DE60215321T2

DE60215321T2 - Verfahren zum entfernen von haftendem organischem material

Info

Publication number: DE60215321T2
Application number: DE60215321T
Authority: DE
Inventors: Riley Jennifer Belows Creek MAYHALL; D. Eddie Woodbury SOWLE; Allen Charles Cottage Grove HODGE
Original assignee: Kay Chemical Co
Current assignee: Kay Chemical Co
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: AU2002256042A1; CA2443308C; EP1373448B1; EP1373448A2; ATE342329T1; WO2002081609B1; CA2443308A1; US20030022803A1; DE60215321D1; WO2002081609A3; WO2002081609A2; US6664220B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Entfernen von anhaftendem organischen Material von festen Substraten und insbesondere auf das Entfernen von carbonisiertem organischen Material von den Oberflächen von Kochgeschirr.
Hintergrund der Erfindung
Die Zubereitung vieler gebackener und gebratener Nahrungsmittel erzeugt einen Rückstand auf der Oberfläche des Kochgeschirrs, der primär aus anhaftendem organischen Material besteht. Ein solches Material kann ein anhaftendes viskoses oder festes organisches Material, ein karamellisiertes organisches Material oder ein carbonisiertes organisches Material sein. Das Entfernen solcher Materialien erfolgt herkömmlich durch Abreiben oder Verwendung von chemisch aggressiven Substanzen wie Lösungsmitteln oder ätzenden Materialien, die durch Hitze aktiviert werden.
Das Entfernen solcher Materialien durch Abreiben ist arbeitsintensiv und kann die Oberfläche des zu reinigenden Materials beeinträchtigen. Obwohl das chemische Entfernen von anhaftendem organischen Material von der Oberfläche von Kochgeschirr mit einer Anzahl von konventionellen Chemikalien erfolgen kann, ist es im Allgemeinen schwierig, mit diesen Materialien zu arbeiten, da sie eine Haut- oder Augenreizung verursachen, dabei ein Erwärmen der zu reinigenden Oberfläche notwendig ist, oder sie gegenüber bestimmten Kochgeschirren, insbesondere aus Aluminium, korrodierend wirken. Somit besteht die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Material bereitzustellen, das anhaftendes organisches Material von der Oberfläche fester Substrate wie etwa Kochgeschirr entfernt, das keine Wärme benötigt, das nicht toxisch ist und keine reizenden Dämpfe erzeugt, das nicht die Haut reizt und Aluminium-Kochgeschirr nicht korrodiert und leicht von der gereinigten Oberfläche mit Wasser abgespült wird.
EP-A-0 379 093 beschreibt eine Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen. Diese Reinigungszusammensetzung wird verwendet, um organische Salze enthaltendes angebranntes Fett von harten Küchenoberflächen zu entfernen. Die Zusammensetzung weist keine oder minimale Korrosionseffekte hinsichtlich Aluminium und Edelstahl auf. Die Zusammensetzung umfasst Alkalimetallsilicate, Alkanolamine, ein organisches anionisches Tensid und ein organisches Lösungsmittel.
EP-A-0 227 195 beschreibt einen verbesserten flüssigen Reiniger, der ein Tensid, eine Diol-Verbindung und einen waschaktiven Builder umfasst. Die Literaturstelle lehrt weiterhin, dass Diole höherer Molmasse, die in flüssige Reiniger eingebracht werden, die Reinigungsleistung wesentlich verbessern können.
US 4 528 039 beschreibt eine alkalische Reinigungszusammensetzung, die Aluminiumoberflächen nicht korrodiert. Die Zusammensetzung enthält eine Mischung eines Alkalimetallsilicats und eines Salzes, das aus der Gruppe von Carbonat- oder Orthophosphatsalzen ausgewählt ist.
WO 97/04069 beschreibt einen konzentrierten wässrigen Entfettungsreiniger, der ein Glycolether-Lösungsmittelsystem in Kombination mit einer hohen Konzentration eines in Wasser dispergierten Tensidsystems einschließt. Das Produkt weist einen geringen Alkaligehalt auf und wirkt nicht korrodierend.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung angegeben und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die praktische Durchführung der Erfindung erfahren werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können durch Kombinationen gelöst bzw. erhalten werden, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt sind.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie hierin konkretisiert und ausführlich beschrieben wird, umfasst die Erfindung eine Lösung zum Entfernen von anhaften dem organischen Material von der Oberfläche eines festen Substrats bei Raumtemperatur. Die Lösung umfasst Wasser, in dem Folgendes gelöst ist:
> 0 und bis zu 2 Gew.-% eines oder mehrerer Alkalimetallsilicate;
eine Alkalitätsqueile, wobei diese Quelle frei von Alkalimetallhydroxid ist und aus wenigstens einem Alkalimetallcarbonat besteht;
wenigstens ein organisches Lösungsmittel in einer Menge von > 0 und bis zu 20 Gew.-% und eine Menge eines Hydrotrops, die bewirkt, dass das organische Lösungsmittel in der Lösung löslich ist;
> 0 und bis zu 10 Gew.-% Aminoalkohol, wobei dieser ein Emulgator ist;
wenigstens ein Tensid in einer Menge von > 0 bis zu 25 Gew.-%; und 0 bis zu 15 Gew.-% Korrosionshemmer,
wobei die Lösung einen alkalischen pH von weniger als 12 aufweist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zum Entfernen von anhaftendem organischen Material von der Oberfläche eines festen Substrats, das die folgenden Schritte umfasst: Bildung der erfindungsgemäßen wasserbasierten Lösung und Einlegen eines Substrats in die Lösung für eine hinreichend lange Zeit, um das organische Material vom Substrat zu entfernen. Substrate wie etwa Kochgeschirr, die anhaftendes organisches Material aufweisen, werden in die Lösung während einer Zeitspanne gelegt, die wirksam ist, um mit dem anhaftenden organischen Material zu reagieren und das organische Material in eine derartige Form zu überführen, dass es leicht von dem Substrat entfernt werden kann.
Die Lösung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere zum Reinigen der Oberfläche von Kochgeschirr wie z.B. Kunststoff- oder Aluminium-Kochggeschirr und insbesondere von eloxierten Aluminium-Kochgeschirren nützlich.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Gemäß der Erfindung wird eine Lösung bereitgestellt, die anhaftendes organisches Material von der Oberfläche des festen Substrats bei Raumtemperatur entfernen kann. Obwohl solche Lösungen bei Raumtemperatur einsetzbar und vorteilhaft sind, da ein Erwärmen das Systems nicht notwendig ist, um einen Reinigungseffekt bereitzustellen, kann ein Erwärmen der Lösung das Reinigungsverfahren erleichtern. Die Erfindung umfasst ein erstes Lösungsmittel, das Wasser ist, mit einer Kombination von darin gelösten Materialien. Obwohl sich die Erfindung in Form einer wässrigen Lösung als besonders brauchbar erwiesen hat, kann die Menge an Lösungsmittel reduziert werden, typischerweise enthalten solche Lösungen aber nicht mehr als 80% Wasser. Mehr bevorzugt sollte der Wassergehalt nicht größer als 75% sein.
Die hierin angegebenen Prozentgehalte sind Gewichtsprozente, falls nichts Anderweitiges angegeben ist.
Gemäß der Erfindung wird eine Alkalitätsquelle bereitgestellt, und diese Quelle sollte im Wesentlichen frei von Alkalimetallhydroxid-Ionen sein. Vorzugsweise besteht die Alkalitätsquelle aus einem Alkalimetallcarbonat, wobei Beispiele desselben Kaliumcarbonate, Natriumcarbonat oder Mischungen derselben sind. Der durch die Alkalitätsquelle bereitgestellte höhere pH-Wert erleichtert das Entfernen des anhaftenden organischen Materials. Die Gesamtlösung hat einen alkalischen pH von weniger als 12. In ihrer am meisten bevorzugtem Ausführungsform – eine wässrige Lösung – liegt der pH vorzugsweise im Bereich von 10 bis 12 und am meisten bevorzugt bei 11. In der bevorzugten Ausführungsform macht das Alkalimetallcarbonat 5% bis 11% der Lösung aus und in der am meisten bevorzugten Ausführunysform etwa 9%. Mengen des Alkalimetallcarbonats von mehr als 11% sind brauchbar, wirken aber gegenüber Metallen wie Aluminium stärker korrodierend. Höhere Konzentrationen an Alkalimetallcarbonat können verwendet werden, ein Einstellen der Konzentratien an Korrosionshemmem kann aber notwendig sein, um eine Korrosion des zu reinigenden Metalls zu vermeiden.
Es ist wichtig, dass die Alkalitätsquelle keine überschüssige Menge an freien metallischen Ionen zur Lösung hinzufügt, da das Vorliegen freier metallischer Ionen eine Ausflockung in der Lösung verursacht. Obwohl dies wahrscheinlich nicht immer die Leistungsfähigkeit der Lösung in Bezug auf das Entfernen von anhaftendem organischen Material verschlechtert, wird es nicht bevorzugt. Andere Alkalitätsquelen, die von Carbonaten verschieden sind, schließen Phosphate, Borate, Gluconate, Silicate und andere Salze von organischen Säuren sowie Amine und Amide ein.
Gemäß der Erfindung schließt die Lösung wenigstens ein organisches Lösungsmittel in einer Menge von bis zu 20% und eine Menge eines Hydrotrops ein, die bewirkt, dass das organische Lösungsmittel in wässrigen Lösungen löslich ist. Wie hierin dargestellt wird, umfasst das organische Lösungsmittel wenigstens ein organisches Lösungsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus d-Limonen, Glycolethern und N-Methylpyrrolidon, und zwar in einer Menge von bis zu etwa 10% einer Lösung. Geeignete Glycolether umfassen – ohne aber auf diese beschränkt zu sein – Propylenglycol-n-butylether (PNB), Propylenglycol-n-propylether (PNP) und Dipropylenglycolpropylether (DPNP). d-Limonen kann von Florida Chemical Company, Inc. of Winter Haven, FL, USA erhalten werden. Propylenglycol-n-butylether (PNB) kann von Dow Chemical Company of Midland, MI, USA, erhalten werden und ist im Handel als DOWANOL^® PnB bekannt. Propylenglycol-n-propylether (PNP) kann auch von ARCO Chemical of Newtown, Pennsylvania, USA, erhalten werden und ist im Handel als ARCOSOLV^® PnP bekannt. Dipropylenglycol-n-propylether (DPNP) kann von ARCO Chemical of Newtown, Pennsylvania, USA, erhalten werden und ist im Handel als ARCOSOLV^® DPNP bekannt. N-Methylpyrrolidon ist im Handel als NMP oder m-Pyrol bekannt und kann von ISP Technologies Inc. of Wayne, New Jersey, USA, erhalten werden.
Die Funktion des Lösungsmittels besteht darin, die Ablösung des organischen Materials von der Oberfläche des zu reinigenden Substrats zu fördern. Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Lösungsmittel zusätzlich zum Emulgieren von anhaftendem organischen Material ein solches Material von der Oberfläche des zu reinigenden festen Substrats entfernt, indem es die Bindung zwi schen dem organischen Material und der Oberfläche des Substrats aufbricht. Obwohl es nicht erwünscht ist, sich auf eine bestimmte Theorie festzulegen, scheint es doch so zu sein, dass die Lösung die Schichten des anhaftenden organischen Materials delaminiert sowie die chemische oder physikalische Bindung des Materials an die zu reinigende Oberfläche aufbricht. In einer wässrigen Lösung wird für das Lösungsmittel ein Hydrotrop benötigt, welches bewirkt, dass das Lösungsmittel in der Lösung löslich ist. Wie in Bezug auf andere Komponenten der Lösung diskutiert werden wird, haben viele derselben auch Hydrotropie verleihende Eigenschaften und erleichtern das Lösen des organischen Lösungsmittels in der wässrigen Lösung. Wenn ein separates Hydrotrop verwendet wird, kann es im Wesentlichen aus Natrium-xylolsulfonat bestehen.
Gemäß der Erfindung kann die Lösung wenigstens einen Korrosionshemmer einschließen. Wie hierin dargestellt wird, kann der Korrosionshemmer im Wesentlichen wenigstens aus einer Fettsäure bestehen. Beispiele für Fettsäuren, die in Bezug auf die vorliegende Erfindung verwendet werden können, schließen Caprylsäure und Stearinsäure ein. Andere Säuren können Decansäure, Laurinsäure, Dodecansäure, Palmitinsäure, Myristinsäure und Mischungen derselben einschließen. Die Fettsäuren sollten in einer Menge von bis zu 15% vorliegen, wobei 2% am meisten bevorzugt werden. Bicarbonate können auch als Korrosionshemmer verwendet werden, und zwar allein oder in Kombination mit anderen Korrosionshemmern. Die Verwendung eines Korrosionshemmers ist besonders nützlich, wenn anhaftendes organisches Material von der Oberfläche relativ reaktiver Metalle wie Aluminium entfernt werden soll.
Gemäß der Erfindung ist ein Aminoalkohol eingeschlossen, um der Lösung Reinigungskraft zu verleihen. Der Aminoalkohol ist ein Emulgator und erleichtert das Ablösen von Kohlenstoff auf der zu reinigenden Oberfläche. Vorzugsweise liegt der Aminoalkohol in einer Menge von bis zu 10% der Lösung vor, am meisten bevorzugt in einer Menge von 4%. Vorzugsweise ist der Aminoalkohol 2-Amino-2-methyl-1-propanol. Ein derartiges Material ist im Handel als AMP-95 bekannt und ist ein Produkt von Angus Chemical Company of Buffalo Grove, Illinois, USA. Mengen von mehr als 8–10% des Aminoalkohols sind brauchbar, erhöhen aber die Toxizitätsprobleme der Lösung. Bei bestimmten Anwendungen kann die Toxizität ohne Belang sein, wie z.B. beim Reinigen oder Decarbonisieren von Maschinen- oder Motorenteilen, in der bevorzugten Ausführungsform ist der Gehalt an Aminoalkohol aber derartig, dass keine bekannten signifikanten Toxizitätseffekte auftreten und die Lösung ohne spezielle Vorsichtsmaßnahmen gehandhabt werden kann.
Gemäß der Erfindung enthält die Lösung wenigstens ein Tensid in einer Menge von bis zu etwa 25%, um das Abreinigen des organischen Materials von der Oberfläche des Substrats zu begünstigen. In erwünschten Ausführungsformen ist das Tensid ein amphoteres Tensid, das im Wesentlichen aus Natriumlauriminodipropionat in einer Menge von bis zu 2% besteht. Ein solches Material ist im Handel als Mackam 160C-30 bekannt, ein Produkt von McIntyre Group, Ltd. of University Park, Illinois, USA. Obwohl die Verwendung eines amphoteren Tensids bevorzugt wird, können anionische, nichtionische oder amphotere Tenside allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination von nichtionischen oder amphoteren Tensiden verwendet, um die Lösung zu bilden, wobei die Kombination Folgendes umfasst: (1) einen ethoxylierten Alkohol mit 10-12 Kohlenstoffatomen (6 mol Ethylenoxid) in einer Menge von bis zu etwa 2,5%, (2) einen ethoxylierten Alkohol mit 9-11 Kohlenstoffatomen (2,5 mol Ethylenoxid) in einer Menge von bis zu etwa 2,5% und (3) Natriumlauriminodipropionat in einer Menge von bis zu 2%. Zu den geeigneten ethoxylierten Alkoholen mit 10-12 Kohlenstoffatomen (6 mol Ethylenoxid) gehören – ohne aber auf dieselben beschränkt zu sein – SURFONIC^® L12-6, das von Huntsman Chemical Company of Houston, TX, USA erhältlich ist. Zu den geeigneten ethoxylierten Alkoholen mit 9-11 Kohlenstoffatomen (2,5 mol Ethylenoxid) gehören – ohne aber auf dieselben beschränkt zu sein – TOMADOL^® 91-2.5, das von Tomah Products, Inc. of Reserve, LA, USA, erhältlich ist.
Gemäß der Erfindung können bis zu 2% eines oder mehrerer Alkalimetallsilicate eingeschlossen sein, um den zu reinigenden Metallen einen Korrosionsschutz zu verleihen. In wünschenswerter Weise umfasst das Alkalimetallsilicat Kaliumsilicat, Natriumsilicat oder eine Mischung derselben. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Lösung ein Alkalimetallsilicat, das im Wesentlichen aus Kaliumsilicat besteht, und in einer bevorzugten Ausführungsform macht das Kaliumsilicat bis zu etwa 0,30% der Lösung aus. Bei solchen Mengen wird die Oberfläche des zu reinigenden Materials nicht korrodiert und keine signifikante Menge an Ausfällungen oder Ausflockungen wird in der Lösung gebildet. Überschüssige Silicate in der Lösung können einen hartnäckigen weißen Schmutzfleck auf Aluminium-Kochgeschirr erzeugen, was unerwünscht ist. Sehr wichtig: die Bildung von unerwünschten Silicaten auf der zu reinigenden Oberfläche sollte vermieden werden, da sie ohne Verwendung aggressiver Chemikalien schwer zu entfernen sind.
In anderen erwünschten Ausführungsformen wird eine Mischung von Kalium- und Natriumsilicat verwendet. In der getesteten Ausführungsform erzeugten die Mischung von Kalium- und Natriumsilicat und die alleinige Verwendung von Natriumsilicat mehr Ausflockungen als Kaliumsilicat allein. Das Vorliegen einer Ausfällung oder Ausflockung beeinflusst nicht die Leistungsfähigkeit der Lösung, das Vorliegen derselben wird aber nicht bevorzugt.
Ein zusätzliches Material, das die Leistungsfähigkeit der Lösung verbessert, indem es das Angreifen oder die Korrosion der zu reinigenden Metalloberfläche hemmt, ist das Vorliegen wenigstens eines Phosphatesters. Phosphatester sind bekannte Korrosionshemmer und Beispiele für Produktgruppen der Hersteller, die als funktionsfähig bekannt sind, sind Materialien, die als TMulz, ein Produkt von Harcroft Organics of Kansas City, Kansas, USA, Rhodafac, ein Produkt von Rhodia Chemical Co. of Cranbury, New Jersey, USA, und Chemphos, ein Produkt von Chemron of Paso Robles, California, USA, bekannt sind. Zusätzlich dazu sind einige Phosphatester Hydrotrope bei der vorliegenden Erfindung. Bicarbonate sind ein anderes Material, das als Korrosionshemmer verwendet werden kann. Bicarbonate puffern das System und verhindern eine überschüssige freie Alkalität.
Wie hierin dargestellt, handelt es sich bei der Erfindung um eine Lösung, und obwohl ihre Leistungsfähigkeit durch den Gebrauch nicht signifikant verschlechtert wird (mit anderen Worten: die aktiven Inhaltsstoffe der Lösung werden in dem Reinigungsverfahren nicht verbraucht), wird ihre Leistungsfähigkeit durch Konzentrationsänderungen aufgrund der Verdampfung flüchtiger Inhaltsstoffe – primär Wasser und organische Lösungsmittel – beeinträchtigt. Somit wird es bevorzugt, die Behälter der Lösung verschlossen zu halten, um die Verdampfung des Wassers oder der organischen Lösungsmittel zu verhindern. Wenn zusätzlich dazu die Lösungsmittel verdampfen, übersteigen die Silicat-Konzentrationen die bevorzugten Mengen und es kann sich eine Ausflockung oder Verschmutzung ergeben. Die Verdampfung der organischen Lösungsmittel beeinträchtigt auch die Leistungsfähigkeit der Lösung zum Entfernen von anhaftendem organischen Material.
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit einer Anzahl von Beispielen verwendet wie nachstehend beschrieben.
Beispiel 1

Eine Lösung, die die folgenden Inhaltsstoffe umfasst, wurde hergestellt, wobei alle Gewichtsprozentgehalte auf das Gesamtgewicht der Lösung bezogen sind.

Wasser	72,7%
Kaliumsilicat (Kasil#1)¹	1,3%
K₂CO₃	9,0%
2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP-95)²	4,0%
N-Methylpyrrolidon (NMP)³	3,0%
Dipropylenglycol-n-propylether (DPNP)⁴	7,0%
Natriumlauriminodipropionat (Mackam 160C-30)⁵	3,0%

¹ ein Produkt von PQ Corporation of Valley Forge, PA, USA
² ein Produkt von Angus Chemical Co. of Buffalo Grove, III, USA
³ ein Produkt von ISP Technology Inc. of Wayne NJ, USA
⁴ ein Produkt von ARCO Chemical of Newtown, Pennsylvania, USA
⁵ ein Produkt von McIntyre Group, Ltd. of University Park, Illinois, USA

Die Reinigungsleistung der Lösung wurde getestet durch Eintauchen einer Reihe von verschmutzten Pizza-Blechen bei Raumtemperatur in ein Gefäß, das 15.1 l (4 Gallonen) der Lösung enthielt. Die Backoberfläche der verschmutzten Bleche wies einen anhaftenden Film aus Backöl und Nahrungsmittel auf, wobei wenigstens ein Teil des Öls und des Nahrungsmittels carbonisiert war. Beim ersten Teil des Tests wurden ein verschmutztes, blankes Aluminium-Blech mit tiefem Boden (Blech 1) einer Größe von 35,56 cm (14'') und ein verschmutztes eloxiertes Aluminium-Blech mit tiefem Boden (Blech 2) einer Größe von 35,56 cm (14'') während einer Zeitspanne von insgesamt 72 Stunden in die Lösung eingetaucht. Nach 18,5 Stunden, 26 Stunden und 72 Stunden wurden die Bleche aus der Lösung entfernt und visuell auf den Entfernungsgrad an carbonisiertem Material untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt, wobei sich die Prozentgehalte auf den Prozentgehalt an anhaftendem Material beziehen, das vom Pizza-Blech entfernt wurde. Die Lösung dieses Beispiels enthielt eine Ausflockung, die Leistungsfähigkeit wurde jedoch nicht beeinträchtigt.
Tabelle 1
Die Bleche 1 und 2 wurden nach einer Zeitspanne von 72 Stunden aus der Lösung entfernt. Acht verschmutzte Pizza-Bleche wurden dann in die gleiche Lösung während einer Zeitspanne von 90 Stunden eingetaucht. Die Bleche umfassten ein Mischung aus blanken Aluminium-Blechen mit flachem Boden und einer Größe von 30,43 cm (12'') und blanken Aluminium-Blechen mit tiefem Boden und einer Größe von 35,56 cm (14''). Die Bleche wurden über Zeitspannen von 90 Stunden und 140 Stunden (6 Tage) eingeweicht. Am Ende jeder der zwei Einweich-Zeitspannen wur den die Bleche entfernt und visuell untersucht, um den Entfernungsgrad von anhaftendem Material zu bestimmen. Im Anschluss an die Untersuchung nach 90 Stunden wurden die Bleche wieder eingetaucht, bis zur abschließenden Untersuchung nach der Beendigung von 140 Stunden. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 2 und 3 aufgeführt.
Tabelle 2
Tabelle 3
Diese Ergebnisse zeigen die Wirksamkeit der Lösung zur Reinigung von Pizza-Blechen, selbst während einer Zeitspanne, die geringer ist als der Standard-Siebentage-Einweichzyklus bei Raumtemperatur.
Beispiel 2
Viele Reinigungslösungen haben eine korrodierende Wirkung auf Metall-Kochgeschirr, insbesondere Aluminium-Kochgeschirr. Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung der Lösung des Beispiels 1 auf blanke und eloxierte Aluminium-Pizzableche.
Ein sauberes, blankes Aluminium-Pizzablech und ein sauberes, eloxiertes Aluminium-Pizzablech wurden jeweils in die Lösung des Beispiels 1 gelegt, um sie über Nacht einzuweichen. Die Bleche wurden nach dem Einweichen über Nacht entfernt und untersucht, ob Anzeichen einer Korrosion oder Beschädigung vorlagen. Eine visuelle Untersuchung ergab, dass bei den Blechen keine Korrosion und kein Angreifen der Oberfläche vorlagen. Die Bleche wurden wieder in die Reinigungslösung eingetaucht und weitere 48 Stunden zum Einweichen belassen. Am Ende der zusätzlichen 48 Stunden wurden die Bleche visuell untersucht. Die Bleche wiesen keine sichtbaren Anzeichen von Korrosion oder Angriff durch die Lösung auf.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
Ein anderer Test wurde unter Verwendung von Blechen aus wirklichen Pizza-Restaurants durchgeführt. Die folgende Lösung wurde hergestellt, wobei alle Gewichtsprozentgehalte auf das Gesamtgewicht der Lösung bezogen sind.

Wasser 72,7%

Kaliumsilicat (Kasil#1) 1,3%

RU Silicate¹ 1%

K₂CO₃ 9%

AMP-95 4%

DPNP 7%

NMP 3%

Mackam 160C-30 3%

¹ RU Silicate ist ein Natriumsilicatsalz, das von PQ Corporation of Valley Forge, PA, USA erhältlich ist.

Die Pizzableche wurden während eines oder mehrerer Siebentage-Intervalle in Bottiche eingetaucht, die 30,28 l (8 Gallonen) Reinigungslösung enthielten, um Siebentage-"Einweichzyklen" bereitzustellen. 56 Pizzableche, die auf ihren Backoberflächen anhaftendes organisches Material aufweisen, wurden in diesem Test gereinigt. Die Testbleche umfassten sowohl blanke als auch eloxierte Aluminium-Bleche mit tiefem Boden, dünne, wie auch dünne perforierte Aluminium-Pizzableche mit 17,78 cm (7''), 30,48 cm (12'') bzw. 35,56 cm (14''). Nachdem die Bleche zur Zubereitung von Pizzas verwendet worden waren, wurden sie in die Lösung eingetaucht. Das Eintauchen erfolgte während einer ausreichend langen Zeitspanne, um wenigstens 95% des auf der Oberfläche der Bleche anhaftenden Materials zu entfernen.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefasst, wobei die Einweichzeit in Tagen angegeben ist.
Tabelle 4
Die Ergebnisse dieses Tests zeigen, dass die Lösung zum Reinigen von an Pizza-Blechen anhaftendem organischen Material, einschließlich des carbonisierten Materials, brauchbar ist. Die Lösung ergab saubere Pizza-Bleche in einer relativ kurzen Zeitspanne. Zusätzlich dazu wurde festgestellt, dass die Lösung zum Reinigen des ersten Blechs genau so wirksam war wie zum Reinigen des 56. Blechs. Bezeichnenderweise waren die Behälter, die die Lösung und die Bleche enthielten, bedeckt, außer beim Eingeben der Bleche in die Behälter, um eine Verdampfung der Lösung zu minimieren.
Beispiel 4
Fünf Lösungen wurden hergestellt und sowohl in Bezug auf die Reinigungsleistung als auch die Stabilität bewertet. Sie sind in der Tabelle 5 aufgeführt, wobei die gesamten Gewichtsprozentgehalte auf das Gesamtgewicht der Lösung bezogen sind.
Tabelle 5

¹ Phosphatester-Gemisch

Eine geringe bis sehr geringe Ausflockung wurde in jeder der fünf hergestellten Lösungen beobachtet. Verschmutzte, blanke Bleche mit flachem Boden und verschmutzte, eloxierte Bleche mit tiefem Boden wurden in ein Becken, das eine der fünf Lösungen enthält, während einer Zeitspanne von 70 Stunden eingetaucht. Am Ende der 70stündigen Test-Zeitspanne wurden die Bleche entfernt und sowohl hinsichtlich der Fähigkeit zur Verschmutzungsentfernung als auch der Korrosion visuell untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 aufgeführt.
Tabelle 6
Alle Bleche wurden dann während einer zusätzlichen Zeitspanne von 72,5 Stunden erneut in die gleichen Lösungen gelegt, wobei die Oberseiten der Behälter verschlossen waren. Die gesamte Eintauchzeit – 70 Stunden plus 72,5 Stunden – nähert sich einem typischen Einweichzyklus an, der in dem Test des Beispiels verwendet wurde. Die Ergebnisse der kombinierten Eintauchzeit von 142,5 Stunden sind in der Tabelle 7 aufgeführt.
Tabelle 7
Beispiel 5
Sieben Lösungen wurden hergestellt und hinsichtlich des Aussehens, der Stabilität und der Leistungsfähigkeit getestet. Die Lösungen sind in der Tabelle 8 aufgeführt, wobei alle Mengen in Gewichtsprozentgehalten bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung angegeben sind.
Tabelle 8
Eloxierte Aluminiumbleche mit tiefem Boden und blanke Aluminiumbleche mit flachem Boden wurden während einer Zeitspanne von 95 Stunden (4 Tage) in Gefäße eingetaucht, die eine der sieben Lösungen enthielten, was weniger als den Standard-Siebentage-Einweichzyklus darstellt. Am Ende der Zeitspanne von 95 Stunden wurden die Bleche entfernt und hinsichtlich der Reinigungsleistung, der Stabilität und des Angreifens – falls vorhanden – der Pizzableche bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 9 aufgeführt. Die Prozentgehalte beziehen sich auf die Menge an anhaftendem organischen Material, das von den Blechen entfernt wurde.
Tabelle 9
Die Lösungen hatten eine annehmbare Reinigungsleistung und Stabilität und eine korrodierende Einwirkung derselben auf die Bleche existierte nicht oder lag innerhalb annehmbarer Bereiche.
Beispiel 6
Acht Formulierungen wurden unter Verwendung der in den nachstehenden Tabellen 10 und 11 aufgeführten Zusammensetzungen hergestellt, wobei alle Gewichtsprozentgehalte auf das Gesamtgewicht der sich ergebenden Lösung bezogen sind.
Tabelle 10

¹ ein Produkt von Florida Chemical Company, Inc. of Winter Haven, FL, USA.
² ARCOSOLV^® PnP, ein Produkt von ARCO Chemical of Newtown, Pennsylvania, USA
³ eine Mischung von Säuren der folgenden Komponenten: Caprylsäure (58%), Caprinsäure (40%), Capronsäure (1%) und Dodecansäure (1%), die von Cognis Corporation, Cincinnati, OH, USA erhältlich ist.

Tabelle 11

⁴ DOWANOL^® PnB, ein Produkt von Dow Chemical Company of Midland, MI, USA
In der Formulierung 3, die in der Tabelle 10 aufgeführt ist, wurden zusätzlich 2,5% SURFONIC® L12-6 (Huntsman Chemical Company, Houston, TX) und 2,5% TOMA-DOL^® 91-2.5 (Tomah Products, Inc., Reserve, LA) zu der Formulierung gegeben, um das Dispergieren des d-Limonens in der Lösung zu erleichtern.

Die Reinigungsleistung und die Stabilität jeder Lösung wurden getestet wie im obigen Beispiel 5 beschrieben, außer dass die Bleche während der folgenden Zeitspannen eingeweicht und danach untersucht wurden: 24 Stunden, 72 Stunden, 96 Stunden, 7 Tage (168 Stunden) und 11 Tage (264 Stunden). Die Ergebnisse der Reinigungsleistung sind in den nachstehenden Tabellen 12 und 13 aufgeführt.
Tabelle 12
Tabelle 13
Die obigen Ergebnisse zeigen die Wirksamkeit der Reinigungslösungen der vorliegenden Erfindung bei der Reinigung von Piazzablechen. Auch blieben die Reinigungslösungen während einer Zeitspanne von wenigstens 7 Tagen stabil.
Die vorliegende Erfindung wurde in Form ihrer bevorzugten Ausführungsformen offenbart. Der Umfang der Erfindung soll nicht durch die offenbarten Ausführungsformen bestimmt sein, sondern durch die beigefügten Ansprüche, so wie diese Ansprüche durch den Fachmann der offenbarten Technologie in Lichte der Beschreibung verstanden werden. Die Erfindung ist eine Kombination von Inhaltsstoffen, und der Fachmann kann Wege finden, um diese Kombination durch weitere Zugabe von Chemikalien zu den speziell offenbarten und beanspruchten Lösungen zu verändern. Darüber hinaus können die Mengen, die in den Ausführungsformen und auch in den Ansprüchen angegeben sind, verändert werden, und dennoch können die Vorteile der Erfindung erreicht werden. Solche Modifikationen sollen im Bereich der Erfindung liegen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten beschrieben ist.

Claims

Lösung, mit der anhaftendes organisches Material von der Oberfläche eines festen Substrats bei Raumtemperatur entfernt werden kann, umfassend: Wasser, worin – > 0 und bis zu 2 Gew.-% eines oder mehrerer Alkalimetallsilicate: – eine Alkalitätsquelle, wobei diese Quelle frei von Alkalimetallhydroxid ist und aus wenigstens einem Alkalimetallcarbonat besteht; – wenigstens ein organisches Lösungsmittel in einer Menge von > 0 und bis zu 20 Gew.-% und eine Menge eines Hydrotrops, die bewirkt, dass das organische Lösungsmittel in der Lösung löslich ist; – > 0 und bis zu 10 Gew.-% Aminoalkohol, wobei dieser ein Emulgator ist; – wenigstens ein Tensid in einer Menge von > 0 bis zu 25 Gew.-%; und – 0 bis zu 15 Gew.-% Korrosionshemmer; gelöst sind, wobei die Lösung einen alkalischen pH von weniger als 12 aufweist.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Alkalimetallsilicate aus Kaliumsilicat bestehen.
Lösung nach Anspruch 2, wobei das Kaliumsilicat bis zu 0,25 Gew.-% der Lösung ausmacht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Alkalimetallsilicate Kaliumsilicat, Natriumsilicat oder eine Mischung derselben umfassen.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Alkalimetallcarbonat ein oder mehrere Alkalimetallcarbonate umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Alkalimetallcarbonat 5 bis 11 Gew.-% der Lösung ausmacht.
Lösung nach Anspruch 6, wobei das wenigstens eine Alkalimetallcarbonat 9 Gew.-% der Lösung ausmacht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei der Aminoalkohol aus 2-Amino-2-methyl-1-propanol besteht.
Lösung nach Anspruch 8, wobei der Aminoalkohol 4 Gew.-% der Lösung ausmacht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das organische Lösungsmittel wenigstens ein Lösungsmittel umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus d-Limonen, Glycolethern und N-Methylpyrrolidon.
Lösung nach Anspruch 10, wobei das organische Lösungsmittel Propylenglycol-n-butylether, Propylenglycol-n-propylether, Dipropylenglycol-n-propylether oder eine Kombination derselben oder eine Kombination aus d-Limonen und Dipropylenglycol-n-propylether oder N-Methylpyrrolidon oder eine Kombination aus Propylenglycol-n-butylether und Dipropylenglycol-n-propylether umfasst.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das organische Lösungsmittel etwa 7 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Lösung ausmacht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das Tensid aus Natrium-lauriminodipropionat besteht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das Tensid bis zu 2 Gew.-% der Lösung ausmacht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das Hydrotrop entweder aus dem Korrosionshemmer oder dem Tensid oder beiden besteht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei die Lösung ein Material enthält, das ausschließlich als separates Hydrotrop beigegeben wird, wobei das separate Hydrotrop aus Natrium-xylolsulfonat besteht.
Lösung nach Anspruch 1, wobei der Korrosionshemmer aus wenigstens einer Fettsäure besteht.
Lösung nach Anspruch 17, wobei die Fettsäure eine solche umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Caprylsäure und Stearinsäure.
Lösung nach Anspruch 1, wobei das Substrat aus blankem eloxiertem Aluminium besteht und/oder die Lösung wenigstens einen Korrosionshemmer enthält.
Lösung nach Anspruch 1, wobei der Korrosionshemmer aus wenigstens einem Phosphatester besteht.
Verfahren zum Entfernen anhaftenden organischen Materials von der Oberfläche eines festen Substrats, umfassend die Schritte: – Bilden einer wasserbasierten Lösung nach den Ansprüchen 1 bis 20, – Einlegen des Substrats in die Lösung für eine hinreichend lange Zeit, um das organische Material vom Substrat zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verfahren bei Raumtemperatur durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verfahren den Schritt des Verhinderns der Verdampfung des Wassers und des organischen Lösungsmittels aus der Lösung einschließt.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das anhaftende organische Material ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus carbonisiertem organischen Material, karamellisiertem organischen Material und Mischungen derselben.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das feste Substrat Aluminium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das feste Substrat Kunststoff umfasst.