DE1914193A1 - Verfahren zur Verformung von Metalloberflaechen mit nachfolgender Reinigung - Google Patents
Verfahren zur Verformung von Metalloberflaechen mit nachfolgender ReinigungInfo
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Description
PatentabiaUung
Dr. Ar/ku
14. März 19β9
14. März 19β9
Patentanmeldung
D3839
"Verfahren zur Verformung von Metalloberflächen mit nachfolgender Reinigung"
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur spanlosen und spanabhebenden Bearbeitung von Metalloberflächen unter
Verwendung von Schleif- und Verformungsölen auf Mineralölbasis, denen spezielle Emulgatoren zugesetzt sind, und
nachfolgender Reinigung mit wäßrigen Lösungen unter Emulgierung bzw. Solubilisierung der Mineralöle.
Bei der spanlosen und spanabhebenden Bearbeitung von Metalloberflächen
werden vielfach Schleif- und Verformungsöle auf Mineralölbasis verwendet. Bei der Reinigung der mit
diesen mineralölhaltigen Schleif- und Verformungsölen behafteten
Teilen unter Verwendung wäßriger Lösungen ist zwar eine schnelle Ablösung der Mineralöle möglich, aber diese
werden im allgemeinen in die Reinigungslösung nicht einemulgiert sondern scheiden sich an der Oberfläche ab und
führen zu Rückbefettungen beim Austauchen der V/are. Diese Schwierigkeiten treten vo allen Dingen dann auf, vrenn
die leichter flüchtigen Bestandteile des Mineralöls abdestillieren.
Die schwerer flüchtigen Bestandteile sind dann wegen ihres niedrigen Erstarrungspunktes bei der
Spülung praktisch nicht mehr von der Oberfläche des Werkstückes zu entfernen.
-2—
0098A1 /175^
19H193
Henkel & Cie GmbH Seite 2 zur Palentanmeldung D
Es wurde nun gefunden, daß man diesem Mangel bei Anwendung
des nachstehend beschriebenen Verfahrens zur spanlosen und spanabhebenden Behandlung von Metalloberflächen mit Sohleif-
oder Verformungsölen auf Mineralölbasis, wobei gleichzeitig oder anschließend eine Verformung und danach eine Reinigung
mit wäßrigen Lösungen erfolgt, weitgehend vermeiden kann.
Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit Schleif- oder Verformungsölen, die
öllösliche nichtionogene Emulgatoren der Typen
a) Anlagerungsprodukte von 2-5 Mol Äthylenoxid an Fettsäuren,
Fettaminen oder Fettalkoholen mit jeweils 12-18 Kohlenstoffatomen
b) Anlagerungsprodukte von 5-6 Mol Äthylenoxid an D ode cy lphe no I
c) Fettsauresorbitanester mit einem Molverhältnis Fettsäure ':
Sorbit 1,5 - 3 : 1
einzeln oder im Gemisch enthalten, behandelt, die Metalloberfläche
in an sich bekannter Weise der gewünschten Verformung unterwirft und danach mit einer Reinigungsmittellösung, welche
einen Emulgator gleichen Typs wie das Schleif-, oder Verfor- ·
mungsöl'in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew.'-% sowie ein aninnenaktives
Netzmittel in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew.-^ enthält;
nachbehandelt. .- . ■
Der Äthoxylierungsgrad der verwendeten Fettsäuren, Fe & (,alkohole und Fettamine sowie des Dodecylphenols muß somit in
engen Grenzen liegen. Die Angabe 2-5 bzw. 5 - δ Mol Äthylenoxid
stellt den statistischen Durchschnittswert der angelagerten Äthylenoxidgruppe dar.
-3-0 09841/1754 ;
19U193
Henkel & CIG GmbH Seit· jj zur Patentanmeldung D
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn als öllöslicher -.
Emulgator das Anlagerungsprodukt von 2 Mol Äthylenoxid an j Oleylalkohol verwendet wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird
dem Schleif- und Verformungsöl und der Reinigungsmittellösung
der gleiche öllösliche nichtionogene Emulgator zugesetzt. *
Die vorgenannten öllöslichen nichtionogenen Emulgatoren
werden den Schleif- und Verformungsölen auf Mineralölbasis
in Mengen von 5-25 Gew.-Jä zugesetzt» Die Einarbeitung bereitet
im allgemeinen keine Schwierigkeiten.
Die spanlose oder spanabhebende Bearbeitung der Metalloberflächen unter Verwendung der oben beschriebenen Schleifund
Verformungsöle erfolgt in an sich bekannter V.'eise.
Nach der Verformung erfolgt die Behandlung mit einer wäßrigen
Reinigungsmittellösung. Diese enthält Emulgatoren des oben beschriebenen Typs sowie ferner oberflächenaktive anionenaktive
Netzmittel wie Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfonate, Olefinsulfonate, Fettsäuremethyltauride. Dabei kommen insbesondere
solche Verbindungen in Betracht, deren Alkylketten gradkettig oder verzweigt sind und 12 - l8 Kohlenstoffatome
enthalten.
Die Reinigungsmittellösungen enthalten die nichtionogenen öllöslichen Emulgatoren in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew. -/& und
die anionenaktiven Hetzmittel in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew.-^.
-4-98-4 1/1754
19U193
Henkel & CIe GmbH Seile 4 zur PaJentonmelduns D ^03
Es können auch höhere Konzentrationen verwendet werden, doch
ist hierdurch keine weitere Verbesserung des technischen Effektes zu erzielen. Bei den Konzentrationsangaben handelt
es sich um Anwendungskonzentrationen. ,
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Reinigungsmittellösung
das Verhältnis von anionaktive.m Netzmittel zu dem nichtionogenen Emulgator im Bereich von 4 : Ibis 1:3
liegt. .
Die Reinigungsmittellösungen können alkalisch neutral oder sauer eingestellt sein und die üblichen anorganischen und
organischen Bestandteile enthalten. Als anorganische Bestandteile kommen beispielsweise Alkalihydroxide, Alkalicarbonate,
Alkaliphosphate, Alkalipolymerphosphate, Alkalisilikate und Aikaliborate in Betracht. Weiterhin können die Reinigungsmittellösungen bekannte Komplexbildner wie Glukonate, Polyaminopolycarbonsäuren,
Hydroxyalkan-1,1-diphosphonsäuren und Aminotrimethylenphosphonsäure
. enthalten. Ebenfalls kommen korrosionsverhindernde Mittel wie niedere Alkylamine und Alkanolamine sowie Natriumnitrit in Betracht. In manchen Fällen erfolgt
auch ein Zusatz von Füllstoffen wie Natriumsulfat oder Natriumchlorid. Bei sauren Reinigungsmitteln werden die üblichen
Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure verwendet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die mit Schleifund
Verformungsölen auf Mineralölbasis behandelten und verformten Metalloberflächen schnell und einwandfrei gereinigt und
die abgelösten Mineralöle stabil emulgiert bzw. klar gelöst (Solubilisierung). Es tritt keine Abscheidung von Mineralölen
auf der Oberfläche auf und es erfolgt keine Rückbefettung der behandelten Metallteile, so daß die damit verbundenen Schwierigkeiten
entfallen.
-5-009841/1754
Henkel & CIe GmbH Seite 5 lur Patentanmeldung D
Bei allen Mengenangaben in den nachstehenden Beispielen handelt es sieh, soweit nichts anderes angegeben, um Gew.-^.
Aluminiumprofile wurden unter Verwendung eines Mineralöles, dem 10 % eines AnI age rungs produkt es von 2 Mol Äthylenoxid
an Oleylalkohol als öllöslicher nichtionogener Emulgator
zugesetzt waren, an Band geschliffen. Die so behandelten Aluminiumprofile wurden anschließend mit einer wäßrigen
Lösung gereinigt, die 3 % Natriumtetraborat · 10 HpO,
2 % Tetranatriumpyrophosphat, 0,15 % Dodecylbenzolsulfonat
und 0,15 io eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid
an Oleylalkohol enthielt. Die Teile wurden 2 Minuten bei 700C behandelt.
Die Reinigungswirkung war einwandfrei und die abgelösten Mineralöle stabil emulgiert. Selbst.bei einer Anreicherung
von 35 g/l Mineralöl in der Reinigungslösung trat noch
keine Abscheidung von Mineralöl auf.
Zahnräder waren unter Verwendung von Altöl, dem 5 % eines
Anlagerungsproduktes von 2 Mol Ä'thylenoxid an Oleylamin zugesetzt waren, spanabhebend bearbeitet worden. Diese
Teile wurden anschließend in einer wäßrigen Reinigungslösung, die J5 %■ Natriumsesquisilikat, 0,2 % Fettalkoholsulfat
(Kohlenstoffkettenlänge C 12 - C l8) und 0,15 % eines
Anlagerungsproduktes von 4 Mol Äthylenoxid an Pettalkohol (Kohlenstoffkettenlänge C 12 - C l8) enthielt, behandelt. Bei
650C wurden in 3 Minuten eine einwandfreie Reinigung erzlalt
und das abgelöste öl stabil emulgiert.
-6-
19U193
Verschiedene Stahlteile, die unter Verwendung von Mineralöl, dem 20 % eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid
an Dodecy!phenol zugesetzt warerij kalt verformt waren,
wurden mit einer wäßrigen Reinigungslösung, die 10 % Schwefelsäure und 0,5 % Alkylsulfonat (Kohlenstoffkettenlänge
C 12 - C l8) sowie 0,1 °/o eines Anlagerungsproduktes von 4 Mol
Äthylenoxid an Stearylalkohol enthielt, behandelt. Die Teile
die anschließend verzinkt wurden, waren bei 60°C in 5 Minuten gereinigt und entfettet. Das abgelöste Mineralöl war homogen
und stabil emulgiert, so daß keine Rückbefettung eintreten konnte.
Spanlos und spanabhebend bearbeitete Maschinenteile, die unter'Verwendung von Mineralöl mit"einem Zusatz von 20 %
eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an Oleylalkohol
verformt waren, wurden anschließend in einer wäßrigen Lösung gereinigt, die 0,1 % Natriumnitrit, 0,5 %
Dodecylbenzolsulfonat und 0,2 % eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an Gleylalkohol enthielt. Die Teile
wurden bei 700C 2 - J5 Minuten behandelt. Die Reinigung
war einwandfrei und es trat keine Rückbefettung ein, da das abgelöste Mineralöl stabil emulgiert war.
In der nachstehend beschriebenen Weise wurde eine :gröfiere
Anzahl nichtionogener ollöslicher Emulgatoren auf ihre Wirksamkeit
zur stabilen Emulgierung bzw. Solubilisierung von Mineralöl in wäßrigen Reinigungslösungen untersucht:
In einer Fettsäurebürette'wurden Jeweils bei einer Temperatur
von 700C 300 ml einer .Läsung, die 3 % Borax · IQ H^O ,und
19U193
Seil· Ί zur Patentanmeldung D
2 % Tetranatriumpyrophosphat "enthielt, eingefüllt. Dieser Lösung wurden 0,125 % Dodecylbenzolsulfonat und 0,15 ^ des
zu überprüfenden nichtionogenen öllösliehen Emulgators
zugefügt. Danach wurden der Reinigungsmittellösung ein Gemisch aus 1,5 g reinem Paraffinöl mit steigenden Mengen
des gleichen nichtionogenen öllöslichen Emulgators, wie in der bereits vorhandenen Lösung, zugesetzt. Die so erhaltene
Mischung wurde durch Kippen der Fettsäurebüretten um l8o° umgeschüttelt und anschließend die Fettsäurebüretten bei
70,0C in Thermostaten aufbewahrt. Als stabile Emulsionen
wurden solche angesehen, die selbst nach 2 Stunden keine ölhaltige Phase an der Oberfläche abgeschieden hatten.
D.ie Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. In der linken Spalte ist der
Typ des Emulgators angegeben. Soweit es sich um A'thylenoxidanlagerungsprodukte
handelt, ist jeweils die Zahl der angelagerten Mole Äthylenoxid (A-O) im einzelnen angegeben. In
der rechten Spalte geben die Zahlenwerte den Zusatz des Emulgators in Gew.-^ an, sofern eine Emulgierung bzw. Solubilisierung
(klare Lösung) erhalten wurde.
Aus der Tabelle ist die Überlegenheit der bei dem erfindungs- ^emäßen Verfahren verwendeten Emulgatoren gegenüber sehr ähnlichen
anderen nichtionogenen Emulgatoren klar ersichtlich. ·
-8-
00 9841/175
19U193
S«»e
8 xur Patentanmeldung D
Emulgator
zugesetzte Menge bis zur Emulgierung bzw. Solubilisierung
Oleylalkohol · 2 ÄO Oleylalkohol · 5 ÄO
Oleylalkohol .10 ÄO Oleylamin · 2 ÄO Oleylamin · 8 ÄO
C12- C18- Fettalkohol
C*,p- C,ο- Fettalkohol
ölsäure . 2 ÄO ölsäure . 5 ÄO ölsäure . 10 ÄO
Dodecylphenol . 4 ÄO Dodecylphenol . 5 ÄO Dodecylphenol . 6 ÄO
Dodecylphenol . 8 ÄO Nonylphenol . 4 ÄO Nonylphenol . 5 ÄO Nonylphenol . 7 ÄO
ölsäuresorbitanester (1,5 Hol Ölsäure/Sorbit)
ölsäuresorbitanester (5 Mol Ölsäure/Sorbit) 10 % (20 % voll solubilisiert)
20 % OO % voll solubilisiert)
keine Emulgierung
5#
keine Emulgierung ÄO 10 % (20 % voll solubilisiert)
4.ÄO 20 % (^O % voll solubilisiert)
Io % (50 % voll solubilisiert)
5o %
keine Emulgierung
keine Emulgierung
20 %
50 % (50 % voll solubilisiert)
keine Emulgierung
keine Emulgierung
keine Emulgierung
keine Emulgierung
10 %
10 %
10 %
009841/1754
Claims (4)
19U193
Henkel & CIe GmbH Seife 9 ·»" Patentanmeldung D
Patentansprüche
Π..).Verfahren zur spanlosen und spanabhebenden Bearbeitung
von Metalloberflächen durch Behandlung mit Schleif- und Verformungsölen auf Mineralölbasis unter gleichzeitiger
oder anschließender Verformung und nachfolgender Reinigung mit wäßrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Metalloberflächen mit Schleif- und Verformungsölen,
die Öllösliche nichtionogene Emulgatoren der Typen
a) Anlagerungsprodükte von 2-5 Mol Ethylenoxid an
Fettsäuren, Fettaminen oder Fettalkoholen mit jeweils 12 - l8 Kohlenstoffatomen
b) Anlagerungsprodükte von 5-6 Mol Äthylenoxid an
Dodecy!phenol
e) Fettsäuresorbitanester mit einen! Molverhältnis Fettsäure
: Sorbit 1,5 - 3\ t ί
einzeln oder im Gemisch enthalten/ behandelt, die Metall-,
oberfläche in an sich bekannter Weise der gewünschten Ver^
formung unterwirft und danach mit einer Reinigungsmittellösung,
welche einen Emulgator gleichen Typs wie das Schleif-
oder Verformungsöl in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew«-$ sowie
ein anionenaktives fietzmittel in Mengen von Ö,Ö5 - 0,5
Gew.-^ enthält, nachbehandelt.
19U133
Henkel & GIe GrrifoH Seite 10 zur l>oter<!anmelduh§ Ö 3839
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzelöhnet* daß
' man die Metalloberflächen mit Schleif- und Verformuhgsöleri
sowie einer ReinigungsmittellÖsungi die den gleichen
öllösliöhen nicht ionogerien Emulgator enthält j behandelt.»
';5· Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2>
dadurch gelcehnzeiöftnet,
daß man die Metalloberflächen mit Sehieif- und Verförniuhgs·
ölen, die als öllösliöhen nichtionogenen Emulgator Sin
Anlagerungsprodukt von 2 Mol Ethylenoxid an OleylaHeohol
enthält, behandelt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet t
daß man die Metalloberflachen mit einer; Reinigungsmitte1-.
lösung; die äniönehaktive Netzmittel zu nichtiönogenem
Emulgator im üew*-Verhältnis 4 : 1 bis 1 : 3 enthält, behandelt*
Henkel & Sie* GrnbM
(Dr. Haas) (ßr* Arrl&ldi
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