EMULSIONES DE LECITINA COMO LUBRICANTES DE SISTEMAS TRANSPORTADORES
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una composición lubricante y con su uso para lubricar sistemas transportadores, preferentemente para lubricar sistemas transportadores para envasado, y especialmente para envasado de alimentos. En el envasado de alimentos y bebidas, y particularmente en cuartos de embotellado y envasado en barriles de plantas de bebidas, los recipientes en cuestión son transportados típicamente usando cintas transportadoras de placas u otros sistemas transportadores, los cuales son lubricados y se mantienen limpios usando preparaciones de lubricantes adecuadas, preferentemente a través de lubricadores automáticos de cintas que incluyen sistemas de aspersión. La lubricación es necesaria con el fin de . reducir la fricción entre los sistemas transportadores y los componentes móviles o estacionarios del sistema, y también para evitar que los receptáculos transportados puedan caerse y dañarse en el caso de un rápido cambio en la velocidad. Una película lubricante sobre la superficie de los sistemas transportadores tiene el efecto, por ejemplo, de reducir la fricción entre los receptáculos y las superficies de los sistemas Ref . : 199867
transportadores, de tal manera que si, por ejemplo, la cinta transportadora se detiene rápidamente, la fricción estática del recipiente transportado se reduce y por lo tanto puede reducirse el daño de una caída. Sin embargo, los requerimientos de desempeño impuestos en los lubricantes se multiplican. Se requiere principalmente que los lubricantes logren una reducción en la fricción, y esta reducción en fricción también debe observarse para diferentes materiales. Teniendo en mente que los receptáculos transportados sobre sistemas transportadores de este tipo están compuestos no solo de vidrio y metal sino también de cartoncillo o cartón, y que al mismo tiempo también es necesario asegurar la reducción en fricción entre sí de componentes metálicos, y también por el hecho de que la superficie de los sistemas transportadores se compone, por ejemplo, de placas de plástico o metal o de caucho, es evidente que no todos los lubricantes conocidos son capaces de cumplir con estas tareas. Un factor adicional es que, en la práctica, los lubricantes pueden formar espuma, la cual no es deseable. A pesar de que en principio este problema puede resolverse mediante la adición de desespumantes y/o surfactantes de baja formación de espuma, los desespumantes y los surfactantes con frecuencia carecen de la alta briodegradabilidad deseada. El uso acompañado por aminas, especialmente aminas grasas, también es indeseable por motivos
ambientales. Por lo tanto, para el desarrollo de un lubricante adecuado, no es posible usar todos los compuestos que en principio son conocidos. La técnica anterior ya ha descrito una variedad de soluciones propuestas. Por ejemplo, EP 0 359145 Al propone el uso de composiciones acuosas de lubricantes libres de jabón que proporcionan soluciones claras en agua y que tienen un pH en el intervalo de 6 a 8 y las cuales, además, comprenden sulfonatos de alquilbenceno y fosfatos de alcanol alcoxilados, y también ácidos alcanocarboxilicos . WO 2005/014764 describe concentrados de lubricantes que necesariamente comprenden por lo menos un monoéster orgánico o diéster en combinación con por lo menos un surfactante aniónico, estos concentrados tienen que diluirse mezclando con agua para dar los lubricantes deseados. En la práctica, sin embargo, el problema que continúa presentándose es que, por ejemplo, los lubricantes se adhieren muy fuertemente a las superficies y por lo tanto puede ocurrir esa excesiva adhesión o pegado de los receptáculos transportados. Por otro lado, es similarmente indeseable la remoción excesivamente fácil de los lubricantes de las cintas transportadoras, a altas velocidades con fuerzas centrípetas resultantes, por ejemplo, con el objeto de evitar que los lubricantes se dispersen en torno del sistema transportador.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención fue mejorar las desventajas, mencionadas anteriormente, de los lubricantes de técnicas anteriores. Ahora se ha encontrado que ciertos emulsionantes en emulsiones acuosas son adecuados para lograr el objeto establecido. La presente especificación en primer lugar proporciona el uso de dispersiones que comprenden una fase lipófila y una fase- acuosa, y también un dispersante o emulsionante, la dispersión necesariamente comprende como dispersante/ emulsionante por lo menos un fosfolipido, y el uso de tales dispersiones como lubricantes, preferentemente como lubricantes de sistemas transportadores. Las composiciones usadas de conformidad con la invención adoptan la forma de dispersiones. Una dispersión es en principio un sistema (sistema disperso) compuesto de dos o más fases de las cuales una es continua (medio de dispersión) y por lo menos otra está finamente dividida (fase dispersada, dispersoide) . Ejemplos de dispersiones incluyen las siguientes: emulsiones (medio de dispersión y fase dispersada: fases liquidas insolubles entre si) , aerosoles [medio de dispersión gaseoso, fase dispersada liquida (neblina) o fase dispersada sólida (humo, polvos)], y suspensiones (medio de dispersión liquido, fase dispersada sólida) . Para el uso inventivo se ha probado que es particularmente ventajoso que las composiciones adopten la forma de emulsiones, ya sean del
tipo de aceite en agua (0/W, por sus siglas en inglés) o del tipo de agua en aceite (W/0) . Se da preferencia especial a emulsiones del tipo 0/W, en otras palabras en donde la fase lipófila está dispersada y rodeada por una fase acuosa continua . Las dispersiones (preferentemente emulsiones) de la presente enseñanza técnica contienen preferentemente entre 70% y 90% en peso de agua. En la práctica, sin embargo, tales composiciones están diluidas con agua para formar lubricantes adecuados, los cuales típicamente también incluyen entre 15% y 0.001% en peso, preferentemente entre 10% y 0.01% en peso de constituyentes no acuosos. Como un constituyente esencial las dispersiones de la invención comprenden por lo menos un emulsionante/dispersante fosfolípido. Los fosfolípidos son lípidos complejos en los cuales uno de los grupos hidroxilo primarios del glicerol son esterificados con ácido fosfórico, el cual a su vez es esterificado . Los otros dos grupos hidroxilo del glicerol son esterificados con ácidos grasos saturados o insaturados de cadena larga. Los fosfolípidos son diésteres o monoésteres de ácido fosfórico que por sus propiedades de solubilidad similares a la grasa, debido a los componentes lipófilos e hidrófilos, se clasifican con los lípidos y que como los lípidos membranosos, dentro del cuerpo,
están involucrados en la construcción de estructuras en capas, es decir las membranas. Los ácidos fosfatidicos son derivados del glicerol los cuales son esterificados con ácidos grasos en las posiciones 1-sn y 2 (posición 1-sn: usualmente saturada, posición 2: usualmente mono o poliinsaturada ) pero en el átomo 3-sn son e sterificado s con ácido fosfórico, y se caracterizan por la siguiente fórmula estructural:
0 II
H2C-O-P-OH OH
En los ácidos fosfatidicos que se encuentran en el tejido humano o animal el radical fosfato es usualmente esterificado con alcoholes amino tales como colina (lecitina = 3- sn-fos fatidil colina ) ó 2-aminoet anol ( etanolamina ) o L-serina (cefalina = 3-sn-fosfatidilet anolamina o sn-fosfatidil-L-serina ) , con mio-inositol para formar fosfoinosituros [ 1- ( 3-sn-fo s fatidil ) - D-mi o-ino s it ol e s ] , los cuales se encuentran frecuentemente en tejidos, o con glicerol para fo mar · fosfatidilgliceroles. Las lecitinas, cuyo uso en las dispersiones de la
invención es particularmente preferido se caracterizan por la fórmula estructural general: 0
en donde Rl y R2 son típicamente radicales alifáticos no ramificados con 15 ó 17 átomos de carbono y hasta 4 dobles ligaduras cis. Las cardiolipinas (1, 3-bisfosfatidilgliceroles ) son fosfolípidos compuestos de dos ácidos fosfatídicos vía glicerol. Los lisofosfolipidos se obtienen cuando un radical acilo es eliminado de los fosfolípidos por fosfolipasa A (por ejemplo, lisolecitinas) . Los lisofosfolipidos se caracterizan por la fórmula estructural general:
0
H2C-0-P-0H OH
Las lisolecitinas, por ejemplo, se caracterizan por la
fórmula estructural gene
O
en donde Rl y R2 son típicamente radicales alifáticos no ramificados que tienen 15 ó 17 átomos de carbono y hasta 4 dobles ligaduras cis. Los fosfolipidos también incluyen plasmalógenos , en los cuales en lugar de un ácido graso en la posición 1 se une un aldehido (en forma de un enol éter) ; los compuestos 0-1-sn-alquenilo que corresponden a las fosfatidilcolinas, por ejemplo, se denominan fosfatidalcolinas . La estructura original de los fosfoesfingolipidos es esfingosina o de otra manera fitosfingosina, las cuales se distinguen por las siguientes fórmulas generales:
(esfingosina) (fitoesfingosina)
Las modificaciones de los esfingolipidos se distinguen por ejemplo por la estructura original general.:
en la cual Rl y R3 independientemente uno del otro son radicales alquilo ramificados o no ramificados, saturados o insaturados de 1 a 28 átomos de carbono y R2 se selecciona del siguiente grupo: átomo de hidrógeno, radicales alquilo ramificados o no ramificados, saturados o insaturados de 1 a 28 átomos de carbono, radicales de azúcares, grupos fosfato no esterificados o esterificados con radicales orgánicos, grupos sulfato no esterificados o esterificados con radicales orgánicos; y Y es ya sea un átomo de hidrógeno, un grupo hidroxilo u otro radical heterofuncional . Esfingofosfolipidos :
Rl y R3 son radicales alquilo, R4 es un radical organilo. Las esfingomielinas son esfingolipidos organilfosforilados del
tipo:
Para propósitos de la presente invención, el término fosfolipidos también abarca fosfoesfingolipidos y esfingofosfolipidos . Una modalidad preferida de la invención utiliza fosfolipidos de origen vegetal. Estos fosfolipidos pueden obtenerse, por ejemplo, de soya o de otras células de semillas de plantas. Es ventajoso usar lecitinas las cuales se obtienen como subproductos en la refinación de aceites vegetales (particularmente de aceite de soya) . Las lecitinas de soya se componen de fosfatidilcolina (40-50%) , fosfatidiletanolamina (aproximadamente 10%) , fosfatijdilinositol (aproximadamente 5%) , fosfatidilserina (aproximadamente 1-2%) y también esteróles y grasa. Los fosfolipidos para uso ventajosamente y preferentemente se seleccionan de fosfolipidos que han sido desaceitados y/o fraccionados y/o secados por aspersión y/o acetilados y/o hidrolizados y/o hidrogenados. Los fosfolipidos cuyo uso es ventajoso también se seleccionan de fosfolipidos los cuales están enriquecidos con fosfatidilcolina y/o
enriquecidos con fosfatidilinositol . Los fosfolipidos cuyo uso es ventajoso de conformidad con la invención son particularmente aquellos comercialmente disponibles bajo los nombres comerciales de Leciprime 1800 IP (de Cargill) , Phosal 50 SA+ (de Phospholipid) , Soluthin MD (de Phospholipid) o Lipoid SL 80-3 (de Lipoid) . La cantidad de los fosfolipidos (uno o más compuestos) en las emulsiones es preferentemente de 0.01% a 10%, más preferentemente de 0.1% de 8%, en particular 0.5% de 5%, en particular 2% a 4%, en peso, con base en el peso total de la emulsión . Las dispersiones de la invención comprenden una fase lipófila. La fase lipófila puede comprender componentes de aceite y/o grasas y también cualesquiera mezclas deseadas de los mismos. Dependiendo de la elección de la fase lipófila, las dispersiones de la invención toman la forma de suspensiones y/o emulsiones. Los "aceites" (usado en forma sinónima: componente de aceite) son compuestos orgánicos insolubles en agua los cuales son líquidos a 30 °C y tienen una presión de vapor relativamente baja. La característica común de los aceites no es su coincidencia de constitución química sino más bien su consistencia física similar. Las fases lipófilas particularmente preferidas son aquellas que son líquidas a temperatura ambiente (21 °C) . Las composiciones de la presente enseñanza son preferentemente
emulsiones que son preparadas por medio de materiales iniciales líquidos. Las suspensiones son por lo tanto menos adecuadas. La persona experimentada seleccionará por lo tanto fases aceitosas con base en sus puntos de fusión. Los ejemplos de componentes de aceite adecuados incluyen las clases de compuestos especificados a continuación, siempre y cuando sean líquidos a 30 °C y preferentemente a 21 °C. Los ejemplos son alcoholes de Guerbet basados en alcoholes grasos que tienen de 6 a 18, preferentemente de 8 a 10 átomos de carbono (por ejemplo Eutanol® G) , ésteres de ácidos grasos C6-C22 lineales con alcoholes grasos C6-C22 lineales o ramificados, o ésteres de ácidos ' carboxílicos C6-C13 ramificados con alcoholes grasos C6-C22 lineales o ramificados, tales como, por ejemplo, miristato de miristilo, palmitato de miristilo, estearato de miristilo, isoestearato de miristilo, oleato de miristilo, behenato de miristilo, erucato de miristilo, miristato de cetilo, palmitato de cetilo, estearato de cetilo, isoestear,ato de cetilo, oleato de cetilo, behenato de cetilo, erucato de cetilo, miristato de estearílo, palmitato de estearilo, estearato de estearilo, isoestearato de estearilo, oleato de estearilo, behenato de estearilo, erucato de estearilo, miristato de isoestearilo, palmitato de isoestearilo, estearato de isoestearilo, isoestearato de isoestearilo, oleato de isoestearilo, behenato de isoestearilo, miristato de oleilo, palmitato de oleilo,
estearato de oleilo, isoestearato de oleilo, oleato de oleilo, behenato de oleilo, erucato de' oleilo, miristato de behenilo, palmitato de behenilo, estearato de behenilo, isoestearato de behenilo, oleato de behenilo, behenato de behenilo, erucato de behenilo, miristato de erucilo, palmitato de erucilo, estearato de erucilo, isoestearato de erucilo, oleato de erucilo, behenato de erucilo y erucato de erucilo. También son adecuados ésteres de ácidos grasos C6-C22 lineales con alcoholes ramificados, especialmente 2-etilhexanol, ésteres de ácidos alquilhidroxicarboxílicos C3-C38 con alcoholes grasos C6-C22 lineales o ramificados, y especialmente malato de dioctilo, ésteres de ácidos grasos lineales y/o ramificados con alcoholes polihídricos (tales como propilén glicol, dímero diol o trímero triol, por ejemplo) y/o alcoholes de Guerbet, triglicéridos basados en ácidos grasos C5-Ci0, mezclas de mono/di/triglicéridos líquidos basados en ácidos grasos C6-Ci8, ésteres de alcoholes grasos Ce-C22 y/o alcoholes de Guerbet con ácidos carboxílicos aromáticos, especialmente ácido benzoico, ésteres de ácidos dicarboxílicos C2-C12 con alcoholes lineales o ramificados que tienen de l a 22 átomos de carbono o polioles que tienen de 2 a 10 átomos de carbono y de 2 a 6 grupos hidroxilo, aceites vegetales, alcoholes primarios ramificados, ciclohexanos sustituidos tales como 1,3-dialquilciclohexanos, carbonatos de alcoholes grasos C6-C22 lineales y ramificados, tales como carbonato de dicaprilo
(Cetiol® CC) , carbonatos de Guerbet basados en alcoholes grasos que tienen de 6 a 18, preferentemente de 8 a 10, átomos de carbono, ésteres de ácido benzoico con alcoholes C6-C22 lineales y/o ramificados (por ejemplo, Finsolv® TN) , éteres de dialquilo lineales o ramificados, simétricos o asimétricos que tienen de 6 a 22 átomos de carbono por grupo alquilo, tal como éter de dicaprililo (Cetiol® OE) , productos de apertura de anillos de ésteres de ácidos grasos epoxidados con polioles (Hydagen® HSP, Sovermol® 750, Sovermol® 1102), aceites de silicona (ciclometiconas, tipos de silicio meticona, etc.) y/o hidrocarburos alifáticos o naffénicos, tales como aceite mineral, escualano, escualeno o dialquilciclohexanos , por ej emplo . Son particularmente preferidas las mezclas de triglicéridos o glicéridos parciales, dándose preferencia particular a aquellos glicéridos preparados por esterificación de glicerol con ácidos grasos de la fórmula general R-COOH en la cual R significa radicales de alquilo o alquenilo ramificados o lineales, saturados o insaturados los cuales tienen de 5 a 21 átomos de carbono y preferentemente entre 5 y 19 átomos de carbono. Se prefiere el uso de mezclas de triglicéridos y glicéridos parciales, y también son adecuadas mezclas de glicéridos parciales (es decir, mono y/o diglicéridos ) . Son adicionalmente preferidos aquellos glicéridos que tienen radicales de ácidos grasos
exclusivamente saturados. Son similármente preferidos aquellos glicéridos cuyos ácidos grasos provienen de fuentes vegetales, por ejemplo aceite de coco. Aqui también es el caso que se prefieren glicéridos líquidos a temperatura ambiente como fases de aceite. Los aceites de silicona adecuados, además de dimetilpolisiloxanos, metilfenilpolisiloxanos y siliconas cíclicas, son compuestos de silicona modificados con amino, ácidos grasos, alcohol, poliéter, epoxi, fluoro, glicósido y/o alquilo, los cuales a temperatura ambiente pueden ser ya sean líquidos o resinosos. También son adecuadas las simeticonas, las cuales son mezclas de dimeticonas que tienen una longitud de cadena promedio de 200 a 300 unidades de dimetilsiloxano con dióxido de silicio o silicatos hidrogenados . Otras sustancias aceitosas adecuadas incluyen policarbonatos . Un policarbonato particularmente adecuado es el copolímero cuya designación INCI es un copolímero de dilinoleilo de dímero hidrogenado/carbonato de dimetilo, disponible como el producto comercial Cosmedia® DC de Cognis Deutschland GmbH & Co . KG. Los éteres de dialquilo, carbonatos de dialquilo, mezclas de triglicéridos y ésteres de ácidos grasos Cg-C24 y alcoholes grasos Cs-C24, policarbonatos, y una mezcla de estas sustancias son similarmente adecuadas como sustancias aceitosas de
conformidad con la invención. Los carbonatos de dialquilo y los éteres de dialquilo pueden ser asimétricos o simétricos, ramificados o no ramificados, saturados o no saturados, y pueden prepararse mediante reacciones que son suficientemente conocidas de la técnica anterior. De conformidad con la invención se prefiere usar una mezcla de sustancias aceitosas que incluyen ésteres, éteres de dialquilo y triglicéridos . De conformidad con la invención es posible emplear, entre otros hidrocarburos que son líquidos a 30 °C y preferentemente a 21 °C, con una longitud de cadena preferentemente de 8 a 40 átomos de carbono. Pueden ser ramificados o no ramificados, saturados o insaturados. Entre ellos se da preferencia a los alcanos C8-C2o saturados ramificados. Es posible usar no solo sustancias puras sino también mezclas de sustancias. Los compuestos en cuestión son típicamente mezclas de sustancias compuestas de diferentes compuestos isómeros. Las composiciones que contienen alcanos con 10 a 30, preferentemente 12 a 20 y más preferentemente 16 a 20 átomos de carbono son particularmente adecuadas, y entre éstos la conveniencia particular la posee una mezcla de alcanos que incluye por lo menos 10% en peso de alcanos ramificados, con base en la cantidad total de los alcanos. Los alcanos en cuestión son preferentemente alcanos saturados ramificados. Además de los ingredientes antes mencionados de agua, emulsionante y sustancia aceitosa, las dispersiones de la
invención pueden comprender adicionalmente ingredientes adicionales que son típicos para lubricantes. Por lo tanto, por un lado, pueden haber emulsionantes adicionales en la dispersión, además de los fosfolípidos, dándose preferencia posiblemente a emulsionantes no iónicos, aunque también pueden estar presentes emulsionantes catiónicos o anfoteros . No se prefiere el uso acompañado de emulsionantes aniónicos y/o surfactantes o jabones de conformidad con la invención. En su lugar se da preferencia a aquellas dispersiones que están libres de tales surfactantes aniónicos o jabones. Los ejemplos típicos de emulsionantes no iónicos adecuados son éteres poliglicólicos de alcoholes grasos, éteres poliglicólicos de alquilfenol, ésteres poliglicólicos de ácidos grasos, éteres poliglicólicos de amida de ácidos grasos, éteres poliglicólicos de amina grasa, triglicéridos alcoxilados, éteres mezclados o formales mezclados, alquenilo o alquilooligoglicósidos opcionalmente parcialmente oxidados o derivados de ácido glucorónico, N-alquiloglucamidas de ácidos grasos, hidrolisatos de proteína (especialmente productos de plantas basados en trigo) , poliol ésteres de ácidos grasos, ésteres de azúcares, y entre ellos preferentemente ésteres de sorbitán, polisorbatos y óxidos de amina. Cuando los surfactantes no iónicos contienen cadenas de éteres de poliglicol, estas cadenas pueden tener una distribución homologa convencional pero preferentemente estrecha.
Los emulsionantes particularmente 'preferidos son alquil (oligo) glicósidos que se conforman a la fórmula (I) RX0-[G]p (I) en la cual R1 es un radical alquilo y/o alquenilo que tiene de 4 a 22 átomos de carbono, G es un radical de azúcar que tiene 5 ó 6 átomos de carbono y p representa números de 1 a 10, y ésteres de sorbitán etoxilados. En las dispersiones usadas de conformidad con la invención para lubricar sistemas transportadores es adicionaImente posible que estén presentes en ellas ingredientes adicionales, de por si acostumbrados, los cuales se seleccionan preferentemente del grupo de biocidas, antiestáticos, antiespumantes o desespumantes, espesantes, solubilizantes , hidrótropos, reguladores de pH, inhibidores de corrosión, aditivos, agentes formadores de complejos o conservadores. Sin embargo, preferentemente, las composiciones están libres de desespumantes. Los aditivos del tipo listados anteriormente están presentes típicamente en cantidades de máximo 10% en peso, con base en la cantidad total de la dispersión, preferentemente en cantidades de 0.01% a 5% en peso y en particular en cantidades de 0.1% a 3% en peso en total en las dispersiones. El pH de las dispersiones acuosas deben situarse preferentemente en el intervalo de 6 a 8. AdicionaImente puede ser ventajoso si al igual que los
constituyentes descritos anteriormente, se utiliza también glicerol. El glicerol puede en ese caso estar presente en cantidades preferentemente de 0.1% a 10% pero especialmente en cantidades de 1% a 5% en peso. El uso inventivo se relaciona preferentemente con la lubricación de sistemas transportadores cuya superficie comprende plástico y/o metal. Además, se prefiere usar las dispersiones para lubricar esos sistemas transportadores que transportan receptáculos, preferentemente aquellos de vidrio o plástico, especialmente tereftalato de polialqueno (PET, por sus siglas en inglés) , o, preferentemente, botellas de vidrio o plástico, especialmente aquellas de PET. Las dispersiones de la invención tienen una ventaja muy especial cuando los sistemas transportadores transportan receptáculos de alimentos y en donde existe un riesgo de que los sistemas transportadores o los receptáculos se pongan en contacto con alimentos, y por lo tanto se requiere un lubricante correspondientemente compatible. Las dispersiones empleadas de forma inventiva como lubricantes están preferentemente en forma de emulsiones acuosas. Como se destacó anteriormente, estas emulsiones son suministradas en forma concentrada. El contenido de agua de tales concentrados es preferentemente de 50% en peso o más. Se da preferencia particular a aquellas emulsiones o dispersiones acuosas que contienen por lo menos 70% en peso de agua y
preferentemente por lo menos 80% en peso de agua. Las emulsiones pueden también, sin embargo, contener hasta 90% en peso de agua. Los concentrados pueden entonces diluirse con agua a la concentración de uso respectivo. Un parámetro para describir dispersiones o la distribución de tamaño de las partículas dispersas es el diámetro de Sauter. El diámetro de Sauter se define como el diámetro de una gota que tiene la misma relación de volumen de gota a área superficial de la gota que la relación que se presenta como el valor promedio en la dispersión como un todo.
El diámetro de Sauter se define matemáticamente como D[3,2] :
en donde si es el área superficial total, n¿ nd2¿, de las partículas en el grupo i, y S es el área superficial total de la población total. En una modalidad preferida de la invención el diámetro de Sauter d3(2 de la dispersión es menor que o igual que 400 nm, en particular menor que o igual que 200 nm . Un parámetro para describir dispersiones (especialmente emulsiones) , o la distribución de tamaño de las partículas dispersadas, es la anchura de la distribución del tamaño de las gotas pequeñas. La anchura de la distribución de tamaños de las gotas pequeñas puede describirse por la cantidad
conocida como valor BTV: d. BTV = 3,90 d •.3,10 d '3..,50
d diámetro de la gota d3,go 90% del volumen de la fase dispersa está formado por gotas con d <= d3,go d3,5o 50% del volumen de la fase dispersa está formado por gotas con d <= 3,50 ¿3,10 10% del volumen de la fase dispersa está formado por gotas con d <= d3,io Cuanto menor sea la figura de BTV, más estrecha será la distribución de tamaño de las gotas pequeñas. Las dispersiones de la invención tienen preferentemente un valor de BTV menor que o igual que 2, en particular menor que o igual que 1. Las dispersiones de la invención están preparadas por homogeneización de las fases inmiscibles. La homogeneización o dispersión tiene lugar cuando sea apropiado a temperaturas mayores que la temperatura ambiente (21°C) y/o a presiones mayores. Si la homogeneización se lleva a cabo con una mayor temperatura, la dispersión se enfria hasta temperatura ambiente nuevamente antes de la operación de dispersión. En la tecnología de la dispersión, homogeneización significa la pulverización ultra fina de la fase dispersa de una emulsión cruda. En este caso, para la dispersión líquido/líquido, el espectro de tamaño de gotas pequeñas de la emulsión cruda
cambia significativamente en la dirección de, gotas más pequeñas. La pulverización de gotas produce nuevos limites de fases, los cuales deben ocuparse completamente y rápidamente por moléculas de emulsionante, dado que en esta forma la gota recientemente formada está mejor estabilizada y, debido a la menor tensión superficial, puede pulverizarse más con mayor facilidad. Las dispersiones de la invención pueden obtenerse de conformidad con las técnicas de emulsionamiento típicas. Un proceso de ejemplo para preparar las dispersiones de la invención se lleva a cabo combinando la fase acuosa y también la mezcla que comprende emulsionante y la fase lipófila, y llevando a cabo la homogeneización con una entrada de energía de 1 x 105 a 2 x 108 J/m3. El aparato de homogeneización utilizado puede comprender sistemas dispersantes de presión elevada tales como difusores radiales con una válvula plana o de lengüeta; dispersores de chorro opuesto tales como el microfluidificador, por ejemplo, dispersores de chorro o sistemas de deflectores. Sistemas dispersantes adecuados adicionales incluyen sistemas de rotor estator, sistemas ultrasónicos, molinos de bolas o membranas. Cuando se usan sistemas de dispersión de alta presión como aparatos homogeneizadores , la operación tiene lugar a presiones de 50 a 2500 bares, preferentemente de 200 a 800 bares y en particular de 400 a 600 bares. En el caso de la preparación de emulsiones por medio de
micromezdadores, un intervalo de presión de 2 a 30, preferentemente de 5 a 20 bares, es típico. Los micromezcladores tienen la ventaja de producir distribuciones de tamaño de partícula finamente divididas y estrechas a presiones bajas y en particular en una forma suave. En una modalidad preferida del proceso de la invención la homogeneización se lleva a cabo por medio de homogeneización de alta presión. La ventaja de la homogeneización de alta presión es que es muy fácil formar gotas pequeñas con una distribución de tamaño muy estrecha, lo cual es ventajoso si la intención es preparar dispersiones de fase estable de baja viscosidad. Debido a las ventajas de desempeño de una emulsión preparada por homogeneización de alta presión, se hacen también intentos de manera creciente en la industria de los cosméticos para utilizar técnicas de homogeneización de este tipo. Debido al hecho de que se forma una nueva interfase con particular rapidez, los requerimientos impuestos en el emulsionante y en la fase acuosa son rigurosos, dado que los emulsionantes deben ocupar la interfase espontáneamente y muy rápidamente con el fin de asegurar una estabilidad de fase óptima . Con el fin de obtener dispersiones finamente divididas con una distribución de tamaño de partícula monomodal y estrecha, en particular con un valor de BTV menor que o igual que 2, puede ser ventajoso combinar entre sí diferentes
métodos de emulsionamiento . Por ejemplo, una dispersión preliminar se puede preparar en un recipiente agitado y después homogeneizarse dispersando en un solo paso por medio de un sistema de rotor-estator y subsiguientemente por medio de un homogeneizador de alta presión. Un solo paso significa en la presente un procedimiento en el cual todo el contenido de un recipiente pasa de una sola vez a través del aparato de homogeneización hacia otro recipiente. En contraste con lo que se denomina modo de circulación, esto asegura que cada elemento del liquido ha pasado una vez a través del aparato de homogeneización. No existen gotas pequeñas de emulsión gruesas remanentes que puedan formar el punto inicial para la ruptura de la dispersión. Para la dispersión preliminar se prefiere usar sistemas de rotor-estator. Los sistemas de rotor-estator pueden ser aparatos tales como molinos de coloides dentados o máquinas que consisten de uno o más rotores y estatores que tienen aberturas de pasajes en forma de ranuras u orificios cilindricos o rectangulares, tales como aquellos del tipo Gavitron, Supraton, Siefer, Bran+Lübbe, IKA, Koruma o Silverson, etc. En una modalidad preferida de la invención la etapa o las etapas de homogeneización se realizan a través de dos o más tiempos. En una modalidad de la invención las dispersiones de la invención pueden prepararse mediante la preparación de
concentrados y después diluirlas con agua. Esto puede ser ventajoso en particular en el caso de dispersiones que tienen una concentración de fase lipófila final baja. Las dispersiones de la invención son mucho más estables durante el almacenamiento que otras emulsiones conocidas de la técnica anterior. Adoptan preferentemente la forma de composiciones libres de aminas. La invención proporciona finalmente un método de lubricación de cintas transportadoras y sistemas transportadores mediante dilución de una composición en agua como se describe anteriormente y después la aplicación de la composición diluida a las cintas transportadoras o sistemas transportadores que han de lubricarse, la aplicación tiene lugar preferentemente por medio de aspersión. Ejemplos Se prepararon dos emulsiones inventivas y se probaron para determinar su acción lubricante. 1. Preparación de las emulsiones Se prepararon siete emulsiones inventivas mezclando en un homogeneizador de alta presión. El tamaño de las gotas pequeñas de la fase aceitosa de la emulsión es <0.3 um con una media de 0.104 um y una mediana en 0.102 um. El valor d resultante (con más precisión el valor d3,go) describe la forma en la que 90% del volumen de la fase dispersa (emulsionada) está formada por gotas pequeñas que tienen un diámetro <= d3,90- La distribución de tamaño de partícula se determinó usando un instrumento Beckmann Coulter LS 230, empleando el modelo óptico
Emulsione!,rfd PIDS incluido (de 14.8.2001) de acuerdo con las instrucciones de operación (1994) . El medio de medición utilizado fue agua. El tamaño de partícula se mide inmediatamente después de la preparación de las dispersiones. De acuerdo con las instrucciones de fabricante del instrumento, las dispersiones medidas fueron en cada caso diluidas; en otras palabras, una cantidad de las dispersiones se introdujo en agua destilada con agitación hasta que la concentración de saturación específica del instrumento fue mostrada por el instrumento. La siguiente tabla describe las composiciones de las emulsiones (cantidades en % en peso) . Los ingredientes empleadas fueron los siguientes: como lecitina de soya, Leciprime 1800 IP de Cargill; como mezclas de glicéridos, Cegesoft FR57, Myritol 312 y Myritol 331 de Cognis; como coemulsionantes, monoestearato de sorbitán etoxilado: Tween 80 y Tween 60; como conservador; Uniphen P-23. Tabla 1 1 2 3 4 5 6 7
Agua [%] 87.70 88.20 84.00 87.00 87.00 85.70 88.20 destilada Lecitina de [%] 10.00 10.00 4.00 2.00 2.00 2.00 10.00 soya Cegesoft [%] 10.00 FR57 Myritol 312 [%] — — 10.00 — Myritol 331 [%] — 10.00 10.00 _
Tween 80 [%] 1.00 0.50 — _ — _
Tween 60 [%] — — 2.00 1.00 1.00 1.00 0.50
Uniphen P-23 [%] 1.30 1.30 — — 1.30 1.30
Presión [bar] 750/ 501' 750/ 501' 750/ 750/ 750/ 450/ 450/ 5 veces 5 veces 501' 5 501' 5 501' 5 501' 5 501' 5 veces veces veces veces veces
HomogeneiAPV APV APV APV APV APV APV zador LAB 60 LAB 60 LAB 60 LAB 60 LAB 60 LAB 60 LAB 60
Diámetro de [mu] 174 213 211 169 160 177 206 partícula d90 Diámetro de [nm] 125 136 111 130 122 135 145 Sauter d3i2 BTV 0.615 0.822 1.176 0.311 0.517 0.507 0.653
Diámetro [nm] 132 122 Sauter d3f2 después de 8 semanas a TA3» Diámetro [nm] 143 133 Sauter d3i2 después de 8 semanas a 45°C
'Homogeneizador de alta presión 2)Ultra Turrax; IKA T50; herramienta S50N-G40G; 5200 rev.min"1 31TA = Temperatura ambiente
2. Pruebas de Desempeño Las composiciones inventivas 6 y 7 se probaron en comparación con las siguientes formulaciones 8 y 9, las cuales
representan a la técnica anterior. La composición 9 es una suspensión de sólidos en agua, y por lo tanto no es una emulsión : Composición 8 Agua 47.0% en peso Isopropanol 10.0% en peso Emulsionante (Glucopon 600 UP) 18.0% en peso Ácido oleico 15.0% en peso KOH (45%) 6.0% en peso Monoetanolamina 4.0% en peso Composición 9 Agua 91.23% en peso Palmitato de cetilo 4.44% en peso Estearato de glicerilo 0.33% en peso Alcohol behenilico, etoxilado (10 EO) 1.33% en peso Conservador 2.0% en peso
2.1 Prueba de estabilidad al almacenamiento a 40 °C Las composiciones se almacenaron a una temperatura constante de 40°C. Después de una semana se realizó una inspección visual para determinar si había ocurrido una separación de fases. Las composiciones 6 y 7 se probaron comparativamente en relación con la formulación comparativa 9:
Tabla 2
2.2 Experimentos de lubricación La eficacia de las composiciones 6 y 7 en términos de acción lubricante se probó en comparación con las formulaciones comparativas 8 y 9. La siguiente tabla muestra los resultados de un experimento de lubricación llevado a cabo a una concentración de lubricante de 500 ppm, en otras palabras una solución diluida: Tabla 3
*dH = medida de dureza alemana.
La tabla muestra los coeficientes de fricción vistos de manera relativa. Las abreviaturas tienen los siguientes significados : ++: mucho mejor que la formulación comparativa +: mejor que la formulación comparativa 0 : igual que la formación comparativa 2.3 Compatibilidad del material: La compatibilidad del material se determinó usando el método descrito a continuación. En el área de contacto potencial en práctica, las botellas de PET bajo prueba se sumergieron en el producto concentrado bajo investigación (por ejemplo, lubricante de cadena) y después se expusieron a C02. Después de un periodo de exposición definido, el producto concentrado se enjuagó con agua. Tan pronto como las botellas se secaron, éstas se inspeccionaron. La prueba se llevó a cabo específicamente de la siguiente manera: 1. Se prueban 9 botellas de PET por producto. 2. Primero las botellas se llenan con agua hasta 2-3 cm por debajo del reborde. 3. Enseguida las bases de las botellas se sumergen durante 5 segundos hasta una profundidad de aproximadamente 5 cm en el lubricante concentrado (la base de la botella debe estar completamente mojada) . 4. Se deja que el exceso de lubricante gotee de la base de la botella (aproximadamente 10 segundos) .
. Las botellas se cierran con el acoplamiento en forma de conexión montada en la parte superior con tapa desprendible, y se unen a la conexión de C02. 6. La válvula reductora de presión se fija en ?? = 7.5 y la botella de PET se lleva lentamente (aproximadamente en 30 segundos) a una presión interna de ?? =7.5 bares. 7. La botella se agita para continuar su exposición a C02 hasta que ya no se disuelve C02. 8. Las botellas se almacenan a temperatura ambiente durante 72 horas bajo presión contante de ?? = 7.5 bares ±0.2 bares . 9. Aeración lenta (aproximadamente 30 segundos) a ?? = 0 bares . 10. Las botellas son vaciadas y enjuagadas con agua. Las referencias utilizadas son 3 botellas que se prueban en la misma forma con un lubricante de cadena establecido. La evaluación se hace por valoración visual de la base de la botella para determinar fugas, fractura por esfuerzos y enturbiamiento. Esto involucra la diferenciación en cuatro de cinco categorías y también en 3 zonas. Categorías para fractura por Zonas Fuga corrosión por esfuerzos 0 sin daño superficie de apoyo si
A daño ligero base radial no B fracturas superficiales, fondo central
moderadas C fracturas severas moderadamente profundas D fracturas severas profundas Las composiciones 6 y 7 mostraron poco o ningún daño solamente en la zona de superficie de apoyo, y por lo tanto pueden clasificarse como compatibles para el material de PET.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.