DE102010015757A1 - Schmierstoffe für Textilmaschinen auf Wasserbasis - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Schmierstoffe für Textilmaschinen auf Wasserbasis. Insbesondere betrifft die Erfindung Nadelöle und Platinenöle.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Schmierstoffe für Textilmaschinen auf Wasserbasis. Insbesondere betrifft die Erfindung Nadelöle und Platinenöle.
  • Zur Schmierung von Textilstrickmaschinen werden Schmieröle eingesetzt, die den hohen Anforderungen genügen müssen.
  • Die Betriebsviskosität de Schmieröle sollte im Bereich von ISO VG 15–ISO VG 100 liegen.
  • Die Schmieröle sollen in Form einer möglichst farblosen und klaren Lösung vorliegen. Farblose Schmieröle sollen eine bessere Auswaschbarkeit aufweisen. Außerdem sollen die Schmieröle gut auswaschbar, insbesondere bei niedrigen Temperaturen sein. Wenn ein Schmieröl nur unvollständig ausgewaschen werden kann, kommt es zu Problemen bei den nachfolgenden Behandlungen der Gestricke. Insbesondere ist ein gleichmäßiges Färben der gestrickten Waren nicht mehr möglich und die Folge sind irreversible Farbfehler.
  • Außerdem sollen die Schmieröle auch bei tiefen Temperaturen ohne Bildung von Niederschlägen lagerstabil sein. Die Bildung von Niederschlägen kann zum Verstopfen der Ölzuführungssysteme an den Strickmaschinen führen.
  • Das Schmieröl darf auch nicht zu einer Phasentrennung über den gesamten Gebrauchstemperaturbereich von 0°C bis 80°C neigen. Die Phasentrennung des Schmieröls kann zu einer mangelnden Schmierung der Maschinenteile führen und so zu Inhomogenitäten des Gestricks führen, was ebenfalls bei der nachfolgenden Farbbehandlung zu Fehlern in der Wirkware führen kann.
  • Das Schmieröl muß neben einem guten Verschleiß- und Korrosionsschutz auch ein möglichst niedriges Reibniveau aufweisen. Dies führt zu einer beträchtlichen Energieeinsparung und zur Reduzierung des Geräuschpegels, was wiederum zu einer Verbesserung der Arbeitsbedingungen führt.
  • Außerdem muß das Schmieröl leicht biologisch abbaubar sein, da über das Auswaschverfahren der Schmierstoff in das Abwasser gelangen kann und dementsprechend über Klärverfahren behandelt und abgebaut werden muß.
  • Die zur Zeit verwendeten Textilöle, die in Form einer Emulsion vorliegen, bestehen meist aus mehr als 80% Mineralöl, dem übliche Verschleißschutz- und Korrosionsschutzadditive zugesetzt werden. Außerdem werden zur Verbesserung der Auswaschbarkeit Emulgatoren zugesetzt. Hierbei können sowohl anionische (z. B. Sulfonate), nichtionische (z. B. Fettalkoholethoxylate oder auch NPE) als auch kationische Emulgatoren (z. B. quartäre Ammoniumverbindungen) verwendet werden. Manchmal müssen emulgatorhaltigen Textilölen zur Stabilisierung bzw. Verringerung der Niederschlagsneigung geringe Mengen (weniger als 1%) an Wasser zugefügt werden. Höhere Wasserkonzentrationen führen zu unzulässiger Trübung durch Bildung einer Emulsion, was zur Phasentrennung führt, oder können eine Hydrolyse der verwendeten Additive bewirken.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schmieröl bereitzustellen, mit dem die oben genannten Nachteile bei der Verwendung eines Mineralöls überwunden werden und das in Form einer Lösung vorliegt. Dieser Schmierstoff soll in Textilmaschinen eingesetzt werden, biologisch abbaubar sein, bei möglichst niedrigen Temperaturen auswaschbar sein, im gesamten Gebrauchstemperaturbereich ohne Phasentrennung eingesetzt werden, einen guten Verschleiß- und Korrosionsschutz bieten und einen möglichst niedriges Reibniveau aufweisen.
  • Erfindungsgemäß wird deshalb ein Schmierstoff auf Wasserbasis bereitgestellt, der 5 bis 50 Gew.-% wasserlösliches Polymer und/oder 5 bis 50 Gew.-% Emulgator sowie ad 100 Gew.-% Wasser enthält. Zusätzlich kann der Schmierstoff noch 0 bis 10 Gew.-% Korrosionsschutzmittel, 0 bis 10 Gew.-% Verschleißschutzmittel, 0 bis 1 Gew.-% Biozid, 0 bis 50 Gew.-% Frostschutzmittel enthalten.
  • Die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schmierstoffes werden anhand der nachfolgenden Beispiele und dem Vergleichsbeispiel gezeigt.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Der Schmierstoff hat folgende Zusammensetzung:
    Wasser dest. 68,0 Gew.-%
    Wasserlösliches Polymer, Polyglycol 8000 S, Fa. Clariant 22,0 Gew.-%
    Alkoholpolyalkylenglycolether, Marlowet 5056, Fa. Sasol 5,0 Gew.-%
    Borsäureester und Alkanolamine, Hostacor BI, Fa. Clariant 2,0 Gew.-%
    Geschwefelte Fettsäure, LUBIO EP 1, Schäfer Additivsysteme GmbH 3,0 Gew.-%
  • Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Untersuchungen der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schmiermittels gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen mit denen eines bekannten Schmiermittels auf Mineralölbasis. Tabelle 1
    Vergleichsbeispiel auf Mineralölbasis (Klüberoil Tex 1-22 N) Beispiel
    Aussehen, Hazen-Farbzahl Farblos klar, Hazen < 50 Farblos klar, Hazen < 50
    Korrosionsschutz auf Stricknadeln, KLM-Test Sehr gut Sehr gut
    Auswaschbarkeit bei 65°C mit Waschmittel DIN EN ISO 105-A01 Sehr gut Sehr gut
    Auswaschbarkeit bei 30°C ohne Waschmittel DIN EN ISO 105-A01 schlecht Sehr gut
    Kin. Viskosität bei 40°C 22 cst 22 cst
    Verschleißschutz (SRV) DIN 51834-1; DIN 51834-2 Sehr gut Sehr gut
    Reibzahl (SRV) 0,10 0,06
    Bioabbaubarkeit - sehr gut
  • Der KLM-Test wird folgendermaßen durchgeführt In einer Petrischale (Durchmesser 80 mm) wird eine mit Aceton gereinigte Stricknadel (Länge 44 mm) auf einen Rundfilter (Filterpapier mit Durchmesser 55 mm, Whatman) gelegt und mit 10 ml des wässrigen Textilöls bedeckt. Nach 48 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur wird die Nadel (schwarze Flecken) und das Filterpapier (gelb-rote Verfärbung) auf Korrosion geprüft.
  • Die in Tabelle 1 gezeigten Untersuchungsergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen. Der nach der Erfindung hergestellte Schmierstoff ist eine praktisch farblose wasserklare Lösung. Die vollständige Auswaschbarkeit ist selbst bei niedrigen Temperaturen ohne Waschmittel gegeben, was eine deutliche Energieeinsparung ermöglicht. Das im Vergleich zu herkömmlichen Nadelölen drastisch reduzierte Reibniveau lässt eine deutlich verbesserte Energieeffizienz sowie geringeres Geräuschniveau und verlängerte Standzeiten im Betrieb erwarten. Durch den Austausch von Mineralöl oder eines diesem entsprechenden Grundöls durch Wasser wird bei mit dem Schmierstoff der vorliegenden Erfindung ein starker Fokus auf Nachhaltigkeit gelegt. Beispiel 2
    Wasser dest. 68,0 Gew.-%
    Wasserlösliches Polymer, Polyglycol 20000 S, Fa. Clariant 22,0 Gew.-%
    Alkoholpolyalkylenglycolether, Marlowet 5056, Fa. Sasol 5,0 Gew.-%
    Borsäureester und Alkanolamine, Hostacor BI, Fa. Clariant 2,0 Gew.-%
    Geschwefelte Fettsäure, LUBIO EP 1, Schäfer Additivsysteme GmbH 3,0 Gew.-%
    Beispiel 3
    Wasser dest. 68,0 Gew.-%
    Wasserlösliches Polymer, Polyglycol 8000 S, Fa. Clariant 22,0 Gew.-%
    Alkoholpolyalkylenglycolether, Marlowet 5056, Fa. Sasol 5,0 Gew.-%
    Tolyltriazol, Fa. Rheinchemie 2,0 Gew.-%
    Geschwefelte Fettsäure, V 345, Schäfer Additivsysteme GmbH 3,0 Gew.-%
  • In Tabelle 2 sind Eigenschaften der Formulierungen Beispiel 2 und 3 zusammengestellt. Tabelle 2
    Beispiel 2 Beispiel 3
    Aussehen, Harzen-Farbzahl Farblos klar, Hazen < 50 Farblos klar, Hazen < 50
    Korrosionsschutz auf Stricknadeln, KLM-Test Sehr gut Sehr gut
    Auswaschbarkeit bei 65°C mit Waschmittel DIN EN ISO 105-A01 Sehr gut Sehr gut
    Auswaschbarkeit bei 30°C ohne Waschmittel DIN EN ISO 105-A01 Sehr gut Sehr gut
    Kin. Viskosität bei 40°C 46 cst 22 cst
    Verschleißschutz (SRV) DIN 51834-1; DIN 51834-2 Sehr gut Sehr gut
    Reibzahl (SRV) 0,07 0,06
  • Vorteilhafter weise kann das verwendete Wasser sowohl in destillierter/entmineralisierter Form als auch als Leitungswasser eingesetzt werden, was eine mögliche Anwendung in Form eines Konzentrats vereinfacht.
  • Zum Errreichen der geforderten Betriebsviskosität von ISO VG 15–ISO VG 100 kann es erforderlich sein, den wässrigen Schmierstoff auf eine niedrigere Viskosität einzustellen. Durch Verdampfen eines Teils des Wassers an der Reibstelle wird dann die Zielviskosität erreicht.
  • Emulgatoren umfassen alle nichtionischen, anionischen und kationischen Systeme aus der Reinigungsmittelindustrie und der metallverarbeitenden Industrie.
  • Beispiele der verwendeten der nichtionischen Emulgatoren sind Alkylenoxidpolymere, wie Alkoholethoxylate bestehend z. B. aus Ethylenoxid und/oder Propylenoxid mit Alkylenoxideinheiten von 5–50 und linearen oder verzweigten Alkylresten mit einer Kettenlänge von C10 bis C20.
  • Beispiele für anionische Emulgatoren sind Sulfonate, Carbonsäure- und Dicarbonsäurederivate sowie Phosphatester.
  • Beispiele für kationische Emulgatoren sind quartäre Ammoniumverbindungen.
  • Wasserlösliche Polymere umfassen Polyalkylenglycole, wobei Polyethylenglycole mit Molmassen von 1000 bis 35000 bevorzugt werden. Darüber hinaus können wasserlösliche Ester wie zum Beispiel Polyacrylate oder Polymethacrylate verwendet werden sowie Polyvinylpyrrolidone oder Polyacrylamid, Zellulose- oder Zuckerderivate. Über unterschiedliche Molekulargewichte der Polymere sind die gewünschten Viskositäten einstellbar. Typische einsetzbare Korrosionsschutz- und Verschleißschutzadditive entstammen der (Kühl)Schmierstoffindustrie, und umfassen Phosphor- und/oder Schwefelhaltige wasserlösliche Verbindungen sowie Borverbindungen, wie Borsäurederivate oder Stickstoffverbindungen wie z. B. Triazolderivate oder VCIs (volatile corrosion inhibitors, z. B. sekundäre Amine). Zur Vermeidung von bakteriellem Wachstum in der wässrigen Lösung einhergehend mit Schlammbildung können Bakterizide zugesetzt werden, z. B. Benzoesäure.
  • Zur Verbesserung des Tieftemperaturverhaltens können Frostschutzmittel wie niedermolekulare Glycole, Glycerin, Salze oder Ionische Flüssigkeiten verwendet werden.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Schmieröls können folgendermaßen zusammengefaßt werden:
    • – sie sind mit Leitungswasser bei Raumtemperatur ohne Waschmittel auswaschbar, dadurch wird bei dem Waschvorgang Energie eingespart,
    • – durch den Verzicht auf Mineralöl und Waschmittel wird die Gewässerbelastung deutlich verringert, es kann auf einen Klärschritt verzichtet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO VG 15 [0003]
    • ISO VG 100 [0003]
    • DIN EN ISO 105-A01 [0014]
    • DIN EN ISO 105-A01 [0014]
    • DIN 51834-1 [0014]
    • DIN 51834-2 [0014]
    • DIN EN ISO 105-A01 [0017]
    • DIN EN ISO 105-A01 [0017]
    • DIN 51834-1 [0017]
    • DIN 51834-2 [0017]
    • ISO VG 15 [0019]
    • ISO VG 100 [0019]

Claims (7)

  1. Schmieröl für Textilmaschinen auf Wasserbasis umfassend 5 bis 50 Gew.-% wasserlösliches Polymer und/oder 5 bis 50 Gew.-% Emulgator sowie ad 100 Gew.-% Wasser.
  2. Schmieröl nach Anspruch 1 des weiteren umfassend 0 bis 5 Gew.-% Korrosionsschutzmittel, 0 bis 5 Gew.-% Verschleißschutzmittel, 0 bis 1 Gew.-% Biozid, 0 bis 50 Gew.-% Frostschutzmittel.
  3. Schmieröl nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Polymer ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Polyalkylenglycolen, insbesondere Polyethylenglycol mit Molmassen von 1000 bis 35000, wasserlöslichen Estern, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Polyvinylpyrrolidonen, Polyacrylamiden, Zellulose- und Zuckerderivaten.
  4. Schmieröl nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nichtionischen, anionischen und kationischen Emulgatoren, insbesondere Alkylenoxidpolymere, Sulfonate, Carbonsäure- und Dicarbonsäurederivate, Phosphatester, quartäre Ammoniumverbindungen.
  5. Schmieröl nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosions- und Verschleißschutzmittel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus wasserlösliche Phosphor- und/oder Schwefelverbindungen, Stickstoffverbindungen, das Biozid Benzoesäure ist und das Frostschutzmittel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus niedermolekularen Glycolen, Glycerin, Salzen oder Ionische Flüssigkeiten.
  6. Verwendung des Schmieröls nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Nadel- oder Platinenöl in Textilmaschinen, insbesondere in Rund- und Flachstrickmaschinen.
  7. Verwendung des Schmieröls nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Form eines Konzentrats.
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