CN111433341B - 部件清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了部件清洗方法。该方法包括：(a)在小于45摄氏度的温度下在接触区中使部件与水性液体清洁组合物接触，其中水性液体清洁组合物包含至少一种烷氧基化物表面活性剂；(b)使至少部分水性液体清洁组合物从接触区进入分离壳体；(c)在分离壳体中分离水性液体清洁组合物以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相；以及(d)在接触区中抽出至少一部分中间水相以用作水性液体清洁组合物。

Description

部件清洗方法
技术领域
本发明涉及部件清洗方法。
背景技术
部件清洗机是一种用于从工件中去除污染物的设备，例如污垢、尘垢、碳沉积物、油、油脂、墨水、油漆和腐蚀物。部件清洗机用于制造、维护和维修过程。部件清洗机可用于例如，车库、车间和工厂中，以清洗用于例如组装、检查、表面处理、包装、重复使用和/或分配的部件。
存在各种类型的部件清洗机。例如，某些部件清洗机使用有机溶剂。有机溶剂在清洗过程中可有效去除油、油脂和污垢。然而，它们往往易挥发并且存在安全隐患，尤其是在密闭空间中使用时。而且，废弃有机溶剂的处理可能引起环境问题。
最近，已经开发了部件清洗机，其依赖于水性清洁组合物的使用。在这种部件清洗机中，部件在至少65摄氏度的高温下与水性清洁组合物接触。高温被认为是有效清洁所必需的。来自该部件的油性成分被水性清洁组合物乳化，形成水包油型乳液，在处理前可将其再循环和再使用几次。
附图说明
在下文，将参考附图进一步描述本发明的实施方式，其中：
图1是在根据本发明的一个实施方式的方法中使用的部件清洗机的三维视图；
图2是通过图1所示的部件清洗机的横截面示意图；且
图3是示出图1和图2的部件清洗机的另一视图的另一图示。
具体实施方式
在本公开的第一方面中，提供了一种部件清洗方法，包括：
使部件在接触区中在小于45摄氏度的温度下与水性液体清洁组合物接触，其中水性液体清洁组合物包含至少一种烷氧基化物表面活性剂；
使至少部分水性液体清洁组合物从接触区进入分离壳体；
将分离壳体中的水性液体清洁组合物分离以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相；和
抽出至少一部分中间水相用作接触区中的水性液体清洁组合物。
在本公开的部件清洗方法中，一个部件(或多个部件)在小于45摄氏度的温度下与水性液体清洁组合物接触。这与现有技术的部件清洗方法不同，其中在使用之前将水性液体清洁组合物加热到至少65度的温度。
水性液体清洁组合物可用于从待清洁的部件去除污染物。例如，可溶性污染物可以溶解在水性液体清洁组合物中，而其他污染物可被乳化、分散或悬浮在水性液体清洁组合物中。
可以将废的水性液体清洁组合物从接触区去除，并送至分离壳体。在分离壳体中，可以使水性液体清洁组合物在重力下沉降。这种分离导致水性液体清洁组合物分离以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相。
优选地，分离步骤在小于45摄氏度的温度下发生。因此，分离可以在例如，周围环境温度和/或不加热的情况下进行。有利地，可以在例如，小于45度的温度条件下促进分离。这样的温度条件可以促进分散在水性液体清洁组合物中的油滴的聚结以形成上层油相。这与现有技术的方法不同，其中油以分散液或乳液的形式保留在清洁组合物中。在一些实施方式中，接触步骤和分离步骤在彼此的10摄氏度内发生，优选在5摄氏度内发生，更优选在2摄氏度内发生。在一些实施方式中，接触步骤和分离步骤在基本相同的温度下发生。
在本公开的方法中，分离壳体中的至少一部分中间水相被抽出用作接触区中的水性液体清洁组合物。通过从分离壳体中的水相中分离油和颗粒，中间水相内的污染物水平可以保持相对较低。这可以延长组合物的寿命，从而允许水性液体清洁组合物保持其功效更长的时间。因此，该组合物可以在必须更换之前被再循环和再使用多次。
接触区
如上所述，本公开的方法的步骤a)涉及在接触区中使待清洁的部件与水性液体清洁组合物接触。接触步骤在小于45摄氏度的温度下发生。优选地，部件在接触区中在10至35摄氏度的温度下与水性液体清洁组合物接触。例如，部件可以在15至30摄氏度，例如20至25摄氏度的温度下与水性液体清洁组合物接触。水性清洁组合物可以在周围环境温度下与部件接触。优选地，水性清洁组合物在接触区中与部件接触之前不被加热。本公开的实施方式的优点是可以在相对温和的温度条件下实现有效的清洁。
可以采用任何合适的接触区。例如，接触区可以包括接触式储液器。可以将待清洁的部件放置在储液器内，而例如使用水龙头或喷嘴将水性液体清洁组合物引导到该部件上。在使用喷嘴的情况下，水性液体清洁组合物可以在压力下，例如与压缩气体(例如空气)一起输送。喷嘴可用于在高达2000psi，例如500至1800psi的压力下输送水性液体清洁组合物。在一些实施方式中，压力可用于递送泡沫形式的组合物。
在接触步骤期间，可以例如，手动擦洗部件以利于清洁。接触式储液器可以包括出口，通过该出口可以将废的水性液体清洁组合物抽出并转移到分离壳体中。
在可替换的实施方式中，接触式储液器可以包括浸泡浴或浸泡槽。例如，浸泡浴可以至少部分地填充有水性液体清洁组合物。可以将待清洁的部件浸入或部分浸入水性液体清洁组合物中，并且例如使其浸泡一段时间。在该浸泡步骤期间，可以例如手动擦洗部件。替代地，或另外地，可以例如机械地搅拌水性液体清洁组合物，以在待清洁的部件周围引起剪切力。在另一个实施方式中，超声波传播通过水性液体清洁组合物以增强清洁效果。
在使用超声的情况下，超声可以20至60KHz，例如28至40KHz的频率传播。超声波可以1000至10,000W，例如2000至6000W的功率传播。
在可替代的实施方式中，接触式储液器可以采取接触室的形式。喷嘴可位于接触室内。在一个实施方式中，喷嘴配置为装配到待清洁的部件的开口中。例如，在部件包括用于例如喷漆的喷枪的情况下，喷嘴可以配置为装配到喷枪的出口中，以将水性液体清洁组合物引导到喷枪的内部。
在又一个实施方式中，接触室可以是喷射洗涤室，其中液体水性清洁组合物在压力下通过喷嘴输送。优选地，液体水性清洁组合物以泡沫的形式递送。泡沫可具有必需的刚度和机械完整性以提供增强的清洁效果。泡沫可通过在压力下输送组合物而产生。用过的泡沫可收集在接触室的底部，在此处它优选塌陷并通过室底部的出口以液体的形式排出。
分离
如上所述，在步骤b)中将至少部分水性液体清洁组合物从接触区传递至分离壳体。水性液体清洁组合物可以例如在重力作用下通过接触区中的出口抽出。然后在步骤c)中将水性液体清洁组合物在分离壳体中分离以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相。水性液体清洁组合物可以在重力下和/或使用泵从接触区转移至分离壳体。
在分离壳体中，可以使水性液体清洁组合物在重力下沉降。这种分离导致水性液体清洁组合物分离以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相。
优选地，分离步骤在小于45摄氏度的温度下发生。因此，分离可以在例如，周围环境温度和/或不加热的情况下进行。优选地，分离在10至35摄氏度，更优选15至30摄氏度，例如20至25摄氏度的温度下进行。在一些实施方式中，接触步骤和分离步骤在彼此的10摄氏度内，优选在5摄氏度内，更优选在2摄氏度内进行。在一些实施方式中，接触步骤和分离步骤在基本相同的温度下发生。
再使用
在将水性液体清洁组合物分离成上层油相、中间水相和下层颗粒相后，可以将中间水相抽出并在接触步骤中再使用。优选地，可以在再使用之前过滤中间水相。
在一个实施方式中，分离壳体可以设置有用于抽出中间水相的出口。出口可以设置在分离壳体的壁中。出口可以设置在允许中间水相被抽出的高度，例如，降低了较低的颗粒相或油相的污染风险。
在一个实施方式中，过滤器可放置在壳体中的出口中或附近。例如，分离壳体可以包括用于容纳过滤器的过滤器壳体。中间水相可通过分离壳体的出口抽出，并在接触区中被再使用之前通过过滤器壳体中的过滤器。
可以使用例如泵，将中间水相转移至接触区。
在使用过滤器的情况下，过滤器可包括多孔基材(例如，多孔泡沫基材)。多孔基材可包括每英寸15至45个孔(ppi)，例如每英寸30个孔。多孔基材可以设置在例如不锈钢网的冲孔薄板之间。中间水相可以通过过滤器，以便在再使用之前除去任何悬浮的颗粒。这在中间水相从分离壳体泵送到接触区的实施方式中可能是重要的，因为悬浮的颗粒可能对泵的功能有害。
下部颗粒相可以从分离壳体中去除。在一个实施方式中，分离壳体包括底座部分和出口，所述底座部分配置为有助于下层颗粒相通过出口抽出。在一个实施方式中，底座部分可以成一定角度，例如，将下层颗粒相引向出口。可以将废物收集单元放置为与出口流体连通，以收集下层颗粒相。所收集的下层颗粒相可以根据需要进行处理(丢弃，disposed)。
随着长时间使用，水性液体清洁组合物可能需要用新鲜的组合物更换。为此，可能需要除去分隔壳体中的内容物。上层油相可以例如通过撇沫而除去。可以处理在废物收集单元中分离出的任何下层颗粒相。剩余的中间水相也可以进行处理，或者替代地用作用于替代应用的清洁液。然后可以将新鲜的水性液体清洁组合物引入分离壳体中。
每一批新鲜的水性液体组合物可以再使用延长的时间，例如1至30周，优选2至20周，最优选4至12周。
部件
任何合适的部件可以在本公开的方法中清洗。为免生疑问，可以在给定时间在接触区中将一个或多个部件与水性液体清洁组合物接触。合适的部件的实例包括工件。合适的部件可以至少部分地由金属形成。合适部件的实例包括机器部件、汽车和其他车辆部件、喷枪和发动机缸体。具体实例包括齿轮箱、轴承、传动链、卡钳、鼓形圆盘、轮牙、螺母、螺栓和垫圈。
清洁组合物
在本公开的方法中使用的清洁组合物包含至少一种烷氧基化物表面活性剂。优选地，该组合物包含烷氧基化物表面活性剂的共混物。在一些实例中，组合物包含至少两种烷氧基化物表面活性剂。组合物中烷氧基化物表面活性剂的总量可为1至20wt％，例如2至10wt％，优选3至8wt％，基于组合物的总重量。
可以使用任何合适的烷氧基化物表面活性剂。一类非离子表面活性剂的实例是通过单羟基链烷醇或烷基酚与2至20个碳原子的反应制备的乙氧基化非离子表面活性剂。优选地，表面活性剂具有每摩尔醇或烷基酚至少1摩尔的环氧乙烷。
在一些实施方式中，表面活性剂可以是每摩尔的醇具有16-20个碳原子和至少12摩尔，特别优选至少16并且还更优选至少20摩尔的环氧乙烷的线性脂肪醇。表面活性剂另外可以在分子中包含环氧丙烷单元。优选地，这些PO单元占非离子表面活性剂的总分子量的多达25wt％，优选多达20wt％，还更优选多达15wt％。
也可以使用表面活性剂，其为乙氧基化的单羟基链烷醇或烷基酚，其另外包含聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物单元。这种表面活性剂的醇或烷基酚部分可以占非离子表面活性剂总分子量的大于30wt％，优选大于50wt％，更优选大于70wt％。另一类合适的表面活性剂包括由三羟甲基丙烷引发的聚氧乙烯和聚氧丙烯的反向嵌段共聚物和聚氧乙烯和聚氧丙烯的嵌段共聚物。
另一类合适的表面活性剂可以用下式描述：R1O[CH2CH(CH3)O]X[CH2CH2O]Y[CH2CH(OH)R2]，其中R1代表具有4-18个碳原子的线性或支链脂族烃基或其混合物，R2代表具有2-26个碳原子的线性或支链脂族烃基或其混合物，x为0.5至1.5的值，且y为至少15的值。
优选地，烷氧基化物是乙氧基化物表面活性剂。合适的实例包括通过醇的烷氧基化(例如乙氧基化)制备的烷氧基化表面活性剂。合适的醇的实例包括式R-OH的醇，其中R是具有1至30个碳原子，优选2至20个碳原子，更优选5至15个碳原子或9至11个碳原子的烷基。烷基可以是线性烷基。
醇可以用每摩尔的醇为1至15摩尔的环氧烷(例如，环氧乙烷)进行烷氧基化(例如，乙氧基化)，例如每摩尔的醇用2至10摩尔的环氧烷(例如，环氧乙烷)，优选每摩尔的醇用2至8摩尔的环氧烷(例如环氧乙烷)进行烷氧基化。
在一个实施方式中，清洁组合物包含至少两种乙氧基化醇表面活性剂。乙氧基化醇表面活性剂可以各自为乙氧基化的C6至C20醇，优选为C8至C15醇。在每种乙氧基化醇表面活性剂中每摩尔的醇的环氧乙烷的摩尔量可以不同。然而，每摩尔的醇可以用2至8摩尔环氧乙烷乙氧基化。
清洁组合物可以进一步包含阴离子表面活性剂。可以使用任何合适的阴离子表面活性剂。实例包括线性烷基苯磺酸盐、醇醚硫酸盐、仲链烷硫酸盐和醇硫酸盐。其他实例包括磺基琥珀酸盐，例如磺基丁二酸钠二辛酯。其他实例包括肌氨酸盐，例如月桂酰肌氨酸钠。当存在阴离子表面活性剂时，其用量可为组合物的0.1至5wt％，优选为1至3wt％。
在存在阴离子表面活性剂的情况下，阴离子表面活性剂的总量与烷氧基化物的总量的重量比可以小于1。例如，阴离子表面活性剂的总量与烷氧基化物的总量的重量比可为1:1至1:10，优选为1:2至1:8。
清洁组合物包含水。水可以组合物的至少50wt％，优选至少60wt％，更优选至少70wt％，且还更优选至少75wt％或80wt％的量存在。
清洁组合物可以进一步包含有机助溶剂，例如，乙二醇醚或醇助溶剂。然而，在使用有机助溶剂的情况下，有机助溶剂以小于15wt％，优选小于10wt％的量使用。在一个实施方式中，清洁组合物包含0至10wt％的乙二醇醚溶剂。
清洁组合物的其他任选组分可以包括螯合剂、杀虫剂和/或增溶剂。
现在参考附图的图1、图2和图3。图1、图2和图3示出了用于本发明的方法的实施方式的部件清洗机的不同视图。
首先转到图1，该附图提供了部件清洗机10的三维视图。部件清洗机10包括接触式储液器30形式的接触区。储液器30的底座40设置有排水通道25，排水通道25提供与位于接触式储液器下方的分离壳体的流体连通。部件清洗机10包括喷嘴50。
参考图2和图3。图2是图1的部件清洗机10的示意性截面图，其更详细地示出了接触式储液器30和分离壳体20。图3是图2中所示的接触式储液器30和分离壳体20的三维视图。从图2可以看出，接触式储液器30的底座40设置在与水平面成一定角度。这有助于通过排水通道25排出容纳在储液器30中的液体。如上所述，分离壳体20与排水通道25流体连通并且位于储液器30下方。
出口70设置在分离壳体20的侧壁中。出口70与过滤器壳体80流体连通。过滤器90位于出口70内并且延伸到过滤器壳体80中。过滤器壳体80可以经由连接器联接至泵100。泵100可操作以将液体从分离壳体20通过过滤器90泵入过滤器壳体80中并通过喷嘴50流出。
分离壳体20的底座可以与废物收集单元110流体连通。还可以提供泵120，该泵120可操作以将分离单元20中包含的液体排放到废物中。
在操作中，分离壳体20可通过导管130充满水性液体清洁组合物的新鲜来源，水性液体清洁组合物包含至少一种烷氧基化物表面活性剂。可以操作泵100以将液体组合物通过过滤器90吸入，进入过滤器壳体80，然后通过喷嘴50排出。喷嘴50可以被引导到待清洁的部件上，例如汽车部件上。液体组合物与部件之间的接触发生在接触式储液器30中。液体清洁组合物在与部件接触之前不被加热。因此，接触步骤在环境温度下发生。液体组合物中的烷氧基化表面活性剂有助于从部件表面分离污染物。如果需要，可以擦洗该部件以帮助除去例如，部件表面的油脂和其他污染物。
包含来自部件的油性和颗粒污染物的用过的液体组合物流经排水通道25，并流回到分离壳体20中。分离壳体20可以处于环境温度。在分离壳体20中，液体组合物在分离壳体20中分离以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相。下层颗粒相可经由排水通道140积聚在废物收集单元110中。
出口70设置成从分离壳体20中吸出中间水相。因此，通过操作泵100，中间水相可被再使用以清洁接触式储液器30中的其他金属部件。通过调整水性液体清洁组合物和/或控制分离步骤的温度，最初溶解或分散在液体中的油性成分作为上层油相分离出来，而颗粒成分作为下层颗粒相分离。通过以这种方式从中间水相中分离出这种油状和颗粒组分，可以改善中间水相的寿命，从而使该组合物可以再使用更多次循环。
然而，最终可能需要更换液体组合物。这可以通过例如，通过撇沫从分离壳体20去除上层油相来完成。废物收集单元110的内容物也可以被去除和处理。然后，可以操作泵120以去除分离壳体20的内容物，以作为其他应用的洗涤剂制剂进行处理或再使用。
在本说明书的整个说明书和权利要求书中，词语“包括”和“包含”及其变型表示“包括但不限于”，并且它们不旨在(并且不)排除其他组件、整数或步骤。在本说明书的整个说明书和权利要求书中，单数形式包括复数形式，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则本说明书应理解为涵盖复数以及单数。
结合本发明的特定方面、实施方式或实施例描述的特征、整数、特性或基团应被理解为适用于本文所述的任何其他方面、实施方式或实施例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合进行组合，除了组合之外，其中至少一些这样的特征和/或步骤是相互排斥的。本发明不限于任何前述实施方式的细节。本发明延伸至本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖特征或特征的任何新颖组合，或者如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖步骤或步骤的任何新颖组合。

Claims (22)

1.一种部件清洗方法，包括：
a)使部件在接触区中在小于45摄氏度的温度下与水性液体清洁组合物接触，其中所述水性液体清洁组合物包含至少一种烷氧基化物表面活性剂，所述烷氧基化物表面活性剂是通过单羟基链烷醇或烷基酚与2至20个碳原子的反应制备的乙氧基化非离子表面活性剂，并且其中所述水性液体清洁组合物具有基于所述组合物的总重量的1至20wt％的烷氧基化物表面活性剂的总量；
b)使至少部分所述水性液体清洁组合物从所述接触区进入分离壳体；
c)将所述分离壳体中的所述水性液体清洁组合物分离以形成上层油相、中间水相和下层颗粒相；以及
d)抽出至少一部分所述中间水相以用作所述接触区中的所述水性液体清洁组合物。
2.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中所述分离壳体包括底座部分和出口，所述底座部分配置为有助于所述下层颗粒相通过所述出口被抽出。
3.根据权利要求1或2所述的部件清洗方法，还包括抽出所述下层颗粒相以进行处理。
4.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，所述中间水相的一部分在用作所述接触区中的所述水性液体清洁组合物之前进行过滤。
5.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，被抽出并任选地过滤的所述中间水相是透明的。
6.根据权利要求2所述的部件清洗方法，其中，所述分离壳体包括另一出口，所述另一出口被设置为允许抽出所述中间水相以用作所述接触区中的所述水性液体清洁组合物。
7.根据权利要求6所述的部件清洗方法，其中，过滤器设置在所述另一个出口内或附近。
8.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，使用喷嘴将所述水性液体清洁组合物输送到所述部件上。
9.根据权利要求8所述的部件清洗方法，其中，所述水性液体清洁组合物在至多2000psi的压力下输送到所述部件上。
10.根据权利要求8所述的部件清洗方法，其中，所述水性液体组合物以泡沫的形式输送。
11.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，所述接触区包括浸泡浴。
12.根据权利要求11所述的部件清洗方法，其中，将所述部件和水性液体清洁组合物引入到所述浸泡浴中，并且在所述浸泡浴中使超声波传播通过所述水性液体清洁组合物。
13.根据权利要求11所述的部件清洗方法，其中，将所述部件和所述水性液体清洁组合物引入到所述浸泡浴中，并且将水性液体组合物机械搅拌。
14.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，所述水性液体清洁组合物包含至少两种乙氧基化物表面活性剂。
15.根据权利要求14所述的部件清洗方法，其中，所述水性液体清洁组合物另外包含阴离子表面活性剂。
16.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，所述部件在所述接触区中在10至35摄氏度的温度下与所述水性液体清洁组合物接触。
17.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，分离步骤在10至35摄氏度的温度下进行。
18.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，所述部件包括金属部件。
19.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，将步骤a)至步骤d)重复多个循环。
20.根据权利要求19所述的部件清洗方法，其中，在将步骤a)至步骤d)重复多个循环后，在步骤a)至步骤d)重复另外多个循环之前，将所述分离壳体排空并重新填充新鲜来源的水性液体清洁组合物。
21.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中，在所述接触区中与所述部件接触之前，不加热水性清洁组合物。
22.根据权利要求1所述的部件清洗方法，其中所述至少一种烷氧基化物表面活性剂选自：
(A)每摩尔的醇具有16-20个碳原子和至少12摩尔的环氧乙烷的线性脂肪醇；
(B)乙氧基化的单羟基链烷醇或烷基酚表面活性剂，包含聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物单元；以及
(C)式R1O[CH2CH(CH3)O]X[CH2CH2O]Y[CH2CH(OH)R2]的表面活性剂，其中R1代表具有4-18个碳原子的线性或支链脂族烃基或其混合物，R2代表具有2-26个碳原子的线性或支链脂族烃基或其混合物，x为0.5与1.5之间的值，且y为至少15的值。
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