EP3259338A1 - Schmierstoffe auf wasserbasis für förderbänder - Google Patents

Schmierstoffe auf wasserbasis für förderbänder

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EP3259338A1
EP3259338A1 EP16706523.4A EP16706523A EP3259338A1 EP 3259338 A1 EP3259338 A1 EP 3259338A1 EP 16706523 A EP16706523 A EP 16706523A EP 3259338 A1 EP3259338 A1 EP 3259338A1
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EP
European Patent Office
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weight
water
lubricant composition
composition according
group
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16706523.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schweigkofler
Stefan Seemeyer
Michaela WIESBÖCK
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Klueber Lubrication Muenchen GmbH and Co KG
Original Assignee
Klueber Lubrication Muenchen SE and Co KG
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Filing date
Publication date
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    • C10N2040/38—Conveyors or chain belts

Definitions

  • the invention relates to water-based lubricants for conveyor belts.
  • the invention relates to water-based lubricants for conveyor belts for the beverage industry.
  • Lubricants for conveyor belts for the beverage industry must meet high requirements, in particular with regard to their suitability for food and tolerability.
  • either lubricating oils are used or emulsions / dispersions, which are diluted to varying degrees with water, depending on the application technology.
  • WO 2007/040678 A1 describes such a concept. It is a silicone emulsion that is diluted with water. Depending on the degree of dilution one then speaks of a "wet" or "semidry” lubrication.
  • a "wet” or “semidry” lubricant typically needs to be supplemented with increased amounts of free organic acids in order to neutralize the water-hardness-related alkalinity
  • An object of the present invention was therefore to provide a tribologically highly effective lubricant formulation which is effective in very small amounts and does not need to be further diluted with water. Thus, a maximum of water savings is possible.
  • the formulation of the invention is biodegradable and applicable in the food industry.
  • the formulation is also storage stable, completely soluble in water and easy to remove from the conveyor belts.
  • the water-based lubricant composition of the invention is readily biodegradable and environmentally friendly in an aqueous environment. In addition, it is characterized by good compatibility with application-relevant materials, such as chain materials, application technology and packaging.
  • the low-temperature behavior of the aqueous lubricant composition according to the invention can be considerably increased by the addition of antifreeze, for example low molecular weight glycol or glycerol be improved.
  • additives can be added in order to specifically influence the properties of the lubricant composition according to the invention.
  • the aqueous lubricant compositions according to the invention may also be formulated foam-free.
  • the lubricant composition according to the invention comprises from 4 to 30% by weight of at least one viscosity-giving component and from 0.05 to 10% by weight of preservative substances which protect against contamination, the remainder being water.
  • the isocyanic component of the lubricant composition of the invention is selected from the group consisting of water-soluble carboxylic acid esters, or a mixture of water-soluble carboxylic acid and low molecular weight polyalkylene glycols. It is preferred to use water-soluble ethoxylated esters of dicarboxylic acids sold under the name Nycobase 618 by Nyco S.A. to be expelled.
  • the low molecular weight polyalkylene glycols used are preferably a polyethylene glycol having the average molar mass of 200-600, which are marketed by Clariant Deutschland GmbH under the name PG 200-600.
  • the lubricant composition of the invention may contain an antifreeze selected is selected from the group consisting of monohydric and / or polyhydric alcohols and / or alcohol derivatives, for example glycerol or 1,2-propanediol.
  • Neutralizing and unneutralized carboxylic acids, neutralized phosphoric acids and / or phosphoric acid derivatives, benzoic acid and / or benzoic acid derivatives, triazoles, alcohol amines, glycol amines are used as corrosion inhibitors for the lubricant composition according to the invention.
  • As a wear-protective agent water-soluble compounds containing sulfur, phosphorus and / or nitrogen, such as salts of sulfonic acid derivatives and thiols are used.
  • additives such as e.g. Polydimethylsiloxanes or polymers of acrylate derivatives can be used.
  • the lubricant composition of the present invention may contain emulsifiers and / or wetting agents such as foaming or non-foaming emulsifiers from the class of ionic (e.g., sulfonates) and nonionic (e.g., fatty alcohol ethoxylates) surfactants, alkylene oxide polymers, phosphate esters and quaternary ammonium compounds, alkoxylated silicones, and silicone derivatives as well as carboxylic acid derivatives.
  • ionic e.g., sulfonates
  • nonionic e.g., fatty alcohol ethoxylates
  • surfactants e.g., alkylene oxide polymers, phosphate esters and quaternary ammonium compounds, alkoxylated silicones, and silicone derivatives as well as carboxylic acid derivatives.
  • the lubricant composition of the present invention may contain biocides, e.g. Isothiazolone derivatives included.
  • fragrances selected from the group consisting of alcohols, aldehydes, ketones, esters, alkenes, salts, e.g. Copper salts and / or zinc sulphates.
  • the lubricant composition according to the invention comprises from 5 to 20% by weight of the viscosity-providing compound and from 0.05 to 10% by weight. preserving substances which protect against contamination, and 0.05 to 5% by weight of wear protection agent, the remainder being water.
  • the lubricant composition according to the invention comprises from 7.5 to 15% by weight of the viscosity-providing compound and from 0.05 to 10% by weight of preserving substances that protect against contamination, and from 0.1 to 1.5% by weight of anti-wear agent, the remainder Water.
  • the lubricant composition according to the invention it is ensured that the performance of the lubricant is not significantly affected by production-related Abdusche with water.
  • the lubricant composition according to the invention is further characterized by an excellent sprayability, which can also be applied in non-pressurized nozzles and the risk of clogging of nozzles is minimized.
  • the application with all common methods, such as with or without compressed air operated nozzles, brushes, sliding plates) is possible.
  • the lubricant composition of the invention also provides excellent wear protection in all common chain material packaging combinations, e.g. Pairing can plastic chain, tetrapack plastic chain, PET (disposable and reusable) plastic chain or steel chain, glass bottle plastic chain or steel chain.
  • Pairing can plastic chain, tetrapack plastic chain, PET (disposable and reusable) plastic chain or steel chain, glass bottle plastic chain or steel chain.
  • the lubricant composition according to the invention has excellent compatibility with common packaging, chain materials and application techniques. In addition, when using the lubricant composition according to the invention, a significant improvement in the storage and transport stability, with regard to the influence of temperature and vibration, is achieved.
  • the lubricant composition of the present invention is also excellent in biodegradability.
  • the preparation of the example formulations is carried out by mixing the majority of the individual components by means of a stirrer and heating to 70 ° C for 30 min and then cooling and stirring the temperature-critical constituents.
  • Viscosity-imparting component Nycobase 618 10.0%
  • Biocide Acticide MBS 0.10%
  • Viscosity-imparting component Nycobase 618 10.0%
  • Viscosity-giving component PG 200 2.5%
  • Biocide Acticide MBS 0.15%
  • Viscosity-imparting component Nycobase 618 10.0%
  • M 528 L is used, which is a mixture of various neutralized organic and inorganic acids marketed by Cortec Corporation.
  • Surtec 192 is a mixture of phosphates, silicates and amino-neutralized organic acids available from SurTec Deutschland GmbH.
  • SurTec 055 is a mixture of amines, Silicates and hydrocarbons as well as anionic and non-ionic surfactants, also from SurTec Deutschland GmbH.
  • Hydrolite 5 is a pentadiol from Symrise AG.
  • MPS is a salt of organic sulfur compounds marketed by Raschig GmbH 5.
  • Acticide MBS is a mixture of benzisothiazoles and methylisothiazolone from Firmas Thor GmbH.
  • Lubio EP1 is a salt of an organic sulfur compound from Shufer Additivsysteme GmbH.
  • ES 561 is a silicon-containing defoamer from Additivchemie Luers GmbH.
  • Glycerin is obtained from Brenntag GmbH io.
  • Redokon CDD AH and Redokon CDD B are chlorine dioxide solutions from Redokon GmbH.
  • the SRV test (vibration-friction-wear) is a common test for quantifying the wear protection effect of lubricants. This is usually done on the material pairing steel - steel. In the present case, the material pairing POM (polyoxymethylene) steel was chosen for better transferability to the application. The wear rate was evaluated after a test period of 6 hours at a load of 95 N / mm 2 .
  • Example 2 0.10 Table 1 shows that all three examples according to the present invention have significantly lower wear rates than commonly used products.
  • Good spreading behavior is essential in the case of minimum quantity lubrication for maintaining a continuous lubricating film.
  • the spreading behavior is usually determined in the context of contact angle measurements on the relevant surface. The lower the contact angle, the better the wetting of the surface.
  • Table 2 shows that the examples of the present invention have significantly better spreading performance than the commonly used Wetlube Lubostar CP.
  • the investigations were carried out on PBT, as a commonly used chain material. 3. Tests on conveyors different pairings
  • the check of the lubricity performance of the water-based example formulation was carried out on a standard Krones conveyor using various relevant material combinations at room temperature and a typical chain speed of 0.8 m / sec.
  • the Friction numbers were determined on an original sealed 1 l glass water bottle, a 1, 5 l PET disposable bottle and a 1, 5 l TetraPack.
  • the sanding on the conveyor chain 1 containers were fixed with a string on a spring balance.
  • the friction coefficients of the different material pairings should be in the range of 0.05 to 0.20.
  • Table 3 shows the good lubricity of the compositions tested.
  • Example 3 With the lubricant composition of Example 3, to demonstrate excellent performance with minimal lubricant consumption, a 1.5 I PET disposable bottle was tested over a period of 4 hours under the conditions described above. It was relubricated with 0.05 ml of lubricant every 5 minutes. The coefficient of friction was continuously 0.09 +/- 0.01 and is therefore within the ideal range for this combination of materials.
  • Example 2 2% by weight
  • Example 1 0% by weight
  • Impurities in food containers must be avoided for hygienic and cosmetic reasons. Typical impurities are normal dusts, particles of packaging, leaking food, wear particles of chain and slide strip, as well as lubricant residues.
  • Neomoscan G7 no indication of the
  • the lubricant composition according to Example 5 could be applied by means of metering via metering valve or solenoid valve and subsequent application by means of a sliding plate as well as via compressed air-operated or compressed air-operated nozzles.
  • the possibility that the composition according to Example 4 can be applied in minimal quantities by means of airless nozzles distinguishes this formulation from commonly used standard products, such as e.g. DryExx SF or P3 Lubodrive RF.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Schmierstoffe auf Wasserbasis für Förderbänder. Insbesondere betrifft die Erfindung Schmierstoffe auf Wasserbasis für Förderbänder für die Getränkeindustrie.

Description

SCHMIERSTOFFE AUF WASSERBASIS FÜR FÖRDERBÄNDER
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Schmierstoffe auf Wasserbasis für Förderbänder. Insbesondere betrifft die Erfindung Schmierstoffe auf Wasserbasis für Förderbänder für die Getränkeindustrie. Schmierstoffe für Förderbänder für die Getränkeindustrie müssen hohen Anforderungen, insbesondere hinsichtlich ihrer Lebensmitteltauglichkeit und -Verträglichkeit genügen. Zur Schmierung von Förderbändern in Abfüllstraßen der Getränkeindustrie werden, je nach Applikationstechnologie, entweder Schmieröle eingesetzt oder Emulsionen/Dispersionen, die mit Wasser unterschiedlich stark verdünnt werden. Die WO 2007/040678 A1 beschreibt ein solches Konzept. Es handelt sich dabei um eine Silikonemulsion, die mit Wasser verdünnt wird. Je nach Verdünnungsgrad spricht man dann von einer „wet"- oder „semidry"-Schmierung. Im Falle einer „wet"-Schmierung mit typischen Verdünnungen des Schmierstoffes von 1 :100 bis 1 :1000 ist der Wasserverbrauch sehr hoch. Bei einer Verdünnung kleiner 1 :100 spricht man von„semidry"-Schmierung. In beiden Fällen ist zu beachten, dass die Härte des zugesetzten Wassers entscheidenden Einfluss auf die Performance und Verträglichkeit des Schmierstoffes mit dem transportierten Verpackungsmaterial nimmt. Entsprechend müssen einem „wet"- oder „semidry' -Schmierstoff typischerweise erhöhte Mengen an freien organischen Säuren zugesetzt werden, um die Wasserhärte-bedingte Alkalität zu neutralisieren. Nachteilig an Emulsionen bzw. Suspensionen ist jedoch, dass häufig Rühraggregate beim Abmischen mit Wasser erforderlich sind und sie eine schlechtere Lagerstabilität als homogene Lösungen aufweisen. Außerdem ist es nicht möglich, einen geschlossenen Film der schmieraktiven Komponente auf die Transportkette zu realisieren, was sich nachteilig auf die tribologischen Eigenschaften auswirkt. Allen genannten Schmierstoffen gemein ist die relativ aufwendige Reinigung der Förderbänder.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, eine tribologisch hochwirksame Schmierstoffformulierung bereitzustellen, die in Kleinstmengen wirksam ist und nicht weiter mit Wasser verdünnt werden muss. Damit ist ein Maximum an Wasserersparnis möglich. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Formulierung biologisch abbaubar und im Lebensmittelbereich anwendbar. Die Formulierung ist des weiteren lagerstabil, in Wasser vollständig löslich und leicht von den Förderbändern zu entfernen. Diese Ziele werden durch die Bereitstellung einer wasserbasierten Schmierstoffzusammensetzung erreicht, die einen Wasseranteil von 50 bis 96 Gew.-%, 4 bis 40 Gew.-% mindestens eine viskositätsgebende Komponente und 0,05 bis 10 Gew.-% konservierende, vor Verschmutzung schützende Substanzen umfasst. Es sind keine Feststoffe und keine wasserunlöslichen Komponenten vorhanden.
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung auf Wasserbasis ist in wässriger Umgebung gut biologisch abbaubar und umweltverträglich. Außerdem zeichnet sie sich durch eine gute Verträglichkeit mit anwendungsrelevanten Werkstoffen, wie Kettenmaterialien, Applikationstechnik und Verpackungen, aus. Das Tieftemperaturverhalten der erfindungsgemäßen wässriger Schmierstoffzusammensetzung kann durch Zusatz von Frostschutzmittel, z.B. niedermolekulares Glycol oder Glycerin erheblich verbessert werden. Weiterhin können Additive zugesetzt werden, um die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung gezielt zu beeinflussen. Falls erwünscht, können die erfindungsgemäßen wässrigen Schmierstoffzusammensetzungen auch schaumfrei formuliert werden.
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung umfasst 4 bis 30 Gew.-% mindestens einer Viskositätsgebenden Komponente und 0,05 bis 10 Gew.-% konservierende, vor Verschmutzung schützende Substanzen, der Rest ist Wasser.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung
0,05 bis 15 Gew.-% Frostschutzmittel,
0,05 bis 15 Gew.-% Korrosionsschutzmittel,
0,05 bis 5 Gew.-% Entschäumer,
0,05 bis 5 Gew.-% Netzmittel,
0,05 bis 5 Gew.-% Biozide,
0,005 bis 2 Gew.-% Duftstoffe
enthalten.
Die iskositätsgebende Komponente der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus wasserlöslichen Carbonsäureestern, oder einer Mischung aus wasserlöslichen Carbonsäureesten und niedermolekularen Polyalkylenglycolen. Es werden vorzugsweise wasserlösliche ethoxylierte Ester von Dicarbonsäuren verwendet, die unter der Bezeichnung Nycobase 618 von der Firma Nyco S.A. vertrieben werden. Als niedermolekulare Polyalkylenglycole wird vorzugsweise ein Polyethlylenglycol mit der mittleren Molmasse von 200 - 600 verwendet, die von der Firma Clariant Deutschland GmbH unter der Bezeichnung PG 200 - 600 vertrieben werden.
Bei Tieftemperaturanwendungen kann die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung ein Frostschutzmittel enthalten, das ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen und/oder Alkoholderivaten, z.B. Glycerin oder 1 ,2-Propandiol.
Als Korrosionsschutzmittel werden für die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung neutralisierte und nichtneutralisierte Carbonsäuren, neutralisierte Phosphorsäuren und/oder Phosphorsäurederivate, Benzoesäure und/oder Benzoesäurederivate, Triazole, Alkoholamine, Glykolamine verwendet. Als Verschleißschutzmittel werden wasserlösliche Verbindungen, die Schwefel, Phosphor und/oder Stickstoff enthalten, wie beispielsweise Salze von Sulfonsäurederivaten und Thiolen eingesetzt.
Zur Verhinderung von Schaumbildung können Additive, wie z.B. Polydimethylsiloxane oder Polymere aus Acrylatderivaten verwendet werden.
Je nach Anwendung kann die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung Emulgatoren und/oder Netzmittel enthalten, wie beispielsweise schäumende oder nichtschäumenden Emulgatoren aus der Klasse ionischer (z.B. Sulfonate) und nicht ionischer (z.B. Fettalkoholethoxylate) Tenside, Alkylenoxidpolymere, Phosphatester und quartäre Ammoniumverbindungen, alkoxylierte Silikone und Silikonderivatesowie Carbonsäurederivate.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung Biozide, wie z.B. Isothiazolonderivate enthalten.
Auch ist je nach Anwendung die Verwendung von Duftstoffe möglich, die ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Estern, Alkenen, Salze z.B. Kupfersalze und/oder Zinksulfate.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung 5 bis 20 Gew.-% Viskositätsgebende Verbindung und 0,05 bis 10 Gew.-% konservierende, vor Verschmutzung schützende Substanzen sowie 0,05 bis 5 Gew.-% Verschleißschutzmittel, der Rest ist Wasser.
Insbesondere bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung 7,5 bis 15 Gew.-% viskositätsgebende Verbindung und 0,05 bis 10 Gew.-% konservierende, vor Verschmutzung schützende Substanzen sowie 0, 1 bis 1 ,5 Gew.-% Verschleißschutzmittel, der Rest ist Wasser. Mit der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung wird sichergestellt, dass die Leistungsfähigkeit des Schmiermittels auch durch produktionsbedingte Abduschungen mit Wasser nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung zeichnet sich des weiteren durch eine exzellente Versprühbarkeit aus, die auch in drucklosen Düsen angewendet werden kann und die Verstopfungsgefahr von Düsen minimiert wird. Außerdem ist die Applikation mit allen gängigen Verfahren, wie beispielsweise mit oder ohne Druckluft betriebene Düsen, Bürsten, Gleitplatten) möglich.
Durch die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung wird auch ein exzellenter Verschleißschutz bei allen gängigen Kettenmaterial- Verpackungskombinationen bewirkt, z.B. Paarung Dose-Kunststoffkette, Tetrapack-Kunststoffkette, PET (Einweg und Mehrweg)-Kunststoffkette oder Stahlkette, Glasflasche-Kunststoffkette oder Stahlkette.
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung weist eine ausgezeichnete Kompatibilität mit gängigen Verpackungen, Kettenmaterialien und Applikationstechniken auf. Darüber hinaus wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung eine deutliche Verbesserung der Lager- und Transportstabilität, im Hinblick auf den Einfluss von Temperatur und Vibration, erreicht. Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung ist auch im Hinblick auf die biologische Abbaubarkeit ausgezeichnet.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung detailliert an Hand von Beispielen beschrieben.
Beispiele
Die Herstellung der Beispielformulierungen erfolgt durch Abmischen des Großteils der Einzelbestandteile mittels Rührer und Erwärmen auf 70°C für 30 min sowie anschließendes Abkühlen und Einrühren der temperaturkritischen Bestandteile.
Beispiel 1 :
Viskositätsgebende Komponente: Nycobase 618 9,27%
Verschleißschutz: MPS 0,39%
Deion. Wasser 90,34%
Beispiel 2:
Viskositätsgebende Komponente: Nycobase 618 10,0%
Verschleißschutz: MPS 0,4%
Biozid: Acticide MBS 0,10%
Entschäumer: ES 561 1 ,0%
Korrosionsschutz: M 528 L 2,0%
Deion. Wasser 86,5%
Beispiel 3:
Viskositätsgebende Komponente: Nycobase 6 8 9,27%
Konservierende, vor Verschmutzung
schützende Komponenten: SurTec 192 0,5%
SurTec 055 1 ,0%
Deion. Wasser 89,23% Beispiel 4:
Viskositätsgebende Komponente: Nycobase 618 10,0%
Viskositätsgebende Komponente: PG 200 2,5%
Verschleißschutz. Lubio EP 1 0,5%
Biozid: Acticide MBS 0,15%
Netzmittel: Hyd rolite 5 0,9%
Entschäumer: ES 561 1 ,0%
Korrosionsschutz: M 528 L 7,0%
Deion. Wasser 77,95%
Beispiel 5:
Viskositätsgebende Komponente: Nycobase 618 10,0%
Frostschutz: Glycerin 2,5%
Verschleißschutz: Lubio EP 1 0,5%
Biozid: Acticide MBS 0,2%
Entschäumer: ES 561 1 ,0%
Deion. Wsaser 85,8%
Beispiel 6:
Viskositätsgebende Komponente: Nycobase 618 9,27%
Verschleißschutz: MPS 0,39%
Konservierende, vor Verschmutzung
schützende Komponenten: Redokon CDD A-H 0,014%
Redokon CDD B 0,001 %
Deion. Wasser 90,325%
Die verwendeten Komponenten sind, wie bereits oben erwähnt PG 200, Nycobase 618. Des weiteren wird M 528 L verwendet, hierbei handelt es sich um ein Gemisch verschiedener neutralisierter organischer und anorganischer Säuren, das von der Firma Cortec Corporation vertrieben wird. Bei Surtec 192 handelt es sich um ein Gemisch aus Phosphaten, Silikaten und aminneutralisierten organischen Säuren, das von der Firma SurTec Deutschland GmbH zu beziehen ist. SurTec 055 ist ein Gemisch aus Aminen, Silikaten und Kohlenwasserstoffen sowie anionischen und nicht-ionischen Tensiden, ebenfalls von der Firma SurTec Deutschland GmbH. Hydrolite 5 ist ein Pentadiol der Firma Symrise AG. Bei MPS handelt es sich um ein Salz von organischen Schwefelverbindungen, die von der Firma Raschig GmbH 5 vertrieben werden. Acticide MBS ist ein Gemisch aus Benzisothiazolen und Methylisothiazolon der Firmas Thor GmbH. Bei Lubio EP1 handelt es sich um ein Salz einer organischen Schwefelverbindung der Firma Schäfer Additivsysteme GmbH. ES 561 ist eine siliziumhaltiger Entschäumer der Firma Additivchemie Luers GmbH. Glycerin wird von der Firma Brenntag GmbH i o bezogen. Redokon CDD A-H und Redokon CDD B sind Chlordioxidlösungen der Firma Redokon GmbH.
Die obigen Beispielformulierungen wurden nun hinsichtlich ihrer Wirksamkeit getestet.
15
1. Verschleißschutz
Die SRV-Prüfung (Schwing-Reib-Verschleiß) ist eine gebräuchliche Prüfung zur Quantifizierung der Verschleißschutzwirkung von Schmierstoffen. Dies wird üblicherweise an der Materialpaarung Stahl - Stahl durchgeführt. Im 0 vorliegenden Fall wurde zur besseren Übertragbarkeit auf die Anwendung die Materialpaarung POM (Polyoxymethylen) - Stahl gewählt. Ausgewertet wurde die Verschleißrate nach einer Versuchsdauer von 6 Stunden bei einer Belastung von 95 N/mm2.
Tabelle 1
5
Produkt Verschleißrate [mm3/h]
Interflon Fin Food lube AL 0,67
(Drylube ölbasiert aus Mineralöl mit PTFE)
P3 Lubodrive RF 1 ,72
(Drylube ölbasiert aus
Kohlenwasserstoffharz)
Neomoscan G7 0,69
(Wetlube wasserbasiert aus Aminacetat)
Beispiel 1 0,04
Beispiel 2 0,10 Tabelle 1 zeigt, dass alle drei Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich niedrigere Verschleißraten als üblicherweise verwendete Produkte aufweisen.
2. Spreitverhalten
Ein gutes Spreitverhalten ist im Falle von Minimalmengenschmierung zur Aufrechterhaltung eines durchgehenden Schmierfilmes unerlässlich. Das Spreitverhalten wird üblicherweise bestimmt im Rahmen von Kontaktwinkelmessungen auf der relevanten Oberfläche. Je niedriger der Kontaktwinkel, desto besser ist die Benetzung der Oberfläche.
Tabelle 2
Tabelle 2 zeigt, dass die Beispiele der vorliegenden Erfindung ein signifikant besseres Spreitverhalten als das häufig verwendete Wetlube Lubostar CP auf weisen. Die Untersuchungen wurden auf PBT, als häufig verwendetes Kettenmaterial, durchgeführt. 3. Prüfungen auf Fördervorrichtungen verschiedene Paarungen
Die Überprüfung der Schmierperformance der wasserbasierten Beispielformulierung erfolgte an einem Standardfördervorrichtung der Firma Krones unter Verwendung verschiedener relevanter Materialkombinationen bei Raumtemperatur und einer typischen Kettengeschwindigkeit von 0,8 m/sec. Die Reibzahlen wurden jeweils an einer originalverschlossenen 1 I Glas- Wasserflasche, einer 1 ,5 I PET Einwegflasche und einem 1 ,5 I TetraPack ermittelt. Die auf der Förderkette1 schleifenden Gebinde wurden mit einer Schnur an einer Federwaage fixiert.
Tabelle 3
Üblicherweise sollen die Reibzahlen der verschiedenen Materialpaarungen im Bereich 0,05 bis 0,20 liegen. Tabelle 3 zeigt die gute Schmierwirkung der untersuchten Zusammensetzungen.
Mit der Schmierstoffzusammensetzung gemäß Beispiel 3 wurde zum Beleg der exzellenten Leistungsfähigkeit bei minimalstem Schmierstoffverbrauch eine 1 ,5 I PET Einweg Flasche über einen Zeitraum von 4 Stunden unter den oben beschriebenen Bedingungen geprüft. Dabei wurde alle 5 Minuten mit 0,05 ml Schmierstoff nachgeschmiert. Der Reibwert bewegte sich dabei durchgehend bei 0,09+/-0,01 und liegt somit im Idealbereich für diese Materialpaarung.
4. Korrosionsschutz
Bei der Verwendung von wasserbasierten Schmierstoffen anstelle eines ölbasierten Trockenschmiermittel ist ein ausreichender Korrosionsschutz der Applikationstechnik sicherzustellen, um Bauteile, wie Zumess-Ventile oder Sprühventile, zu schützen. Typische Korrosionsschutzprüfungen erfolgen durch Einlagerung relevanter Bauteile in die Schmierstoffformulierung bei erhöhter Temperatur. Tabelle 4
Beständigkeit von nicht Edelstahl-Komponenten der Applikationstechnik gegen den
Schmierstoff
Korrosionsschutzadditiv Werkstahl bei 70°C nach 14 Tagen
Einlagerung
Beispiel 2 2 Gew.-%
angemessen
Beispiel 4 7 Gew.-%
gut
Beispiel 1 0 Gew.-%
ungenügend
keine Angabe des
Neomoscan G7 ungenügend
Herstellers In Tabelle 4 ist zu sehen, dass ausreichend additivierte wässrige Schmierstoffformulierungen einen angemessenen Schutz für korrosionsanfällige Applikationstechnik liefern können. 5. Reinigung
Verunreinigungen an Lebensmittelgebinden sind aus hygienischen und kosmetischen Gründen unbedingt zu vermeiden. Typische Verunreinigungen sind normale Stäube, Partikel von Verpackungen, ausgelaufenes Lebensmittel, Verschleißpartikel von Kette und Gleitleiste, sowie Schmierstoffrückstände.
Tabelle 5
Additiv zur
Schutz vor Rückstandsaufbau auf Vermeidung von
Conveyor-Kette
Verschmutzung
Beispiel 3 vorhanden ausreichend
Beispiel 1 nicht vorhanden ungenügend
P3 Lubodrive RF keine Angabe des
ungenügend
Herstellers
Neomoscan G7 keine Angabe des
ungenügend
Herstellers
DryExx SF keine Angabe des
(Drylube wasserbasiert) Herstellers ungenügend An den in Tabelle 5 genannten Schmiermitteln wurden sowohl im laufenden Betrieb als auch bei Laboruntersuchungen an einer Original-PBT-Kette am Testconveyor der Aufbau von Verschmutzungen durchgeführt. Überraschenderweise wurde an Beispiel 3 eine signifikante Reduzierung des Rückstandaufbaus erzielt.
7. Entschäumer
Eine zu starke Schaumentwicklung bei der Applikation von Conveyor- Schmierstoffen sollte aufgrund einer reduzierten tribologischen Wirksamkeit vermieden werden. Auch lassen sich schaumbildende Schmierstoffe schlechter applizieren, vor allem bei der Verwendung von Sprühdüsen. Die Verwendung eines Entschäumers in Beispielformulierung 5 zeigte visuell eine signifikante Verringerung der Schaumneigung.
Tabelle 7
8. Klarheit
Sämtliche Formulierungen der Beispiele 1 bis 6 sind klare Lösungen. Durch die Homogenität des Systems ergeben sich deutliche Vorteile bei der Lager- und Transportstabilität, der gleichmäßigen Applizierbarkeit ohne Verwendung von Rühraggregaten, sowie einer Vermeidung von wasserunlöslichen Rückständen auf der Förderkette im Falle von Emulsionen / Suspensionen. Tabelle 8
9. Abduschung mit Wasser
Die Reinigung von Förderketten erfordert üblicherweise einen Produktionsstillstand, da das Reibverhalten stark von der beauftragten Wassermenge beeinflusst wird und typischerweise im Falle von erhöhter Feuchtigkeit verschlechtert wird. Auch kann nicht ausgeschlossen werden, dass transportierte Wasserflaschen zerplatzen und dies zu einer örtlich begrenzten Abduschung des Schmiermittels von der Förderkette führt. Tabelle 9
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Formulierung gemäß Beispiel 2 selbst bei Abduschung mit der 500fachen Wassermenge im Vergleich zu der auf die Kette aufgebrachten Schmierstoffmenge nur zu einer mäßigen Verschlechterung der Reibzahl von 35% führt. Dies ermöglicht den ununterbrochenen Abfüllbetrieb im Fall von Störungen oder bei der Reinigung, was im Vergleich mit einer bekannten Schmiermittelzusammensetzung nicht der Fall war, da hier die Reibzahl um 75% verschlechtert wurde.
10. Applizierbarkeit Die Schmierstoffzusammensetzung gemäß Beispiel 5 konnte sowohl mittels Dosierung über Zumessventil oder Magnetventil und anschließendem Auftrag mittels Gleitplatte als auch über druckluftbetriebene oder druckluftlosbetriebene Düsen appliziert werden. Insbesondere die Möglichkeit, dass die Zusammensetzung gemäß Beispiel 4 in minimalen Mengen mittels druckluftloser Düsen appliziert werden kann, unterscheidet diese Formulierung von häufig verwendeten Standardprodukten, wie z.B. DryExx SF oder P3 Lubodrive RF.
11. Kompatibilität mit Verpackungen, Applikationstechnik und Kettenmaterial
Zur weiteren Überprüfung der Eigenschaften der Schmiermittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung wurden Einlagerungstests an Dichtungsmaterial, Schlauchmaterial, Rohrelementen, Düsenbestandteilen, Pumpenmembranen und Magnetventilen gängiger Applikationstechnik und POM-Kettenmaterial bei 70°C über 4 Wochen mit Beispielformulierung 5 durchgeführt. Es wurden keine Materialveränderungen festgestellt.
Für die Gebindekompatibilität wurden original gefüllte 1 ,5 I PET Einwegflaschen, 1 I Glasflaschen, 0,5 I Dose und 0,5 I TetraPack für 30 sec auf eine mit Formulierung gemäß Beispiel 5 benetzte Glasoberfläche gestellt und anschließend für 72 Stunden auf einer sauberen Glasoberfläche gelagert. Dann wurde visuell auf Materialveränderung, wie Stress, Cracking oder Verfärbungen, untersucht. In keinem Fall wurden Auffälligkeiten beobachtet. 2. Biologische Abbaubarkeit
Sämtliche genannte Beispielformulierungen sind durch den hohen Wassergehalt, sowie durch die sehr gute biologische Abbaubarkeit der verwendeten Viskositätsgeber im hohen Maße umweltverträglich und biologisch abbaubar.

Claims

Patentansprüche
Schmiermittelzusammensetzung auf Wasserbasis für Förderbänder umfassend
4 bis 30 Gew.-% mindestens eine viskositätsgebende Komponente, 0,05 bis 10 Gew.-% konservierende, vor Verschmutzung schützende Substanzen,
ad Wasser auf 100 Gew.-%,
dadurch gekennzeichnet, dass die viskositätsgebende Komponente ein wasserlöslicher Carbonsäureester oder eine Mischung aus einem wasserlöslichen Carbonsäureester und einem niedermolekularen Polyalkylenglycol ist.
Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1 , des weiteren umfassend eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
0,05 bis 5 Gew.-% Verschleißschutzmittel,
0,05 bis 15 Gew.-% Frostschutzmittel,
0,05 bis 15 Gew.-% Korrosionsschutzmittel,
0,05 bis 5 Gew.-% Verschleißschutzmittel,
0,05 bis 5 Gew.-% Entschäumer, 0,05 bis 5 Gew.-% Netzmittel,
0,05 bis 5 Gew.-% Biozide,
0,005 bis 2 Gew.-% Duftstoffe.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als konservierende, vor Verschmutzung schützende Substanzen eine Verbindung oder Mischung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus schäumenden oder nichtschäumenden Emulatoren aus der Klasse ionischer und nicht ionischer Tenside.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschleißschutzmittel eine wasserlösliche Verbindung, die Schwefel, Phosphor und/oder Stickstoff enthält, ausgewählt wird.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Frostschutzmittel eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen, Alkoholderivaten verwendet wird.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrosionsschutzmittel eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus neutralisierten und nicht neutralisierten Carbonsäuren, neutralisierten Phosphorsäuren und/oder Phosphorsäurederivaten, Benzoesäure und/oder Benzoesäurederivate, Triazole, Alkoholamine, Glykolamine verwendet wird.
Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Entschäumer eine Verbindung auswählt aus der Gruppe bestehend aus Polysiloxanen oder Polymeren aus Acrylatderivaten, als Netzmittel eine Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus ionischen und nicht ionischen Tensiden, als Biozid Isothiazolonderivate und als Duftstoff eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Estern, Alkenen, Kupfer- und/oder Zinksalze verwendet werden. Verwendung der Schmiermittelzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche in unverdünnter Form oder in einer Verdünnung von 1 :1000.
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