DE69820483T2

DE69820483T2 - Antimicrobielles, mit getränken kompatibles schmiermittel für förderanlagen

Info

Publication number: DE69820483T2
Application number: DE69820483T
Authority: DE
Inventors: E. Michael BESSE; G. Joy DRESSEL; L. Kimberly PERSON HEI
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2018-09-19
Also published as: WO1999035221A1; EP1047758A1; JP2002500263A; AR017364A1; AU740450B2; US6756347B1; BR9813731B1; ZA988824B; JP4279454B2; DE69820483D1; AU9396998A; BR9813731A; EP1047758B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Schmiermittel, besonders antimikrobiotisches Schmiermittel, und insbesondere antimikrobielles Schmiermittel für die Verwendung in Förderanlagen für Getränkeverpackungen. Das Schmiermittel ist kompatibel zu Getränken und zeigt im Falle des Kontakts mit verschütteten Getränken eine verringerte Abscheidung von festen Materialien.
2. Stand der Technik
In den kommerziellen Vertriebssystemen für die meisten Getränke werden diese in Verpackungen unterschiedlicher Größen verpackt, wobei die Verpackungen in Form von Kartons, Dosen, Flaschen, Tetrapak-Verpackungen, gewachsten Karton-Verpackungen und anderen Formen von Verpackungen vorliegen können. In den meisten Verpackungsvorgängen werden die Verpackungen gewöhnlich in aufrechter Position (mit der Öffnung der Verpackung vertikal nach oben oder unten gerichtet) entlang eines Abfüllsystems befördert und wandern von Station zu Station, wobei unterschiedliche Operationen ausgeführt (z. B. Füllen, Verschließen, Beschriften, Versiegeln usw.). Die Verpackungen können zusätzlich zu ihren vielen unterschiedlichen Formaten und Konstruktionen viele unterschiedliche Typen von Materialien aufweisen wie z. B. Metall, Glas, Keramik, Papier, behandeltes Papier, gewachstes Papier, Komposit-Materialien, Lagenstrukturen und Polymer-Materialien (besonders Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Mischungen daraus, Polyester wie z. B. Polyethylenterephthalate und Polyethylennaphthalate und Mischungen daraus sowie Polyamide, Polycarbonate usw.).
Es gibt eine Anzahl von unterschiedlichen notwendigen oder wünschenswerten Eigenschaften von antimikrobiotischen Schmiermitteln in Abfüllsystemen für Transportverpackungen von Getränken. Zu den notwendigen Eigenschaften zählen, daß das Material einen akzeptablen Grad an Schmierfähigkeit für das System besitzt, sowie eine akzeptable antimikrobiotische Aktivität zeigt. Ebenso ist es wünschenswert, daß das Schmiermittel eine Viskosität besitzt, die die Verwendung von konventionellen Pumpen und/oder Applikationsvorrichtungen wie z. B. Aufsprühen, Rollbeschichten, Naßbettbeschichten usw. ermöglicht wie sie langläufig in der Schmiertechnik für Getränketransportsysteme verwendet werden, und daß das Schmiermittel getränkekompatibel ist, so daß es im Fall von unvorhergesehenem Kontakt mit verschütteten Getränken im Transportsystem zur Ablagerung von Feststoffen kommt. Diese letzte Eigenschaft kann besonders in Anbetracht dessen wichtig sein, daß die Bildung von Ablagerungen in der Abfüllanlage die Schmierfähigkeit des Systems verändert und eine Abschaltung des Anlagenteils zur Reinigung nötig werden kann. Die Ablagerungen können aus einer Kombination von Getränk und Schmiermittel durch unterschiedliche chemische Reaktionen in Abhängigkeit von dem einzelnen Getränk und Schmiermittel entstehen. Eine bekanntere Form der Ablagerung entsteht durch die Ausbildung von Mizellen aus der Wechselwirkung von Spezien, besonders unterschiedlicher ionischer Spezien, welche mit den beiden Materialien Wechselwirken.
Mit unterschiedlichem Erfolgt wurden unterschiedliche Typen von Schmiermitteln in der Getränkeabfüllindustrie eingesetzt. Ein bekannter Typ von Schmiermitteln sind die Fettsäureschmiermittel (entweder die Säuren direkt oder ihre Aminosalze und/oder ihre derivatisierten Ester), welche auch in der US-Patentschrift 5,391,308 beschrieben werden. Ein anderer Typ von Schmiermittel für diesen Anwendungsbereich sind die organischen Phosphorsäureester, wie sie im US-Patent 4,521,321 und WO 96/02616 beschrieben werden.
Das US-Patent 5,391,308 offenbart von Alkyl- oder linearen Estern verschiedene Phosphorsäureester (z. B. die Alkylarylphosphorsäureester in Spalte 6, Zeile 11 bis 20, welche in Kombination mit den Alkyl- oder linearen Phosphorsäureestern) verwendet werden. Das Schmiermittelsystem dieses Patents benötigt darüber hinaus den Einsatz von wässrigen, langkettigen Fettsäurenzusammensetzungen bei einem pH-Wert von 9,0 bis 10,5 mit speziell kombinierten Bestandteilen zur Verhinderung von Spannungsrissen in in dem Transportsystem transportierten Polyethylenterephthalatflaschen (PET). Insbesondere aromatische Polyoxyalkylester sind als Teil der Esterzusammensetzungen offenbart (zusammen mit Alkylestern), welche
„... resultiert in einer wesentlichen Verringerung der Spannungsrisse, wobei diese sowohl als Spannungsrißverhinderungsreagenzien wie auch als Emulgatoren in wässrigen Schmiermittelkonzentraten fungieren können (Spalte 3, Zeilen 48 bis 52)."
Diese Referenz bezieht sich auf Fettsäureschmiermittel und in der Spezifikation wird herausgestellt, daß die Verwendung von Caliumhydroxid als Verseifungsreagenz in fettsäurehaltigen Schmiermitteln zu Spannungsbrüchen in PET (Polyethylenterephthalat) – Flaschen führt bzw. das Auftreten solcher Spannungsbrüche unterstützt. Eine Mischung aus Alkylphosphorsäureestern mit aromatischen Phosphorsäureestern in Kombination mit Fettsäureschmiermitteln zeigte eine Verringerung der Spannungsbrüche.
Die PCT-Veröffentlichung Nr. WO 96/02616 beschreibt die Verwendung von Schmiermittelkonzentraten, welche organische Alkylphosphorsäureester, biozidisch wirkende aromatische quaternäre Ammoniumverbindungen und einen ausreichenden Anteil einer Base zur Einstellung eines pH-Wertes von 5 bis 10 enthalten.
Das US-Patent Nr. 4,521,321 beschreibt Schmiermittel für Transportsysteme, welche gelöste, wässrige Systeme von teilneutralisierten aliphatischen Monophosphaten (z. B. gesättigte oder teilungesättigte lineare Alkyle) enthalten. Die Verwendung von Hilfsstoffen wie langkettige Fettalkohole, fettsäurederivatisierte Aminoxide oder Harnstoffe verbessern die Eigenschaften der Schmiermittel.
Das US-Patent 5,062,979 beschreibt Schmiermittel für Fördersysteme, welche wässrige, klare Lösungen bildende und im wesentlichen seifenfreie Zusammensetzungen aufweisen. Diese Schmiermittel mit einem pH-Wert von pH 6 bis 8 weisen Alkylbenzsulfonate, mit alkoxylierten aliphatischen Alkoholen teilveresterte Phosphorsäuren, und aliphatische Carbonsäuren auf. Auch typische Additive wie Lösungsvermittler, Lösungsmittel, Schäumungsinhibitoren und Desinfektionsmittel können enthalten sein. Die aliphatischen Carbonsäuren sind C6 bis C12 Fettsäuren.
Zusammenfassung der Erfindung
Schmierende Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Art, insbesondere solche, welche für die Verwendung in Getränkefördersystemen zur Getränkeabfüllung vorgesehen sind, weisen mindestens die folgenden Komponenten auf:

a) einen Alkyl alkoxylierten (z. B. einen ethoxylierten oder propoxylierten, vorzugsweise einen ethoxylierten) Phosphorsäureester,
b) unsubstituierte Phenol alkoxylierte (z. B. ethoxylierte oder propoxylierte) Phosphorsäureester,
c) ein antimikrobiotisches quaternäres lineares Ammoniumreagenz, und
d) Wasser.

Besonders wünschenswerte, sehr nützliche Reagenzien sind Chelatreagenzien (z. B. Chelatreagenzien auf Aminoessigsäurebasis wie Ethylendiamintetraessigsäure EDTA), Detergenzien (z. B. nicht ionische Tenside) und Reagenzien zur pH-Kontrolle wie z. B. Calium- oder Natriumhydroxid.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt die graphische Auftragung des Reibungskoeffizientens für die alleinige Verwendung von Phosphorsäureestern gegen den Reibungskoeffizienten einer Mischung aus Phosphorsäureestern mit quaternären Ammoniumbioziden.
2 zeigt die graphische Auftragung des Reibungskoeffizienten von Schmierzusammensetzungen auf Phosphorsäureesterbasis, die entweder lineare quaternäre Ammoniumbiozide oder aromatische quaternäre Ammoniumbiozide enthalten.
3 zeigt die graphische Auftragung des Reibungskoeffizienten für Schmiermittelzusammensetzungen der erfindungsgemäßen Art im Vergleich zu unterschiedlichen Schmiermittelzusammensetzungen mit unterschiedlichen Kopplern (z. B. Hydrotrope Verbindungen).
4 zeigt das Dreiecksdiagramm mit den Auswirkungen der Variation zwischen anionischen Tensiden, kationischen Tensiden und Getränken in der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Schmiermittelzusammensetzungen der erfindungsgemäßen Art weisen mindestens die folgenden Komponenten auf:

a) einen Alkyl alkoxylierten (z. B. ethoxylierten oder propoxylierten, bevorzugt ethoxylierten) Phosphorsäureester,
b) einen unsubstituierten Phenol alkoxylierten (z. B. ethoxylierten oder propoxylierten) Phosphorsäureester,
c) ein antimikrobiotisches lineares quaternäres Ammoniumreagenz und
d) Wasser.

Die Schmiermittelzusammensetzungen werden normalerweise als Konzentrate bereitgestellt, welche mit einer entsprechenden Flüssigkeit (gewöhnlich Wasser) bis zu einem Verhältnis von 1 : 400 verdünnt werden, um eine gebrauchsfertige Schmiermittelzusammensetzung bereitzustellen. Diese Zusammensetzungen bieten einige vorteilhafte Eigenschaften als gebrauchsfähige Schmiermittellösungen und besonders als gebrauchsfähige Schmiermittellösungen für Transportsysteme für Getränkeverpackungen. Alle Inhaltsstoffe und die unterschiedlichen Arten von Eigenschaften, die für die Schmiermittelzusammensetzung aus diesen vorgehen, sind nachfolgend beschrieben. Der Ausdruck „Schmiermittelzusammensetzung" wird im folgenden sowohl für die Schmiermittelkonzentrate als auch für die durch Verdünnung mit einer Verdünnungsflüssigkeit, gewöhnlich Wasser, gewonnenen gebrauchsfertigen Schmiermittellösungen genutzt.
Ein Alkyl alkoxylierte (z. B. ethoxylierter oder propoxylierter, vorzugsweise ethoxylierter) Phosphorsäureester hat die generelle Strukturformel: R¹-O-([CH₂]m-O)n-PO₃X₂ worin R¹ eine Alkylgruppe (eine lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen) aufweist,
m = 2 oder 3,
n = 3 bis 8, wenn m = 3 ist und 3 bis 10, wenn m = 2 ist, und
X ein Wasserstoff, ein Aminoalkohol und/oder ein Alkalimetall ist.
Die Alkylgruppe von R¹ kann unterschiedlich substituiert sein, um eine Reihe von feinen Änderungen in den physikalischen Eigenschaften, insbesondere in Hinblick auf die Löslichkeit (z. B. die Addition von lösungsvermittelnden Gruppen oder pH-Wert-einstellenden Gruppen) und den ionischen Qualitäten hervorzurufen. Im Fall, daß der Phosphorsäureester eine ethoxylierte Phosphorsäureesterstruktur aufweist, ist eine andere repräsentative Strukturformel: R¹-O-([CH₂]₂-O)n-PO₃X₂ worin R¹ eine Alkylgruppe (eine lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 8 bis 12 oder 10 bis 12 Kohlenstoffatomen) aufweist,
n = 3 bis 8 oder 3 bis 10, bevorzugt 4 bis 6 mit einem Gewichtsmittel von ungefähr 5 ist und
X ein Wasserstoff, ein Aminoalkohol und/oder ein Alkalimetall ist.
Ein alkoxylierter (ethoxylierter oder propoxylierter) Phosphorsäureester hat die generelle Strukturformel: R²R³C₆H₃-O-{R⁴O}n-PO₃X₂ worin R² und R³ Wasserstoffe sind. R⁴ ist ausgewählt aus -CH₂CH₂- und -CH₂CH₂CH₂- (Ethylen und Propylen), und
n und X wie zuvor genannt definiert sind.
Die antimikrobiotischen linearen quaternären Ammoniumreagenzien sind Substanzen, die generell in der antimikrobiotischen Technik bekannt sind. Diese Verbindungsklasse kann generell durch die Formel: R⁵R⁶R⁷R⁸N⁺X^– dargestellt werden, wobei R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Alkylgruppen, unter dem Vorbehalt, daß nie mehr als zwei Wasserstoffe darstellen, ausgewählt sind. Bevorzugt haben nie mehr als zwei der Reste R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ mehr als vier Kohlenstoffatome, mit einer bevorzugten Kettenlänge für längere Alkylgruppen von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. Darüber hinaus ist es möglich, daß alle vier Reste R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ ein bis vier Kohlenstoffatome, mit einer bevorzugten Anzahl von Kohlenstoffatomen von 8 bis 18, und mit einer unterschiedlichen Variation der Anzahl der Kohlenstoffatome in den Gruppen aufweisen, wobei eine Verteilung dieser Gruppen innerhalb der Verbindung möglich ist.
Bevorzugt weist die Zusammensetzung eine Basiskomponente, z. B. ein Alkalimetallhydroxid oder ein Ammoniumsalz, zur pH-Wert – Kontrolle auf. Darüber hinaus weist die Zusammensetzung einen bevorzugten pH-Wert von < 8,5, bevorzugter < 8,0 und noch bevorzugter einen pH-Wert zwischen 4,5 und 8,0 oder 6,0 und 8,0 auf. Die Einstellung des pH-Wertes in einen Bereich zwischen 6,0 und 8,5 bietet einen einzigartigen Vorteil bei den erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen. Die antimikrobiotische Wirkung der Zusammensetzung steigt signifikant, wenn der pH-Wert der Zusammensetzung auf 6,0 bis 8,5 reduziert wird, wie dies z. B. beim Kontakt mit sauren Getränken auftritt (die meisten kommerziellen Getränke und Säfte sind sauer). Die Erhöhung der Aktivität durch den Kontakt mit einem Getränk, welches einen niedrigeren pH-Wert als das Schmiermittel aufweist, bremst die antimikrobiotische Aktivität bis zu diesem Zeitpunkt, wo sie am meisten benötigt wird, nämlich wenn die Substanzen, die ein Wachstum von Mikroben fördern, austreten, wie z. B. beim Verschütten von Getränken. Da erst durch die Anwesenheit des Getränks der pH-Wert des Schmiermittels reduziert wird, ist die Aktivität der antimikrobischen Reagenzien bis zu diesem Zeitpunkt geschützt und kann durch eine solche Aktivierung effizienter genutzt werden.
Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen neu in der Kombination von

a) einem Alkyl alkoxylierten (z. B. ethoxylierten oder propoxylierten, bevorzugt ethoxylierten) Phosphorsäureesther und
b) einem unsubstituierten Phenol alkoxylierten (ethoxylierten oder propoxylierten) Phosphorsäureester,
c) einem antimikrobiotischen linearen quarternären Ammoniumreagenz.

Es gibt große Bereiche (mit oder ohne einem flüssigen Träger) dieser Zusammensetzungen, welche erhöhte oder verbesserte Eigenschaften im Vergleich zu der großen Menge anderer Zusammensetzungen aufweisen. So hat z. B. das relative Verhältnis der anionischen und kationischen Materialien in den Schmiermittelzusammensetzungen (z. B. das relative Gewichtsverhältnis aller anionische Phosphorsäureester verglichen zur Summe der antimikrobiotischen quarternären Ammoniumreagenzien) einen Einfluß auf den Grad der auftretenden Sedimentation, Niederschläge, Trübung und Ablagerung, wenn die Schmiermittelzusammensetzung mit Getränken in Kontakt tritt. Je größer das Verhältnis von anionischen zu kationischen Bestandteilen ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit der Zusammensetzungen gegen Ablagerungen. Bevorzugt beträgt das Verhältnis von anionischen zu kationischen Bestandteilen mindestens 1,5, gewöhnlich in einem Bereich von 2,0 bis 10,0, mehr bevorzugt in einem Bereich von 2,0 bis 8,0. Es ist festzustellen, daß je größer die Menge an Getränk ist, welchem das Schmiermittel ausgesetzt wird, desto höher das bevorzugte Verhältnis von anionischen zu kationischen Bestandteilen. Das Verhältnis dieser Materialien in der konzentrierten Zusammensetzung kann gleichfalls in Form von 7 bis 30 Gew.-% anionischem Material und 1 bis 5 Gew.-% kationischem Material beschrieben werden. Das Prozentverhältnis erlaubt eine maximale Variation der Gewichtsverhältnisse der anionischen Materialien zu dem Gewichtsverhältnis der kationischen Materialien von ungefähr 30 : 1 bis 1,28 : 1. Solange nichts anderes angegeben ist, beziehen sich alle beschriebenen Verhältnisse in den Beispielen auf Gewichtsprozente. 4 zeigt einige dieser interaktiven Effekte.
Zusätzliche Bestandteile, welche die Stabilität und Schmiereigenschaften der Zusammensetzung nicht signifikant nachteilig beeinflussen, können ebenfalls in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sein. Kupplungsreagenzien, worunter Materialien zu verstehen sind, welche eine Affinität sowohl zu hydrophilen wie auch zu hydrophoben Materialien besitzen, können ebenfalls in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sein. Kupplungsreagenzien werden auch als Hydrotrope bezeichnet, Chemikalien, welche die Eigenschaft besitzen, die Löslichkeit von unterschiedlichen gering löslichen organischen Substanzen in wässrigen Lösungen zu erhöhen. Solche Verbindungen haben oftmals sowohl hydrophile wie auch hydrophobe Funktionalitäten in einem einzigen Molekül, wodurch sie Affinitäten zu beiden Umgebungen zeigen und gewöhnlich in den Formulierungen für flüssige Spülmittel eingesetzt werden.
Eine weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist, daß die Schmiermittel der erfindungsgemäßen Art eine größere Einsatzbreite in Bezug auf das verwendete Behältermaterial und das Material des Beförderungssystems zeigen. Gewöhnlich war es im Stand der Technik die Praxis; speziell auf einzelne Behälterzusammensetzungen und Beförderungssystemmaterialien angepaßte Schmiermittel zu entwickeln. Die Kontaktoberflächen der Beförderungssysteme können Gewebe, Metall, Plastik, Verbundwerkstoffe und Mischungen dieser Materialien aufweisen. Schmiermittel sollten bevorzugt mit einer Reihe dieser Materialien kompatibel sein. Gleichfalls können die Flaschenmaterialien Metall, Glas, Papier, behandeltes Papier, beschichtetes Papier, Laminate, Keramiken, Polymere und Verbundwerkstoffe aufweisen und die Schmiermittelzusammensetzungen sollten mit möglichst allen Materialien in weiten Bereichen kompatibel sein. Auch wenn es einige Variationen in der Qualität der Leistung gegenüber bestimmten Materialien gibt, zeigen die Schmiermittel der erfindungsgemäßen Art doch eine größere Bandbreite an akzeptabler Leistungsfähigkeit gegenüber einer Reihe von Materialien als viele andere Schmiermittelzusammensetzungen.
Mögliche optionale Reagenzien mit einem hohen Grad an Nützlichkeit umschließen Chelatreagenzien (insbesondere EDTA), nicht ionische Reagenzien, und Alkalisierungsreagenzien, insbesondere Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder Aminoalkohole. Die bevorzugten Chelatisierungsreagenzien für den praktischen Einsatz der vorliegenden Erfindung sind Aminoessigsäuren. Diese Chelatisierungsreagenzien umfassen typischerweise alle der Poly(amin)-Chelatisierungsreagenzien wie sie in der US-Patentschrift Nr. 4,873,183 beschrieben werden. Andere Chelatisierungsreagenzien wie z. B. Cyanotriessigsäure, Alkaliglucoheptanoate, und organisch substituierte Phosphorsäuren sowie die damit vergleichbaren Substanzen sind gleichfalls hilfreich in der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung. Die Chelatisierungsreagenzien liegen bevorzugt in einer Konzentration von 0,05 bis 25 Gew.-%, noch bevorzugter in einem Bereich von 0,05 bis 15 Gew.-%, vor.
In einer künstlichen Schmiermittelumgebung zeigte die Erfindung, daß besonders die linear quaternären Bestandteile in Kombination mit den linearen Phosphorsäureestern und Phenolphosphorsäureestern als Schmiermittel fungieren. Zumindest eine der zitierten Druckschriften, insbesondere (WO 96/02616, Seite 17, Zeilen 12 bis 18), zeigt, daß die Kombination von quaternären Ammoniumverbindungen mit Alkyl(linearen)Phosphorsäureestern keine Auswirkung auf die Schmierfähigkeit zeigt. Die Tatsache, daß die Kombination von antimikrobiotischen quaternären Ammoniumreagenzien in Kombination mit Estern der erfindungsgemäßen Art die Schmierfähigkeit offensichtlich verbessern (Reduktion des Reibungskoeffizientens) bildet die Basis für die Behauptung der unerwarteten Ergebnisse in der definierten Klasse von chemischen Verbindungen.
Beispielhafte Formulierung
Beispiel 1
Zwei Formulierungen wurden wie nachfolgend beschrieben zubereitet. Die erste Formulierung umfaßt gemischte Phosphorsäureester, EDTA, NaOH und antimikrobiotische lineare quaternäre Ammoniumreagenzien. Die zweite Formulierung war mit Ausnahme der linearen quaternären Ammoniumreagenzien identisch.
Eine 0,1%ige gebrauchsfertige Lösung der jeweiligen Formeln wurden mit enthärtetem Wasser hergestellt. Diese Lösungen wurden auf ein Kurzstreckenfördersystem gesprüht, in welchem Glasflaschen fixiert waren, während das rostfreie Stahlfördersystem mit 100 RpM rotierte. Der Widerstand wurde mittels einer, an einen Computer zur Aufzeichnung des Reibungskoeffizienten auf Basis des Widerstands und der Last, angeschlossenen Lastzelle gemessen. Die Ergebnisse sind in 1 dargestellt, worin ein Graph den Reibungskoeffizienten gegen die Zeit für einen mit einer linear quaternären Ammoniumverbindung versetzten Phosphorsäureester in Vergleich zu einem Phosphorsäureester ohne Zusatz zeigt.
Formulierungen
Schlußfolgerungen
Das Einbringen von linearen quaternären Ammoniumverbindungen in die Formulierung erhöht die Schmierfähigkeit gegenüber Schmiermitteln, die ausschließlich Mischungen von Phosphorsäureestern enthalten.
Beispiel 2
Zwei Formulierungen von Schmiermittelreagenzien wurden wie nachfolgend beschrieben hergestellt. Die erste Formulierung beinhaltet eine Mischung von Phosphorsäureestern, EDTA, NaOH, nicht ionische Tenside, und antimikrobiotische lineare quaternäre Ammoniumreagenzien. In der zweiten Formulierung wurde die antimikrobiotische lineare quaternäre Ammoniumverbindung gegen eine antimikrobiotische benzylierte quaternäre Ammoniumverbindung ausgetauscht.
Eine 0,1%ige gebrauchsfertige Lösung der jeweiligen Formel wurde mit enthärtetem Wasser hergestellt. Diese Lösungen wurden auf ein Kurzstreckenfördersystem gesprüht, in welchem Glasflaschen fixiert waren, während das rostfreie Stahlfördersystem mit 100 RpM rotierte. Der Widerstand wurde mittels einer, an einen Computer zur Aufzeichnung des Reibungskoeffizienten auf Basis des Widerstands und der Last, angeschlossenen Lastzelle gemessen. Die Ergebnisse werden in 2 dargestellt, welche einen Vergleich des Reibungskoeffizientens gegen die Zeit für Phosphorsäureester mit linearen quaternären Ammoniumverbindungen oder benzylierten quaternären Ammoniumverbindungen zeigt.
Formulierung
Schlußfolgerungen
Die linearen quaternären Verbindungen erhöhen die Schmierfähigkeit gegenüber Formulierungen mit benzylierten quaternären Ammoniumverbindungen.
Beispiel 3
Zwei Formulierungen wurden wie nachfolgend beschrieben präpariert. Die erste Formulierung beinhaltet eine Mischung als Alkyl- und Arylphosphorsäureestern, die zweite Formulierung beinhaltet ausschließlich Alkylphosphorsäureester. Beide Formulierungen beinhalten EDTA, nicht ionische Detergenzien, NaOH und lineare quaternäre Ammoniumverbindungen.
Die Viskosität der Konzentrate wurde dreifach mit Hilfe eines Brookfield Viskosimeters, Modell RVT, bei 51,78 und 116°F gemessen (Spindel #3, 100 RpM, Faktor = 10). Die Ergebnisse werden nachfolgend dargestellt.
Formulierung
Ergebnisse
Schlußfolgerungen
Mischungen aus Phenolphosphorsäureestern mit Alkylphosphorsäureestern reduzieren die Viskosität der Formulierung bei allen gemessenen Temperaturen und die resultierende geringere Viskosität scheint temperaturunabhängig zu sein. Diese Eigenschaft ermöglicht eine vereinfachte Anwendung in konventionellen Abfüllapparaturen.
Beispiel 4
Zur Untersuchung der Auswirkung auf die Schmierfähigkeit wurden Alkylphosphorsäureester und lineare quaternäre Ammoniumreagenzien beinhaltede Formulierungen mit unterschiedlichen nicht ionischen und anionischen Hilfsstoffen hergestellt. Zu Vergleichszwecken wurden jeweils Kontrollformulierungen aus Phenolphosphorsäureestern, einem höheren Gehalt an Alkylphosphorsäureestern, und ohne Hilfsstoffe hergestellt. Die Formulierungen werden nachfolgend beschrieben. Eine 0,1%ige gebrauchsfertige Lösung der jeweiligen Formel wurde mit enthärtetem Wasser hergestellt. Diese Lösungen wurden auf ein Kurzstreckenfördersystem gesprüht, in welchem Glasflaschen fixiert waren, während das rostfreie Stahlfördersystem mit 100 RpM rotierte. Der Widerstand wurde mittels einer, an einen Computer zur Aufzeichnung des Reibungskoeffizienten auf Basis des Widerstands und der Last, angeschlossenen Lastzelle gemessen. Jede Probe wurde zweimal oder öfter untersucht und der gemittelte Reibungskoeffizient berechnet. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle A dargestellt.
Tabelle A
Schlußfolgerungen
Phenol- und Alkylphosphorsäureester erhöhen die Schmierfähigkeit gegenüber den Kontrollproben während keiner der Hilfsstoffe einen solchen Vorteil zeigt.
Beispiel 5
In diesem Beispiel wurden die Gehälter an Phosphorsäureestern und quaternären Ammoniumverbindungen untersucht, welche bei Kontakt mit Getränken noch keinen Niederschlag bilden. Eine 40%ige Phosphorsäureesterlösung in weichem Wasser wurde mit 10% einer aktiven linearen quaternären Ammoniumreagenzlösung in Wasser und einem Cola-Getränk unterschiedlicher Konzentrationen gemischt. Nach einem Tag wurden die Proben auf ihre Klarheit untersucht. Die Proben wurden in klar, trüb und getrennt eingeteilt. (Nach einer Zeit bildeten alle trüber Proben Niederschläge).
Ergebnisse
Siehe Dreiecksdiagramm in 4
Schlußfolgerungen
Bei einem höheren Gehalt an Getränk ist ein größeres Verhältnis an anionischen zu kationischen Tensiden notwendig, um Klarheit zu erhalten. Das Verhältnis reicht von 1,5 : 1 bei einem sehr geringen Anteil an Getränk bis 2,5 : 1 bei 50% Getränk und 16 : 1 bei einem sehr hohen Gehalt an Getränk.
Daten für Fig. 3
Daten für Fig. 3

Claims

Antimikrobielles Phosphorsäureesterschmiermittel für Abfüllanlagen aufweisend: a) einen Alkyl alkoxylierten Phosphorsäureester, b) einen unsubstituierten Phenol alkoxylierten Phosphorsäureester, c) ein antimikrobielles lineares quaternäres Ammoniumreagenz, und d) Wasser.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, in welchem Alkyl alkoxylierte Phosphorsäureester und unsubstituierte Phenol alkoxylierte Phosphorsäureester in einem Gewichtsverhältnis bezüglich des antimikrobiellen quaternären Ammoniumreagenzes von 1,5 : 1 bis 10.0 : 1 vorliegen.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, worin das Gesamtgewicht der Alkyl alkoxylierten Phosphorsäureester und der unsubstituierten Phenyl alkoxylierten Phosphorsäureester in einem Gewichtsverhältnis bezüglich des antimikrobiellen quaternären Ammoniumreagenzes, welches ein antimikrobielles lineares quaternäres Ammoniumreagenz ist, in einem Verhältnis von 2,0 : 1 bis 10,0 : 1 vorliegt.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, wobei die Schmiermittel Natriumhydroxid aufweisen.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, wobei die Schmiermittel ein Chelatreagenz für divalente Kationen aufweisen.
Schmiermittel gemäß Anspruch 5, wobei das Chelatreagenz ein Aminoessigsäurechelatreagenz aufweist.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, wobei der pH-Wert des Schmiermittels < pH 8,5 ist.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, wobei der pH-Wert des Schmiermittels zwischen pH 4,5 und 8,0 liegt.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, aufweisend Wasser, einen C_10-12 Alkyl alkoxylierten Phosphorsäureester mit fünf Ethylenoxideinheiten, Alkalisierungsreagenzien, Didecyldimethylammoniumchlorid, C_12-15 lineare Alkohole, und Phenol etoxylierte Phosphorsäureester.
Schmiermittel gemäß Anspruch 1, wobei die Gesamtkonzentration der Alkylphosphorsäureester und unsubstituierten Phenolphosphorsäureester 7 bis 30 Gew.-% des Schmiermittels und die Konzentration des quaternären Ammoniumreagenzes 1 bis 5 Gew.-% des Schmiermittels beträgt.
Verfahren zur Schmierung von Fördersystemen zum Containertransport, aufweisend das Aufbringen einer antimikrobiellen Phosphorsäureesterschmiermittelzusammensetzung auf die transportierende Oberfläche des Transportsystems, wobei die Zusammensetzung aufweist: a) einen Alkyl alkoxylierten Phosphorsäureester, b) einen unsubstituierten Phenol alkoxylierten Phosphorsäureester, c) ein antimikrobielles lineares quaternäres Ammoniumreagenz und d) Wasser, und das Bewegen von Containern in dem Transportsystem.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Alkylphosphorsäureester und die unsubstituierten Phenolphosphorsäureester in einem Gewichtsverhältnis von 1,5 : 1 bis 10,0 : 1 gegenüber den antimikrobiellen quaternären Ammoniumverbindungen vorliegen.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Gesamtgewicht der Alkylphosphorsäureester und der unsubstituierten Phenolphosphorsäureester in einem Gewichtsverhältnis von 2,0 : 1 bis 10,0 : 1 bezüglich der antimikrobiellen quaternären Ammoniumverbindungen, welche eine antimikrobielle lineare quaternäre Ammoniumverbindung ist, vorliegen.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Schmiermittel Natriumhydroxid aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Schmiermittel ein Chelatreagenz für divalente Kationen aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Chelatreagenz ein Aminoessigsäurechelatreagenz aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der pH-Wert des Schmiermittels < pH 8,5 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der pH-Wert des Schmiermittels zwischen pH 4,5 und 8,0 liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Zusammensetzung aufweist Wasser, C_10-12 Alkylphosphorsäureester mit 5 Ethylenoxideinheiten, Ethylendiamintetraessigsäure oder Salze davon, Alkalisierungsreagenzien, Didecyldimethylammoniumchlorid, C_12-15 lineare Alkohole, und phenoletoxylierte Phosphorsäureester.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Gesamtkonzentration der Alkylphosphorsäureester und unsubstituierten Phenolphosphorsäureester 7 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Schmiermittel und die Konzentration des antimikrobiellen quaternären Ammoniumreagenzes 1 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Schmiermittel beträgt.