B. Bakterizide,
Korrosionsinhibitoren, pH-Puffer, sowie Kombinationen von Vertretern der
vorgenannten Substanzklassen.
Obwohl sich die erfindungsgemäßen vorteilhaften Wirkungen bereits in
beliebigen Verhältnissen der Komponenten (i) bis (iii) verwirklichen lassen,
zeigt das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat überaus vorteilhafte
Wirkungen, wenn es die Komponenten (i) : (ii) im Verhältnis 1 : 0,5 bis 1 : 2,
jeweils bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile (i) sowie (ii), enthält.
Besonders bevorzugt ist auch ein Konzentrat, das dadurch ausgezeichnet ist,
daß es die Komponenten (i) : (iii) im Verhältnis 1 : 0,75 bis 1 : 3, jeweils bezogen
auf das Gewicht aller Bestandteile (i) sowie (iii), enthält.
Sofern die Verhältnisse von Amin zu Ethercarbonsäuren zu Polyethylenglycol
im genannten Bereich liegen, läßt sich eine hervorragende Klarlöslichkeit im
wäßrigen Medium sowie eine herausragende Gleiteigenschaft verwirklichen
bei zugleich erheblich geringerer Toxizität verglichen mit Formulierungen ohne
Zusatz von Polyethylenglycol und Ethercarbonsäuren.
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat enthält die Aminkomponente
(i) in der Regel in einer Menge zwischen 0,5 und 6 Gew.-% (wt/wt), wobei
die Menge von 6 Gew.-% schon deutlich geringer ist als bei vergleichbaren
aus dem Stand der Technik bekannten Konzentraten. In bevorzugter
Abwandlung ist die Aminkomponente (i) in einer Menge von 1,0 bis 4 Gew.-%
im erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat enthalten, wobei ganz
besonders bevorzugt Mengen von 2 bis 2,5 Gew.-% (wt/wt) sind. Bei Gehalten
die größer als 4 Gew.-% sind, entstehen bereits Nachteile bei der
Hartwassertoleranz, während Werte von < 6 Gew.-% erfindungsgemäß nicht
tolerierbar sind. Wird der Gehalt an Aminkomponente (i) auf Werte von unter
1 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Schmiermittelkonzentrats
reduziert, so wird die Gleitwirkung des Schmiermittelkonzentrats zunehmend
schlechter. Sinkt der Gehalt an Aminkomponente (i) auf unter 0,5 Gew.-%, so
nimmt der Reibwert in einem Maße zu, das daß Schmiermittelkonzentrat nicht
mehr ausreichend schmiert.
Die Ethercarbonsäure (Komponente (ii)) ist im erfindungsgemäßen
Schmiermittelkonzentrat in der Regel in einer Menge von 1 bis 6 Gew.-%
enthalten. Bevorzugt sind Werte von 1,5 bis 4 Gew.-%, besonders günstig
haben sich Werte von 2 bis 2,5 Gew.-% an Ethercarbonsäuren im
erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat erwiesen. Die angegebenen
Mengen beziehen sich dabei auf Gew.-% (wt/wt).
Sofern die Menge der Ethercarbonsäuren auf Werte von unter 1 Gew.-%
absinkt, wird das Schaumverhalten des Schmiermittelkonzentrates ungünstig.
Darüber hinaus nimmt die Trübung zu. Wird die Menge an Ethercarbonsäuren
auf über 6% gesteigert, so können keine zusätzlichen positiven Effekte mehr
erkannt werden.
Die Komponente (iii) ist im allgemeinen zwischen 1,0 und 9 Gew.-% im
erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat enthalten. Bevorzugt sind Werte
von 1,5 bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt Werte von 3 bis 4 Gew.-%
(wt/wt). Unterhalb von 1,5 Gew.-% Polyethylenglycolgehalt verfügt ein
Schmiermittelkonzentrat nicht mehr über die erfindungsgemäß vorhandene
Hartwassertoleranz. Zusätzlich kommt es zu einer stärkeren Eintrübung des
Konzentrats. Bei einer Konzentration von mehr als 9 Gew.-% nimmt der
Reibwert des erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrats auf nicht mehr
tolerierbare Werte zu.
In bevorzugter Ausführungsform kennzeichnet sich ein Konzentrat der
Erfindung dadurch, daß es 1 bis 6 Gew.-% (i), 1 bis 6 Gew.-% (ii), 1,5 bis 9
Gew.-% (iii) und 79 bis 96,5 Gew.-% (iv) enthält, wobei alle Gew.-% so
ausgewählt werden, daß 100% Konzentrat (wt/wt) erhalten werden.
In ganz besonders zweckmäßiger Abwandlung weist das Konzentrat gemäß der
Erfindung folgende Zusammensetzung auf:
- (i) 2 bis 2,5 Gew.-%,
- (ii) 2 bis 2,5 Gew.-%,
- (iii) 3 bis 4 Gew.-% und
- (iv) 91 bis 93 Gew.-% wobei die Mengen (i)-(iv) so ausgewählt werden, daß deren Summe 100 Gew.-% ergibt.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Schmiermittel. Diese lassen sich durch Vermischen der
Komponenten (i), (ii) und (iii), gegebenenfalls unter Zusatz der Komponenten
(iv) herstellen. Dabei ist als Komponente (iv) Wasser bevorzugt. Somit ist
Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Schmiermittelkonzentrats durch Mischen der Bestandteile (i) bis (iii) und
Verdünnen der so erhaltenen Mischung mit Wasser, als einem Bestandteil (iv)
und gegebenenfalls Zusatz weiterer Bestandteile (iv).
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von
Schmiermittelkonzentraten der vorstehend beschriebenen Art als
Kettengleitmittel in der Lebensmittelindustrie insbesondere bei der Schmierung,
Reinigung und Desinfektion von Förder- und Transportanlagen in der
Lebensmittelindustrie, insbesondere automatischen Ketten- und
Bandschmieranlagen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die
Verwendung der vorstehend beschriebenen Schmiermittelkonzentrate in Form
einer 0,01 bis 50 Gew.-%igen, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-%igen,
wäßrigen Lösung als Kettengleitmittel für automatische Ketten- und
Bandschmieranlagen.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine wäßrige Anwendungslösung zum
Schmieren, Reinigen und Desinfizieren von Förder- und Transportanlagen in
der Lebensmittelindustrie, die durch einen Gehalt folgender Komponenten in
Kombination gekennzeichnet ist:
- (i) ein oder mehrere Amine;
- (ii) ein oder mehrere Ethercarbonsäureverbindungen der allgemeinen
Formel IR1-(O(CH2)n)nOCH2COO⁻M⁺ (I),worin
R1 einen gesättigten, linearen oder verzweigten C1-C22 Alkylrest, einen einfach oder mehrfach ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkenyl- oder Alkinylrest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach C1-C22 Alkyl- oder C2-C22 Alkenyl- oder Alkinylsubstituierten Arylrest bedeutet,
m 2 oder 3,
n eine positive Zahl im Bereich von 1 bis 30, und
M Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist; - (iii) ein oder mehrere Polyethylenglycole (PEG's) der allgemeinen Formel IIH-(OC2H4)n-OH (II),worin n eine positive Zahl zwischen 5 und ≦ 100 000 ist;
wobei der Anteil der Komponenten (i) + (ii) + (iii) am Konzentrat 1 bis 100 Gew.-% /wt/wt) beträgt, und dieses gegebenenfalls - (iv) bis zu 99 Gew.-% (wt/wt) übliche Hilfs- und Zusatzstoffe aufweist.
Gemäß der Erfindung kann diese Schmiermittellösung (wäßrige
Anwendungslösung) aus den erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrationen
durch Verdünnung um einen Faktor 2 bis 10 000, vorzugsweise um einen
Faktor 300 bis 500, mit Wasser erhalten werden. Dabei ist es besonders
bevorzugt, das Konzentrat mit Wasser auf 0,02 bis 80% (Volumen/Volumen)
zu verdünnen.
Besonders bevorzugt sind dabei Schmiermittellösungen, die einen Gehalt von
0,002 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,003 bis 0,05 Gew.-% eines
Aminderivates (Komponente i)) enthalten und einen pH-Wert zwischen 5 und 8
aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung der vorstehend
beschriebenen wäßrigen Anwendungslösung als Kettengleit- und Schmiermittel
zum Schmieren, Reinigen und Desinfizieren von Förder- und
Transportanlagen, insbesondere mittels Tauch- und/oder automatischen
Bandschmieranlagen, in der Lebensmittelindustrie. Die erfindungsgemäßen
Produkte verursachen im Gegensatz zu Standardseifenprodukten keine
Spannungsrißkorrosion bei Kunststoffgebinden und können daher insbesondere
problemlos auch für PET-Gebinde oder PC-Gebinde Verwendung finden.
Dementsprechend können die erfindungsgemäßen Schmiermittellösungen als
Kettengleitmittel zur Förderung oder zum Transport von Gebinden oder
Flaschen aus Glas, kunststoffbeschichtetem Glas, Kunststoffen, insbesondere
Polyethylenterephthalat, Polycarbonat oder Polyvinylchlorid, Weißblech oder
Aluminium- bzw. lackierten oder kunststoffbeschichteten Behältern aus diesen
Metallen Verwendung finden.
Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Transport von
Getränkeverpackungen aus Metall, Glas, Papier, Pappe und/oder Kunststoff,
bei dem eine Getränkefördereinrichtung mit einer schmierenden, reinigenden
und desinfizierenden Menge einer wäßrigen Anwendungslösung, wie sie hierin
definiert wurde, kontaktiert wird.
Die erfindungsgemäßen Produkte weisen im Vergleich zu bekannten
Schmiermitteln eine deutlich bessere Klarlöslichkeit im wäßrigem Medium
sowie erhebliche bessere Gleiteigenschaften auf, wobei sie gleichzeitig eine
erheblich geringere Toxizität als Formulierungen ohne Polyethylenglycol- und
Ethercarbonsäuren-Zusatz aufweisen. Dabei lassen sich durch Wahl des Amins
bzw. des Anions die gewünschten anwendungstechnischen Eigenschaften des
Schmiermittelkonzentrats bzw. der wäßrigen Schmiermittelösung weiter gezielt
einstellen.
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen zur eingehenderen
Erläuterung der Erfindung:
In den erfindungsgemäßen Beispielen B1a bis B1c und B5 bis B8 werden der Reibungswiderstand, das Schaumverhalten und die Klarlöslichkeit in Wasser von erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen aufgezeigt. Die Beispiele B5 und B6 zeigen die gute mikrobizide Wirksamkeit von erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen. Zum Vergleich dienen die Vergleichsbeispiele V2a bis V4, welche Mischungen aus dem Stand der Technik betreffen.
In den erfindungsgemäßen Beispielen B1a bis B1c und B5 bis B8 werden der Reibungswiderstand, das Schaumverhalten und die Klarlöslichkeit in Wasser von erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen aufgezeigt. Die Beispiele B5 und B6 zeigen die gute mikrobizide Wirksamkeit von erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen. Zum Vergleich dienen die Vergleichsbeispiele V2a bis V4, welche Mischungen aus dem Stand der Technik betreffen.
Die Versuche zur Messung des Reibungskoeffizienten, im folgenden
kurz "Reibwert" genannt, sind auf einem Technikums-
Flaschentransportband unter folgenden Bedingungen durchgeführt
worden.
Messung des Reibwertes von 12 mit Wasser gefüllten 0.5 ltr. NRW-Bier
flaschen als Zugspannung mit einem Dynamometer
(Kraftaufnehmerdose).
Flaschentransportbandgeschwindigkeit: ca. 1 m/sec
Besprühen des Flaschentransportbandes mit 0.3%iger Bandschmiermittellösung.
Taktzeit: 20 sec Sprühen/ 20 sec Pause
Sprühleistung der Düse: 4 ltr./h.
Flaschentransportbandgeschwindigkeit: ca. 1 m/sec
Besprühen des Flaschentransportbandes mit 0.3%iger Bandschmiermittellösung.
Taktzeit: 20 sec Sprühen/ 20 sec Pause
Sprühleistung der Düse: 4 ltr./h.
Der im folgenden angegebene Reibwert "µ" ergibt sich als der Quotient
der gemessenen Zugspannung für eine Flasche zum Gewicht der
Flasche in Gramm.
Weiterhin wurden die Produkte mit Hartwasser (16°dH) nach den
Bestimmungen der DIN 53 902 und in vollentsalztem Wasser (VE-Was
ser) getestet.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen zeigen eine
ausgesprochen gute Wasserklarlöslichkeit, wie anhand der
durchgeführten Trübungsmessungen (Nephelometer) gezeigt werden
kann.
Somit wird die regelmäßige Entfernung von Ausfällungen, die aufgrund
der Reaktion von "großen Anionen" wie Sulfat, Phosphat und Carbonat
mit der Bandschmiermittellösung entstehen, verhindert.
Hierzu wurden 0.3%ige Anwendungslösungen über 48 h (Standzeit
über ein Wochenende) vermessen. Diese Experimente wurden in
Berliner Stadtwasser (Wasseranalyse in der Anlage) durchgeführt.
Die Klarlöslichkeit wird in FNU (Formazin Nephelometric Units)
angegeben.
0 bis 1 FNU = klar
1 bis 10 FNU = schwach opal
10 bis 50 FNU = trüb
50 bis <100 FNU = stark trübe.
0 bis 1 FNU = klar
1 bis 10 FNU = schwach opal
10 bis 50 FNU = trüb
50 bis <100 FNU = stark trübe.
Das Schaumverhalten wird nach folgender Methode ermittelt.
100 ml der Anwendungslösung (0.3%ig) werden in einen 250 ml
Meßzylinder überführt. Jetzt wird in 30 sec. 30 mal geschüttelt und
nach weiteren 20 sec. das Schaumvolumen, welches über der 100 ml
Marke steht in ml abgelesen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen zeigen eine
ausgesprochen gute mikrobizide Wirksamkeit, wie anhand der
durchgeführten quantitativen Suspensionsversuche in Anlehnung an die
DVG (Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft) gezeigt werden
kann.
Methode: quant. Suspensionsversuch ohne Belastung; in Anlehnung an die Richtlinien der DVG.
Versuchstemperatur: 20°C
Einsatzkonzentration: 0,3%
Einwirkzeit: 10 min.
Testkeime: Staph. aureus; DSM 799; KBE/ml = 3,0 × 107
Pseud. aeruginosa; DSM 939; KBE/ml = 5,7 × 108
Sacch. cerevisiae; DSM 1333; KBE/ml = 1,5 × 107.
Methode: quant. Suspensionsversuch ohne Belastung; in Anlehnung an die Richtlinien der DVG.
Versuchstemperatur: 20°C
Einsatzkonzentration: 0,3%
Einwirkzeit: 10 min.
Testkeime: Staph. aureus; DSM 799; KBE/ml = 3,0 × 107
Pseud. aeruginosa; DSM 939; KBE/ml = 5,7 × 108
Sacch. cerevisiae; DSM 1333; KBE/ml = 1,5 × 107.
In diesen Tests wird die Verträglichkeit der Bandschmierlösungen mit
den zum Bedrucken von Getränkedosen üblichen Farben untersucht. Zu
diesem Zweck wurden Bandschmierlösungen bereitgestellt, in welche
Getränkedosen (Hersteller Coca Cola Company) 24 h zu etwa einem
Drittel eingetaucht wurden. Danach wurden die Dosen mit klarem
Wasser abgespült und man ließ die Dosen trocknen. Die
Farbablösungen wurden visuell bonitiert. Als Referenz wird eine Dose
24 h in reines Wasser getaucht und analog den Testdosen behandelt.
In einem Test wird die Materialverträglichkeit der erfindungsgemäßen
sowie einer Vergleichs-Mischung untersucht.
Hierzu wurden folgende Geräte benötigt:
Klimaprüfschrank
je 20 neue PET-Flaschen (1,5 L) in Kästen,
CO2-Flasche mit passenden Reduzierstücken,
Aufsetzstutzen zum Füllen der Flaschen mit CO2,
separates Manometer zur Überprüfung der Flaschen auf CO2.
Klimaprüfschrank
je 20 neue PET-Flaschen (1,5 L) in Kästen,
CO2-Flasche mit passenden Reduzierstücken,
Aufsetzstutzen zum Füllen der Flaschen mit CO2,
separates Manometer zur Überprüfung der Flaschen auf CO2.
Die Tests wurden folgendermaßen durchgeführt:
Zuerst werden die Flaschen mit 1,5 L VE-Wasser gefüllt. Durch einen Aufsetzstutzen werden 3,0-3,1 bar C2O in die Flasche geleitet. Nun wird dieser Anteil CO2 im Wasser durch Schütteln gelöst. Erst wenn der Prüfmanometer 0 bar anzeigt, ist alles CO2 gelöst.
Zuerst werden die Flaschen mit 1,5 L VE-Wasser gefüllt. Durch einen Aufsetzstutzen werden 3,0-3,1 bar C2O in die Flasche geleitet. Nun wird dieser Anteil CO2 im Wasser durch Schütteln gelöst. Erst wenn der Prüfmanometer 0 bar anzeigt, ist alles CO2 gelöst.
1.) Die Flaschen werden jetzt kurz in konz. Bandschmiermittel
(BSM) gedipt (∼2 cm) und dann 24 h stehen gelassen.
2.) Anschließend werden die Flaschen in Kästen gefüllt und im
Klimaschrank bei 38°C und 85% Rel. Luftfeuchtigkeit 6 Tage
stehen gelassen.
Die Punkte 1.) und 2.) werden insgesamt 7mal durchgeführt, d. h. die
Gesamtdauer des Versuches dauert 49 Tage.
Als Referenz wird in jedem Kasten eine Flasche mitgeführt, die nicht in
BSM gedipt wurde.
Am Ende des Versuches wird eine visuelle Beurteilung durchgeführt.
Man unterscheidet hier in 5 Kategorien.
O: keine Beschädigung
A: geringe Beschädigung
B: mäßige, oberflächliche Risse
C: mehrere, mäßig tiefe Risse
D: mehrere, tiefe Risse.
O: keine Beschädigung
A: geringe Beschädigung
B: mäßige, oberflächliche Risse
C: mehrere, mäßig tiefe Risse
D: mehrere, tiefe Risse.
II. Die Zusammensetzung der in den Beispielen (B) und in den
Vergleichsbeispielen (V) eingesetzten Schmiermittel gibt Tabelle 1 an:
Tabelle 1
Die Angaben der Inhaltsstoffe erfolgen in Gewichtsprozent, wobei die
Formulierungen mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 6,0 eingestellt und mit
VE-Wasser auf 100% aufgefüllt wurden.
Tabelle 2 gibt eine Übersicht über die mit den einzelnen Beispielen - und
Vergleichsbeispielen angestellten Untersuchungen a)-f).
Tabelle 2
Zu a) Reibungskoeffizienz und c) Schaumverhalten von 0,3%igen
Anwendungslösungen werden in Tabelle 3 angegeben.
Reibungskoeffizienten, Schaumverhalten
Reibungskoeffizienten, Schaumverhalten
Die Ergebnisse von 0,3%igen Anwendungslösungen werden in der
nachfolgenden Tabelle 4 angegeben:
Tabelle 4
Leitfähigkeit µS/cm: 1030
pH Wert: 6,5
m-Wert mVal/L: 0,44
Ges. Härte °dH: 28,6
Chlorid mg/L: 94,0
Nitrat mg/L: 4,0
Sulfat mg/L: 398,0
ges. anorg. P2
pH Wert: 6,5
m-Wert mVal/L: 0,44
Ges. Härte °dH: 28,6
Chlorid mg/L: 94,0
Nitrat mg/L: 4,0
Sulfat mg/L: 398,0
ges. anorg. P2
O5
mg/L: 2,4
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse.
Tabelle 5
Wie den beigefügten Bildern zu entnehmen ist, kommt es bei B1b)
(Abb. 1) zu keinerlei Farbablösungen; im Gegensatz zu V4 (Abb. 2),
wo diese sehr gut zu erkennen sind.
Die Ergebnisse für B1b) zeigt Tabelle 6.
Bandschmiermittel B1b)
Bandschmiermittel B1b)
Die Ergebnisse für die Vergleichskomposition V4 zeigt Tabelle 7.
Bandschmiermittel: V4
Bandschmiermittel: V4
Die Werte zeigen, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden
Formulierungen die Vorteile der seifenfreien Schmiermittel,
Wasserqualitätsunabhängigkeit, Reinigung und Desinfektion, mit denen
der Schmiermittel auf der Basis von Seifen, biologische Abbaubarkeit,
verbinden. Die Nachteile, wie das störende starke Schäumen, die
mangelnde Gleitwirkung in weichem Wasser, insbesondere die
regelmäßige Entfernung von Niederschlägen, kann mit diesen
erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen verhindert werden.
Weiterhin verursachen die erfindungsgemäß zu verwendenden
Formulierungen keine Spannungsrißkorrosion und können daher für
PET und PC-Gebinde problemlos eingesetzt werden (PET = Poly
ethylenterephtalat, PC = Polycarbonat), darüber hinaus verursachen
die erfindungsgemäß zu verwendenden Formulierungen im Gegensatz
zu Standard-Aminprodukten keinerlei Farbablösungen bei lackierten
Getränkedosen.
Claims (10)
1. Schmiermittelkonzentrat, dessen wäßrige Anwendungslösung zum
Schmieren, Reinigen und Desinfizieren von Förder- und
Transportanlagen in der Lebensmittelindustrie, insbesondere mittels
Tauch- oder automatischen Bandschmieranlagen, geeignet ist,
gekennzeichnet durch einen Gehalt folgender Komponenten in
Kombinationen:
- (i) ein oder mehrere Amine;
- (ii) ein oder mehrere Ethercarbonsäureverbindungen der allgemeinen
Formel IR1-(O(CH2)n)nOCH2COO⁻M⁺ (I),worin
R1 einen gesättigten, linearen oder verzweigten C1-C22 Alkylrest, einen einfach oder mehrfach ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkenyl- oder Alkinylrest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach C1-C22 Alkyl- oder C2-C22 Alkenyl- oder Alkinylsubstituierten Arylrest bedeutet,
m 2 oder 3,
n eine positive Zahl im Bereich von 1 bis 30, und
M Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist; - (iii) ein oder mehrere Polyethylenglycole (PEG's) der
allgemeinen Formel IIH-(OC2H4)n-OH (II),worin n eine positive Zahl zwischen 5 und < 100 000 ist;
wobei der Anteil der Komponenten (i) + (ii) + (iii) am Konzentrat 1 bis 100 Gew.-% (wt/wt) beträgt, und dieses gegebenenfalls - (iv) bis zu 99 Gew.-% (wt/wt) übliche Hilfs- und Zusatzstoffe aufweist.
2. Konzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die
Komponenten (i) : (ii) im Verhältnis 1 : 0,5 bis 1 : 2, jeweils bezogen
auf das Gewicht aller Bestanteile (i) sowie (ii) enthält.
3. Konzentrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
die Komponenten (i) : (iii) im Verhältnis 1 : 0,75 bis 1 : 3, jeweils
bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile (i) sowie (iii) enthält.
4. Konzentrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es
0,5-6 Gew.-% (i),
1-6 Gew.-% (ii),
1,5-9 Gew.-% (iii) und
79-96,5 Gew.-% (iv)
enthält, wobei alle Gew.-% so ausgewählt werden, daß 100% Konzentrat (wt/wt) erhalten werden.
0,5-6 Gew.-% (i),
1-6 Gew.-% (ii),
1,5-9 Gew.-% (iii) und
79-96,5 Gew.-% (iv)
enthält, wobei alle Gew.-% so ausgewählt werden, daß 100% Konzentrat (wt/wt) erhalten werden.
5. Konzentrat nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende
Zusammensetzung:
(i) 2-2,5 Gew.-%,
(ii) 2-2,5 Gew.-%,
(iii) 3-4 Gew.-% und
(iv) 91-93 Gew.-%,
wobei die Mengen (i)-(iv) so ausgewählt werden, daß deren Summe 100 Gew.-% ergibt.
(i) 2-2,5 Gew.-%,
(ii) 2-2,5 Gew.-%,
(iii) 3-4 Gew.-% und
(iv) 91-93 Gew.-%,
wobei die Mengen (i)-(iv) so ausgewählt werden, daß deren Summe 100 Gew.-% ergibt.
6. Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittelkonzentrats gemäß den
Ansprüchen 1 bis 5 durch Mischen der Bestandteile (i) bis und
Verdünnen der so erhaltenen Mischung mit Wasser, als einen
Bestandteil (iv), und gegebenenfalls Zusatz weiterer Bestandteile (iv).
7. Verwendung des Schmiermittelkonzentrats gemäß den Ansprüchen 1 bis
5 bei der Schmierung, Reinigung und Desinfektion von Förder- und
Transportanlagen in der Lebensmittelindustrie.
8. Wäßrige Anwendungslösung zum Schmieren, Reinigen und
Desinfizieren von Förder- und Transportanlagen in der
Lebensmittelindustrie, erhältlich durch Verdünnen des Konzentrats
gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 mit Wasser auf 0,02 bis 80%
(Volumen/Volumen).
9. Verwendung der wäßrigen Anwendungslösung gemäß Anspruch 8 zum
Schmieren, Reinigen und Desinfizieren von Förder- und
Transportanlagen, insbesondere mittels Tauch- oder automatischen
Bandschmieranlagen, in der Lebensmittelindustrie, insbesondere beim
Transport von Flaschen aus Glas oder Kunststoffen wie PET oder PC.
10. Verfahren zum Transport von Getränkeverpackungen aus Metall, Glas,
Papier, Papper und/oder Kunststoff, bei dem eine
Getränkefördereinrichtung mit einer schmierenden, reinigenden und
desinfizierenden Menge einer wäßrigen Anwendungslösung gemäß
Anspruch 8 kontaktiert wird.
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DE19642598A DE19642598A1 (de) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Schmiermittel für Förder- und Transportanlagen in der Lebensmittelindustrie |
EP97913148A EP0946692B1 (de) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | Schmiermiitel für förderbandeinrichtungen in der nahrungsmittelindustrie |
TR1999/00826T TR199900826T2 (xx) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | Gıda endüstrisinde taşıyıcı kuşak tesisatları için yağlama maddeleri. |
ES97913148T ES2186879T3 (es) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | Lubricantes para instalaciones de cintas transportadoras en la industria alimentaria. |
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PCT/EP1997/005712 WO1998016603A1 (en) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | Lubricants for conveyor belt installations in the food industry |
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EP (1) | EP0946692B1 (de) |
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CA (1) | CA2265644C (de) |
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