使用油或水包油乳液潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移板的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月11日提交的標(biāo)題為"Lubrication of Transfer Plates Using Oil in Water Emulsions" 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列 No. 61/776, 049 的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及轉(zhuǎn)移板潤(rùn)滑劑，和將在靜態(tài)元件上的裝填有液體產(chǎn)品的未 密閉容器從裝填器運(yùn)輸?shù)绞┘由w板到容器上的裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在大多數(shù)運(yùn)輸步驟過程中，在商業(yè)容器的裝填或包裝操作中，密閉容器并駐留在 移動(dòng)傳送帶或鏈上。一個(gè)例外是轉(zhuǎn)移板，其中敞開的容器在靜止板上從它們由其裝填的位 置移動(dòng)到它們?cè)谄渲忻荛]的位置。這一轉(zhuǎn)移板具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槿萜魇浅ㄩ_的，且易于溢出 其內(nèi)容物。若它們溢出太多，則當(dāng)檢查時(shí)，它們會(huì)被拒絕。此外，若包裝沒有合適地對(duì)準(zhǔn)進(jìn) 入到密封器內(nèi)，則密閉可能差或者整個(gè)機(jī)器可能堵塞。這些擔(dān)心因敞開的容器非常快速地 移動(dòng)這一事實(shí)而復(fù)雜化。針對(duì)這一【背景技術(shù)】，作出了本發(fā)明的公開內(nèi)容。
[0005] 發(fā)明概述
[0006] 令人驚奇地，已發(fā)現(xiàn)，可使用包括油或水包油乳液的基本上含水潤(rùn)滑劑組合物，潤(rùn) 滑轉(zhuǎn)移板。特別地，已發(fā)現(xiàn)，存在分散的水不溶性化合物大大地降低了用于充分潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移板 通常要求的表面活性劑的量。進(jìn)一步令人驚奇的是，油加上乳化性表面活性劑一起的總濃 度可以顯著小于不含水不溶性油的常規(guī)容器轉(zhuǎn)移潤(rùn)滑所要求的表面活性劑的濃度。
[0007] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明的公開內(nèi)容提供沿著容器轉(zhuǎn)移板潤(rùn)滑敞開容器的通路的方 法，該方法包括提供包括油的含水分散體的潤(rùn)滑液體層。
[0008] 附圖簡(jiǎn)述
[0009] 圖1示出了罐轉(zhuǎn)移板的示意圖。
[0010] 詳細(xì)說明
[0011] 在商業(yè)容器裝填或包裝操作中，諸如飲料容器之類的容器被裝填并從裝填點(diǎn)運(yùn)輸 到裝填線上的其他站以供隨后的加工步驟，例如密閉，漂洗，溫?zé)峄蚶鋮s，貼標(biāo)簽和包裝。在 大多數(shù)運(yùn)輸步驟過程中，密閉容器，且容器沿著傳送帶表面移動(dòng)。當(dāng)容器通過移動(dòng)傳送帶或 鏈運(yùn)輸時(shí)，可使用傳送帶潤(rùn)滑劑來(lái)降低容器和傳送帶表面之間的摩擦系數(shù)，從而有助于在 容器和傳送帶之間平移速度（即，滑動(dòng)）的差別，所述差別來(lái)自于容器的加速（其中包括速 度的增加或降低或者方向上的變化）或者來(lái)自于位于下方移動(dòng)的傳送帶上的容器的停止。 一般地，通過移動(dòng)傳送帶或鏈運(yùn)輸?shù)娜萜鞅幻荛]，和容器相對(duì)于移動(dòng)傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相 對(duì)低（小于約40英尺/分鐘相對(duì)運(yùn)動(dòng)）或甚至接近于零。在移動(dòng)的傳送帶或鏈上運(yùn)輸?shù)?情況下，容器的加速度（例如加速、減速或方向變化）直接來(lái)自于容器和傳送帶之間的牽引 力。在這一情況下，在沒有降低摩擦系數(shù)到最小量的情況下，潤(rùn)滑劑控制了摩擦系數(shù)，否則 在重力影響下，容器將簡(jiǎn)單地不會(huì)移動(dòng)或者不可接受地往回或者橫向移動(dòng)或者與其他容器 或設(shè)備接觸。例舉的潤(rùn)滑劑包括濕和干的潤(rùn)滑劑。
[0012] 當(dāng)已裝填的未密閉的容器從它們被裝填的位置移動(dòng)到它們被密閉的位置時(shí)，出現(xiàn) 了在運(yùn)輸容器中比較困難的步驟之一。
[0013] 在運(yùn)輸敞開的飲料容器情況下，產(chǎn)品的溢出必須最小化，以便提供合適的液體體 積以供銷售。此外，被運(yùn)輸?shù)某ㄩ_容器必須平穩(wěn)地移動(dòng)而沒有過大的晃動(dòng)或橫向移動(dòng)，因?yàn)?在與密閉裝置相互作用的點(diǎn)處敞開容器的錯(cuò)位將導(dǎo)致機(jī)器堵塞和損壞。由于搬運(yùn)中的敞開 容器從裝填器到密閉裝置以單一的縱列移動(dòng)，因此，正向平移速度可達(dá)到250英尺/分鐘的 速度，或者甚至610英尺/分鐘或更高或大致2200個(gè)罐/分鐘。由于容器在靜止板上移動(dòng)， 因此用于潤(rùn)滑的要求特別地苛刻，且重要的是實(shí)現(xiàn)并維持最小可能的摩擦系數(shù)。
[0014] 由于容器相對(duì)于靜止板非常高的相對(duì)運(yùn)動(dòng)且要求非常低的摩擦系數(shù)，因此，在裝 填器和密閉裝置之間潤(rùn)滑靜止轉(zhuǎn)移板的方法不同于潤(rùn)滑移動(dòng)傳送帶所使用的方法。特別 地，通過維持板表面被含水潤(rùn)滑劑組合物淹沒（flooded)來(lái)提供轉(zhuǎn)移板的潤(rùn)滑。淹沒是指 板基本上被含水潤(rùn)滑劑組合物的膠漿（puddle)浸沒且覆蓋率為約0. 05-約0. 2mL/cm2 (約 0. 5-2_深）。可通過從轉(zhuǎn)移板中心內(nèi)的孔向上栗送潤(rùn)滑劑組合物來(lái)實(shí)現(xiàn)板的連續(xù)淹沒。 這示于圖1中，圖1 一般地示出了罐10移動(dòng)通過轉(zhuǎn)移板12。潤(rùn)滑劑源（未示出）連接到 潤(rùn)滑劑供應(yīng)線14上。潤(rùn)滑劑供應(yīng)線14與轉(zhuǎn)移板12的底部上的一個(gè)或多個(gè)噴嘴或鼓泡器 16流體連通。在操作過程中，潤(rùn)滑劑從潤(rùn)滑劑源流動(dòng)經(jīng)過潤(rùn)滑劑供應(yīng)線14到達(dá)一個(gè)或多 個(gè)噴嘴或鼓泡器16并離開轉(zhuǎn)移板12的底部，以給移動(dòng)通過靜止轉(zhuǎn)移板12的罐10提供潤(rùn) 滑。噴嘴或鼓泡器可以與轉(zhuǎn)移板一起沖洗，以便罐可以在它們之上通過，或者可定位它們到 轉(zhuǎn)移板的一側(cè)上，以便罐可繞過它們。
[0015] 與位于移動(dòng)傳送帶或鏈上的容器的情形不同，并不容易地可測(cè)量移動(dòng)容器和靜止 板之間的摩擦系數(shù)，因?yàn)榈貌坏綔y(cè)量在傳動(dòng)鏈的釘齒和容器之間力的方法，所述力起到克 服容器與板之間的摩擦移動(dòng)容器的作用。為了在靜止板上運(yùn)輸，當(dāng)不存在震顫、抖動(dòng)和旋轉(zhuǎn) 容器時(shí)，觀察到有效的潤(rùn)滑。也可通過飲料的溢出量來(lái)測(cè)量潤(rùn)滑的有效性。使用裝填高度 檢測(cè)儀裝置，溢出的飲料量的方便和可容易獲得的數(shù)值與從密閉裝置下游的傳送帶中拒絕 的密閉容器成比例。
[0016] 對(duì)于有效的轉(zhuǎn)移板操作來(lái)說，認(rèn)為要求充足的液體潤(rùn)滑劑覆蓋深度，以便允許已 裝填的未密閉容器"水面滑行（hydroplane) "或掠過液體潤(rùn)滑劑層的表面，使得基本上防止 了在容器和靜止板之間的實(shí)際接觸。
[0017] 因此，有效的轉(zhuǎn)移板潤(rùn)滑可以被視為水動(dòng)力潤(rùn)滑。純粹的水動(dòng)力潤(rùn)滑取決于液體 (水_)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)（_動(dòng)力）的存在，液體的粘稠性能，和流體的會(huì)聚楔在其內(nèi)產(chǎn)生的滑動(dòng)表 面之間的表面的幾何形狀。由于容器底部的幾何形狀可以顯著偏離平坦或平面，因此并不 總是可能維持容器和板之間流體的會(huì)聚楔。結(jié)果，容器并不總是可能保持與轉(zhuǎn)移板完全物 理分離。容器輕微的搖擺或振動(dòng)被預(yù)期為在與靜止板直接接觸的容器底部上驅(qū)動(dòng)相對(duì)非平 面的幾何形狀特征，從而增加振動(dòng)和搖擺，這將進(jìn)一步增加自增強(qiáng)漩渦內(nèi)的接觸。
[0018] 在靜止的容器轉(zhuǎn)移板上的潤(rùn)滑劑層內(nèi)存在表面活性化合物可改進(jìn)轉(zhuǎn)移，最小化搖 擺、震顫、溢出和機(jī)器堵塞事故。盡管不希望束縛于理論，但認(rèn)為，在會(huì)聚的水動(dòng)力流體層和 接觸故障的情況下，在靜止板的潤(rùn)滑中表面活性化合物的作用是最小化容器和板之間的相 互作用。
[0019] 由于要求大體積的液體流動(dòng)以維持板的淹沒狀況，因此要求高濃度的潤(rùn)滑劑化合 物，通常超過約1500ppm潤(rùn)滑劑，例如Klenz Glide 20 ( -種商購(gòu)于Ecolab Inc.的油酸潤(rùn) 滑劑）或Lubodrive RX (-種商購(gòu)于Ecolab Inc.的表面活性劑潤(rùn)滑劑）。大體積的流動(dòng) 和高的潤(rùn)滑劑濃度的組合導(dǎo)致過度浪費(fèi)，成本和環(huán)境影響。此外，可因水硬度或溢出的飲料 引起的失活，導(dǎo)致降低潤(rùn)滑劑化合物的有效性。在因水硬度導(dǎo)致的失活情況下，可要求軟化 制備潤(rùn)滑劑操作溶液所使用的水，使用環(huán)境不友好的多價(jià)螯合劑，或這二者。通常通過與溢 出飲料的相互作用引起的失活的唯一解決方案是增加表面活性化合物的濃度，以允許一些 犧牲性損失，這意味著更多的潤(rùn)滑劑和進(jìn)一步糟糕的浪費(fèi)和環(huán)境影響。
[0020] 組合物
[0021] 本發(fā)明的公開內(nèi)容一般地涉及使用含懸浮或乳化油的基本上含水的潤(rùn)滑劑組合 物來(lái)潤(rùn)滑靜止轉(zhuǎn)移板的方法。油是指與水不混溶的化合物或化合物的混合物，它們?cè)?5°C 下在水中不可溶，且當(dāng)與水混合時(shí)，得到第二分離的液相或者形成分散膠體（第二互不混 溶相的膠狀體），這會(huì)引起組合物顯示出丁達(dá)爾效應(yīng)，半透明或不透明。油也可包括基本上 在水中不混溶或者不可溶的材料，從而提供小于約1000 ppm的溶解度。
[0022] 所公開的組合物提供潤(rùn)滑劑膜或含油的懸浮的細(xì)亞微米尺寸的分散膠體的膠漿， 這會(huì)降低容器和靜止轉(zhuǎn)移板之間的摩擦系數(shù)，從而最小化震顫，旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)品溢出。該潤(rùn)滑劑 組合物可優(yōu)選通過噴灑它而施加到靜止轉(zhuǎn)移板上，或者它可作為連續(xù)物流，例如通過向上 栗送穿過在靜止板的接觸容器的頂表面上的垂直定位的孔隙而施加（如圖1所示）。
[0023] 油可以是天然或合成的。"天然"是指從天然來(lái)源中萃取、純化或衍生且沒有化學(xué) 改變或反應(yīng)或者制備或斷裂共價(jià)鍵的水不溶性油化合物。
[0024] 在一些實(shí)施方案中，油是水不溶性油，它可作為乳液摻入到潤(rùn)滑劑內(nèi)。因此，在一 些實(shí)施方案中，所公開的組合物包含任選的乳化劑。所公開的組合物也可包括其他額外的 功能材料。
[0025] 所公開的組合物可以濃縮物或者以備用產(chǎn)品形式提供。所述"濃縮物"是指被稀 釋形成備用產(chǎn)品的產(chǎn)品。"備用產(chǎn)品"是指施加到轉(zhuǎn)移板上的產(chǎn)品。由于施加到轉(zhuǎn)移板上的 潤(rùn)滑劑組合物大多數(shù)是水，因此有益的可以是提供濃縮物形式的潤(rùn)滑劑組合物，在施加到 轉(zhuǎn)移板上之前，將其稀釋。
[0026] 油
[0027] 所公開的組合物包含油。例舉的油類（也稱為潤(rùn)滑劑）可以是有機(jī)硅-基或親 脂-基的。有用的油可以是兩種或更多種不同化合物的混合物。優(yōu)選的油類（不管是單一 的化合物還是化合物的混合物）在〇°C以上的溫度下為液體。
[0028] 有機(jī)硅-基潤(rùn)滑劑
[0029] 例舉的有機(jī)硅-基潤(rùn)滑劑是有機(jī)硅乳液。使用優(yōu)選的乳化劑制備的合適的有機(jī)硅 乳液包括E2175高粘度聚二甲基硅氧烷（商購(gòu)自Lambent Techno