JP2009531483A - 潤滑剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
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)。
a)一般式:R−[O−(CH2)m]n−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。
ここに記載のエーテルカルボキシレートは、一般式:R−(O(CH2)m)nOCH2COO-M+(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。
(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。
a)式:R1(OC2H4)m(OC3H6)nO−(CH2)pCHR2C(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−C6H6−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−(OC2H4)q−(OC3H6)r−O)s−PO2R6H
(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。
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。
a)式(I):
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。
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。
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(P2O5)と反応させることによって調製することができる。
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。
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。
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。
本発明に係る潤滑剤組成物は、次の要素、
a)式(I):
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。
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。
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。
a)式(I)で表されるリン酸エステル(15〜55%)と、
b1)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、
b2)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。
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。
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。
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。
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。
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))。
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。
他の本発明潤滑剤組成物
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)。
Claims (18)
- 次の必須要素、
a)式(I):
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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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、
b1)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、
b2)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。 - 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の範囲である、請求項11又は12に記載の水性潤滑剤濃縮組成物。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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