EP0206222A2 - Alkalischer Reiniger - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an alkaline cleaner with a content of silicate, phosphate, complexing agent and surfactant and its application to the cleaning of metal surfaces.
- Sheets made of iron materials black plate or tinned iron materials (tin plate) are used, among other things. used for the production of containers such as cans, etc. Such materials are usually provided with a protective oil to protect them from wear and / or corrosion. There may also be lubricants on the sheet to facilitate deformation, which are advantageous for protecting the surfaces but must be removed before the container is used.
- Such protective or lubricant layers are usually removed using cleaners.
- cleaners for example, US Pat. No. 4,382,825 describes an alkaline cleaner for containers drawn and smoothed from black plate, which contains alkali metal silicate, orthosilicate or mixtures thereof, and optionally alkali metal carbonate, alkali metal phosphate, a surfactant such as nonylphenol polyethoxyethanol and oxyethylated secondary alcohols.
- Another example of an alkaline cleaner is described in U.S. Patent 4,349,448. Its subject is a low-foaming, low-foaming cleaner containing alkaline components, ethoxylated alkylphenol and ethoxylated / propoxylated alkylphenol.
- cleaners Despite the existence of cleaners, there is still a need for improved, highly effective low-foaming cleaners, which can also be used in particular on continuously operating conveyor systems. In addition, they should lead to surfaces that are appealing on the outside and - in the form of containers - suitable for packaging food.
- the object of the invention is to provide a cleaner that meets the above requirements.
- it should be suitable for cleaning surfaces made of iron materials or tin-plated iron materials.
- the alkali silicate component of the cleaner according to the invention is preferably an alkali metasilicate, in particular sodium metasilicate.
- alkali silicates such as potassium orthosilicate, can be used.
- the alkali phosphate component is preferably polyphosphate, especially sodium tripolyphosphate. Suitable compounds are also other condensed phosphates, such as sodium or potassium pyrophosphate.
- Alkali metal gluconate in particular sodium gluconate, is preferably used as the complexing agent.
- other complexing agents such as sodium citrate, ethylenediaminetetraacetic acid or the sodium salt thereof, can also be used.
- the ethoxylated straight-chain alcohol should preferably have 8 to 18 carbon atoms in the alcohol group and 7 to 11 ethylene oxide groups.
- a particularly suitable product is Tergitol 15-S-9 from Union Carbide.
- the chloride derivative of the nonionic surfactant according to component e) is preferably represented by the following formula:
- R is an alkyl group with 8 to 18 C atoms, a phenyl or naphthyl group optionally substituted with 1 or 2 alkyl groups with 8 to 18 C atoms
- R 1 is hydrogen or a methyl or ethyl group.
- n is other alkali silicates, such as potassium orthosilicate, can be used.
- the alkali phosphate component is preferably polyphosphate, especially sodium tripolyphosphate. Suitable compounds are also other condensed phosphates, such as sodium or potassium pyrophosphate.
- Alkali metal gluconate in particular sodium gluconate, is preferably used as the complexing agent.
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- the ethoxylated straight-chain alcohol should preferably have 8 to 18 carbon atoms in the alcohol group and 7 to 11 ethylene oxide groups.
- a particularly suitable product is Tergitol 15-S-9 from Union Carbide.
- the chloride derivative of the nonionic surfactant according to component e) is preferably represented by the following formula:
- R is an alkyl group with 8 to 18 C atoms, a phenyl or naphthyl group optionally substituted with 1 or 2 alkyl groups with 8 to 18 C atoms
- R 1 is hydrogen or a methyl or ethyl group.
- n is an integer between 2 and 100.
- a particularly suitable surfactant of this type is Antarox LF 330 from General Aniline and Film Corp.
- an advantageous development of the invention provides to add a defoamer to the cleaner.
- Defoamers based on hydrocarbons, such as microcrystalline wax, are particularly suitable.
- Another easy-to-use defoamer is Pluronic L-61 from BASF-Wyandotte.
- the cleaner can be in the form of a single dry or aqueous concentrate containing all components or in the form of several concentrates.
- one concentrate contains the components alkali silicate, alkali phosphate and complexing agent, the other the surfactants and, if applicable, additives which adjust the pH. If the concentrate is manufactured dry and with all components, the addition of sodium carbonate, bicarbonate or sesquicarbonate is recommended in order to obtain a free-flowing product.
- the cleaner is preferably used in a concentration of 1 to 30 g / l, in particular 1 to 15 g / 1 (based on components a - e). A concentration of 3.5 to 7.5 g / 1 is particularly favorable.
- the pH of the cleaner used should be 10.5 to 13, preferably 11.5 to 12.5. If necessary, this value can be achieved by appropriate dosage of the concentrate or by pH-regulating additives.
- the cleaner according to the invention is also suitable for cleaning other substrates.
- the cleaner should be used at a temperature of 45 to 80 ° C, preferably 55 to 70 ° C.
- the contact time is 15 seconds to 5 minutes, preferably 30 seconds to 2 minutes. After cleaning, as usual, should be rinsed with water. The known follow-up treatments can then follow.
- the cleaner can contain other common additives, e.g. Have corrosion inhibitors such as amines, borates, nitrates and the like.
- the cleaner is suitable for removing a large number of substances, especially for removing oils and soaps.
- oils can e.g. be sulfurized paraffin oils and chlorinated sulfonates.
- the cleaner is made in the form of two concentrates.
- cleaning solutions are produced by dilution with water, which have the concentrations in g / 1 given in the table below.
- the cleaning solutions are sprayed onto tinplate cans at a pressure of 2.1 to 2.5 bar at the temperatures given in the table for a period of 40 seconds.
- the surfaces of these cans are covered with various types of lubricant residues.
- the cans of Examples 2-9 were with a lubricant from EH Mack & Co., type 628B, those of Examples 10 and 11 with a lubricant from the same company, but types 623A and 544A and those of Examples 12 and 13 with one Lubricant in turn from the same company, type 544A.
- the cans were then rinsed with water and deionized water and then evaluated. The results are shown in the table.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen alkalischen Reiniger mit einem Gehalt an Silikat, Phosphat, Komplexbildner und Tensid sowie dessen Anwendung auf die Reinigung von Metalloberflächen.
- Bleche aus Eisenwerkstoffen (Schwarzblech) oder verzinnten Eisenwerkstoffen (Weißblech) werden u.a. zur Herstellung von Behältern, wie Dosen etc., verwendet. Derartige Werkstoffe sind üblicherweise mit einem Schutzöl versehen, um sie vor Verschleiß und/oder Korrosion zu schützen. Auch können sich auf dem Blech Schmiermittel zur Erleichterung der Verformung befinden, die für den Schutz der Oberflächen von Vorteil sind, aber vor Verwendung des Behälters entfernt werden müssen.
- Üblicherweise erfolgt die Entfernung derartiger Schutz- oder Schmiermittelschichten mit Reinigern. So beschreibt die US-PS 4 382 825 einen alkalischen Reiniger für aus Schwarzblech gezogene und geglättete Behälter, der Alkalimetasilikat, -orthosilikat oder Mischungen hiervon, sowie ggf. Alkalicarbonat, Alkaliphosphat, ein Tensid, wie Nonylphenolpolyethoxyethanol und oxäthylierte sekundäre Alkohole enthält. Ein anderes Beispiel für einen alkalischen Reiniger ist in der US-PS 4 349 448 beschrieben. Ihr Gegenstand ist ein bei niedrigen Temperaturen arbeitender, schwach schäumender Reiniger mit einem Gehalt an alkalisch reagierenden Bestandteilen, äthoxyliertem Alkylphenol und äthoxyliertem/propoxyliertem Alkylphenol.
- Trotz der Existenz von Reinigern besteht weiterhin ein Bedarf für verbesserte, hochwirksame schaumarme Reiniger, die insbesondere auch an kontinuierlich arbeitenden Bandanlagen einsetzbar sind. Sie sollen darüberhinaus zu Oberflächen führen, die ein ansprechendes Äußeres und - in Form von Behältern - zur Verpackung von Nahrungsmitteln geeignet sind.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reiniger, der die vorstehend genannten Anforderungen erfüllt, bereitzustellen. Insbesondere soll er für die Reinigung von Oberflächen aus Eisenwerkstoffen oder verzinnten Eisenwerkstoffen geeignet sein.
- Die Aufgabe wird gelöst, indem der Reiniger der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung derart formuliert wird, daß er
- a) 0,5 bis 25 Gew.-Teile Alkalisilikat
- b) 0,1 bis 3 Gew.-Teile Alkaliphosphat
- c) 0,1 bis 3 Gew.-Teile Komplexbildner
- d) 0,05 bis 1,5 Gew.-Teile äthoxylierten geradkettigen Alkohol sowie
- e) 0,05 bis 1,5 Gew.-Teile Chloridderivat eines nichtionogenen Tensids der Gruppe polyäthoxylierter Phenole, polyäthoxylierter aliphatischer Alkohole und Mischungen hiervon
- Die Alkalisilikat-Komponente des erfindungsgemäßen Reinigers ist vorzugsweise ein Alkalimetasilikat, insbesondere Natriummetasilikat. Es sind jedoch auch andere Alkalisilikate, wie z.B. Kaliumorthosilikat, einsetzbar.
- Die Alkaliphosphat-Komponente ist vorzugsweise Polyphosphat, insbesondere Natriumtripolyphosphat. Geeignete Verbindungen sind auch andere kondensierte Phosphate, wie Natrium- oder Kaliumpyrophosphat.
- Als Komplexbildner findet vorzugsweise Alkaligluconat, insbesondere Natriumgluconat, Verwendung. Es können aber auch andere Komplexbildner, wie Natriumzitrat, Äthylendiamintetraessigsäure bzw. das Natriumsalz hiervon, eingesetzt werden.
- Der äthoxylierte geradkettige Alkohol sollte vorzugsweise 8 bis 18 C-Atome in der Alkoholgruppe und 7 bis 11 Äthylenoxid-Gruppen aufweisen. Ein besonders geeignetes Produkt ist Tergitol 15-S-9 der Fa. Union Carbide.
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- Hierin bedeuten R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 C-Atomen, eine ggf. mit 1 oder 2 Alkylgruppen mit 8 bis 18 C-Atomen substituierte Phenyl- oder Naphthylgruppe, R1 Wasserstoff oder eine Methyl- oder Aethylgruppe. n ist andere Alkalisilikate, wie z.B. Kaliumorthosilikat, einsetzbar.
- Die Alkaliphosphat-Komponente ist vorzugsweise Polyphosphat, insbesondere Natriumtripolyphosphat. Geeignete Verbindungen sind auch andere kondensierte Phosphate, wie Natrium- oder Kaliumpyrophosphat.
- Als Komplexbildner findet vorzugsweise Alkaligluconat, insbesondere Natriumgluconat, Verwendung. Es können aber auch andere Komplexbildner, wie Natriumzitrat, Äthylendiamintetraessigsäure bzw. das Natriumsalz hiervon, eingesetzt werden.
- Der äthoxylierte geradkettige Alkohol sollte vorzugsweise 8 bis 18 C-Atome in der Alkoholgruppe und 7 bis 11 Äthylenoxid-Gruppen aufweisen. Ein besonders geeignetes Produkt ist Tergitol 15-S-9 der Fa. Union Carbide.
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- Hierin bedeuten R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 C-Atomen, eine ggf. mit 1 oder 2 Alkylgruppen mit 8 bis 18 C-Atomen substituierte Phenyl- oder Naphthylgruppe, R1 Wasserstoff oder eine Methyl- oder Aethylgruppe. n ist eine ganze Zahl zwischen 2 und 100. Ein besonders geeignetes Tensid dieser Art ist Antarox LF 330 der Fa. General Aniline and Film Corp.
- Sofern eine starke Schaumbildung, z.B. bei hohen Spritzdrücken, auftritt, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dem Reiniger einen Entschäumer zuzugeben. Besonders geeignet sind Entschäumer auf Kohlenwasserstoffbasis, wie mikrokristallines Wachs. Ein weiterer gut einsetzbarer Entschäumer ist Pluronic L-61 der Fa. BASF-Wyandotte.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, einen Reiniger einzusetzen, der die Komponenten
- a) in einer Menge von 0,5 bis 12,5 Gew.-Teile, vorzugsweise von 1,5 bis 6,0 Gew.-Teile,
- b) in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.-Teile, vorzugsweise von 0,15 bis 0,75 Gew.-Teile,
- c) in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.-Teile, vorzugsweise von 0,15 bis 0,75 Gew.-Teile,
- d) in einer Menge von 0,05 bis 0,75 Gew.-Teile, vorzugsweise von 0,05 bis 0,50 Gew.-Teile,
- e) in einer Menge von 0,05 bis 0,75 Gew.-Teile, vorzugsweise von 0,05 bis 0,50 Gew.-Teile,
- Der Reiniger kann in Form eines einzigen trockenen oder wäßrigen Konzentrates, das sämtliche Komponenten enthält, oder in Form von mehreren Konzentraten hergestellt werden. Im letztgenannten Fall enthält z.B. das eine Konzentrat die Komponenten Alkalisilikat, Alkaliphosphat und Komplexbildner, das andere die Tenside sowie ggf. pH-Wert einstellende Zusätze. Sofern das Konzentrat trocken und mit sämtlichen Komponenten hergestellt wird, empfiehlt sich die Zugabe von Natriumkarbonat, -bikarbonat oder -sesquikarbonat, um ein freifließendes Produkt zu erhalten.
- Falls die Reinigung von Oberflächen aus Eisenwerkstoffen oder verzinnten Eisenwerkstoffen vorgesehen ist, erfolgt die Anwendung des Reinigers vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 30 g/l, insbesondere 1 bis 15 g/1 (bezogen auf die Komponenten a - e). Eine Konzentration von 3,5 bis 7,5 g/1 ist besonders günstig. Der pH-Wert des eingesetzten Reinigers sollte 10,5 bis 13, vorzugsweise 11,5 bis 12,5 betragen. Sofern erforderlich, kann dieser Wert durch entsprechende Dosierung des Konzentrates oder durch pH-Wert regulierende Zusätze erfolgen.
- Der arbeitende Reiniger kann auf jede übliche Weise eingesetzt werden. Falls die vorgenannten Metalloberflächen behandelt werden sollen, empfiehlt sich als Verfahrensgang
- 1. Vorreinigung
- 2. Reinigung mit dem erfindungsgemäßen Reiniger durch Spritzen bei 65° C während einer Zeitdauer von 30 bis 60 sec.
- 3. Spülen mit Wasser von Raumtemperatur während 15 bis 30 sec.
- Obgleich die Behandlung von Eisenwerkstoffen und verzinnten Eisenwerkstoffen bzw. Behälter aus diesen Materialien besonders herausgestellt ist, ist der erfindungsgemäße Reiniger auch für die Reinigung anderer Substrate geeignet. Der Reiniger sollte bei einer Temperatur von 45 bis 80° C, vorzugsweise von 55 bis 70° C, eingesetzt werden. Als Kontaktdauer ist 15 sec. bis 5 min., vorzugsweise 30 sec. bis 2 min., zweckmäßig. Nach der Reinigung sollte - wie generell üblich - mit Wasser gespült werden. Es können sich dann die bekannten Folgebehandlungen anschließen.
- Neben den bereits genannten Bestandteilen kann der Reiniger andere übliche Zusätze, z.B. Korrosionsinhibitoren, wie Amine, Borate, Nitrate und dgl. aufweisen. Der Reiniger eignet sich zur Entfernung einer Vielzahl von Stoffen, insbesondere zur Entfernung von Ölen und Seifen. Derartige Öle können z.B. sulfurierte Paraffinöle und chlorierte Sulfonate sein.
- Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele beispielsweise und näher erläutert.
- Der Reiniger wird in Form zweier Konzentrate hergestellt.
- Das erste Konzentrat enthält:
- 1 Gew.-Teil Natriumtripolyphosphat
- 8 Gew.-Teile Natriummetasilicat
- 1 Gew.-Teil Natriumgluconat
- Das zweite Konzentrat enthält:
- 1 Gew.-Teil Antarox LF330
- 1 Gew.-Teil Tergitol 15-S-9
- 1 Gew.-Teil Wasser
- Amoniak nur Einstellung auf pH 10,5
- Zur Herstellung von 1 1 Reinigerlösung werden 3,74 g des Konzentrates 1 und 0,524 g des Konzentrates 2 mit Wasser verdünnt. Der Reiniger wird auf Schwarzblechdosen im Spritzverfahren bei einer Temperatur von ca. 65° C während einer Dauer von 1 min. eingesetzt. Danach werden die Dosen mit Wasser und mit vollentsalztem Wasser gespült. Bei einer Benetzungsprüfung vor und nach der Trocknung ergibt sich, daß einwandfreie Benetzung erfolgt bzw. kein Bruch des Wasserfilmes auftritt.
- Aus verschiedenen Konzentraten werden durch Verdünnung mit Wasser Reinigerlösungen erzeugt, die die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Konzentrationen in g/1 aufweisen. Die Reinigerlösungen werden während einer Zeitdauer von 40 sec. mit einem Druck von 2,1 bis 2,5 bar mit den in der Tabelle angegebenen Temperaturen auf Weißblechdosen aufgespritzt. Die Oberflächen dieser Dosen sind mit verschiedenartigen Schmiermittelresten versehen. Die Dosen der Beispiele 2 - 9 waren mit einem Schmiermittel der Firma E. H. Mack & Co., Typ 628B, die der Beispiele 10 und 11 mit einem Schmiermittel der gleichen Firma, jedoch der Typen 623A und 544A und die der Beispiele 12 und 13 mit einem Schmiermittel wiederum der gleichen Firma, Typ 544A, behaftet.
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enthält.
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enthält.
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