DK171198B1 - Fremgangsmåde til rengøring af svært tilgængelige maskindele og anvendelse af flydende færdigfremstillede rengøringsmidler herved - Google Patents

Description

i DK 171198 B1

Opfindelsen angår et rengøringsmiddel og en fremgangsmåde til rengøring af svært tilgængelige maskindele, såsom ved transport og/eller støbning af materialer i pastatilstand, især i forbindelse med skift af det forarbejdede 5 materiale. Principielt involverer dette fjernelsen af støbematerialerester ved skift til et andet materiale. Opfindelsen angår således en forenkling af udskiftningen af støbematerialet, som skal forarbejdes i plastikforarbejdningsmaskiner, såsom f.eks. extrudere, sprøjtestøbe-10 maskiner og blæsestøbningsudstyr, ved at accellerere fjernelsen af den foregående substans fra plastifice-ringsenheden og dyseområdet; et analogt anvendelsesområde er f.eks. ved driften af æltemaskiner.

15 I lang tid har mange forskellige rengøringsmidler været brugt til tekniske og husholdningsformål. For eksempel omhandler FR-A-2 593 187 et affedtningsmiddel til metal-og plastikdele, hvilket affedtningsmiddel som aktive ingredienser, bortset fra vand og natriummetasilicat, inde-20 holder glycolethere og alkylbenzensulfonater.

I US-A-3 367 878 angives et rengøringsmiddel til fjernelse af asfalt, natrium- og/eller metal-sæbefedtstoffer, vejsnavs, formnings- og skæreolier og snavs hidrørende 25 fra luftfart fra jern- og ikke-jernmetaloverflader, idet rengøringsmidlet indeholder specifikke glycoler (hexylen-glycol, propylenglycol) som aktive ingredienser sammen med en specifik organisk chelaterende bestanddel, nemlig tetranatriumsaltet af ethylendiamin-tetraeddikesyre i 30 kombination med vand og natriumsalte.

Et rengøringsmiddel til fjernelse af svinefedt og andet fedt ved temperaturer på ca. 65,6 °C fra ovne, komfurer, gryder og fliser er beskrevet i DE-A-2 300 744. Dette 35 rengøringsmiddel er en vandholdig forbindelse med ammoniak eller en organisk amin sammen med organiske rengøringsmidler og specifikke organiske amider. Det uorgani- DK 171198 B1 2 ske materiale, som også er til stede i rengøringsmidlet i DE-A-2 300 744 er, i det mindste delvis, et slibende middel.

5 Ved fremstillingen af afgrænsede støbeemner fra pastaformede materialer, såsom f.eks. termoplastiske eller duro-plastiske materialer, og også ved forarbejdningen af andre stoffer i blødgjort tilstand, såsom smelte eller pasta, har man erfaret følgende: i maskindele, som kommer i 10 kontakt med det viskose støbemateriale, f.eks. plastifi-ceringsenheden og dysen ved sprøjtestøbning, tilbageholdes støbemateriale. Disse rester udtømmes efterhånden ved skift og forurener de efterfølgende støbeemner og resulterer i støbeemner, som af æstetiske eller fysiske årsa-15 ger er ubrugelige.

Dette problem forekommer for eksempel i plastikforarbejdningsindustrien, når der skiftes farve inden for en serie. Der er betydelige tab af tid, energi og råmateria-20 ler, indtil der opnås produkter med perfekt farve.

Det kan således forventes, at det vil være nødvendigt med et gennemløb af 650 kg ABS (acrylonitril-butadien-styren) materiale, indtil der produceres rene hvide støbeemner 25 ved den sædvanlige sprøjtestøbningsfremstilling af dele med en vægt på 350 g ved ændring af farve fra et beige ABS-materiale til et lignende hvidt materiale.

Den ovenfor skitserede rengøringsproces, d.v.s. at arbej-30 de med et nyt materiale, indtil der opnås perfekte støbeemner, og kassere de ubrugelige støbeemner lavet af blandet materiale, kan ikke forsvares ud fra økonomiske (materiale- og energiomkostninger til ubrugelige produkter) og bortskaffelsessynspunkter (belastning på lossepladser 35 forårsaget af ubrugelige og overvejende ikke-nedbrydelige støbeemner, miljøforurening eller forbrænding, dårlige genbrugsmuligheder på grund af materialeblandingen).

DK 171198 B1 3

Adskillelse og manuel rensning er ligeledes en kostbar metode. Til omgåelse af dette problem kendes en yderligere metode fra den kendte teknik.

5 Denne involverer indførelse af slibepartikler, f.eks. A12°3' ·* suspension med organiske opløsningsmidler. Slibepartiklerne sættes til plastikatorens fødebeholder sammen med opløsningsmidlet, sædvanligvis et aromatisk opløsningsmiddel, og udgangsmaterialet 1 granulat-, spån-10 eller anden form. På grund af den kombinerede virkning af det organiske opløsningsmiddel, som i det mindste får materialeresterne i snekkekanalen og i dyserne til at kvælde op og således letter fjernelsen, og den slibende virkning af slibepartiklerne, reduceres mængden af ubrugelige 15 støbeemner lavet af blandet materiale væsentligt på grund af den hurtigere fjernelse af reststoffer.

Ud fra industrisikkerheds- og miljømæssige synspunkter er rengøringsmidler af denne type imidlertid ikke uden pro-20 blemer.

Transport, opbevaring og håndtering af rengøringsmidler af denne type er forbundet med risici på grund af den nødvendige tilstedeværelse af organiske opløsningsmidler, 25 hvis brandfarlighed og/eller toksicitet gør dem til potentielle farer.

Af hensyn beskyttelse af arbejdskraften og materiellet er håndteringen af dem underkastet officielle bestemmelser 30 (f.eks. tysk regulativ for brændbare væsker, regulativ for transport af farlige stoffer, lov om kemiske stoffer, regulativ for farlige materialer i industrien). Da der nødvendigvis forekommer udstrømning af dampe, når disse stoffer opvarmes i maskinen, kan de vejledende koncen-35 trationer (MAC-værdier) nemt overskrides lokalt.

DK 171198 B1 4

Dertil kommer, at de anvendte mængder ikke er ubetydelige. 1 afhængighed af dimensionerne af maskinen, som skal renses, anvendes der 0,2-1,5 liter suspension pr. skift. Lagrene i fabrikken skal anbringes på passende vis, hvil-5 ket betyder, at der er en ikke ubetydelig langtidsrisiko.

Yderligere medfører suspensionernes lave stabilitet, at forsigtig blanding er nødvendig før brugen, dersom den ønskede grad af fordeling i udgangsmaterialet, og dermed 10 den ønskede virkning, skal opnås.

Formålet med opfindelsen er derfor at angive en rengøringsproces, som sikkert og hurtigt medvirker til at fjerne rester af det tidligere forarbejdede smeltede 15 materiale, hvorved der kun anvendes en lille mængde af det efterfølgende materiale, og hvorved det er muligt at sammensætte et rengøringsmiddel til anvendelse ifølge opfindelsen således, at det er nemt at håndtere og ikke frembringer nogen problemer med hensyn til brand- og tok-20 sicitetsfare.

Dette formål blev overraskende opnået med rengøringsfremgangsmåden ifølge krav 1 og anvendelsen af et rengøringsmiddel ifølge krav 6. De relevante underkrav 2-5 og 7-9 25 angiver hensigtsmæssige udførelsesformer for opfindelsen.

Som vist i udførelseseksemplet er rengøringsfremgangsmåden ifølge opfindelsen yderst effektiv. Materialeskift, som ellers kræver adskillige timer og frembringer en stor 30 mængde kassable produkter, kan udføres i løbet af få minutter. Ligeledes vil det forstås, at der som opløsningsmiddel kan bruges ^O, hvilket ikke medfører nogen toksikologiske problemer for mennesker eller miljøet.

Hvad angår salte, som er egnede under hensyntagen til 35 smeltepunkterne, er der et tilstrækkeligt stort udvalg af ufarlige stoffer, som vil være kendte for fagmanden. De fleste af de plastikforarbejdningsprocesser, som er vig- DK 171198 B1 5 tige i denne forbindelse, kører ved temperaturer mellem 100 og 200 °C. Ud fra formålet med opfindelsen giver det sig selv, at tilsætningsstofferne skal være farveløse og inerte ved det efterfølgende materiales forarbejdnings-5 temperatur.

Da det aktive stof og det organiske og/eller uorganiske salt i henhold til opfindelsen foreligger i form af en opløsning, er der sikret homogenitet. Adskillelse med 10 deraf følgende fordelingsproblemer i granulerne, d.v.s. en ringe rengørende virkning, kan ikke forekomme.

Med hensyn til homogen dispersion i materialet, som skal plastificeres, har tilsætning af overfladeaktive midler 15 til reducering af overfladespændingen mellem den parti kelformede plastik og rengøringsopløsningen imidlertid vist sig at være fordelagtig ved rengøringsfremgangsmåden og det anvendte middel ifølge opfindelsen.

20 Rengøringsfremgangsmåden og anvendelsen af et egnet rengøringsmiddel ifølge opfindelsen er ikke begrænset til visse materialetyper eller visse kombinationer af på hinanden følgende stoffer. Der kan nævnes følgende eksempler: 25 ABS, AMMA, CA, DPA, EP, EVA, EVAL, HDPE, LDPE, MBS, PA, PC, PMMA PS, PVC, POM, PPR, PBT, SAN og UF. Støbematerialerne kan være med eller uden fyldstof. 1 2 3 4 5 6

Hvad angår reduktionen af korrosionsfaren af metalliske 2 maskindele, har det vist sig at være fordelagtigt at an 3 vende en rengøringsopløsning med en pH-værdi på 7-14.

4

Brugen af et basisk salt, såsom f.eks. Na2C0g eller, al 5 ternativt, natriummetasilicat er hensigtsmæssig på grund 6 af den syreneutraliserende virkning, især når der anvendes PVC eller andre syreafgivende materialer.

DK 171198 B1 6

Skønt det almindeligvis ikke er nødvendigt at bruge organiske polære eller ikke-polsre opløsningsmidler i forbindelse med den foreliggende opfindelse, kan det i tilfælde af rester, som er særligt svære at fjerne, være fordelag-5 tlgt at tilsætte organiske opløsningsmidler til rengø ringsopløsningen, hvis det er hensigtsmæssigt sammen med en emulgator. Også i disse tilfælde er den anvendte mængde opløsningsmiddel mange gange mindre, med den samme rengørende virkning, end det er tilfældet med de sædvan-10 lige rengøringssuspensioner.

Koncentrationen af saltet eller saltene i rengøringsmidlet til anvendelse ifølge opfindelsen kan variere inden for vide grænser. En laveste aktivitetsgrænse for koncen-15 trationen er på ca. 0,5 vægt-%. Med henblik på lettere håndtering under transport og opbevaring og for at begrænse det volumen flydende stof, som skal afdampes, er højere koncentrationer tilrådelige, så længe viskositeten ikke gør udtømning og fordeling mere vanskelig. Imidler-20 tid er det naturligvis muligt at fortynde en således koncentreret opløsning på passsende vis på stedet, hvor den skal anvendes. Yderligere kan salte og opløsningsmidler holdes adskilt før brugen. Den egentlige rengøringsopløsning fremstilles derpå umiddelbart før anvendelsen 25 ved at opløse de faste salte. Det er ligeledes muligt at holde tilsætningsstoffer, f.eks. alkaliserende midler såsom NaOH, adskilt til opbevaring og transport i form af et "bestanddels-kit" og først tilsætte dem, når opløsningen skal anvendes.

30

Udførelseseksemplet nedenfor viser effektiviteten af fremgangsmåden ifølge opfindelsen:

EKSEMPEL

De følgende materialer blev forarbejdet under laborato-rie- og produktionsbetingelser, idet farvepigmenter blev 35 DK 171198 Bl 7 anvendt i batch-, pulver- og flydende tilstand: ABS, CA, HPDE, LPDE, PA, PA 6, PA 6.6, PA 11, PA 12, PC, PE, PMMA, PPO, PPS, PS, blød PVC, SAN, PBT og PPR.

5 De fleste af PA-grupperne er blevet modificeret med korte og lange glasfibre og med glasperler op til 35% og ligeledes med MoS (2-2,5%).

Forsøgene blev udført i nedenstående sprøjtestøbningsma-10 skiner:

Arburg 221 - 75 - 350 Snekker: 0 20 mm 0 25 mm 0 30 mm 15

Arburg 305 - 210 - 700 0 30 mm 0 40 mm 0 45 mm 20 Arburg Eco 305 - 700 - 230 0 35 mm 0 40 mm

Rico 110 0 60 mm 0 65 mm 25 I. Fremstilling af huse til automatiske kaffemaskiner:

Maskine: 200 t

Snekke: 0 65 mm 30 Form: Varmkanal 1-fold . Materiale: ABS - farver

Skift fra mørkebrun til beige: 35 a) På konventionel måde ved indførelse af det ef terfølgende materiale.

DK 171198 B1 8

Det var nødvendigt at adskille formen og udføre mekanisk rengøring to gange, før den beige farvenuance var tilfredsstillende.

5 Materialeforbrug: ca. 600 kg ABS

Tidsforbrug: ca. 10 timer b) Ved anvendelse af rengøringsmidlet ifølge opfindelsen (Na2C03, 10 vægt-% styrke, i destil-10 leret H20; 0,03 kg).

Materialeforbrug: ca. 6 kg ABS

Tidsforbrug: ca. 15 minutter 15 Skiftet blev ligeledes tilendebragt på ca. 15 minut ter ved brug af natriummetasilicat (10 vægt-% styrke, i destilleret H20; 0,03 kg).

II. Fremstilling af engangs-barbermaskiner: 20

Maskine: 250 t

Snekke: 0 80 mm

Form: Varmkanal 12-fold

Materiale: PS med høj slagstyrke - farver 25

Ved farveskift: a) På konventionel måde uden rengøringsmiddel med adskillelse af formen flere gange og mekanisk 30 rengøring i hvert tilfælde, før overgangen var tilfredsstillende.

Materialeforbrug: ca. 350 kg ABS

Tidsforbrug: ca. 24 timer 35 b) Simpel rengøring ifølge opfindelsen (kun plas-tificeringsenheden) tog ca. 10 minutter.

DK 171198 B1 9

Udluftede snekker var en undtagelse. De kunne Ikke rengøres 1 henhold til opfindelsen 1 den trykfrie enderegion, men måtte i stedet underkastes manuel rengøring.

5

SAMMNENLIGNINGS-FORSØGSRAPPORT

De efterfølgende beskrevne forsøg blev gennemført som angivet i de efterfølgende krav under produktionsbetingel-10 ser. Der blev anvendt en sprøjtestøbemasklne Arburg 305/210/700, snekkediameter 35 mm.

For at bekræfte virkningen af opfindelsen blev der til sammenligningsformål anvendt destilleret vand og led-15 ningsvand fra drikkevandsforsyningen i Solingen (forsøg I, II). Man bestemte det materialeforbrug af efterfølgende produkt og den tid, som var nødvendig til omstillingen af produktionen fra formlegemer af polypropylen til opnåelsen af upåklagelige produkter af det efterfølgende 20 materiale.

Forsøgene III, IV og V blev gennemført ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen under anvendelse af såvel uorganiske som organiske salte med uorganiske eller organiske opløs-25 ningsmidler og viser opfindelsens tekniske virkning.

Der blev forarbej det polypropylen (PP).

Der blev omstillet fra PP sort til PP natur.

Der blev sprøjtet igennem trykskiver.

30 Cylindertemperaturen udgjorde 200-210 °C.

Forsøg I: 1 kg PP natur blev blandet med 1 vægt-% destilleret vand (10 g). Med den således opnåede blanding skulle PP sort omstilles til PP natur. Blandingen blev, efter 35 at cylinderen var sprøjtet tom for PP sort, sendt direkte bagefter, og produktionen blev kørt videre med PP natur uden yderligere tilsætning.

DK 171198 B1 10

Resultat: Selv efter 2 timers forløb viste der sig stadig sorte Indeslutninger i de færdige sprøjtedele.

Forsøg II: Her blev der gået frem på samme måde som ved 5 forsøg I, kun blev der 1 stedet for det destillerede vand anvendt ledningsvand fra drikkevandsforsyningen i Solingen. Forsøgsresultatet var Identisk med resultatet af forsøg 1.

10 Bemærkning: Blindforsøgene I og II blev afbrudt efter 2 timer, fordi der ikke kunne opnås nogen tilfredsstillende rensning. De fremstillede dele kunne ikke sælges på grund af de stadig forekommende indeslutninger af det forudgående materiale, PP sort.

15

Forsøg III: 10 g kaliumacetat blev opløst i 90 g ethylal-kohol. 10 g af denne opløsning blev blandet med 1 kg granulat af PP natur. 280 g af blandingen blev umiddelbart efter udtømningen af det forudgående produkt, PP sort, 20 sendt bagefter. Derefter blev der uden yderligere tilsætninger anvendt PP natur. Efter en skudfølge på tre dele (udskud med sorte indeslutninger) var samtlige rester fjernet. Efter udsprøjtning af de 280 g blanding kunne der straks produceres upåklagelige dele af PP natur.

25 Tidsforbruget til denne rensning udgjorde 2,5-3 minutter.

Forsøg IV: 20 g natriumacetat blev opløst i 80 g ethylal-kohol (20 vol-%). 10 g af denne opløsning blev blandet med 1 kg PP natur. 240 g af denne blanding blev umiddel-30 bart efter udtømningen af det forudgående produkt, PP sort, indført i cylinderen. Efter en skudfølge på tre dele var samtlige rester fjernet. Derpå blev der uden yderligere tilsætninger anvendt PP natur. Der kunne efter udsprøjtning af de 240 g blanding straks produceres upåkla-35 gelige dele af PP natur. Tidsforbruget ved denne rensningsmetode udgjorde ca. 2 minutter.

DK 171198 B1 11

Forsøg V; 20 g kaliumchlorid blev opløst 1 80 g destilleret vand. 10 g af denne opløsning blev blandet med 1 kg PP natur. 210 g af denne blanding blev umiddelbart sendt bagefter det forudgående produkt, PP sort. Derefter blev 5 der uden yderligere tilsætninger anvendt PP natur. Efter en skudfølge på tre dele var samtlige rester fjernet. Der kunne efter udsprøjtning af de 210 g blanding straks produceres upåklagelige dele af PP natur. Tidsforbruget ved denne rensningsmetode udgjorde 1,5-2 minutter.

10 15 20 25 30 35 DK 171198 B1 12 I den følgende tabel er forsøgene I-V sammenfattet:

Sammensætning Rensnings- saltopløsning Anvendt resultat/ 5 + efterfølg- mængde Tids- kvalitet ende produkt til for- af form-(blanding) rensning brug legeme

Forsøg I: 1 kg PP natur + 1 kg 2 h ubrugeligt/ 10 g dest. H90 endnu res- z ter af PP sort

Forsøg II: 1 kg PP natur + 1 kg 2 h som for-

10 g ledningsvand søg I

Forsøg III: 1 kg PP natur + 280 g 2,5- udmærket/ 10 g kaliumacetat 3 min formlegeme

opløst i af PP

15 90 g ethylalkohol natur uden rester

Forsøg IV: 1 kg PP natur + 240 g 2 min som for-

20 g natriumace- søg III

tat opløst i 80 g ethylalkohol 20 (2° VOl-%)

Forsøg V: 1 kg PP natur + 210 g 1,5- som for-

20 g kaliumchlo- 2 min søg III

rid opløst i 80 g dest. H20 ^ Anmærkninger til forsøg III, IV og V:

Efter gennemførelse af disse forsøg blev maskinen sprøjtet tom. Ved den efterfølgende undersøgelse blev det fastslået, at plastificeringsenheden på ingen måde var an-30 grebet ved rensningen ifølge den foreliggende opfindelse.

35

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til rengøring af svært tilgængelige ma-5 skindele ved transport og/eller støbning af materialer i pastatilstand, især til fjernelse af støbematerialerester ved skift af materialet, kendetegnet ved, at mindst ét organisk og/eller uorganisk salt sammen med ét eller flere polære uorganiske og/eller organiske opløs-10 ningsmidler, som opløser saltet eller saltene, indføres i den i drift værende maskine sammen med den første portion af det efterfølgende materiale, fortrinsvis i form af en opløsning, eventuelt under tilsætning af yderligere stoffer, såsom overfladeaktive midler, organiske opløsnings-15 midler, alkaliserende midler, emulgeringsmidler, slibepartikler og lignende, idet smeltepunktet af det eller de uorganiske eller organiske salte er højere end forarbejdningstemperaturen af det efterfølgende materiale, og opløsningsmidlets eller -midlernes kogepunkt er lavere end 20 forarbejdningstemperaturen af det efterfølgende materiale.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at opløsningsmidlet er vand. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendeteg 2 net ved, at opløsningens saltkomponent omfatter et el 3 ler flere alkalimetalcarbonater, alkalimetalsilicater, al 4 kalimetal tar trater, alkalimetalacetater eller blandinger 5 deraf. 6 7

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1- 8 3, kendetegnet ved, at opløsningsmidlets eller 9 -midlernes kogepunkt er mindst 30 °C lavere end forarbejd 10 ningstemperaturen af det efterfølgende materiale. 11

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1- 4, kendetegnet ved, at saltets eller saltenes DK 171198 B1 smeltepunkt, når de foreligger 1 vandfri form, er mindst 50 °c højere end forarbejdningstemperaturen af det efterfølgende materiale.

6. Anvendelse af flydende færdigfremstillede rengørings midler til gennemførelse af fremgangsmåden Ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at rengøringsmidlet indeholder mindst ét uorganisk og/eller organisk salt i opløsning med ét eller flere uor-10 ganiske og/eller polære organiske opløsningsmidler, idet saltets eller saltenes smeltepunkt er højere end forarbejdningstemperaturen af det efterfølgende materiale, og opløsningsmidlets eller opløsningsmidlernes kogepunkt er lavere end forarbejdningstemperaturen af det efterfølgende 15 materiale.

7. Anvendelse ifølge krav 6, kendetegnet ved, at koncentrationen af saltet eller saltene er mindst 0,5 vægt-% baseret på opløsningens samlede vægt, fortrinsvis 20 5-20 vægt-%, og saltkoncentrationen kan være op til mæt ningsgrænsen ved stuetemperatur.

8. Anvendelse ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at rengøringsmidlets pH-værdi er i området fra 4 til 25 14, fortrinsvis i området fra 8 til 11.

9. Anvendelse ifølge et hvilket som helst af kravene 6-8, kendetegnet ved, at det eller de salte og det eller de opløsningsmidler, som er indeholdt i rengørings- 30 midlet, svarer til kravene 2-5. 35