DE202011002330U1

DE202011002330U1 - Kettenfluid-Zusammensetzung

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Publication number: DE202011002330U1
Application number: DE202011002330U
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2021-02-04

Abstract

Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung, umfassend
etwa 0,5 bis 18 Gew.-% Wasser,
bis etwa 0,5 Gew.-% Methanol,
etwa 70 bis etwa 98 Gew.-% Glycerin,
bis etwa 1,5 Gew.-% Tensid,
bis etwa 2,0 Gew.-% Haftklebstoff,
bis etwa 0,2 bis 1,0 Gew.-% Verschleißschutzadditiv,
bis etwa 2,0 Gew.-% Korrosionsschutzmittel und
bis etwa 1,0 Gew.-% Duftstoff.

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung zur Schmierung von Ketten bzw. Kettenantrieben in der Holzindustrie (insbesondere Säge- und Papierwerke mit Zellstoffherstellung).
In modernen Betrieben der Holzindustrie werden heute in umweltrelevanten Bereichen zur Schmierung von Ketten- und Kettenantrieben anstelle von Mineralöl Produkte auf Basis nativer Öle, insbesondere Rapsöl, verwendet. Ihr Vorteil ist die biologische Abbaubarkeit. Zu den Nachteilen dieser Produkte zählen die schlechte Oxidationsstabilität. Infolge von UV-Strahlung, Luftsauerstoff und/oder Einwirkung von höherer Temperatur kommt es zu einer Oxidation der ungesättigten Kohlenwasserstoffe. Das Öl verharzt. Dadurch bildet sich auf der Kette eine zähe bis feste, klebrige und nur unter großem Aufwand abwaschbare Schicht. Ein weiterer Nachteil allgemein ist, dass sie auf Wasser Schlieren bilden. Visuell ist es nicht feststellbar, ob es sich um ein biologisch abbaubares Produkt oder um Mineralöl handelt.
Alternativ zu den nativen Ölen sind die biologisch abbaubaren Öle auf Basis von synthetischen Estern zu nennen. Diese Öle sind im Vergleich zu Mineralölen oder zu nativen Ölen wesentlich teurer und finden daher in der Holzindustrie nur begrenzten Einsatz. Darüberhinaus wirken derartige Produkte aggressiv gegenüber Dichtungen und nichtmetallischen Leitungen (Druckschläuche und dergleichen).
Ein übliches Sägewerk verbraucht mehrere 10.000 l Kettenöl pro Jahr, woraus ersichtlich ist, dass der Kostenfaktor wesentlich ist.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile weitgehend auszuschließen und eine Kettenfluid-Zusammensetzung bereitzustellen, die biologische Abbaubarkeit gewährleistet, eine Wassergefährdungsklasse WGK 1 (schwach wassergefährdend) aufweist und die Oxidationsstabilität besitzt. Ferner sollte dieses Kettenfluid kostengünstiger als die am Markt befindlichen sein. Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung ist vollständig wasserlöslich.
Vorstehende Aufgabe wird durch die Kettenfluid-Zusammensetzung nach Anspruch 1 gelöst, die etwa 0,5 bis 18 Gew.-% Wasser, bis etwa 0,5 Gew.-% Methanol, etwa 70 bis 98 Gew.-% Glycerin, bis etwa 1,5 Gew.-% Tensid, bis etwa 2,0 Gew.-% Haftklebstoff, etwa 0,2 bis 1,0 Gew.-% Verschleißschutzadditiv, bis etwa 2,0 Gew.-% Korrosionsschutzmittel und bis etwa 1 Gew.-% Duftstoff umfasst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Kettenfluid-Zusammensetzung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung ist zunächst frei von Mineralöl, nativen Ölen oder synthetischen Estern. Chemisch-biologische Untersuchungen ergaben, dass die Kettenfluid-Zusammensetzung biologisch abbaubar und daher nicht umweltschädlich ist. Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung ist der Wassergefährdungsklasse 1 zuzuordnen. Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung kann daher in Wasserschutzgebieten eingesetzt werden. Ferner ist die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung gegenüber UV-Strahlung stabil und selbst bei Anwendung über einen Zeitraum von 18 Monaten konnte keine Oxidation nachgewiesen werden. Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung hat darüber hinaus eine selbstreinigende Wirkung, was Vorteile hinsichtlich der Pumpfähigkeit, Lagerung und Zentralschmierung mit sich bringt. Ferner besteht mit der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung der Vorteil, dass die Viskosität den jeweiligen Bedingungen angepasst werden kann. So ist es bei kalten Temperaturen möglich, eine dünnflüssigere Zusammensetzung bereit zustellen, während diese bei warmen Temperaturen durch Variation der Einzelbestandteile dickflüssiger gestaltet werden kann. Diese Flexibilität der Viskositätseinstellung, je nach Anforderungsprofil, ist ein deutlicher Vorteil gegenüber reinem Rapsöl, welches nur eine bestimmte Viskosität aufweist. Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung dient zur Schmierung der einzelnen Kettenglieder. Sie führt zu dem Vorteil, dass bei derem Einsatz extreme Belastungen, wie beispielsweise schwankende mechanische Beanspruchungen, beherrscht werden können. So wird die Kettenlängung minimiert und das Greifen der Zahnräder wird nicht gestört.
Hinzu kommt, dass der Hauptbestandteil der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung ein Raffinationsnebenprodukt der Biodieselherstellung sein kann. Dieses Nebenprodukt ist eine unangenehm riechende Flüssigkeit, die bisher der Verbrennung zugeführt bzw. aufwändig weiterverarbeitet werden musste. Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung ermöglicht nun den direkten Einsatz dieses Raffinationsnebenproduktes, die überraschende Eigenschaften bei der Verwendung als Kettenfluid-Zusammensetzung zeigt.
Anstelle dieses Nebenproduktes kann auch technisches Glycerin bzw. ein Gemisch der beiden eingesetzt werden.
Neben den oben geschilderten Vorteilen wurde festgestellt, dass die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung hinsichtlich der anderen Eigenschaften, wie Anhaftung, Verbrauch, Korrosionsschutz, UV-Beständigkeit, Verschleißschutz den bekannten Ketten-Ölen entspricht.
Vorteilhafterweise besitzt die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung eine Viskosität von 40 bis 400 mm²/sec, insbesondere von 32 bis 320 mm²/sec. Eine zu hohe Viskosität hat den Nachteil, dass die Förderbarkeit bei tiefen Temperaturen nicht genügt und die Kosten zu hoch ansteigen, während eine zu niedrige Viskosität dazu führt, dass eine ausreichende Schmierung nicht gewährleistet ist. Als besonders vorteilhaft haben sich Viskositäten von 32 bis 100 mm²/sec, insbesondere von 32, 46 und 68 mm²/sec, erwiesen, da eine optimale Versorgung bei geringstem Verbrauch erzielt werden kann.
Die Viskositäten wurden mit dem Rotationsviskosimeter Brookfield LVDW-II+ mit folgenden Einstellungen gemessen: Spindel Nr. 18, Umdrehungen/min: 7,5; 12; 17 (DIN 53019 Teil 1 (Mai 1980)).
Bei dem in der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung eingesetzten Tensid handelt es sich vorteilhafterweise um sulfatierte Pflanzenöle. Diese haben den Vorteil, dass sie biologisch abbaubar sind und über ein hervorragendes Verschleißschutzverhalten verfügen. Als besonders geeignet haben sich sulfatierte Produkte aus Palmöl, Kokosnussöl, Rizinusöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl oder Gemische davon erwiesen. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Türkischrotöl (sulfatiertes Rizinusöl). Das eingesetzte Tensid wird in einer Menge von bis zu etwa 1,5 Gew.-%, vorzugsweise von bis zu etwa 0,5 Gew.-% eingesetzt.
Der in der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung eingesetzte Haftklebstoff ist vorzugsweise ein Vinylpyrrolidon-Homopolymer. Vinylpyrrolidon-Homopolymere haben den Vorteil, dass sie biologisch abbaubar sind, viskositätserhöhend wirken und die Anhaftung des Fluids an der Kette erhöhen. Der K-Wert dieser Vinylpyrrolidon-Homopolymere liegt vorteilhafterweise zwischen 80 und 140. Das Molekulargewicht (Mw) der Vinylpyrrolidon-Homopolymere liegt vorteilhafterweise zwischen 1.000 und 3.000 KDalton. Ferner ist es von Vorteil, dass der Haftklebstoff, sowohl in hydrophoben als auch in hydrophilen Lösungsmitteln eine universale Löslichkeit besitzt. Der Haftklebstoff wird in einer Menge von bis etwa 2 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis etwa 1 Gew.-% eingesetzt, da dadurch die optimale Viskosität und Anhaftung des Fluids erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung enthält ein Verschleißschutzadditiv. Bei dem Verschleißschutzadditiv handelt es sich vorzugsweise um ein EP-Additiv (Extreme-Pressure-Additive). Dieses dient dazu, die hohen Lasten zwischen aneinander reibenden Werkstoffen auszugleichen. Das Verschleißschutzadditiv ist vorzugsweise wasserlöslich. Besonders bevorzugt ist es auch glycerinlöslich. Zum Einsatz kommen vorzugsweise schwefelhaltige oder phosphorhaltige Verbindungen. Besonders geeignet sind Schwefel/Phosphor-Verbindungen, die glycerin- und wasserlöslich sind. Das EP-Additiv hat die Aufgabe, ein Verschweißen der hoch beanspruchten Schmierstellen und den Verschleiß zu vermindern. EP-Additive sind chemisch reaktive Hochdruckzusätze, die mit der Metalloberfläche reagieren. Als besonders geeignet hat sich EP3056W der Additiv Chemie Luers GmbH erwiesen. Es können auch mehrere verschiedene Verschleißschutzadditive gleichzeitig eingesetzt werden. Das Verschleißschutzadditiv kommt vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 1,0 Gew.-%, zum Einsatz.
Die erfindungsgemäße Kettenfluid-Zusammensetzung enthält ein Korrosionsschutzmittel. Bei der Auswahl des Korrosionsschutzmittels ist zunächst darauf zu achten, dass dieses wasserlöslich ist. Das Korrosionsschutzmittel wird in einer Menge von bis zu etwa 2,0 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von bis zu etwa 1,0 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu etwa 0,6 Gew.-%, eingesetzt. Bevorzugte Korrosionsschutzmittel sind Polycarbonsäuren, da diese biologisch abbaubar sind und sehr gute Korrosionsschutzwerte zeigen. Der Einsatz von Korrosionsschutzmitteln hat den Vorteil, dass ein Rosten von Metalloberflächen vermindert bzw. verhindert wird.
Um den bei technischem Glycerin beziehungsweise Rohglycerin unangenehmen Geruch der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung zu kompensieren, wird dieser auch ein wasserlöslicher Duftstoff zugesetzt. An die Anforderungen des Duftstoffes werden keine besonderen Bedingungen geknüpft. Beispielsweise können Tannennadelduft, Apfelduft, Zitronenduft, Mandarinenduft, Orangenduft sowie Gemische davon eingesetzt werden. Der Duftstoff wird in einer Menge von bis zu etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu etwa 0,3 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu etwa 0,15 Gew.-%, eingesetzt.
Der Wassergehalt in der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung beträgt etwa 0,5 bis 12 Gew.-%. Ein zu niedriger Wassergehalt führt dazu, dass die zugesetzten Additive möglicherweise nicht vollständig eingerührt werden, während ein zu hoher Wassergehalt den Nachteil hat, dass das Fluid zu dünnflüssig wird und nicht haftet. Wassergehalte von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% haben den Vorteil, dass sie der Viskosität und der Anhaftung des Kettenfluids entsprechen. Besonders bevorzugt ist ein Wassergehalt von etwa 2,0 bis etwa 18 Gew.-%.
Methanol ist in einer Menge von bis etwa 0,5 Gew.-% im Produkt aufgrund des Herstellungsprozesses des Basisfluids vorhanden. Bei der Verwendung von reinem Glycerin ist Methanol nicht enthalten.
Der Glyceringehalt der erfindungsgemäßen Kettenfluid-Zusammensetzung liegt zwischen etwa 70 bis etwa 98 Gew.-%. Ein zu niedriger Glyceringehalt hat den Nachteil, dass die erforderliche Viskosität nicht erreicht wird. Vorteilhafterweise liegt der Glyceringehalt zwischen etwa 80 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-%, insbesondere zwischen etwa 90 Gew.-% bis etwa 92 Gew.-%.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen weiter erläutert. Diese Beispiele sollen jedoch in keiner Weise als limitierend oder beschränkend angesehen werden.

Zur Herstellung einer flüssigen Zusammensetzung wurden folgende Bestandteile in den angegebenen Konzentrationen zusammengefügt. Die Dichtebestimmung erfolgte nach DIN 51757 (April 1994).

Bestandteil:	Dichte [g/cm³]:	Gew.-%:	Vol%:
technisches Glycerin	1,247	91,55%	89,81%
Wasser	1,000	6,50%	7,95%
Luvitec K115	1,030	0,50%	0,59%
EP3056W	1,250	0,25%	0,24%
Türkischrotöl	1,030	0,50%	0,59%
BSB	1,065	0,60%	0,69%
Super Lemon	1,000	0,10%	0,12%
Dichte	1,225	100,00%	100,00%

Das zur Herstellung herangezogene Glycerin ist technisches Glycerin mit einem Glyceringehalt > 98%.
Luvitec K115 wurde von BASF bezogen. EP3056W wurde von der Firma Additiv Chemie Luers GmbH bezogen. Türkischrotöl wurde von der Fa. Fauth bezogen. BSB wurde von der Firma Ateco AG bezogen. Der Duftstoff Super Lemon wurde von der Firma Cosmoderm GmbH bezogen.
Die Viskosität dieser Kettenfluid-Zusammensetzung betrug 68 mm²/sec bei einer Temperatur von 40°C. Die Bestimmung der Viskosität erfolgte nach DIN 53019/Teil 1 (Mai 1980).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 53019 Teil 1 (Mai 1980) [0013]
DIN 51757 (April 1994) [0023]
DIN 53019/Teil 1 (Mai 1980) [0026]

Claims

Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung, umfassend etwa 0,5 bis 18 Gew.-% Wasser, bis etwa 0,5 Gew.-% Methanol, etwa 70 bis etwa 98 Gew.-% Glycerin, bis etwa 1,5 Gew.-% Tensid, bis etwa 2,0 Gew.-% Haftklebstoff, bis etwa 0,2 bis 1,0 Gew.-% Verschleißschutzadditiv, bis etwa 2,0 Gew.-% Korrosionsschutzmittel und bis etwa 1,0 Gew.-% Duftstoff.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Zusammensetzung eine Viskosität (gemessen mit dem Rotationsviskosimeter Brookfield LVDW-II+ mit folgenden Einstellungen: Spindel Nr. 18, Umdrehungen/min.: 7,5; 12; 17; Temp. 40°C (DIN 53019 Teil 1 (Mai 1980)) von 40 bis 400 mm²/sec, insbesondere von 32 bis 320 mm²/sec, besitzt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Tensid um sulfatierte Pflanzenöle handelt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das sulfatierte Pflanzenöl ausgewählt ist aus Palmöl, Kokosnussöl, Rizinusöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl oder Gemischen davon.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Haftklebstoff um ein Vinylpyrrolidon-Homopolymer handelt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrosionsschutzmittel wasserlöslich und glyzerinlöslich ist.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Duftstoff wasserlöslich und glyzerinlöslich ist.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Duftstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Tannennadelduft, Apfelduft, Zitronenduft, Mandarinenduft, Orangenduft oder Gemischen davon.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 12 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-%, vorliegt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verschleißschutzadditiv um ein wasserlösliches EP-Additiv, insbesondere um ein wasserlösliches schwefelhaltiges und/oder ein wasserlösliches phosphorhaltiges Verschleißschutzadditiv handelt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Glycerin in einer Menge von etwa 80 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-%, insbesondere von etwa 90 Gew.-% bis etwa 92 Gew.-%, vorliegt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tensid in einer Menge von bis zu etwa 1 Gew.-% vorliegt.
Flüssige Kettenfluid-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Haftklebstoff in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% vorliegt.