包括乳液的輸送機(jī)潤(rùn)滑劑和使用它們的方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01180045602. 3申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及包括乳液的輸送機(jī)潤(rùn)滑劑組合物。本發(fā)明還設(shè)及使用所述潤(rùn)滑劑組合 物的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括將本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物施加到具有非賦能 (non-energized)噴嘴的輸送機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括半干"模式施加本 發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物。
【背景技術(shù)】
[0003] 在商業(yè)容器灌裝或者包裝操作中，典型地通過輸送系統(tǒng)在非常高的速率下移動(dòng)所 述容器。典型地，將潤(rùn)滑劑組合物施加到輸送系統(tǒng)從而允許輸送機(jī)的高速操作和限制容器 或者標(biāo)簽的損壞。潤(rùn)滑劑可W為"濕"潤(rùn)滑劑或者"干"潤(rùn)滑劑。
[0004] 濕潤(rùn)滑劑是指用水稀釋W(xué)形成水性稀潤(rùn)滑劑溶液（即100份水：1份潤(rùn)滑劑至最 高可達(dá)500份水：1份潤(rùn)滑劑的稀釋比）的濃縮潤(rùn)滑劑，和使用噴射或者累送設(shè)備將充足量 的水性稀潤(rùn)滑劑溶液施加到所述輸送機(jī)或者容器。該些潤(rùn)滑劑溶液不利地需要在輸送線上 使用大量水，該些水然后必須被處理掉或者循環(huán)，并且該會(huì)導(dǎo)致輸送線附近的過渡濕潤(rùn)的 環(huán)境。另外，所述水的變化可能對(duì)稀潤(rùn)滑劑溶液具有負(fù)面的副作用。例如，溶解的礦物和堿 度在水中的存在或者不存在可能導(dǎo)致被潤(rùn)滑的表面之間的不可接受地高摩擦系數(shù)和差的 潤(rùn)滑作用。
[0005] 當(dāng)使用水性稀潤(rùn)滑劑溶液時(shí)，典型地在輸送機(jī)運(yùn)行的至少一半時(shí)間中施加該溶 液，或者連續(xù)地施加該溶液。通過連續(xù)地運(yùn)行所述水性稀潤(rùn)滑劑溶液，更多的水和更多的 潤(rùn)滑劑被使用，并且所述潤(rùn)滑劑濃縮物滾筒不得不被更頻繁地被切斷。許多水性稀潤(rùn)滑劑 溶液流出輸送機(jī)表面并被浪費(fèi)，W及需要接液盤來收集廢潤(rùn)滑劑溶液并將其傳送至排放設(shè) 備。
[0006] 水性稀潤(rùn)滑劑溶液的一個(gè)缺陷是當(dāng)潤(rùn)滑劑噴射停止時(shí)，C0F值迅速增大并因此W 連續(xù)或者近似連續(xù)方式施加常規(guī)水性潤(rùn)滑劑。據(jù)信，當(dāng)所述水性潤(rùn)滑劑從輸送機(jī)表面排出 時(shí)C0F值增大，因?yàn)閃滑動(dòng)接觸的表面之間的潤(rùn)滑液膜實(shí)質(zhì)上是水。相對(duì)迅速地排出所述 水性潤(rùn)滑劑組合物嚴(yán)重地限制了非施加時(shí)間的長(zhǎng)短。
[0007] "干"潤(rùn)滑劑是指在沒有稀釋的情況下間歇地被施加到容器或者輸送機(jī)的潤(rùn)滑劑 組合物。然而，該施加典型地需要特殊的分配裝置例如賦能噴嘴。賦能噴嘴是指其中通過 使用能量將潤(rùn)滑劑流分成細(xì)液滴噴霧的噴嘴，所述能量包括用于輸送潤(rùn)滑劑的高壓、壓縮 空氣或者聲處理。已公開有娃氧烷基干潤(rùn)滑劑，其不需要特殊的分配裝置并且可W使用非 賦能噴嘴進(jìn)行施加。然而，硅氧烷主要在潤(rùn)滑塑料例如PET瓶中是有效的，但已經(jīng)被觀察到 在玻璃或者金屬容器、特別是金屬表面上潤(rùn)滑時(shí)有效性較低。
[000引針對(duì)W上背景作出了本發(fā)明公開。
[0009] 概述
[0010] 令人驚訝地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了具有某些組成的乳液是對(duì)玻璃和金屬容器的有效潤(rùn)滑 劑。所述乳液可W被表征為其中高粘度油被分散在水或者水加親水性稀釋劑中的高粘度油 的乳液。優(yōu)選的高粘度油的乳液包括基本上水不溶性和弱兩性的化合物。弱兩性化合物的 特征在于具有疏水性基團(tuán)加上親水性基團(tuán)，其中親水性基團(tuán)提供不足夠的水溶性W使得該 化合物能夠形成澄清的膠束溶液。優(yōu)選的乳液含有其量足W賦予希望的潤(rùn)滑性能的兩性化 合物。
[0011] 因此，在一些方面中，本發(fā)明設(shè)及一種用于潤(rùn)滑沿著輸送機(jī)的容器通道的方法，其 中該方法包括間歇地施加高粘度油的乳液，其中施加該潤(rùn)滑劑乳液一段時(shí)間和不施加該潤(rùn) 滑劑乳液一段時(shí)間，不施加的時(shí)間：施加的時(shí)間的比為至少2:1。
[0012] 發(fā)明詳述
[00。]輸送艦澗滑劑巧方法
[0014] 本發(fā)明設(shè)及包括高粘度油的乳液的輸送機(jī)潤(rùn)滑劑組合物。此外，本發(fā)明設(shè)及包括 水不溶性弱兩性化合物的乳液的輸送機(jī)潤(rùn)滑劑組合物。本發(fā)明還設(shè)及使用所述潤(rùn)滑劑組合 物的方法。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括通過非賦能噴嘴施加本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物 至輸送機(jī)。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括半干"模式將本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物施加 到輸送機(jī)。在一些實(shí)施方案中，用水稀釋含有高粘度油的潤(rùn)滑劑乳液濃縮物W形成潤(rùn)滑劑 應(yīng)用溶液，其具有約1:30-約1:1000的潤(rùn)滑劑乳液濃縮物與水的比。
[0015] 盡管不希望受到理論束縛，但據(jù)信弱兩性基團(tuán)往往會(huì)增大油對(duì)表面的親和性，從 而提供有益的潤(rùn)滑作用。在親水性基團(tuán)之間于液體中形成締合絡(luò)合物可W有效地增大含有 弱兩性化合物的液體的粘度，并且在含有弱兩性化合物的液體中親水性部分和疏水性部分 之間的相互作用可能被剪切作用破壞。因此，含有弱兩性化合物的液體的特征可W是相對(duì) 較高的粘度和作為剪切速率的函數(shù)而變化的粘度。表現(xiàn)出作為剪切速率的函數(shù)的不同粘度 的液體被稱為非牛頓液體。
[0016] 盡管前面已經(jīng)描述了可W通過間隙施加來施加乳液作為潤(rùn)滑劑，但是有用的實(shí)例 包括其中被分散的液相具有相對(duì)低的粘度（一般約20-350厘泊）的乳液。在該樣的情況 下，對(duì)連續(xù)水相所要求的唯一作用是作為W滑動(dòng)接觸方式傳輸懸浮的、分散的油滴到輸送 機(jī)和包裝的表面的介質(zhì)。在不施加潤(rùn)滑劑噴霧的長(zhǎng)時(shí)間期間和之后，水分的蒸發(fā)留下基本 上或者完全由被乳化的油組成的潤(rùn)滑薄膜。
[0017] 相反，本發(fā)明描述的包括含有大比弱兩性化合物的那些的高粘稠油的乳液當(dāng)被用 作"干"潤(rùn)滑劑時(shí)提供了差的潤(rùn)滑作用，該包括W滑動(dòng)接觸的部件之間不可接受地高的摩擦 系數(shù)、不可接受地高的污物水平、過渡的磨損、過渡的安培值和高能要求、滑鏈和跳鏈、已知 作為"駝峰"的鏈"隆起"（相鄰鏈節(jié)的不完全接合防止它們平躺）、發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。令人驚訝 地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該些作為干潤(rùn)滑劑產(chǎn)生差性能的高粘度油的乳液當(dāng)W"半干"模式使用時(shí)，即 當(dāng)用水稀釋所述乳液并W較大液體體積添加速率施加時(shí)，產(chǎn)生出色的性能。相對(duì)于"干"施 加而言的較大液體體積添加速率可W通過使用較大流量噴嘴、或者較大比的施加時(shí)間；不 施加時(shí)間、或者該兩者來實(shí)現(xiàn)。盡管不希望受到理論限制，的據(jù)信水是含有高粘度油的有效 潤(rùn)滑劑薄膜的一個(gè)重要組分，在所述膜中水用于減小潤(rùn)滑薄膜的粘度和降低滑動(dòng)接觸的表 面之間的摩擦系數(shù)，不管可測(cè)量的（如在瓶-輸送機(jī)表面和磨損條輸送機(jī)鏈節(jié)界面的情況 下）或者不可測(cè)量的（如在輸送機(jī)鏈節(jié)和銷之間的結(jié)合表面的情況下）。與其中水充當(dāng)單 相稀水溶液潤(rùn)滑劑膜中的溶劑的常規(guī)濕潤(rùn)滑劑相比，在高粘度油的乳液的情況下，據(jù)信水 是非均勻的兩相潤(rùn)滑膜的一個(gè)組分，其中水的作用是減小該兩相潤(rùn)滑膜的粘度。
[0018] 潤(rùn)滑劑組合物
[0019] 本發(fā)明的輸送機(jī)潤(rùn)滑劑組合物包括高粘度水不溶性油的乳液。"高粘度油"是指在 本文所述的濃度下于25°C不可溶于水的并且當(dāng)與水混合時(shí)產(chǎn)生第二分離的液相或者形成 表現(xiàn)出了達(dá)爾效應(yīng)、半透明性或者不透明性的膠態(tài)分散體的化合物或者化合物的混合物。 "高粘度油"還指當(dāng)使用在直徑20mm的板之間具有0. 25mm間隙的平行板流變儀于5.gsecfi 的剪切速率下測(cè)量時(shí)具有約300厘泊或者更大、約500厘泊或者更大、或者約1000厘泊或 者更大粘度的水不溶性液體。應(yīng)理解，"高粘度油"可W包括高粘度油或者在一個(gè)油相中的 高粘度油和其它油的組合，其中所述油相的總體粘度高，例如約300厘泊或者更大、約500 厘泊或者更大、或者約1000厘泊或者更大。
[0020] 在一些實(shí)施方案中，高粘度油或者弱兩性化合物可W被表征為非牛頓VS.牛頓。 牛頓流體具有線型粘度，而與施加在流體上的任何剪切作用無關(guān)。相反，非牛頓流體在對(duì)其 施加剪切作用時(shí)不具有線型粘度。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述潤(rùn)滑劑乳液包含為非牛頓的 非水相，其中粘度當(dāng)采用平行板流變儀測(cè)量時(shí)在3. 0sec4-18.Isec4的剪切速率值的范圍 上W大于1. 1的系數(shù)變化。
[0021] 優(yōu)選的高粘度油包括弱兩性化合物。在一些實(shí)施方案中，高粘度油可W由〇%、至 少10%、至少25%、至少50%、或者100%的弱兩性化合物組成。弱兩性化合物的特征在于 具有疏水性基團(tuán)加上親水性基團(tuán)，其中所述親水性基團(tuán)提供不足的水溶性W使得該化合物 在本文描述的濃度下形成澄清的膠束溶液。所述高粘度油或者所述水不溶性弱兩性化合 物需要被乳化W使得它們呈"與水混溶的"的或者足夠水溶性的或水分散性的，W致于當(dāng)W 期望的使用水平被添加至水或者水加親水性稀釋劑時(shí)它們形成穩(wěn)定的溶液、乳液或者分散 液。合適的親水性稀釋劑包括醇類例如異丙醇。期望的使用水平將根據(jù)特定的輸送機(jī)或者 容器應(yīng)用W及根據(jù)水不溶性弱兩性化合物或者高粘度油W及采用的乳化劑的類型而變化。
[0022] 本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物可W包括處于W下范圍內(nèi)的一定量的所述水不溶性弱兩 性化合物或者高粘度油、乳化劑、和水或者親水性稀釋劑，其中水不溶性弱兩性化合物或者 高粘度油的重量百分比不包括可能作為乳化劑存在的任何水或者親水性稀釋劑。
[0023]
[0024] 高粘麼油巧水不溶忡菊兩忡化合物
[0025] 本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物包括水不溶性高粘度油，其優(yōu)選地包括弱兩性化合物。在 一些實(shí)施方案中，所述水不溶性弱兩性化合物或者高粘度油是未酸化的脂肪胺、水不溶性 磯酸醋、或者醇己氧基化物駿酸醋。
[0026] 優(yōu)選的弱兩性化合物包括：
[0027] ?胺或者胺衍生物例如油基二氨基丙烷、挪油二氨基丙烷、月桂基丙基二胺、二 甲基月桂基胺、PEG挪油胺、烷基Ci2-Ci4氧基丙基二胺、和U.S.專利No. 5, 182, 035及 5, 932, 526中描述的胺組合物，該兩篇文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
[002引?具有W下通式的磯酸醋：
[0029]Ri巧0)XOPO3H2和R2 巧0)yR3 巧0)z〇P〇2H
[0030] 其中Ri、R2和R3獨(dú)立地為直鏈或者支鏈的、飽和和/或不飽和的、任選地哲基-和 /或環(huán)氧基-取代的具有6-22、例如12-18個(gè)碳原子的殘基。示例性的磯酸醋包括油 基-巧0)4〇P〇化和油基嫁蠟基（oleocet^)-巧0)5〇PO化。
[0031] ?具有W下通式的水不溶性烷基離駿酸醋：
[0032]R4 巧 0)xOC&COOH
[0033] 其中R4是直鏈或者支鏈的、飽和和/或不飽和的、任選地哲基-和/或環(huán)氧 基-取代的具有6-22例如12-18個(gè)碳原子的殘基。示例性的烷基離駿酸醋包括油基嫁蠟 基-巧0)2CH2COOH和油基嫁蠟基-巧0)sC&COOH。
[0034] ?偏甘油醋例如具有W下通式的單甘油醋、二甘油醋和它們的混合物：
[0035]
[0036] 其中R6、R7、R8獨(dú)立地代表直鏈或者支鏈、飽和和/或不飽和的具有6-22例如 12-18個(gè)碳原子的醋殘基或者H，條件是兩個(gè)殘基R7和R8中的至少一個(gè)是H。示例性的單 甘油醋、二甘油脂或者S甘油醋包括W下酸的醋；己酸、辛酸、2-己基己酸、癸酸、月桂酸、 異十S酸、肉豆違酸、棟桐酸、棟桐油酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反油酸、順式-6-十八締 酸、亞油酸、亞麻酸、桐酸、花生酸、順二十碳締酸、山齋酸、芥酸、或者它們的混合物。合適的 甘油醋包括月桂酸甘油醋、棟桐酸甘油醋、硬脂酸甘油醋、異硬脂酸甘油醋、油酸甘油醋、山 齋酸甘油醋、芥酸甘油醋、或者它們的混合物，并包括顯示約50-約95wt%、例如約60-約 90wt%的單甘油醋含量的那些。甘油與直鏈或者支鏈的長(zhǎng)鏈（大于約8個(gè)碳原子）脂肪 酸的偏醋包括甘油單油酸醋、甘油單藍(lán)麻酸醋、甘油單硬脂酸醋、和甘油單樹脂酸醋（例如 可從LambentTechnologies獲得的LumulseGM〇-K，LumulseGMR-K，LumulseGMS-K，和 LumulseGMT-K,可從GoldschmidtChemicalCorp