EP0108345B1 - Mittel zur Herabsetzung von Flüssigkeitshaftmengen an metallischen Oberflächen - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
Definitions
- the present invention relates to the use of octane-1-phosphonic acid or its water-soluble salts in aqueous solutions for metal surface treatment in order to reduce the remaining amounts of liquid adhering to the metal surfaces after the use of such solutions.
- quaternary ammonium compounds for such purposes. These are added to the rinse baths or even to the treatment solutions for metal surfaces. In addition to inorganic and / or organic acids, these can contain sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, sodium carbonate and surface-active substances, complexing agents and inhibitors and solubilizers. With solutions of this type, when using a 1% concentration with about 0.05 to 1 g / l of quaternary ammonium compounds, a residual water content of the order of about 10 g / m 2 is obtained. Solutions without such an addition of quaternary ammonium compounds have an adhesive water amount of approximately 20 to 40 g / m 2, depending on the expiry time, with the same concentration of use.
- octane-1-phosphonic acid and its salts are known per se.
- US Pat. No. 2,397,422 describes a process for the preparation of dibutyl alkanephosphonate having 1 to 18 carbon atoms in the alkane radical. It is also stated here that these esters can easily be hydrolyzed to the corresponding free alkanephosphonic acids.
- the free alkanephosphonic acids with 10 to 16 carbon atoms or their alkali metal salts are said to be valuable cleaning and wetting agents.
- GB-A-1 395 031 manual dishwashing detergents which are intended to facilitate the removal of food-borne soiling from surfaces made of aluminum or aluminum alloys.
- these agents contain phosphonates, for example terminal monoalkylphosphonates having 10 to 18 carbon atoms in the linear alkyl radical. These phosphonates serve as "antiresoiling agents", i.e. H. they should enable the complete removal of dirt residues from the treated metal surfaces with only a short treatment time.
- the present invention relates to the use of octane-1-phosphonic acid or its water-soluble salts in aqueous solutions such as aqueous cleaning agent solutions or rinsing solutions for metal surfaces, for reducing the residual amounts of liquid adhering to the metal surfaces after use of these solutions.
- octane-1-phosphonic acid or its water-soluble salts are used in the feed solution in amounts of 0.02 to 1 g / l, preferably 0.2 to 0.3 g / l. It has proven expedient to add solubilizers, such as cumene sulfonate or alcohols, for example glycol, ethanol or propanol, to the solutions to improve the solubility of octane-1-phosphonic acid or its water-soluble salts.
- solubilizers such as cumene sulfonate or alcohols, for example glycol, ethanol or propanol
- the mode of action of the additives used according to the invention is surprising since the effects described above are not obtained when using alkylphosphonic acids with shorter and longer alkyl radicals than octane-1-phosphonic acid.
- the solutions can also be alkaline, neutral or acidic.
- Aluminum sheets (99, 5) were treated as described in Example 1 with a 1 0 / o solution of the concentrates 1 (without additive) and 4 under the conditions.
- the amounts of adhesive solution determined were 24.1 ml / m 2 for the agents mentioned and 10.8 ml / m 2 for the agent with the addition of octane-1-phosphonic acid.
- Concentrate consisting of 10% cumene sulfonate, 2% octane-1-phosphonate, 0.5% adduct of 10 moles of ethylene oxide with nonylphenol, the rest of distilled water, was added in a 0.5% concentration to an autoclave consisting of canned material made of tinplate. After the heating process, the can material was briefly sprayed with water in the usual manner. No water film formed on the cans, which resulted in the cans' stain-free appearance.
- Concentrates for the reduction of adhesive water consisting of 5% phosphonobutane tricarboxylic acid, 5% octane-1-phosphonic acid, 1% adduct of 8 moles of ethylene oxide with nonylphenol, 10% sodium hydroxide and / or potassium hydroxide and the rest of distilled water, were made up to a 2% concentration with water diluted by 16 ° d and used at 50 ° C to treat a chrome nickel steel surface. After repeated use of the concentrate, the rinsing water film ran off the surface in a short time.
- a concentrate consisting of 5% octane-1-phosphonic acid, 3.5% triethanolamine, the rest of distilled water was added to the rinse water of a continuous autoclave. The amount was metered in such a way that the concentrate diluted to about 0.5% concentration.
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Description
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in wäßrigen Lösungen für Metalloberflächenbehandlung, um die nach der Anwendung solcher Lösungen an den Metalloberflächen anhaftenden restlichen Flüssigkeitsmengen zu reduzieren.
- An der Metalloberfläche verbleibt bei der Behandlung wäßrigen Lösungen oder bei der Nachspülung mit Wasser ein Rest an Flüssigkeitsmengen haften, der unerwünscht ist. So stöten derartige Ftüssigkeitsrestmengen bei bestimmten Verarbeitungsvorgängen, wie zum Beispiel beim Erhitzungsvorgang von Konservendosen, in dem sie entweder zu unschönen Flecken auftrocknen oder graue Wasserschleier hinterlassen. Auch ist nicht auszuschließen, daß bei einer nachfolgenden Berührung mit Lebensmitteln Beeinträchtigungen, beispielsweise geschmacklicher Art, erfolgen können. In derartigen Fällen ist es daher vorteilhaft, wenn die Haftmengen möglichst klein sind und beispielsweise durch Anwendung von Warmluft umgehend entfernt werden können. Die Behandlung mit Warmluft allein ist jedoch aus Gründen der Energieverknappung nicht befriedigend.
- Man hat daher bereits versucht, die Flüssigkeitshaftmengen auf Metalloberflächen durch spezielle Zusätze herabzusetzen. Es ist bekannt, für derartige Zwecke quaternäre Ammoniumverbindungen zu verwenden. Diese werden den Nachspülbädern oder aber auch bereits den Behandlungslösungen für Metalloberflächen zugesetzt. Diese können neben anorganischen und/oder organischen Säuren Natronlauge, Kalilauge, Soda sowie oberflächenaktive Substanzen, Komplexierungsmittel und Inhibitoren sowie Lösungsvermittler enthalten. Mit derartigen Lösungen wird bei Einsatz von 1 %-iger Konzentration mit circa 0,05 bis 1 g/I an quaternären Ammoniumverbindungen ein Restwassergehalt in der Größenordnung von etwa 10 g/m2 erhalten. Lösungen ohne einen derartigen Zusatz an quaternären Ammoniumverbindungen weisen bei sonst gleicher Einsatzkonzentration eine Haftwassermenge von circa 20 bis 40 g/m2 je nach Ablaufzeit auf.
- Die Verwendung von quaternären Ammoniumverbidungen ist jedoch in verschiedener Hinsicht nicht befriedigend. So sind derartige Produkte zu schaumstark und dadurch nicht im Spritzverfahren anwendbar. Auch sind für bestimmte Nahrungsmittel schon geringste Spuren für die weitere Verarbeitung störend, da die Gefahr besteht, daß sie von der Grenzfläche in das Nahrungsmittel übergehen. Schließlich sind die quaternären Ammoniumverbindungen in Lösungen, die oberflächenaktive, anionische Stoffe enthalten, nicht verwendbar.
- Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile weitgehend vermeiden kann, wenn man zur Verminderung von Flüssigkeitshaftmengen an Metalloberflächen Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlösliche Salze in derartigen Lösungen verwendet.
- Die Octan-1-phosphonsäure und deren Salze sind an sich bekannt. So wird in der US-A-2 397 422 ein Verfahren zur Herstellung von Alkanphosphonsäuredibutylestern mit 1 bis 18 C-Atomen im Alkanrest beschrieben. Ferner wird hier ausgeführt, daß sich diese Ester leicht zu den entsprechenden freien Alkanphosphonsäuren hydrolysieren lassen. Von den freien Alkanphosphonsäuren mit 10 bis 16 C-Atomen bzw. deren Alkalimetallsalzen wird gesagt, daß diese wertvolle Reinigungs- und Netzmittel darstellen.
- Ferner sind aus der GB-A-1 395 031 manuell anzuwendende Geschirrspülmittel bekannt, die die Beseitigung von durch Nahrungsmittel verursachten Verschmutzungen an Oberflächen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen erleichtern sollen. Diese Mittel enthalten - neben anionischen Tensiden, Solubilisierungsmitteln und pH-Regulierungsmitteln - Phosphonate, beispielsweise endständige Monoalkylphosphonate mit 10 bis 18 C-Atomen im linearen Alkylrest. Diese Phosphonate dienen als "antiresoiling agents", d. h. sie sollen die völlige Entfernung von Schmutzresten von den behandelten Metalloberflächen bei nur kurzer Behandlungsdauer ermöglichen.
- Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in wäßrigen Lösungen wie wäßrigen Reinigungsmittellösungen oder Spüllösungen für Metalloberflächen, zur Verminderung der nach Anwendung dieser Lösungen an den Metalloberflächen anhaftenden Flüssigkeitsrestmengen.
- Als wasserlösliche Salze kommen Natrium-, Kalium- oder Alkanolaminsalze in Betracht. Die Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlösliche Salze werden in der Einsatzlösung in Mengen von 0,02 bis 1 g/I, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 g/I, verwendet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Lösungen zur Verbesserung der Löslichkeit der Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlöslichen Salzen, Lösungsvermittler, wie Cumolsulfonat oder Alkohole, beispielsweise Glykol, Ethanol oder Propanol, hinzuzufügen.
- Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß verwendeten Zusätze ist überraschend, da man bei Verwendung von Alkylphosphonsäuren mit kürzeren und längeren Alkylresten als Octan-1-phosphonsäure, die oben beschriebenen Effekte nicht erhält. Die Lösungen können im übrigen alkalisch, neutral oder sauer eingestellt sein.
- Der Anmeldungsgegenstand wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
- Lösungen gemäß der nachstehenden Tabelle 1
- Aluminiumbleche (99, 5) wurden unter den Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben mit einer 1 0/o-igen Lösung der Konzentrate 1 (ohne Zusatz) und 4 behandelt. Als Haftlösungsmengen wurden für die genannten Mittel 24,1 ml/m2 und für das Mittel mit Zusatz an Octan-1-phosphonsäure 10,8 ml/m2 ermittelt.
- Konzentrat, bestehend aus 10 % Cumolsulfonat, 2 % Octan-1-phosphonat, 0,5 % Anlagerungsprodukt von 10 Mol Ethylenoxid an Nonylphenol, Rest destilliertes Wasser, wurde in 0,5 %-iger Konzentration einem Autoklaven zugesetzt, der mit Dosenmaterial, bestehend aus Weißblech, beschickt wurde. Nach dem Erhitzungsvorgang wurde das Dosenmaterial in üblicher Weise mit Wasser kurz abgespritzt. Es bildete sich kein Wasserfilm auf den Dosen aus, was ein fleckenfreies Aussehen der Dosen zur Folge hatte.
- Konzentrate zur Herabsetzung von haftenden Wassermengen, bestehend aus 5 % Phosphonobutantricarbonsäure, 5 % Octan-1-phosphonsäure, 1 % Anlagerungsprodukt von 8 Mol Ethylenoxid an Nonylphenol, 10 % Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid und Rest destilliertes Wasser, wurden auf 2 % Konzentration mit Wasser von 16°d verdünnt und bei 50°C zur Behandlung einer Chromnickelstahloberfläche verwendet. Nach mehrmaligem Einsatz des Konzentrats lief der Spülwasserfilm in kurzer Zeit restlos von der Oberfläche ab.
- Ein Konzentrat, bestehend aus 5 % Octan-1-phosphonsäure, 3,5 % Triethanolamin, Rest destilliertes Wasser, wurde dem Nachspülwasser eines Durchlaufautoklaven zugesetzt. Die Menge wurde so dosiert, daß sich das Konzentrat auf circa 0,5 % Konzentration verdünnte.
- Von dem behandelten Dosenmaterial lief der Wasserfilm, ohne Rückstände zu hinterlassen, ab. Das Material konnte anschließend ohne Störungen etikettiert werden.
Claims (3)
1) Verwendung von Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in wäßrigen Lösungen für Metalloberflächenbehandlung, zur Verminderung der nach Anwendung dieser Lösungen an den Metalloberflächen anhaftenden Flüssigkeitsmengen.
2) Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in den wäßrigen Lösungen 0,02 bis 1 g/I beträgt.
3) Verwendung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Octan-1-phosphonsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in den wäßrigen Lösungen 0,2 bis 0,3 g/I beträgt.
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