DE68927864T2 - Wässrige Schmiermittellösungen auf der Basis von Fettalkylaminen - Google Patents

Wässrige Schmiermittellösungen auf der Basis von Fettalkylaminen

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen wässerige, Amin enthaltende Schmiermittellösungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung derartige Schmiermittellösungen und deren Verwendung als Förderbandschmiermittel zum Schmieren von Förderbändern für Flaschen.
  • Schmiermittel werden bei Anwendungen eingesetzt, bei denen ein guter Gleitkontakt zwischen testen Oberflächen, beispielsweise Glas und Metall oder Metall und Metall gewährleistet sein muß. Amin enthaltende synthetische Schmiermittel sind im allgemeinen für eine Vielzahl derartiger Anwendungen bekannt. Siehe beispielsweise US-A-3 372 112, US-A-3 814 212, US-A-4 549 974, GB-A-1 294 038, EP-A-0 032 415, WO-87/07638 und JP-A-82/205494.
  • Außerdem sind Amin enthaltende Reinigungslösungen für beispielsweise Milchanlagen und Silber, siehe FR-A-2 602 955 und US-A-3 468 804, bekannt.
  • Schmiermittel werden auch häufig in Flaschenfüll- und -transportanlagen verwendet, wo sie auf Transportbänder aufgetragen werden, um störungsfreien Transport der Flaschen auf dem Transportband zu gewährleisten. Bei dieser Verwendung werden die Schmiermittel auch als Bandschmiermittel bezeichnet.
  • In vielen allgemeinen Systemen wird Seife, beispielsweise eine auf Pottasche beruhende Schmierseife, als Bandschmiermittel verwendet. Ein Problem derartiger Seifen ist ihre Neigung zur Bildung schwer löslicher Niederschläge mit Kationen, die in hartem Wasser vorliegen, beispielsweise Calcium, die die Zugabe von Maskierungsmitteln oder die Verwendung von weichem Wasser erfordern.
  • Als Ersatz für derartige Seifen wurde eine Vielzahl von synthetischen Schmiermitteln, einschließlich bestimmter Aminverbindungen, in der Literatur beschrieben. Siehe beispielsweise DE-OS-36 32 953 (US-A-4 839 067), JP-A-74/010794, JP-A-89/096294, US-A-4 531 321, US-A-4 604 720, ZA-A-77/7258, ZA-A-83/7963 und AU-A-10004/83. Diese synthetischen Bandschmiermittel sind im allgemeinen eine Verbesserung gegenüber vorstehend genannten Seifen auf Pottaschebasis; in einigen Fällen neigen sie jedoch zur Bildung schwerlöslicher Niederschläge mit mehrwertigen Anionen, die hartem Wasser vorliegen, wie Carbonaten und Sulfaten, was sich in der Trübung der Schmiermittellösung äußert. Aus diesem Grunde wird das Verhalten von Schmiermitteln in Anionen enthaltendem Wasser manchmal als Trübungsverhalten bezeichnet.
  • JP-A-74/010794 offenbart ein germizides Schmiermittel für ein Flaschentransportband, das ein Glycinderivat enthält. AU-B-31273/77 offenbart eine Schmiermittelzusammensetzung für Förderflächen, die ein Gemisch aus einer Aminosäure und einem Aminoxid enthalten.
  • Da die gebildeten Niedergschläge im Ergebnis der Ablagerung in unzugänglichen Bereichen Ausfälle hervorrufen können oder die Düsen verstopfen können, müssen sie regelmäßig, meist einmal täglich, durch Reinigung der Anlage entfernt werden. Starkes Trübungsverhalten einer Schmiermittellösung ist besonders kritisch an Orten, an denen das Wasser einen hohen Anteil an mehrwertigen Anionen enthält. Tätsächlich kann da Problem an manchen Orten so stark sein, daß weiches Wasser anstelle von Leitungswasser verwenet wird oder wesentlich häufigere Reinigung erforderlich ist.
    • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß eine wässerige Schmiermittellösung, die teilweise aus einer besonderen, nachstehend definierten Gruppe von Fettalkylaminen beruht, insbesondere in Wasser mit einem hohen Anteil an mehrwertigen Anionen, im wesentlichen verbessertes Trübungsverhalten sowie sehr günstige Gleitwirkung zeigt.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird eine wässerige Förderbandschmiermittellösung bereitgestellt, umfassend (a) 0,001 bis 1 Gew.-% der wässerigen Schmiermittellösung aus einem Fettalkylamin in wässeriger Grundlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettalkylamin mindestens eine Verbindung der Formel (1) umfaßt:
  • worin R&sub1; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • R&sub2; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen oder -A-NH&sub2; bedeutet und
  • A eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1-8 Kohlenstoffatomen darstellt und daß
  • die Schmiermittellösung außerdem (b) eine organische Säure in einer Menge enthält, die ausreicht, den pH-Wert der Lösung auf 5 bis 8 einzustellen.
  • Wie nachstehend beschrieben, kann die wässerige Förderband-Schmiermittellösung auch erforderlichenfalls weitere Zusätze, beispielsweise eines oder mehrere weitere Fettalkylamine, Säuren zum Einstellen des Lösungs-pH-Werts, Dispergiermittel und Auflösungsmittel, enthalten.
  • Bei der Verwendung als Bandschmiermittel zeigen die erfindungsgemäßen wässerigen Schmiermittellösungen sehr günstige Schmiereigenschaften und aufgrund der Anwesenheit des Fettalkylamins der Formel (I) zeigen sie auch verbessertes Trübungsverhalten, verglichen mit anderen Schmierlösungen des Standes der Technik, wie jenen, die bereits in DE-OS- 36 31 953 offenbart sind, welche auf neutralisierten primären Fettalkylmonoaminen beruhen.
  • Außerdem ist aufgrund dieses verbesserten Trübungsverhaltens in dem angeführten pH-Bereich die Anwesenheit eines Maskierungsmittels nicht erforderlich, und Reinigung kann in weniger häufigen Intervallen auf Kosten vermindernder Niederschlagsbildung stattfinden.
  • Außerdem besitzen die erfindungsgemäßen wässerigen Schmiermittellösungen geringe Schäumungsneigung und gute antimikrobielle Eigenschaften.
  • Die erfindungsgemäßen wässerigen Schmiermittellösungen werden vorzugsweise als Konzentrat hergestellt und zu ihrer Endkonzentration vor der Verwendung verdünnt. Als Ergebnis ihres verbesserten Trübungsverhaltens ist Verdünnung dieser wässerigen Schmiermittellösungen mit Wasser bei einem hohen Anteil an mehrwertigen Anionen möglich.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann beim Lesen der nachstehenden genauen Beschreibung leicht ersichtlich.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN IM EINZELNEN
  • Wie vorstehend genannt, enthalten die erfindungsgemäßen wässerigen Förderbandschmiermittellösungen (a) 0,001 bis 1 Gew.-% der wässerigen Schmiermittellösung aus einem Fettalkylamin der Formel (1):
  • worin R&sub1; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • R&sub2; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen oder -A-NH&sub2; bedeutet und
  • A eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1-8 Kohlenstoffatomen darstellt.
  • Bevorzugt sind Verbindungen, bei denen R&sub1; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 12-18 Kohlenstoffatomen ist; R&sub2; Wasserstoff oder -A-NH&sub2; bedeutet und A eine gesättigte Alkylengruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen bedeutet. Besonders bevorzugt sind jene Verbindungen, in denen R&sub1; die vorstehend genannte Bedeutung aufweist, R&sub2; Wasserstoff ist und A eine Propylengruppe ist.
  • Als Beispiele derartiger Fettalkylamine können genannt werden N-Coco-1, 3-diaminopropan, N-Talg-1, 3-diaminopropan, N-Oleyl-1, 3-diaminopropan und N-Lauryl-1, 3-diaminopropan.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfassen die wässerigen Schmiermittellösungen 0,005% bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässerigen Schmiermittellösung, Fettalkylamine der Formel (I).
  • Zusätzlich zu den vorstehend genannten Fettalkylaminen enthalten die erfindungsgemäßen wässerigen Schmiermittellösungen auch ein Fettalkylmonoamin der Formel (II):
  • worin R&sub3; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • R&sub4; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen bedeutet und
  • R&sub5; gleich R&sub3; oder R&sub4; ist.
  • Als Beispiele derartiger Fettalkylmonoamine können Hexadecyldimethylamin, Octadecyldimethylamin, Cocodimethylamin, Talgdimethylamin, Oleyldimethylamin, Dicocomethylamin, Ditalgmethylamin, Oleylamin, Cocoamin und Laurylamin genannt werden.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die wässerige Schmiermittellösung 0 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,5 Gew.-% und insbesondere 0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässerigen Schmiermittellösung, Fettalkylmonoamine der Formel (II).
  • Die wässerigen Schmiermittellösungen können Gemische von vorstehend genannten Fettalkylaminen mit Alkylgruppen unterschiedlicher Kettenlängen aufweisen sowie Gemische, die Anteile von ungesättigten Fettalkylaminen von mindestens 50%, bezogen auf die Gesamtmenge an Fettalkylaminen, umfassen.
  • Zur Verbesserung der Löslichkeit der Fettalkylamine werden organische Säuren zu der Schmiermittelzusammensetzung gegeben.
  • Obwohl im Prinzip von allen organischen Säuren Gebrauch gemacht werden kann, sind Essigsäure, Ameisensäure und Gluconsäure bevorzugt. Die Säuren werden in Mengen eingesetzt, mit denen der pH-Wert der Lösung auf 5 bis 8, vorzugsweise 6 bis 8, eingestellt wird, im allgemeinen erforderliche Mengen&sub1; die im Bereich 0,001% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,005% bis 0,1 Gew.-% liegen, bezogen auf das Gewicht der wässerigen Schmiermittellösung.
  • Als weitere Bestandteile der Schmiermittellösung können beispielsweise Auflösungsmittel und Dispergiermittel genannt werden.
  • Auflösungsmittel werden im allgemeinen in Mengen in Bereichen 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässerigen Schmiermittellösung, eingesetzt. Als besondere Beispiele geeigneter Auflösungsmittel können Isopropanol, Ethanol und Glycole, wie Ethylenglycol, Propylenglycol und Hexylenglycol, genannt werden.
  • Dispergiermittel können der Schmiermittellösung im allgemeinen in Mengen im Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,5 Gew.-% und insbesondere 0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässerigen Schmiermittellösung, zu-gesetzt werden.
  • Als Beispiele geeigneter Dispergiermittel können Triethanolamin und alkoxylierte Fettalkylmonoamine und Diamine der Formeln (III) und (IV) genannt werden. und
  • Worin R&sub6; eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • A&sub2; eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1-8 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • B Ethoxy- oder Propoxygruppen wiedergibt, die in jeder der vorstehenden Verwendungen gleich oder verschieden sein können und
  • die Summe von x und y und gegebenenfalls z eine Zahl im Bereich von 2 bis 200 ist.
  • Als Beispiele derartiger Verbindungen können Cocobis (2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(5)cocoamin, Polyoxyethylen(15)cocoamin, Talg-bis(2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(s)talgamin, Talg/Oleyl-bis(2-hydroxyethyl)amin, Oleylbis(2-hydroxyethyl)amin, Polyoxyethylen(5)oleylamin, Polyoxyethylen(15)oleylamin, Talgbis(2-hydroxyethyl)amin (hydriert), Polyoxyethylen(5)talgamin (hydriert), Polyoxyethylen(15)talgamin (hydriert), Polyoxyethylen(50)talgamin (hydriert), N,N¹,N¹-Tris(2-hydroxyethyl)N-talg-1,3-diaminopropan, N,N¹,N¹-Polyoxyethylen(10)-N-talg-1, 3-diaminopropan, N,N¹,N¹-Polyoxyethylen(15)-N-talg-1, 3-diaminopropan und Polyoxyethylen(15)-talgamin genannt werden.
  • Die erfindungsgemäßen wässerigen Schmiermittellösungen werden vorzugsweise als Konzentrate, umfassend 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Konzentrats, aus einem Amin der Formel (1) und einer ausreichenden Menge einer Säure zur Herstellung eines pH-Werts nach Verdünnung von 5 bis 8 (vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%) hergestellt. Außerdem können derartige Konzentrate 0 bis 25 Gew.-% Amine der Formel (II), 0 bis 15 Gew.-% Dispergiermittel und 0 bis 50 Gew.-% Auflösungsmittel umfassen. Der Rest des Konzentrats umfaßt im allgemeinen eine wässerige Grundlage (Wasser).
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schmiermittellösungen werden die Konzentrate mit einer wässerigen Grundlage vor der Verwendung auf ihre Endkonzentration verdünnt. Verdünnung wird im allgemeinen mit Leitungswasser ausgeführt, kann jedoch auch mit weichem Wasser sowie mit einer beliebigen, mit Wasser mischbaren Flüssigkeit ausgeführt werden, wie Ethanol, Isopropanol und Glycolen oder Gemischen derartiger Flüssigkeiten mit Wasser.
  • Die erfindungsgemäßen wässerigen Schmiernittellösungen finden, wie vorstehend genannt, besondere Verwendung bei Flaschentransportverfahren, bei denen ein Förderband mit einer Schmiermittelmenge mindestens eines Schmiermittels, das diese wässerige Schmiermittellösung umfaßt, geschmiert wird. Derartige Flaschentransportverfahren und -vorrichtungen, die darin verwendet werden, sind auf dem Fachgebiet bekannt, wie ausgeführt in der Offenbarung DE-A-36 31 953 (US-A-4 839 067) und bedürfen hierin keiner weiteren Erläuterung.
  • Vorteile der erfindungsgemäßen wässerigen Schmiermittellösungen werden in den nachstehenden Beispielen gezeigt, die lediglich zur Erläuterung, jedoch nicht zur Einschränkung dargelegt werden.
    • Beispiel 1
  • Konzentrate nachstehender Zusammensetzungen wurden hergestellt (alle Mengen in Gewichtsprozent angegeben): TABELLE 1 Konzentrat- Zusammensetzungen
  • Als ein Vergleichsprodukt auf der Grundlage eines primären Fettalkylmonoamins wurde eine Zusammensetzung nach Beispiel 1 der DE-A-36 31 953 (Zusammensetzung F) verwendet.
    • Beispiel 2
  • In einer Flasche wurden 0,6 g der Zusammensetzung von Beispiel 1 und 200 ml Wasser unter Rühren zur Herstellung von Lösungen vermischt, mit denen das Trübungsverhalten und die Gleitwirkung wie nachstehend geprüft wurden:
  • (a) Zum Prüfen des Trübungsverhaltens wurde Leitungswasser mit einem Härtegrad von 4-8º dH und ebenfalls weiches Wasser, dem 500 ppm Chloridionen und 500 ppm Sulfationen zugesetzt wurden, mit einem Härtegrad von 20º dH, als Verdünnungswasser zur Herstellung der Lösungen unter Verwendung der Konzentrate eingesetzt.
  • Die stattfindende Trübung wurde bei verschiedenen Zeitintervallen visuell bewertet und vergleichsweise durch die Zuordnung einer Zahl im Bereich 1 bis 5 qualifiziert, wobei die Lösung mit der geringsten Trübung mit 1 bezeichnet wurde und die mit der größten Trübung mit 5 bewertet wurde.
  • Die Trübung der Lösung aus weichem Wasser/Chloridsulfat (20º dH) nach 6 Stunden wurde ebenfalls mit einem Hazemeter (Typ UKM 1d der Firma Radiometer, Kopenhagen) mit den in EBC (European Brewerey Convention)-Einheiten ausgedrückten Ergebnissen bewertet.
  • (b) Zum Prüfen der Gleitwirkung wurden 0,3 ml der mit Leitungswasser (4-8º dH) hergestellten Schmiermittellösungen auf eine Glasscheibe aufgetragen, worüber eine Metallscheibe, haftend an einem Elektromotor rotierte, wobei die Gleitwirkung durch die Konstanz der Rotationsbewegung und die Änderung im Energieverbrauch des Elektromotors, der die Metallscheibe antrieb, bestimmt wurde. Die Metallscheibe hatte eine Oberfläche von 7 cm² und wurde mit einem Druck von etwa 500 g/cm² auf die Glasplatte gepreßt.
  • Die für verschiedene Zusammensetzungen erhaltenen Versuchsdaten wurden bewertet, wobei der Versuchswert der Vergleichslösung F willkürlich mit 100 bewertet wurde und die übrigen Werte der Schmiermittellösung in bezug darauf ausgedrückt wurden. Die Ergebnisse der Versuche 2(a) und 2(b) sind in der Tabelle II zusammengefaßt. Tabelle 2: Trübungsverhalten und Gleitwirkung

Claims (10)

1. Wässerige Förderbandschmiermittellösung, umfassend (a) 0,001 bis 1 Gew.-% der wässerigen Schmiermittellösung aus einem Fettalkylamin in wässeriger Grundlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettalkylamin mindestens eine Verbindung der Formel (I) umfaßt:
worin R&sub1; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen bedeutet,
R&sub2; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen oder -A-NH&sub2; bedeutet und
A eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1-8 Kohlenstoffatomen darstellt und daß
die Schmiermittellösung außerdem (b) eine organische Säure in einer Menge enthält, die ausreicht, den pH-Wert der Lösung auf 5 bis 8 einzustellen.
2. Wässerige Schmiermittellösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R&sub1; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 12-18 Kohlenstoffatomen darstellt, R&sub2; Wasserstoff oder -A-NH&sub2; ist und A eine gesättigte Alkylengruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen ist.
3. Wässerige Schmiermittellösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R&sub2; Wasserstoff ist und A eine Propylengruppe ist.
4. Wässerige Schmiermittellösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert von 6 bis 8 aufweist.
5. Wässerige Schmiermittellösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt, eines oder mehrere von: (c) Fettalkylmonoamin der Formel (II):
worin R&sub3; eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder lineare Alkylgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen bedeutet,
R&sub4; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen bedeutet und
R&sub5; gleich R&sub3; oder R&sub4; ist;
(d) einem Dispergiermittel und
(e) einem Auflösungsmittel.
6. Wässerige Schmiermittellösung nach Anspruch 5, umfassend:
(b) 0,001 bis 1 Gew.-% der Säure,
(c) 0 bis 1 Gew.-% des Fettalkylmonoamins der Formel (II),
(d) 0 bis 1 Gew.-% des Dispergiermittels und
(e) 0 bis 20 Gew.-% des Auflösungsmittels, wobei Gew.-% auf das Gewicht der wässerigen Schmiermittellösung bezogen ist.
7. Wässerige Schmiermittellösung nach Anspruch 6, umfassend:
(a) 0,005% bis 0,1 Gew.-% des Fettalkylamins der Formel (1),
(b) 0,005 bis 0,1 Gew.-% der Säure,
(c) 0 bis 0,5 Gew.-% des Fettalkylmonoamins der Formel (II),
(d) 0 bis 0,5 Gew.-% des Dispergiermittels und
(e) 0 bis 10 Gew.-% des Auflösungsmittels.
8. Konzentrat, geeignet zur Herstellung einer wässerigen Förderbandschmiermittellösung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat umfaßt (a) 1 bis 30 Gew.-% des Fettalkylamins der Formel (1) und (b) eine ausreichende Menge einer organischen Säure, die nach Verdünnung zu einem pH von 5 bis 8 führt, wobei Gew.-% auf das Gewicht des Konzentrats bezogen ist.
9. Konzentrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
(b) 1 bis 30 Gew.-% der Säure,
(c) 0 bis etwa 25 Gew.-% der Amine der Formel (II),
(d) 0 bis 15 Gew.-% eines Dispergiermittels und
(e) 0 bis 50 Gew.-% eines Auflösungsmittels.
10. Konzentrat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest des Konzentrats eine wässerige Grundlage umfaßt.
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