DE112008002078T5 - Use of foam to increase resistance to gas flow in mine applications and apparatus to deliver it - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes gegen den Gasfluss in einem Hohlraum einer Mine bzw. Grube, umfassend das Abgeben einer Schaumzusammensetzung von einer Vorrichtung, gewählt aus einer Kurzstrebabbauvorrichtung, einer Strebbauvorrichtung, einem Pfeilerextraktor (pillar extractor), einem Teil einer Kurzstrebabbauvorrichtung, einem Teil einer Strebbauvorrichtung und einem Teil eines Pfeilerabbauextraktors, in einen Hohlraum.A method of increasing resistance to gas flow in a cavity of a mine, comprising dispensing a foam composition from a device selected from a short stripping device, a longwall construction device, a pillar extractor, a portion of a short strut removal device, a portion of a longwall construction device and a part of a pillar mining extractor, into a cavity.
Description
Die Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung 60/952,946, angemeldet am 31. Juli 2007, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.The Application claims the priority of US Application 60 / 952,946, filed on July 31, 2007, the entire contents of which are hereby incorporated by reference is recorded.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Kontrolle bzw. Regelung des Gasflusses bzw. Gasströmung in Minenanwendungen. Die vorliegende Erfindung ist während des Abbau- bzw. Grubenbetriebs geeignet, wie während des Schneidens bzw. Schrämmens der Wand, um den Gasfluss zu kontrollieren.The The present invention relates to methods of control gas flow or gas flow in mine applications. The The present invention is during mining operations suitable, such as during cutting or Schrämmens the wall to control the gas flow.
Die Verwendung von Schaum, um Kohlenstaub zu unterdrücken, ist bekannt und umfasst typischerweise das Anwenden einer Schaumzusammensetzung auf eine fallende Kohlenmasse entweder an der Grubenabbauwand bzw. -streb oder an einem Förderübergabepunkt. Es ist auch bekannt, Schaum zu verwenden, um eine temporäre Sperrschicht auf einer Deponie bzw. Aufschüttung bereitzustellen, um die Atmosphäre vor Geruch und dem Verblasen von Abfall zu schützen. Bestimmte Schäume, welche aus Metallionensalzen zusammengesetzt sind, können verwendet werden, um die Erzeugung von Hydrogensulfid zu kontrollieren und zu minimieren. Es ist auch bekannt, einen Schaum bei der Kontrolle von verlassenen Grubenbränden zu verwenden, bei denen der Schaum durch Druck unter die Erde gespritzt bzw. eingeführt werden kann. Der Schaum kann die Verbrennungsluft und Gase, welche die Verbrennungsprodukte sind, verdrängen, kann die aktiven Brandzonen löschen, kann die Wärme von den umgebenden Gesteinsschichten entfernen und kann bekannte chemische Brandbekämpfungsbestandteile ablagern.The Using foam to suppress coal dust is known and typically involves the use of a foam composition on a falling coal mass either on the mine wall or -streb or at a conveyor transfer point. It is Also known to use foam to create a temporary barrier to provide at a landfill or landfill to the atmosphere of smell and blowing garbage to protect. Certain foams made from metal ion salts can be used to generate to control and minimize hydrogen sulfide. It is also known, a foam in the control of abandoned mine fires to use, where the foam is injected by pressure under the ground or can be introduced. The foam can be the combustion air and displace gases, which are the products of combustion, can extinguish the active fire zones, can heat remove from the surrounding rock layers and may well-known Depositing chemical firefighting components.
Während Schaum zur Verwendung bei den obigen verschiedenen Anwendungen vorgeschlagen wurde, gibt es keine Empfehlung, Schaum zur Kontrolle von Gasfluss zu verwenden, d. h. den Widerstand gegen Gasfluss in bestimmten Grubenanwendungen, wie während des aktiven Grubenbetriebs, zu erhöhen. Während des Abbaus von Kohle kann Methan erzeugt werden. Methan ist in der Anwesenheit von ungefähr 12% bis 21% Sauerstoff explosiv, wenn das Methan mit einem Niveau von ungefähr 5% bis ungefähr 15% vorhanden ist. Daher besteht ein Bedarf, die relativen Mengen der Gase (z. B. Sauerstoff und Methan) während des aktiven Grubenbetriebs zu steuern bzw. zu kontrollieren. Typischerweise wird diese Kontrolle durch Ventilationssysteme bereitgestellt. Obwohl Ventilati onssysteme geeignet sind, sind sie teuer und daher besteht ein Bedarf nach einem billigeren Verfahren, die Gase zu kontrollieren.While Foam proposed for use in the above various applications there is no recommendation, foam to control gas flow to use, d. H. the resistance to gas flow in certain Mine applications, such as during active mining operations, to increase. During the mining of coal can Methane be generated. Methane is in the presence of about 12% to 21% oxygen explosive when the methane with a level from about 5% to about 15%. Therefore, there is a need to know the relative amounts of gases (e.g., oxygen and methane) during active mine operation or to control. Typically, this control is done by Ventilation systems provided. Although ventilation systems are suitable are expensive, so there is a need for a cheaper one Process to control the gases.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Verwendung von Schaum, um den Gasfluss innerhalb besonderer Bereiche von bestimmten Grubenanwendungen zu kontrollieren. In einem Gegenstand betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung des Widerstands gegen einen Gasfluss in einem Grubenhohlraum, umfassend das Abgeben einer Schaumzusammensetzung von einer Vorrichtung, gewählt aus einer Kurzstrebabbauvorrichtung, Strebbauvorrichtung, einem Pfeilerextraktor, einem Teil einer Kurzstrebabbauvorrichtung, einem Teil einer Strebbauvorrichtung und einem Teil eines Pfeilerextraktors in einen Hohlraum. Der Ausdruck ”Teil” wird verwendet, um jeden Teil der Vorrichtung oder jeden Unterbestandteil, welcher mit der Vorrichtung zusammenhängt, anzugeben.The The present invention relates to methods of using foam, to the gas flow within specific areas of certain mine applications to control. In one subject, the present invention relates a method for increasing resistance to a Gas flow in a pit cavity comprising dispensing a foam composition from a device selected from a short strut removal device, Longwall construction device, a pillar extractor, a part of a short strut removal device, a part of a longwall construction device and a part of a pillar extractor in a cavity. The term "part" is used around each part of the device or each subcomponent, which associated with the device to indicate.
In einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird während des Grubenbetriebs, wenn die Schneid- bzw. Schrämmeinrichtung (die Einrichtung, die das rohe Erz in situ entfernt) die Abbaustrecke verschiebt, ein „alter Mann” bzw. Bruchraum erzeugt. Abdichtungen werden hinter dem aktiven Ort bzw. Streb in der Nähe des Bruchraums konstruiert, um einen halb abgeschlossenen Bruchraum zu erzeugen. Die Abdichtung kann an geeigneten Quergängen erzeugt werden. Die Abdichtung kann mit einem Rohrleitungssystem ausgestattet sein, so dass ein inertes Gas, wie Stickstoff, eingespeist werden kann, um die Sauerstoffkonzentration herabzusetzen. Schaum kann in den Hohlraum in die Nähe der Abdichtung abgegeben werden, um eine Sperre gegen den Gasfluss (z. B. Methan aus dem Bruchraum oder Sauerstoff aus dem Bruchraum) bereitzustellen.In An object of the present invention is during of mining operations when the cutting or Schrämmeinrichtung (the device removing raw ore in situ) the quarry shifts, creates an "old man" or breakage space. Waterproofing will be behind the active site or near the neighborhood of the fracture space constructed around a semi-closed fracture space to create. The seal can be made on suitable transverse aisles be generated. The seal can be equipped with a piping system be such that an inert gas, such as nitrogen, are fed can be to lower the oxygen concentration. Foam can be discharged into the cavity near the seal, a barrier against the gas flow (eg methane from the fracture space or oxygen from the fracture space).
In einem weiteren Gegenstand kann die Schneid- bzw. Schrämmeinrichtung mit einer oder mehreren Schaumabgabeeinrichtungen ausgestattet sein, wie einer Düse, um den Schaum gemäß der vorliegenden Erfindung in die Nähe der Kopfstrecke (head gate) oder der Fußstrecke (tail gate) zu richten, um eine Sperre für den Gasfluss (z. B. Methan aus dem Bruchraum oder Sauerstoff aus dem Bruchraum) bereitzustellen.In Another object may be the cutting or Schrämmeinrichtung be equipped with one or more foam dispensers, as a nozzle to the foam according to the present invention in the vicinity of the head (head gate) or the tail (tail gate) to a Block for the gas flow (eg methane from the fracture space or oxygen from the fracture space).
Gemäß eines Gegenstandes zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, den Methananteil an einer Fußstrecke um wenigstens 0,1 Gew.-% zu reduzieren. In diesem Zusammenhang zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, den Methangehalt an einer Fußstrecke um einen Anteil in dem Bereich von ungefähr 0,1% bis ungefähr 1 Gew.-% zu reduzieren. Zu sätzlich zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, den Methangehalt an einer Fußstrecke um einen Anteil in dem Bereich von ungefähr 0,2% bis ungefähr 0,8 Gew.-% oder von ungefähr 0,3% bis ungefähr 0,6% und im Allgemeinen um eine Menge von ungefähr 0,4% bis ungefähr 0,5% zu reduzieren.According to one aspect, the present invention contemplates the methane portion of a Walking distance to reduce at least 0.1 wt .-%. In this regard, the present invention contemplates reducing the methane content on a walkway by a proportion in the range of about 0.1% to about 1% by weight. In addition, the present invention contemplates reducing the methane content on a walkway by a proportion in the range of about 0.2% to about 0.8% by weight, or from about 0.3% to about 0.6%, and in the Generally, to reduce from about 0.4% to about 0.5%.
Der Schaum wird mit einer Geschwindigkeit und in einer Menge abgegeben, die ausreichend sind, um den Hohlraum zu füllen, welcher durch die Abdichtung in der Nähe des Bruchraums erzeugt wurde. Der Schaum wird so ausgewählt, dass er eine Verweilzeit aufweist, welche geeignet ist, zusätzliche Grubenarbeitsabläufe zu erzielen. Zum Beispiel wird der Schaum eine Verweilzeit von wenigstens einigen Stunden, oder einem Tag, oder einigen Tagen, oder einer Woche, oder einigen Wochen, oder einem Monat, oder einigen Monaten, oder einem Jahr, oder einigen Jahren aufweisen. Anders gesagt, sollte die Verweildauer eine Halbwertszeit (die Dauer, nach welcher eine Hälfte des anfänglichen Volumens des Schaums zurückbleibt) in der Größenordnung von wenigstens 50 Stunden aufweisen, vorzugsweise ungefähr 100 Stunden, geeignet ungefähr 200 Stunden, obwohl größere Zeiten wie 300, 400, 500, 600, 700, 1000 Stunden oder mehr in Betracht gezogen werden.Of the Foam is released at a rate and in quantity, which are sufficient to fill the cavity, which created by the seal near the fracture space has been. The foam is selected to have a residence time which is suitable, additional mine work procedures to achieve. For example, the foam will have a residence time of at least a few hours, or a day, or a few days, or one Week, or a few weeks, or a month, or a few months, or a year, or a few years. In other words, should the residence time is a half-life (the duration after which a Half of the initial volume of the foam remains) on the order of at least 50 hours have, preferably about 100 hours, suitable about 200 hours, though larger Times like 300, 400, 500, 600, 700, 1000 hours or more are considered become.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Während
die Verfahren der vorliegenden Erfindung auf eine Vielzahl von Grubenverfahren
anwendbar sind, nimmt man an, dass es bei den Pfeilerabbau-, Kurzstrebabbau-
und Strebbau-Verfahren besonders wirksam ist. Bei diesen Verfahren
wird die Reserve bzw. der Vorrat
Bezug
nehmend insbesondere auf
Während
die Richtung des Abbaus in die durch den Pfeil
Beim
Vervollständigen der Ausrichtung der Abbaustrecken
Bezug
nehmend auf
Zurückkommend
zu
Gemäß der Prinzipien der vorliegenden Erfindung kann die Gasmischung mit niedrigem Sauerstoffgehalt, welche verwendet wird, um den Raum zu inertisieren, auch verwendet werden, um den Schaum zu erzeugen, welcher wiederum verwendet werden kann, um den während des Abbauverfahrens erzeugten, und erbohrten Hohlraum anzufüllen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die Querschlagvolumen. Vor, während oder nach der Konstruktion der Ventilationsüberwachungseinrichtungen, insbesondere Abdichtungen oder Sperrungen, kann es notwendig sein, eine zeitweise oder halbpermanente Behinderung des Gasflusses oder Infiltration in den Hohlraum bereitzustellen, welcher während des Abbauverfahrens erzeugt oder erbohrt werden kann. Demgemäß erwägt die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung bereitzustellen, welche beim geeigneten Mischen mit einem Gas, wie einem Gas mit wenig Sauerstoff oder Stickstoff, zu einem Schaum expandieren kann. Der Schaum kann auf jede geeignete Weise abgegeben werden, so dass der Schaum sich ausdehnt und den Hohlraum zwischen benachbarten Sperren anfüllt und auf diese Weise eine Barriere für die Anwesenheit oder den Fluss jedes Gases bereitstellt.According to the Principles of the present invention may be the low gas mixture Oxygen content, which is used to render the room inert, also be used to generate the foam, which in turn can be used to during the mining process filled and drilled cavity to fill, including, but not limited to cross pass volumes. In front, during or after the construction of the ventilation monitoring equipment, especially seals or closures, it may be necessary a temporary or semi-permanent obstruction of the gas flow or To provide infiltration into the cavity, which during of the mining process can be generated or drilled. Accordingly, considering the present invention to provide a composition which when mixed with a suitable gas, such as a gas with low oxygen or nitrogen, can expand to a foam. The foam can be dispensed in any suitable manner, so that the foam expands and the cavity between adjacent ones Locks up and thus creates a barrier to provides the presence or flow of each gas.
Zusätzlich wäre es, wenn sich der Bruchraum bildet, wünschenswert zu verhindern, dass Gas oder Gasmischungen durch oder von dem Bruchraum zu dem aktiven Grubenbereich geleitet werden, in welchem Leute vorhanden sein können, oder diese zu reduzieren. Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verfügung, den Widerstand gegen den Gasfluss durch einen Bruchraum zu erhöhen, indem ein Schaum in den Hohlraum des Bruchraums eingeführt wird, während dieser geformt wird. In diesem Zusammenhang kann wenigstens eine Abgabedüse an einer oder mehreren der Fußrahmenstruktur des Förderers, der Abbauschildseite, oder dem Abbauschild des Bruchraums fixiert werden. Jede Düse könnte so eingestellt werden, dass die Schaumzusammensetzung abgegeben wird, um einen „Stopfen” zu erzeugen oder eine Decke zu erzeugen und so einen Widerstand gegen den Gasfluss zu erzeugen oder das Volumen zu verdrängen, welches sonst von einem Gas oder einer Gasmischung angefüllt wird.additionally it would be desirable if the fracture space forms to prevent gas or gas mixtures from or from the fracture space to the active pit area where people are present can be, or reduce. Accordingly, presents the present invention provides a method, to increase resistance to gas flow through a fracture space, by introducing a foam into the cavity of the fracture space while this is being shaped. In this context may be at least one dispensing nozzle at one or more the foot frame structure of the conveyor, the dismantling screen, or the degradation image of the fracture space. Every nozzle could be adjusted so that the foam composition is dispensed to produce a "plug" or create a blanket and thus a resistance to the gas flow to generate or displace the volume, which otherwise is filled by a gas or a gas mixture.
In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird während eines Strebbaubetriebes oder eines Kurzstrebabbaubetriebes, eine Schaumzusammensetzung von einem der Fördersysteme, der Kurzstrebabbauvorrichtungen oder der Strebbauvorrichtungen in den Bruchraum abgegeben, wobei die Schaumzusammensetzung bei der Abgabe expandiert und eine Sperre oder einen Widerstand gegen den Gasfluss von oder durch den Haufen des Bruchraums zu einem aktiven Abbauarbeitsplatz bildet. Im Allgemeinen wird ein Gas mit niedrigem Sauerstoffgehalt oder ein inertes Gas, wie Stickstoff, mit der Schaumzusammensetzung vermischt, was dazu führt, dass die Zusammensetzung expandiert, um den gewünschten Schaum zu bilden. Zusätzlich sollte der resultierende Schaum inert, feuerbeständig und/oder nicht brennbar sein. In diesem Bezug kann der Schaum eine Sperre oder einen Widerstand gegen den Methanfluss aus dem Bruchraum zu Bereichen in der Nähe des Bruchraums bereitstellen. Alternativ oder gleichzeitig kann der Schaum eine Sperre oder Widerstand für den Hauptventilationsfluss des Gases zu dem Bereich des Bruchraums bereitstellen, was zu der Wirksamkeit der Belüftungslöcher des Bruchraums (GVB) beitragen kann.In An example of the present invention will be described during a longwall mining operation or a short stripping mining operation, a Foam composition of one of the conveyor systems, the Short stripping devices or longwall construction devices in the Fracture delivered, the foam composition in the delivery expands and a barrier or resistance to the gas flow from or through the heap of the break room to an active mining workstation forms. In general, a gas with low oxygen content or an inert gas, such as nitrogen, with the foam composition mixed, causing the composition to expand, to form the desired foam. additionally the resulting foam should be inert, fire resistant and / or not flammable. In this regard, the foam may be a barrier or resistance to methane flow from the fracture space Deploy areas near the breach space. alternative or at the same time the foam can create a barrier or resistance to the main ventilation flow of the gas to the area of the fracture space provide, leading to the effectiveness of the ventilation holes fracture space (GVB).
Bezug
nehmend auf
Die
Schneid- bzw. Schrämmvorrichtung
Typischerweise
ist eine Abbauschildsteuereinrichtung
Die
Schaumzufuhreinrichtung
Die
Schaumerzeugungsvorrichtung
Zu dem Zeitpunkt der Schaumherstellung kann die schaumbare Lösung mit z. B. 400 bis 500 psig durch eine den Fluss kontrollierende Öffnung mit einer vorbestimmten Flussrate gepumpt werden. Stromabwärts der den Fluss der Flüssigkeit steuernden Öffnung wird das Gas eingespeist und mit dem flüssigen Strom vermischt. Dies kann erzielt werden, indem eine Gasöffnung verwendet wird, um den Fluss auf die gleiche Weise wie auf der Flüssigkeitsseite des Systems zu steuern. Nachdem die zwei Ströme miteinander kombiniert wurden, wird die Mischung durch einen Ausgang, wie einem Schlauch, geleitet, welcher eine daran befestigte Verteilungsdüse aufweisen kann oder nicht. Der Schaum kann dann über die zu bedeckende Fläche verteilt werden, indem die Schlauchdüse manuell oder automatisch (oder ferngesteuert) gerichtet wird. Ähnlich kann der Auslass auch in eine Mehrkanalverzweigung zur Verteilung gerichtet werden. Die Kanalverzweigung bzw. Rohrverzweigung kann abhängig von ihrer Größe und der Durchflussrate des Schaums verwendet werden, um den Schaum entweder manuell oder mechanisch (d. h. ferngesteuert) zu verteilen.To At the time of foam production, the foamable solution with z. 400 to 500 psig through a flow-controlling orifice be pumped at a predetermined flow rate. downstream the opening controlling the flow of liquid the gas is fed and mixed with the liquid stream. This can be achieved by using a gas port is going to make the flow in the same way as on the liquid side to control the system. After the two streams together combined, the mixture is passed through an exit, such as a Hose, passed, which has a distribution nozzle attached thereto may or may not have. The foam can then over the to be covered area are distributed by the hose nozzle directed manually or automatically (or remotely). Similar The outlet can also be used in a multi-channel branching for distribution be directed. The channel branch or pipe branch can depending on their size and flow rate of the foam can be used to either manually or the foam distributed mechanically (that is, remotely controlled).
Aus
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung einen Schaum zur Verfügung, welcher durch die Verfahren der Erfindung erzeugt wurde. Der resultierende Schaum ist insbesondere als eine Sperrschicht geeignet. Vorzugsweise zeigt der Schaum der Erfindung die folgenden Eigenschaften: die Verweilzeit des Schaums ist sehr lang (langsam) und kann verlängert werden, indem die Konzentration erhöht wird (d. h. das Verdünnungsverhältnis verringert wird); die Festigkeit bzw. Steifheit des Schaums weist die Fähigkeit auf, die vertikale Oberfläche des Materials des Bruchraums oder das Abdichtmaterial zu bedecken, das Verharren bzw. die Ausdauer des Schaums ist ausgezeichnet.Of Furthermore, the present invention provides a foam, which was generated by the methods of the invention. The resulting Foam is particularly suitable as a barrier layer. Preferably The foam of the invention exhibits the following properties: the Residence time of the foam is very long (slow) and can be prolonged by increasing the concentration (i.e. Dilution ratio is reduced); the strength Stiffness of the foam has the ability to vertical surface of the material of the fracture space or to cover the sealing material, the persistence or endurance of the Foam is excellent.
Der Schaum kann mit jeder geeigneten Rate abgegeben werden, obwohl es bevorzugt ist, den Schaum schnell abzugeben. In diesem Zusammenhang kann der Schaum mit einer Rate zwischen ungefähr 100 Gallonen je Minute (gpm) bis ungefähr 1200 gpm abgegeben werden. In einigen Ausführungsformen kann der Schaum mit einer Geschwindigkeit zwischen ungefähr 200 gpm bis ungefähr 1000 gpm, oder zwischen ungefähr 400 gpm bis ungefähr 800 gpm, oder zwischen ungefähr 500 gpm bis ungefähr 700 gpm und ungefähr 600 gpm abgegeben werden.Of the Foam can be dispensed at any suitable rate, though it is preferred to deliver the foam quickly. In this context The foam can be at a rate between about 100 gallons per minute (gpm) to about 1200 gpm delivered. In some embodiments, the foam may include a Speed between about 200 gpm to about 1000 gpm, or between about 400 gpm to about 800 gpm, or between about 500 gpm to about 700 gpm and about 600 gpm.
Der Schaum wird eine Verweildauer von wenigstens einigen Stunden, oder einem Tag, oder einigen Tagen, oder einer Woche, oder einigen Wochen, oder einem Monat, oder einigen Monaten, oder einem Jahr oder einigen Jahren aufweisen. Anders gesagt sollte die Verweildauer eine Halbzeit (die Zeit, nachdem eine Hälfte des anfänglichen Volumens des Schaums zurückbleibt) in der Größenordnung von wenigstens ungefähr 50 Stunden, vorzugsweise ungefähr 100 Stunden, geeignet ungefähr 200 Stunden liegen, obwohl längere Zeiten wie 300, 400, 500, 600, 700, 1000 Stunden oder mehr in Erwägung gezogen werden.Of the Foam will have a residence time of at least a few hours, or a day, or a few days, or a week, or a few weeks, or a month, or a few months, or a year or some Years. In other words, the length of stay should be halftime (the time after one half of the initial one Volume of the foam remaining) on the order of magnitude of at least about 50 hours, preferably about 100 hours, suitably about 200 hours, though longer times such as 300, 400, 500, 600, 700, 1000 hours or more.
In einer Ausführungsform zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, dass während des Abbaubetriebs und nach dem Abgeben des Schaums, der Methangehalt an einer Fußstrecke um wenigstens 0,1 Gew.-% reduziert werden kann. In diesem Zusammenhang zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, den Methangehalt an einer Fußstrecke um einen Anteil in dem Bereich von 0,1% bis ungefähr 1 Gew.-% zu reduzieren. Zusätzlich zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, den Methangehalt an einer Fußstrecke um eine Menge zu reduzieren, in dem Bereich von ungefähr 0,2 bis 0,8 Gew.-%, oder von ungefähr 0,3% bis ungefähr 0,6% und im Allgemeinen um eine Menge von ungefähr 0,4% bis 0,5%.In an embodiment of the present invention Consider that during the mining operation and after discharging of the foam, the methane content at a walking distance at least 0.1 wt .-% can be reduced. In this context, the present invention, the methane content at a walking distance by a proportion in the range of 0.1% to about 1 % By weight. In addition, the present pulls Invention, the methane content at a walking distance to reduce a lot, in the range of about 0.2 to 0.8% by weight, or from about 0.3% to about 0.6% and generally by an amount of about 0.4% 0.5%.
Eine Vielzahl von Schaumzusammensetzungen sind bekannt und es wird in Betracht gezogen, dass viele Zusammensetzungen für die gewünschte Anwendung geeignet sind. Im Allgemeinen sollte die Schaumzusammensetzung in der Lage sein, an den gewünschten Ort geführt zu werden, sollte eine ausreichende Steifheit aufweisen, um seine Intaktheit und Kontinuität über einen Zeitraum zu behalten, der notwendig ist, um der gewünschten Funktion zu dienen und sollte eine ausreichend lange Verweilzeit besitzen, so dass vertikale und nicht horizontale Oberflächen bedeckt werden können. Typischerweise sollte der Schaum eine Steifheit aufweisen, dass er seine Intaktheit für wenigstens einige Stunden, oder einen Tag, oder einige Tage, oder eine Woche, oder einige Wochen, oder einen Monat, oder einige Monate, oder ein Jahr, oder einige Jahre beibehält. Es ist auch wünschenswert, dass der Schaum biologisch abbaubar und nicht toxisch ist, so dass, wenn die Mine geschlossen wird oder zu einem anderen Zeitpunkt, wenn die Sperre nicht länger erforderlich ist, der Schaum keinen unerwünschten Einfluss auf die Umwelt ausübt. Die Schaumzusammensetzung kann so zusammengesetzt sein, dass sie chemische Kontrollmittel für Verbindungen, wie Wasserstoffsulfid, enthält, welche vorhanden sein können oder während der Arbeit in der Mine erzeugt werden können. Der Schaum kann auch auf eine Weise zusammengesetzt werden, dass ein Puffern der Säure oder der Basizität des Wassers ermöglicht wird, welches vorhanden ist.A Variety of foam compositions are known and it is in Considered that many compositions for the desired application are suitable. In general, should the foam composition will be able to match the desired Place to be guided, should have sufficient rigidity exhibit its intactness and continuity over to keep a period that is necessary to the desired Function to serve and should have a sufficiently long residence time possess, so that vertical and not horizontal surfaces can be covered. Typically, the foam should have a stiffness that he is intact for at least a few hours, or a day, or a few days, or a week, or a few weeks, or a month, or a few months, or a year, or a few years. It is also desirable that the foam be biodegradable and is not toxic, so if the mine is closed or at another time, if the lock is no longer is required, the foam no unwanted influence to the environment. The foam composition can do so be composed of chemical control agents for Contains compounds such as hydrogen sulfide, which are present or while working in the mine can be generated. The foam can also work in a way be compounded that buffering the acid or the basicity of the water is made possible, which is available.
Im Zusammenhang mit diesen Gegenständen werden nachfolgend einige beispielhafte Schaumzusammensetzungen beschrieben. Ein Fachmann auf dem Gebiet wird jedoch verstehen, dass diese Zusammensetzungen nur beispielhaft sind und die Schaumzusammensetzung eine Vielzahl von Bestandteilen enthalten können, so dass die Schaumzusammensetzungen die obigen Gegenstände erzielen.In the context of these objects, some exemplary foam compositions will be described below. One skilled in the art will understand, however, that these compositions are exemplary only and the foam composition is a variety of components so that the foam compositions achieve the above objects.
Ein Beispiel einer Schaumzusammensetzung, welche in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet ist, umfasst einen Schaum, hergestellt aus einer wässrigen Zusammensetzung, umfassend in einem ungefähr 1:1-Molverhältnis (A) einen anionischen oberflächenaktiven Stoff und (B) ein Carbonsäuresalz, R2 COOM1, wobei R2 eine Alkylgruppe ist, enthaltend von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und M1 ein einwertiges Kation ist. Der anionische oberflächenaktive Stoff kann ein Sulfat sein mit der Formel wobei -OR eine Alkoxy-, Alkylenoxy- oder Alkaryloxygruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylpolyethergruppe ist, wobei R' eine Alkylgruppe ist, enthaltend von 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, R'' H oder eine Alkylgruppe ist, enthaltend bis zu 4 Kohlenstoffatomen, wie H oder CH3, und n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, vorzugsweise von 3 bis 6; und wobei M ein einwertiges Kation ist. M kann ein Alkalimetallion, das Ammoniumion oder Alkyl-substituiertes oder Hydroxylalkyl-substituiertes Ammonium sein.An example of a foam composition useful in the process of the present invention comprises a foam prepared from an aqueous composition comprising in an approximately 1: 1 molar ratio (A) an anionic surfactant and (B) a carboxylic acid salt, R 2 COOM 1 wherein R 2 is an alkyl group containing from 8 to 30 carbon atoms and M 1 is a monovalent cation. The anionic surfactant may be a sulfate having the formula wherein -OR is an alkoxy, alkylenoxy or alkaryloxy group having 10 to 20 carbon atoms or an alkylpolyether group wherein R 'is an alkyl group containing from 10 to 20 carbon atoms, R "is H or an alkyl group containing up to 4 carbon atoms, such as H or CH 3 , and n is an integer from 1 to 12, preferably from 3 to 6; and where M is a monovalent cation. M can be an alkali metal ion, the ammonium ion, or alkyl-substituted or hydroxyalkyl-substituted ammonium.
Wenn M ein Alkalimetall ist, ist es Natrium, Kalium oder Lithium. Wenn M ein Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen-substituiertes Ammonium ist, weist es im Allgemeinen bis zu 6 und vorzugsweise bis zu 3 Kohlenstoffatome auf. Geeignete Alkylgruppen umfassen Methyl-, Ethyl-, Isopropyl-, etc. radikale. Geeignete Hydroxyalkylgruppen umfassen Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, etc. radikale. Beispiele von substituierten Ammoniumradikalen sind Mono-, Di- und Tri-Alkylammoniumradikale, welche 1-3 Kohlenstoffatome in jeder Substituentgruppe enthalten, und Mono-, Di- und Tri-Alkanolammoniumgruppen, welche 2-3 Kohlenstoffatome in jedem Substituenten aufweisen. Substituierte Ammoniumgruppen umfassen Mono-, Di- und Triethanolammoniumradikale.If M is an alkali metal, it is sodium, potassium or lithium. If M is an alkyl- or hydroxyalkyl-substituted ammonium, it generally has up to 6 and preferably up to 3 carbon atoms on. Suitable alkyl groups include methyl, ethyl, isopropyl, etc. radical. Suitable hydroxyalkyl groups include hydroxyethyl, Hydroxypropyl, etc. Radicals. Examples of substituted ammonium radicals are mono-, di- and tri-alkylammonium radicals having 1-3 carbon atoms in each substituent group, and mono-, di- and tri-alkanolammonium groups, which have 2-3 carbon atoms in each substituent. substituted Ammonium groups include mono-, di- and triethanolammonium radicals.
Typische R'-Konstituenten umfassen Alkyle, wie Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl, etc.; Alkenylgruppen, wie 1-Dodecenyl, 1-Tetradecenyl, 2-Hexadecenyl, etc.; und Alkarylgruppen, wie Dodecylbenzol, Isopropylnaphthalen, Hexadecyltetraethoxy, etc.typical R 'constituents include alkyls such as decyl, dodecyl, tetradecyl, Hexadecyl, octadecyl, etc .; Alkenyl groups such as 1-dodecenyl, 1-tetradecenyl, 2-hexadecenyl, etc .; and alkaryl groups, such as dodecylbenzene, isopropylnaphthalene, Hexadecyl tetraethoxy, etc.
Alternativ kann der anionische oberflächenaktive Stoff ein Sulfonat sein, mit der Formel wobei R1 eine Alkyl-, eine Alkylen- oder Alkarylgruppe ist, welche von 10 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, und wobei M ein einwertiges Kation ist, welches oben weiter beschrieben ist. Typische R1-Substituenten umfassen Alkyle, wie Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl, etc.; Alkenylgruppen, wie 1-Dodecenyl, 1-Tetradecenyl, 2-Hexadecenyl, etc.; und Alkarylgruppen, wie Dodecylbenzenen, Isopropylnaphtalen, etc.Alternatively, the anionic surfactant may be a sulfonate having the formula wherein R 1 is an alkyl, an alkylene or alkaryl group containing from 10 to 20 carbon atoms and wherein M is a monovalent cation further described above. Typical R 1 substituents include alkyls such as decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, etc .; Alkenyl groups such as 1-dodecenyl, 1-tetradecenyl, 2-hexadecenyl, etc .; and alkaryl groups such as dodecylbenzene, isopropylnaphthalene, etc.
Oberflächenaktive Sulfonatstoffe, die zur Verwendung in der Erfindung bevorzugt sind, umfassen Kaliumdodecylsulfonat, Natrium 1-Dodecenylsulfonat, Natriumdodecylbenzensulfonat, Ammoniumiospropylnaphthalensulfonat etc. Vorzugsweise umfassen die Sulfonate Natrium-α-olefinsulfionat, eine Mischung, bestehend im Wesentlichen aus C12- und C14-α-Olefinradikalen.Surfactant sulfonates preferred for use in the invention include potassium dodecylsulfonate, sodium 1-dodecenylsulfonate, sodium dodecylbenzenesulfonate, ammoniumiospropylnaphthalene sulfonate, etc. Preferably, the sulfonates comprise sodium alpha-olefin sulfonate, a mixture consisting essentially of C 12 and C 14 alpha -Olefinradikalen.
Oberflächenaktive Sulfonatstoffe, welche zur Verwendung in der Erfindung bevorzugt sind, umfassen Alkylsulfonate, wie Natriumlaurylsulfat; Alkenylsulfate, wie Kalium 1-dodecylsulfat, Alkarylsulfate, wie Ammoniumdodecylbenzensulfat; und Alkylpolyethersulfate, wie Natriumoctodecyltetraethoxysulfat. Geeignete Sulfate umfassen die Alkylpolyethersulfate. Gemischte Sulfonate und/oder Sulfate, d. h. Mischungen aus Sulfonaten oder Mischungen aus Sulfaten oder Mischungen aus Sulfonaten und Sulfaten mit unterschiedlichen Substituenten, können auch verwendet werden.Sulfonate surfactants which are preferred for use in the invention include alkyl sulfonates such as sodium lauryl sulfate; Alkenyl sulfates such as potassium 1-dodecyl sulfate, alkaryl sulfates such as ammonium dodecylbenzene sulfate; and alkyl polyether sulfates such as sodium octadecyl tetraethoxy sulfate. Suitable sulfates include the alkyl polyether sulfates. Mixed sulfonates and / or sulfates, ie mixtures of sulfonates or mixtures of sulfates or mixtures of sulfonates and sulfates with different sub can also be used.
Bei einigen Anwendungen kann es erwünscht sein, Sulfonate und/oder Sulfate zu verwenden, welche als den R- oder R'-Substituenten ein Heteroatom-haltiges Radikal aufweisen. Zusätzlich zu den Kohlenstoff- und Wasserstoffgruppen kann Sauerstoff in der Form von Carboxyl-, Ether- oder Estergruppen vorhanden sein. Der anionische oberflächenaktive Stoff kann in der Zusammensetzung der Erfindung in Konzentrationen in dem Bereich von ungefähr 10 bis 30% und im Allgemeinen ungefähr 15 bis 25% vorhanden sein, bezogen auf das gesamte Trockengewicht der Zusammensetzung.at In some applications it may be desirable to use sulfonates and / or To use sulfates which are as the R or R 'substituent Having heteroatom-containing radical. In addition to the Carbon and hydrogen groups can be oxygen in the form of carboxyl, ether or ester groups. The anionic surfactant may be in the composition of Invention in concentrations in the range of about 10 to 30% and generally about 15 to 25% present be based on the total dry weight of the composition.
Schäume, die wie beschrieben hergestellt wurden, scheinen eine lange Lebensdauer aufzuweisen, im Vergleich mit wässrigen Schäumen im Allgemeinen, und besitzen eine Steifheit, die der von Zuckerwatte ähnlich ist. Daher können die Schäume auf eine unregelmäßige, raue oder geneigte Oberfläche aufgebracht werden, auf welcher sie ihre Integrität und Kontinuität erhalten.foams, made as described seem to have a long life in comparison with aqueous foams in general, and have a stiffness similar to that of cotton candy is. Therefore, the foams may be on an irregular, rough or inclined surface are applied, on which they maintain their integrity and continuity.
Einer der zwei Hauptbestandteile der Schaumzusammensetzung, welche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein anionisches oberflächenaktives Sulfonat oder Sulfat mit der jeweiligen Formel, wie oben angegeben und definiert. R, R' und R1 sind relativ große Gruppen, welche 10 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele von Alkylgruppen für R, R' und R1 sind Lauryl, Myristyl, Palmityl und Stearyl. Beispiele der Alkylengruppen für OR und für R1 sind C10- bis C16-α-Olefine. Beispiele von Alkarylgruppen für OR und R1 sind Decylbenzol, Dodecylbenzol und Propylnapthalin. Beispiele für Alkylpolyethergruppen sind und solche, die von kommerziellen homologen Mischungen abgeleitet werden, wobei R' z. B. Mischungen aus C10- und C12- oder C12- und C14-Alkylgruppen sein kann und n verschiedene ganze Zahlen sein kann, innerhalb der angegebenen Bereiche. Bevorzugte -OR-Gruppen sind Alkylenoxygruppen, insbesondere α-Olefine, enthaltend von 10 bis 14 Kohlenstoffatome, und Alkylbenzyloxy, wobei die Alkylgruppe von 10 bis 16 Kohlenstoffatome enthält.One of the two major components of the foam composition used in accordance with one embodiment of the present invention is an anionic sulfonate surfactant or sulfate having the particular formula as defined and defined above. R, R 'and R 1 are relatively large groups containing 10 to 20 carbon atoms. Examples of alkyl groups for R, R 'and R 1 are lauryl, myristyl, palmityl and stearyl. Examples of the alkylene groups for OR and for R 1 are C 10 - to C 16 -α-olefins. Examples of alkaryl groups for OR and R 1 are decylbenzene, dodecylbenzene and propylnaphthalene. Examples of alkylpolyether groups are and those derived from commercial homologous mixtures, where R 'z. B. mixtures of C 10 - and C 12 - or C 12 - and C 14 alkyl groups may be and n may be different integers, within the ranges indicated. Preferred -OR groups are alkyleneoxy groups, especially alpha-olefins containing from 10 to 14 carbon atoms, and alkylbenzyloxy wherein the alkyl group contains from 10 to 16 carbon atoms.
Bezüglich des Carbonsäuresalzes ist R2 vorzugsweise eine geradkettige Alkylgruppe, und kann eine mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen sein. Beispiele von Alkylgruppen für R2 sind Pelargonyl, Lauryl, Myristyl, Palmityl, Stearyl und dergleichen.With respect to the carboxylic acid salt, R 2 is preferably a straight-chain alkyl group, and may be one having 8 to 20 carbon atoms. Examples of alkyl groups for R 2 are pelargonyl, lauryl, myristyl, palmityl, stearyl and the like.
M1 ist ein einwertiges Kation, welches Wasserlöslichkeit bereitstellt, wie die Alkalimetalle, wie Natrium, Kalium oder Lithium; Ammonium oder substituiertes Ammonium. Natrium, Kalium und Ammonium sind für M1 geeignet.M 1 is a monovalent cation which provides water solubility such as the alkali metals such as sodium, potassium or lithium; Ammonium or substituted ammonium. Sodium, potassium and ammonium are suitable for M 1 .
Die Mischung wird hergestellt, indem einfach das anionische oberflächenaktive Sulfat oder Sulfonat und das Carbonsäuresalz in Wasser zusammengebracht werden. Einer oder mehrere der Bestandteile können in situ geformt werden. Zum Beispiel kann das Carbonsäuresalz in situ geformt werden, indem die Carbonsäure und die gewünschte Base zugegeben werden. Erwärmen kann notwendig sein, um die Lösung bequem zu erzielen.The Mixture is made by simply adding the anionic surfactant Sulfate or sulfonate and the carboxylic acid salt in water be brought together. One or more of the ingredients may be in be formed in situ. For example, the carboxylic acid salt be formed in situ by the carboxylic acid and the desired Base are added. Heating may be necessary to achieve the solution comfortably.
Der pH-Wert der Zusammensetzung sollte neutral bis leicht alkalisch sein, mit einem pH-Wert zwischen ungefähr 7,5 bis ungefähr 8,5. Kombinationen von Sulfonat und Sulfat können eingesetzt werden, obwohl im Allgemeinen das eine oder das andere verwendet wird.Of the pH of the composition should be neutral to slightly alkaline be, with a pH between about 7.5 to about 8.5. Combinations of sulphonate and sulphate can be used although one or the other is generally used becomes.
Von dem Gesichtspunkt des Formens des Schaums aus sollte die Konzentration der Kombination in Wasser in dem Bereich von so wenig wie ungefähr 1 Gew.-% bis zu ungefähr 30 Gew.-% liegen. Von dem Gesichtspunkt der Lagerung und des Transports aus, sollte eine Konzentration die Handhabung größerer Mengen an Wasser vermeiden. Die Konzentration kann dann mit Wasser an dem Ort der Verwendung verdünnt werden. Zu dem Zeitpunkt der Schaumherstellung sollte die Konzentration der kombinierten Schaumbildner, A und B, vorzugsweise zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 3 Gew.-% betragen.From From the point of view of shaping the foam should be the concentration the combination in water in the range of as little as about 1 wt .-% up to about 30 wt .-% are. From the point of view storage and transportation, a concentration should be Avoid handling larger quantities of water. The concentration can then be used with water at the place of use be diluted. At the time of foam production The concentration of combined foaming agents, A and B, should preferably be between about 1 to about 3 wt .-% amount.
Zu
dem Zeitpunkt der Schaumherstellung kann die flüssige Zusammensetzung
bei z. B. mit 400 bis 500 psig durch eine schaumerzeugende Vorrichtung
Der Schaum kann dann auf der zu bedeckenden Fläche verteilt werden. Ähnlich kann der Auslass in eine Mehrrohrverzweigung zur Verteilung gerichtet sein. Diese Rohrverzweigung kann abhängig von der Größe und der Flussrate des Schaums verwendet werden, um den Schaum zu verteilen.Of the Foam can then be spread on the surface to be covered become. Similarly, the outlet may be in a multi-manifold branch be directed to distribution. This pipe branch can be dependent used by the size and flow rate of the foam be used to spread the foam.
Der Grad der Härte des Wassers, welches verwendet wird, um den Schaum gemäß dem vorliegenden Verfahren herzustellen, kann eine Wirkung auf die Lebensdauer des resultierenden Schaums besitzen. Demzufolge kann in Situationen, in denen der Grad der Härte des Wassers, welches zur Herstellung der Zusammensetzung in Konzentrationsform oder an dem Ort erhältlich ist, eine nachteilige Wirkung auf den gewünschten Schaum ausüben kann, ein Wasserhärtesteuerungsmittel in die Zusammensetzung eingeführt werden, um das in dem Wasser vorhandene Calcium und/oder Magnesium zu binden. Beispiele geeigneter Härtesteuermittel sind Ethyldiamintetraessigsäure, Natrium- und Kaliumtripolyphosphat und Polyacrylate. Die Menge des verwendeten Härtesteuermittels wird, wie gut bekannt ist, durch den Grad der Härte des bestimmten vorhandenen Wassers bestimmt und dem Ausmaß, um das der Grad der Härte verringert werden soll. Kaliumtripolyphosphat ist ein beispielhaftes gewünschtes Härtesteuerungsmittel.Of the Degree of hardness of the water that is used to produce the foam according to the present process, can have an effect on the life of the resulting foam have. Consequently, in situations where the degree of Hardness of the water used to make the composition is available in concentration form or at the place one exert adverse effect on the desired foam may, a water hardness control agent in the composition be introduced to the calcium present in the water and / or to bind magnesium. Examples of suitable hardness control agents are ethyldiaminetetraacetic acid, sodium and potassium tripolyphosphate and polyacrylates. The amount of hardness control agent used is, as is well known, by the degree of hardness of the certain existing water and the extent around which the degree of hardness should be reduced. potassium is an exemplary desired hardness control agent.
Ein Verdickungsmittel/Dispersionsmittel kann in die Zusammensetzung eingeführt werden, welche in Schaum umgewandelt werden soll, und ein Beispiel geeigneter Verdickungsmittel/Dispersionsmittel sind polymere Acrylate, welche als Verdickungsmittel/Dispersionsmittel verkauft werden, wie Acrysol ICS-1 und Acrysol A-3 von Rohm & Haas Company.One Thickener / dispersant may be incorporated into the composition which are converted into foam and an example of suitable thickeners / dispersants are polymeric acrylates which are used as thickeners / dispersants sold, such as Acrysol ICS-1 and Acrysol A-3 from Rohm & Haas Company.
Ein weiteres Beispiel einer Zusammensetzung, welche beim Herstellen der Schaumzusammensetzungen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sein kann, kann ein hydrolysiertes Keratinprotein, eine modifizierte Stärke, ein Eisenionbestandteil und ein Dispersionsmittel enthalten.One Another example of a composition, which in manufacturing the foam compositions for use in the present invention may be a hydrolyzed keratin protein, a modified starch, an iron ion component and a dispersant contain.
Der Proteinbestandteil der Zusammensetzung kann ein hydrolysiertes Keratinprotein enthalten. Das hydrolysierte Keratinprotein kann trocken sein, wie das, welches z. B. von Insutria Suma Ltda. (Brasilien) oder in Lösung von anderen Quellen, z. B. Croda Kerr (England), Angus Fire (Kanada), National Foam (US) erhältlich ist. Das in den Zusammensetzungen verwendete Keratinprotein kann von Tierhufen und Hörnern abgeleitet sein. Andere geeignete Quellen von Protein können auch bestimmt und verwendet werden.Of the Protein component of the composition may be a hydrolyzed keratin protein contain. The hydrolyzed keratin protein may be dry, such as that which z. From Insutria Suma Ltda. (Brazil) or in solution from other sources, e.g. Croda Kerr (England), Angus Fire (Canada), National Foam (US) is available. That in the compositions Keratin protein used can be derived from animal hooves and horns be derived. Other suitable sources of protein may be also be determined and used.
Die Zusammensetzung kann auch Stärke enthalten, wie Stärke, welche modifiziert wurde, um ihre anionische Eigenschaft zu entfernen. Stärke in ihrem natürlichen anionischen Zustand kann unerwünscht sein, da es zu der Instabilität der Schaumzusammensetzung beiträgt, indem sie mit anderen Bestandteilen reagiert, insbesondere dem kationischen Eisenionbestandteil, wie unten erläutert, was zu einer unzufriedenstellenden Schaumerzeugung und Leistung führt.The Composition may also contain starch, such as starch, which has been modified to remove its anionic property. Starch in its natural anionic state can be undesirable because it leads to instability the foam composition contributes by being with others Components, in particular the cationic iron ion component, as explained below, resulting in unsatisfactory foam generation and performance leads.
Die modifizierte Stärke der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet werden, dass sie unter Verwendung bekannter Verfahren hydroxyalkyliert wurde. Dieses Verfahren besitzt die Wirkung, anionische Eigenschaften aus der Stärke zu entfernen. Geeignete hydroxyalkylierte Stärken können fertig von kommerziellen Quellen erworben werden, z. B. National Starch (Instant Pure-Flo F) oder Cerestar (Instant Gelex). In einer Ausführungsform ist die Stärke hydroxypropyliert.The modified strength of the invention may be characterized be hydroxyalkylated using known methods has been. This method has the effect of anionic properties to remove from the starch. Suitable hydroxyalkylated Strengths can be finished from commercial sources be acquired, z. National Starch (Instant Pure-Flo F) or Cerestar (Instant Gelex). In one embodiment the starch hydroxypropylated.
Des Weiteren ist die Stärke der Erfindung vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Amylopektingehalt aufweist, welcher den Amylosegehalt überschreitet, d. h. ein Amylopektingehalt von wenigstens ungefähr 75%. Wünschenswerterweise enthält die Stärke zwischen ungefähr 90% bis ungefähr 100% Amylopektin, und besonders bevorzugt wenigstens ungefähr 99% Amylopektin. Stärkehaltige geeignete Amylopektingehalte können von wachshaltigem Mais oder wachshaltiger Hirse abgeleitet werden, erhalten von kommerziellen Quellen, z. B. National Starch & Chemical oder Cerestar. Des Weiteren können Mischungen aus einer oder mehreren Stärken von diesen oder anderen Quellen, welche Stärke mit dem geeigneten Amylopektingehalt bereitstellen, in der Erfindung eingesetzt werden. Aus Bequemlichkeit wird die Stärke vorzugsweise vorgelatinisiert, unter Vermeidung hoher Temperatur, hohem Druck, Kochen, um ein Gelieren oder Löslichkeit zu erzielen.Of Furthermore, the strength of the invention is preferably thereby characterized in that it has an amylopectin content which exceeds the amylose content, d. H. an amylopectin content of at least about 75%. Desirably contains the strength between about 90% to about 100% amylopectin, and more preferred at least about 99% amylopectin. starchy suitable amylopectin levels may be from waxy maize or waxy millet derived from commercial Sources, e.g. National Starch & Chemical or Cerestar. Furthermore, mixtures of one or several strengths from these or other sources which Provide starch with the appropriate amylopectin content, be used in the invention. For convenience, the Starch preferably pregelatinized, avoiding high temperature, high pressure, boiling, to gel or solubility to achieve.
Die Mischung der Erfindung kann auch ein Eisenionbestandteil enthalten. Das Eisen(II)ion kann in der Form von Eisen(II)sulfat (FeSO4) vorliegen. Das Eisen(II)sulfat kann von kommerziellen Quellen erhalten werden, und liegt vorzugsweise in der Form von Eisen(II)sulfatheptahydrat (FeSO4·7H2O) vor. Andere Quellen von Eisen(II)ion oder Eisen(II)sulfat können, wenn gewünscht, eingesetzt werden.The mixture of the invention may also contain an iron ion component. The iron (II) ion can be found in the Form of iron (II) sulfate (FeSO 4 ) are present. The ferrous sulfate can be obtained from commercial sources and is preferably in the form of ferrous sulfate heptahydrate (FeSO 4 .7H 2 O). Other sources of ferrous ion or ferrous sulfate may be used if desired.
Gegebenenfalls können Dispersionsmittel zugegeben werden, um die Dispersion der Bestandteile zu verstärken. Solche Dispersionsmittel sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt und schränken die vorliegende Erfindung nicht ein. Beispiele geeigneter Dispersionsmittel umfassen Natriumlignosulfat und Ammoniumlignosulfat, welche kommerziell erhältlich sind, z. B. Natriumlignosulfat (kommerziell erhältlich als Maraperse N-22 von Lignotech USA, Inc.). Alternativ können trockene Dispersionsmittel fertig ausgewählt werden.Possibly Dispersants may be added to the dispersion reinforce the ingredients. Such dispersants are well known and restricted to those skilled in the art not the present invention. Examples of suitable dispersants include sodium lignosulfate and ammonium lignosulfate, which are commercially available are available, for. B. sodium lignosulfate (commercial available as Maraperse N-22 from Lignotech USA, Inc.). Alternatively, dry dispersants can be readily selected become.
Sofern erwünscht, kann ein Geruchsmittel zugegeben werden, um den Geruch zu überdecken, welcher mit dem Protein verbunden ist, das in der Mischung eingesetzt wird. Ein Beispiel eines Geruchsmittels ist Zimt, welches in der Form von Zimtöl vorliegen kann, dispergiert auf einem festen Substrat, z. B. Polymerkugeln. Dieses Geruchmittel ist kommerziell z. B. von Horizon Chemical, Newark, Del. (Katalog Nr. 2620) erhältlich. Andere geeignete Geruchsmittel, die die Eigenschaft des Schaums nicht beeinflussen, können fertig bestimmt werden und von Fachleuten auf dem Gebiet substituiert werden.Provided desired, an odorant can be added to to mask the odor associated with the protein is that is used in the mixture. An example of an odorant is cinnamon, which may be in the form of cinnamon oil, dispersed on a solid substrate, e.g. B. polymer beads. This Odorant is commercially available z. From Horizon Chemical, Newark, Del. (Catalog No. 2620) available. Other suitable odorants, which can not influence the property of the foam be determined and substituted by experts in the field become.
Die Zusammensetzung kann auch eine Menge eines Modifiziermittels für den pH-Wert enthalten, welche ausreichend ist, um eine konzentrierte, schaumbare Lösung bereitzustellen und Schaum mit einem pH-Wert von zwischen ungefähr 6,25 bis ungefähr 7, und noch bevorzugter ungefähr 6,5 bereitzustellen. Wie bei den anderen hier beschriebenen Bestandteilen kann ein geeignetes Modifiziermittel für den pH-Wert einfach von Fachleuten auf dem Gebiet ausgewählt werden, und kann in der trockenen Form zu der oben beschriebenen Mischung oder in flüssiger Form zu dem flüssigen Konzentrat oder der hier beschriebenen schäumbaren Lösung zugegeben werden. Ein geeignetes Modifiziermittel für den pH-Wert ist Ammoniumhydroxid.The Composition may also contain a quantity of a modifier for contain the pH sufficient to give a concentrated, provide foamable solution and foam with a pH from between about 6.25 to about 7, and more preferably about 6.5. As in The other ingredients described herein may have a suitable Modifiers for the pH simply by professionals can be selected in the field, and can be dry Form to the mixture described above or in liquid Form to the liquid concentrate or the foamable described here Solution can be added. A suitable modifier for the pH is ammonium hydroxide.
Optional kann ein Biozid zugegeben werden, um die Zersetzung der Mischung oder des Konzentrats durch Bakterien zu verhindern. Jede Anzahl an Bioziden kann verwendet werden, wie Kathon (Rohm und Haas, Co.), Nipacide BK, Nipacide BCP oder Nipacid MX (Nipa Laborstories). Geeignete Mengen des Biozids können einfach von einem Fachmann auf dem Gebiet bestimmt und eingestellt werden.optional A biocide may be added to decompose the mixture or concentrate by preventing bacteria. Every number biocides can be used, such as Kathon (Rohm and Haas, Co.), Nipacide BK, Nipacide BCP or Nipacid MX (Nipa Laboratories). suitable Volumes of the biocide can be easily obtained by a specialist determined and adjusted in the area.
Wenn gewünscht, kann die Fließeigenschaft des Schaums durch Zugabe kleiner Mengen von Schaumverstärkern modifiziert werden, wodurch bestimmte Schaumanwendungen glatter und wirkungsvoller gestaltet werden können, ohne die Alterung zu beeinträchtigen. Geeignete Schaumverstärker sind gut bekannt und können einfach von Fachleuten auf dem Gebiet ausgewählt werden. Zum Beispiel kann ein Modifizierer Glykolether umfassen, von denen Fachleute auf dem Gebiet viele bekannt sind und ein Beispiel wie dieser ist Diethylenglykolmonobutylether.If desired, the flow characteristic of the foam can modified by adding small amounts of foam boosters which makes certain foam applications smoother and more effective can be used without affecting aging. Suitable foam boosters are well known and are capable Simply be selected by professionals in the field. For example, a modifier may include glycol ethers, of which Professionals in the field are well known and an example like this is diethylene glycol monobutyl ether.
In einem Gegenstand stellt die vorliegende Erfindung eine trockene Mischung bereit, welche bei Verdünnung verwendet werden kann, um eine Konzentration der Erfindung herzustellen. Alternativ kann die trockene Mischung der Erfindung verdünnt werden und direkt zur Erzeugung von Schaum der Erfindung verwendet werden. Solch eine trockene Mischung ist aus verschiedenen Gründen vorteilhaft. Zum Beispiel erlaubt die trockene Mischung die Verringerung des Lagervolumens und der Transportkosten im Vergleich mit flüssigereren Zusammensetzungen.In One object of the present invention is a dry one Mixture ready, which are used in dilution can to produce a concentration of the invention. alternative For example, the dry mix of the invention can be diluted and used directly to produce foam of the invention. Such a dry mix is for a variety of reasons advantageous. For example, the dry mix allows the reduction storage volume and transport costs compared to more liquid ones Compositions.
Die trockene Mischung der Erfindung enthält die Bestandteile, die oben beschrieben sind. Geeigneterweise ist das hydrolysierte Keratinprotein in einer Menge zwischen ungefähr 15% bis ungefähr 20 Gew.-% vorhanden, und noch bevorzugter ungefähr 19 Gew.-% der Mischung. Die modifizierte Stärke ist in einer Menge zwischen ungefähr 25% bis ungefähr 50 Gew.-% vorhanden, und bevorzugter ungefähr mit 30 Gew.-%. Der Eisen(II)ionenbestandteil ist in einer Menge zwischen ungefähr 6% bis ungefähr 8 Gew.-% vorhanden. Ein Fachmann auf dem Gebiet kann diese Prozentanteile einfach einstellen, sofern notwendig, abhängig von der Quelle des Eisen(II)ions. Wenn die Quelle z. B. Eisen(II)sulfatheptahydrat ist, kann es in einer Menge zwischen ungefähr 30% bis ungefähr 40 Gew.-% vorhanden sein, und noch bevorzugter mit ungefähr 37 Gew.-%. Im Allgemeinen ist das Dispersionsmittel in der trockenen Mischung in einer Menge zwischen ungefähr 10% bis ungefähr 15 Gew.-% vorhanden. Die Menge des Dispersionsmittels kann jedoch einfach abhängig von der ausgewählten Verbindung bzw. den Verbindungen eingestellt werden. Wenn das Dispersionsmittel z. B. Ammoniumlignosulfat oder Natriumlignosulfat ist, ist das Dispersionsmittel vorzugsweise in einer Menge von 12 Gew.-% vorhanden.The dry blend of the invention contains the ingredients which are described above. Suitably, this is hydrolyzed Keratin protein in an amount between about 15% to about 20% by weight, and more preferably about 19% by weight of the mixture. The modified starch is in in an amount between about 25% to about 50% by weight, and more preferably about 30% by weight. The iron (II) ion component is in an amount between about From 6% to about 8% by weight. A specialist on the Territory can easily adjust these percentages, if necessary, depending on the source of iron (II) ions. If the source z. B. ferrous sulfate heptahydrate, it may be in an amount between about 30% to about 40% by weight, and more preferably at about 37% by weight. In general, it is the dispersant in the dry mixture in an amount between about From 10% to about 15% by weight. The amount of dispersant However, it can be easily dependent on the selected one Connection or the connections are set. If the dispersant z. Ammonium lignosulfate or sodium lignosulfate, is the dispersant preferably in an amount of 12% by weight.
Geeignete Mengen der optionalen Bestandteile, welche oben beschrieben wurden, und in die trockene Mischung der Erfindung aufgenommen werden können, können einfach von einem Fachmann auf dem Gebiet bestimmt werden. Alternativ können ein oder mehrere dieser optionalen Bestandteile, z. B. ein Glykolether, wie gewünscht bei der Verdünnung der trockenen Mischung zugegeben werden.Suitable amounts of the optional ingredients described above and in the dry Mixtures of the invention can be readily determined by one skilled in the art. Alternatively, one or more of these optional ingredients, e.g. For example, a glycol ether may be added as desired in the dilution of the dry mixture.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein wässriges Konzentrat zur Verfügung, welches durch Verdünnung mit Wasser zu einer schaumbaren Lösung führt, welche geeignet ist, um einen Schaum der Erfindung zu erzeugen. Der modifizierte Stärkebestandteil, wenn er in dem wässrigen Konzentrat der Erfindung eingesetzt wird, dient als ein schützendes Kolloid, welches beim Schutz des Eisen(II)ionenbestandteils vor Oxidation während des Transports und der Lagerung dient, auch wenn es Umgebungsluft ausgesetzt ist. Daher ist das Konzentrat der Erfindung stabil und geeignet für den Transport und die Lagerung in wässriger Form.In Another embodiment provides the present invention an aqueous concentrate available which by dilution with water to a foamable solution which is suitable to a foam of the invention to create. The modified starch ingredient, if he is used in the aqueous concentrate of the invention, serves as a protective colloid, which protects of the iron (II) ion component from oxidation during the Transport and storage, even when exposed to ambient air is. Therefore, the concentrate of the invention is stable and suitable for transport and storage in aqueous Shape.
Das Konzentrat der Erfindung enthält mindestens ungefähr 2% bis ungefähr 8 Gew.-% hydrolysiertes Keratinprotein, ungefähr 1% bis ungefähr 7,5 Gew.-% modifizierter Stärke, wie hier beschrieben; ungefähr 1% bis ungefähr 4 Gew.-% Eisen(II)ion, und ungefähr 1% bis ungefähr 10 Gew.-% Dispersionsmittel und Wasser. Ein Fachmann auf dem Gebiet kann diese Prozentanteile einfach einstellen, abhängig von der Quelle der Bestandteile. Der Eisen(II)ionenbestandteil ist Eisen(II)sulfatheptahydrat, welches in einer Menge zwischen ungefähr 5% bis ungefähr 20 Gew.-% vorhanden ist. Das Konzentrat enthält des Weiteren ausreichende Mengen eines Modifizierers des pH-Wertes, um den pH-Wert des Konzentrats auf zwischen 6,5 bis ungefähr 7,0 einzustellen, und andere gewünschte optionale Bestandteile, wie oben diskutiert.The Concentrate of the invention contains at least about From 2% to about 8% by weight hydrolyzed keratin protein, from about 1% to about 7.5% by weight modified Strength, as described here; about 1% to about 4% by weight of ferrous ion, and about 1% to about 10% by weight of dispersant and water. One One skilled in the art can easily adjust these percentages depending on the source of the ingredients. The iron (II) ion component is iron (II) sulphate heptahydrate, which is present in an amount between about 5% to about 20% by weight. The concentrate also contains sufficient amounts of a Modifier of the pH to the pH of the concentrate between 6.5 to about 7.0, and others desired optional ingredients as discussed above.
Zum Beispiel ist das Geruchsmittel, wenn es in dem Konzentrat vorhanden ist, in einer Menge von bis zu 1 Gew.-% vorhanden, und das Biozid ist in einer Menge zwischen ungefähr 0,1% bis ungefähr 1 Gew.-% des Konzentrats vorhanden. Im Allgemeinen sind eingesetzte Schaumverstärker, wenn sie in dem Konzentrat vorhanden sind, in einer Menge von bis zu 2 Gew.-% vorhanden, und bevorzugter ungefähr mit 0,75% bis ungefähr 2 Gew.-%. Diese Mengen können einfach von Fachleuten auf dem Gebiet eingestellt werden, sofern notwendig.To the An example is the odorant when present in the concentrate is present in an amount of up to 1% by weight, and the biocide is in an amount between about 0.1% to about 1 wt .-% of the concentrate available. In general are used Foaming booster, if present in the concentrate are present in an amount of up to 2% by weight, and more preferably about 0.75% to about 2% by weight. These Quantities can easily be set by professionals in the field if necessary.
Um die schaumbare Lösung herzustellen, wird die trockene Mischung oder alternativ die wässrige Konzentration mit einer geeigneten Menge an Wasser verdünnt. Sofern gewünscht kann die Zusammensetzung der trockenen Mischung oder der Konzentration gemäß der von dem Verbraucher beim Erzeugen des Schaums der Erfindung eingesetzten Verdünnung eingestellt werden. Im Allgemeinen wird eine Konzentration der Erfindung mit einem Verhältnis von zwischen 3 bis 10 Gewichtsteilen Wasser zu 1 Gewichtsteil Konzentrat verdünnt, um eine schäumbare Lösung zu erhalten, mit einer aktiven Konzentration von zwischen 1 bis 5 Gew.-%, und vorzugsweise von 2 bis 4 Gew.-%. Ein Fachmann auf dem Gebiet kann einfach andere gewünschte Konzentrationen und Verdünnungen herstellen, die in den Bereichen und den beschriebenen Anleitungen bereitgestellt wurden.Around To make the foamable solution becomes the dry mixture or alternatively the aqueous concentration with a suitable Diluted amount of water. If desired the composition of the dry mixture or the concentration according to the consumer when producing the foam The dilution used in the invention can be adjusted. In general, a concentration of the invention with a ratio diluted between 3 to 10 parts by weight of water to 1 part by weight of concentrate, to obtain a foamable solution, with a active concentration of between 1 to 5 wt .-%, and preferably from 2 to 4% by weight. A person skilled in the art can simply change others produce desired concentrations and dilutions, provided in the areas and the described instructions were.
In einer Ausführungsform wird eine Konzentration der Erfindung mit ungefähr 6,5 Teilen Wasser zu 1 Teil Konzentrat verdünnt, was zu einer schäumbaren Lösung der Erfindung führt. In einer anderen Ausführungsform wird das gleiche Konzentrat wie oben mit ungefähr 3,75 Teilen Wasser zu 1 Teil Konzentrat verdünnt.In One embodiment will be a concentration of the invention diluted with about 6.5 parts water to 1 part concentrate, resulting in a foamable solution of the invention leads. In another embodiment, the same concentrate as above with about 3.75 parts of water diluted to 1 part concentrate.
Ein weiteres Beispiel einer Zusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist eine Mischung in Wasser, welche (A) ein Natriumsulfonat enthält, mit der allgemeinen Formel wobei R eine Alkyl-, Alkyl- oder Alkarylgruppe ist, enthaltend 10 bis 20 Kohlenstoffatome; (B) eine Carbonsäure R1 COOH, wobei R1 eine Alkylgruppe ist, enthaltend 8 bis 30 Kohlenstoffatomen; (C) Kaliumhydroxid; (D) Kaliumsilikat, so dass die Verhältnisse von C + B bis D ausreichend sind, um die Neutralisation zu vervollständigen, um das Kaliumsalz von B zu bilden und das Verhältnis von B zu A stellt ein Molverhältnis von B zu A von mehr als 1:1 bis zu ungefähr 2:1 bereit; (E) ein nichtionisches, festes, organisches, wasserlösliches Material, wie Saccharose oder Harnstoff, und (F) ein hydroxyliertes Lösungsmittel für das Kaliumsalz von B. Wenn hartes Wasser betroffen ist, kann ein Wasserkonditionierer (G), wie Kaliumtripolyphosphat, enthalten sein.Another example of a composition useful in the present invention is a mixture in water containing (A) a sodium sulfonate having the general formula wherein R is an alkyl, alkyl or alkaryl group containing 10 to 20 carbon atoms; (B) a carboxylic acid R 1 COOH, wherein R 1 is an alkyl group containing 8 to 30 carbon atoms; (C) potassium hydroxide; (D) potassium silicate such that the ratios of C + B to D are sufficient to complete the neutralization to form the potassium salt of B and the ratio of B to A represents a molar ratio of B to A of greater than 1: 1 to about 2: 1 ready; (E) a nonionic, solid, organic, water-soluble material, such as sucrose or urea, and (F) a hydroxylated solvent for the potassium salt of B. When hard water is involved, a water conditioner (G), such as potassium tripolyphosphate, may be included.
Die Zusammensetzung ist ein Resultat des Mischens der Bestandteile (A) bis (F) in Wasser, so dass die Identität bestimmter der Bestandteil in der resultierenden Zusammensetzung verloren gehen kann durch, z. B. Ionenaustausch und Neutralisation. Bestandteil A ist ein Natriumsulfonat mit der definierten Formel. Es ist das oberflächenaktive Schäumungsmittel. Vorzugsweise ist A ein Natrium-α-olefinsulfonat, enthaltend von 10 bis 20 Kohlenstoffatome, insbesondere eine Mischung, enthaltend prinzipiell 14 bis 16 Kohlenstoffatome.The composition is a result of mixing the ingredients (A) to (F) in water, so that the identity of certain of the ingredient in the resulting composition may be lost by, e.g. B. ion exchange and neutralization. Component A is a sodium sulfonate having the defined formula. It is the surfactant foaming agent. Preferably, A is a sodium α-olefinsulfonate containing from 10 to 20 carbon atoms, especially a mixture containing principally 14 to 16 carbon atoms.
Carbonsäure (Bestandteil B) stellt bei der Neutralisation seines Kaliumsatzes das schäumende Seifenmittel bereit. R ist eine geradkettige Alkylgruppe, enthaltend von 8 bis 20 Kohlenstoffatome, insbesondere Stearin und Palminsäuren. In solch einer Mischung können die relativen Proportionen von Stearinsäure zu Palminsäure zwischen ungefähr 45 bis ungefähr 55 des ersteren zu zwischen ungefähr 55 und ungefähr 45 Gew.-% des letzteren, vorzugsweise ungefähr 50:50 liegen.carboxylic acid (Component B) provides in the neutralization of its potassium the foaming soap product ready. R is a straight-chain one Alkyl group containing from 8 to 20 carbon atoms, in particular stearin and palmic acids. In such a mixture can the relative proportions of stearic acid to palmitic acid between about 45 to about 55 of the former to between about 55 and about 45% by weight the latter, preferably about 50:50.
Um den gewünschten Kaliumionengehalt zu formen, können zwei Quellen verwendet werden: Bestandteil C, Kaliumhydroxid, und Bestandteil D, Kaliumsilicat. Silicat wird z. B. zur Minimierung der Carbonsäuresalzausfällung benötigt. Wenn Kaliumsilicat als eine Quelle zum Neutralisieren des Kaliumions verwendet wird, tritt jedoch die Ausfällung eines komplexen Silicats auf. Wie oben ausgeführt, ist das Verhältnis von C plus D zur Carbonsäure (B) ausreichend, um die Neutralisation im Wesentlichen zu vervollständigen, um das Kaliumsalz von B zu bilden. Das Verhältnis von C zu D wird jedoch so sein, dass zwischen ungefähr 50% bis 90% der Kaliumbase von dem Kaliumhydroxid (C) und ungefähr 50% bis 10% der Kaliumbase von dem Kaliumsilicat (D) bereitgestellt wird. Das bevorzugte Molverhältnis beträgt 4 mol Kaliumbase von dem Kaliumhydroxid (C) zu 1 mol Kaliumbase aus dem Kaliumsilicat (D).Around can form the desired potassium ion content two sources are used: ingredient C, potassium hydroxide, and Component D, potassium silicate. Silicate is z. B. for minimization the carboxylic acid salt precipitation needed. If potassium silicate as a source to neutralize the potassium ion However, the precipitation of a complex occurs Silicate on. As stated above, the ratio is from C plus D to the carboxylic acid (B) sufficient to neutralize essentially to complete the potassium salt from B to form. However, the ratio of C to D becomes be such that between about 50% to 90% of the potassium base from the potassium hydroxide (C) and about 50% to 10% of the Potassium base of the potassium silicate (D) is provided. The preferred one Molar ratio is 4 moles of potassium base of the Potassium hydroxide (C) to 1 mol potassium base of the potassium silicate (D).
Um die Steifheit des resultierenden Schaums zu erhöhen, indem der Feststoffgehalt erhöht wird, ohne das ionische Gleichgewicht der Zusammensetzung zu verändern, kann ein festes, nichtionisches wasserlösliches Material, wie Saccharose oder Harnstoff (Bestandteil E) enthalten sein. Saccharose ist aufgrund der Verweildauer, der physikalischen Konzentrateigenschaften und der Schaumsteifheit bevorzugt.Around to increase the stiffness of the resulting foam by the solids content is increased without the ionic balance Changing the composition can be a solid, nonionic water-soluble material, such as sucrose or urea Be contained (component E). Sucrose is due to the residence time, physical concentrate properties and foam stiffness prefers.
Die Viskosität des Konzentrats beträgt vorzugsweise ungefähr 200–300 cps bei 30°C, so dass es einfach in einem Bulklager/Verdünnungssystem gehandhabt werden kann. Schließlich wird der Bestandteil F, ein Lösungsmittel für das Kaliumsalz von Carbonsäure (B) zugegeben. Dies ist im Allgemeinen ein hydroxycyclisches Lösungsmittel, wie Methanol, Isopropanol, Ethylenglycol, Propylenglycol, Glycolether und dergleichen. Unter diesen sind Glycolether bevorzugt, insbesondere Ethylenglycol und Monobutylether und Diethylenglycolmonobutylether, insbesondere das letztere.The Viscosity of the concentrate is preferably about 200-300 cps at 30 ° C, so that it simply handled in a bulk storage / dilution system can be. Finally, the component F becomes a solvent for the potassium salt of carboxylic acid (B) was added. This is generally a hydroxycyclic solvent, such as methanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycol ethers and the same. Among them, glycol ethers are preferable, in particular Ethylene glycol and monobutyl ether and diethylene glycol monobutyl ether, especially the latter.
Der Grad der Härte des Wassers, welches verwendet wird, um die Zusammensetzung herzustellen, sowohl die konzentrierte als auch die verdünnte Form, kann eine Wirkung auf die Ausdauer und die Qualität des resultierenden Schaums haben. Um Wasser mit verschiede nen Graden an Härte von unterschiedlich zur Verfügung stehenden Quellen zu verwenden, kann ein Härtesteuermittel, Bestandteil G, enthalten sein. Härtesteuermittel, wie Ethylendiamintetraessigsäure oder Kaliumphosphate, können verwendet werden, Kaliumtripolyphosphat, ein bekanntes Dispersionsmittel ist jedoch bevorzugt, da es die physikalischen Eigenschaften des Konzentrats verbessert. Bei der Herstellung des Konzentrats wird das Härtesteuermittel (G) vorzugsweise zu dem Wasser zugegeben, unmittelbar auf die Zugabe des Natrium-α-olefinsulfonats (A).Of the Degree of hardness of the water that is used to to produce the composition, both the concentrated and the The diluted form can have an effect on stamina and the quality of the resulting foam. To water with different degrees of hardness of different available stationary sources, a hardness control agent, Component G, be included. Hardness control agents, such as ethylenediaminetetraacetic acid or potassium phosphates, may be used potassium tripolyphosphate, however, a known dispersant is preferred since it is the physical properties of the concentrate improved. In the Preparation of the concentrate becomes the hardness control agent (G) preferably added to the water immediately after the addition of sodium α-olefinsulfonate (A).
Bezug wurde oben auf proportionale Verhältnisse unter bestimmten Bestandteilen genommen. Im Allgemeinen sind die Verhältnisse der Bestandteile, auf einer wasserfreien Basis und in Bezug auf die Gewichtsprozent, bezogen das kombinierte Gewicht der Bestandteile A bis F: (A) von ungefähr 15 bis ungefähr 20%, vorzugsweise ungefähr 18–19%; (B) von ungefähr 25 bis ungefähr 35%, vorzugsweise ungefähr 30–32%; (C) von ungefähr 2 bis ungefähr 8%, vorzugsweise ungefähr 5–6%; (D) von ungefähr 2 bis ungefähr 5%, vorzugsweise ungefähr 3–4%; (E) von ungefähr 15 bis ungefähr 30%, vorzugsweise ungefähr 23–24%, und (F) von ungefähr 10 bis ungefähr 15%, vorzugsweise ungefähr 13–14%.reference was up on proportional ratios under certain Taken ingredients. In general, the relationships are of the ingredients, on an anhydrous basis and in relation to the percent by weight, based on the combined weight of the ingredients A to F: (A) from about 15 to about 20%, preferably about 18-19%; (B) of about 25 up to about 35%, preferably about 30-32%; (C) from about 2 to about 8%, preferably about 5-6%; (D) from about 2 to about 5%, preferably about 3-4%; (E) from about 15 to about 30%, preferably about 23-24%, and (F) of about 10 to about 15%, preferably about 13-14%.
In der bevorzugten Konzentration ist auch Kaliumtripolyphosphat (G) in einer Menge zwischen ungefähr 3 bis 7%, vorzugsweise ungefähr 5–6% enthalten, bezogen auf das kombinierte Gewicht der Bestandteile A–G.In the preferred concentration is also potassium tripolyphosphate (G) in an amount between about 3 to 7%, preferably about 5-6%, based on the combined Weight of ingredients A-G.
Bezug wurde auch auf die Herstellung der Zusammensetzung als eine Konzentration mit der nachfolgenden Verdünnung mit Wasser zur Schaumerzeugung genommen, normalerweise an dem Ort der Verwendung. Das Konzentrat kann eine Konzentration der Bestandteile A–F in Bezug auf das Gewicht auf einer wasserfreien Basis von zwischen ungefähr 10 bis ungefähr 40%, vorzugsweise ungefähr 23–31%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Konzentrats, aufweisen. Zur Erzeugung des Schaums kann solch ein Konzentrat mit ungefähr 7 bis ungefähr 8 Volumen Wasser je Volumenkonzentrat verdünnt werden, um eine Konzentration der Bestandteile A–F in Bezug auf das Gewicht auf einer wasserfreien Basis von zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 6%, vorzugsweise 3 bis 4%, bezogen auf das Gesamtgewicht der verdünnten Zusammensetzung aufweisen.Reference was also made to the preparation of the composition as a concentration with the subsequent dilution with water for foam generation, normally at the point of use. The concentrate may have a concentration of the components A-F by weight on an anhydrous basis of between about 10 to about 40%, preferably about 23-31%, based on the total weight of the concentrate. To produce the foam, such a concentrate may be diluted with about 7 to about 8 volumes of water per volume concentrate to achieve a concentration of the ingredients A-F by weight on an anhydrous basis of from about 1 to about 6%, preferably 3 to 4%, based on the total weight of the diluted composition.
Der Schaum wird aus der verdünnten Zusammensetzung durch Rühren in Anwesenheit von Gas, vorzugsweise einem anderen inerten Gas als Luft, sowie Stickstoff, wie oben beschrieben erzeugt.Of the Foam is made from the diluted composition by stirring in the presence of gas, preferably an inert gas other than Air, and nitrogen, as described above generated.
Ein weiteres Beispiel einer Schaumzusammensetzung, die in Verbindung mit dem vorliegenden Verfahren verwendet werden kann, ist eine thixotrope Zusammensetzung, die einen anionischen oberflächenaktiven Stoff auf Sulfonat- oder Sulfatbasis, eine Fettsäure, einen thixotropen Verdicker, ein Acrylsäurepolymer und eine Basis enthält. Die Zusammensetzung enthält wahlweise einen Wasserweichmacher.One Another example of a foam composition used in conjunction can be used with the present method is a thixotropic Composition containing an anionic surfactant Sulphonate or sulphate-based substance, one fatty acid, one thixotropic thickener, an acrylic acid polymer and a base contains. The composition optionally contains a water softener.
Die anionischen oberflächenaktiven Stoffe sind Alkyl-, Alkylen-, Alkaryl- und Alkylpolyethersulfonate und Sulfate, wie oben beschrieben. Die Fettsäuren sind solche mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen. Die thixotropen Verdicker sind solche, die aus Acrylsäure-alkoxylierten Methacrylestern bestehen und die Basen sind Alkanolamine.The anionic surfactants are alkyl, alkylene, Alkaryl and alkyl polyether sulfonates and sulfates as described above. The fatty acids are those having 14 to 18 carbon atoms. The thixotropic thickeners are those that are alkoxylated from acrylic acid Methacrylic esters exist and the bases are alkanolamines.
Der Fettsäurebestandteilwirkt in Kombination mit dem oberflächenaktiven Stoff, um die Schaumaktivität bereitzustellen. Die Fettsäuren können jede von denen aufweisen, die ungefähr 8 bis ungefähr 30 Kohlenstoffatome aufweisen. Im Allgemeinen sind Fettsäuren mit 10-20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 14-18 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Typische Fettsäuren, die vorzugsweise in der Erfindung verwendet werden, umfassen Decanoinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palminsäure, Stearinsäure, etc. Die bevorzugten Fettsäuren sind Myristinsäure, Palminsäure und Stearinsäure. Kombinationen von Fettsäuren mit Kohlenstoffgehalten innerhalb des obigen Bereichs können auch in der Erfindung verwendet werden. Eine besonders bevorzugte Fettsäure ist Stearinsäure mit kommerzieller Güte, bei welcher es sich um eine Mischung aus Fettsäuren handelt und vorzugsweise einer Mischung aus Palminsäure und Stearinsäure.Of the Fatty acid ingredient works in combination with the surfactant Fabric to provide the foam activity. The fatty acids can have any of those that are about Have from 8 to about 30 carbon atoms. In general are fatty acids with 10-20 carbon atoms and preferably with 14-18 carbon atoms preferred. Typical fatty acids, which are preferably used in the invention include decanoic acid, Lauric, myristic, palmitic, Stearic acid, etc. The preferred fatty acids are myristic, palmitic and stearic. Combinations of fatty acids with carbon contents within of the above range can also be used in the invention become. A particularly preferred fatty acid is stearic acid commercial grade, which is a mixture from fatty acids and preferably a mixture from palmitic acid and stearic acid.
Die Fettsäure ist im Allgemeinen in den Zusammensetzungen der Erfindung mit Konzentrationen von wenigstens 5% vorhanden und kann in Mengen von so viel wie 30% vorhanden sein, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Zusammensetzung. Die Fettsäurenkonzentration liegt vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 25 Gew.-% und besonders bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 10–20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Zusammensetzung.The Fatty acid is generally in the compositions of Invention with concentrations of at least 5% and can in amounts of as much as 30%, based on the total dry weight the composition. The fatty acid concentration is preferably in the range of about 5 to about 25% by weight, and more preferably in the range of about 10-20 wt .-%, based on the total dry weight of Composition.
Das thixotrope Verdickungsmittel ist vorhanden, um der Zusammensetzung die Fähigkeit zu verleihen, einen thixotropen Schaum zu erzeugen, d. h. einer der einfach gepumpt werden kann, welcher jedoch stark fließt oder zusammensackt, wenn er steht. Im Allgemeinen kann jedes der thixotropen Polymerverdickungsmittel, die auf dem Markt erhältlich sind, in der Erfindung verwendet werden. Bevorzugte thixotrope Mittel sind jedoch solche, die eine beträchtliche Menge an acrylischer Struktur enthalten und welche in wässrigen alkalischen Lösungen löslich sind. Geeignete thixotrope Verdickungsmittel umfassen die Copolymere von Acrylsäure und Acrylester. Ein bevorzugtes Acrylsäurecopolymerverdickungsmittel ist ein Copolymer von Acrylsäure und Methacrylester, wie alkoxylierter Methacrylester. Die bevorzugtesten thixotropen Verdickungsmittel sind solche, die aus Acrylsäure und ethoxylierten Methacrylester bestehen, wobei der Esteranteil 12-20 Ethoxygruppen aufweist und die Ethoxyverbindung durch eine Alkylgruppe mit 12-20 Kohlenstoffatomen beendet wird. Das Molverhältnis der Acrylsäureeinheiten zu den ethoxylierten Methacrylestereinheiten in diesen Zusammensetzungen liegt vorzugsweise in dem Bereich von 6–10:1. Ein kommerziell erhältliches thixotropes Verdickungsmittel, welches die obige Beschreibung aufweist, ist Acryso|TM|CS-1.The thixotropic thickener is present to provide the composition with the ability to produce a thixotropic foam, ie, one that can be easily pumped, but which will greatly flow or collapse when standing. In general, any of the thixotropic polymer thickeners available on the market can be used in the invention. However, preferred thixotropic agents are those which contain a substantial amount of acrylic structure and which are soluble in aqueous alkaline solutions. Suitable thixotropic thickeners include the copolymers of acrylic acid and acrylic ester. A preferred acrylic acid copolymer thickener is a copolymer of acrylic acid and methacrylic ester, such as alkoxylated methacrylic ester. The most preferred thixotropic thickening agents are those consisting of acrylic acid and ethoxylated methacrylic esters wherein the ester moiety has 12-20 ethoxy groups and the ethoxy compound is terminated by an alkyl group of 12-20 carbon atoms. The molar ratio of the acrylic acid units to the ethoxylated methacrylic ester units in these compositions is preferably in the range of 6-10: 1. A commercially available thixotropic thickener having the above description is Acryso | TM | CS-1.
Das thixotrope Verdickungsmittel ist in den Zusammensetzungen der Erfindung mit relativ hoher Konzentration vorhanden. Es umfasst im Allgemeinen wenigstens 5 und kann so viel wie 25 Gew.-% umfassen, bezogen auf das gesamte Trockengewicht der Zusammensetzung. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das thixotrope Verdickungsmittel mit einer Konzentration in dem Bereich von ungefähr 10–20 Gew.-% vorhanden, bezogen auf das gesamte Trockengewicht der Zusammensetzung.The thixotropic thickener is in the compositions of the invention present with a relatively high concentration. It generally includes at least 5 and may comprise as much as 25% by weight, based on the total dry weight of the composition. In preferred embodiments The invention is the thixotropic thickener with a concentration in the range of about 10-20% by weight, based on the total dry weight of the composition.
Die Zusammensetzungen können ein Acrylsäurepolymer enthalten. Obwohl die Funktion und Betriebsweise dieses Bestandteils nicht vollständig verstanden wird, scheint es, dass das Acrylsäurepolymer als ein Verarbeitungshilfsmittel dient und es ermöglicht, sehr hohe Konzentrationen des thixotropen Verdickungsmittels in die Zusammensetzung einzuführen, ohne dass sich ein Gel bildet. Bevorzugte Acrylsäurepolymere umfassen Polyacrylsäurehomopolymer und Acrylsäurecopolymere, bei welchen die Acrylsäure als der Hauptbestandteil vorhanden ist. Polyacrylsäuren, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind solche mit moderaten Molekulargewichten, d. h. solche in dem Bereich von ungefähr 30.000–100.000, bestimmt durch gewichtsgemittelte Verfahren, und vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 40.000–70.000. Die bevorzugtesten Polyacrylsäuren weisen gewichtsgemittelte Molekulargewichte in dem Bereich von ungefähr 50.000–60.000 auf. Das Acrylsäurepolymer ist im Allgemeinen mit einer Konzentration und von ungefähr 5–20 und vorzugsweise ungefähr 5–15 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Trockengewicht der Zusammensetzung, enthalten.The compositions may contain an acrylic acid polymer. Although the function and mode of operation of this ingredient is not fully understood, it appears that the acrylic acid polymer serves as a processing aid and allows very high concentrations of the thixotropic thickener to be incorporated into the composition without gel formation. Preferred acrylic acid polymers include polyacrylic acid homopolymer and acrylic acid copolymers in which the acrylic acid is present as the main component. Polyacrylic acids suitable for use in the present invention are those having moderate molecular weights, ie, those in the range of about 30,000-100,000 true by weight average methods, and preferably in the range of about 40,000-70,000. The most preferred polyacrylic acids have weight average molecular weights in the range of about 50,000-60,000. The acrylic acid polymer is generally contained at a concentration of about 5-20 and preferably about 5-15% by weight, based on the total dry weight of the composition.
Die Base, die in der vorliegenden Zusammensetzung vorhanden ist, spielt auch eine Rolle. Da die Bestandteile der Erfindung in dem alkalischen pH-Wertbereich arbeiten, ist es wünschenswert, ausreichend Base zuzugeben, um die Säurenbestandteile zu neutralisieren, d. h. die Säurefunktion der Fettsäuren, der thixotropen Verdickungsmittel und des Acrylsäurepolymers.The Base present in the present composition plays also a role. Since the components of the invention in the alkaline pH range work, it is desirable sufficient Add base to neutralize the acid components, d. H. the acidity of fatty acids, thixotropic Thickener and the acrylic acid polymer.
Die Base kann jede wasserlösliche Base sein, die die Wirkung der Zusammensetzung nicht nachteilig beeinflusst. Geeignete Basen sind wasserlösliche einwertige Basen, einschließlich Alkalimetallhydroxide, Ammoniumhydroxid, Amine und Alkanolamine. Geeignete Basen umfassen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Ammoniumhydroxid, primäre, sekundäre und tertiäre Amine, bei denen die Alkylgruppen 1-3 Kohlenstoffatome aufweisen, und Mono-, Di- und Trialkanolamine mit 2-3 Kohlenstoffatomen in jeder Alkanolgruppe. Beispiele geeigneter Amine umfassen Methylamin, Diethylamin, Triethylamin, Isopropylamin, Butylamin, etc. Beispiele der Alkanolamine, die in der Erfindung geeignet sind, umfassen Diethanolamin, Triethanolamin, Monoisopropanolamin, etc. Mischungen dieser Verbindungen können auch in der Erfindung verwendet werden. Geeignete Basen zur Verwendung in der Erfindung sind Ammonium und die niedrigeren Alkanolamine, wie Mono-, Di- und Triethanolamine. Zum Beispiel umfasst eine geeignete Base Triethanolamin und eine Mischung, enthaltend 75–95 Gew.-% Triethanolamin und 5–25 Gew.-% Diethanolamin.The Base can be any water-soluble base that has the effect the composition is not adversely affected. Suitable bases are water-soluble monovalent bases, including Alkali metal hydroxides, ammonium hydroxide, amines and alkanolamines. Suitable bases include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, Ammonium hydroxide, primary, secondary and tertiary Amines in which the alkyl groups have 1-3 carbon atoms, and mono-, di- and trialkanolamines having 2-3 carbon atoms in each alkanol group. Examples of suitable amines include methylamine, Diethylamine, triethylamine, isopropylamine, butylamine, etc. Examples the alkanolamines useful in the invention include diethanolamine, Triethanolamine, monoisopropanolamine, etc. mixtures of these compounds can also be used in the invention. suitable Bases for use in the invention are ammonium and the lower ones Alkanolamines, such as mono-, di- and triethanolamines. For example, includes a suitable base triethanolamine and a mixture containing 75-95% by weight of triethanolamine and 5-25% by weight of diethanolamine.
Die Base ist im Allgemeinen in einer Menge vorhanden, die ausreichend ist, alle Säurebestandteile in der Zusammensetzung zu neutralisieren und den pH-Wert der Zusammensetzung auf einen Wert von wenigstens 7,5 und vorzugsweise auf einen Wert von ungefähr 8–10 anzuheben.The Base is generally present in an amount that is sufficient is to neutralize all acid components in the composition and the pH of the composition to a value of at least 7.5 and preferably to a value of about 8-10 to raise.
Das Wasser, welches zur Verdünnung der schaumerzeugenden Konzentrate vorhanden ist, ist aufgrund der Anwesenheit von Calcium- und Magnesiumsalzen häufig hart. In diesem Zusammenhang kann es wünschenswert sein, einen Wasserweichmacher in die Zusammensetzung einzuführen, um die Härte zu steuern. Obwohl jedes der üblichen Wassererweichungsmittel verwendet werden kann, hat man herausgefunden, dass Polyphosphatsalze zur Verwendung in den Zusammensetzungen der Erfindung besonders geeignet sind. Bevorzugte Polyphosphatsalze sind Alkali- und Ammoniumpolyphosphatsalze. Ein besonders bevorzugtes Erweichungsmittel ist Kaliumtripolyphosphat, aufgrund dessen Fähigkeit bei niedrigen Temperaturen zu funktionieren, wie solche Temperaturen, die bei Winterbetrieben auftreten, bei denen kaltes Wasser verwendet wird. Die Menge des Wassererweichungsmittels hängt von der Härte des Wassers ab, welches zur Erzeugung des Schaums verwendet wird. Das Erweichungsmittel ist im Allgemeinen in einer Menge vorhanden, welche ausreichend ist, um die Härte des Wassers im Wesentlichen zu eliminieren.The Water, which is used to dilute the foam-producing concentrates is present due to the presence of calcium and magnesium salts often hard. In this context, it may be desirable be to introduce a water softener in the composition, to control the hardness. Although each of the usual Water softening agent can be used, it has been found that Polyphosphate salts for use in the compositions of the invention are particularly suitable. Preferred polyphosphate salts are alkali metal and ammonium polyphosphate salts. A particularly preferred emollient is potassium tripolyphosphate, due to its ability to operating at low temperatures, such as those temperatures, that occur in winter farms where cold water is used becomes. The amount of water softening agent depends on the hardness of the water, which is used to produce the foam is used. The emollient is generally in one Amount present, which is sufficient to the hardness of the Substantially eliminate water.
Beim Herstellen des Konzentrats ist es in der Regel bevorzugt, das Einführen unnotwendig großer Mengen an Wasser in die Zusammensetzung zu vermeiden, da dies die Lagerungs- und Transportkosten erhöht. In den konzentrierten Zusammensetzungen ist das Wasser im Allgemeinen in Mengen von ungefähr 40–90%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Konzentrats, vorhanden. Beim Verdünnen des Konzentrats zur Verwendung in Schaumerzeugungsanwendungen wird ausreichend Wasser zu dem Konzentrat zugegeben, um eine Zusammensetzung zu erzeugen, welche bevorzugterweise ungefähr 95 bis ungefähr 99 Gew.-% Wasser und ungefähr 1 bis ungefähr 5 Gew.-% Bestandteile enthält, die kein Wasser sind.At the Producing the concentrate, it is usually preferred to introduce unnecessarily large amounts of water in the composition to avoid, as this increases the storage and transport costs. In the concentrated compositions, the water is generally in amounts of about 40-90%, based on the Total weight of the concentrate, available. When diluting of the concentrate for use in foam production applications sufficient water is added to the concentrate to form a composition to produce, which preferably about 95 to about 99% by weight of water and about 1 to about 5 Wt .-% contains ingredients that are not water.
Die schaumerzeugenden Zusammensetzungen der Erfindung können als Konzentrate hergestellt werden und zur Verwendung von Wasser vermischt werden. Das Mischen wird durchgeführt, indem das Konzentrat und Wasser in einem zirkulierenden System kombiniert werden und die Mischung durch eine Leitung mit einem mit einer kleinen Querschnittsfläche mit einer relativ hohen linearen Geschwindigkeit gedrängt wird. Um verfrühtes Schäumen zu vermeiden, wird die Mischung aus der Leitung mit kleiner Querschnittsfläche in eine Leitung mit einer größeren Querschnittsfläche geführt, wodurch ihre Geschwindigkeit verringert wird, bevor sie in das Hauptteil an Wasser wieder eingeführt wird, welches in dem Mischbehälter enthalten ist.The foam-producing compositions of the invention be prepared as concentrates and for the use of water be mixed. The mixing is done by the concentrate and water combined in a circulating system and mix through a wire with a small one Cross-sectional area with a relatively high linear velocity is urged. To premature foaming To avoid this, the mixture is made from the line with a small cross-sectional area in a conduit with a larger cross-sectional area guided, reducing their speed, before being reintroduced into the main body of water which is contained in the mixing container.
Die
Schaumzusammensetzungen, die für die vorliegende Erfindung
geeignet sind, können jede Art von zellularen geschäumten
Harzen sein. Typische Harze, welche geschäumt werden können,
umfassen Styrol, Acrylonitril-Butadien-Styrol, Polyolefine, Phenole,
Silicone, Urethane und Vinyle. Diese Liste ist jedoch nicht beschränkend,
sondern lediglich erläuternd. Beschreibungen typischer
schäumbarer Harze werden in der Literatur weit verbreitet
gefunden, Beschreibungen der obigen Harze findet man z. B. in der
Jede der oben beschriebenen Schaumzusammensetzungen kann ein Hydrogensulfid-Spülmittel oder Steuermittel enthalten. Das Spül- oder Steuermittel kann eine auf Eisen basie rende Verbindung sein, wie ein Eisen(III)- oder Eisen(II)ion, koordiniert mit einem anionischen Liganden, wie Polyaminocarbonsäure, wie hydrolysierte Proteinschaumkomponenten, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Hydroxyethylethylendiamintetraessigsäure (HEDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) oder Nitrilotriessigsäure. Andere Hydrogensulfidsteuermittel, wie Stickstoffbasen (Amine), können auch verwendet werden.each The foam compositions described above may be a hydrogen sulfide rinse or control means. The rinsing or control agent may be an iron-based compound, such as an iron (III) or iron (II) ion coordinated with an anionic ligand, such as Polyaminocarboxylic acid, such as hydrolyzed protein foam components, Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), hydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid (HEDTA), diethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA) or nitrilotriacetic acid. Other hydrogen sulphide control agents, such as nitrogen bases (amines), can also be used.
Während bestimmte Schaumzusammensetzungen oben beschrieben wurden, nimmt man an, dass es andere Schaumzusammensetzungen gibt, die bei der Ausübung der Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet wären. Andere geeignete Schaumzusammensetzungen sollten einfach abzugeben sein, sollten eine ausreichend hohe Verweildauer (langsam) aufweisen, sollten eine ausreichende Steifheit aufweisen, so dass der Schaum vertikale (und im Wesentlichen vertikale) Oberflächen des Materials des Bruchraums oder des Abdichtungsmaterials bedecken kann, sollten einen ausreichenden Widerstand aufweisen, um den herrschenden Umgebungsbedingungen über einen ausreichenden Zeitraum zu widerstehen und sollten eine ausreichende Absperrung für die Gasströmung bieten.While certain foam compositions have been described above It is believed that there are other foam compositions that are used in the Practice of the methods of the present invention are suitable would. Other suitable foam compositions should To be easy to give away, should be a sufficiently high residence time (slow), should have sufficient rigidity, so that the foam has vertical (and essentially vertical) surfaces of the material of the fracture space or the sealing material can, should have sufficient resistance to the prevailing environmental conditions to withstand a sufficient period of time and should have adequate barriers to provide for the gas flow.
Die vorliegende Erfindung zieht auch die Verwendung der obigen Schäume zur Glasverdrängung vor. In diesem Zusammenhang kann der Schaum in Bereiche in der Nähe von schützenden Strukturen, wie Minenabdichtungen, abgegeben werden, um eine physikalische Trennung der unerwünschten explosiven Gase und der Schutzstruktur bereitzustellen. Es wird in Erwägung gezogen, dass das Bereitstellen eines Schaums in solch einem Ort dazu dienen kann, die Drucklast auf die schützende Struktur durch den Abfall des Explosionsdrucks zu reduzieren.The The present invention also contemplates the use of the above foams to the glass displacement. In this context, the Foam in areas near protective Structures, such as mine seals, are discharged to a physical Separation of unwanted explosive gases and protective structure provide. It is considered that the Providing a foam in such a place can serve the pressure load on the protective structure by the garbage reduce the explosion pressure.
Die folgenden sind nicht beschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung.The The following are non-limiting examples of the present Invention.
Beispiel 1example 1
Ein Querschlag wurde mit einer Abdichtung in der Form eines Kennedy-Panels ohne Türen bereitgestellt, um einen Hohlraum von ungefähr 4000 Fuß3 zu erzeugen. Eine Schaumzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde unter Verwendung von Stickstoffgas erzeugt und in den Hohlraum eingespeist. Der Sauerstoffanteil in dem Kopfraum wurde während des Auffüllens und während der Zersetzung des Schaums gemessen. Zu Beginn des Auffüllens betrug der Sauerstoffgehalt 21%, wie erwartet. Als der Hohlraum ungefähr zu 80% mit Schaum aufgefüllt war, verringerte sich der Sauerstoffgehalt auf ungefähr 10%, und als der Hohlraum gefüllt war, verringerte sich der Sauerstoffgehalt auf ungefähr 0%. Nach ungefähr 200 Stunden enthielt der Hohlraum ungefähr 50% des anfänglichen Volumens des Schaums.A cross pass was provided with a seal in the form of a Kennedy panel with no doors to create a cavity of about 4000 feet 3 . A foam composition according to the present invention was produced using nitrogen gas and fed into the cavity. The oxygen content in the headspace was measured during the filling and during the decomposition of the foam. At the beginning of the replenishment, the oxygen content was 21%, as expected. When the cavity was about 80% filled with foam, the oxygen content decreased to about 10%, and when the cavity was filled, the oxygen content decreased to about 0%. After about 200 hours, the cavity contained about 50% of the initial volume of the foam.
Beispiel 2Example 2
Das Folgende untersuchte die Anwendung von Schaum gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Kopfstrecke. Wie typisch ist, verändert sich der Luftdruck über einen gegebenen Zeitraum, wie einem einzelnen Tag, zwischen einem Maximum und einem Minimum, welche an dem untersuchten Ort zwischen ungefähr 0800 (8 Uhr vormittags) bis 1100 (11 Uhr vormittags) und zwischen ungefähr 1500 (3 Uhr nachmittags) bis ungefähr 1900 (7 Uhr nachmittags) lag. Als ein Ergebnis verringert sich das Volumen an Methan mit der Mine typischerweise mit einer Zunahme des Luftdrucks und umgekehrt. Typischerweise wird ein Stickstoffvolumen kontinuierlich von der Kopfstrecke zu der Fußstrecke geleitet und die Menge in Bezug auf den Luftdruck, um die Menge an Sauerstoff zu reduzieren, welche durch die Abdichtungen geleitet wird.The The following examined the use of foam according to the present invention on the head. As is typical, changed the air pressure over a given period, like a single day, between a maximum and a minimum, which at the location examined between about 0800 (8 o'clock in the morning) until 1100 (11 o'clock in the morning) and between about 1500 (3 pm) until about 1900 (7 pm) was. As a result, the volume of methane decreases with the mine typically with an increase in air pressure and vice versa. Typically, a volume of nitrogen is continuously from the Headed head route to the foot track and the crowd in Terms of air pressure to reduce the amount of oxygen which is passed through the seals.
Der
Schaum wurde unter Verwendung separater Applikationen an der Kopfstrecke
abgegeben, beginnend um ungefähr 0930, als sich der Luftdruck
in der Nähe des Maximums befand. Der Methangehalt wurde an
der ISO (Fußstrecke) gemessen. Bezug nehmend auf
Nachdem der Stickstofffluss jedoch reduziert wurde und Schaum um 1600 und ungefähr 1800 abgegeben wurde, wird deutlich, dass der ISO-Sensor Methanreduktionen von ungefähr 0,6% fast sofort und unabhängig von der Scherposition (bezeichnet als das Schild, bei welchem die Schneiden bzw. Schrammen sich an dem einen Ende oder dem anderen befinden, wenn sich die ausgedruckten Punkte auf Maximum oder Minimum befinden).After this however, the nitrogen flow was reduced and foam around 1600 and was released around 1800, it becomes clear that the ISO sensor methane reductions of about 0.6% almost immediately and regardless of the shear position (referred to as the Shield in which the cuts or scratches on the one End or the other, if the printed out points at maximum or minimum).
Beispiel 3Example 3
Beispiel 4Example 4
Bezug
wird nunmehr auf die
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass die Erfindung andere Verwendungen und Verfahren in Betracht zieht. In diesem Zusammenhang werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Fachleuten auf dem Gebiet aus einer Berücksichtigung der Be schreibung deutlich. Es ist daher beabsichtigt, dass die Beschreibung nur als erläuternd betrachtet wird und dass die Erfindung nicht auf die speziellen dort beschriebenen Ausführungsformen beschränkt wird.Even though the present invention with respect to specific embodiments It should be understood that the invention considers other uses and procedures. In this context will be other embodiments of the present invention Experts in the field from a consideration of Description clearly. It is therefore intended that the description only is considered to be illustrative and that the invention is not to the specific embodiments described therein is limited.
ZusammenfassungSummary
Verwendung von Schaum, um den Widerstand gegen den Gassfluss in Grubenanwendungen zu erhöhen und Vorrichtung, um denselben abzugebenUse of foam to the resistance to increase the gas flow in mine applications and apparatus, to give it
Ein Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes gegen den Gasfluss im Untertagebau umfasst das Bereitstellen einer Schauzusammensetzung an gewünschten Orten um eine Sperre für den Gasfluss zu erzeugen.One Method for increasing the resistance to gas flow in underground mining involves providing a show composition at desired locations around a barrier to the gas flow to create.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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