JPH11514021A - 抗エッチング瓶洗浄溶液 - Google Patents

抗エッチング瓶洗浄溶液

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JPH11514021A JP9535785A JP53578597A JPH11514021A JP H11514021 A JPH11514021 A JP H11514021A JP 9535785 A JP9535785 A JP 9535785A JP 53578597 A JP53578597 A JP 53578597A JP H11514021 A JPH11514021 A JP H11514021A
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Abstract

(57)【要約】 燐化合物、エチレンジアミン四酢酸、またはニトリロ三酢酸を含有しない高苛性アルカリ組成物に、瓶を浸漬することによって、瓶洗浄機中おける瓶の化学エッチングが最少限にされる。浸漬組成物は、水中に溶解した水酸化ナトリウムを、ポリカルボン酸結晶生長阻害剤との組合せにおいて、含有する。浸漬溶液が、アルキルポリグルコシドのような非イオン界面活性剤、ならびにグルコネート、グルコヘプトネート、またはボロヘプトネートのようなキレート化剤をさらに含有するのが好ましい。浸漬溶液は、これもまた本発明の一部を構成する液体または粉末ビルダー入り洗浄剤組成物との組み合わせによって添加することができ、または、水酸化ナトリムを含有しない添加剤パッケージを添加することもできる。これらの組成物は、有効に瓶を清浄にし、結果として曇りおよび重量損失を生じるガラスの溶解を有意に減少させる。これは、瓶洗浄装置中に形成されるシリケートスケールの量も減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】 抗エッチング瓶洗浄溶液 発明の分野 本発明は、苛性アルカリ瓶洗浄溶液に関する。より詳細には、本発明は、それ によってガラスのエッチング現象が有意に減少されるボトル洗浄溶液に関する。発明の背景 ガラス瓶、特に、清涼飲料およびビールに使用されるガラス瓶は、再使用され ることが多い。これらを再使用するために、製造業者に返却されたときに、清浄 し、滅菌する必要がある。これは3または4区分を有する瓶洗浄装置を用いて行 われる。これらの瓶が、機械に導入され、洗浄工程の間、個々のホルダーまたは ポケットによって保持される。瓶は初めに、大きい粒子およびラベルを除去する ように設計された予備濯ぎ区分に運ばれる。この区分において、清浄工程からの 水および残留化学物質が、機械に瓶が導入されたときに、瓶に向かう。次に、高 温、通常約70℃またはそれ以上において、瓶が高苛性アルカリ溶液に浸漬され る清浄または浸漬区分に、瓶が運ばれる。7 〜15分後、瓶が、温かい濯ぎ液、次に最終の飲料水濯ぎ液に、運ばれる。次に 、最終濯ぎ水が、次の初期予備濯ぎに再使用される。 清浄または浸漬溶液は、高苛性アルカリ溶液である。通常、この溶液は、2〜 4%の水酸化ナトリウムを含有する。これは、瓶を清浄にし、主ラベルおよび容 器のネック部分のバンドラベルに含有される金属泊のような金属を溶解する働き をする。また、温度と接触時間との組合せにおいて、この高苛性アルカリ溶液は 、瓶を商業的滅菌にする。操作者の中には苛性アルカリのみで瓶を清浄にする者 もあるが、これは一般に許容されない。苛性アルカリのみでは有効な洗剤ではな く、濯ぎが必要でないものではない。さらに、それは、カルシウムおよびマグネ シウムイオンを、塩の形態で溶液から沈殿させる。生じる沈殿物は、瓶に斑点を 残し、粘着性スケールとして装置に堆積しうる。そのようなスケールは、瓶洗浄 機の効率を低下させ、熱移動を妨げることによってエネルギー消費を増加させる 。 濯ぎ性能および洗浄力を向上させるために、一般に界面活性剤が浸漬溶液に添 加される。界面活性剤は多くの役割を果たす。苛性アルカリが湿潤するのを助け 、汚れに浸透し、汚れの分散 を補助する。界面活性剤はまた、汚れが清浄瓶に再付着するのを防止し、発泡を 制御し、全体的な清浄化を高める。 カルシウムおよびマグネシウムの沈殿を防止するために、化学物質の組合せが 使用される。陽イオンに結合して、それらが他の洗浄剤成分と反応し、溶液から 沈殿するのを防止するキレート化剤(chelant)が使用される。典型的な キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、錯ホスフェート( complex phosphates)およびそれらのアルカリ金属塩、なら びにグルコン酸のアルカリ金属塩を包含する。 金属イオン封鎖剤も、硬質沈殿を防止するために使用される。主な金属イオン 封鎖剤は、オルトホスフェートおよびホスホネートである。結晶生長阻害剤の使 用によっても、スケールが制御される。これらは、ポリアクリル酸、ポリメタク リル酸、ポリマレイン酸、およびそれらのコポリマーのようなポリカルボン酸で ある。これらは、限界阻害剤としても作用し、全工程において非常に重要な役割 を果たす。残留ポリカルボン酸が、温かい濯ぎ液から戻され、予備濯ぎ液に運ば れる。従って、それは、予備濯ぎ区分におけるスケール形成、ならびに濯ぎ区分 に おけるスケール形成および斑点発生を防止する。 苛性アルカリ瓶洗浄工程は、ガラスに対して化学的に攻撃性である。苛性度の レベルは、通常の瓶洗浄温度において、その間にガラスマトリックスを部分的に 溶解するのに充分である。次に、ガラス表面の掻き傷が、苛性アルカリが攻撃す る表面積を増加させ、それがまたガラスの溶解を増加させる。これによって掻き 傷がさらに大きく見え、その結果、瓶が外観上望ましくないものになる。最終的 に、ガラスの外観が消費者にとって許容されないものとなり、それの有効寿命に 達する前に廃棄しなければならない。瓶の外観を維持し、その結果より多くの回 数の使用が可能になり、瓶のコストに対してより多くの価値が得れらるようにす ることが、瓶洗浄における重要な目的である。 さらに、ガラスが溶解するときに、シリカが放出され、それが洗浄溶液中の他 の物質との錯体生成に使用されて、シリケートを形成する。除去するのが非常に 困難なシリケートスケールとして、シリケートが装置に付着する。実際、一般に これを表面から物理的に削り落とす必要がある。そうするために、瓶洗浄機を止 めて空にする必要があり、生産性を低下させることになる。 結局は、ガラス中に存在する何らかの不純物が洗浄溶液に溶解し、最終的には 洗浄液を捨てなければならないので、ガラスの溶解は望ましくない。このことは 環境問題を生じる場合があり、および、これらの物質が濯ぎによって瓶から除去 されない場合は、品質上の問題が発生する。 瓶洗浄溶液中におけるガラスのエッチングまたは溶解を、最少限にする試みが なされている。一般に、これらの試みは、亜鉛、アルミニウム、またはベリリウ ムのような金属イオンを、溶液に添加することを含む。この問題を解決しようと するこれまでの試みが、例えば、米国特許第2419805号、米国特許第24 47297号、米国特許第2425907号、および英国特許第1443570 号に開示されている。金属イオンを洗浄溶液に添加することは、この問題を解決 するのに許容される方法ではない。この方法は、亜鉛およびベリリウムのような 重金属の場合、環境的観点から望ましいものではなく、および、それらが瓶から 完全に濯ぎによって除去されない場合には健康上の危険を生じうるので望ましく ない。アルミニウムを添加することも、それが洗浄機中のスケールの一因となる ので許容されない。発明の要旨 本発明は、金属イオンを添加せずに、シリカの溶解を有意に減少させる苛性ア ルカリ瓶洗浄溶液が形成されることを前提とする。より詳細には、本発明は、シ リカの溶解を阻止する高苛性アルカリ瓶洗浄溶液を、結晶生長阻害剤との組合せ において、およびガラスのエッチングを促進することが既知のいくつかの化合物 を実質的に含まずに、水酸化ナトリウムから形成しうることを前提とする。これ らのエッチング促進化合物は、ガラス洗浄組成物に一般に使用されるある種のキ レート化剤および金属封鎖剤、特にエチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、 ならびにホスフェートおよび高濃度のホスホネートを包含する燐化合物を包含す る。苛性アルカリおよび結晶生長阻害剤を含有するが、EDTA、NTA、ホス フェート、および高濃度ホスホネートを含有しない浸漬溶液を提供することによ って、ガラスの苛性アルカリエッチングを促進しない高有効性のガラス洗浄溶液 が得られる。 本発明はさらに、ガラスのエッチングを阻害する界面活性剤およびある種のキ レート化剤を含有することができる。界面活性剤は特に、アルキルポリグリコシ ドのような非ホスフェート 化非イオン界面活性剤を包含する。好適なキレート化剤は、グルコン酸およびそ の塩、ならびにアルカリ金属グルコヘプトネートおよびアルカリ金属ボロヘプト ネートを包含する。 このような化学を使用することによって、ガラスのエッチングを最少限にする 有効な瓶洗浄溶液を提供することができる。これによって、瓶の有効寿命が延長 され、瓶洗浄装置におけるシリケート形成が最少限にされる。追加的な利点は、 これら全てのエッチング阻害物質が洗浄工程に貢献することである。本発明の目 的および利点が、下記の詳細な説明によってさらに理解される。発明の詳細な説明 本発明は、瓶洗浄組成物、瓶洗浄溶液、および瓶洗浄方法を包含する。瓶洗浄 溶液は、瓶洗浄機中に実際に存在する苛性アルカリ溶液を意味する。瓶洗浄溶液 は、瓶洗浄組成物と水とを組み合わせることによって形成される。 瓶洗浄装置は一般に、瓶洗浄組成物、即ち水酸化ナトリウムおよび他の化学物 質が添加されて瓶洗浄溶液を形成する所定容量の水を有する。形成される瓶洗浄 溶液は通常、1〜7.5重量%、好ましくは1〜4重量%の苛性アルカリを含有 する。水 酸化カリウムを使用することができるが、水酸化ナトリウムは、その高いアルカ リ度および一般に低コストであるため、より好ましい。 水酸化ナトリウム以外に、瓶洗浄溶液は結晶生長阻害剤を含有する。これは、 スケール形成を防止し、瓶洗浄溶液の濯ぎを容易にする働きをする。これは浸漬 タンクからの溶液のキャリーオーバーにより温濯ぎ区分中に限界阻害を与え、さ らに、温濯ぎ区分からの水が、予備濯ぎに再度振り向けられるので、洗浄装置の 予備濯ぎ区分中にも限界阻害を与えるという追加的な利点を有する。 結晶生長阻害剤は、低分子量ポリカルボン酸またはその塩である。ポリカルボ ン酸は、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびポリマレイン酸、ならびに それらのコポリマーを包含する。通常、これらのポリマーの平均分子量は、約1 000〜約100,000である。分子量の決定要因は主に、浸漬溶液中におけ るポリマーの溶解能力である。 通常、25〜2000ppm、好ましくは50〜1000ppmのポリマーが 浸漬溶液に存在する。好ましい結晶生長阻害剤は、約40,000の平均分子量 を有するアクリル酸とマ レイン酸とのコポリマー塩であるAcusol 505Nを包含する。これは、 Rohm & Haasによって、35%固体溶液として市販されている。第二 の好ましい結晶生長阻害剤は、約70,000の平均分子量を有し、Rohm & Haasによって40%固体溶液として市販されているアクリル酸とマレイ ン酸のコポリマーのナトリウム塩であるAccusol479Nである。第三の 好ましいポリカルボン酸は、平均分子量3000を有するポリアクリル酸(ナト リウム陰イオン性ターポリマー)である、Alcoによって43%固体溶液とし て市販されているAlcosperse 408である。前記物質の乾燥品も、 乾燥品が重量ベースにおいてより活性であるという事実を考慮して濃度を調節す ることによって、粉末製剤に使用することができる。 浸漬溶液はさらに、エッチングを促進しない界面活性剤を、汚れの分散を向上 させるのに有効な量において、含有する。非エッチング界面活性剤は、非イオン 界面活性剤、特に、ポリアルキルグルコシドを包含する。これらは実際に、活性 アルカリエッチングを阻害する。好ましくは、洗浄溶液が100〜2500pp m、好ましくは200〜2000ppmのポリアルキルグ ルコシド(活性成分)を含有する。1つの好ましいポリアルキルグルコシドは、 50%活性体溶液であるGlucopon425 CSである。ホスフェート含 有界面活性剤は、エッチングを促進させる傾向があるので、使用すべきでない。 浸漬溶液は、溶液安定性を促進するために、種々の陰イオンおよび両性界面活 性剤を含有してもよい。典型的な陰イオンおよび両性界面活性剤は、ラウリルス ルフェート、ナトリウムキシレンスルホネート、トルエンスルホン酸およびその 塩、スルホ琥珀酸塩、脂肪酸およびその塩、ならびにイミダゾリンを包含する。 これらは、ヒドロトロープとして使用され、液体溶液中に0〜20重量%の濃度 で存在することができる。 さらに、浸漬溶液は、キレート化剤を含有するのが好ましい。キレート化剤が 、エチレンジアミン四酢酸またはニトリロ三酢酸でないことが非常に重要である 。瓶洗浄溶液中に一般に使用されるこれらの物質は両方とも、ガラスエッチング を促進する。キレート化剤は、グルコン酸またはその水溶性の塩、アルカリ金属 グルコヘプトネート、またはアルカリ金属ボロヘプトネートであるのが好ましい 。約250〜2000ppmのキレート化剤が浸漬溶液に存在し、約1000p pmで存在するのが好 ましい。 前記のように、浸漬溶液は、瓶洗浄溶液に一般に使用されるある種の化学物質 を実質的に含有すべきでない。これらは、エッチングをさらに促進させる化学物 質である。特に、本発明は、金属イオン封鎖剤、充填剤、または他の組成物のよ うなホスフェート含有物質も含有すべきでない。さらに、ホスホネートの濃度は 、2000ppm未満でなければならない。ホスホネートは、5〜約1000p pmの濃度において、エッチングを有効に阻止する。ホスホネートは緩やかなp Hによって、濯ぎ区分中でより高い濃度において許容される。 表1に記載の濃度またはそれ以上の濃度が、苛性アルカリ攻撃を促進する濃度 として示されている。これは1つの成分に対してである。そのような組成物の組 合せが存在する場合には、より低い濃度がエッチングを引き起こす。これらの組 成物の非検出量が、洗浄溶液中に存在するのが好ましい。 浸漬溶液は、個々の成分を別々に瓶洗浄機中の水に加えることによって、また は全ての成分を所望の割合で合わせて水に加えることによって、形成することが できる。瓶洗浄組成物が、NaOHを含有してもよく、またはNaOHを購入し て別に加えてもよい。さらに、瓶洗浄組成物を、液体または粉末として製剤化し てもよい。 水酸化ナトリウムを組み込んでいるオールインワンタイプ粉末配合物は、0. 1%〜約5%の結晶生長阻害剤、任意成分の0〜10%、好ましくは少なくとも 2%のキレート化剤、0〜10%、好ましくは少なくとも0.1%の非イオン界 面活性剤、および0〜10重量%の充填剤との組合せにおいて、少なくとも60 %、好ましくは80%の水酸化ナトリウムを含有する。この場合の充填剤は、硫 酸塩、炭酸塩、重炭酸塩のような組成物であってもよい。前記のように、組成物 は、NTA、EDTA、またはどのようなホスフェートも含有しない。浸漬溶液 中におけるこの組成物の推奨使用濃度は、約2.5%〜5% w/vである。好 ましい配合が表2に示されている。 オールインワン液体組成物は、少なくとも約30%の水酸化ナトリウム50% 溶液(好ましくは80%の50%溶液)を、0.1%〜約5%の結晶生長阻害剤 、0〜約10%、好ましくは少なくとも1%のキレート化剤、および0〜約10 %、好ましくは少なくとも0.1%の非イオン界面活性剤と共に含有する。それ らを単にブレンドして、安定な液体溶液、エマルジョン、または分散液を形成す る。これもまた、NTA、EDTA、または燐酸塩を含有しない。この組成物は 、2〜10% V/Vの濃度で使用される。典型的な配合を表3に示す。 使用に際して、これらは、瓶洗浄装置の浸漬区分中の新鮮水に単に添加される か、または瓶洗浄装置の浸漬区分に補充水(make−up water)とし て添加されるか、または濃度ブローブが所望濃度を維持するために追加の苛性ア ルカリの必要性を指示したときに添加される。次に、瓶洗浄機がそれの通常の方 法で操作され、一般に、瓶を苛性アルカリ溶液に60〜80℃において7〜15 分間浸漬する。 オールインワン組成物の他に、瓶洗浄機の操作者は、苛性アルカリを別に添加 し、水処理および洗浄剤系をパッケージとして添加することが多い。従って、苛 性アルカリを含まない添加剤の液体溶液は、約0〜20%のキレート化剤、好ま しくはグルコン酸またはその塩、0〜10%の非イオン界面活性剤、お よび少なくとも約1〜10%の結晶生長阻害剤を含有するのが好ましい。これが 、少なくとも約20%のグルコン酸ナトリウム、少なくとも約4%の非イオン界 面活性剤、および少なくとも約5%のアクリレート(全て重量ベース)を含有す るのが好ましい。液体添加剤の典型的な配合が、表4に示されている。配合物1 2〜14は苛性アルカリを含有せず、エッチングを阻害するようにのみ設計され ており、一方、配合物6〜11は、完全な浸漬配合物である。 粉末添加剤組成物(即ち、苛性アルカリを含まない)は、基本的に同じ成分、 即ち、0〜20%キレート化剤、0〜20%非イオン界面活性剤、0〜10%結 晶生長阻害剤を含有する。これらの組成物が配合され、それらのガラスにおける 効果を評価するために試験された。また、典型的な配合が、表5に示される。 配合物1〜5に記載の配合物を試験するために、これらを、下記表6に記載さ れている濃度において水と合わせた。濃度は、水浴中3%水酸化ナトリウムにな るように決められた。添加剤(6〜17)に関しては、瓶洗浄添加剤に使用され る好ましい 典型的レベルである0.1%の典型的添加濃度が、使用された。添加剤は、水酸 化ナトリウムの3%溶液中で試験された。 これらの溶液を試験するために、実験用顕微鏡スライドを溶液中に配置し、7 1℃において72時間維持した。これらの各配合物において、スライドは、苛性 アルカリ攻撃の典型である曇りを有さない無色透明を維持した。添加剤を用いず に3%NaOHで処理したスライドは、ひどい白色曇り、および増加した重量損 失を示した。 これらの配合物は、ガラスのエッチングを促進せず、さらには事実上、水酸化 ナトリウムによるガラスのエッチングを阻害 する働きをする。このことは、シリケートスケールを減少させ、瓶の外観を維持 し、ガラスの溶解を減少させる。この結果、瓶の強度および保全性が維持される 。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年3月12日 【補正内容】 請求の範囲 1. 1%〜7.5%の水酸化ナトリウム、および少なくとも25ppmのポリ カルボン酸結晶生長阻害剤を含有する溶液に、瓶を浸漬することを含んで成る瓶 洗浄方法であって、該溶液が、100ppm未満のホスフェート化合物、100 ppm未満のEDTAまたはNTA、および2000ppm末満のホスホネート 組成物を含有し、該溶液がさらに、グルコネート、グルコヘプトネート、ボロヘ プトネートから成る群から選択されるキレート化剤250ppm〜2000pp mを含有することを特徴とする方法。 2. 該溶液が、100〜2500ppmのアルキルポリグルコシドをさらに含 有する請求項1に記載の方法。 3. ホスフェート、エチレンジアミン四酢酸、およびニトリロ三酢酸を実質的 に含有しない瓶洗浄粉末組成物であって、少なくとも60%の水酸化ナトリウム 、少なくとも0.1%のカルボン酸結晶生長阻害剤、およびグルコネート、グル コヘプトネート、およびボロヘプトネートから成る群から選択されるキレート化 剤2〜10%を含有する組成物。 4. 0.1%〜10%の非イオン界面活性剤をさらに含有する請求項3に記載 の組成物。 5. 該非イオン界面活性剤が、アルキルポリグルコシドである請求項4に記載 の組成物。 6. 30%〜50%の水酸化ナトリウム、および0.1%〜5%のポリカルホ ン酸結晶生長阻害剤を含んで成る瓶洗浄液体組成物であって、ホスフェート、エ チレンジアミン四酢酸、およびニトリロ三酢酸を実質的に含有せず、グルコネー ト、グルコヘプトネート、およびボロヘプトネートから成る群から選択されるキ レート化剤1%〜10%をさらに含んで成る組成物。 7. 0.1%〜10%の非イオン界面活性剤をさらに含有する請求項6に記載 の組成物。 8. 該非イオン界面活性剤が、アルキルポリグルコシドである請求項7に記載 の組成物。 9. 有効量のポリカルボン酸結晶生長阻害剤を、グルコネート、グルコヘプト ネート、およびボロヘプトネートから成る群から選択されるキレート化剤と組合 せて含む瓶洗浄組成物のための添加剤であって、ホスフェート含有化合物、ED TAおよびNTAを実質的に含有しない添加剤。 10. 有効濃度の非イオン界面活性剤をさらに含んで成る請求項9に記載の添 加剤。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 約1%〜約7.5%の水酸化ナトリウム、および少なくとも約25ppm のポリカルボン酸結晶生長阻害剤を含有する溶液に、瓶を浸漬することを含んで 成る瓶洗浄方法であって、該溶液が、100ppm未満のホスフェート化合物、 100ppm未満のEDTAまたはNTA、および2000ppm末満のホスホ ネート組成物を含有することを特徴とする方法。 2. 該溶液が更に、グルコネート、グルコヘプトネート、ボロヘプトネートか ら成る群から選択されるキレート化剤を少なくとも約250ppm含有する請求 項1に記載の方法。 3. 該溶液が、約100〜約2500ppmのアルキルポリグルコシドをさら に含有する請求項2に記載の方法。 4. ホスフェート、エチレンジアミン四酢酸、およびニトリロ三酢酸を実質的 に含有しない瓶洗浄粉末組成物であって、少なくとも約60%の水酸化ナトリウ ムおよび少なくとも約0.1%のカルボン酸結晶生長阻害剤を含有する組成物。 5. グルコネート、グルコヘプトネート、およびボロヘプトネートから成る群 から選択されるキレート化剤約2〜約10% をさらに含んで成る請求項4に記載の組成物。 6. 該組成物が、約0.1%〜約10%の非イオン界面活性剤をさらに含有す る請求項5に記載の組成物。 7. 該非イオン界面活性剤が、アルキルポリグルコシドである請求項6に記載 の組成物。 8. 約30%〜約50%の水酸化ナトリウム、および約0.1%〜約5%のポ リカルボン酸結晶生長阻害剤を含んで成る瓶洗浄液体組成物であって、ホスフェ ート、エチレンジアミン四酢酸、およびニトリロ三酢酸を実質的に含有しない組 成物。 9. グルコネート、グルコヘプトネート、およびボロヘプトネートから成る群 から選択されるキレート化剤約1%〜約10%をさらに含んで成る請求項8に記 載の瓶洗浄液体組成物。 10. 約0.1%〜約10%の非イオン界面活性剤をさらに含有する請求項8 に記載の組成物。 11. 該非イオン界面活性剤が、アルキルポリグルコシドである請求項10に 記載の組成物。 12. 有効量のポリカルボン酸結晶生長阻害剤を、グルコネート、グルコヘプ トネート、およびボロヘプトネートから成る群から選択されるキレート化剤と組 合せて含む瓶洗浄組成物の ための添加剤であって、ホスフェート含有化合物、EDTAおよびNTAを実質 的に含有しない添加剤。 13. 有効濃度のポリカルボン酸結晶生長阻害剤を、有効濃度の非イオン界面 活性剤と組合せて含む瓶洗浄溶液のための添加剤であって、ホスフェート化合物 、EDTAおよびNTAを実質的に含有しない添加剤。 14. 該非イオン界面活性剤が、アルキルポリグルコシドである請求項13に 記載の添加剤。 15. グルコネート、グルコヘプトネート、およびボロヘプトネートから成る 群から選択されるキレート化剤をさらに含んで成る請求項13に記載の添加剤。
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