JP2009531483A - 潤滑剤組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、コンベアシステム用(特に食品産業において)として特に好ましく、搬送チェーンの潤滑、洗浄及び消毒に好適な潤滑剤組成物に関する。より詳細には、本発明はコンベアシステム用の潤滑剤組成物であって、a)一種以上のリン酸エステルと、b)一種以上のエーテルカルボキシレートと、e)水と、c)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪酸、及び/又はd)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪族アルコールとを含有し、成分(a)と成分(b)の重量比が9:1〜1:3の範囲である、潤滑剤組成物に関する。該潤滑剤組成物は、ガラス瓶及び/又はプラスチックボトル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトルやポリカーボネート(PC)ボトル)や缶、ガラス容器、ドラム缶、段ボール容器等のためのコンベアシステムに使用することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンベアシステム用(特に食品産業において)として特に好ましく、搬送チェーンの潤滑、洗浄及び消毒に好適な潤滑剤組成物に関する。より詳細には、本発明は、該組成物の潤滑剤としての使用、特に、ガラス瓶及び/又はプラスチックボトル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトルやポリカーボネート(PC)ボトル)や缶、ガラス容器、ドラム缶、段ボール容器等のためのコンベアシステムにおける使用に関する。
通常、飲料製造業者のボトル工場や樽工場、また、食品包装においては、連結式プレートコンベアベルトや他の搬送システムが用いられている。前記システムは常に潤滑してボトルや容器の機械強度(mechanical strength)を低下させるようにし、また、常に洗浄して汚れを除去したり微生物による汚染を回避するようにしているが、このような処理は、噴霧システムを備えたコンベアベルトや他の搬送システム用自動潤滑システムを用い、適切な水性潤滑剤を優先的に適用することによって行っている。
通常、こうした目的には、石鹸系潤滑剤(最小炭素数が8の脂肪酸又は脂肪酸混合物の無機又は有機アルカリ塩を主成分とする)が用いられている。
しかし、石鹸系潤滑剤の場合、次のような幾つかの問題が生じる。
錯形成により水の硬度を低下させるためには、潤滑剤は相当量のエチレンジアミノ四酢酸やニトリロ三酢酸を含有しなければならない。このことにより、潤滑システムのノズルを詰まらせ得るカルシウム塩の形成が防止される。
水の硬度が高い程、より大量の錯化剤を潤滑剤組成物に用いなければならない。これにより、最終生成物の石鹸分を減らす必要にせまられる。しかし、そのために組成物の潤滑作用が低下する。
石鹸系潤滑剤組成物を用いると、比較的多量の泡を生ずるが、これは既に生成した泡状の石鹸を除去するのが非常に難しいためである。潤滑剤によって生成した過剰な泡はコンベアベルトを潤滑する際に消え、搬送品に浸透する可能性がある。一方、コンベアベルト上での泡の生成によってこれらの受け部の自動制御が妨害される。
錯化剤を全く用いないか、ごく少量の錯化剤を用いて、製品内でのカルシウム石鹸の泡の生成を軟水を用いて防止すると、これらの製品を使用するコストが上昇する。
エチレンジアミノ四酢酸(EDTA)は標準的な生分解性試験において簡単には生分解しない(易生分解性や本質的生分解性のASTM又はOECD基準)。
このような問題点のために、石鹸系潤滑剤に代って、脂肪族アミン及び/又はジアミンを主成分とする潤滑剤やリン酸エステルを主成分とする潤滑剤の利用が次第に増えている。
更に、アルキルエーテルカルボン酸やカルボン酸塩もコンベアシステム用潤滑剤組成物においてそれぞれ単独で、又は他の化学物質と組合わせて用いられている。
例えば、特許文献1には、コンベアベルト潤滑剤として用いるためのソープフリー潤滑剤であって、
a)一般式:R−[O−(CH2mn−COOM(式中、Rは飽和又は不飽和アルキル基、m=2〜3、n=3〜7、MはH、アルカリ金属又はアルカノールアミンカチオン)で表わされる非イオン性カルボキシレート化合物と、
b)一般式:RCON(CH3)CH2COOM(式中、RはC11〜C19アルキル又はアルケニル基、MはH、アルカリ金属又はアルカノールアミンカチオン)で表わされるアシルサルコシネートと、
c)水、及び必要に応じて、HLB値が10〜12を示し洗浄性を改善する従来の非イオン性界面活性剤とから成る潤滑剤が主に記載されている。
特許文献2には、N−アルキルジアミンと、その有機酸との塩と、必要に応じて、有機酸及び式:R−(OC24xO(CH2yCOOH(式中、RはC10〜C20アルキル基(好ましくはC16〜C18)、x=1〜20(好ましくは5〜15)、y=0〜5(好ましくは1))で表わされるエーテルカルボキシレートとを含有するボトルコンベアベルト用潤滑剤組成物が記載されている。
特許文献3には、i)一種以上のアミンと、ii)一種以上のエーテルカルボキシレートと、iii)一種以上のポリエチレングリコールと、iv)通常の添加物及び補助剤(最大99重量%)とから成る、アミンを主成分とする、食品産業におけるコンベアベルト設備用潤滑剤濃縮物が記載されている。
ここに記載のエーテルカルボキシレートは、一般式:R−(O(CH2mnOCH2COO-+(式中、Rは直鎖又は分岐状の飽和C1〜C22アルキル基、炭素数が2〜22で直鎖又は分岐状の一価不飽和又は多価不飽和アルケニル又はアルキニル基、及び一価又は多価のC1〜C22アルキル又はC2〜C22アルケニル又はアルキニル置換アリール基から成る群から選択され、mは2又は3であり、nは1〜30の範囲の正の数であり、Mは水素又はアルカリ金属である)で表わされる化合物である。
特許文献4には、光学的に透明で、実質的にソープフリーで、pH値が6〜8の範囲である水性潤滑剤組成物であって、水と、
(a)炭素数が10〜18のアルキル部分と、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、及び炭素数が1〜約14のアルカノールアミン部分を有するアルカノールアンモニウムイオンから成る群から選択されるカチオンとを有するアルキルベンゼンスルホネート分子(組成物全体に対し0.02〜15重量%)と、
(b)一般式:R1−O(−CH2−CH(R2)−O)n−PO3X(式中、R1は炭素数が約12〜約18の一価の脂肪族炭化水素基から成る群から選択され、R2はH又はCH3であり、Xは水素又はアルカリ金属であり、nは約8〜約12の範囲の整数である)に対応する部分エステル化ホスホン酸又はリン酸塩分子(組成物全体に対し0.02〜15重量%)と、
(c)炭素数が約6〜約22で、タイター(titer)が20℃以下の脂肪族カルボン酸から成る群から選択される分子(組成物全体に対し0.01〜10重量%)とを含有し、必要に応じて(d)従来の可溶化剤、溶媒、発泡防止剤、消毒剤又はこれらの混合物を含有し、成分(a)と成分(b)との重量比が約3:1〜約1:3であり、成分(c)と成分(a)及び(b)の合計との重量比が約1:20〜約1:4である潤滑剤組成物が記載されている。
特許文献5には、コンベア及び搬送システム用チェーン潤滑剤であって、水と、次のa)〜d):
a)式:R1(OC24m(OC36nO−(CH2pCHR2C(O)OR3
(式中、R1は直鎖又は分岐状の飽和C1〜C22アルキル基、炭素数2〜22で直鎖又は分岐状の一価不飽和又は多価不飽和アルケニル又はアルキニル基、又はC1〜C22アルキル又はアルケニル又はアルキニル基で一箇所以上置換されていてもよい(optionally substituted one or more times)アリール基であり、mは0〜30の範囲の数であり、nは0〜30の範囲の数であり、pは1〜4の範囲の数であり、R2は水酸基又は水素であり、R3は水素、メチル基又はアルカリ金属である)で表わされるモノアルキル〜ポリアルキレングリコールエーテルカルボン酸、
b)一般式:R4−C66−SO3M(II)
(式中、R4は直鎖又は分岐状の飽和C1〜C22アルキル基、又は炭素数2〜22で直鎖又は分岐状の一価不飽和又は多価不飽和アルケニル又はアルキニル基であり、Mは水素又はアルカリ金属である)で表わされるアルキルベンゼンスルホン酸又はその塩の内の一種、
c)一般式:(R5−(OC24q−(OC36r−O)s−PO26
(式中、R5は直鎖又は分岐状の飽和C1〜C22アルキル基、炭素数2〜22で直鎖又は分岐状の一価不飽和又は多価不飽和アルケニル又はアルキニル基、又はC1〜C22アルキル又はアルケニル又はアルキニル基で一箇所以上置換されていてもよいアリール基であり、qは0〜30の範囲の数であり、rは0〜30の範囲の数であり、sは1又は2であり、sが1の場合、R6は水酸基であり、sが2の場合、R6は存在しない)で表わされるモノアルキル〜ポリアルキレングリコールリン酸モノ又はジエステル、及び
d)これらの混合物
から成る群から選択される界面活性剤と、消毒剤と、更に補助剤と添加物質とを含有し、前記消毒剤は二酸化塩素を含有する潤滑剤が記載されている。
特許文献6には、式:R−(OCH2CH2n−O−CH2COOX(式中、Rは炭素数12〜22のアルキル、アルケニル又はアルキニル基、nは0.3〜15の数、Xは水素、アルカリ金属、アンモニウムカチオン又はヒドロキシアルキルアンモニウムカチオン)で表わされるエーテルカルボキシレートの潤滑剤としての使用が記載されている。
特許文献6によると、記載のエーテルカルボキシレートは具体的にはコンベアシステムに用いることができる。
特許文献7には、金属加工業用潤滑剤、研磨剤、冷却剤として用いる液体である機能性流体(特に油圧油(HFやHFA))のための腐食防止剤が記載されている。特許文献7の表1〜3には、腐食防止剤として用いることができる水と混合可能な濃縮物が記載されている。特許文献7の実施例3及び比較例Cには、脂肪族アルコールポリグリコールエーテル(3.6wt.%)、オレイルエーテル(oleic ether)(5EO)カルボン酸(1.8wt.%)、トール油脂肪酸(0.8wt.%)及び2−エチルヘキシルリン酸(2.0wt.%)を含有する水と混合可能な濃縮物が記載されている。これらの組成物は潤滑特性を示し得るが、開示されている脂肪族アルコールポリグリコールエーテルには、本発明で請求の1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよいC6〜C22脂肪族アルコールは示されていない。
特許文献8には、一種以上のカルボキシル化界面活性剤と一種以上の非カルボキシル化界面活性剤を石鹸潤滑剤と組合わせて含有する水性潤滑剤組成物が記載されている。特許文献8の表2には、9モルの酸化エチレンでエトキシ化されたノニルフェノール(5.0wt.%)、オレイルエーテル(5EO)カルボン酸ナトリウム(5.0wt.%)及びトール油脂肪酸(20.0wt.%)を含有する潤滑剤組成物が記載されている。特許文献8には本発明に係るリン酸エステルが開示されていない。更に、特許文献8のエトキシ化ノニルフェノールに関する開示からは、本発明で請求する1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよいC6〜C22脂肪族アルコールは予期されない。最後に、特許文献8に記載の組成物の潤滑特性はガラス瓶とPETボトルのいずれにも適していない。
脂肪族アミン及び/又はジアミンは環境への懸念がある化学物質である。環境や人の健康を守るため、化学物質に対して試験を行い、その潜在的な危険性に従って分類している。ドイツ連邦環境庁(Umweltbundesamt)の水に対する有害性分類は重要な基準である。水に対する有害性分類(WGK)は次の3クラスである。
1:水に対する有害性が低い。
2:水に対する有害性がある。
3:水に対する有害性が高い。
コンベアシステムにおいて一般に用いられるジアミンの一種であるオレイルジアミン(N−オレイル−1,3−ジアミノプロパン)は、水に対する有害性が高い化学物質(WGK3)として分類されている。
一方、リン酸エステルは高濃度組成物から希釈する際に安定性の問題を示し(2相形成)、水の硬度に敏感である。また、リン酸エステル単独では、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート(PC)等のプラスチックボトル用コンベアシステムにおいて十分な潤滑性を示さない。
欧州特許出願公開第0044458号明細書 独国特許出願公開第4244536号明細書 独国特許出願公開第19642598号明細書 米国特許出願公開第5062979号明細書 独国特許出願公開第19846991号明細書 スペイン特許出願公開第2206052号明細書 欧州特許出願公開第1652909号明細書 米国特許出願公開第4895668号明細書
これまでの先行技術から結論付けられるように、当業界では今もなお、脂肪族アミン及び/又はジアミンを含有せず、安定性の問題なく高濃度組成物から希釈して得ることができ、水の硬度に対する問題を示さず、様々な材料(ガラス、PET、缶等)に適用可能でより多用途である、コンベアシステム用潤滑剤組成物の分野において改良が求められている。
本発明は、次の要素、
a)式(I):
Figure 2009531483
(式中、R1は直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基、又はR3(OCH2CH2m基を示し、R2は水素、直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基、又はR3(OCH2CH2m基を示し、R3は水素、又は直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基を示し、mは1〜15の数を示し、Zは水素又は適切なカチオンを示す)で表わされる一種以上のリン酸エステルと、
b)式(II):
R−O−(CH2CH2O)n−CH2COOM (II)
(式中、Rは直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基を示し、nは0.5〜20の数を示し、Mは水素、又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルカノールアンモニウム及びグルコアンモニウム(glucammonium)から成る群から選択される適切なカチオンを示す)で表わされる一種以上のエーテルカルボキシレートと、
e)水と、
c)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪酸、及び/又は
d)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪族アルコールとを含有し、
成分(a)と成分(b)の重量比が9:1〜1:3の範囲であり、好ましくは5:1〜1:3の範囲であり、より好ましくは2:1〜1:2の範囲である潤滑剤組成物を提供することによって、先行技術に伴う問題に対する有効な解決法を提供するものである。
本発明の内容には、高濃度水性潤滑剤組成物とその潤滑剤組成物を希釈して得られる希釈水性潤滑剤組成物の両方が含まれる。
また、本発明は、本発明に係る水性潤滑剤希釈組成物をコンベアシステムに連続して又は間隔を置いて適用することから成る、コンベアシステムを潤滑するための方法も提供する。
また、本発明は、コンベアシステムを潤滑するための潤滑剤組成物の使用も提供する。
<リン酸エステル>
本発明に係るリン酸エステルは、水性媒体中でC6〜C22脂肪族アルコールを五酸化リン(P25)と反応させることによって調製することができる。
6〜C22脂肪族アルコールは天然油脂由来及び合成由来のものが好ましい。好ましい油脂としては、パーム油やココナッツ油、ヒマワリ油、菜種油、ヒマシ油、オリーブ油、大豆油、獣脂や骨油等の動物性脂肪、魚油、これらの硬化油や半硬化油、これらの混合物が挙げられる。天然に由来することによって、五酸化リン(P25)と反応するC6〜C22脂肪族アルコールには、多種多様のアルキル及び/又はアルケニル基(直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和アルキル及び/又はアルケニル基)が含まれ得る。
特に好ましいのは、ココナッツ油、パーム油及びオリーブ油に由来するC6〜C22脂肪族アルコールである。このうち、リン酸エステルと反応させるC6〜C22脂肪族アルコールはオリーブ油に由来するのが特に好ましい。
6〜C22脂肪族アルコールを五酸化リン(P25)と反応させて得られるリン酸エステルはリン酸モノエステル(モノアルキルエステル)とリン酸ジエステル(ジアルキルエステル)の混合物であり、得られる生成物や反応は当業者には周知である(オレニック(O'Lenick)ら、Soap Cosmetics and Chemical Specialities、1986年7月、26頁)。
本発明においては、リン酸モノエステルとリン酸ジエステルの重量比は50:50〜95:5が好ましく、55:45〜90:10がより好ましい。
本発明においては、式(I)で表されるリン酸エステル中、Zは水素又は適切なカチオンを示し、前記カチオンは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルカノールアンモニウム及びグルコアンモニウム(glucammonium)から成る群から選択されるのが好ましい。Zは水素又はアルカリ金属(好ましくはリチウム、ナトリウム又はカリウム)を示すのが更に好ましい。
また、本発明において、好ましくは、リン酸エステルのアルキル及び/又はアルケニル基におけるC16〜C18の割合は70%より高く、80%より高いことが好ましく、85%より高いことが更に好ましい。
6〜C22脂肪族アルコールはエトキシ化されていてもよく、平均エトキシ化度は1〜10(好ましくは2〜8)である。
市販のリン酸エステルの例としては、FOSFODET(商標) 20M(ラウリルアルコールのリン酸エステルのカリウム塩、モノエステル/ジエステル比=80:20)やFOSFODET(商標) 20D(ラウリルアルコール)のリン酸エステルのカリウム塩、モノエステル/ジエステル比=50:50)、FOSFODET(商標) 8050(水素添加獣脂のリン酸エステル、モノエステル/ジエステル比=60:40)、FOSFODET(商標) FJZ903(エトキシ化(3EO)オレイルアルコールのリン酸エステル、モノエステル/ジエステル比=55:45)が挙げられるが、これらは全て欧州花王化学により上市されている。
<エーテルカルボキシレート>
式(II)で表されるエーテルカルボキシレートは当該技術分野では周知の生成物である。マイヤー(Meijer)及びスミッド(Smid)が記載したように(Polyether Carboxylates;Anionic Surfactants;Surfactant Sciencie Series、Vol.56(p.313〜361)、ヘルムート(Helmut)W.シュタッヒェ(Stache)編、ISBN:0−8247−9394−3)、通常、脂肪族アルコールのアルコキシル化及びそれに続くカルボキシメチル化によって得られる。
プロセスは2段階に分けられる。第1段階では、当業者に知られた標準的な条件下でアルコールのアルコキシル化を行う。例えば、脂肪族アルコールに酸化エチレンを付加してポリオキシエチレン基を得るが、大抵の場合、アルカリ触媒(例えば、NaOHやKOH、NaOCH3)を用い、広いポリオキシエチレンオキシド分布(広いエトキシ化度)を得る。特別な用途の場合には、ルイス酸によって又は金属NaやNaHを用いてエトキシ化を触媒して狭い範囲の分布(狭いエトキシ化度)を得ることができる。
しかし、市販のエトキシ化アルコールから開始することもできる。
第2段階では、還元剤(即ち、水素化ホウ素ナトリウム)の存在下、エトキシ化アルコールを強塩基(例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム)と反応させて対応するアルコキシレートを得、これをモノクロロ酢酸ナトリウム(SMCA)でカルボキシメチル化する。
式(II)で表されるエーテルカルボキシレートはC6〜C22脂肪族アルコールに由来するが、この脂肪族アルコールは天然油脂由来及び合成由来のものが好ましい。好ましい油脂としては、パーム油やココナッツ油、ヒマワリ油、菜種油、ヒマシ油、オリーブ油、大豆油、獣脂や骨油等の動物性脂肪、魚油、それらの硬化油や半硬化油、それらの混合物が挙げられる。天然に由来することによって、アルコキシル化に続いてカルボキシメチル化されるC6〜C22脂肪族アルコールには、多種多様のアルキル及び/又はアルケニル基(直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和アルキル及び/又はアルケニル基)が含まれ得る。
特に好ましいのは、ココナッツ油、パーム油及びオリーブ油に由来するC6〜C22脂肪族アルコールである。アルコキシル化に続いてカルボキシメチル化されるC6〜C22脂肪族アルコールはオリーブ油に由来するのが特に好ましい。
本発明においては、式(II)で表されるエーテルカルボキシレート中、nの値は1〜10の範囲(好ましくは1〜7の範囲)であり、Mは水素、ナトリウム又はカリウムであるのが好ましい。
更に、式(II)で表されるエーテルカルボキシレート中のC6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基においては、C16〜C18の割合が80%より高いことが好ましく、80%より高いことがより好ましく、85%より高いことが更に好ましい。
式(II)で表されるエーテルカルボキシレートの市販品の例としては、AKYPO(登録商標) RO10VG(オレイルエーテルカルボン酸、平均エトキシ化度:1)やAKYPO(登録商標) RO20VG(オレイルエーテルカルボン酸、平均エトキシ化度:2)、AKYPO(登録商標) RO50VG(オレイルエーテルカルボン酸、平均エトキシ化度:5)、AKYPO(登録商標) RO90VG(オレイルエーテルカルボン酸、平均エトキシ化度:9)が挙げられるが、これらは全て欧州花王化学により上市されている。
<脂肪酸>
本発明においては、C6〜C22脂肪酸は天然由来及び/又は合成由来のものから選択することができる。即ち、合成脂肪酸に加えて天然脂肪酸を用いることもできる。天然の酸は通常純粋なものとしては存在しないため、本発明の目的には、様々な天然源から得ることのできる混合物として用いるのが好ましい。従って、脂肪酸は、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、9−ヘキサデセン酸、9,12−オクタデカジエン酸、9,12,15−オクタデカトリエン酸、5,8,11,14−エイコサテトラエン酸、4,8,12,15,19−ドコサペンタエン酸、マッコウクジラ油酸、ココナッツ油酸、オレイン酸、トール油酸、ヒマワリ油酸、アマニ油酸及び/又は菜種油酸から選択するのが好ましい。
6〜C22脂肪酸は、1〜20モルの酸化エチレン(好ましくは1〜10モルの酸化エチレン)でエトキシ化されていてもよい。
好ましくは、本発明に係る脂肪酸におけるC16〜C18の割合は70%より高く、80%より高いことが好ましく、85%より高いことが更に好ましい。
<脂肪族アルコール>
脂肪族アルコールとは天然油脂に由来する脂肪族アルコールである。脂肪族アルコールはその両親媒性により非イオン性界面活性剤として作用する。脂肪族アルコールは、化粧品や食品産業において乳化剤や軟化剤(emollients)、増粘剤としての用途が見出されている。
脂肪族アルコールは各種ワックスの共通成分であり、多くの場合、脂肪酸とのエステルとして存在するが、アルコール自体で存在することもある。
6〜C22脂肪族アルコールの例としては、カプリルアルコール(1−オクタノール)やペラルゴニルアルコール(1−ノナノール)、カプリンアルコール(1−デカノール)、ラウリルアルコール(1−ドデカノール)、ミリスチルアルコール(1−テトラデカノール)、セチルアルコール(1−ヘキサデカノール)、パルミトレイルアルコール(シス−9−ヘキサデカン−1−オール)、ステアリルアルコール(1−オクタデカノール)、イソステアリルアルコール(16−メチルヘプタデカン−1−オール)、エライジルアルコール(9E−オクタデセン−1−オール)、オレイルアルコール(シス−9−オクタデセン−1−オール)、リノレイルアルコール(9Z,12Z−オクタデカジエン−1−オール)、エライドリノレイルアルコール(9E,12E−オクタデカジエン−1−オール)、リノレニルアルコール(9Z,12Z,15Z−オクタデカトリエン−1−オール)、エライドリノレニルアルコール(9E,12E,15−E−オクタデカトリエン−1−オール)、リシノレイルアルコール(12−ヒドロキシ−9−オクタデセン−1−オール)、アラキジルアルコール(1−エイコサノール)、ベヘニルアルコール(1−ドコサノール)、エルシルアルコール(シス−13−ドコセン−1−オール)が挙げられる。
6〜C22脂肪族アルコールは、1〜20モルの酸化エチレン(好ましくは1〜10モルの酸化エチレン)でエトキシ化されていてもよい。
好ましくは、本発明に係る脂肪族アルコールにおけるC16〜C18の割合は70%より高く、80%より高いことが好ましく、85%より高いことが更に好ましい。
<潤滑剤組成物>
本発明に係る潤滑剤組成物は、次の要素、
a)式(I):
Figure 2009531483
(式中、R1は直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基、又はR3(OCH2CH2m基を示し、R2は水素、直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基、又はR3(OCH2CH2m基を示し、R3は直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基を示し、mは1〜15の数を示し、Zは水素又は適切なカチオンを示す)で表わされる一種以上のリン酸エステルと、
b)式(II):
R−O−(CH2CH2O)n−CH2COOM (II)
(式中、Rは直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基を示し、nは0.5〜20の数を示し、Mは水素、又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルカノールアンモニウム及びグルコアンモニウムから成る群から選択される適切なカチオンを示す)で表わされる一種以上のエーテルカルボキシレートと、
c)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪酸と、
d)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪族アルコールと、
e)水とを含有し、
成分(a)と成分(b)の重量比が9:1〜1:3の範囲であり、好ましくは5:1〜1:3の範囲であり、より好ましくは2:1〜1:2の範囲であるのが好ましい。
また、本発明の内容には、次の成分(単位は重量パーセント)、
a)式(I)で表されるリン酸エステル(10〜85%)と、
b)式(II)で表されるエーテルカルボキシレート(5〜60%)と、
c)脂肪酸(0.1〜30%)と、
d)脂肪族アルコール(0.1〜30%)と、
e)水(100%まで添加)とを含有する高濃度水性潤滑剤組成物も含まれる。
本発明においては、高濃度水性潤滑剤組成物における式(II)で表されるエーテルカルボキシレートは、
I)平均エトキシ化度が2〜8のC6〜C10アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートと、
II)平均エトキシ化度が1〜10(好ましくは1〜7)のC12〜C18アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートとの混合物であるのが好ましい。
本発明に係る高濃度水性潤滑剤組成物は、次の成分(単位は重量パーセント)、
a)式(I)で表されるリン酸エステル(15〜55%)と、
1)平均エトキシ化度が2〜8のC6〜C10アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレート(5〜20%)と、
2)平均エトキシ化度が1〜10のC12〜C18アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレート(10〜45%)と、
c)脂肪酸(1〜20%)と、
d)脂肪族アルコール(1〜20%)と、
e)水(100%まで添加)とを含有するのが更に好ましい。
好ましくは、本発明に係る高濃度水性潤滑剤組成物においては、C12〜C18アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートとC6〜C10アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートとの重量比は8:1〜1:5の範囲であり、好ましくは5:1〜1:2の範囲である。
本発明に係る高濃度水性潤滑剤組成物の有効成分量は好ましくは少なくとも30重量%であり、より好ましくは少なくとも50重量%であり、更に好ましくは少なくとも65重量%である。該組成物の有効成分は実質的には成分(a)、(b)、(c)及び(d)によってもたらされる。
本発明においては、前述の高濃度水性潤滑剤組成物を2〜10,000体積倍(好ましくは5〜1,000倍)希釈して希釈水性潤滑剤組成物を得ることができる。前記希釈は、一段階で直接行ってもよく、中間の部分希釈組成物(即ち、高濃度組成物から始めて、2〜100倍希釈し、最後に、所望の最終濃度まで再度希釈する)を経てもよい。このような手順は通常、高希釈組成物の搬送や貯蔵を回避するために用いる。
水性潤滑剤組成物は通常、コンベアシステムに適用される有効濃度が0.01重量%〜2重量%の範囲になるように非常に希薄な状態で適用される。希釈潤滑剤組成物に存在する全有効成分(実質的には成分(a)、(b)、(c)及び(d)によってもたらされる)は0.01〜1重量%の範囲であり、好ましくは0.02〜0.5重量%である。コンベアシステムに直接適用する希釈潤滑剤組成物を得るための高濃度潤滑剤組成物の希釈は硬水、半硬水又は軟水を用いて行うことができる。
また、本発明に係る水性潤滑剤組成物は、高濃度水性潤滑剤組成物又は希釈水性潤滑剤組成物として、イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、発泡防止剤、発泡調整剤、発泡安定剤、錯化剤、キレート剤、可溶化剤、乳化剤、殺生物剤、殺菌剤、消毒剤、防かび剤、酸化防止剤、腐食防止剤、pH調整剤等の添加剤を含有することもできる。
このようなコンベアシステム用水性潤滑剤組成物のpHは、好ましくは6.0〜8.5であり、より好ましくは6.5〜8.0である。
本発明の高濃度水性潤滑剤組成物の粘度は50〜20,000mPa(20℃)の範囲であり、より好ましくは100〜10,000mPa(20℃)である。
本発明の高濃度水性潤滑剤組成物を部分希釈して部分希釈組成物(即ち、8〜10重量%の範囲)を得る場合、前記部分希釈組成物の粘度は100〜6,000mPa(20℃)の範囲であり、好ましくは1,000mPa(20℃)未満である。
本発明の希釈水性潤滑剤組成物の粘度は20℃で水の粘度と同等かそれに近いものである。
本発明の組成物は、水と混合可能な可溶化剤又は水溶性の可溶化剤を含有してもよい。好ましくは、次の可溶化剤、即ち、尿素やエタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール及び/又はブチルジグリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、低分子量及び高分子量ポリエチレングリコール[HO−(CH2−CH2−O)n−H](例えば、PEG−150やPEG−300、PEG−500、PEG−2000、PEG−3500、PEG−8000)、平均分子量が150〜5000の範囲のメトキシポリエチレングリコール[CH3O−(CH2−CH2−O)n−H](例えば、MPEG−350やMPEG−500、MPEG−750、MPEG−1000、MPEG−2000、MPEG−3000、MPEG−5000)、植物油、炭素数6〜22のカルボン酸由来のアルコキシル化グリセリドとアルコキシル化グリセリンとの混合物(例えば、市販品LEVENOL(登録商標)(欧州花王化学にて販売))、アルコキシル化(好ましくはエトキシ化)グリセロール等を用い、これらの可溶化剤の一種又は数種の量を化合物a)、b)、c)及びd)の合計量100重量部に対して10〜40重量%とする。このような可溶化剤は、水性潤滑剤組成物の潤滑作用を低下させない限りにおいて、本発明の構成において適切である。
コンベアシステム用水性潤滑剤組成物に含有し得る消毒剤としては、例えば、スペイン保健省出版の「Guia de Plaguicidas utilizados en Higiene Alimentaria y Salud Publica」(ISBN:84−7607−499−2)に記載のものが挙げられる。本発明においては、貯蔵タンク内やコンベアシステム上に細菌の危険性がある場合に消毒剤を用いるのが好ましい。このような消毒剤又はその混合物は、化合物a)、b)、c)及びd)の合計量100重量部に対して5〜50重量部用いることができる。本発明に係る好ましい消毒剤は二酸化塩素(ClO2)である。
また、本発明の内容には、本発明に係る希釈水性潤滑剤組成物をコンベアシステムに連続して又は間隔を置いて適用することから成る、コンベアシステムを潤滑するためのプロセスも含まれる。
本発明に係るプロセスによって潤滑し得るコンベアシステムとしては、ガラス瓶やプラスチックボトル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトルやポリカーボネート(PC)ボトル)、缶、ガラス容器、ドラム缶、段ボール容器等のシステムを挙げることができる。該システムがガラス瓶やポリエチレンテレフタレート(PET)ボトル、缶に適していることが好ましい。
また、本発明の内容には、コンベアシステムを潤滑するための本発明に係る希釈水性潤滑剤組成物の使用も含まれる。前記コンベアシステムとしては、ガラス瓶やプラスチックボトル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトルやポリカーボネート(PC)ボトル)、缶、ガラス容器、ドラム缶、段ボール容器等のシステムを挙げることができる。該システムはガラス瓶やポリエチレンテレフタレート(PET)ボトル、各種缶に適したものであることが好ましい。
以下の実施例は、当業者に対して本発明を十分明確に且つ完全に説明するためのものであり、本明細書の前の部分で述べた本発明の本質的なアスペクトを何ら限定するものではない。
〔実施例1〕
水性潤滑剤組成物
次の各水性潤滑剤組成物を調製した。各数値は重量%を示す。
Figure 2009531483
Figure 2009531483
〔実施例2〕
ガラス瓶用コンベアシステムにおける潤滑
ステンレス製のボトルコンベアベルトについて摩擦抵抗試験を次の条件下で行った。
・7本のAle型ビール瓶(0.5L)に水を充填し、摩擦抵抗を動力計を用いて引張力として測定。これらの瓶はビール用プラスチック枠内に配置されている。この枠は、ベルト上でのボトルの回転は許容するが、ボトルの転倒を防止するものである。
・ボトルの速度:約0.5m/s。
・ボトルコンベアベルトに対して、0.03重量%の潤滑剤溶液を連続噴霧。
・ノズルの噴霧量:約3.5L/時間。
動摩擦係数(μ)は、特定のボトルで測定された張力とこのボトルの重量(グラムで表示)の係数として定義される。張力の値が一定となった時点の値を動摩擦係数とする。
泡の形成は視覚的に監視する。本発明に係る組成物は、泡を全く形成しないか、形成しても僅かである。
本発明に係る各潤滑剤組成物(実施例1の表1)及び比較例(実施例1の表2)の希釈は、エンマリッヒ・アム・ライン(Emmerich am Rhein)(ドイツ国)の水道水を用いて行った。具体的には、規則UNE−EN12829による水の硬度は17°dH(ドイツ硬度)であった。
表3は、実施例1の表1及び表2に記載の各潤滑剤組成物で得られた摩擦係数を示す。
Figure 2009531483
〔実施例3〕
PETボトル用コンベアシステムにおける潤滑
ステンレス製のボトルコンベアベルトについて摩擦抵抗試験を次の条件下で行った。
・6本のPETボトル(”weisse Brunnen−Einheitsflaschen型 0.5L”(Rostiprimpac))に水を充填し、動力計を用いて引張力として抵抗を測定。これらのボトルはPETボトル用鋼製枠内に配置されている。この枠は、ベルト上でのボトルの回転は許容するが、ボトルの転倒を防止するものである。
・ボトルの速度:約0.5m/s。
・ボトルコンベアベルトに対して、0.03重量%の潤滑剤溶液を連続噴霧。
・ノズルの噴霧量:約3.5L/時間。
動摩擦係数(μ)は、特定のボトルで測定された張力とこのボトルの重量(グラムで表示)の係数として定義される。張力の値が一定となった時点の値を動摩擦係数とする。
泡の形成は視覚的に監視する。本発明に係る組成物は、泡を全く形成しないか、形成しても僅かである。
本発明に係る各潤滑剤組成物(実施例1の表1)及び比較例(実施例1の表2)の希釈は、エンマリッヒ・アム・ライン(Emmerich am Rhein)(ドイツ国)の水道水を用いて行った。具体的には、規則UNE−EN12829による水の硬度は17°dH(ドイツ硬度)であった。
表4は、実施例1の表1及び表2に記載の各潤滑剤組成物で得られた摩擦係数を示す。
Figure 2009531483
各実験結果から、本発明に係る潤滑剤組成物は、ガラス瓶及びPETボトルの両者に対して、比較例に比べてコンベアシステムの摩擦を低減できる(より低い摩擦係数)ことが分かる。
従って、より汎用性のあるコンベアシステム用潤滑剤組成物を得ることができる。
組成物1及び組成物2は、特にガラス瓶に有利である。
更に、エーテルカルボン酸が、
I)平均エトキシ化度8のC8エーテルカルボン酸、
II)平均エトキシ化度2のオレイルエーテルカルボン酸、及び
III)平均エトキシ化度5のオレイルエーテルカルボン酸
の混合物である組成物4及び組成物5は、特にガラス瓶及びPETボトルの両方に有利である。
〔実施例4〕
コンベアシステム用潤滑剤組成物の粘性
実施例1の表1に記載のコンベアシステム用水性潤滑剤組成物の幾つかを少し希釈し、中間体である部分希釈組成物(活材料8重量%)を得た。20℃におけるこれらの粘度をブルックフィールド粘度計LVT(Brookfield Engineering Laboratories社(米国マサチューセッツ州ストートン(Stoughton))を用いてDIN1341に従って測定した(1000mPa.sまでの粘度に対してはスピンドル2(30rpm)、1000〜7000mPa.sの粘度に対してはスピンドル3(12rpm)、7000mPa.sを超える粘度に対してはスピンドル4(12rpm))。
本発明に係る各潤滑剤組成物(実施例1の表1)及び比較例(実施例1の表2)の希釈は、エンマリッヒ・アム・ライン(Emmerich am Rhein)(ドイツ国)の水道水を用いて行った。具体的には、規則UNE−EN12829による水の硬度は17°dH(ドイツ硬度)であった。
Figure 2009531483
組成物は全て、視覚的には濁っておらず、堆積物、沈澱物、油層の形成は見られなかった。
実験結果から、本発明に係るコンベアシステム用水性潤滑剤組成物は、室温において圧送可能であり、均質であると結論付けることができる。更に、エーテルカルボン酸が、
I)平均エトキシ化度8のC8エーテルカルボン酸、
II)平均エトキシ化度2のオレイルエーテルカルボン酸、及び
III)平均エトキシ化度5のオレイルエーテルカルボン酸
の混合物である組成物は、粘性の観点から特に有利である(より良い圧送性)ことに注目すべきである。
〔実施例5〕
他の本発明潤滑剤組成物
Figure 2009531483
Figure 2009531483
Figure 2009531483
Figure 2009531483
〔実施例6〕
US−A−4895668に記載の潤滑剤組成物
US4895668に記載の潤滑剤組成物(組成物C5)と、これと同様ではあるがリン酸エステル及び脂肪アルコールを含有する潤滑剤組成物(実施例33)とを調製した。これらの組成を表10に示す。値は重量%を示す(活材料としての成分)。
Figure 2009531483
ガラス瓶及びPETボトルに対する上記組成物の動摩擦係数(μ)を、実施例2及び実施例3に記載の方法に従って測定した。結果を表11に示す。
Figure 2009531483
これらの結果から、本発明の組成物は、ガラス瓶及びPETボトルに対する潤滑に関して、US4895668の潤滑剤組成物よりも優れていることが分かる。

Claims (18)

  1. 次の必須要素、
    a)式(I):
    Figure 2009531483
    (式中、R1は直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基、又はR3(OCH2CH2m基を示し、R2は水素、直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基、又はR3(OCH2CH2m基を示し、R3は水素、又は直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基を示し、mは1〜15の数を示し、Zは水素又は適切なカチオンを示す)で表わされる一種以上のリン酸エステルと、
    b)式(II):
    R−O−(CH2CH2O)n−CH2COOM (II)
    (式中、Rは直鎖又は分岐状の飽和又は不飽和C6〜C22アルキル及び/又はアルケニル基を示し、nは0.5〜20の数を示し、Mは水素、又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルカノールアンモニウム及びグルコアンモニウムから成る群から選択される適切なカチオンを示す)で表わされる一種以上のエーテルカルボキシレートと、
    e)水と、
    c)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪酸、及び/又は
    d)1〜20モルの酸化エチレンでエトキシ化されていてもよい一種以上のC6〜C22脂肪族アルコールとを含有し、成分(a)と成分(b)の重量比が9:1〜1:3の範囲である、潤滑剤組成物。
  2. 成分(a)と成分(b)の重量比は5:1〜1:3の範囲である、請求項1に記載の水性潤滑剤組成物。
  3. 式(I)で表わされる前記リン酸エステルはモノエステルとジエステルとの混合物を含む、請求項1又は2に記載の水性潤滑剤組成物。
  4. リン酸モノエステルとリン酸ジエステルの重量比は50:50〜95:5である、請求項3に記載の水性潤滑剤組成物。
  5. リン酸エステルのアルキル及び/又はアルケニル基におけるC16〜C18の割合は70%より高い、請求項1〜3に記載の水性潤滑剤組成物。
  6. 式(I)で表わされる前記リン酸エステルは平均エトキシ化度2〜8でエトキシ化されている、先の請求項のいずれかに記載の水性潤滑剤組成物。
  7. 式(II)で表されるエーテルカルボキシレートは、nの値が1〜10の範囲であり、Mは水素、ナトリウム又はカリウムである、先の請求項のいずれかに記載の水性潤滑剤組成物。
  8. 脂肪酸におけるC16〜C18の割合は70%より高い、先の請求項のいずれかに記載の水性潤滑剤組成物。
  9. 脂肪族アルコールにおけるC16〜C18の割合は70%より高い、先の請求項のいずれかに記載の水性潤滑剤組成物。
  10. 先の請求項のいずれかに記載の水性潤滑剤組成物において、重量パーセントで表した場合、
    a)式(I)で表されるリン酸エステル(10〜85%)と、
    b)式(II)で表されるエーテルカルボキシレート(5〜60%)と、
    c)脂肪酸(0.1〜30%)と、
    d)脂肪族アルコール(0.1〜30%)と、
    e)水(100%まで添加)とを含有する水性潤滑剤組成物。
  11. 先の請求項のいずれかに記載の水性潤滑剤組成物において、式(II)で表されるエーテルカルボキシレートは、
    I)平均エトキシ化度が2〜8のC6〜C10アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートと、
    II)平均エトキシ化度が1〜10のC12〜C18アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートとの混合物である、水性潤滑剤組成物。
  12. 請求項11に記載の水性潤滑剤組成物において、重量パーセントで表した場合、
    a)式(I)で表されるリン酸エステル(15〜55%)と、
    1)平均エトキシ化度が2〜8のC6〜C10アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレート(5〜20%)と、
    2)平均エトキシ化度が1〜10のC12〜C18アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレート(10〜45%)と、
    c)脂肪酸(1〜20%)と、
    d)脂肪族アルコール(1〜20%)と、
    e)水(100%まで添加)とを含有する、水性潤滑剤組成物。
  13. 12〜C18アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートとC6〜C10アルキル及び/又はアルケニルエーテルカルボキシレートとの重量比は8:1〜1:5の範囲である、請求項11又は12に記載の水性潤滑剤濃縮組成物。
  14. 請求項10〜13に記載の水性潤滑剤組成物を2〜10,000体積倍、好ましくは5〜1,000体積倍希釈することにより得られる水性潤滑剤組成物。
  15. 先の請求項のいずれか一項に記載の水性潤滑剤希釈組成物をコンベアシステムに連続して又は間隔を置いて適用することから成る、コンベアシステム潤滑方法。
  16. ガラス瓶、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトル又はポリカーボネート(PC)ボトル等のプラスチックボトル、缶、ガラス容器、ドラム缶、段ボール容器等のための、請求項15に記載のコンベアシステム潤滑方法。
  17. 先の請求項のいずれかに一項に記載の水性潤滑剤希釈組成物の、コンベアシステム潤滑のための使用。
  18. コンベアシステムはガラス瓶、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトル又はポリカーボネート(PC)ボトル等のプラスチックボトル、缶、ガラス容器、ドラム缶、段ボール容器等のための、請求項17に記載の使用。
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