УНИВЕРСАЛЬНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 1996 года по МПК C11D3/75 C11D3/75 C11D1/72 C11D3/04 C11D3/10 

Изобретение относится к универсальным средствам для очистки твердой поверхности и может быть использовано для очистки: керамической и фарфоровой поверхности от загрязнений каучукового характера, металлической поверхности от жировых и масляных загрязнений, одновременного обезжиривания и травления поверхности алюминиевой ленты и фольги на скоростных линиях, очистки стеклотары от белково-молочных и других загрязнений.

Известен ряд технических решений, отвечающих отдельным требованиям, предъявляемым к моющим средствам по каждому конкретному назначению, но не обладающих комплексом универсальных свойств.

В производстве резиновых изделий, в частности перчаток, на поверхности керамических и фарфоровых форм образуются наслоения из минерального коагулянта и латексного геля, приводящие к увеличению брака на перчатках по виду "дыры". Возникает необходимость периодической очистки форм от производственных загрязнений.

В настоящее время для указанной цели широко применяют кислоты (например, соляную) или щелочи (например, гидроксид натрия), обладающие низкой очищающей способностью, требующей дополнительной доочистки вручную с помощью щеток, ершей и т.п. Кроме того, они опасны в обращении и корродируют оборудование.

Для очистки металлических поверхностей от жировых и масляных загрязнений, одновременного обезжиривания и травления алюминиевой ленты или фольги на скоростных линиях, очистки стеклотары от белково-молочных загрязнений эти средства малоэффективны или непригодны.

Известно средство для чистки поверхности стекла и керамических поверхностей (заявка ПНР N 261181), содержащее водно-спиртовый раствор поверхностно-активных ионных и/или неионных веществ, смесь сульфата и фосфата этаноламинов.

Средство обладает низкой очищающей способностью керамической и фарфоровой поверхности от загрязнений каучукового характера, проявляет низкую обезжиривающую способность по отношению к алюминиевой поверхности, не обладает травящим действием и не обеспечивает требуемой очистки стеклотары от молочно-белковых и других загрязнений.

Известно твердое очистительное средство для стеклянных и фарфоровых поверхностей (Экон. патент ГДР N 268252), содержащее многоосновную органическую кислоту, карбонат или гидрокарбонат щелочного металла и анионное поверхностно-активное вещество.

Недостатком его является низкая моющая способность по отношению к загрязнениям каучукового характера, низкая обезжиривающая способность металлической поверхности и отсутствие травящего действия поверхности алюминиевой ленты. Высокая пенообразующая способность не позволяет применять его в условиях механизированной очистки стеклотары.

Известно также моющее средство Бомс-2 для очистки винных бутылок (авт. свид. СССР N 1229223), содержащее гидроксид натрия, триполифосфат натрия, поверхностно-активные вещества и карбонат натрия.

Средство не обеспечивает полную очистку керамической и фарфоровой поверхности от загрязнений каучукового характера. На поверхность алюминиевой ленты оказывает высокое растравливающее действие.

Известен ряд средств, предназначенных для обезжиривания и травления алюминиевой поверхности.

Растворы для одновременного обезжиривания и травления поверхности алюминиевых сплавов, содержащие смесь карбоната, бикарбоната, полифосфата натрия, борной кислоты, нитраты натрия, циркония, тартрат натрия, пиридин, синтанол ДС-10 (авт.свид. СССР N 1666578, 1666579).

Недостатком их является то, что в непрерывном, скоростном способе очистки при заданном времени контакта ленты с моющим раствором 5-7 с они не обеспечивают высокой скорости обезжиривающего и необходимого травящего действия.

Известные растворы обладают низкой очищающей способностью керамических и фарфоровых поверхностей от загрязнений каучукового характера и непригодны для очистки стеклотары в пищевой промышленности вследствие содержания в их составе токсичных компонентов.

Наиболее близким техническим решением является средство для скоростного обезжиривания алюминиевой поверхности (авт. свид. СССР N 1643600), содержащее, мас.

триполифосфат натрия 25-35
смесь гидроксидов щелочных металлов 12-20
поверхностно-активное вещество:
полиэтиленгликолевые эфиры алкилфенолов 3-7
или
cинтетических жирных спиртов 2,6-6,1
и полипропиленгликолевые эфиры спиртов 0,4-0,9
карбонат натрия до 100
Средство обладает эффективным моющим действием по отношению к стеклянной поверхности, высокой обезжиривающей способностью и необходимым травящим действием поверхности алюминия и его сплавов.

Однако, в процессе обезжиривания и одновременного травления алюминиевой ленты происходит выпадение в осадок продуктов травления металла. Образование и накопление осадка в процессе эксплуатации скоростной линии сокращает срок службы технологического оборудования и препятствует осуществлению необходимого режима подготовки поверхности тонколистового проката из алюминия и его сплавов перед нанесением лакового покрытия.

Недостатком известного средства является также неполная очистка неглазурованных керамических форм от загрязнений каучукового характера. Для полного удаления загрязнения необходима доочистка вручную с помощью щеток.

Для повышения моющего действия средства, снижения пенообразования и предотвращения выпадения в осадок продуктов съема металла в процессе травления поверхности алюминия и его сплавов, в композицию, содержащую гидроксид щелочного металла, карбонат натрия и поверхностно-активное вещество, дополнительно вводится натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, натриевая соль фосфорной кислоты или натриевая соль оксикислоты и вода, а в качестве поверхностно-активного вещества смесь моноалкиловых эфиров полиэтилен первичных спиртов, или полиэтиленгликолевых эфиров моноэтаноламидов жирных кислот, или оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе олефинов или тримеров пропилена со степенью оксиэтилирования 8-14 и оксиэтилированных моноалкилфенолов со степенью оксиэтилирования 2-4 при следующем соотношении компонентов, в мас.

гидроксид натрия 10-12
карбонат натрия 6-10
натриевая соль фосфорной кислоты 5-10
или
натриевая соль оксикислоты 5-20
натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 3-5
поверхностно-активное вещество 2-5
вода до 100
Гидроксид натрия (ГОСТ 2263-79) усиливает моющую способность и способствует достижению необходимого травящего действия, что обеспечивает требуемую подготовку поверхности алюминия и его сплавов для прочной адгезии лакированного покрытия.

Карбонат натрия (ГОСТ 5100-85) оказывает омыляющее действие на прокатную смазку, жировые, масляные и другие загрязнения, повышая моющее действие.

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (ОСТ 6-05-386-80), применяемая в средстве в качестве стабилизатора и антиресорбента, повышает моющее действие.

Натрий фосфорнокислый (ГОСТ 201-76) повышает степень обезжиривания, снижает влияние солей жесткости, образуя с ними растворимые комплексные соединения.

Натрий глюконат (ТУ 6-09-3508-80), натрий тартрат (ТУ 6-09-5400-88) предотвращают выпадение в осадок продуктов съема металла при травлении алюминиевой поверхности.

В качестве ПАВ смесь моноалкиловых эфиров полиэтилен первичных спиртов (например синтанолы: ДТ-7 или ДС-10 или ДС-6 или АЛМ-10 ТУ 6-14-1037-79; 6-14-57788; 6-14-19-472-83 38.107128-75) или полиэтиленгликолевых эфиров моноэтаноламидов жирных кислот (синтамид-5 ТУ 6-02-640-80), или оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе олефинов, или тримеров пропилена (например, нонилфенолы со степенью оксиэтилирования от 8 до 14 ТУ 38.507-63-171-91) и оксиэтилированных моноалкилфенолов со степенью оксиэтилирования 2-4 (например, неонол АФ9-2, АФ9-4 ТУ 38.507.63-171-91) или смесь других технических равноценных оксиэтилированных продуктов. НПАВ обеспечивают сорастворимость солей и низкое пенообразование, а также усиливают моющее, диспергирующее и стабилизирующее действие.

Предлагаемое моющее средство получают смешением исходных компонентов при 40-50^o в аппарате с мешалкой. По внешнему виду текучий пастообразный продукт светло-коричневого цвета.

Средство рекомендуется использовать в виде водных растворов концентрацией от 5 до 500 г/дм³ при температуре от 40 до 95^oС в машинах струйного и погружного типов.

П р и м е р 1. В реактор-смеситель, оборудованный мешалкой и рубашкой с обогревом (охлаждением) загружают 740 г (74 мас.) воды, включают мешалку и постепенно добавляют 100 г (10 мас.) гидроксида натрия, 14 г (1,4 мас.) неонола АФ9-12 и 6 г (0,6 мас.) неонола АФ9-2, включают обогрев и нагревают смесь до 40-50^oС. Загружают 60 г (6 мас.) соды кальцинированной, 30 г (3 мас.), натрий-карбоксиметилцеллюлозы и 50 г (5 мас.) тринатрийфосфата. Композицию перемешивают в течение 1-1,5 часов.

Технология приготовления продукта (примеры 2-13) аналогична примеру 1. Составы композиций, отражающие содержание компонентов по примерам, приведены в табл.1.

П р и м е р 14. Для приготовления композиции по прототипу базовому образцу смешивают 500 г (50 мас.) соды кальцинированной, 300 г (30 мас.) триполифосфата натрия, 75 г (7,5 мас.) гидроксида натрия, 75 г (7,5 мас.) гидроксида калия, 44 г (4,4 мас.) неионогенного ПАВ синтанола ДС-6 и 6 г (0,6 мас.) пропинола Б-400.

В приготовленных композициях проведены сравнительные испытания по моющей, травящей и пенообразующей способностям предлагаемого и известного моющих средств.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Испытания по моющей способности проводились в моечной ванне вместимостью 1000 см³.

В качестве образцов для испытаний были взяты:
керамические формы рук ворсовых, хирургических глазурованных и технических перчаток, загрязненных производственными отложениями каучукового характера (латекса) и некаучукового (коагулянта) сильной степени загрязненности;
стальные пластинки из стали 08КП размером 130•70•0,8 мм, загрязненные консервационными смазками (К-17, ПВК, пушечная, МС-20);
стеклянные пластинки размером 80•60•2 мм, загрязненные молочно-белковыми отложениями (смесь свежей сметаны 30% жирности и ламповой сажи в соотношении 10:1, соответственно).

Режимы испытаний приведены в табл.3.

Моющая способность определялась весовым методом, заключающимся в выполнении следующих операций: нанесения загрязнения на пластинку, отмывание (обработка) вращением пластинки с помощью мешалки в стакане с раствором с последующим ополаскиванием, подсушкой на воздухе и взвешиванием.

Количественный показатель моющей способности определен по разности веса пластинок до и после очистки и выражен формулой:

где М. с. моющая способность, (количество отмытого загрязнения к начальному количеству загрязнения, вес.);
Qнач. начальное количество загрязнения на пластинке, г;
Qост. остаточное количество загрязнения на пластинке после промывки, г.

Пенообразующую способность определяли при диспергировании раствора (100 см³) в размельчителе тканей РТ-1 с частотой вращения 4000 мин^-1 и выражали отношением объема пены к объему раствора, пошедшего на ее образование (кратность пены).

Способность раствора предотвращать выпадение в осадок продуктов съема металла определяли по методике, моделирующей процесс непрерывного травления алюминиевой ленты в погружной ванне.

Обезжиренный и взвешенный образец пластинки размером 100•50 мм выдерживали в 1000 см³ исследуемого раствора при 80±2^oС в течение 10 минут. Пластинку извлекали из раствора, промывали, сушили и взвешивали. Всего в растворе обрабатывалось последовательно 10 пластинок указанным способом. Раствор пропускали через предварительно взвешенный беззольный фильтр. Фильтр с осадком высушивали при 110^oС и взвешивали на аналитических весах.

Приведенные в табл.2 (примеры 1-14) данные подтверждают, что предлагаемое средство обладает более высокой моющей способностью при очистке керамической, металлической и стеклянной поверхностей по сравнению с известным прототипом-базовым.

Низкая пенообразующая способность предлагаемого состава позволит применять его водные растворы в моечных установках струйно-шприцевального типа.

Найденное оптимальное соотношение между компонентами в составе заявляемого средства позволяет снизить количество образующегося осадка в растворе в 38 раз (примеры 6-8, 10, 12, 13 и 14) и обеспечить необходимый режим подготовки поверхности тонколистового проката из алюминия и его сплавов перед нанесением лакового покрытия.

Изменение количественных соотношений компонентов приводит к снижению моющей способности (примеры 4, 5, 9-12), к увеличению пенообразующей способности (примеры 5, 10) и к более высокому образованию осадка (примеры 9, 11).

Средство для очистки твердой поверхности содержит в проц. мас.: гидроксид натрия 10,0-12,0, карбонат натрия 6,0-10,0, натриевую соль фосфорной кислоты или натриевую соль оксикислоты 5,0-20,0, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 3,0-5,0, моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов или полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов жирных кислот или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе олефинов или тримеров пропилена со степенью оксиэтилирования 8-14 и оксиэтилированные моноалкилфенолы со степенью оксиэтилирования 2-4 в количестве 2,0-5,0 проц. мас. и воду до 100. 3 табл.

Универсальное средство для очистки твердой поверхности, содержащее гидроксид щелочного металла, карбонат натрия и поверхностно-активное вещество, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит натриевую соль фосфорной или оксикислоты, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и воду, в качестве поверхностно-активного вещества оно содержит моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов или полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов жирных кислот или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе олефинов или тримеров пропилена со степенью оксиэтилирования 8 14 и оксиэтилированные моноалкилфенолы со степенью оксиэтилирования 2 4 при следующем соотношении компонентов, мас.

Гидроксид натрия 10 12
Карбонат натрия 6 10
Натриевая соль фосфорной кислоты 5 10
или
Натриевая соль оксикислоты 5 20
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 3 5
Поверхностно-активное вещество 2 5
Вода До 100