DE60017952T2

DE60017952T2 - Verfahren zum Schmieren von auf Förderband transportieten Gebinden

Info

Publication number: DE60017952T2
Application number: DE60017952T
Authority: DE
Inventors: Kimberely L.P. Hei; Joy G. Herdt; Li Minyu; Keith Darrell Lokkesmoe; Guang-Jong Jason Wei; Michael E. Besse
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 1999-08-16
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2020-08-15
Also published as: AU6769500A; AU763456B2; DE60324046D1; DK1334914T3; JP4261103B2; EP1308393B1; WO2001012759A9; EP1350836B1; ES2388061T3; EP1308394B1; EP1308394A3; WO2001012759A3; DK1308393T3; ATE411227T1; ES2237734T3; JP2003507270A; CA2381733A1; DE60017952D1; WO2001012759A2; CA2381733C

Description

Verfahren zum Schmieren von auf Förderbändern transportierten Gebinden
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Behandeln oder Schmieren von Oberflächen eines Behälters oder von Behältern und eines Förderbandes oder -systems für Behälter. Der Behälter ist beispielsweise ein Behälter für Nahrungsmittel oder Getränke.
Die Erfindung betrifft die Bewahrung der physikalischen und strukturellen Integrität der geformten thermoplastischen Artikel durch Verhinderung von Belastungsrissen. Viele thermoplastische Artikel werden durch Verwendung thermischer Verfahren bei erhöhten Temperaturen gebildet. Beim Formen in einfache, regelmäßige oder komplexe Formen und beim Kühlen kann im thermoplastischen Material eine signifikate Belastung verbleiben. Die Belastung wird in ungewünschter Weise in Form von Rissen abgebaut. Derartige Belastungsrisse können insbesondere begünstigt werden, wenn der belastete Thermoplast mit einem Material in Kontakt gelangt, welches zu einer Förderung von Belastungsbrüchen neigt. Die erfindungsgemäßen Schmierungsverfahren sind dazu vorgesehen, die ungewünschte Interaktion zwischen dem belasteten Thermoplasten und Belastungsrißförderern zu passivieren, zu verzögern oder zu verhindern.
Hintergrund der Erfindung
Bei gewerblichen Füll- oder Packvorgängen von Behältern werden die Behälter im allgemeinen mittels eines Fördersystems bei sehr hohen Geschwindigkeiten geför dert. Bei herkömmlichen Abfüllvorgängen werden ausgiebige Mengen wässrig verdünnter Schmierlösungen (gewöhnlich basierend auf ethoxylierten Aminen oder Fettsäureaminen) gewöhnlicherweise unter Verwendung einer Sprüh- oder Pumpausrüstung auf das Förderband oder die Behälter aufgebracht. Diese Schmierlösungen ermöglichen einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb (bis zu 1000 Behälter pro Minute oder mehr) des Förderbandes und begrenzen eine Beschädigung der Behälter oder Etiketten. Sie weisen allerdings ebenfalls einige Nachteile auf. Wässrige Förderbandschmiermittel basierend auf Fettaminen enthalten beispielsweise gewöhnlich Inhaltsstoffe, welche mit verschütteten kohlensäurehaltigen Getränken oder anderen Lebensmitteln oder flüssigen Komponenten reagieren können und feste Ablagerungen ausbilden. Die Bildung derartiger Ablagerungen auf einem Förderband kann die Schmierung des Förderbandes verändern und ein Abschalten erfordern, um eine Reinigung zu ermöglichen. Einige wässrige Förderbandschmiermittel sind mit themoplastischen Getränkebehältern, welche aus Polyethylenterephthalat (PET) und anderen Kunststoffen hergestellt sind, inkompatibel und können Belastungsrisse (Haarrißbildung und Risse, die auftreten, wenn das Kunststoffpolymer unter Spannung steht) in mit kohlensäurehaltigen Getränken gefüllten Kunststoffbehältern hervorrufen. Verdünnte wässrige Schmiermittel erfordern gewöhnlich den Gebrauch großer Mengen Wassers auf dem Förderband, welches dann entfernt oder recycelt werden muß und welches eine unangemessen nasse Umgebung in der Nähe des Förderbandes verursacht. Darüber hinaus können einige wässrige Schmiermittel das Wachstum von Mikroben fördern.
Thermoplastische Materialien wurden seit vielen Jahren zur Bildung thermoplastischer Materialien in Form von Filmen, Bögen sowie warmgeformten und blasgeformten Behältermaterialien genutzt. Derartige Materialien beinhalten Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polystyrol, Nylon, Acryl, Polyesterpolyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat oder Copolymere dieser Materialien oder Legierungen oder Gemische aus diesen und anderen thermoplastischen Materialien. Solche Materialien wurden zu preisgünstigen Verpackungszwecken entwickelt. Thermoplastische Materialien werden derart hergestellt und formuliert, daß sie beim Warmformverfahren genutzt werden können. Eine derartige thermische Verarbeitung wird genutzt, um filmartige, bogenartige, geformte oder dekorative oder mechanische Strukturen auszubilden, welche das thermoplastische Material aufweisen. In diesen Verfahren wird der Thermoplast über die Glasübergangs temperatur (T_g) oder über den Schmelzpunkt (T_m) erhitzt und mittels einer formgebenden Matritze in ein gewünschtes Profil geformt. Nachdem die Form erhalten wurde, wird das Material gekühlt, um die Form zu bewahren. Das Kühlen derartiger Materialien nach der Formgebung kann oftmals Belastungen aus der thermischen Verarbeitung einschließen. Das Befüllen eines solchen Behälters mit einem kohlensäurehaltigen Getränk kann große Belastungen auf die Flaschenstruktur ausüben. Bei Belastung reagieren die meisten thermoplastischen Materialien in unerwünschter Weise auf die Belastung und bauen die Belastung oftmals durch Rißbildung ab. Eine derartige Rißbildung beginnt oftmals an einem Defekt im Thermoplasten und breitet sich durch den Thermoplasten aus, bis die Belastung um ein bestimmtes Maß abgebaut ist.
Solche Belastungsrisse können durch belastungsrißfördernde Materialien gefördert werden. Thermoplaste, welche hochgradig anfällig auf Belastungsrisse sind, beinhalten Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Polycarbonat und andere Thermoplaste, welche dem sachkundigen Materialwissenschaftler bekannt sind. Der Mechanismus der Belastungsrißförderung, des Beginns und der Ausbreitung wurde diskutiert und untersucht, allerdings nicht klar beschrieben. Belastungsrisse können durch die Erläuterung von Interaktionen zwischen Belastungsrißförderern und den Polymerketten, die das thermoplastische Material ausbilden, erklärt werden. Es wird angenommen, daß die Belastungsrißförderer verursachen, daß eine oder mehrere Ketten sich relativ zu einer anderen Kette oftmals beginnend an einer Schwachstelle in dem Kunststoff bewegt bzw. bewegen, was zur Rißbildung führt. Andere Theorien beinhalten die Überlegung einer chemischen Zersetzung des thermoplastischen Materials oder (z. B.) einer basenkatalysierten Hydrolyse der Polyesterbindung, was zu geschwächten Bereichen im Thermoplasten führt, die zur diesbezüglichen Rißbildung führen. Schließlich wird angenommen, daß die thermoplastischen Materialien vermehrt hydrophobe Materialien absorbieren, welche den Thermoplasten aufweichen und durch Reduzierung der Stärke des Thermoplasten das Wachstum und die Ausbreitung von Belastungsrissen fördern.
Unabhängig von der Theorie der Bildung und Ausbreitung von Belastungsrissen sind die Hersteller von Thermoplasten sich der Belastungsrisse bewußt und haben versucht, thermoplastische Materialien zu entwickeln, welche gegenüber Belastungsrissen resistenter sind. Belastungsrisse können durch Sulfonieren der Schüttthermoplasten nach der Ausbildung in einen Endartikel reduziert werden. Des weiteren wird ebenfalls angenommen, daß die Herstellung von Behältern in zwei-, drei-, vier- oder anderen vielschichtigen Laminatstrukturen hilfreich bei der Reduzierung der Belastungsrisse ist. Allerdings haben wir herausgefunden, daß sogar die verbesserten Polymermaterialien anfällig für Belastungsrisse sein können. Des weiteren neigen gewisse normalerweise genutzte Behälterstrukturen einschließlich Polystyrolmaterialien, Carbonatmaterialien und Polyethylenterephthalatmaterialien dazu, äußerst anfällig auf Belastungsrißförderer zu sein, insbesondere wenn sie unter Druck stehen oder in großen Höhen genutzt werden. Sie können während der Herstellung, des Gebrauchs oder der Lagerung schnell ein Maß an Belastungsrissen entwickeln, welches hochgradig unerwünscht ist.
Eine Technologie, welche signifikante und teure Belastungsrisse beinhaltet, beinhaltet die Herstellung von Getränkebehältern aus Polyethylenterephthalat (PET). Derartige Getränkebehälter werden gewöhnlicherweise in Form eines 20- Unzen-, 1-, 2- oder 3-Liter-Behälters für kohlensäurehaltige Getränke hergestellt. Alternativ kann ein blattförmiges Design in das Polyester eingeformt sein, um einen stabilen Basisbereich für die Flasche auszubilden. In beiden Formaten kann der Polyestergetränkebehälter signifikante Belastungen aufweisen, welche in dem geformten Bodenbereich der Flasche ausgebildet sind. Die Belastungen in der blattförmigen Struktur neigen aufgrund der größeren amorphen Region und des komplexeren Profils der Behälterbasis dazu, größer zu sein.
Getränkebehälter aus Polyester werden in einem zweistufigen Verfahren hergestellt. Ein geschmolzener Thermoplast wird in eine Vorform geformt. Solche Vorformen sind verhältnismäßig klein (verglichen mit der fertiggestellten Flasche), weisen den mit einem Gewinde versehenen Verschlußbereich und eine „Testrohr"-förmige Gestalt auf, welche in die fertige Flaschengestalt blasgeformt wird. Bei der Herstellung der Getränkebehälter wird die Vorform in eine Blasformvorrichtung eingesetzt, welche die Vorform erhitzt und unter Druck die aufgeweichte Vorform vergrößert, wobei die Vorform in eine Form gezwungen wird, die zur fertigen Gestalt führt. Der fertiggestellte Getränkebehälter wird einer Füllstation zugeführt. Die Behälter werden in der Füllvorrichtung, welche eine sich bewegende Förderbandoberfläche beinhaltet, die die Behälter während des Füllens transportiert, mit einem kohlensäurehaltigen Getränk gefüllt. Die Förderbandstruktur weist eine Füll station und eine Verschlußstation auf und endet an einer Verpackungsstation. Währens sie sich auf dem Förderband befinden, sind die Behälter einer Umgebung ausgesetzt, welche rückständige Reinigungsmittel und Förderbandschmiermittel beinhaltet, die organische und anorganische belastungsrißfördernde Komponenten aufweisen, die mit dem Polyesterthermoplasten des Behälters interagieren können. Die Belastungsrisse können als feine Risse auftreten, welche sich gewöhnlicherweise axial um das Zentrum der Flasche ausbilden. Ein Auftreten von beliebigen Belastungsrissen ist nicht erwünscht. Falls Getränkebehälter Belastungsrisse aufweisen, kann der Druck des kohlensäurehaltigen Getränkes oftmals verursachen, daß der Getränkebehälter explodiert und der Getränkeinhalt in der Verarbeitungsfabrik, der Transporteinheit, dem Warenhaus oder dem Einzelhandelsgeschäft ausläuft. Ein derartiges Verschütten stellt Gesundheits-, Hygiene- und Instandhaltungsprobleme dar und ist seitens der Hersteller und Kaufleute hochgradig unerwünscht.
Anfänglich wurden derartige Fördersysteme geschmiert, indem verdünnte wässrige Schmiermaterialien genutzt wurden. Typische frühe Förderbandschmiermittel weisen im wesentlichen lösbare Natriumsalze von Säuren oder Natriumsalze von linearen Alkylsulfonaten auf, welche sowohl als Schmiermittel und wenigstens in einem gewissen Grad als Reinigungsmittel der Förderbandoberflächen wirkten. Charakteristische Beispiele derartiger Schmiermittel werden in Stanton et al., US-Patent 4,274,973 und Stanton, US-Patent 4,604,220 gefunden. Wenn herkömmliche Zusammensetzungen wässriger Förderbandschmiermittel auf Förderbänder für Getränkebehälter aus Polyester aufgebracht werden, stellen die Schmiermittel signifikante belastungsrißfördernde Materialien dar. Es ist kein klares Verständnis der Natur der Belastungsrißförderung bekannt, allerdings enthalten die Schmiermittelzusammensetzungen basische Materialien (alkalische und Aminoverbindungen), welche die Belastungsrißförderer zu sein scheinen. Derartige Materialien beinhalten wässrige lösliche Natriumsalze, wässrige lösliche Aminokomponenten und andere schwache bis starke wässrige lösliche Basen, welche als Belastungsrißförderer identifiziert wurden. Andere Belastungsrißförderer beinhalten Lösungsmittel, Phenole, starke Säuren, Alkohole, niedermolekulargewichtige Alkoholethoxylate, Gykole und andere ähnliche Materialien.
Eine Reihe angeblich belastungsrißhindernder insbesonderer löslicher wässriger Schmiermittel wurden durch Rossio et al., US-Patent 4,929,375 und 5,073,280 und Wieder et al., US-Patent 5,009,801 eingeführt. Diese Patente behaupten, daß gewisse substituierte aromatische Verbindungen, gewisse Kuppelreagenzien und Verseifungsreagenzien und gewisse Aminoverbindungen Belastungsrisse in geeignet formulierten Materialien verhindern können. Andere Patente einschließlich Person Hei et al., US-Patente 5,863,874 und 5,723,418; Besse et al., US-Patent 5,863,871; Gutzmann et al., US-Patent 5,559,087 und 5,352,376; Liu et al., US-Patent 5,244,589; Schmitt et al., US-Patent 5,182,035; Gutzmann et al., US-Patent 5,174,914 lehren Förderbandschmiermittel, welche eine geeignete Schmierung, Reinigung und Belastungsrißhinderung ermöglichen.
Bei zahlreichen Anwendungen können bekannte verbesserte, belastungsrißresistente thermoplastische Materialien aus Kostengründen oder aufgrund schlechter Verarbeitungseigenschaften genutzt werden. Es besteht ein wesentlicher Bedarf nach verbesserten Verfahren einer Belastungsrißverhinderung in geformten thermoplastischen Materialien in beliebiger Umgebung. Wichtige harte Umgebungen beinhalten einen Belastungsrißförderer.
Behälter sind Aufnahmen, in denen Materialien zum jetzigen Zeitpunkt oder in Zukunft gehalten oder getragen werden. Behälter werden gewöhnlicherweise in der Nahrungsmittel- oder Getränkeindustrie benutzt, um Nahrungsmittel oder Getränke aufzubewahren. In den Fördersystemen für Behälter werden oftmals Schmiermittel genutzt, um die angemessene Bewegung der Behälter auf dem Förderband sicherzustellen.
In der wettbewerblichen Verteilung zahlreicher Produkte, einschließlich der meisten Getränke, werden die Produkte in Behälter unterschiedlicher Größe verpackt. Die Behälter können aus Papier, Metall oder Kunststoff in Form von Kartons, Kannen, Flaschen, Tetrapack-Verpackungen, gewachsten Kartonverpackungen oder anderen Formen von Behältern hergestellt sein. Bei den meisten Verpackungsvorgängen werden die Behälter entlang eines Fördersystems gewöhnlicherweise in einer aufrechten Stellung bewegt, während die Öffnung des Behälters vertikal nach oben oder unten gerichtet ist. Die Behälter werden von Station zu Station bewegt, wo verschiedene Vorgänge wie Befüllen, Verschließen, Etikettieren, Dichten und der gleichen durchgeführt werden. Die Behälter können zusätzlich zu ihren zahlreichen möglichen Formaten und Konstruktionen zahlreiche unterschiedliche Arten von Materialien wie beispielsweise Metalle, Gläser, Keramiken, Papiere, behandelte Papiere, gewachste Papiere, Verbunde, geschichtete Strukturen und Polymermaterialien aufweisen.
Oftmals werden auf den Fördersystemen Schmiermittellösungen während des Füllens der Behälter beispielsweise mit Getränken genutzt. Es gibt eine Anzahl unterschiedlicher Anforderungen, welche für derartige Schmiermittel erwünscht sind. Das Schmiermittel sollte beispielsweise eine ausreichende Schmierung für das System ermöglichen. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß das Schmiermittel eine Viskosität besitzt, welche ermöglicht, daß es durch herkömmliche Pump- und/oder Aufbringungsvorrichtungen, wie beispielsweise durch Sprühen, Rollbeschichten, Naßbettbeschichten und dergleichen, welche gewöhnlicherweise in der Industrie genutzt werden, aufgebracht werden kann.
In der Getränkeindustrie muß das Schmiermittel mit dem Getränk kompatibel sein, so daß es keine festen Ablagerungen bildet, wenn es versehentlich mit verschütteten Getränken auf dem Fördersystem in Kontakt gelangt. Dieses ist wichtig, da die Bildung von Ablagerungen auf dem Fördersystem die Schmierung des Systems ändern kann und ein Abstellen der Ausrüstung erfordern kann, um eine Reinigung zu ermöglichen.
Das Schmiermittel muß derart beschaffen sein, daß es einfach gereinigt werden kann. Es kann notwendig sein, den Behälter und/oder das Fördersystem zu reinigen. Da oftmals Wasser in der Reinigungslösung vorhanden ist, weist das Schmiermittel geeigneterweise einige wasserlösliche Eigenschaften auf.
Zur Zeit werden die Behälter einschließlich Polyethylenterephthalat (PET)-Flaschen und die Fördersysteme für die Behälter oftmals mit einem Volumen eines verdünnten wässrigen Schmiermittels kontaktiert, um die Schmierung des Behälters zu ermöglichen, so daß dieser einfach entlang des Fördersystems gefördert werden kann. Viele gegenwärtig genutzte wasserbasierte Schmiermittel sind nachteilig, da sie mit zahlreichen Getränkebehältern, wie PET und anderen Polyal kylenterephthalatbehältern inkompatibel sind und Belastungsrisse in den PET-Flaschen fördern können.
Darüber hinaus sind wasserbasierte Schmiermittel im allgemeinen oftmals aufgrund der großen genutzten Wassermengen, des Bedarfes nach einer Naßarbeitsumgebung, des gesteigerten mikrobiellen Wachstums, welches mit derartigen wasserbasierten Systemen verbunden ist, und der hohen Reibungskoeffizienten nachteilig. Darüber hinaus sind die meisten wasserbasierten Schmiermittel mit Getränken inkompatibel.
Das Fluten einer Förderbandoberfläche mit einer ausreichenden Menge eines wässrigen Schmiermittels tritt gewöhnlicherweise in Füllstraßen für Lebensmittelbehälter oder Getränke auf. Es wird ausreichend Schmiermittel genutzt, so daß dieses nicht vollständig durch die Oberfläche des Förderbandes zurückgehalten wird, sondern dazu neigt, von der Oberfläche des Behälters zu strömen, auf Trageelemente des Fördermittels und die umgebenden Bereiche um das Fördermittel zu tropfen. Es werden des weiteren ausreichende Mengen des Schmiermittels auf das Förderband und andere Mechanismen der Fabrik unter derartigen Bedingungen aufgebracht, daß sich eine wesentliche Schaumschicht des Schmiermittels auf der Oberfläche des Förderbandes bilden kann. Ein Schmiermittelschaum bis zu einer Stärke von einem Inch (ungefähr 2,5 cm oder mehr) kann einen wesentlichen Bereich der Basis eines Lebensmittelbehälters wie einer Getränkeflasche aus Polyethylenterephthalat kontaktieren. Wir haben herausgefunden, daß gegenwärtige Verfahren der Schmierung derartiger Behälter eine Verschwendung des Schmiermittelmaterials darstellen, da ein wesentlicher Teil des Materials verloren wird, wenn er die Oberfläche des Behälters verläßt. Des weiteren verbleiben wesentliche Teile des Schmiermittels auf dem Behälter und werden vom Förderband entfernt, wenn die Lebensmittelverpackungs- oder Getränkeabfüllvorgänge fortgesetzt werden. Es existiert ein wesentlicher Bedarf nach verbesserten Verfahren, welche wenig oder kein Schmiermittel während der Verpackungs- oder Abfüllvorgänge verschwenden.
Die Neigung von Polyester (PET) – Getränkebehältern zu Rissen oder Haarrissen wird durch das Vorliegen einer Anzahl von gewöhnlichen Schmierungsmaterialien, die mit einem wesentlichen Bereich der Oberfläche eines Polyestergetränkebehäl ters unter Druck in Kontakt gelangen, gefördert. Die Belastung tritt während der Herstellung der Polyesterflasche aus einer Vorform auf. Die Belastung wird in dem Getränkebehälter während der Herstellung eingeschlossen und oftmals abgebaut, wenn Schmiermaterialien die Flasche kontaktieren. Die Schmiermaterialien scheinen die Bewegung der Polyestermoleküle bezüglich einander und ein Abbauen der Belastungen zu fördern und führen zur Bildung von Belastungsrissen. Wir haben herausgefunden, daß das Maß der Belastungsrisse wenigstens teilweise der Größe des mit dem Schmiermittel kontaktierten Oberflächenbereiches der Flasche zuordbar ist. Wir haben in unseren Untersuchungen herausgefunden, daß ein Einschränken der Oberflächenbereiche der Flasche, welche mit dem Schmiermittel in Kontakt gelangen, die Menge der in dem Flaschenmaterial auftretenden Belastungsrisse, wesentlich verbessern kann. Es existiert offensichtlich ein wesentlicher Bedarf danach, Schmierverfahren zu entwickeln, die zu einem minimalen Maß eines Schmiermittelkontaktes mit der Oberfläche des Lebensmittelbehälters führen.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Wir haben überraschenderweise mehrere Techniken ermittelt, die Behälter gegenüber Belastungsrissen passivieren können. Desweiteren haben wir einzigartige Formulierungen von Schmiermittelmaterialien gefunden, welche auf Förderbändern genutzt werden können, um die Hochgeschwindigkeitsbefüllung derartiger Flaschen ohne wesentliche Belastungsrisse zu schmieren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Definition der Ansprüche. Das Schmiermittel weist in einem flüssigen Medium eine flüssige Kohlenwasserstoffölzusammensetzung und optional eine Schmiermittelzusatzzusammensetzung auf. Die Erfindung beinhaltet ein Kontaktieren eines Förderbandes mit einer flüssigen Dispersion eines flüssigen Kohlenwasserstofföls bei gleichzeitiger Kontaktierung des Förderbandes mit einer zweiten Schmiermittelzusammensetzung. Schließlich weist ein Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Förderbandes durch Ausbilden eines Schmiermittelfilms auf dem Förderband auf, wobei der Film ein flüssiges Medium und eine flüssige Kohlenwasserstoffölzusammensetzung aufweist. Der Schmiermittelfilm kann aus einer einzelnen Zusammensetzung, welche sämtliche benötigten Komponenten aufweist, oder aus zwei (oder mehreren) Gruppenschmiermitteln hergestellt sein, in welchen das flüssige Kohlenwasserstoffölmateri al als ein Belastungsrisshinderer separat gepackt ist. In einem derartigen System können die Schmiermittelkomponenten getrennt von der flüssigen Kohlenwasserstoffölpackung gepackt sein.
Wir haben überraschenderweise herausgefunden, daß eine flüssige Kohlenwasserstoffölzusammenstellung ebenfalls einen geformten Thermoplasten bei Belastungsrissen passivieren kann. Wir ermittelten eine Anzahl von im wesentlichen hydrophoben Materialien wie beispielsweise Ölen, festen Schmierungsmaterialien, Silikonmaterialien und anderen Materialien, welche gewöhnlicherweise nicht in wässrigen Lösungen dispergiert oder aufgelöst sind und in geeigneter Weise Getränkebehälter passivieren, mit hohen Geschwindigkeiten betriebene Förderbänder schmieren und erfolgreich ohne Förderung signifikanter Belastungsrisse in dem Behälter operieren kann. Bevorzugte Materialien, die in einer derartigen Umgebung genutzt werden können, beinhalten Öle einschließlich kohlenwasserstoffhaltiger Öle, fetthaltiger Öle, Silikonöle und anderer Öle oder kohlenwasserstoffhaltiger Schmiermittel aus einer Vielzahl von Quellen. Eine besonders nutzbare Form des Schmiermittels ist die Form eines Silikonmaterials, welches in gewöhnlichen Schmiermittelzusammensetzungen genutzt werden kann. Eine besonders vorteilhafte Form derartiger Schmiermittel liegt des weiteren in Form einer wässrigen Suspension des Schmiermittels vor, welches in einer Formulierung ist, die einfach aus einem suspendierten oder dispergierten Schmiermittelmaterial in der wässrigen Phase in eine separate Schmierungsphase des im wässrigen Medium nicht dispergierten oder suspendierten Schmiermittelmaterials wechseln kann. Das flüssige kohlenwasserstoffhaltige Öl kann mit thermoplastischen geformten Artikeln zum Zwecke einer Belastungsrißhinderung genutzt werden, auch wenn diese belastungsrißfördernden Materialien ausgesetzt sind. Zum Zwecke der Anwendung ist mit dem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öl ein lösungsmittelfreies kohlenwasserstoffhaltiges Öl gemeint. Derartige Lösungsmittel beinhalten wässrige Materialien und leichte, relativ flüchtige, verglichen zum Öl, organische Flüssigkeiten. Wir nehmen an, daß das Öl die Flaschen vor dem chemischen Angriff durch einen Belastungsrißförderer zu einer beliebigen Zeit während und nach der Herstellung schützen kann. Das Öl kann die Flaschen im Inneren und außen schützen. Kohlensäurehaltige Getränke und insbesondere Club-Soda sind bekannte Belastungsrißförderer, die zu nahezu jeder beliebigen Zeit nach der Herstellung Belastungsrisse aufgrund einer hohen Alkalinität und hohen Belastungen verursachen kön nen, wenn sie mit der Außenseite einer Getränkeflasche in Kontakt gelangen. Andere Materialien wie beispielsweise Herstellungs- und Verpackungsmaterialien, während der Füllvorgänge genutzte Materialien, in dem Thermoplasten enthaltene Materialien und den Thermoplasten nach dem Füllen während der Lagerung und dem Gebrauch kontaktierende Materialien können Belastungsrisse hervorrufen. In dem Behälter gefundene Verschmutzungen, Kühlmittel und Wärmemittel (Biocide, Nebenprodukte der alkoholischen Gärung und ein Ansteigen der Alkalinität aufgrund der Verdampfung) können signifikante Belastungsrißförderer sein. Vorzugsweise ist ein derartiges Öl ebenfalls im wesentlichen frei von partikulären Schmiermittelmaterialien wie beispielsweise MoS₂, Alkalimetall und Erdalkalimetallsalzen, etc.
Das thermoplastische Material kann mit dem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öl in einer Vielzahl von Prozessen und Strukturen kombiniert werden. Das thermoplastische Material kann in der Formungsmatritze mit dem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öl als ein Entspannungsagens geformt werden. Beim Formen in einen geformten Artikel kann das flüssige kohlenwasserstoffhaltige Öl, welches auf der Oberfläche des Thermoplasten vorliegt, Belastungsrisse verhindern. Die Erfindung beinhaltet ein Kontaktieren des geformten Artikels mit einem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Ölmaterial, um eine dünne Beschichtung des flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öls auf der Oberfläche des Behälters zu bilden. Um eine dünne Beschichtung auf der Oberfläche des Behälters zu erhalten, können eine Vielzahl von Techniken einschließlich Sprühen, Streichen, Tauchen, Nebeln, etc. mit einer ein flüssiges kohlenwasserstoffhaltiges Öl enthaltenen Zusammensetzung genutzt werden. Die dünne Beschichtung kann als eine Barriere für Rißförderer agieren, wodurch die Bildung von Belastungsrissen verhindert wird. Die Erfindung beinhaltet ein Bilden einer Beschichtung mit dem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öl auf dem geformten Artikel vor oder gerade nach der Nutzungszeit. Die typische Nutzung beinhaltet ein Füllen des Behälters mit gewöhnlicherweise flüssigen Inhalten. Derartige Inhalte können flüssig, gasförmig oder fest sein. Die Erfindung beinhaltet das Bilden einer Beschichtung aus dem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öl auf dem thermoplastischen Artikel gerade vor einem Kontakt mit einem Belastungsrißförderer.
Eine bevorzugte Wirkungsweise beinhaltet das Verfahren einer Ausbildung einer derartigen Beschichtung auf einem Getränkebehälter aus Polyehtylenterephthalat gerade vor den Getränkeabfüllvorgängen. Die Erfindung beinhaltet das Bilden einer Beschichtung auf dem geformten thermoplastischen Artikel gerade nach dem Kontakt mit einem Belastungsrißförderer, um die ungewünschte Auswirkung des Förderers auf das thermoplastische Material zu reduzieren.
Wir haben herausgefunden, daß die bei der herkömmlichen wässrigen Schmierung von Fördersystemen, die bei der Lebensmittelverpackung und Getränkeabfüllung genutzt werden, innewohnenden Probleme wesentlich durch Verwenden eines kontinuierlichen dünnen Films einer Schmiermittelschicht verbessert werden können, welche auf der Oberfläche eines Förderbandes ausgebildet ist. Die Schmiermittelschicht wird in einer Stärke von weniger als ungefähr 3 mm, vorzugsweise ungefähr 0,0001 bis 2 mm, mit einem Zusatz des Schmiermittels auf der Oberfläche von weniger als ungefähr 0,05 g/in², vorzugsweise ungefähr 5 × 10^–4 bis 0,02 g/in², am bevorzugtesten ungefähr 2 × 10^–4 bis 0,01 g/in² aufrechterhalten. Ein derartiger dünner Schmierungsfilm des Schmiermittels auf dem Förderband ermöglicht eine adäquate Schmierung des Förderbandsystems und stellt allerdings sicher, daß das Schmiermittel nicht schäumen kann, nicht von der Oberfläche des Förderbandes strömt und möglichst den absoluten minimalen Oberflächenbereich des Lebensmittelbehälters, z. B. der Getränkeflasche, kontaktiert. Ein derartig dünner Schmiermittelfilm hält eine wesentliche Schmierung aufrecht, während eine Verschwendung der Schmiermittelzusammensetzung und die Förderung von Belastungsrissen vermieden wird. Wir haben herausgefunden, daß eine Art der Bildung der erfindungsgemäßen flüssigen Schmiermittelzusammensetzung in der Form einer wässrigen Ölemulsion besteht, wobei die wässrige Phase ungefähr 10 bis 50 Gew.-% des Schmiermittels aufweist. Die Form der Emulsion kann entweder eine Wasser-in-Öl- oder eine Öl-in-Wasser-Emulsion sein. Ein bevorzugtes Format der Emulsion ist eine phaseninstabile Emulsion, so daß sich die Emulsion unter Bildung einer Ölschicht oberhalb einer Wasserschicht trennt, welche dann wiederum im Kontakt mit der Oberfläche des Förderbandes steht. Die erfindungsgemäßen Verfahren können genutzt werden, um nahezu jeden beliebigen Nahrungsmittelbehälter auf einem Förderband zu fördern, sie sind allerdings insbesondere dazu geeignet, sowohl Stahl- als auch Aluminiumdosen und thermoplastische Getränkebehälter, wie Getränkebehälter aus Polyethylenterephthalat, zu transpor tieren. Gewöhnliche PET-Getränkebehälter sind mit einer pentaloiden Basis gebildet. Diese besitzt eine fünffach genockte Struktur an der Basis, um der Flasche Stabilität zu geben, wenn diese auf eine Oberfläche gesetzt wird. Der Kontakt des Schmiermittels mit der pentaloiden Basis muß minimiert werden. Wir haben herausgefunden, daß durch Nutzen eines dünnen Films eines Emulsionsschmiermittels weniger als ungefähr 10 bis 300 mm², vorzugsweise 20 bis 200 mm² der Oberfläche der Flasche mit dem Schmiermittel kontaktiert werden. Die Höhe des die Flasche kontaktierenden Schmiermittels beträgt sicherlich weniger als 3 mm. Die Bewegung des Förderbandes, die Tendenz der Flaschen, während der Förderung zu schaukeln und sich zu bewegen und die anderen Aspekte der Relativbewegung an der Berührungsstelle Flasche/Förderband beeinflussen die Höhe des Schmiermittels an der Flasche. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind zunächst auf Förderabläufe gerichtet und beinhalten keine Wechsel der Gestalt der Behälter, welche aus Formungsabläufen entstehen. Der erwünschte Reibungskoeffizient des Förderbandschmiermittels liegt bei ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,14.
Die Erfindung ermöglicht ein Verfahren zur Schmierung des Weges eines Behälters entlang eines Förderbandes, welches ein Applizieren einer Mischung eines wasserlöslichen Silikonmaterials und eines wasserlöslichen Schmiermittels auf wenigstens einen Teil der den Behälter kontaktierenden Oberfläche des Förderers oder auf wenigstens einen Teil der den Förderer kontaktierenden Oberfläche des Behälters aufweist. Während einiger Verpackungsvorgänge, wie beispielsweise dem Befüllen von Getränkebehältern, werden die Behälter mit warmem Wasser besprüht, um die gefüllten Behälter zu wärmen und einer Kondensation auf den Behältern in Förderrichtung nach der Abfüllstation entgegenzutreten. Dieses Sprühen von warmem Wasser kann das Schmiermittel des Förderbandes lösen und dessen Schmierwirkung reduzieren.
Es war ebenfalls ein Ziel der Erfindung, Verfahren zur Schmierung von Behältern, wie beispielsweise Getränkebehältern, zu ermöglichen, welche einen oder mehrere Nachteile von bekannten Verfahren beseitigen.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor.
Die bei der Erfindung genutzten Zusammensetzungen können in relativ geringen Mengen aufgebracht werden und erfordern keine Verdünnung auf dem Förderband mit signifikanten Wassermengen. Die Zusammensetzungen der Erfindung ermöglichen dünne, im wesentlichen nicht tropfende Schmiermittelfilme. Im Gegensatz zu verdünnten wässrigen Schmiermitteln ermöglichen die erfindungsgemäßen Schmiermittel eine trockenere Schmierung der Förderbänder und der Behälter, eine sauberere und trockenere Förderbandreihe und Arbeitsbereich und einen reduzierten Schmiermittelverbrauch, wodurch Abfall-, Reinigungs- und Entsorgungsprobleme reduziert werden.
Die Erfindung ermöglicht ebenfalls ein Verfahren zur Schmierung eines Förderbandsystems, welches zum Transport von Behältern genutzt wird. Dieses weist das Auftragen einer dünnen, im wesentlichen nicht tropfenden Schicht eines wasserbasierten, mittels Reinigungsmitteln entfernbaren, im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittels auf die Förderoberfläche eines Förderbandes und ein nachfolgendes Bewegen der Behälter, wie beispielsweise Getränkebehälter, auf dem Förderband auf.
Die in der Erfindung genutzten Zusammensetzungen können in verhältnismäßig geringen Mengen und mit verhältnismäßig geringem oder keinem Wassergehalt aufgebracht werden, um dünne, im wesentlichen nicht tropfende Schmiermittelfilme zu ermöglichen. Im Gegensatz zu verdünnten wässrigen Schmiermitteln ermöglichen die erfindungsgemäßen Schmiermittel eine trockenere Schmierung der Förderbänder und der Behälter und eine sauberere Förderbandreihe und reduzieren den Verbrauch des Schmiermittels, wodurch Abfall-, Reinigungs- und Entsorgungsprobleme reduziert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Bodenansicht eines 2 l – Getränkebehälters mit einem in der Flasche thermogeformten fünfflügeligen Design, zum Ausbilden einer Basis, auf welcher die Flasche stabil verbleiben kann.
2 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen 2 l – Getränkebehälters mit einer planmäßigen Bodenform, welche in einen Polyethylenbasisnapf eingesetzt werden kann.
3 ist eine Seitenansicht einer typischen PET-Vorform vor dem Blasformen in die letztendliche Gestalt der Flasche.
4 ist eine grafische Darstellung der Daten in dem Fall, welcher die wesentliche Reduzierung der Belastungsrisse während der Schmierung darstellt.
5 ist eine grafische Darstellung der Reibungsdaten, welche aus dem mit dem Schmiermittel des Beispiels 25 durchgeführten Test hervorgehen.
6 zeigt teilweise einen Querschnitt einer seitlichen Ansicht eines Kunststoffgetränkebehälters und eines Förderbandes, welche teilweise mit einer erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung beschichtet sind.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung nutzt eine dünne, im wesentlichen nicht tropfende Schicht eines wasserbasierten, reinigungsmittelentfernbaren Schmiermittels, um Behälter und Förderbandsysteme zu schmieren, auf denen sich die Behälter bewegen. Mit „im wesentlichen nicht tropfend" meinen wir, daß die Mehrzahl des Schmiermittels nach der Aufbringung auf dem Behälter oder dem Förderband verbleibt bis das Schmiermittel absichtlich abgewaschen werden kann. Mit „wasserbasierend und reinigungsmittelentfernbar" meinen wir, daß das Schmiermittel in Wasser ausreichend lösbar oder dispersibel ist, so daß es von dem Behälter oder dem Förderband mittels herkömmlicher wässriger Reiniger ohne den Bedarf nach Hochdruck oder mechanischem Abrieb entfernt werden kann. Der Satz „im wesentlichen nicht wässrig" meint, daß die Schmiermittelkomponente nicht wässrig ist, Wasser nur als Beimengung beinhaltet oder eine Menge von aktivem Wasser beinhaltet, welche das im wesentlichen nicht tropfen des Schmiermittels nicht verweichlicht. Beim Vorliegen von Wasser im Schmiermittel beträgt in einem Punkt die Menge des Wassers vorzugsweise geringer als 50 %, bevorzugter geringer als ungefähr 40 % und am meisten bevorzugt ungefähr 5 bis ungefähr 50 % des Ge wichtes bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels. Das Schmiermittel kann unverdünnt ohne jede Wasserverdünnung genutzt werden. Das Schmiermittel kann des weiteren durch einen Phasenwechsel gebildet werden, wobei ein hydrophobes Material, welches in einer wässriges Lösung dispergiert oder suspendiert ist, eine Phase in eine kontinuierliche Schmiermittelphase wechselt, in der wenig oder kein Wasser enthalten ist. Nach einem Punkt der Erfindung kann schließlich ein wasserlösliches Silikonmaterial genutzt werden, in dem das Silikon in einer wässrigen Lösung für geeignete Schmierungseigenschaften dispergiert oder suspendiert ist.
Die Erfindung nutzt eine Schmiermittelbeschichtung, welche den Reibungskoeffizienten der beschichteten Teile des Förderbandes und der Behälter reduziert und dabei die Bewegung der Behälter entlang der Förderbandreihe vereinfacht. Die Zusammensetzungen des in der Erfindung genutzten Schmiermittels können optional Wasser oder ein geeignetes Lösungsmittel als eine Komponente oder Komponenten in der Schmiermittelzusammensetzung wie gekauft oder gerade vor dem Gebrauch zugegeben enthalten. Die Schmiermittelzusammensetzung erfordert keine Verdünnung in Reihe mit signifikanten Wassermengen. Das bedeutet, daß sie unverdünnt oder mit einer verhältnismäßig geringen Verdünnung, beispielsweise in einem Wasser/Schmiermittelverhältnis von ungefähr 1 : 1 bis 5 : 1 aufgebracht werden kann. Im Gegensatz hierzu werden herkömmliche verdünnte wässrige Schmiermittel bei Verdünnungsverhältnissen von ungefähr 100 : 1 bis 500 : 1 aufgebracht. Die Schmiermittelzusammensetzungen ermöglichen vorzugsweise eine erneuerbare Beschichtung, welche falls gewünscht erneuert werden kann, um Effekte des Beschichtungsverschleißes auszugleichen. Sie können vorzugsweise aufgebracht werden, während das Förderband ruht oder während es sich beispielsweise in der gewöhnlichen Betriebsgeschwindigkeit des Förderbandes bewegt. Die Schmiermittelbeschichtung ist vorzugsweise im wesentlichen nicht tropfend, was bedeutet, daß vorzugsweise der größte Teil des Schmiermittels nach der Aufbringung auf dem Behälter oder dem Förderband verbleibt, bis das Schmiermittel gewollt abgewaschen werden kann.
Die Schmiermittelzusammensetzung widersteht einem Verlust der Schmierungseigenschaften beim Vorliegen von Wasser oder hydrophilen Fluiden, kann allerdings einfach von dem Behälter oder dem Förderband mittels herkömmlicher wässriger Reinigungsmittel ohne den Bedarf nach hohem Druck, mechanischem Abrieb oder den Gebrauch von aggressiven Reinigungschemikalien entfernt werden. Die Schmiermittelzusammensetzung kann eine verbesserte Kompatibilität mit Teilen des Förderbandes aus Kunststoff und Kunststoffflaschen ermöglichen, da die Zusammensetzung kein Einschließen von Emulgatoren oder anderen Tensiden erfordert, welche in Kunststoffen wie beispielsweise PET Belastungsrisse fördern können.
Zum Vorbereiten der geschmierten Behälter und Förderbänder der Erfindung und zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens können eine Vielzahl von Materialien verwendet werden. Das Schmiermittel kann beispielsweise verschiedene natürliche Schmiermittel, Petroleumschmiermittel, synthetische Öle und Fette enthalten. Beispiele natürlicher Schmiermittel beinhalten pflanzliche Öle, fettige Öle, Tierfette und andere aus Saatgut, Pflanzen, Früchten und Tierhäuten. Beispiele von Petroleumschmiermitteln beinhalten Mineralöle mit verschiedenen Viskositäten, Petroleumdestillate und Petroleumprodukte. Beispiele synthetischer Öle beinhalten synthetische Kohlenwasserstoffe, organische Ester, Poly(alkylenglykole), hoch molekulargewichtige Alkohole, Carboxylsäuren, Phosphatester, Perfluoralkylpolyether (PFPE), Silikate, Silikone wie Silikontenside, Chlortrifluorethylene, Polyphenylether, Polyethylenglykole, Oxypolyethylenglykole, Copolymere des Ethylen und Propylenoxids und dergleichen. Beispiele nutzbarer fester Schmiermittel beinhalten Molybdändisulfid, Bornitride, Graphit, Siliciumdioxidpartikel, Silikonkautschuke und Partikel, Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon), Fluorethylenpropylencopolymere (FEP), Perfluoralkoxyharze (PFA), Ethylen-Chlor-Trifluorethylen wechselnde Copolymere (ECTFE), Poly(vinylidenfluorid) (PVDF) und dergleichen. Die Schmiermittelzusammensetzung kann eine effektive Menge eines wasserbasierten, reinigungsmittelentfernbaren festen Schmiermittels basierend auf dem Gewicht der Schmiermittelzusammensetzung enthalten. Die Schmiermittelzusammensetzung kann ebenfalls ein festes Schmiermittel als eine Suspension in einer im wesentlichen nicht wässrigen Flüssigkeit enthalten. In einer derartigen Situation kann die Menge des festen Schmiermittels zwischen ungefähr 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung sein. Das feste Schmiermittel kann ebenfalls ohne eine Flüssigkeit genutzt werden. In einer derartigen Situation kann die Menge des festen Schmiermittels von ungefähr 50 bis ungefähr 100 Gew.-%, vorzugsweise von un gefähr 80 bis ungefähr 98 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung sein.
Spezifische Beispiele von nutzbaren Schmiermitteln beinhalten Ölsäure, Maisöl, Mineralöle, welche von Vulcanoil and Chemical Products erhältlich sind und unter der Marke „Bacchus" verkauft werden, und fluorierte Öle und fluorierte Fette, welcher unter der Marke „Krytox" von DuPont Chemicals erhältlich sind. Ebenfalls nutzbar sind Siloxanflüssigkeiten, welche von General Electric erhältlich sind, Silikone wie SF96-5 und SF 1147 und synthetische Öle und deren Mischungen mit PTFE erhältlich unter der Marke „Super Lube" von Synco Chemical. Hochleistungs PTFE – Schmiermittelprodukte von Shamrock, wie nanoFLON M020^TM, Fluoro-SLIP^TM 225 und Neptune^TM 5031 und Polyalkylenglykole von Union Carbide wie UCON^TM LB625 und Carbowax^TM – Materialien sind ebenfalls verwendbar.
Eine Vielzahl wassermischbarer Silikonmaterialien, einschließlich Silikonemulsionen (wie aus Methyl(dimethyl), höheren Alkyl- und Arylsilikonen; funktionalisierten Silikonen wie Chlorsilanen; amino-, methoxy-, epoxy- und vinylsubstituierte Siloxane und Silanole) können in den Schmiermittelzusammensetzungen genutzt werden. Geeignete Silikonemulsionen beinhalten E2175, ein hochviskoses Polydimethylsiloxan (eine 60 %ige Siloxanemulsion, die käuflich von Lambent Technologies, Inc. erhältlich ist), E21456FG lebensmittelunbedenkliches mittelviskoses Polydimethylsiloxan (eine 35 %ige Siloxanemulsion, welche von Lambent Technologies, Inc. käuflich erwerblich ist), HV490 hochmolekulargewichtiges hydroxyendendes Dimethylsilikon (eine anionische 30 bis 60 %ige Siloxanemulsion, welche von der Dow Coming Corporation käuflich erwerblich ist), SM2135 Polydimethylsiloxan (eine nicht ionische 50 %ige Siloxanemulsion, welche käuflich von der GE Silicones erwerblich ist) und SM2167 Polydimethylsiloxan (eine kationische 50 %ige Siloxanemulsion, welche käuflich von GE Silicones erwerbilch ist). Andere wassermischbare Silikonmaterialien beinhalten fein unterteilte Silikonpulver wie die TOSPEARL^TM Serie (käuflich erwerblich von der Toshiba Silicone Co. Ltd.) und Silikontenside wie SWP30 anionisches Silikontensid, WAXWS-P nicht ionisches Silikontensid, QUATQ-400M kationisches Silikontensid und 703 spezielles Silikontensid (alle käuflich von der Lambent Technologies Inc. erwerbbar). Bevorzugte Silikonemulsionen enthalten typischerweise zwischen ungefähr 30 Gew.-% bis ungefähr 70 Gew.-% Wasser. Nicht wassermischbare Silikonmaterialien (z. B. nicht wasserlösliche Silikonflüssigkeiten und nicht wasserlösliche Silikonpulver) können ebenfalls in dem Schmiermittel verwendet werden, falls Sie mit einem geeigneten Emulgator (z. B. nicht ionische, anionische oder kationische Emulgatoren) kombiniert werden. Für Anwendungen, welche Kunststoffbehälter (z. B. PET Getränkeflaschen) beinhalten, sollte darauf geachtet werden, den Gebrauch von Emulgatoren und anderen Tensiden zu vermeiden, welche bei der Bewertung unter Nutzen des nachfolgend aufgeführten PET-Belastungsrißtests als fördernd von umgebungsbedingten Belastungsrissen in Kunststoffbehältern eingeschätzt werden. Polydimethylsiloxanemulsionen sind bevorzugte Silikonmaterialien. Die Schmiermittelzusammensetzung ist vorzugsweise im wesentlichen frei von Tensiden, außer denen, welche erforderlich sein können, um die Silikonverbindung ausreichend zum Bilden der Silikonemulsion zu emulgieren.
Bevorzugte Mengen des Silikonmaterials, des hydrophilen Schmiermittels und des optionalen Wassers oder hydrophilen Verdünnungsmittels sind ungefähr 0,05 bis ungefähr 12 Gew.-% des Silikonmaterials (ausschließlich des Wassers oder anderer hydrophiler Verdünner, die vorliegen können, falls das Silikonmaterial beispielsweise eine Silikonemulsion ist), ungefähr 30 bis ungefähr 99,95 Gew.-% des hydrophilen Schmiermittels und 0 bis ungefähr 69,95 Gew.-% des Wassers oder des hydrophilen Verdünnungsmittels. Die Schmiermittelzusammensetzung enthält bevorzugter ungefähr 0,05 bis ungefähr 8 Gew.-% des Silikonmaterials, ungefähr 50 bis ungefähr 90 Gew.-% des hydrophilen Schmiermittels und ungefähr 2 bis ungefähr 49,5 Gew.-% des Wassers oder des hydrophilen Verdünners. Die Schmiermittelzusammensetzung weist am bevorzugtesten ungefähr 0,8 bis ungefähr 4 Gew.-% des Silikonmaterials, ungefähr 65 bis ungefähr 85 Gew.-% des hydrophilen Schmiermittels und ungefähr 11 bis ungefähr 34,2 Gew.-% des Wasser oder des hydrophilen Verdünners auf.
Die Silikonschmiermittel können wasserlöslich sein, sind allerdings zum Zwecke einer Reinigung vorzugsweise wasserdispersibel. Das Schmiermittel kann in solchen Fällen einfach von dem Behälter falls gewünscht beispielsweise durch die Behandlung mit Wasser entfernt werden. Das Schmiermittel, ob wasserlöslich oder dispersibel oder nicht, ist vorzugsweise von dem Behälter, dem Förderband und/oder anderen Oberflächen in der Nähe mit gewöhnlichen oder modifizierten Reinigungsmitteln entfernbar, welche beispielsweise ein oder mehrere Tenside, eine Alkalinitätsquelle und wasserkonditionierende Agens beinhalten. Geeignete wasserlösliche und dispersible Schmiermittel beinhalten Polymere eines oder mehreren der Ethylenoxide, Propylenoxide, Methoxypolyethylenglykol oder ein Oxiethylenalkohol, sind allerdings nicht auf diese beschränkt. Das Schmiermittel ist vorzugsweise mit dem Getränk kompatibel, welches dazu vorgesehen ist, in den Behälter gefüllt zu werden.
Falls in den Schmiermittelzusammensetzungen Wasser verwendet wird, ist dieses vorzugsweise deionisiertes Wasser. Andere geeignete hydrophile Verdünnungsmittel beinhalten Alkohole wie beispielweise Isopropylalkohol. Bei Kunststoffbehältern beinhaltenden Anwendungen sollte darauf geachtet werden, den Gebrauch von Wasser oder hydrophilen Verdünnungsmitteln zu vermeiden, welche Verschmutzungen enthalten, die eine umgebungsbedingte Rißbildung in den Kunststoffbehältern fördern können, wenn diese unter Nutzen des nachfolgend aufgeführten PET-Belastungsrißtest bewertet werden.
Während zahlreiche im wesentlichen nicht wässrige Schmiermittel an sich bekannt sind, waren diese zuvor für einen Gebrauch in der Behälter- oder Getränkebehälterindustrie, wie in dieser Anmeldung beschrieben, bekannt oder empfohlen. In gewissen Ausführungsformen wird bevorzugt, daß das Schmiermittel anders als ein (i) organisches Polymer oder anders als ein (ii) Fluor enthaltendes Polymer oder anders als ein (iii) PTFE ist. Falls (i), (ii) oder (iii) in diesen Ausführungen zu nutzen gewünscht werden, können sie in Kombination mit einem anderen Schmiermittel genutzt werden.
Das in der Erfindung genutzte im wesentlichen nicht wässrige Schmiermittel kann eine einzelne Komponente oder eine Zusammensetzung von Materialien der gleichen oder unterschiedlichen Art von Klassen von Schmiermitteln sein. Solange die gewünschte Schmierwirkung erhalten wird, kann jedes beliebige Verhältnis der Schmiermittel genutzt werden. Die Schmiermittel können in Form einer Flüssigkeit, eines Feststoffs oder einer Mischung zweier oder mehrerer mischbarer oder nicht mischbarer Komponenten wie in einer flüssigen Phase dispergierten festen Partikeln vorliegen.
Es kann ebenfalls ein vielschrittiger Prozeß zur Schmierung genutzt werden. Beispielsweise können eine erste Stufe einer Behandlung des Behälters und/oder des Förderbandes mit einem im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittel und ein zweiter Schritt einer Behandlung mit einem anderen Schmiermittel wie beispielsweise einem im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittel oder einem wässrigen Schmiermittel genutzt werden. Jedes beliebige wässrige Schmiermittel kann genutzt werden, wie beispielsweise Wasser. In dem ersten oder zweiten Schritt kann jedes beliebige im wesentlichen nicht wässrige Schmiermittel genutzt werden. Das Schmiermittel des zweiten Schritts kann fest oder flüssig sein. Durch Auswahl der geeigneten ersten und zweiten Schritte kann die gewünschte Schmierung erhalten werden. Die Reihenfolge des ersten Schritts und des zweiten Schritts können ebenfalls gewechselt werden, um die geeignete Schmierung zu geben.
Zusätzlich zu dem Schmiermittel können im Schmiermittel andere Komponenten beinhaltet sein, um die gewünschten Eigenschaften zu ermöglichen. Beispielsweise können antimikrobielle Agens, Farbmittel, Schaumhinderer oder Schaumerzeuger, PET Belastungsrißhinderer, Viskositätsmodifizierer, Reibungsmodifizierer, Antiverschleißagens, Oxidationshinderer, Rosthinderer, Hochdruckagens, Lösungsmittel, Dispergierungsmittel, Schaumhinderer, filmbildende Materialien und/oder Tenside in zum Erreichen des gewünschten Ergebnisses effektiven Mengen genutzt werden.
Beispiele von nützlichen Antiverschleißagens und Hochdruckagens beinhalten Zinkdialkyldithiophosphate, Tricresylphosphate und Alkyl- und Aryldisulfide und -Polysulfide. Die Antiverschleiß- und/oder Hochdruckagens werden in solchen Mengen genutzt, um die gewünschten Ergebnisse zu liefern. Diese Menge kann zwischen 0 bis ungefähr 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 5 Gew.-% für das einzelne Agens bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung liegen.
Beispiele nützlicher Reinigungsmittel und Dispergierungsmittel beinhalten Alkylbenzensulfonsäure, Alkylphenole, Carboxylsäuren, alkylphosphonische Säuren und deren Calcium-, Natrium- und Magnesiumsalze, Polybutenylbernsteinsäurederivate, Silikontenside, Fluortenside und Moleküle, welche an Öl aufweisenden aliphatischen Kohlenwasserstoffketten hängen. Die Reinigungsmittel und/oder die Dispergierungsmittel werden in einer solchen Menge genutzt, daß die gewünschten Ergebnisse erhalten werden. Diese Menge kann von 0 bis ungefähr 30, vorzugsweise von ungefähr 0,5 bis ungefähr 20 Gew.-% für die einzelne Komponente bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung reichen.
Nutzbare antimikrobielle Agens beinhalten Desinfektionsmittel, Antiseptika und Konservierungsmittel. Nicht begrenzende Beispiele nutzbarer antimikrobieller Agens beinhalten Phenol beinhaltende Halo- und Nitrophenole und substituierte Biphenole wie 4-Hexylresorcinol, 2-Benzyl-4-chlorphenol und 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxydiphenylether, organische und anorganische Säuren und deren Ester und Salze wie Dehydracetsäure, Peroxycarbonsäure, Peroxyacetsäure, Methyl p-hydroxybenzesäure, kationische Agens, wie quatäre Ammoniumverbindungen, Aldehyde wie Glutaraldehyd, antimikrobielle Farbstoffe wie Acridine, Triphenylmethanfarbstoffe und chinone und Halogene beinhaltende Jod- und Chlorverbindungen. Das antimikrobielle Agens kann in einer Menge verwendet werden, die ausreicht, um die gewünschten antimikrobiellen Eigenschaften zu ermöglichen. Beispielsweise können zwischen 0 bis ungefähr 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,5 bis ungefähr 10 Gew.-% des antimikrobiellen Agens bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung verwendet werden.
Beispiele nutzbarer Schaumhinderer beinhalten Methylsilikonpolymere. Nicht begrenzende Beispiele nutzbarer Schaumerzeuger beinhalten Tenside wie nicht ionische, anionische, kationische und amphotere Verbindungen. Diese Verbindungen können in solchen Mengen verwendet werden, daß sich die gewünschten Ergebnisse einstellen.
Viskositätsmodifizierer beinhalten Stockpunktunterdrücker und Viskositätsverbesserer wie Polymethacrylate, Polyisobutylene und Polyalkylstyrole. Der Viskositätsmodifizierer wird in einer Menge genutzt, so daß sich die gewünschten Ergebnisse einstellen, beispielsweise von 0 bis ungefähr 30 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Eine Schicht des festen Schmiermittels kann wie gewünscht gebildet werden, beispielsweise durch Härten oder Lösungsmittelgießen. Die Schicht kann ebenfalls als ein Film oder Beschichtung oder feines Pulver auf dem Behälter und/oder dem Förderband gebildet werden, ohne einen Bedarf nach einem Härten der Behälter, einschließlich Polyethylenterephthalatbehältern, Polymerlaminaten und Metallbehältern, wie Aluminiumdosen, Papieren, behandelten Papieren, beschichteten Papieren, Polymerlaminaten, Keramiken. Verbünde können behandelt werden.
Als Behälter ist ein beliebiges Behältnis gemeint, in welchem ein Material gehalten oder getragen wird oder werden wird. Beispielsweise sind Getränke- oder Nahrungsmittelbehälter gebräuchlicherweise genutzte Behälter. Getränke beinhalten eine beliebige Flüssigkeit zum Trinken, beispielsweise Fruchtsäfte, Softdrinks, Wasser, Milch, Wein, künstlich gesüßte Drinks, Sportdrinks und dergleichen. Das Schmiermittel sollte im allgemeinen nicht toxisch und biologisch akzeptierbar sein, vor allen Dingen, wenn es mit Lebensmittel- oder Getränkebehältern genutzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist verglichen zu früheren wässrigen Schmiermitteln vorteilhaft, da die im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittel eine gute Kompatibilität mit PET, eine überlegene Schmierwirkung und geringe Kosten aufweisen, da keine großen Mengen an Wasser genutzt werden und sie das Nutzen einer trockenen Arbeitsumgebung ermöglichen. Darüber hinaus reduziert die vorliegende Erfindung das Maß der mikrobiellen Verschmutzung in der Arbeitsumgebung, da Mikroben im allgemeinen in wässrigen Umgebungen, wie denen von gewöhnlicherweise wässrigen Schmiermitteln, schneller wachsen.
Das Schmiermittel kann auf der Oberfläche eines Förderbandsystems aufgebracht werden, welches mit Behältern in Kontakt gelangt, wobei die Oberfläche der Behälter oder beide Schmierung benötigen. Die Oberfläche des Förderbandes, welche die Behälter trägt, kann Fasern, Metall, Kunststoff, Elastomer, Verbundwerkstoffe oder Mischungen dieser Materialien aufweisen. Jede beliebige Art im Behälterbereich genutzter Förderbändersysteme kann gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden.
Sprühen, Streichen, Rollen, Bürsen, Atomisieren oder eine Verbindung beliebiger dieser Verfahren können genutzt werden, um das flüssige Schmiermittel auf die Oberfläche des Förderbandes und/oder die Oberfläche des Behälters aufzubringen. Falls die Oberfläche des Behälters beschichtet ist, ist es nur notwendig, die Oberfläche zu beschichten, die mit dem Förderband in Kontakt gelangt und/oder die mit anderen Behältern in Kontakt gelangt.
In ähnlicher Weise müssen nur Bereiche des Förderbandes, welche die Behälter kontaktieren, behandelt werden. Das Schmiermittel kann eine permanente Beschichtung sein, welche auf den Behältern während deren gesamten Lebens verbleibt oder eine halbpermanente Beschichtung, die auf dem fertigen Behälter nicht vorliegt.
Kohlenwasserstoffhaltige Öle können bei Schmiervorgängen thermoplastisch geformter Artikel und insbesondere beim Passivieren von Polyestergetränkebehältern effektiv sein. Die Erfindung kann insbesondere beim Schmieren von PET-thermoplastischen Artikeln bei Füllvorgängen mit geringen oder nicht schädlichen Belastungsrissen genutzt werden. Petroleumprodukte dominieren derartige flüssige Ölzusammensetzungen, es können allerdings ebenfalls verschiedene synthetische Öle aufgrund der Temperaturstabilität, der chemischen Inaktivität, geringen Toxizität und Umweltverträglichkeit der synthetischen Materialien genutzt werden. Natürliche und synthetische Petroleumöle reichen typischerweise von niederviskosen Ölen mit einem Molekulargewicht von ungefähr 250 bis zu relativ viskosen Schmiermitteln mit einem Molekulargewicht von 1000 und mehr. Typische Öle sind eine Komplexmischung aus Kohlenwasserstoffmolekülen, welche verzweigte und lineare Alkane, alphatische Verbindungen, zyklische Verbindungen, aromatische Verbindungen, substituierte aromatische Verbindungen, polyzyklische Verbindungen etc. beinhalten. Die physikalischen Eigenschaften und Leistungscharakteristiken der Materialien hängen stark von einer relativen Verteilung der parafinischen, aromatischen und alizyklischen (naphtenischen) Komponenten ab. Bei einer gegebenen Molekulargröße besitzen parafinische Materialien geringere Viskositäten, geringere Dichten und eine höhere Gefriertemperatur. Aromaten besitzen eine höhere Viskosität, einen schnelleren Wechsel der Viskosität bei Temperaturwechseln, eine höhere Dichte und eine dunklere Farbe. Bevorzugte Öle sind typischerweise parafinische Öle, welche primäre parafinische und alizyklische Strukturen aufweisen. Diese Materialien können durch gründliche Behandlung des Materials verbessert werden, um aromatische und gesättigte Charaktere von dem Öl zu entfernen. Derartige Behandlungen können eine Sulfonierung und Extraktion oder ausführliche Perhydrogenierung des flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öls beinhalten.
Synthetische Öle können ebenfalls in den Anwendungen der Erfindung Gebrauch finden. Derartige synthetische Öle beinhalten Polyalphaolefine, C_6-24-Diester von C_6-24-Disäuren, Polyalkylenglykole, Polyisobutylene, Polyphenylether und andere. Gewöhnliche Diesterschmiermittel beinhalten vorzugsweise einen C_6-10 verzweigten Kettenalkohol, welcher mit einer C_6-10 Disäure esterfiziert ist. Beispiele derartiger nützlicher Materialien beinhalten Di-2-ethylhexylsebacat, Didodecylazeleit, Didecyladipat und andere.
In den Anwendungen der Erfindung kann ebenfalls ein hoch veredeltes fettiges Öl genutzt werden. Derartige Öle können sowohl tierische als auch pflanzliche abgeleitete Öle beinhalten. Derartige Öle sind typischerweise fettige Säuretriglyceride, welche aus hoch ungesättigten Fettsäuren oder relativ nieder-molekulargewichtigen Triglyceriden gebildet sind, welche aus Fettsäuren mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen gebildet sind. Bevorzugte kohlenwasserstoffhaltige Öle der Erfindung weisen veredelte pflanzliche Öle kombiniert mit Antioxidierungs-, antimikrobiellen und anderen stabilisierenden additiven Materialien auf.
Eine sehr wichtige Eigenschaft der flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öle ist die Viskosität. Die Viskosität eines Öls wird auf die Steifheit oder innere Reibung des Materials bezogen, wenn jedes Molekül des Schmierungsöls sich hinter einem anderen bewegt. Der bevorzugte Parameter zur Messung der Viskosität ist die kinematische Viskosität in mm²/sec^–1 (auch bekannt als Zentistoke, cSt). Die bevorzugte Viskosität der kohlenwasserstoffhaltigen Öle dieser Anwendung beträgt typischerweise weniger als 50 mm²/sec^–1, vorzugsweise weniger als 30 mm²/sec^–1, am bevorzugtesten weniger als 20 mm²/sec^–1 bei 40° C und weniger als 15 mm²/sec^–1, vorzugsweise weniger als 10 mm²/sec^–1, am bevorzugtesten weniger als 5 mm²/sec^–1 bei 100° C. Die Viskosität der Materialien oberhalb 100° C ist bezüglich der Behandlung oder Schmierung von thermoplastischen Materialien im wesentlichen irrelevant. Die meisten Thermoplasten werden bei Temperaturen in einem Bereich von ungefähr 20° bis ungefähr 40° C genutzt. Die Schmierölmaterialien der Erfindung können chemische Additive beinhalten. Derartige Additive können Antioxidationsmittel, Rosthinderer, Antiverschleißagens, Reibungsmodifizierer, Reinigungsmittel und Dispergierungsmittel, Antimikrobia, Schaumhinderer und andere gut bekannte Additive beinhalten. Das flüssige kohlenwasserstoffhaltige Ölmaterial, welches in der Erfindung genutzt wird, kann ein einkomponentiges Schmieröl aufweisen, welches ein natürliches, synthetisches oder Petroleumölmaterial sein kann, welches ohne jede wesentliche Formulierung genutzt wird. Die flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öle der Erfindung können des weiteren eine Mischung aus zwei oder mehr Petroleumölen, zwei oder mehr synthetischen Ölen oder zwei oder mehr Fetten oder natürlichen Ölen aufweisen. Die flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öle der Erfindung können des weiteren eine Mischung von zwei oder mehr natürlichen, synthetischen oder Petroleumölmaterialien aufweisen. Derartige gemischte Ölmaterialien können die Vorteile einer geringen Viskosität, einer verbesserten Inaktivität und Feuchtigkeitsresistenz besitzen. Die flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öle können des weiteren durch Kombinieren eines Öls oder einer Ölmischung mit einer Vielzahl anderer Schmierungsmaterialien formuliert werden. Diese Formulierungen können die zuvor erwähnten chemischen Additive beinhalten und können ebenfalls Schmierungsmaterialien wie Silikonöle, Fettamine, peroxyalkylierte Fettamine, kohlenwasserstoffhaltige Phosphate, öllösliche quatäre Ammoniumverbindungen, öllösliche lineare oder Alkylsulfonate oder andere öllösliche Schmierungsinhaltsstoffe enthalten. Das resultierende flüssige kohlenwasserstoffhaltige Ölmaterial wird vorzugsweise aus Materialien hergestellt, welche im allgemeinen als sicher oder kompatibel mit Nahrungsmitteln, insbesondere Getränkeanwendungen betrachtet werden.
Eine Vielzahl hydrophiler Schmierungsmaterialien kann in den ölbasierten Schmiermittelzusammensetzungen oder anders hier offenbart verwendet werden, einschließlich Hydroxy-Gruppen wie Polyole (z. B. Glycerol und Propylenglykol), Polyalkylenglykole (z. B. die „CARBOWAX^TM-Serie der Polyethylen- und Methoxypolyethylenglykole, welche käuflich von der Union Carbide Corp. erhältlich sind), lineare Copolymere von Ethylen- und Propylenoxiden (z. B. UCON^TM 50-HB-100 wasserlösliches Ethylenoxid: Propylenoxidcopolymer, welches käuflich von der Union Carbide Corp. erhältlich ist) und Sorbitanester (z. B. TWEEN^TM Serien 20, 40, 60, 80 und 85 Polyoxyethylensorbitanmonooleate und SPAN^TM Serien 20, 80, 83 und 85 Sorbitanester, welche käuflich von ICI Tensiden erhältlich sind). Andere geeignete hydrophile Schmierungsmaterialien beinhalten Phosphatester, Amine und deren Derivate und andere käuflich erhältliche hydrophile Schmierungsmittel, welche Fachleuten geläufig sind. Derivate (z. B. Teilester oder Ethoxylate) der zuvor genannten hydrophilen Schmierungsmittel können ebenfalls verwendet werden. Für Kunststoffbehälter beinhaltende Anwendungen sollte darauf geachtet werden, daß der Gebrauch von hydrophilen Schmiermaterialien, welche umgebungsbedingte Belastungsrisse in Kunststoffbehältern fördern können, vermieden wird, wenn sie unter Nutzen des nachfolgend aufgeführten PET Belastungsrißtests bewertet werden. Das hydrophile Schmierungsmaterial ist vorzugsweise ein Polyol wie beispielsweise Glycerol, dessen spezifisches Gewicht für eine 96 Gew.-%ige Lösung des Glycerols in Wasser 1,25 beträgt.
Eine Vielzahl oleophiler Schmierungsmaterialien kann in der Erfindung verwendet werden. Da das oleophile Schmierungsmaterial ein spezifisches Gewicht besitzt, das kleiner oder gleich dem spezifischen Gewicht des hydrophilen Schmierungsmaterials ist, wird die Auswahl des oleophilen Schmierungsmaterials teilweise durch die Auswahl des hydrophilen Schmierungsmaterials beeinflußt. Das oleophile Schmierungsmaterial ist vorzugsweise im wesentlichen nicht wassermischbar, das bedeutet, daß das Material vorzugsweise ausreichend wasserunlöslich ist, so daß das oleophile Schmierungsmaterial und das Wasser getrennte Phasen ausbilden, wenn es in einem gewünschten Nutzungsmaß dem Wasser zugegeben wird. Das gewünschte Nutzungsmaß wird je nach Förderband oder Behälteraufbringung und entsprechend der Art des verwendeten oleophilen Schmierungsmaterials und hydrophilen Schmierungsmaterials variieren. Bevorzugte oleophile Schmierungsmaterialien beinhalten Silikonflüssigkeiten, fluorchemische Flüssigkeiten und Kohlenwasserstoffe. Geeignete Silikonflüssigkeiten beinhalten Methylalkylsilikone wie beispielsweise SF1147 und SF8843 Silikonfluide mit entsprechenden spezifischen Gewichten von 0,89 und 0,95 bis 1,10, welche beide käuflich von GE Silicones erhältlich sind. Bevorzugte Kohlenwasserstoffe beinhalten pflanzliche Öle (z. B. Maisöl) und mineralische Öle (z. B. mineralisches Dichtungsöl mit einem spezifischen Gewicht von 0,816, welche käuflich von der Calument Lubricant Co. erhältlich ist, BACCHUS^TM22 Mineralöl, welches von der Vulcan Oil and Chemical Products käuflich erwerbbar ist und ARIADNE^TM22 Mineralöl, welches ein spezifisches Gewicht von 0,853 bis 0,9 besitzt und ebenfalls von der Vulcan Oil and Chemical Products käuflich erwerblich ist). Für Anwendungen, welche Kunststoffbehälter beinhalten, sollte darauf geachtet werden, den Gebrauch von oleophilen Schmierungsmaterialien zu vermeiden, welche umgebungsbedingte Belastungsrisse in den Kunststoffbehältern begünstigen können, wenn sie unter Nutzen des nachfolgend aufgeführten PET Belastungsrißtests bewertet werden.
Das oleophile Schmierungsmaterial weist vorzugsweise ein Mineralöl oder ein mineralisches Dichtungsöl auf.
Bevorzugte Mengen des hydrophilen Schmierungsmaterials, des oleophilen Schmierungsmaterials und optional von Wasser oder einem anderen Verdünnungsmittel betragen ungefähr 30 bis ungefähr 99,9 Gew.-% des hydrophilen Schmierungsmittels, ungefähr 0,1 bis ungefähr 30 Gew.-% des oleophilen Schmierungsmaterials und 0 bis ungefähr 69,9 Gew.-% des Wassers oder anderen Verdünnungsmittels. Bevorzugter enthält die Schmierungszusammensetzung ungefähr 50 bis ungefähr 90 Gew.-% des hydrophilen Schmierungsmaterials, ungefähr 1 bis ungefähr 15 Gew.-% des oleophilen Schmierungsmaterials und ungefähr 2 bis ungefähr 49 Gew.-% des Wassers oder anderen Verdünnungsmittels. Am bevorzugtesten enthält die Schmierungszusammensetzung ungefähr 65 bis ungefähr 85 Gew.-% des hydrophilen Schmierungsmaterials, ungefähr 2 bis ungefähr 10 Gew.-% des oleophilen Schmierungsmaterials und ungefähr 8 bis ungefähr 33 Gew.-% des Wassers oder anderen Verdünnungsmittels.
Die Bildung einer unstabilen Mischung und Förderung einer frühen Phasentrennung wird durch ein Vermeiden des Gebrauchs von Emulsionsbildnern und anderen Tensiden unterstützt, welche oftmals in Förderbandschmiermitteln verwendet werden. Da zahlreiche Emulsionsbildner umgebungsbedingte Belastungsrisse in blasgeformten Polyethylenterephthalatflaschen fördern, ermöglicht die Erfindung daher eine gewünschte Reduzierung oder Eliminierung von Inhaltsstoffen, welche andernfalls Belastungsrisse des PET verursachen könnten. Die Schmiermittelzusammensetzung ist vorzugsweise im wesentlichen frei von Tensiden.
Die Schmiermittelzusammensetzungen können, falls es gewünscht ist, zusätzliche Komponenten enthalten. Die Zusammensetzungen können beispielsweise Hilfsstoffe wie herkömmliche wässrige Schmiermittel (z. B. Fettsäurenschmiermittel), antimikrobielle Agens, Färbemittel, Schaumhinderer oder Schaumerzeuger, Rißhinderer (z. B. PET Belastungsrißhinderer), Viskositätsmodifizierer, filmbildende Materialien, Antioxidierungsmittel und antistatische Agens enthalten. Die Mengen und Arten derartiger zusätzlicher Komponenten wird Fachleuten geläufig sein.
Für Anwendungen, welche Kunststoffbehälter beinhalten, besitzen die Schmiermittelzusammensetzungen vorzugsweise einen Gesamtalkalinitätswert von weniger als ungefähr 100 ppm CaCO₃, bevorzugter weniger als 50 ppm CaCO₃ und am bevorzugtesten von weniger als ungefähr 30 ppm CaCO₃, gemessen in Übereinstimmung mit den Standardverfahren zur Untersuchung von Wasser und Schmutzwasser, 18. Auflage, Sektion 2320, Alkalinität.
Die Schmiermittelzusammensetzungen besitzen vorzugsweise einen Reibungskoeffizienten (COF), welcher kleiner als ungefähr 0,14, vorzugsweise kleiner als ungefähr 0,1 ist, wenn eine Beurteilung anhand des Short Track Förderbandtests wie nachfolgend beschrieben durchgeführt wird.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Förderbänder und Förderbandteile kann mit der Schmiermittelzusammensetzung beschichtet werden. Teile des Förderbandes, welche die Behälter tragen, führen oder bewegen und daher vorzugsweise mit der Schmiermittelzusammensetzung beschichtet sind, beinhalten Bänder, Ketten, Tore, Rinnen, Sensoren und Rampen, welche Oberflächen aus Fasern, Metallen, Kunststoffen, Verbundstoffen oder Kombinationen dieser Materialien besitzen.
Die Schmiermittelzusammensetzung kann eine flüssige oder bei der Anwendung halbfeste Zusammensetzung sein. Die Schmiermittelzusammensetzung ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, welche eine Viskosität besitzt, die ermöglicht, daß sie gepumpt und einfach auf ein Förderband oder die Behälter aufgebracht wird und welche bei bewegtem oder nicht bewegtem Förderband eine schnelle Filmbildung und Phasentrennung vereinfacht. Die Schmiermittelzusammensetzung kann so formuliert sein, daß sie ein Scherverdünnen oder anderes pseudo-Kunststoffverhalten zeigt, welches durch eine höhere Viskosität (z. B. Nichttropfverhalten) in Ruhe und eine viel geringere Viskosität, bei Scherbeanspruchungen wie denen beim Pumpen, Sprühen oder Aufstreichen der Schmiermittelzusammensetzung erklärt wird. Dieses Verhalten kann beispielsweise durch Beinhalten geeigneter Arten und Mengen von thixotropen Füllstoffen (z. B. behandelte und unbehandelte geräucherte Silikate) und anderen Rheologiemodifizierungsmitteln in der Schmiermittelzusammensetzung beigebracht werden. Die Schmierungsbeschichtung kann in einer konstanten oder unterbrochenen Weise aufgebracht werden. Die Schmierungsbeschichtung wird vorzugsweise in einer unterbrochenen Weise aufgebracht, um die Menge der aufgebrachten Schmiermittelzusammensetzung zu minimieren. Die Schmiermittelzusammensetzung kann beispielsweise für eine Zeitdauer aufgebracht werden, während der wenigstens eine vollständige Umdrehung des Förderbandes stattfindet. Das Aufbringen der Schmiermittelzusammensetzung kann dann für eine gewisse Zeitdauer (z. B. Minuten oder Stunden) eingestellt werden und dann für eine weitere Zeitdauer (z. B. eine oder mehrere Förderbandumdrehungen) wieder aufgenommen werden. Die Schmierungsbeschichtung sollte ausreichend dick sein, um den erwünschten Grad der Schmierung zu ermöglichen, und ausreichend dünn sein, um einen ökonomischen Betrieb zu ermöglichen und eine Tropfenbildung zu verhindern. Die Stärke der Schmierungsbeschichtung wird vorzugsweise bei wenigstens ungefähr 0,0001 mm, bevorzugter bei ungefähr 0,001 bis ungefähr 2 mm, am bevorzugtesten bei ungefähr 0,005 bis ungefähr 0,5 mm bewahrt.
Vor der Aufbringung auf das Förderband oder den Behälter sollte die Schmiermittelzusammensetzung ausreichend gemischt werden, so daß diese nicht wesentlich phasengetrennt ist. Das Mischen kann unter Nutzen einer Vielzahl von Vorrichtungen ausgeführt werden. Die Schmiermittelzusammensetzung oder deren einzelne Komponenten können beispielsweise in einen Mischkessel gegeben oder dosiert werden, welcher mit einem geeigneten Rührer ausgestattet ist. Die gerührte Schmiermittelzusammensetzung kann dann unter Nutzung eines geeigneten Leitungssystems auf das Förderband oder die Behälter (oder sowohl auf die Förderbänder und die Behälter) gepumpt werden. Vorzugsweise wird ein Leitungssystem mit einer verhältnismäßig kleinen Bohrung verwendet, welches mit einer geeigneten Rückführleitung zum Mischkessel versehen ist, um die Schmiermittelzusammensetzung in einem unstabilen, in geeigneter Weise gemischten Zustand vor dessen Aufbringung zu erhalten. Die Aufbringung der Schmiermittelzusammensetzung kann durch Nutzen beliebiger geeigneter Techniken einschließlich Sprühen, Streichen, Bürsten, Tauchbeschichten, Rollbeschichten und anderen Verfahren zur Aufbringung eines dünnen Films ausgeführt werden. Falls es gewünscht wird, kann die Schmiermittelzusammensetzung unter Nutzen einer Sprühausrüstung aufgebracht werden, welche zum Aufbringen von herkömmlichen wässrigen Förderbandschmiermitteln geeignet ist und welche wie benötigt zum Erfüllen der wesentlich geringeren Aufbringungsraten und der bevorzugten nicht tropfenden Beschichtungseigenschaften der in der Erfindung genutzten Schmiermittelzusam mensetzungen modifiziert ist. Die Sprühdüsen einer herkömmlichen Sprühleitung für Getränkebehälter können beispielsweise durch kleinere Sprühdüsen oder Bürsten ersetzt werden, oder die Dosierpumpe modifiziert werden, um die Dosierrate zu reduzieren. Die Schmiermittelzusammensetzung wird vorzugsweise ausreichend oberhalb beliebiger Wassersprüher oder anderer wasserverschüttender Quellen auf die Förderbandreihe aufgebracht, so daß die Schmiermittelzusammensetzung Zeit haben wird, einer Phasentrennung zu unterliegen, bevor sie Wasser ausgesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung nutzt ein im wesentlichen nicht wässriges Schmiermittel, um Behälter und/oder Förderbandsysteme, auf denen sich die Behälter bewegen, zu schmieren. Im wesentlichen nicht wässrig meint, daß das Schmiermittel nicht wässrig ist, Wasser nur als Beimischung beinhaltet oder eine Menge an Wasser beinhaltet, welche die Stabilität und die Schmierungseigenschaften der Zusammensetzung nicht signifikant und nachteilig beeinflußt, beispielsweise weniger als 10 % oder weniger als 5 % oder weniger als 1 % des Gewichtes des Wassers bezogen auf das Gewicht des Schmiermittels. Das Schmiermittel ist vorzugsweise mit dem Getränk kompatibel, welches dazu vorgesehen ist, in die Behälter gefüllt zu werden.
Die in der Erfindung verwendeten Behälter können aus nahezu jedem Thermoplasten hergestellt sein, der ein beliebiges Maß an Belastungsrissen im Kunststoff aufweisen kann, wenn er mit einem Getränk gefüllt wird oder durch die Getränkeinhalte unter Druck steht. Derartige thermoplastische Materialien können Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polystyrol und andere derartige polymerisierte Materialien beinhalten. Die am meisten interessierenden Polymere beinhalten Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polycarbonat und andere ähnliche Polymere. Interessierende Copolymere beinhalten Copolymere und Ethylene und zweibasige Säuren wie Terephtalsäure, Naphtensäure und andere. Des weiteren können Behälter nutzbar sein, welche aus Polymergemischen oder -mischungen bestehen wie gemischtes PET und PEN, gemischtes PVC und Polyacrylate zusammen mit anderen Gemischen und Mischungen. Des weiteren können Behälter nutzbar sein, welche zwei oder mehr laminierte Polymerschichten aufweisen. Jedes der zuvor erwähnten thermoplastischen Materialien kann in jeder der Schichten der Flasche genutzt werden. Ein nutzbares Material, welches Bela stungsrisse vermeiden kann, während hohe Konzentrationen der Carbonisierung in einem Kohlensäure enthaltenden Getränk bewahrt werden, können ein PET/PVOH Laminat, ein PEN/PVOH Laminat, ein Polycarbonat/PET Laminat, ein Polystyrol/PET Laminat und andere beinhalten. Des weiteren können zusätzliche Schichten eingeführt werden, um zusätzliche Eigenschaften in der Struktur des Behälters zu erhalten. Beispielsweise kann zum Laminat eine Schicht zugefügt werden, welche das innerhalb der Flasche enthaltene Getränk davor bewahrt, rückständige Monomere des Polyesters, des PVC oder anderer Kunststoffe zu erreichen. An der Außenseite der Flasche kann eine Laminatschicht eingearbeitet werden, um eine bedruckbare Oberfläche auszubilden. Auf diese Weise kann ein nützliches Flaschenmaterial hergestellt werden, wobei eine Vielzahl von Materialien in einer Vielzahl von Strukturen einschließlich Einkomponentenflaschen, Polymerlegierungen und -mischungen und Laminaten verschiedener Größe und Zusammensetzung genutzt werden.
Die Behälter beinhalten Getränkebehälter, Nahrungsmittelbehälter, Behälter für Haushalts- oder gewerbliche Reinigungsprodukte und Behälter für Öle, Antifrost- oder andere industrielle Flüssigkeiten. Die Behälter können aus einer großen Vielzahl von Materialien einschließlich Gläsern, Kunststoffen (z. B. Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, Polystyrole, Polyestern wie PET und Polyethylennaphthalen (PEN), Polyamiden, Polycarbonaten und deren Mischungen oder Copolymeren), Metallen (z. B. Aluminium, Zinn oder Stahl), Papieren (z. B. unbehandelte, behandelte, gewachste oder andere beschichtete Papiere), Keramiken und Laminaten oder Zusammensetzungen aus zwei oder mehreren dieser Materialien (z. B. Laminate aus PET, PEN oder deren Mischungen mit einem anderen Kunststoffmaterial) hergestellt sein. Die Behälter können eine Vielzahl von Größen und Formen einschließlich Kartons (z. B. gewachste Kartons oder Tetrapack-Schachteln), Dosen, Flaschen und dergleichen besitzen. Obwohl jeder gewünschte Bereich des Behälters mit der Schmiermittelzusammensetzung beschichtet werden kann, wird die Schmiermittelzusammensetzung vorzugsweise nur auf die Teile des Behälters aufgebracht, welche mit dem Förderband oder mit anderen Behältern in Kontakt gelangen. Die Schmiermittelzusammensetzung wird vorzugsweise nicht auf Bereiche der thermoplastischen Behälter aufgebracht, welche zu Belastungsrissen neigen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schmiermittelzusammensetzung auf den kristallinen Fußbereich eines blasge formten, füßigen PET-Behälters (oder auf einen oder mehrere Bereiche eines Förderbandes, welche einen derartigen Fußbereich kontaktieren werden) aufgebracht, ohne signifikante Mengen der Schmiermittelzusammensetzung auf den amorphen mittleren Basisbereich des Behälters aufzubringen. Die Schmiermittelzusammensetzung wird ebenfalls vorzugsweise nicht auf Bereiche eines Behälters aufgebracht, welche später durch einen Nutzer beim Halten des Behälters ergriffen werden oder werden vorzugsweise, falls sie so aufgebracht wurden, von derartigen Bereichen vor dem Versenden und Verkaufen des Behälters entfernt. Für einige dieser Anwendungen wird die Schmiermittelzusammensetzung vorzugsweise anstelle auf den Behälter auf das Förderband aufgebracht, um das Maß, in welchem der Behälter später beim aktuellen Gebrauch rutschig werden kann, zu begrenzen.
Die Polymermaterialien können genutzt werden, um nahezu jeden beliebigen Behälter herzustellen, der themogeformt, blasgeformt oder in herkömmlichen Formbearbeitungen von Thermoplasten geformt werden kann. In der Beschreibung der in der Erfindung genutzten Behälter sind Behälter für kohlensäurehaltige Getränke wie Cola, Getränke mit Fruchtgeschmack, Root-Bier, Ginger-Ale, kohlensäurehaltiges Wasser etc. eingeschlossen. Ebenfalls eingeschlossen sind Behälter für Malzgetränke wie Biere, Ales, Porters, Stouts, etc. Zusätzlich sind Behälter für Molkereiprodukte wie Vollmilch, Magermilch oder 2-%ige Milch zusammen mit Behältern für Säfte, Koolaid (und andere wiederhergestellte Drinks), Tee, Gatoraid oder andere Sportgetränke, neutraceutische Getränke und stilles (nicht kohlensäurehaltiges) Wasser beinhaltet. Des weiteren fallen Nahrungsmittelbehälter für fließfähige aber viskose oder nicht-Newton'sche Lebensmittel wie Ketchup, Senf, Mayonnaise, Apfelsoße, Joghurt, Sirupe, Honig etc. in den Bereich der Erfindung. Die in der Erfindung genutzten Behälter können von nahezu beliebiger Größe einschließlich (z. B.) 5 Gallonen Wasserflaschen, 1 Gallonen Milchkannen oder Behälter, 2 l Behälter für kohlensäurehaltige Getränke, 20 Unzen Wasserflaschen, 1 Pint oder ½ Pint Joghurtbehälter und andere sein. Die Getränkebehälter können verschiedenartig ausgebildet sein. Die Designs können vollständig utilitarisch mit einer Gestalt sein, welche einfach zum Befüllen, Transportieren, Verkaufen und Ausliefern nutzvoll sind.
Alternativ können die Getränkebehälter willkürlich mit Designs gestaltet sein, welche für ein Marketing des Getränkes vorgesehen sind, einschließlich der klassi schen „Cola"-Form. Beliebige andere dekorative, markengeschützte, unterscheidungskräftige oder andere Designs können in das Äußere der Flasche eingearbeitet sein.
Anfängliche Versuchsergebnisse scheinen darauf hinzuweisen, daß das in der Erfindung genutzte Schmiermittel, wie die flüssigen Ölschmiermaterialien, das Silikon und andere dazu neigen, sich mit der Oberfläche des thermoplastischen Behälters zu verbinden und sich ebenfalls mit Rissen in der Oberfläche des Kunststoffes verbinden, was Belastungsrisse vermehren kann oder Oberflächen mit Belastungsrissen vor dem unerwünschten Effekt von Belastungsrißförderern schützen kann. Das mit der Oberfläche der Flasche verbundene Öl neigt dazu, Belastungsrisse durch Isolieren von Rissen und anfälligen Oberflächen vor dem unerwünschten Effekt der Belastungsrißförderer während der Handhabung unter Verwendung des Schmiermittelöls zu verhindern.
Das im wesentlichen nicht wässrige Schmiermittel, welches in der vorliegenden Erfindung genutzt wird, kann eine Einzelkomponente oder eine Zusammensetzung von Materialien der gleichen oder unterschiedlicher Art von Klassen von Schmiermitteln sein. Es kann jedes beliebige Verhältnis der Schmiermittel genutzt werden, solange die gewünschter Schmierwirkung erhalten wird. Die Schmiermittel können in Form einer Flüssigkeit, eines Feststoffs oder einer Mischung aus zwei oder mehr mischbaren oder nicht mischbaren Komponenten wie beispielsweise in einer flüssigen Phase dispergierten festen Partikeln bestehen.
Es kann ebenfalls ein Vielschrittverfahren der Schmierung genutzt werden. Beispielsweise kann ein erster Schritt der Behandlung des Behälters und/oder Förderbandes mit einem im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittel und ein zweiter Schritt der Behandlung mit einem anderen Schmiermittel, wie beispielsweise einem im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittel oder einem wässrigen Schmiermittel, verwendet werden. Es können beliebige wässrige Schmiermittel, wie beispielsweise Wasser verwendet werden. In dem ersten oder zweiten Schritt können beliebige im wesentlichen nicht wässrige Schmiermittel genutzt werden. Das Schmiermittel des zweiten Schritts kann flüssig oder fest sein. Durch Auswahl geeigneter erster und zweiter Schritte kann die gewünschte Schmierung ermöglicht werden. Die Reihenfolge des zweiten Schrittes und des ersten Schrittes kann ebenfalls gewechselt werden, um die gewünschte Schmierung zu erhalten.
Zusätzlich zum Schmiermittel können andere Komponenten in dem Schmiermittel enthalten sein, um die gewünschten Eigenschaften zu ermöglichen. Es können beispielsweise antimikrobielle Agens, Färbemittel, Schaumhinderer oder Schaumerzeuger, PET-Belastungsrißhinderer, Viskositätsmodifizierer, Reibungsmodifizierer, Antiverschleißagens, Oxidationshinderer, Rosthinderer, Hochdruckagens, Reinigungsmittel, Dispersionsmittel, Schaumhinderer, filmbildende Materialien und/oder Tenside jeweils in einer zum Ermöglichen der gewünschten Ergebnisse effektiven Menge genutzt werden.
Beispiele nutzbarer Antiverschleißagens und Hochdruckagens beinhalten Zinkdialkyldithiophosphate, Tricresylphosphat und Alkyl- und Aryldisulfide und Polysulfide. Die Antiverschleiß- und/oder Hochdruckagens werden in Mengen zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse verwendet. Diese Menge kann zwischen 0 und ungefähr 20 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 1 bis ungefähr 5 Gew.-% für das einzelne Agens bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung betragen.
Beispiele nützlicher Reinigungsmittel und Dispergierungsmittel beinhalten Alkylbenzylsulfonsäure, Alkylphenole, Carboxylsäuren, Alkylphosphonsäuren und deren Calcium-, Natrium- und Magnesium-Salze, Polybutenylsuccinische Säurederivate, Silikontenside, Fluortenside und Moleküle, welche polare Gruppen enthalten, die an einer öllösenden aliphatischen Kohlenwasserstoffkette anhängen. Das Reinigungsmittel und/oder Dispergierungsmittel wird in einer Menge genutzt, um die erwünschten Ergebnisse zu erhalten. Diese Menge kann von 0 bis ungefähr 30, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 20 Gew.-% der einzelnen Komponente bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung betragen.
Nutzbare antimikrobielle Agens beinhalten Desinfektionsmittel, Antiseptika und Präservativa. Nicht beschränkende Beispiele nutzbarer antimikrobieller Agens beinhalten Phenole einschließlich Halo- und Nitrophenole und substituierte Biphenole wie beispielsweise 4-Hexylresorcinol, 2-Benzyl-4-chlorphenol und 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxydiphenylether, organische und anorganische Säuren und deren Ester und Salze wie beispielsweise Dehydroacetsäure, Peroxycarboxylsäure, Peroxyacetsäu re, Methyl-p-hydroxybenzolsäure, kationische Agens wie beispielsweise eine quatäre Ammoniumverbindung, Aldehyde wie beispielsweise Glutaraldehyd, antimikrobielle Farbstoffe wie Acridine, Triphenylmethanfarbstoffe und Chinone und Halogene einschließlich Jod- und Chlorverbindungen. Die antimikrobiellen Agens werden in einer Menge genutzt, um die gewünschten antimikrobiellen Eigenschaften zu ermöglichen. Beispielsweise können zwischen 0 bis ungefähr 20 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 10 Gew.-% des antimikrobiellen Agens bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung genutzt werden.
Beispiele verwendbarer Schaumhinderer beinhalten Methylsilikonpolymere. Nicht beschränkende Beispiele nutzbarer Schaumerzeuger beinhalten Tenside wie nicht ionische, anionische, kationische und amphoterische Verbindungen. Diese Komponenten können in Mengen genutzt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erhalten.
Viskositätsmodifizierer beinhalten Stockpunkt-Verzögerer und Viskositätsverbesserer wie Polymethacrylate, Polyisobutylene und Polyalkylstyrole. Der Viskositätsmodifizierer wird in einer Menge genutzt, um die erwünschten Ergebnisse zu bringen, beispielsweise zwischen 0 bis ungefähr 30 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Eine Schicht eines festen Schmiermittels kann wie gewünscht ausgebildet werden, beispielsweise durch Härten oder Flüssiggießen. Die Schicht kann ebenfalls als ein Film oder eine Beschichtung oder feines Pulver auf dem Behälter und/oder dem Förderband ohne einen Bedarf nach einem Härten ausgebildet werden.
Das Schmiermittel kann benutzt werden, um jeden beliebigen Behälter, einschließlich derer, die im Abschnitt Hintergrund dieser Anmeldung erwähnt wurden, zu behandeln. Es können beispielsweise Glas- oder Kunststoffbehälter einschließlich Polyethylenterephthalatbehältern, Polymerlaminate und Metallbehälter wie beispielsweise Aluminiumdosen, Papiere, behandelte Papiere, beschichtete Papiere, Polymerlaminate, Keramiken und Verbundwerkstoffe behandelt werden.
Mit Behälter ist ein beliebiges Behältnis gemeint, in welchem Material gehalten oder getragen wird oder werden wird. Getränke- oder Nahrungsmittelbehälter sind beispielsweise normalerweise verwendete Behälter. Getränke beinhalten jede beliebige Flüssigkeit, welche zum Trinken geeignet ist, beispielsweise Fruchtsäfte, Softdrinks, Wasser, Milch, Wein, künstlich gesüßte Getränke, Sportgetränke und dergleichen.
Das Schmiermittel sollte im allgemeinen nicht toxisch und biologisch akzeptierbar sein, insbesondere wenn es zusammen mit Lebensmittel- oder Getränkebehältern verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist verglichen zu herkömmlichen Verfahren, welche wässrige Schmiermittel verwenden, vorteilhaft, da die im wesentlichen nicht wässrigen Schmiermittel eine gute Kompatibilität mit PET, eine verbesserte Schmierwirkung und geringe Kosten aufweisen, da keine große Mengen an Wasser verwendet werden und das Nutzen einer trockenen Arbeitsumgebung ermöglicht wird. Darüber hinaus reduziert die vorliegende Erfindung das Maß der mikrobiellen Verschmutzung in der Arbeitsumgebung, da die Mikroben im allgemeinen in wässrigen Umgebungen, wie beispielsweise denen von gewöhnlicherweisegenutzten wässrigen Schmiermitteln, viel schneller wachsen.
Das Schmiermittel kann auf die Oberfläche eines Förderbandsystems, welche mit den Behältern in Kontakt gelangt, auf die Schmierung benötigende Oberfläche des Behälters oder auf beide aufgebracht werden. Die Oberfläche des Förderbandes, welche die Behälter trägt, kann ein Gewebe, ein Metall, einen Kunststoff, ein Elastomer, Verbundwerkstoffe oder Mischungen dieser Materialien aufweisen. Jede beliebige Art eines Förderbandsystems, welches im Bereich Behälter genutzt wird, kann gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden.
Das Schmiermittel kann in jeder beliebigen Weise, beispielsweise durch Sprühen, Streichen, Rollen, Bürsten oder durch eine Kombination beliebiger dieser Verfahren auf die Oberfläche des Förderbandes und/oder die Oberfläche des Behälters aufgebracht werden. Das Schmiermittel kann ebenfalls durch Aufdampfen des Schmiermittels oder durch Atomisieren oder Verdampfen des Schmiermittels zum Ausbilden feiner Tropfen aufgebracht werden, welche sich auf dem Behälter und/oder der Förderbandoberfläche niederschlagen können.
Falls die Oberfläche des Behälters beschichtet wird, ist es nur notwendig, die Oberflächen zu beschichten, welche mit dem Förderband in Kontakt gelangen und/oder die mit anderen Behältern in Kontakt gelangen. In ähnlicher Weise müssen nur Bereiche des Förderbandes, welche die Behälter kontaktieren, behandelt werden. Das Schmiermittel kann eine permanente Beschichtung sein, welche während deren nutzbarer Lebensdauer auf den Behältern verbleibt, oder eine semipermanente Beschichtung, welche auf dem fertiggestellten Behälter nicht vorliegt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Bodenansicht eines blattförmiges Bodenbereiches 10 eines 2 l Getränkebehälters aus Poly(ethylen-co-terephthalat). Die Gestalt des Bodens wird durch Thermoformen einer Vorform des Polyesterthermoplasten in einer Form hergestellt, welche die gewünschte Gestalt aufweist. Der erhitzte Thermoplast wird so gegen die Form gezwungen, daß er die geeignete Form ausbildet. Der fünfblättrige Basisbereich ist aus fünf identischen Blättern 12 hergestellt, welche um eine mittlere Vertiefung 13 herum ausgebildet sind. Die Blätter definieren zurückspringende Bereiche 11 zwischen jedem Blatt 12. Die Blätter sind dazu vorgesehen, ein fünfeckig geformtes Muster von Standflächen auszubilden. Die sich ergebende Gestalt, welche in dem Basisnapf 10 ausgebildet ist, ermöglicht eine stabile Tragefläche, welche den Behälter in einer aufrechten Stellung halten kann.
2 ist eine Seitenansicht eines typischen 2 l Getränkebehälters, welcher zum Einsetzen in einen Polyethylenbasisnapf (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Der Behälter 20 weist eine mit einem Gewinde versehene Oberfläche zum Aufschrauben einer Kappenverschließvorrichtung auf. Die Flasche 20 enthält des weiteren eine thermogeformte Einheit. Die Flasche 20 enthält des weiteren eine thermogeformte Wandung 22, welche sich von dem mit einem Gewinde versehenen Bereich 21 bis zu einem Basisbereich 24 erstreckt. Während des Blasformens wird der Basisbereich 24 in einer Form ausgebildet, welche den heißen Thermoplasten zwingt, sich der Gestalt der Form anzupassen. Die Form formt den Thermoplasten in einen Basisbereich, welcher bei einer Übergangszone 25 in einen kurvenförmig geformten Basisbereich beginnt. Der geformte Basisbereich beinhaltet eine sphärisch geformte Vertiefung 23, welche mit den anderen Basiskomponenten 24 und 25 zusammen wirkt, um die Inhalte des Behälters (nicht dargestellt) ohne druckindu ziertes Versagen unter Druck zu erhalten. Der geformte Bereich der Basis enthält typischerweise die Belastungen, die in dem Thermoplasten durch das Kühlen des Materials nach dem Blasformen eingeschlossen sind.
3 zeigt eine typische PET-Vorform, welche beim Blasformen des Getränkebehälters der 2 verwendet wird. Eine solche Vorform 30 weist einen mit einem Gewinde versehenen Endhalsbereich 31 auf, der zum Aufschrauben eines Deckels oder einer Kappe vorgesehen ist. Die Vorform besitzt typischerweise eine Manschette 33. Die Vorform weist eine „Testrohr-förmige" Gestalt 32 mit einer ausreichenden Menge des Polyesterthermoplasten typischerweise in einem im wesentlichen orientierten Polymerformat auf, so daß beim Blasformen in eine 2 l Größe oder andere Größe nach dem Ermessen des Bedieners eine ausreichende Stärke vorliegt, um die strukturelle Integrität nach dem Füllen mit einem Volumen eines kohlensäurehaltigen Getränks zu bewahren.
Ein flüssiges kohlenwasserstoffhaltiges Öl kann verwendet werden, um sich mit der Flasche oder einem Bereich der in den 1 und 2 dargestellten Flasche zu verbinden und eine Beschichtung auszubilden. Das Öl kann ebenfalls verwendet werden, um sich mit der Oberfläche oder einem Bereich der Oberfläche der Vorform der 3 zu verbinden. Das Öl kann mit der Flasche in einer Vielzahl bekannter Techniken verbunden werden. Es ist wesentlich, daß das Öl direkt mit dem gesamten oder einem Teil des thermoplastischen Materials verbunden wird, welches unter Belastung reißen kann. Typischerweise werden die bedeutsamsten Belastungsrisse in Bereichen mit großen Mengen an amorphem Material gefunden. Derartige Bereiche schließen die fünfblättrige Form der 1 ein. Die Belastung in der Vorform tritt im allgemeinen nach der Bildung in einem Behälter auf. Diese Orte sind gewöhnlicherweise für Belastungsrisse aufgrund der verhältnismäßig großen Menge an amorphem Material (verglichen zu den Wandungen der Strukturen) und der Natur des Formungsprozesses anfällig.
Die Erfindung ist des weiteren in 6 dargestellt, welche ein Förderband 10, Förderrinnenführungen 12, 14 und einen Getränkebehälter 16 in einer teilweise geschnittenen Ansicht zeigt. Die den Behälter kontaktierenden Bereiche des Bandes 10 und der Rinnenführungen 12, 14 sind mit dünnen Schichten 18, 20 und 22 einer in der Erfindung verwendeten Schmiermittelzusammensetzung beschichtet. Der Behälter 16 ist aus einem blasgeformten PET aufgebaut und weist ein mit einem Gewinde versehenes Ende 24, Seiten 25, ein Label 26 und einen Basisbereich 27 auf. Der Basisbereich 27 besitzt Füße 28, 29 und 30 und einen Kronenbereich 34 (teilweise nicht sichtbar dargestellt). Dünne Schichten 36, 37 und 38 einer in der Erfindung verwendeten Schmiermittelzusammensetzung decken die das Förderband kontaktierenden Bereiche des Behälters 16 auf den Füßen 28, 29 und 30 ab, allerdings nicht den Kronenbereich 34. Eine dünne Schicht 40 einer in der Erfindung verwendeten Schmiermittelzusammensetzung bedeckt die das Förderband kontaktierenden Bereiche des Behälters 16 auf dem Label 26. Das Silikonmaterial und hydrophile Schmiermittel sind „wassermischbar", was bedeutet, daß sie ausreichend wasserlöslich oder wasserdispersibel sind, so daß sie eine stabile Lösung, Emulsion oder Suspension ausbilden, wenn sie in einer gewünschten Gebrauchsmenge Wasser zugegeben werden. Die gewünschte Gebrauchsmenge wird entsprechend der jeweiligen Förderband- oder Behälterauftragung und entsprechend der Art des verwendeten Silikon- und hydrophilen Schmiermittels variieren.
Versuche
Beispiel 1
Ein flüssiges kohlenwasserstoffhaltiges Ölmaterial wird durch Kombinieren eines paraffinischen Lösungsmittels, weißen Petroleumöls, eines stabilisiert modifizierten Pflanzenöls und dispergierten Teflonpartikeln hergestellt.
Die folgenden Beispiele enthalten einen Belastungsrißförderer: einen nichtionischen, einen auf Aminobasis oder auf Alkalimetallbasis.
Vergleichendes Beispiel 1
Ein geschäumtes PET Schmiermittel wird durch Kombinieren einer Menge eines Schmiermittels aus (EO)_y(PO)_x Blockcopolymeren mit einem wässrigen Verdünnungsmittel und einer hygienisch machenden Menge von Wasserstoffperoxid hergestellt.
Vergleichendes Beispiel 2
Ein wässriges Bahnschmiermittel wird durch Kombinieren einer effektiven Schmiermittelmenge eines ethoxylierten Amins, eines Alkylamins, eines Korrosionshinderers und eines kationischen Biocids hergestellt.
Vergleichendes Beispiel 3
Ein alkalisches Reinigungsmittel mit Chlor wird durch Kombinieren von Kaliumhydroxid, einer verkapselten Chlorquelle, Natriumtripolyphosphat, einer Tensidpackung und einem Wasserkonditionierer hergestellt.
Ergebnisse von Labor-Passivations-Tests und Schlußfolgerungen
Im Folgenden ist eine Ergebnistabelle dargestellt, welche ein Modell der Leistung einer typischen 2 l Polyesterflasche zeigt, welche eine gegenüber Belastungsrissen mit einem flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Öl passivierte Oberfläche aufweist. Der Ausdruck „passiviert" zeigt an, daß die durch eine Beschichtung passivierte Oberfläche weniger anfällig auf Belastungsrisse ist. Die Flasche wird mit dem Öl und mit der Probe der Belastungsrißförderer der vergleichenden Beispiele kontaktiert. 4 zeigt eine graphische Darstellung dieser Ergebnisse. In der Figur stellt der erste Bereich des Graphen den Fehler der Belastungsrisse der Flasche dar, wenn diese einem kohlenwasserstoffhaltigen Öl wie beispielsweise dem im Beispiel 1 ausgesetzt wird. Der nächste Satz der Balkendiagramme zeigt, daß das flüssige Öl die Risse der Flasche beim Vorliegen des geschäumten Schmierungsmittels reduziert. Das nächste Balkendiagramm zeigt, daß das Öl die Effekte der Belastungsrisse des Förderbandschmiermittels reduziert. Schließlich zeigt der letzte Satz der Balkendiagramme an, daß das Öl die Belastungsrißauswirkungen eines hochgradig ätzenden chlorierten Reinigungsmittels reduziert.
Tabelle 1 – Belastungsrißtest
Schlußfolgerungen:
Beispiel 1 zeigte einen minimalen Angriff der PET-Flaschen.
Wurde das Beispiel 1 auf PET-Flaschen vor dem Kontakt mit dem Förderbandschmiermittel aufgebracht, reduzierte dieses den chemischen Angriff des Schmiermittels.
Wurde Beispiel 1 auf PET-Flaschen vor dem Kontakt mit rückständigen Mengen eines alkalischen Reinigungsmittels aufgebracht, reduzierte dieses den chemischen Angriff des Reinigungsmittels.
Untersuchungsverfahren des chemischen Angriffs
Füllen der PET-Flaschen

Füllen der PET-Flaschen mit 1850 g gekühltem Stadtwasser
Zugeben von 33 g Zitronensäure
Zugeben von 33 g Natriumdicarbonat
unmittelbares Verschließen mittels Verschluß
Schütteln der Flaschen, um Inhalte zu mischen
Abwaschen mittels deionisiertem Wasser
Platzieren auf einem Papierhandtuch zum Ausbalancieren über Nacht

Vorbereiten der Testlösungen

geschäumtes PET-Schmiermittel Kombinieren eines Teils handelsüblichen geschäumten Schmiermittels mit 99 Teilen deionisiertem Wasser Rühren zum Verbinden Eingabe in die Schüssel eines elektrischen Mischers steif-schaumig schlagen (2 Minuten mit Schlagaufsatz)
Schmiermittel für die Förderbandbahn einer Brauerei Kombinieren eines Teils des Schmiermittels mit 99 Teilen deionisierten Wassers Rühren zum Kombinieren Einfüllen in die Schüssel eines elektrischen Mischers steif-schaumig schlagen (2 Minuten mit Schlagaufsatz)
„Enforce" chlorierter alkalischer Schaumreiniger Kombinieren eines Teiles „Enforce" mit 399 Teilen deionisierten Wassers Rühren zum Kombinieren in die Schüssel eines elektrischen Mischers geben steif-schaumig schlagen (2 Minuten mit Schlagaufsatz)

Behandlung der befüllten Flaschen

Trockenfilmschmiermittelüberwachung Bringe einen Tropfen des Fin Food Schmiermittels AL auf den Eingangsbereich der Flasche Verteile den Tropfen auf der Flaschenbasis, so daß der amorphe Bereich, die Basis des Fußes und die Streifenbereiche bedeckt sind
Schmiermittel und Schaumreinigerüberwachungen Tauche die Flaschenbasis in den steifen Schaum, so daß dieser den amorphen Bereich, die Fußbasis und die Streifenbereiche kontaktiert
Trockenfilmschmiermittel gefolgt durch ein Schmiermittel oder einen Schaumreiniger Anwenden des Fin Food Schmiermittels AL wie zuvor beschrieben Tauche die Flasche in das Schmiermittel oder den Schaum des Schaumreinigers wie zuvor beschrieben
Handhabung und Lagerung der Flasche Platziere jede Flasche in einem langgestreckten Reißverschlußbeutel und dichte den Beutel Platziere bis zu 12 Flaschen in aufgereihten Kunststoffbehältern Platziere die Kunststoffbehälter in einer Klimakammer, welche auf 90% relative Luftfeuchtigkeit und 100° F eingestellt ist Lagere die Flaschen für 16 Tage in der Kammer Mindere den Flaschendruck, entferne diese aus der Kammer und leere die Flaschen Trenne die Flaschenbasen von den Flaschen

Untersuchung der Flaschen und Einteilung

Verreibe roten Lippenstift mit behandschuhten Fingern auf der Flaschenbasis, und arbeite diesen so weit wie möglich in die eingerissenen Bereiche ein
Sprühe 99 %igen Isopropylalkohol zur Anfeuchtung auf ein Mikrotuch
Wische mit dem mit Isopropylalkohol beschichteten Tuch überflüssigen Lippenstift von der Basis
Beobachte das Rißmuster und die Anzahl der Haarrisse mit dem restlichen Lippenstift und nehme dieses auf

Beispiel 2 bis 4:
Diese Beispiele zeigen, daß Maisöl, ein natürliches Öl, Schmierungseigenschaften besitzt, welche besser oder vergleichbar mit käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermitteln sind. Das Zylindermaterial war im Beispiel 2 Baustahl, im Beispiel 3 Glas und im Beispiel 4 PET. Die rotierende Scheibe war für die Beispiele 2 bis 4 rostfreier Stahl.
Die durchschnittliche Schleppkraft wurde aufgenommen und der bezogene Koeffizient auf Basis der durchschnittlichen Schleppkräfte und der Referenzprobe sowie gemessen durch den detaillierten nachfolgend beschriebenen Schmiereigenschaftstest berechnet.
Beispiele 5 bis 7:
Diese Beispiele zeigen, daß Bacchus^TM22, ein mineralisches Öl, Schmiereigenschaften besitzt, welche besser als die käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel sind. Das Zylindermaterial war im Beispiel 5 Baustahl, im Beispiel 6 Glas und im Beispiel 7 PET. Die rotierende Scheibe war für die Beispiele 5 bis 7 rostfreier Stahl.
Beispiele 8 – 9:
Diese Beispiele zeigen, daß die beiden synthetischen Schmiermittel bei Baustahl auf rostfreiem Stahl eine Schmiereigenschaft aufweisen, welche besser oder vergleichbar mit käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermitteln ist. Das Material des Zylinders war Baustahl und das der rotierenden Scheibe rostfreier Stahl.
Beispiel 10
Dieses Beispiel zeigt, daß SF96-5, ein synthetisches Siloxan-Schmiermittel, bei PET auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften aufweist, welche besser als die käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel ist. Das Zylindermaterial war PET und die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiel 11:
Dieses Beispiel zeigt, daß Krytox^TMDF50, ein festes Schmiermittel in einer Lösung, bei Baustahl auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche mit denen käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel vergleichbar sind. Das Zylindermaterial war Baustahl und die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Die Probe wurde auf die Oberfläche der Scheibe aufgebracht, nachfolgend wurde die Beschichtung mit einem mit Iopropanol befeuchteten Tuch abgewischt und luftgetrocknet, um im Ergebnis eine sehr dünne, glatte Beschichtung zu erhalten.
Beispiele 12 – 13:
Diese Beispiele zeigen, daß Behensäure, ein trockenes festes Schmiermittel bei Baustahl auf rostfreiem Stahl und Glas auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche mit denen eines zweiten käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermittels vergleichbar sind.
Eine Lösung aus 0,1 % Behensäure in Ethanol wurde auf die rotierende Scheibe aus rostfreiem Stahl aufgebracht. Nach Verdampfen des Lösungsmittels wurde ein trockener Schmierfilm ausgebildet.
Beispiel 14:
Dieses Beispiel zeigt, daß das Super Schmieröl mit PTFE bei Baustahl auf rostfreiem Stahl Schmierungseigenschaften aufweist, welche besser als die käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel sind. Die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiele 15 – 16:
Diese Beispiele zeigen, daß die Mischung aus Ölsäure und Krytox GPL100 bei Baustahl auf rostfreiem Stahl und PET auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche besser sind als die käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel. Das Verhältnis der Ölsäure zu Krytox GPL100 beträgt ungefähr 1 : 1 des Gewichtes. Die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiele 16 – 17:
Diese Beispiele zeigen, daß das mineralische Öl Bacchus68 und dessen Mischungen mit einem antimikrobiellen Agens, IRGASAN^TMDP300 (2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxydiphenylether der Ciba Specialty Chemicals) eine überragende PET-Belastungsrißresistenz besitzt.
Belastungsrißtest der PET-Flaschen:
31,0 g Natriumdicarbonat und 31,0 g Citronensäure wurden einer 2 l PET-Flasche (hergestellt durch Plastipak) zugegeben, welche 1.850 g gekühlten Wassers enthielt. Die Flasche wurde unverzüglich verschlossen. Die gefüllte Flasche wurde dann mit deionisiertem Wasser abgewaschen und über Nacht auf ein sauberes Papiertuch gesetzt.
Zwei Testflüssigkeiten wurden vorbereitet. Bacchus68 wurde wie geliefert verwendet. Bacchus68 und 0,2 % Irgasan DP300 wurden durch Lösen von 1,0 g Irgasan DP300 in 500 g Bacchus68 zum Erhalten einer klaren Lösung hergestellt.
Die Basis der gefüllten Flasche wurde für 2 bis 3 Sekunden in die Testflüssigkeit eingetaucht, nachfolgend wurde die Flasche in einer Kunststofftasche platziert. Die Flasche wurde mit der Tasche in einen Kasten gesetzt und bei 37,8° C und 90 % Luftfeuchtigkeit für 15 Tage gealtert. Für jede Testflüssigkeit wurden 4 Flaschen genutzt. Die Flasche wurde während des Alterns mehrere Male bezüglich Brechens untersucht.
Nach dem Altern wurde die Basis der Flasche abgeschnitten und auf Risse und Brüche untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Die Einteilung beruht auf einer Skala von A – F wie folgt:

A: keine Anzeichen einer Haarrißbildung bis hin zu seltenen kleinen, flachen Rissen
B: häufige kleine flache bis hin zu seltenen mitteltiefen Rissen, welche mittels eines Fingernagels gefühlt werden können
C: häufige mitteltiefe bis zu seltenen tiefen Rissen
D: häufige tiefe Risse
F: Brüche, Flasche bricht vor dem Ablauf des 15-Tage-Tests.

Beispiel 19:
Dieses Beispiel zeigt, daß das mineralische Öl Bacchus68 eine höhere PET-Belastungsrißbeständigkeit als das wasserbasierte Getränkeförderbandschmiermittel LubodriveRX bei einer möglichen Gebrauchsdosierung zur Schmierung von Förderbändern.
Das versuchsmäßige Vorgehen ist das gleiche, wie zuvor in den Beispielen 17 bis 18 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Testflüssigkeit für das Lu podriveRX 75 Gew.-% in deionisiertem Wasser war. Die gefüllte Flasche wurde in der Plastiktasche platziert, welche 100 g des verdünnten LupodriveRX enthielt. Dennoch wurde das Experiment in dem umgebenden Ofen bei 37,8° C und 90 Luftfeuchtigkeit für 13 Tage anstatt für 15 Tage ausgeführt.
Die Ergebnisse zeigten, daß Bacchus68 weniger Belastungsrisse verursacht als das LubodriveRX bei 75 %.
Beispiele 20 – 21:
Beispiel 20 zeigt, daß das mineralische Öl Bacchus68 das mikrobielle Wachstum nicht unterstützt, sondern die Mikroben im Gegensatz zum herkömmlich erhältlichen Getränkeschmiermittel Dicolube^TMPL, hergestellt durch Diversey-Lever, abtötet. Beispiel 21 zeigt, daß die Zugabe des antimikrobiellen Methylparaben zum mineralischen Öl die Abtötungseffektivität bei kurzem Aussetzen verbessert.
Die Rate des Effizienztests der antimikrobiellen Abtötung wurde entsprechend dem nachfolgend beschriebenen Verfahren ausgeführt:
Die Bakterien, Staphylococcus Aureus ATCC6538 und Enterobacter Aerogenes ATCC13048 wurden auf Nährmittelagarschalen übertragen und dort erhalten. 24 Stunden vor dem Test wurden 100 ml der Nährbrühe mit einer „loopful" jedes Organismusses, ein Röhrchen je Organismus, geimpft. Die Kulturen der geimpften Nährbrühe wurden bei 37° C bebrütet. Kurz vor dem Testen wurden gleiche Volumina der beiden bebrüteten Kulturen gemischt und als Test innoculum verwendet.
Für das DicolubePL wurde das Schmiermittel auf 0,5 Gew.-% mit weichem Wasser verdünnt. Ein ml der eingeimpften Substanz wurden mit 99 ml der Schmiermittellösung kombiniert und verrührt. Für das ölbasierte Schmiermittel wurden gleiche Volumina der Organismen bei 9000 Umdrehungen pro Minute und 20° C für 10 Minuten zentrifugiert, dann dekantiert und in einem äquivalenten Volument des mineralischen Öls wieder verdünnt.
Eine 1-ml-Probe der Mischung aus Schmiermittel/eingeimpfter Substanz wurde nach 5 Minuten Aussatzzeit entfernt und 9 ml einer sterilen D/E Neutralisierungs brühe zugegeben. Die neutralisierte Probe wurde nachfolgend mit gepuffertem Wasser verdünnt und doppelt unter Nutzung von D/E neutralisierendem Agar plattiert. Das Verfahren wurde nach 15 und 60 Minuten Aussatzzeit wiederholt. Die Platten wurden bei 37° C für 48 Stunden inkubiert und dann untersucht.
Überprüfungen zum Feststellen der anfänglich eingeimpften Substanz wurden durch Zufügen von 1 ml der eingeimpften Substanz zu 9 % ml des gepufferten Wassers vorbereitet, die Mischung seriell mit zusätzlich gepuffertem Wasser verdünnt und mit TGE plattiert.
Die prozentuale Reduktion und logarhythmische Reduktion wurden wie folgt berechnet: prozentuale Reduktion = [(Anzahl der anfänglichen eingeimpften Substanz – Anzahl der Überlebenden)/(Anzahl der anfänglichen eingeimpften Substanz)] × 100,wobei die Anzahl der anfänglichen eingeimpften Substanz 3,4 × 106 CFU/ml entspricht
CFU/ml bedeutet: Kolonien bildende Einheiten pro ml Logarhythmische Reduktion = [log10 (anfängliche eingeimpfte Substanz CFU/ml)] – [log10 (Überlebende der eingeimpften Substanz CFU/ml)]
Die Tabelle zeigt die Ergebnisse der Rate des Abtötungstests:
Beispiele 22 – 23:
Diese Beispiele zeigen, daß Behensäure, ein trockenes festes Schmiermittel, in Kombination mit einem flüssigen Schmiermittel bei Baustahl auf rostfreiem Stahl und Glas auf rostfreiem Stahl Schmierungseigenschaften bietet, die besser oder vergleichbar mit denen des zweiten käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermittels sind.
Eine Lösung aus 0,1 % Behensäure in Ethanol wurde auf die Scheibe aus rostfreiem Stahl aufgebracht, nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wurde ein trockener dünner Film ausgebildet. Nachfolgend wurde Wasser auf die Oberfläche der trockenfilmbeschichteten Scheibe zur Messung der Schmierungseigenschaften aufgebracht
Die folgende Tabelle beschreibt die in den obigen Beispielen beschriebenen Materialien.
Beispiele 24 – 28
Diese Beispiele verwenden ein Öl in einer wässrigen Emulsion und einen Glycerinbelastungsrißhinderer und ein optionales Tensid.
Beispiel 24
Beispiel 25
Beispiel 26
Beispiel 27
Beispiel 28
Das Produkt des Beispiels 25 wurde hinsichtlich des Reibungskoeffizienten überprüft. 5 ist eine graphische Darstellung der Reibungsdaten, welche aus dem mit dem Schmiermittel des Beispiels 25 durchgeführten Test stammen. Die Ergebnisse sind wie folgt:
Förderbandoberfläche: 2 × 3,25'' × 20' = 6,5'' × 2012 = 1.560 Quadratinch
Der auf einem Kurzbahnförderbandsystem gemessene Reibungskoeffizient (COF):
Die Feststellung der Schmierungseigenschaften des Schmiermittels wurde auf einem Kurzbandförderbandsystem gemessen. Das Förderband war mit zwei Bändern von Rexnord ausgestattet. Das Band war ein (Polyacetal) thermoplastisches Band des Typs Rexnord LF von 3,25'' Breite und 20' Länge. Das Schmiermittel wurde auf die Oberfläche des Förderbandes gleichmäßig mittels einer Flaschenreinigungsbürste aufgetragen. Das Förderbandsystem wurde mit einer Geschwindigkeit von 100' pro Minute betrieben. Sechs mit einem Getränk gefüllte 2 l Flaschen wurden in einem Gestell auf der Bahn mit einem Gesamtgewicht von 16,15 kg gestapelt. Das Gestell war über einen Draht mit einem Dehnmeßstreifen verbunden. Als die Bänder sich bewegten, wurde auf den Dehnmeßstreifen durch die Zugbetätigung des Gestells eine Kraft auf den Draht ausgeübt. Ein Computer nahm die Zugstärke auf. Der Reibungskoeffizient (COF) wurde auf Basis der gemessenen Kraft und der Masse der Flaschen berechnet und vom Anfang bis zu Ende des Durchlaufes gemittelt. Die Ergebnisse des Tests des Beispiels 25 sind in einer graphischen Form in 5 dargestellt.
Die Zusammensetzungenen des Schmiermittels können falls gewünscht unter Nutzen eines Kurzbahnförderbandtests und eines PET-Belastungsrißtests ausgewertet werden.
Kurzbahnförderbandtest
Ein Förderbandsystem, welches ein mittels eines Motors angetriebenes 83 mm breites × 6,1 m langes REXNORD^TMLF polyacetatisches thermoplastisches Förderband verwendet, wird mit einer Bandgeschwindigkeit von 30,48 m pro Minute betrieben. In einem Gestell mit geöffnetem Boden sind sechs gefüllte 2 l PET-Getränkeflaschen gestapelt und ruhen auf dem selbstbewegenden Band. Das Gesamtgewicht des Gestells und der Flaschen beträgt 16,15 kg. Das Gestell wird auf dem Band mittels eines Drahtes in Stellung gehalten, welcher mit einem stationären Dehnungsmeßstreifen verbunden ist. Die auf den Dehnungsmeßstreifen während des Bandbetriebs ausgeübte Kraft wird unter Verwendung eines Computers aufgezeichnet. Auf die Oberfläche des Bandes wird eine dünne, gleichmäßige Schicht der Schmiermittelzusammensetzung unter Verwendung einer aus einer herkömmlichen Flaschenwaschbürste hergestellten Aufbringungsvorrichtung aufgebracht. Das Band wird für 15 Minuten laufen gelassen. Während dieser Zeit wird ein beständig niedriger Reibungskoeffizient beobachtet. Der Reibungskoeffizient wird auf Basis der gemessenen Kraft und der Masse der Flaschen berechnet und über die Dauer des Durchlaufs gemittelt. Nachfolgend werden 60 ml warmen Wassers für eine Zeitdauer von 30 Sekunden auf die Oberfläche des Förderbandes gerade oberhalb des Gestells (unterhalb des Drahtes) gesprüht. Die Aufbringung des Schmiermittels wird für weitere 5 Minuten fortgesetzt und der durchschnittliche Reibungskoeffizient, der dem Sprühen mit Wasser folgt und der sich ergebende Wechsel des durchschnittlichen Reibungskoeffizienten werden notiert.
PET-Belastungsrißtest
Herkömmliche 2 l PET-Getränkeflaschen (käuflich erwerbbar von Constar International) werden mit 1.850 g gekühltem Wasser, 31,0 g Natriumdicarbonat und 31.0 g Citronensäure gefüllt. Die gefüllte Flasche wird verschlossen, mit deionisiertem Wasser abgewaschen und über Nacht auf reine Papiertücher gestellt. Die Böden der 6 Flaschen werden in eine 200 g Probe eines unverdünnten Schmiermittels in einer 125 × 65 mm Kristallschale getaucht, nachfolgend in einem Behältnis platziert und anschließend in einer Klimakammer bei 37,8° C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit für 14 Tage gelagert. Die Flaschen werden aus der Kammer entfernt, hinsichtlich Rissen, Falten und Bruchmustern in dem Boden untersucht. Die gealterten Flaschen werden mit 6 Überprüfungsflaschen verglichen, welche einer in der Kristallschale vorliegenden Vergleichsschmiermittelzusammensetzung ausgesetzt wurden oder einem verdünnten wässrigen Standardschmiermittel (LUBODRIVE^TMRX, käuflich erhältlich von Ecolab) wie nachfolgend vorbereitet ausgesetzt wurden. Eine 1,7 Gew.-%ige Lösung des LUBODRIVE Schmiermittels (in Wasser enthalten 43 ppm einer Alkalie (CaCO₃)) wurde für einige Minuten unter Verwendung eines Mixers geschäumt. Der Schaum wurde in einen ausgeschäumten Behälter übertragen und die Prüfflaschen wurden in den Schaum getaucht. Die Flaschen wurden dann wie zuvor beschrieben in der Klimakammer gealtert.
Verfahren des Schmiereigenschaftstests
Der Schmiereigenschaftstest wurde durch Messen der Schleppkraft (Reibkraft) eines gewichtsbelasteten Zylinders durchgeführt, welcher auf einer rotierenden Scheibe, die mittels der Testprobe angefeuchtet war, lief. Das Material des Zylinders wurde derart ausgewählt, daß es mit den Behältermaterialien, beispielsweise Glas, PET oder Aluminium, übereinstimmte. Die Schleppkraft wird, einen Durchschnittswert nutzend, mittels eines festen Positionsgebers gemessen, welcher mit dem Zylinder durch eine dünne flexible Schnur verbunden ist. Das Gewicht des aus dem gleichen Material hergestellten Zylinders ist für sämtliche Messungen einheitlich.
Nachfolgend wurde der relative Reibungskoeffizient (Rel COF) berechnet und genutzt, wobei: Rel COF = COF (Probe)/COF (Bezugsprobe) = Schleppkraft (Probe)/Schleppkraft (Bezugsprobe).
Beispiel 29
75 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 20 Teile deionisierten Wassers und 5 Teile mineralischen Dichtungsöls (käuflich erhältlich von Calument Lubricant Co.) wurden mittels eines Rührstabs kombiniert. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war unstabil und trennte sich beim Stehen schnell in zwei Phasen. Nach erneuter Durchmischung und Aufbringung auf eine Oberfläche bildete die Schmiermittelzusammensetzung einen Film aus, der bei Berührung rutschig war. Der meiste Teil des Schmiermittels konnte unter Verwendung einer klaren Wasserreinigung einfach von der Oberfläche gewaschen werden. Bei Verwendung des Kurzbahnförderbandtests wurde ungefähr 20 g der Schmiermittelzusammensetzung auf das bewegende Band aufgebracht. Der festgestellte Durchschnittsreibungskoeffizient betrug vor dem Aufsprühen von Wasser 0,066 und nach dem Aufsprühen von Wasser 0,081 mit einem Anstieg um 0,015 des durchschnittlichen Reibungskoeffizienten aufgrund des Besprühens mit Wasser.
In einem Vergleichslauf wurden 74,3 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 19,8 Teile deionisierten Wassers, 5 Teile mineralischen Dichtungsöls (käüflich erhältlich von Calument Lubricant Co.) und 0,99 Teile SHEREX VEROINC^TMT205 Emulgator (käuflich erhältlich von Akzo Nobel Chemicals) mittels eines Rührstabs kombiniert. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war eine stabile Emulsion, welche beim Stehen in einer Einphasenmischung verblieb. Beim Verwenden des Kurzbahnförderbandtests wurden ungefähr 20 g der Vergleichsschmiermittelzusammensetzung auf das bewegende Band aufgebracht. Der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient betrug vor dem Sprühen des Wassers 0,073 und nach dem Sprühen 0,102 mit einem Anstieg des durchschnittlichen Reibungskoeffizienten aufgrund des Sprühens von Wasser um 0,029. Der Reibungskoeffizient der Vergleichsschmiermittelzusammensetzung (welche einen Emulgator enthielt) stieg beim Vorliegen einer Wassersprühung fast doppelt so stark an wie der Reibungskoeffizient der unstabilen Schmiermittelzusammensetzung, welche gemäß der Erfindung verwendet wurde. Die Vergleichsschmiermittellösung war daher nicht so wasserbeständig wie die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung.
Die Schmiermittelzusammensetzung dieses Beispiels 29 und die Vergleichsschmiermittelzusammensetzung wurden mittels eines PET-Belastungsrißtests bewertet. Die der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung ausgesetzten Flaschen wiesen häufig kleine, flache Rißmarken und selten mitteltiefe Rißmarken auf. Die der Vergleichsschmiermittelzusammensetzung ausgesetzten Flaschen wiesen häufig mitteltiefe Rißmarken auf. Die mit einer erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung geschmierten Flaschen besaßen daher nach dem Altern ein besseres visuelles Erscheinungsbild. Keine der Flasche leckte oder brach bei der Schmiermittelzusammensetzung gemäß der Erfindung. Eine der der Vergleichsschmiermittelzusammensetzung ausgesetzten Flaschen brach am 9. Tag. Die Erfindung zeigt, daß die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung eine bessere Bruch- und Belastungsrißbeständigkeit ermöglicht als die Vergleichsschmiermittelzusammensetzung.
In einem weiteren vergleichenden Kurzbahnförderbandtest, der unter Verwendung einer verdünnten wässrigen Lösung eines Standardförderbandschmiermittels (LUBUDRIVE^TMRX, käuflich erhältlich von Ecolab, aufgebracht unter Verwendung einer 0,5 %igen Verdünnung in Wasser und bei einer Aufbringungsrate von ungefähr 8 l pro Stunde) durchgeführt wurde, betrug der beobachtete Reibungskoeffizient 0,126, was anzeigt, daß die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung verglichen mit einem herkömmlichen verdünnten wässrigen Schmiermittel eine reduzierte Gleitreibung ermöglicht.
Beispiel 30
Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 29 wurden 95 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung und 5 Teile mineralischen Dichtungsöls mittels eines Rührstabs kombiniert. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war unstabil und trennte sich beim Stehen schnell in zwei Phasen. Beim erneuten Vermischen und Aufbringen auf eine Oberfläche bildete die Schmiermittelzusammensetzung einen Film aus, welcher bei Berührung rutschig war. Der größte Teil des Schmiermittels konnte unter Verwendung einer Klarwasserspülung einfach abgewaschen werden. Bei Verwendung des Kurzbahnförderbandtests wurden ungefähr 20 g der Schmiermittelzusammensetzung auf das bewegende Band aufgebracht. Der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient betrug vor dem Aufsprühen des Wassers 0,061 und nach dem Aufsprühen des Wassers 0,074 mit einer Änderung des durchschnittlichen Reibungskoeffizienten von 0,013.
Beispiel 31
Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 29 wurden 75 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 20 Teile deionisierten Wassers und 5 Teile mineralischen Öls (ARIADNE^TM22, käuflich erhältlich von Vulcan Oil and Chemical Products) mittels eines Rührstabs kombiniert bis eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war unstabil und trennte sich beim Stehen schnell in zwei Phasen. Beim erneuten Vermischen und Aufbringen auf eine Oberfläche bildete die Schmiermittelzusammensetzung einen Film aus, welcher bei Berührung rutschig war. Der größte Teil des Schmiermittels konnte unter Verwendung einer Klarwasserspülung einfach von der Oberfläche gespült werden. Bei Verwendung des Kurzbahnförderbandtests wurden ungefähr 20 g der Schmiermittelzusammensetzung auf das bewegende Band aufgebracht. Der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient betrug vor dem Aufsprühen 0,072 und nach dem Aufsprühen 0,083 mit einer Änderung des durchschnittlichen Reibungskoeffizienten um 0,011. Die Schmiermittelzusammensetzung dieses Beispiels 31 wurde ebenfalls unter Verwendung des PET-Belastungsrißtests bewertet. Nach dem Altern zeigten die Flaschen häufig kleine flache Rißmarken und selten mitteltiefe Rißmarken. Keine der Flaschen leckte oder brach.
Beispiel 32
Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 29 wurden 77,24 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 20,71 Teile deionisierten Wassers und 2,05 Teile mineralischen Öls mittels eines Rührstabs kombiniert, bis eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war unstabil und trennte sich beim Stehen schnell in zwei Phasen. Beim erneuten Vermischen und Aufbringen auf eine Oberfläche bildete die Schmiermittelzusammensetzung einen Film aus, welcher bei Berührung rutschig war. Der größte Teil des Schmiermittels konnte unter Verwendung einer Klarwasserspülung einfach von der Oberfläche gespült werden.
Beispiel 33
77,2 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 20,7 Teile deionisierten Wassers und 2,1 Teile E2175 hochviskosen Polydimethylsiloxans (60 %ige Siloxanemulsion, welche käuflich erhältlich von Lambent Technologies, Inc. ist) wurden mittels eines Rührstabs kombiniert, bis eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war bei Berührung rutschig und konnte unter Verwendung einer Klarwasserspülung einfach von den Oberflächen gespült werden. Beim Kurzbahnförderbandtest wurden ungefähr 20 g der Schmiermittelzusammensetzung auf das sich über eine Zeitdauer von 90 Minuten bewegende Band aufgebracht. Der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient betrug 0,062. In einem vergleichenden Kurzbahnförderbandtest, welcher unter Verwendung einer verdünnten wässrigen Lösung eines herkömmlichen Förderbandschmiermittels (LUBODRIVE^TMRX, käuflich erhältlich von Ecolab, aufgebracht unter Verwendung einer 0,5%igen Verdünnung in Wasser und bei einer Aufbringungsrate von ungefähr 8 l pro Stunde) durchgeführt wurde, betrug der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient 0,126, was anzeigt, daß die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung eine reduzierte Gleitreibung ermöglicht.
Die Schmiermittelzusammensetzung des Beispiels 29 wurde ebenfalls unter Verwendung des PET-Belastungsrißtests bewertet. Die gealterten Flaschen wiesen selten kleine, flache Rißmarken auf. Für die verdünnte wässrige Vergleichsschmiermittelzusammensetzung wurden häufig mitteltiefe Rißmarken. und selten tiefere Rißmarken beobachtet. Keine der Flaschen leckte oder brach bei keinem der Schmiermittel, allerdings wiesen die Böden der mit der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung geschmierten Flaschen nach dem Altern ein besseres visuelles Erscheinungsbild auf.
Beispiel 34
Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 29 wurden 77,2 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 20,7 Teile deionisierten Wassers und 2,1 Teile HV490 hochmolekulargewichtiges hydroxyendendes Dimethylsilicon (anionische 30 bis 60 %ige Siloxanemulsion, käuflich erhältlich von der Dow Corning Corporation) mittels eines Rührstabs kombiniert, bis eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war bei Berührung rutschig und konnte unter Verwendung einer Klarwasserspülung einfach von den Oberflächen gespült werden. Beim Kurzbahnförderbandtest wurden ungefähr 20 g der Schmiermittelzusammensetzung auf das sich über eine Zeitdauer von 15 Minuten bewegende Band aufgebracht. Der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient betrug 0,058.
Beispiel 35
Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 29 wurden 75,7 Teile einer 96 Gew.-%igen Glycerollösung, 20,3 Teile deionisierten Wassers, 2,0 Teile HV490 hochmolekulargewichtiges hydroxyendendes Dimethylsilicon (anionische 30 bis 60 %ige Siloxanemulsion, käuflich erhältlich von der Dow Corning Corporation) und 2,0 Teile GLUCOPON^TM220 Alkylpolyglycosidtensid (käuflich erwerblich von Henkel Corporation) mittels eines Rührstabs kombiniert, bis eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war bei Berührung rutschig und konnte unter Verwendung einer Klarwasserspülung einfach von den Oberflächen gespült werden. Beim Kurzbahnförderbandtest wurden ungefähr 20 g der Schmiermittelzusammensetzung auf das sich über eine Zeitdauer von 15 Minuten bewegende Band aufgebracht. Der beobachtete durchschnittliche Reibungskoeffizient betrug 0,071.
Beispiel 36
Unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 29 wurden 72,7 Teile einer 99,5 Gew.-%igen Glycerollösung, 23,3 Teile deionisierten Wassers, 2 Teile HV495 Silikonemulsion (käuflich erhältlich von der Dow Corning Corporation) und 2 Teile GLUCOPON^TM220 Alkylpolyglycosidtensid (käuflich erwerblich von der Henkel Corporation) mittels eines Rührstabs kombiniert, bis eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Die sich ergebende Schmiermittelzusammensetzung war bei Berührung rutschig und konnte einfach unter Verwendung einer Klarwasserspülung von den Oberflächen gespült werden. Das Vorliegen des Tensids verursachte allerdings ein Ansteigen der Belastungsrisse beim PET-Belastungsrißtest.
Als Referenz wurden zwei käuflich erwerbbare wasserbasierte Schmiermittel für Getränkeförderbänder bei empfohlenen Gebrauchsdosierungen verwendet. Dieses sind die Bezugsnummer 1 (LUBODRIVE RX) und die Bezugsnummer 2 (Lubri-Klenz LF), welche beide durch Ecolab hergestellt werden.
Ein relativer Reibungskoeffizient kleiner als 1 zeigt ein besseres Schmiermittel als die Referenz an. Ein gutes Schmiermittel würde einen typischen relativen Reibungskoeffizienten von weniger als 1,2 aufweisen, während ein Wert größer als 1,4 ein schlechtes Schmiermittel anzeigen würden. Die Ergebnisse der Schmierungseigenschaften einiger nicht wasserbasierter Schmiermittel wurden geprüft und sind nachfolgend dargestellt. Die Messung der Schmierungseigenschaften wurde mit den zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt. Bei sämtlichen Tests wurden 100 % der spezifizierten Materialien oder wie angezeigt verwendet. Die Materialien wurden entweder zugegeben oder auf die Oberfläche der Scheibe gewischt, um einen kontinuierlichen Film zu erzeugen. Die Referenzen waren wasserbasierte Schmiermittel und wurden bei einer 0,1 Gew.-%igen Konzentration in Wasser zum Vergleich getestet. Der Test lief für einige Minuten, bis sich die Kraft einpendelte. Die durchschnittliche Schleppkraft wurde aufgezeichnet und der relative Reibungskoeffizient basierend auf den durchschnittlichen Schleppkräften der Testproben und der Referenz berechnet.
Beispiele 37 – 39:
Diese Beispiele zeigen, daß Maisöl, ein natürliches Öl, Schmiereigenschaften besitzt, welche besser oder vergleichbar mit denen käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel sind. Das Material des Zylinders bestand beim Beispiel 1 aus Baustahl, beim Beispiel 2 aus Glas und beim Beispiel 3 aus PET. Die rotierende Scheibe bestand bei den Beispielen 1 bis 3 aus rostfreiem Stahl.
Beispiele 40 – 42:
Diese Beispiele zeigen, daß Bacchus22, ein mineralisches Öl, Schmiereigenschaften aufweist, welche besser sind als die käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel. Das Material des Zylinders bestand beim Beispiel 4 aus Baustahl, beim Beispiel 5 aus Glas und beim Beispiel 6 aus PET. Die rotierende Scheibe bestand bei den Beispielen 4 bis 6 aus rostfreiem Stahl.
Beispiele 43 – 44:
Diese Beispiele zeigen, daß die beiden synthetischen Schmiermittel bei Baustahl auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften aufweisen, welche besser oder mit denen käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel vergleichbar sind. Das Material des Zylinders bestand aus Baustahl und die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiel 45:
Dieses Beispiel zeigt, daß SF96-5, ein synthetisches Siloxanschmiermittel, bei PET auf rastfreiem Stahl bessere Schmiereigenschaften besitzt als das käuflich erwerbbare wasserbasierte Schmiermittel. Das Material des Zylinders bestand aus PET und die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiel 46:
Dieses Beispiel zeigt, daß Krytox DF50, ein festes Schmiermittel in einer Lösung, bei Baustahl auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche mit denen des käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermittels vergleichbar sind. Das Material des Zylinders bestand aus Baustahl und die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Die Probe wurde auf die Oberfläche der Scheibe aufgebracht, nachfolgend wurde die Beschichtung mit einem mit Isopropanol angefeuchteten Tuch abgewischt und luftgetrocknet, um eine sehr dünne, glatte Beschichtung zu ergeben.
Beispiele 47 – 48:
Diese Beispiele zeigen, daß Behensäure, ein trockenes festes Schmiermittel, bei Baustahl auf rostfreiem Stahl und Glas auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche mit denen eines zweiten käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermittels vergleichbar sind.
Eine Lösung von 0,1 % Behensäure in Ethanol wurde auf die rotierende Scheibe aus rostfreiem Stahl aufgebracht. Nach Verdampfen des Lösungsmittels wurde ein trockener dünner Film ausgebildet.
Beispiel 49:
Dieses Beispiel zeigt, daß das Super Schmierungsöl mit PTFE bei Baustahl auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche besser als die käuflich er werbbarer wasserbasierter Schmiermittel sind. Die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiele 50 – 51:
Diese Beispiele zeigen, daß eine Mischung aus Ölsäure und Krytox GPL100 bei Baustahl auf rostfreiem Stahl und PET auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften besitzt, welche besser sind als die käuflich erwerbbarer wasserbasierter Schmiermittel. Das Verhältnis von Ölsäure zu Krytox GPL 100 beträgt 1 : 1 bezogen auf das Gewicht. Die rotierende Scheibe bestand aus rostfreiem Stahl.
Beispiele 52 – 53:
Diese Beispiele zeigen, daß das mineralische Öl Bacchus 68 und seine Mischung mit einem antimikrobiellen Agens, Irgasan DP300 (2,4,4'-Trichlor-2'- hydroxydiphenylether, erhalten von der Ciby Specialty Chemicals) eine überlegene PET-Belastungsrißbeständigkeit besitzt.
PET-Flaschen Belastungsrißtest:
31,0 g Natriumdicarbonat und 31,0 g Citronensäure wurden zu einer 1.850 g gekühltes Wasser enthaltenden PET-Flasche (hergestellt durch Plastipak) zugegeben und die Flasche unmittelbar verschlossen. Die gefüllte Flasche wurde nachfolgend mit deionisiertem Wasser abgespült und über Nacht auf ein sauberes Papiertuch gestellt.
Es wurden zwei Testflüssigkeiten vorbereitet. Bacchus 68 wurde wie geliefert verwendet. Bacchus 68 und 0,2 % Irgasan DP300 wurden durch Verdünnen von 1,0 g Irgasan DP 300 in 500 g Bacchus 68 zum Erhalten einer klaren Lösung hergestellt. Die Basis der gefüllten Flasche wurde für 2 bis 3 Sekunden in die Testflüssigkeit getaucht, nachfolgend wurde die Flasche in einer Kunststofftasche platziert. Die Flasche wurde zusammen mit der Tasche in ein Behältnis gestellt und für 15 Tage bei 37,8° C und 90 %iger Luftfeuchtigkeit gealtert. Für jede Testflüssigkeit wurden 4 Flaschen verwendet. Die Flasche wurde während des Alterungsprozesses mehrfach hinsichtlich Brechens untersucht.
Nach dem Altern wurde die Basis der Flasche abgeschnitten und hinsichtlich Haarrissen und Brüchen untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Die Einstufung basiert auf einer Skala von A bis F wie folgt:

A: Keine Zeichen von Haarrissen bis selten kleine, flache Haarrisse
B: Häufig schmale, flache bis selten mitteltiefe Haarrisse, welche mit einem Fingernagel gefühlt werden können.
C: Häufig mitteltiefe bis selten tiefe Haarrisse
D: Häufig tiefe Haarrisse
F: Brüche, Flasche bricht vor dem Ende des 15 Tage andauernden Tests

Beispiel 54:
Dieses Beispiel zeigt, daß das mineralische Öl Bacchus 68 eine höhere PET-Belastungsrißbeständigkeit gegenüber dem auf Wasser basierenden Schmiermittel für Getränkeförderbänder Lubodrive RX bei einer möglichen Gebrauchsdosierung zur Schmierung von Förderbändern besitzt.
Das experimentelle Verfahren glich dem in den Beispielen 52 bis 53 beschriebenen, mit der Ausnahme, daß die Testflüssigkeit 75 Gew.-% in deionisiertem Wasser betrug. Die gefüllte Flasche wurde in der Kunststofftasche platziert, welche 100 g des verdünnten Lubodrive RX enthielt. Das Experiment wurde ebenfalls in der Klimakammer für 13 Tage anstelle von 15 Tagen bei 37,8° C und 90 %iger Luftfeuchtigkeit ausgeführt.
Die Ergebnisse zeigten, daß Bacchus 68 weniger Belastungsrisse verursachte als das Lubodrive RX bei 75 %.
Beispiele 55 – 56:
Das Beispiel 55 zeigt, daß das Mineralöl Bacchus 68 das mikrobielle Wachstum nicht unterstützte, sondern die Mikroben im Gegensatz zum käuflich erwerbbaren Getränkeschmiermittel Dicolube PL, hergestellt durch Diversey-Lever, abtötete. Beispiel 56 zeigt, daß die Abtötungseffizienz bei einer Aussetzung für kurze Zeit mittels der Zugabe des Antimikrobiens Methylparaben zum mineralischen Öl verbessert wurde.
Die Rate des Effizienztests zur antimikrobiellen Abtötung wurde gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren durchgeführt:
Die Bakterien, Staphylococcus Aureus ATCC6538 und Enterobacter Aerogenes ATCC13048 wurden auf Nähragarplatten transferiert und aufrechterhalten. 24 Stunden vor dem Testen wurden 100 ml der Nährbrühe mit einer „loopful" jedes Organismusses, ein Röhrchen je Organismus, geimpft. Die Kulturen der geimpften Nährbrühe wurden bei 37° C bebrütet. Kurz vor dem Testen wurden gleiche Volumina der beiden bebrüteten Kulturen gemischt und als Test inocculum verwendet.
Beim Dicolube PL wurde das Schmiermittel auf 0,5 Gew.-% mit weichem Wasser verdünnt. Ein ml der eingeimpften Substanz wurden mit 99 ml der Schmiermittellösung kombiniert und verrührt. Beim ölbasierten Schmiermittel wurden gleiche Volumina der Organismen bei 9000 Umdrehungen pro Minute und 20° C für 10 Minuten zentrifugiert, nachfolgend dekantiert und in einem äquivalenten Volumen des mineralischen Öls re-suspendiert.
Eine 1-ml-Probe der Mischung Schmierungsmittel/eingeimpfter Substanz wurde nach 5 Minuten Aussetzzeit entfernt und 9 ml einer sterilen D/E Neutralisierungsbrühe zugegeben. Die neutralisierte Probe wurde nachfolgend mit gepuffertem Wasser verdünnt und unter Verwendung von D/E neutralisierendem Agar doppelt plattiert. Das Verfahren wurde nach 15 und 60 Minuten Aussetzzeit wiederholt. Die Platten wurden bei 37° C für 48 Stunden bebrütet und nachfolgend untersucht.
Überprüfungen zum Feststellen der anfänglichen eingeimpften Substanz wurden durch Zufügen von 1 ml der eingeimpften zu 9 % ml des gepufferten Wassers vorbereitet, die Mischung seriell mit zusätzlich gepuffertem Wasser verdünnt und mit TGE plattiert.
Die prozentuale Reduktion und logarhythmische Reduktion wurden wie folgt berechnet: prozentuale Reduktion = [(Anzahl der anfänglichen eingeimpften Substanz – Anzahl der Überlebenden)/(Anzahl der anfänglichen eingeimpften Substanz)] × 100,wobei die Anzahl der anfänglichen eingeimpften Substanz 3,4 × 10^–6 CFU/ml entspricht
CFU/ml bedeutet: Kolonien bildende Einheiten pro ml Logarhythmische Reduktion = [log10 (anfängliche eingeimpfte Substanz CFU/ml)] – [Iog10 (Überlebende der eingeimpften Substanz CFU/ml)]
Die Tabelle zeigt die Ergebnisse der Rate des Abtötungstests:
Beispiele 57 – 58:
Diese Beispiele zeigen, daß Behensäure, ein trockenes festes Schmiermittel, in Kombination mit einem flüssigen Schmiermittel bei Baustahl auf rostfreiem Stahl und Glas auf rostfreiem Stahl Schmiereigenschaften bietet, welche besser oder vergleichbar mit denen des zweiten käuflich erwerbbaren wasserbasierten Schmiermittels sind.
Eine Lösung von 0,1 % Behensäure in Ethanol wurde auf die Scheibe aus rostfreiem Stahl aufgebracht, ein dünner trockener Film nach der Verdampfung des Lösungsmittels ausgebildet. Nachfolgend wurde Wasser auf die Oberfläche der mit dem trockenen Film beschichteten Scheibe zum Zwecke der Messung der Schmierungseigenschaften aufgebracht.
Die folgende Tabelle beschreibt die in den obigen Beispielen verwendeten Materialien:

Claims

Verfahren zum Schmieren der Bahn eines Behälters entlang eines Förderers, aufweisend ein Applizieren einer Mischung eines wasserlöslichen Silikonmaterials und eines wasserlöslichen Schmiermittels auf wenigstens einen Teil der den Behälter kontaktierenden Oberfläche des Förderers oder auf wenigstens einen Teil der den Förderer kontaktierenden Oberfläche des Behälters.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen im wesentlichen nicht tropfenden Film ausbildet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ohne Zugabe von Benetzungsmitteln ausgebildet wird, welche äußere Belastungsrisse in Polyethylenterephthalaten verursachen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ungefähr 0,05 bis ungefähr 12 Gew.-% des Silikonmaterials und ungefähr 30 bis ungefähr 99.95 Gew.-% des hydrophilen Schmiermittels aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ebenfalls Wasser oder ein hydrophiles Verdünnungsmittel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ungefähr 0,5 bis ungefähr 8 Gew.-% des Silikonmaterials, ungefähr 50 bis ungefähr 90 Gew.-% des hydrophilen Schmiermittels und ungefähr 2 bis ungefähr 49,5 Gew.-% Wasser oder hydrophiles Verdünnungsmittel aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonmaterial eine Silikonemulsion, fein verteiltes Silikonpulver oder ein Silikonbenetzungsmittel aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonmaterial eine Silikonemulsion und die Mischung Wasser aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ein Gesamtalkalitätsäquivalent von weniger als ungefähr 100 ppm CaCO₃ aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Reibungskoeffizienten von weniger als ungefähr 0,14 aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung nur auf die Teile des Förderers appliziert wird, welche in direktem Kontakt mit den Behältern stehen, oder nur auf die Teile der Behälter, welche in direktem Kontakt mit dem Förderer stehen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bei Anwendung eine Scherverdünnung aufweist und im Ruhezustand nicht tropfend ist.