ES2334161T3

ES2334161T3 - Limpiador acido para superficies de metal.

Info

Publication number: ES2334161T3
Application number: ES06755082T
Authority: ES
Inventors: Thomas Tyborski
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2010-03-05
Anticipated expiration: 2026-05-08
Also published as: US20100294307A1; PL2016161T3; DE602006010604D1; EP2016161B1; CA2651186A1; BRPI0621668B8; US8921298B2; DK2016161T3; AU2006343213A1; MX2008014185A; CA2651186C; CN101473022B; BRPI0621668A2; JP2009536263A; AU2006343213B2; JP4838350B2; WO2007128345A1; EP2016161A1; BRPI0621668B1; CN101473022A

Abstract

Composición ácida para limpiar superficies de metal o aleaciones que son susceptibles a la corrosión que comprende i) un éster de ácido fosfórico, ácido difosfórico o ácido polifosfórico, ii) un derivado de benzotriazol de fórmula general (I) **(Ver fórmula)** en la que cada uno de los grupos R1, R2, R1, R2 y R5 es el mismo o diferente y es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo alquenilo, o un grupo acilo, y iii) un ácido fosfónico de la fórmula general R6-PO-(OH)2 (II) en el que el grupo R6 es un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo arilo, o un grupo arilalquilo. iv) una fuente de ácido.

Description

Limpiador ácido para superficies de metal.

La invención se refiere a una composición ácida para limpiar superficies de metales o aleaciones de metal que son susceptibles a la corrosión. La invención se refiere además a una disolución acuosa para uso ácido que está fabricada a partir de la composición, y a un procedimiento para limpiar superficies de metal usando esta disolución acuosa para uso.

La limpieza periódica de máquinas de fabricación o procesado de alimentos bebidas, productos farmacéuticos, cosméticos y similares industrias de proceso, así como en las empresas de preparación y suministro de alimentos, en instalaciones sanitarias y centros de día y en establecimientos hospitalarios, es algo necesario para mantener la calidad del producto y la salud pública. Los residuos que quedan en las superficies de los equipos o que pueden contaminar los alimentos que se procesan pueden albergar o alimentar el crecimiento de los subsiguientes productos procesados o superficies críticas de contacto.

Esta práctica de limpiar es particularmente en las instalaciones industriales para procesado de alimentos para impedir la contaminación del alimento y para mantener la calidad del producto y de la producción de alimentos.

Muchas de las instalaciones que se deben limpiar son objetos constituidos por partes al menos parcialmente hechas de metal o de aleaciones que son susceptibles a la corrosión cuando entran en contacto con líquidos limpiadores fuertemente ácidos o alcalinos.

Especialmente todos los metales que tienen un potencial estándar negativo presentan corrosión si se usan agentes limpiadores ácidos que contienen ácidos fuertes. Ejemplos de estos metales son estaño, hierro, aluminio, cinc, plomo, cadmio, magnesio y aleaciones de estos metales, también metales galvanizados como por ejemplo acero galvanizado se corroen cuando se usan ácidos, y se destruye la superficie galvanizada.

A menudo se usan limpiadores ácidos si el agua tiene una dureza elevada, ya que en estos casos los limpiadores alcalinos reaccionan con los iones calcio del agua y se forman capas de sales de calcio. Estas capas de sales de calcio son difíciles de eliminar.

El documento DE 10036607 A1 describe una composición limpiadora ácida que contiene un ácido seleccionado entre ácido fosfórico, ácido alquilsulfónico, ácido sulfúrico y ácido nítrico. Adicionalmente, la composición contiene ácido undecanoico.

La composición se usa para la limpieza o desinfección de superficies duras.

Una composición ácida adicional para saneamiento y limpieza se describe en el documento US 6.472.358. La referencia describe una composición para saneamiento que contiene ácidos grasos alifáticos de cadena corta C_{5}-C_{14} o una mezcla de los mismos, un ácido carboxílico débil y un ácido mineral fuerte que puede ser ácido nítrico o una mezcla de ácidos nítrico y fosfórico.

Adicionalmente, en la técnica anterior se usan productos para la limpieza de acero galvanizado con cinc que contienen ácido fosfórico como fuente de ácido junto con compuestos de amonio cuaternario, sustancias organosulforadas, y sustancias organometálicas. Usando estas sustancias además del ácido en una composición, se evita la corrosión de la superficie de cinc del acero galvanizado. Sin embargo, existen varias desventajas en este tipo de productos. Por ejemplo, los compuestos de amonio cuaternario forman capas tenaces de color azul oscuro sobre las superficies de metal tratadas. La eliminación de estas capas es muy difícil, y las capas son criticas especialmente en las plantas de producción de alimentos porque pueden contaminar el alimento procesado. Adicionalmente, su perfil organometálico así como de sustancias organosulforadas es crítico, por razones ambientales y de aguas residuales. Adicionalmente, su perfil toxicológico demuestra que no son fácilmente biodegradables.

Por tanto, es el objeto técnico de la presente invención proporcionar una composición limpiadora ácida con un efecto inhibidor de la corrosión sobre las superficies de metal o superficies de aleaciones, que evite el uso de compuestos que tengan un perfil toxicológico critico y que no formen ninguna capa sobre las superficies tratadas.

Adicionalmente, los compuestos usados en la composición deberán ser biodegradables por razones ambientales y de aguas residuales.

Este problema técnico se resuelve mediante una composición ácida para limpiar superficies de metales o aleaciones que comprende:

(i) un éster de ácido fosfórico, difosfórico o poliácido fosfórico,

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(ii) un derivado de benzotriazol de la fórmula general (I)

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en la que cada uno de los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4} y R^{5} es el mismo o diferente, y es átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo alquenilo o un grupo acilo y

(iii) un ácido fosfónico de la fórmula general

(II)R^{6}-PO-(OH)_{2}

en la que el grupo R^{6} es un grupo alquilo, grupo alquenilo, grupo arilo o grupo arilalquilo y

(iv) una fuente de ácido.

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La invención también proporciona una disolución acuosa para uso que comprende una composición ácida en una cantidad del 0,1 al 10% basado en el peso de la composición de uso total.

En otro aspecto la invención proporciona un procedimiento para limpiar superficies de metal que son susceptibles a la corrosión que comprende las etapas de proporcionar la disolución acuosa para uso, aplicar la disolución acuosa para uso sobre la superficie de metal, limpiar la superficie y eliminar la disolución de la superficie aclarando o secando la superficie.

En una realización preferida, la composición ácida es una composición ácida acuosa.

La expresión "éster" tal como se usa en toda esta memoria debe entenderse como siendo un monoéster, un diéster, un triéster o un poliéster o mezclas de estos ésteres en diferentes proporciones.

En una realización preferida, la composición contiene una composición liquida acuosa

(i) del 0,1 al 10%, preferiblemente del 1 al 3% en peso del éster de ácido fosfórico, ácido difosfórico o ácido polifosfórico,

(ii) del 0,01 al 2% en peso, preferiblemente del 0,05 al 0,5% en peso del derivado de benzotriazol según la fórmula (I),

(iii) del 0,01 al 2% en peso, preferiblemente del 0,05 al 0,5% en peso del ácido fosfónico y

(iv) del 10 al 70% en peso, preferiblemente del 30 al 50% en peso de la fuente de ácido.

En una realización preferida, el éster de ácido fosfórico es un monoéster y/o diéster de ácido fosfórico, preferiblemente, el éster es un monoalquiléster y/o dialquiléster de ácido fosfórico y más preferido el éster es un monoalquil C_{4}-C_{15} éster y/o un dialquil C_{4}-C_{15} éster de ácido fosfórico. Preferiblemente el grupo éster en el mono- y dialquiléster de ácido fosfórico es un grupo alquilo C_{6}-C_{13}.

En el derivado de benzotriazol de la fórmula general (I) cada uno de los grupos R^{1}, R^{2}, R^{2}, R^{3}, R^{4} y R^{5} es el mismo o diferente, y en una realización preferida estos grupos son átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{4}. Más preferido, el derivado de benzotriazol es un derivado según la fórmula general (I) en la que R^{1}-R^{6} es átomo de hidrógeno.

El ácido fosfónico de la fórmula general (II) es un ácido en el que preferiblemente el grupo R^{6} es un grupo alquilo C_{5}-C_{12}.

Como componente adicional, en la composición puede estar presente un compuesto de calcio. Si en ésta está presente un compuesto de calcio, preferiblemente se selecciona entre el grupo constituido por cloruro de calcio, bromuro de calcio, acetato de calcio, hidróxido de calcio, óxido de calcio o sus mezclas.

En una realización preferida adicional, la composición puede comprender además un compuesto de magnesio. Si la composición comprende un compuesto de magnesio éste preferiblemente se selecciona entre el grupo constituido por cloruro de magnesio, bromuro de magnesio, acetato de magnesio, sulfato de magnesio, hidróxido de magnesio, óxido de magnesio o sus mezclas.

La fuente de ácido en la composición es preferiblemente ácido orgánico o inorgánico, o sus mezclas. En una realización preferida, el ácido se selecciona entre el grupo constituido por ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido acético o ácido peroxicarboxílico.

Como se ha mencionado anteriormente, se debe evitar el uso de sustancias tóxicamente criticas en la composición según la invención. En una realización preferida, la composición contiene menos de 100 ppm de sustancias organometálicas, preferiblemente no contiene sustancias organometálicas. Adicionalmente, se prefiere que la composición contenga menos de 100 ppm de compuestos de amonio cuaternario, preferiblemente no contiene compuestos de amonio cuaternario. En una realización adicional, la composición contiene menos de 100 ppm de sustancias organosulfuradas, preferiblemente la composición no contiene ninguna sustancia organosulfurada.

El pH de la composición según la invención es preferiblemente inferior a 3, lo más preferiblemente inferior a 2.

Como se puede ver en los ejemplos según la invención y en los ejemplos comparativos de la parte experimental de la memoria, la combinación del éster de ácido fosfórico, el derivado de benzotriazol y el ácido fosfónico muestra menor pérdida de peso de la capa de cinc del acero galvanizado y sin cambios visuales en comparación con los compuestos de la técnicas anterior, aunque el efecto de limpieza es idéntico.

La composición según la invención se puede usar sobre metales diferentes tales como acero galvanizado con cinc, aluminio, latón, acero inoxidable y cobre.

La composición según la invención puede comprender además otros componentes típicamente usados en una composición limpiadora ácida tales como secuestrantes, tensioactivos, desinfectantes, agentes blanqueantes, oxidantes, cargas, solubilizantes, disolventes o sus mezclas, desespumantes, aditivo de Cutler, agentes quelantes, colorantes, fragrancias, modificadores de la reología, ayudas al procedimiento de fabricación, otros inhibidores de la corrosión, agentes conservantes, tampones, trazas, cargas inertes, agentes solidificantes y antimicrobianos.

Los agentes secuestrantes adecuados se pueden ejemplificar mediante el ácido etilendiaminatetraacético, ácido nitrilotriacético, fosfatos en particular polifosfatos tales como trifosfato de pentasodio, ácidos polihidroxicarboxílicos, citratos, en particular citratos de alcalinos, dimercaprol, trietanolamina, compuestos corona o ácidos fosfonoalcanopolicarboxílicos.

Los ácidos fosfonoalcanopolicarboxílicos preferiblemente comprenden un esqueleto de hidrocarburo de cadena lineal que tiene de 3 a 6 átomos de carbono y de 2 a 5 restos de ácido carboxílico. Un ácido fosfonoalcanopolicarboxílico especialmente preferido está representado por el ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico. Dichos compuestos son particularmente ventajosos en combinación con compuestos de calcio o magnesio. El agente secuestrante debería estar contenido en la composición en una cantidad total del 2 al 35% en peso, preferiblemente del 5 al 25% en peso y lo más preferido del 9 al 20% en peso basado en el peso de la composición total para obtener un rendimiento secuestrante suficiente.

También se pueden añadir opcionalmente tensioactivos a la composiciones de la presente invención por diferentes razones entre las que se incluyen un mojado de la superficie mejorado por disminución de la tensión superficial, penetración mejorada en la suciedad o biopelicula, eliminación y suspensión de suciedad orgánica, potenciación de los efectos biocidas, caracterización del perfil de espuma etc. Los tensioactivos útiles en el presente documento incluyen tensioactivos no iónicos, tensioactivos aniónicos y tensioactivos catiónicos, lo más adecuado es que los tensioactivos empleados incluyan tensioactivos aniónicos o no iónicos solubles en agua o dispersables en agua, o sus combina-
ciones.

Los tensioactivos iónicos útiles incluyen, pero no se limitan a, aquellos compuestos que tienen un grupo hidrófobo de C_{6}-C_{22} tales como alquilo, alquilarilo, alquenilo, acilo, hidroxialquilo de cadena larga, derivados alcoxilados de los mismos y así sucesivamente, y al menos un grupo solubilizante en agua en forma ácida o salada derivado del ácido sulfónico, éster de ácido sulfúrico, éster de ácido fosfórico y éster de ácido carboxílico. La sal se puede seleccionar dependiendo de la formulación específica a la que ésta se va a añadir.

De manera más adecuada, los tensioactivos aniónicos útiles en el presente documento incluyen, pero no se limitan a, tensioactivos aniónicos sulfonados tales como alquilsulfonatos o disulfonatos, alquilarilsulfonatos, alquilonaftalenosulfonatos, alquildifenil óxidodisulfonatos, y así sucesivamente.

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Más particularmente, los tensioactivos aniónicos más adecuados para uso en el presente documento incluyen, pero no se limitan a, aquellos tensioactivos aniónicos que son alquil C_{6}-C_{14} bencenosulfonatos lineales o ramificados, alquilnaftalenosulfonatos, alquenosulfonatos de cadena larga, hidroxialcanosulfonatos de cadena larga, alcanosulfonatos y los correspondientes disulfonatos incluyendo 1-octanosulfonato y 1,2-octanodisulfonato, alquilsulfatos, alquilpoli(etilenoxi)éter sulfatos y poli(etilenoxi) sulfatos aromáticos tales como sulfatos o productos de condensación de óxido de etileno y nonilfenol, que tiene de 1 a 6 grupo de oxietileno por molécula, otros tensioactivos sulfonados, y así sucesivamente.

Ejemplos específicos de tensioactivos aniónicos adecuados para uso en el presente documento incluyen alquilsulfonatos tales como 1-octanosulfonato comercialmente disponible de una amplia variedad incluyendo Stepan Co. en Northfield, III. con el nombre comercial de BIO TERGE(R) PAS-8; PILOT(R) L-45, un alquilbencenosulfonato C11.5 (denominado como "LAS") de Pilot Chemical Co.; BIOSOFT(R) S100 y S130, ácidos alquilbencenosulfónicos no neutralizados lineales (denominados como "HLAS"), y S40, también un LAS, todos de Stepan Company; DOWFAX(R) tensioactivos aniónicos de óxido de difenilo alquilado disulfonato (ADPODS) disponible de Dow Chemical Co. incluyendo C-6 (45% y 78%); alquil C2-C18 naftalenosulfonatos tales como los disponibles de Petrochemicals Co. con el nombre comercial de PETRO(R) incluyendo el liquido PETRO(R) LBA; y así sucesivamente.

Los ejemplos de tensioactivos no iónicos útiles en las composiciones de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, los siguientes tipos:

1) polímeros en bloque de polioxipropileno-polioxiletileno incluyendo lo fabricados a partir de la propoxilación y/o etoxilación de un compuesto de hidrógeno iniciador tal como propilenglicol, etilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, etilendiamina, y así sucesivamente tales como los comercializados con el nombre comercial de PLURONIC(R) y TETRONIC(R) disponibles de BASF Corp.;

2) productos de condensación de un mol de alquil o dialquil C_{8} a C_{18} fenol de cadena lineal o ramificada con de aproximadamente 3 a aproximadamente 50 moles de óxido de etileno tales como los comercializados con el nombre comercial de IGEPAL(R) disponible de Rhone-Poulenc y TRITON(R) disponible de Union Carbide.

3) productos de condensación de un mol de alcoholes C_{6} a C_{24} saturados o insaturados, ramificados o lineales con aproximadamente 3 a aproximadamente 50 moles de óxido de etileno tales como los comercializados con el nombre comercial de NEODOL(R) disponible de Shell Chemical Co. y ALFONIC(R) disponible de Condea Vista Co.;

4) productos de condensación de un mol de ácidos carboxílicos C_{8} a C_{18} saturados o insaturados, ramificados o lineales con aproximadamente 6 a aproximadamente 50 moles de óxido de etileno tales como los disponibles con el nombre comercial de NOPALCOL(R) de Henkel Corp. y LIPOPEG(R) de Lipo Chemicals, Inc.; y otros ésteres alcanoicos formados por condensación de ácidos carboxílicos con glicéridos, glicerina y alcoholes polihidricos;

5) tensioactivos producidos por la adición secuencial de óxido de etileno y óxido de propileno a etilenglicol, etilendiamina que da como resultado un compuesto hidrófilo con bloques hidrófobos (es decir, óxido de propileno) en los extremos terminales (los bloques hidrófilo e hidrófobo están invertidos) de cada molécula pesando entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 3.100 y siendo el hidrófilo central aproximadamente de un 10% en peso a aproximadamente 80% en peso de la molécula final tal como los tensioactivos PLURONIC(R) R y TETRONIC(R) R (óxido de etileno y óxido de propileno con etilendiamina) tensioactivos también disponibles de BASF Corp.; y

6) compuestos de (1), (2), (3) y (4) modificados por "coronación" o "bloqueo de extremos" del grupo o grupos terminales por reacción con moléculas hidrofobias pequeñas tales como óxido de propileno, óxido de acetileno, cloruro de sencillo, ácidos grasos de cadena corta, alcoholes o caluroso de alquilo que contienen de 1 a aproximadamente 5 átomos de carbono, convirtiendo los grupos terminales en cloruro con cloruro de tonillo, y así sucesivamente convirtiendo en no iónicos todos los bloques, bloque-herético, herético-bloque o todo herético.

Más adecuadamente, los tensioactivos no iónicos útiles en el presente documento incluyen, pero no se limitan a, óxidos de amina, copo limeros en bloque de óxido de etileno y óxido de propileno condensados secuencial mente con iniciadores que tienen hidrógenos reactivos difuncionales o tetrafuncionales y alcoholes alcoxilados. Los tensioactivos especialmente preferidos para las composiciones de la presente invención son mezclas de alquilsulfonatos y copolimeros en bloque de óxido de etileno y óxido de propileno condensados secuencialmente con un iniciador de etilendiamina.

Se puede emplear adecuadamente en la presente invención una mezcla de tensioactivos para conseguir las características deseables para una aplicación particular. Por ejemplo, algunas realizaciones pueden incluir un tensioactivo para emulsión, un tensioactivo para la eliminación de suciedad, es decir, tensioactivos detersivos, y así sucesivamente. Algunas realizaciones pueden incluir la adición de tensioactivos no iónicos poco espumantes que se han considerado beneficiosos porque no generan espuma no deseada, no interfieren con la actividad antimicrobiana, solubilizan además ácidos grasos por otra parte insolubles o en fase inestable, y proporcionan un mojado de la superficie mejorado con propiedades de penetración en sólidos. Por tanto, puede ser deseable una mezcla de tensioactivos. Esta parte de la composición puede por tanto denominarse como el componente tensioactivo para reflejar adecuadamente el hecho de que se puede usar un tensioactivo único en las composiciones de la presente invención, o se puede usar en la presente invención una mezcla que incluya dos o más tensioactivos. El componente tensioactivo es útil en general entre un 0% en peso y aproximadamente un 50% en peso del concentrado, adecuadamente aproximadamente de un 0,1% en peso aproximadamente un 50% en peso, más adecuadamente aproximadamente de un 0,25% en peso a aproximadamente un 45% en peso, incluso más adecuadamente aproximadamente un 0,5% en peso a aproximadamente un 40% en peso, y lo más adecuado aproximadamente de un 1% en peso a aproximadamente un 30% en peso del concentrado.

Tomando en cuenta la anterior descripción dependiendo del tipo de suciedad y la forma y ubicación de la superficie de metal a limpiar puede ser posible bien usar un limpiador espumante o un limpiador no espumante en el que la no espumación se pude conseguir omitiendo completamente cualquier tipo de tensioactivo o usando tensioactivos de baja espumación.

Con el fin de obtener una disolución homogénea a partir de la composición anterior puede ser útil además añadir uno o más solubilizantes. En particular, facilitan la dispersión de los componentes orgánicos tales como el uno o más tensioactivos en la disolución acuosa. Los solubilizantes adecuados se ejemplifican por sales de sodio, potasio, amonio y sales de alcanolamina de sulfonatos de xileno, tolueno, etilbenzoato, isopropilbenceno, naftaleno o alquilnaftaleno, ésteres fosfato o alquilfenoles alcoxilados, ésteres fosfato de alcoholes alcoxilados y sales de sodio, potasio y amonio de alquilsarcosinatos, así como sus mezclas.

En una realización preferida, el uno o más solubilizantes se contienen en la composición en una cantidad total del 1 al 35% en peso, preferiblemente del 5 al 25% en peso y más preferido del 9 al 20% en peso.

La composición según la presente invención puede contener adicionalmente uno o más compuestos adicionales habitualmente usados en las composiciones limpiadoras como los seleccionados entre el grupo que comprende desinfectantes, sustancias de relleno, disolventes y agentes blanqueantes. Dichos compuestos están preferiblemente contenidos en la composición según la invención en una cantidad total del 0 al 20% en peso, preferiblemente del 2 al 15% en peso, más preferido por debajo del 10% en peso.

Típicamente, los compuestos ejemplificados anteriormente en relación con los oxidantes también funcionan como agentes blanqueantes. Sin embargo, esto no excluye el uso de compuestos como agentes blanqueantes que no se han mencionado anteriormente.

Los rellenos adecuados se ejemplifican por carbonato de sodio, sesquicarbonato de sodio, sulfato de sodio, hidrogenocarbonato de sodio, fosfatos como trifosfato de pentasodio, ácido nitrilotriacético o su sal, respectivamente, ácido cítrico o su sal, respectivamente, mezclas de los anteriores.

Desinfectantes adecuados además de los mencionados anteriormente en relación con oxidantes para uso en la composición según la presente invención representan aldehídos tales como formaldehido, glioxal o glutaraldehido, derivados de fenol y alcoholes o sus mezclas.

En una realización preferida, la composición según la presente invención está presente en la forma de un polvo o un bloque sólido. La producción de dichos polvos limpiadores o bloques sólidos se realiza según los procedimientos mencionados en la técnica anterior. Por ejemplo, se pueden obtener los polvos produciendo una suspensión acuosa de la composición anterior que se pulveriza mediante boquillas pulverizadoras en la parte superior de la torre de secado a alta presión para formar esferas huecas de polvo.

La composición puede estar formada por un bloque sólido fundiendo la fuente de ácido que preferiblemente se ubica en el interior de un cartucho, y añadiendo el resto de componentes de la composición al fundido. Se prefiere añadir el resto de componentes secuencialmente partiendo del tensioactivo aniónico y del tensioactivo no iónico, seguido por el(los) secuestrante(s), el(los) oxidante(s), el(los) solubilizante(s) y posteriormente el resto de componentes, todos los que queden por incluir.

Como se ha mencionado anteriormente, la composición según la presente invención se aplica a la superficie a limpiar en forma de su disolución acuosa. Dicha disolución acuosa se puede formar directamente antes de usarla o se puede formar con anterioridad. En el caso de que la disolución se forme directamente antes de usarla preferiblemente la composición en forma de polvo o bloque sólido como se ha indicado anteriormente se dispensará en la cantidad necesaria y después se disuelve en la cantidad requerida de agua para obtener una disolución de uso con una concentración predeterminada. Sin embargo, en el caso de que la composición se use en la forma de un bloque sólido, es también posible obtener la disolución de uso aclarando el bloque sólido con una cantidad definida de agua para obtener la disolución de uso en una concentración predeterminada.

La disolución de uso ácida según la invención comprende del 0,1 al 10% en peso, preferiblemente del 0,5 al 8% en peso y más preferido del 1 al 5% en peso de la composición ácida basada en la disolución de uso total. El resto, hasta el 100% en peso es agua.

La disolución acuosa para uso según la invención se puede preparar como una disolución acuosa o en forma de una espuma.

El concentrado acuoso adicionalmente puede contener uno o más disolventes seleccionados entre alcoholes monohídricos o polihídricos o éteres de glicol, en particular derivados de etanol, n-propanol o i-propanol, butanol, glicol, propanodiol, butanodiol, glicerol, diglicol, propildiglicol, butildiglicol, etilenglicol monometil éter, etilenglicol monoetil éter, etilenglicol monopropil éter, etilenglicol mono-n-butil éter, dietilenglicol monometil éter, dietilenglicol monoetil éter, propilenglicol monometil éter, propilenglicol monoetil éter o propilenglicol monopropil éter, dipropilenglicol monometil éter, dipropilenglicol monoetil éter, metoxi triglicol, etoxi triglicol, butoxi triglicol, 1-butoxietoxi-2-propanol, 3-metil-3-metoxi butanol, propilenglicol mono-t-butil éter y sus mezclas.

Con el fin de obtener resultados de limpieza optimizados el concentrado para limpieza acuoso según la invención debería presentar una disolución homogénea. Por tanto, se prefiere producir el concentrado según la invención disolviendo los componentes sólidos en agua primero y añadir el resto de componentes posteriormente al anterior. Aunque la secuencia de su adición no está particularmente limitada, es ventajoso añadir en primer lugar la una o más fuente de ácido, seguida por la adición del tensioactivo aniónico, del tensioactivo no iónico, el secuestrante, el oxidante, los solubilizantes y posteriormente los restantes componentes, tantos como queden por incluir. Es también posible no disolver el inhibidor de la corrosión al principio, sino añadirlo al final de la producción del concentrado. En el caso en que el inhibidor de la corrosión sea poco soluble, se puede disolver por ejemplo en ácido en primer lugar y a continuación mezclarse con el resto de ingredientes.

Aunque el empleo del concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso no está limitado a los metales que son sensibles a la corrosión en líquidos ácidos, una ventaja principal de su uso para estas superficies de metal sensibles con el presente concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso es que no se produce corrosión. En particular, el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso según la presente invención son adecuadas en aplicaciones para limpiar las superficies de metales blandos como el aluminio, estaño, cinc, plomo o cadmio, o sus aleaciones u otros metales o aleaciones tales como acero galvanizado, especialmente acero plaqueado con cualquiera de estos metales. Las superficies de metal más preferidas están hechas de aluminio, aleaciones de aluminio o acero plaqueado con cinc. Las principales adiciones para aleaciones en aleaciones de aluminio preferiblemente representan cobre, magnesio, sílice, manganeso y cinc, latón.

En una realización preferida del procedimiento según la presente invención la superficie a limpiar en primer lugar se pone en contacto con el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso según la invención. Opcionalmente la superficie contactada se aclara y/o seca posteriormente. El contacto entre el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso y la superficie de metal se puede obtener mediante procedimientos habituales conocidos en la técnica tal como inmersión de la superficie de metal en el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso o dirigiendo el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso sobre la superficie, por ejemplo, mediante pulverización o vertido.

El tiempo de contacto para obtener resultados de limpieza puede oscilar entre pocos segundos y varias horas. Preferiblemente oscila entre 30 segundos y 2 horas, más preferido entre 1 minuto y 30 minutos. El tiempo de contacto puede alcanzarse proporcionando un contacto durante el tiempo de contacto completo o poniendo en contacto secuencialmente la superficie de metal con el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso durante un periodo más corto especificado en el que el tiempo de contacto se corresponde con el sumatorio de los periodos de tiempo más cortos.

Los resultados de limpieza se pueden mejorar agitando el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso durante el tiempo de contacto completo o durante un periodo especifico del tiempo de contacto completo. En algunos casos podría ser una ayuda aumentar la temperatura del concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso por ejemplo a temperaturas entre 20 y 90ºC, preferiblemente de 40 y 60°C.

El procedimiento de la presente invención puede referirse por ejemplo a la limpieza de una superficie externa hecha de metal de un articulo, a sus superficies internas o a ambas superficies interna y externa. El procedimiento de limpieza para las superficies exteriores supuestamente se diferencia principalmente del procedimiento de limpieza para las superficies interiores en la dificultad para alcanzar la superficie correspondiente. Típicamente, para limpiar superficies externas el artículo permanece como tal y la disolución limpiadora se aplica sobre la superficie a limpiar. Cuando se limpian superficies internas, por ejemplo, de un articulo o máquina, puede ser necesario desmontar la parte correspondiente del articulo o máquina que comprenda la superficie a limpiar, puesto que la solución de limpieza no puede alcanzar de otra manera la superficie a limpiar. Este procedimiento se denomina a veces limpieza fuera de sitio (COP). Dicho procedimiento preferiblemente se lleva a cabo a temperatura ambiente (normalmente temperatura ambiente). Sin embargo, en algunos casos podría también ser apropiado aumentar la temperatura hasta
60°C.

Sin embargo, una ruta adicional para limpiar superficies internas difíciles de alcanzar de un articulo o una máquina representa hacer circular el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso a través del articulo o la máquina, con la condición de que, de esta manera, la superficie a limpiar entre en contacto con el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso. Este procedimiento se denomina a veces limpieza en el sitio (CIP). Dicho procedimiento preferiblemente se lleva a cabo en los intervalos de temperatura anteriormente mencionados. Ambas rutas de limpieza (COP y CIP) son posibles cuando se usa el concentrado para limpieza acuoso o las disoluciones de uso según la presente invención.

El procedimiento de limpieza según la presente invención se puede realizar manual o automáticamente. En el caso de que la limpieza se realice automáticamente el procedimiento puede ser total o parcialmente automático.

El procedimiento según la presente invención se puede aplicar con objetivos de limpieza tanto institucional como doméstica.

Ejemplos de superficies que se pueden limpiar con el procedimiento según la presente invención están representados por marcos de ventanas, fachadas, máquinas tales como máquinas de limpieza (automática) que contienen las superficies de metal especificadas como lavavajillas, limpiadora-secadora para pavimento, tanto limpiadoras-secadoras para pavimento para usuario peatón como limpiadora-secadora para pavimento para usuario conductor, máquinas de envasado, máquinas de producción o máquinas de procesado de todos los tipos de campos industriales como máquinas de procesado para alimentos y bebidas, máquinas usadas en la producción y envasado de compuestos para cuidados de belleza, o de compuestos farmacéuticos o de mercancía de consumo, instrumentos e instalaciones del campo sanitario, depósitos, sistemas de tuberías, torres de refrigeración, sistemas de refrigeración, máquinas de rellenado, superficies de metal que se pueden encontrar en el hogar tales como cacerolas, sartenes (de fritura), accesorios de decoración, mobiliario o partes de los mismos, marcos y todos los tipos de superficies correspondientes en vehículos como coches, camiones, embarcaciones, botes, bicicletas o motocicletas.

La invención se elucidará adicionalmente mediante los siguientes ejemplos sin limitación de la misma. Todas las indicaciones de cantidad se refieren a% en peso salvo que se indique otra cosa.

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Ejemplos

En la siguiente tabla 1 se muestran diferentes composiciones de la composición ácida para limpiar superficies de metales o aleaciones de metal. Se trata de los ejemplos 1 a 5. Adicionalmente, se describen tres ejemplos comparativos en los que falta uno de los componentes según la reivindicación 1. En el ejemplo comparativo 6 no hay ácido octanofosfónico, en el ejemplo comparativo 7, no hay éster de ácido fosfórico y en el ejemplo comparativo 8 no hay benzotriazol.

Adicionalmente, la tabla 1 contiene un ejemplo de un producto de la técnica anterior que se usa como composición ácida para limpiar superficies de metales o aleaciones de metal que son susceptibles a la corrosión. Se trata del ejemplo comparativo 9.

Todas las cantidades dadas en la tabla 1 son en % en peso.

Las composiciones se han preparado mezclando los ingredientes en las cantidades especificadas con agua y agitando la mezcla hasta obtención de una disolución homogénea.

Los ejemplos 1, 3, 4 y 5 son ejemplos según la invención que comprenden adicionalmente un compuesto de calcio. En el ejemplo 3, 4 y 5 éste es hidróxido de calcio y en el ejemplo 1 éste es acetato de calcio. Sin embargo, como se demostrará más tarde, un compuesto de calcio es solamente un componente opcional de las composiciones según la invención. El ejemplo 2 no contiene ningún compuesto de calcio.

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Compatibilidad del material con acero galvanizado con cinc

Se ensayó la compatibilidad del material de las composiciones según la invención y de las composiciones comparativas con acero galvanizado con cinc. Como especímenes de ensayos se usaron places de ensayo normalizadas en un tamaño de 5 cm x 10 cm. Ambos lados de las placas se revistieron con el revestimiento de cinc galvanizado.

Las placas de ensayo se limpiaron usando un cepillo con un detergente base con tensioactivo neutro y después se lavaron con agua. Tras secado se trataron con acetona y a continuación los recortes de ensayo se dejaron secar durante la noche. Los bordes del corte se recubrieron con una pintura resistente a productos químicos para eliminar los efectos electroquímicos entre el acero y el cinc durante el ensayo de corrosión. Tras lo anterior, se dejó secar de nuevo los recortes a 50°C. Tras lo anterior, los recortes preparados se dejaron en un matraz de 600 ml. que se había llenado con 500 ml. de disolución de ensayo de manera que quedaron completamente sumergidos. Como disolución de ensayo se usaron las composiciones según la tabla 1 a una concentración de uso del 5% en peso.

El ensayo se llevó a cabo a temperatura ambiente a 20°C. Tras cada inmersión, los recortes se aclararon con agua corriente usando un cepillo para retirar el material suelto. La pintura se eliminó mediante un rascador de plástico. Tras secar con una toallita de papel, tuvo lugar una limpieza de los recortes con acetona. Después de esto, los recortes de ensayo se dejaron secar al aire durante la noche.

Se calculo la pérdida de peso de los recortes como la diferencia entre el peso antes del tratamiento y el peso tras el tratamiento. La pérdida de peso se calculó como pérdida de peso en g/m^{2} x h. Los recortes se colocaron en la composición durante 24 horas.

La cantidad de pérdida de peso se clasificó en tres categorías: pérdida de peso baja que es < 1,00 g/m^{2} x h, pérdida de peso incrementada que es > 1,00 hasta 1,50 g/m^{2} x h y pérdida de peso elevada que es > 1,5 g/m^{2} x h.

Además, se evaluó la apariencia de los recortes de ensayo mediante una evaluación visual. Se comprobó si existía algún cambio de color o cambios superficiales en los recortes de ensayo. Las disoluciones de ensayo que cambian la apariencia de la superficie o el color significativamente no son adecuadas. Se escogieron las siguientes numeraciones para la evaluación del ensayo:

1.: cambios no visuales, baja pérdida de peso < 1,00 g/m^{2} x h = adecuado (s)

2.: ligeros cambios visuales, baja pérdida de peso < 1,00 g/m^{2} x h = adecuado (s)/limitadamente adecuado (ls)

3.: no hay cambios visuales, pérdida de peso entre 1,00 y 1,50 g/m^{2} x h = limitadamente adecuado (ls)

4.: cambios visuales significativos (cambio de color por oxidación, etc.) y elevada pérdida de peso >1,5 g/m^{2} x h = no adecuado (ns)

5.: superficie destellante, baja pérdida de peso < 1,00 g/m^{2} x h = adecuado (s)

6.: describe cambios de color significativos.

En la tabla 2 siguiente se relacionan los resultados del ensayo de compatibilidad material con acero galvanizado con cinc.

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Se puede observar que los compuestos según los ejemplos comparativos 7 a 9 muestran una elevada pérdida de peso y cambios visuales significativos en los recortes de ensayo. En contraste con lo anterior, los ejemplos 1 a 5 según la invención muestran sólo ligeros cambios visuales y una baja pérdida de peso. Por tanto, los ensayos de compatibilidad material en acero galvanizado con cinc muestran que las composiciones según la invención no muestran fuerte corrosión o fuertes cambios visuales en la superficie metálica limpia.

Además, si se compara el estado de la técnica del ejemplo 9 con los ejemplos 1 a 5, se puede observar que aunque la pérdida de peso de la composición del ejemplo comparativo 9 es similar a la de los ejemplos 2 a 5, se observó un cambio visual en la superficie limpia a un color pardusco. Se evitó este cambio visual usando los compuestos según los ejemplos 1 a 5.

Compatibilidad material de la composición con otros metales

En el siguiente experimento se ensayó la compatibilidad material de las composiciones del Ejemplo 2 de la tabla 1 con otros metales. La tabla 3 muestra los resultados durante un periodo de tratamiento de 1 hora, la tabla 4 muestra los resultados durante un periodo de tratamiento de 24 horas. Se calculó la diferencia de peso como g/m^{2} x h. Se usó la composición a una temperatura de 20ºC en una concentración de uso entre 2 y 5% en peso. Los experimentos se llevaron a cabo con agua blanda que tenia una dureza del agua de 0º d que contenía 0 mg de CaO/l y con agua dura de 16º d que contenía 160 mg de CaO/l. Se llevaron a cabo los experimentos de la misma manera que en la tabla 2 excepto en que se usaron recortes de ensayo normalizados de diferentes metales y aleaciones. En los ensayos descritos en la tabla 3 y la 4 se usó un acero inoxidable, un acero dulce que contenía metal de cromo, un acero galvanizado, un acero galvanizado por inmersión en caliente así como aluminio, cobre y latón. Se muestran los resultados en la tabla 3 y la tabla 4 siguientes.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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De la tabla 3 y la 4 se puede observar que la composición según el ejemplo 2 de la invención tiene una elevada compatibilidad material también con otros metales o aleaciones y es adecuada para la limpieza de las superficies de estos metales o aleaciones.

Los resultados de los experimentos demuestran que las composiciones según los ejemplos 1 y 5 tienen una excelente inhibición de la corrosión en el acero galvanizado con cinc y también en otros metales y aleaciones. Se consiguieron resultados de inhibición de la corrosión idénticos o incluso mejores en comparación con la composición normalizada actual (ejemplo comparativo 9). Además, se pueden usar también los ejemplos 1 a 5 como una espuma y es posible preparar espumas a partir de estas composiciones sin ninguna dificultad.

Además, es importante enfatizar que las composiciones según la invención tienen un perfil toxicológico mucho mejor en comparación con los productos actuales. Las composiciones según la invención no contienen un compuesto de amonio cuaternario. Los compuestos de amonio cuaternario tienen la desventaja de que las superficies que se limpian con las composiciones que contienen este compuesto muestran un cambio visual a un color pardusco. Una desventaja adicional de este compuesto es que las capas que se forman en las superficies limpias son difíciles de eliminar. Estas capas son muy criticas en las plantas productoras de alimentos debido a las normas debido a las normas de higiene y/o a la contaminación del genero alimentario que se procesa en la planta.

Además, las composiciones según la invención no contienen ninguna sustancia que esté clasificada como potencial compuesto carcinogénico del tipo de las sustancias orgánicas que contienen azufre o las sustancias orgánicas metálicas.

Claims

1. Composición ácida para limpiar superficies de metal o aleaciones que son susceptibles a la corrosión que comprende

i) un éster de ácido fosfórico, ácido difosfórico o ácido polifosfórico,

ii) un derivado de benzotriazol de fórmula general (I)

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en la que cada uno de los grupos R^{1}, R^{2}, R^{1}, R^{2} y R^{5} es el mismo o diferente y es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo alquenilo, o un grupo acilo, y

iii) un ácido fosfónico de la fórmula general R^{6}-PO-(OH)_{2} (II) en el que el grupo R^{6} es un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo arilo, o un grupo arilalquilo.

iv) una fuente de ácido.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que la composición líquida acuosa comprende, basándose en la composición total

i) 0,1 - 10% en peso del éster de ácido fosfórico, ácido difosfórico o ácido polifosfórico,

ii) 0,01 - 2% en peso del derivado de benzotriazol

iii) 0,01 - 2% en peso del ácido fosfónico

iv) 10 - 70% en peso de la fuente de ácido.

3. Composición según la reivindicación 1 ó 2, en la que el éster es un monoéster y/o un diéster de ácido fosfórico.

4. Composición según las reivindicaciones 1 a 3, en la que el éster es un monoalquil éster y/o un dialquil éster de ácido fosfórico.

5. Composición según las reivindicaciones 1 a 4, en la que el éster es un monoalquil C_{4}-C_{15} éster y/o un dialquil C_{4}-C_{15} éster de ácido fosfórico.

6. Composición según las reivindicaciones 1 a 5, en la que cada uno de los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4} y R^{5} en la fórmula (I) es el mismo o diferente y es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{4}.

7. Composición según las reivindicaciones 1 a 6, en la que R^{6} de la fórmula general (II) es un grupo alquilo C_{5}-C_{12}.

8. Composición según las reivindicaciones 1 a 7, en la que un compuesto de calcio está adicionalmente presente en la composición.

9. composición según las reivindicaciones 1 a 8, en la que un compuesto de magnesio está adicionalmente presente en la composición.

10. Composición según las reivindicaciones 1 a 9, en la que la composición tiene un pH menor de 3.

11. Disolución acuosa para uso que comprende la composición ácida según las reivindicaciones 1 a 10 en una cantidad de 0,1 a 10% en peso, preferiblemente entre 0,5 y 8% en peso y lo más preferido entre 1 y 5% en peso en función del de la disolución de uso total.

12. Disolución acuosa para uso según la reivindicación 11, en el que la disolución acuosa para uso se prepara en forma de una espuma.

13. Procedimiento para limpiar superficies de metal que son susceptibles a la corrosión que comprende las etapas de proporcionar la disolución acuosa para uso según las reivindicaciones 11 ó 12, aplicando la disolución acuosa para uso sobre la superficie metálica, limpiando la superficie y eliminando la disolución de la superficie enjuagando o secando la superficie.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la superficie metálica es una superficie seleccionada entre el grupo constituido por acero galvanizado con Zn, aluminio, latón, acero inoxidable, cobre.

15. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 13 ó 14, en el que las superficies metálicas son superficies externas o superficies internas.