FI62680C

FI62680C - Metallbearbetningsemulsion

Info

Publication number: FI62680C
Application number: FI790735A
Authority: FI
Inventors: Sune Andlid; Lennart Linden
Original assignee: Karlshamns Oljefabriker Ab
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1983-02-10
Also published as: USRE31242E; SE415107B; SE7802533L; DE2907863C2; BE874665A; FR2419317B1; DD142204A5; PT69306A; CA1115684A; FI790735A; NO790748L; CH639687A5; NL7901522A; PL117140B1; NO145622B; DK93079A; IT7920594A0; GB2016516A; LU80993A1; ES478364A1

Description

I55F>1 ΓΒ1 ««KUULUTUSJULKAISO ^ o r o n

lJ 11 UTLÄGGNINGSSKRIPT O^ÖÖU

SS» C Patentti oyCnr.eUy 10 C2 1933 (^Patent raodde Iät ^ ^ (51) K».Ht?/i«,a.3 C 10 M 1/06 SUOMI-FINLAND <*»> ftMnttlhtkMMM—Ntantamekntnf 790735 (22) H«k*mhpiWI — AnaMmlngadag 05-03-79 " * (23) AJkupUvt—CMtlchatadaf 05-03-79 (41) Tullut JulklMkal — liivit 08.09- 79 ^•tant- oeh ragisteratyralMn ^ AmMun uthfToch ucUkrlfc·» ρ&ιιμτμι 29-10.82 (32)(33)(31) Prytety *uo»l»ui—U|in< prior** °7· 03-76 Ruotsi-Sverige(SE) 7802533-5 (Tl) AB Karl shams Oljefabriker, S-292 00 Karlshamn, Ruotsi-Sverige(SE) (7?) Sune Anälid, Karlshamn, Lennart Linden, Karlshamn, Ruotsi-Sverige(SE) (7I4) Berggren Oy Ab (5I+) Metallintyöstöemulsio - Metallbearbetningsemulsion

Esillä olevan keksinnön kohteena on emulsio, jolla on voitelevia ja jäähdyttäviä ominaisuuksia ja joka on tarkoitettu käytettäväksi deformoivassa metallin työstössä, ensisijaisesti lastuavassa työstössä, mutta joka sopii myös puristukseen ja valssaukseen.

Lastuavassa metallin työstössä, kuten porauksessa, sorvauksessa, jyrsinnässä ja hionnassa käytetään tavallisesti mineraaliöljytuote-pohjaisia leikkuunesteitä ensisijaisesti mineraaliöljyjen suhteellisen huokeuden takia. Useimmiten nämä ovat vesiemulsioita, ja työpaja-teollisuuden vaatimusten täyttämiseksi käytetään lisäksi monenlaisia lisäaineita, esim. voitelua parantavia EP-lisäaineita (EP = Extreme Pressure).

Kun työympäristöön ja työsuojeluun on viime vuosina kohdistettu entistä enemmän huomiota, on uudentyyppistä metallintyöstönestettä kohtaan herännyt kiinnostusta. Mineraaliöljypohjäiset tuotteet aiheuttavat Öljysavua ja öljysumua työtilassa sekä likaantumista koneissa ja niiden ympärillä. Mineraaliöljy ja käytetyt lisäaineet voivat 2 62680 aiheuttaa ihon ärsytystä, ihottumaa ja allergioita. Pitkäaikainen ihokosketus aiheuttaa syöpävaaraa, ja öljypitoista ilmaa sisään hengitettäessä on olemassa keuhkovaurioiden vaara. Viime vuosina on useilta tahoilta saatu tietoja syöpää aiheuttavien aineiden esiintymisestä leikkuunesteissä. Mineraaliöljy sisältää polyaromaattisia hiilivetyjä, esim, bentspyreenejä. Leikkuuvyöhykkeessä vallitsevien korkeiden lämpötilojen takia on lisäksi todennäköistä, että poly-aromaatteja muodostuu tuotteiden käytön aikana.

Ympäristölainsäädäntö asettaa suuria vaatimuksia työpajateollisuu-den jätevesien käsittelylle. Käytettyjen emulsioiden ja rasvanpoisto-kylpyjen puhdistustekniikasta on tullut mutkikas, koska tuotekehittely on tuonut mukanaan yhä enemmän lisäaineita ja yhä stabiilisempia tensidijärjestelmiä. Tästä on ollut seurauksena, että käytettyjen leikkuunesteiden, ensisijaisesti emulsioiden, käsittely on muodostunut hankalaksi ja kalliiksi.

Pienempien yritysten on tällöin käytettävä erikoistuneita hajotus-yrityksiä, ja vain suuremmilla yrityksillä on omat emulsionhajotus-laitoksensa, jotka eivät kuitenkaan aina toimi tyydyttävästi. Erotus antaa tulokseksi vesifaasin, jota on käsiteltävä edelleen tavanomaisessa puhdistuslaitoksessa, sekä öljypitoisen lietteen, joka on hävitettävä, tai jota parhaassa tapauksessa voidaan käyttää polttoaineena. öljyn uudelleenkäyttö ei ole mahdollinen.

Teollisuus on siis hyvin kiinnostunut uudentyyppisestä leikkuunes-teestä, ja sille asetetaan vaatimukseksi, että se vahingoittaa ihmisiä ja ympäristöä mahdollisimman vähän se muodostaa mahdollisimman vähän öljysavua ja öljysumua se mahdollistaa yksinkertaisen jätteiden käsittelyn ilman hävitys-ongelmia, sillä on yksinkertainen koostumus, jossa on vain vähän lisäaineita se kestää mikro-organismien hyökkäyksiä.

Rasvaiset öljyt, ts. kasvi- tai eläinöljyt ja -rasvat, ovat toiminnallisesti sopivia voiteluaineiden raaka-aineita. Niitä on aiemmin käytetty runsaasti, ennen kuin halvemmat mineraaliöljyt täysin val-tasivat markkinat. Päinvastoin kuin mineraaliöljyt rasvaiset öljyt ovat uudistettavia, ympäristöystävällisiä ja biologisesti hajoavia.

3 62680

Metallin leikkaavassa työstössä on useimmiten edullisinta käyttää leikkuunestettä, joka on vesipitoisen emulsion muodossa, joka on tyyppiä öljy-vedessä, jolloin saavutetaan parempi jäähdyttävä vaikutus öljyosan voitelutehon säilyessä samanaikaisesti. Taloudelliselta kannalta vesipitoisen emulsion käyttö on lisäksi huomattavasti edullisempaa .

Nämä emulsiot voidaan tosin valmistaa käyttövalmiiseen kuntoon, mutta kuljetuksen ja käsittelyn kannalta on sopivampaa valmistaa ensin tiiviste, joka sen jälkeen voidaan laimentaa vedellä käyttäjän luona eli työpajateollisuudessa.

Tällaiselle konsentroidulle emulsiolle asetetaan vaatimukseksi, että stabiliteetin on oltava erittäin hyvä ja samalla sen on oltava helposti ja rajoittamattomasti vedellä lainennettavissa sekä stabiili emulsiona myös laimennettuna. Jotta tällaista emulsiota voitaisiin valmistaa, on käytettävä erityisiä emulgaattoreja (pinta-aktiivista ainetta). Tällöin voidaan käyttää voimakkaita synteettisiä tenside-jä, mutta alussa mainittujen terveydellisten ja ympäristöongelmien takia näitä pyritään välttämään.

Esillä olevan keksinnön tehtävänä on siis ollut valmistaa metallin-työstöemulsio, joka on tyyppiä öljy-vedessä ja joka pohjautuu tri-glyseridiöljyihin, jotka täyttävät stabiliteetille ja laimennetta-vuudelle asetetut vaatimukset ja joilla samalla on riittävän hyvät ja voitelevat ominaisuudet kuten nylyään käytetyillä, mutta ympäristön ja terveyden kannalta haitallisilla tuotteilla.

Nyt on yllättäen osoittautunut, että triglyseridiöljyistä lähtemällä voidaan valmistaa emulsio, joka täyttää stabiliteetti- ja lai-mennettavuusvaatimukset, rasvahappomonoglyseridien ja rasvahappojen alkalisaippuoista koostuvan emulgaattorijärjestelmän avulla. Käyttämällä vain "luonnollisia" ja täysin vaarattomia komponentteja täytetään tuotteelle ympäristön ja terveyden kannalta asetetut vaatimukset.

Jotta emulsion voitelevat ja jäähdyttävät ominaisuudet olisivat samanarvoiset mineraaliöljypohjaisten tuotteiden ominaisuuksien kanssa, on siihen kuitenkin lisättävä lisäaineosia.

4 62680

Niinpä on todettu, että orgaanisen amiinin, kuten alkanoliamiinin, esim. trietanoliamiinin tai rasva-amiinin käyttö lisää huomattavasti emulsion kostuttavia ominaisuuksia ja niin ollen sen jäähdyttävää vaikutusta. Lisäksi on havaittu, että vapaan rasvahapon lisäys tri-glyseridiöljyyn parantaa sen voitelevia ominaisuuksia. Itse asiassa amiini ja rasvahappo esiintyvät pääosaksi suolan muodossa, ts. saippuana .

Keksintö on siis tunnettu siitä, että metallintyöstöemulsio sisältää öljyfaasin ja vesifaasin ja että öljyfaasi, joka koostuu 0,5 - 50 paino-osasta triglyseridiöljyä, 0,1 - 10 paino-osasta rasvahappomonoglyseridiä, 0,05- 10 paino-osasta rasvahappoa ja 0,05- 10 paino-osasta alkanoliamiinia tai rasva-amiinia, emulgoidaan vesifaasiin, joka koostuu 0,05- 3 paino-osasta rasvahappojen alkalisaippuoita, ja 45 - 98 paino-osasta vettä.

Rasvakomponenttien suurempia määriä käytetään valmistettaessa emul-siotiivisteitä, jotka, kuten edellä todetttiin, valmistaja tavallisesti valmistaa, kun taas pienempiä määriä käytetään käyttövalmiiden emulsioiden valmistukseen.

öljyfaasin valmistuksessa liuotetaan rasvahappomonoglyseridi, rasvahappo ja amiini triglyseridiöljyyn lämpötilassa 40-70°C.

Vesifaasi valmistetaan liuottamalla alkalisaippuat lämpötilassa 20-70°C, edullisesti 20-40°C.

Öljyfaasi sekoitetaan hitaasti vesifaasiin lämpötilassa 20-50°C.

Käyttövalmiiden emulsioiden valmistuksessa riittää sen jälkeen voimakkaampi sekoitus stabiilin emulsion saamiseksi, kun taas emulsio-tiivisteen valmistuksessa tuotteen homogenointi yleensä on tarpeen. Homogenointi suoritetaan sopivasti lämpötilassa 40-60°C tavanomaisessa homogenointilaitteistossa.

Triglyseridiöljy voi olla mitä tahansa eläin- tai kasviöljyä tai öljyseosta, jolla on riittävän alhainen jähmettymispiste, jotta emulsiota voidaan turvallisesti käsitellä sekä konsentroidussa että 5 6 2 6 8 0 käyttövalmiissa muodossa, mutta joka samalla on jokseenkin vapaa ensisijaisesti linoleenihaposta, joka muuten voi aiheuttaa hapetus-ja polymerointiongelmia. öljyn on niin ollen edullisesti oltava juoksevaa huoneen lämpötilassa ja sen öljyhappopitoiöuuden on oltava ainakin 40 %. Toiminnalliselta kannalta erityisen sopivia öljyjä ovat oliiviöljy, maapähkinäöljy ja lobraöljy (rapsiöljy, jolla on pieni erukahappopitoisuus). Myös jakotislattujen rasvojen pohjaja-keet, kuten esim. "palmoleiini", ovat osoittautuneet erinomaisiksi tähän tarkoitukseen.

Rasvahappomonoglyseridin on oltava "pehmeää tyyppiä" (soft product), ts. sen sulamispisteen on oltava alle 60°C. Paras tuote on puhdas öljyhappomonoglyseridi (mono-oleoglyseroli), mutta myös muita kaupallisia tuotteita voidaan käyttää, kuten esim. Dimodan S:ää, joka on molekyyiitislattu monoglyseridi ja jota valmistaa Grindstedvaerket, Tanska, syötävästä, puhdistetusta ihrasta ja jonka likimääräinen rasvahappokoostumus on 30 % palmitiinihappoa, 18 % steariinihappoa ja 40 % öljyhappoa.

On myös mahdollista käyttää ns. teknisiä monoglyseridejä, jotka on valmistettu glyserolyysillä (glyseroliesteröinnillä) esim. lobra-öljystä. Tällaisia tuotteita, joiden monoglyseridipitoisuus on 40-60 %, on helpppo valmistaa ilman mutkikasta laitteistoa, joten ne ovat edullisia. Jos tällaisia tuotteita käytetään, määräsuhde triglyseri-diöljyrglyserolyysituote on tietysti säädettävä siten, että emulsion monoglyseridipitoisuus on oikea.

öljyliukoista monoglyseridiä käytetään ensisijaisesti sen pinta-ak-tiivisten ominaisuuksien takia emulgaattorijärjestelmän lipofiilinä komponenttina. Pinta-aktiivisuus tuo kuitenkin mukanaan myös kostuttavan vaikutuksen, mikä parantaa öljyn voitelutehoa.

Rasvahappo on sopivasti öljyhappo. Tälle komponentille asetetaan samat vaatimukset kuin öljylle ja monoglyseridille, nimittäin että se on juokseva huoneen lämpötilassa eli sillä on siis tiitteri, joka on alempi kuin 25°C, sekä ettei se sisällä oleellisia määriä tyydyt-tymättömämpiä homologeja.

Rasvahapon on todettu vaikuttavan oleellisesti lisääntyneeseen voi-telutehoon. Rasvahapon läsnäolo estää hajun syntymisen kovemmissa 6 62 680 työstövaiheissa, minkä voidaan osaksi olettaa johtuvan rasvahapon aikaansaamasta voitelutehon parannuksesta ja osaksi olevan yhteydessä saippuoiden muodostumiseen amiinista ja rasvahaposta.

Alkanoliamiinina käytetään sopivasti amiinia, jossa on 2-4 hiiliatomia alkanolissa. Erityisen sopiva on trietanoliamiini, jonka etuna hyvien kostuttavien ja ruostetta estävien ominaisuuksien lisäksi on sen dermatologinen vaarattomuus, mistä myös on osoituksena sen runsas käyttö kosmeettisissa tuotteissa.

Myös amiini voi pohjautua rasvaraaka-aineeseen, jolloin saavutetaan samat hyvät kostuttavat ja ruostetta estävät ominaisuudet. Sopivasti voidaan tällöin käyttää rasva-amiinia, jossa on 8-18 hiiliatomia ketjussa, ja erityisen sopivana pidetään dodekyyliamiinia.

Rasvahapposaippua muodostuu sopivasti 12-22 hiiliatomia, tavallisesti 16 tai 18 hiiliatomia sisältävän rasvahapon (palmitiini- tai stea-riinihapon) natrium- tai kaliumsuolasta. Kaliumstearaatti antaa hieman paremman tuloksen kuin natriumstearaatti, mutta yleensä pätee, että jos käytetään steariinisaippuoita, on käytettävä deionoitua vettä, jotta estettäisiin kalsium- ja magnesiumsaippuoiden höytä-löityminen. Tämä ongelma vältetään täysin rasvahapposaippuoita (natriumia tai kaliumia) käytettäessä, koska tiivisteen valmistuksessa on sopivinta käyttää deionoitua vettä.

Työstövaiheissa, joiden kosketuspaineet ovat erityisen korkeat, voidaan metallintyöstöemulsion voitelevia ominaisuuksia yhä parantaa lisäämällä kevyesti kloorattuja ja/tai sulfuroituja triglyseridi-öljyjä. Nämä aineet sopivat hyvin keksinnön mukaiseen metallintyös-töemulsioon. Edullisesti 20-40 % triglyseridiöljystä korvataan erityisen vaativissa työstöissä tällaisilla aineilla.

Hapetus- ja polymerointiongelmien estämiseksi voidaan mahdollisesti lisätä hapetuksenestoainetta. Sopivia hapetuksenestoaineita ovat butyylihydroksianisoli, BHA ja butyylihydroksitolueeni BHT. Esim. Eastman Kodakin tuotteita Tenox 2 tai Tenox 6 voidaan edullisesti käyttää. Näitä aineita lisätään sopivasti 0,1-1,0 paino-% konsentroituun emulsioon.

Työpäjaympäristön epäedullisissa olosuhteissa saattaa helposti ta- 7 6? 680 pahtua mikro-organismien hyökkäyksiä. Jos nämä mikro-organismit saavat vapaasti kehittyä pitkähkön ajan kuluessa, saattaa epämiellyttävää hajua kehittyä ja samalla emulsion korroosiota estävät ominaisuudet huononevat happamien hajoamistuotteiden muodostumisen takia, kuten tapahtuu tavanomaisia mineraaliöljypohjaisia tuotteita käytettäessä. Tältä vältytään lisäämällä bakteereja säätelevää ainetta me-tallintyöstöemulsioon. Edullisesti voidaan käyttää formaldehydilohkon-ta-ainetta, esim. tuotetta Grotan BK, jota valmistaa Schulke &

Mayr GmbH.

Keksinnön mukaisesti valmistettu tuote tarjoaa siis käyttäjän kannalta useita etuja:

Tuote pohjautuu kokonaisuudessaan rasvaisiin öljyihin tai näiden aineosiin. Nämä öljyt ovat uudistettavia, ympäristöystävällisiä ja biologisesti hajoavia.

Ihoärsytysten, ihottumien ja allergoiden esiintyminen voidaan oleellisesti poistaa samoin kuin syövän vaara.

Triglyseridiöljyjen suuremman molekyylipainon ja siihen liittyvän huomattavasti suuremman höyrynpaineen ansiosta ei haitallista öljy-savua muodostu. Yleisesti ottaen tämä merkitsee huomattavasti puhtaampaa työympäristöä.

Rasvaisiin öljyihin perustuvat tuotteet eivät jätteiden käsittelyn kannalta aiheuta mitään vaikeuksia. Valitsemalla oikea erotusmenetelmä rasvainen osa voidaan helposti erottaa, eikä vesiosa vaadi erityistä puhdistusta ennen poistoa. Rasvainen osa voidaan tunnetulla tekniikalla lohkoa hydrolyyttisesti ja tällöin talteen otetut rasvahapot voidaan käyttää uudelleen.

Keksintöä valaistaan lähemmin seuraavissa esimerkeissä:

Esimerkki 1 Konsentroidun metallintyöstöemulsion valmistus.

öljyfaasi: 34,7 paino-osaa palmoleiinia

4,9 paino-osaa monoglyseridiä, Dimodan S

2.7 paino-osaa rapsirasvahappoja 2.7 paino-osaa trietanoliamiinia

Vesifaasi: 1,1 paino-osaa natriumoleaattia 55,C paino-osaa deionoitua vettä.

8 62680

Palmoleiini muodostui palmuöljyjakotislauksen pohjajakeesta. Palm-oleiinin öljyhappopitoisuus oli 50 %.

öljyfaasin aineosat sekoitettiin 60-70°C:ssa. Saippua liuotettiin veteen 25°C:ssa, minkä jälkeen öljyfaasi hitaasti ja sekoittaen lisättiin vesifaasiin. Näin saatu dispersio homogenoitiin sen jälkeen 50°C:ssa tavanomaista tyyppiä olevassa homogenisaattorissa.

Emulsiotiiviste oli helposti ja rajoittamattomasti laimennettavissa vedellä, jolla oli vaihteleva kovuusaste (0,12 dH) . Sekä emulsiotiiviste että laimennetut emulsiot osoittautuivat kestävän varastointia ilman taipumuksia öljyn erotukseen.

Tuotetta kokeiltiin laimennuksena 1:10 monikaraisessa porakoneessa tuotannossa, jossa työvaiheena on kierteitys alumiiniin. Kuukauden kestäneen käytön jälkeen emulsion vaikutus oli muuttumaton ja täysin vertailukelpoinen tavanomaisen mineraaliöljypohjaisen emulsion vaikutukseen .

Esimerkki 2

Metallintyöstöemulsio valmistettiin kokeiltavaksi raskaasti kuormitetussa, numeerisesti ohjatussa automaattisorvissa. Työstö tapahtui kovametalliterillä useissa rautametalleissa, kuten esim. valuraudassa ja karkaistussa työkaluteräksessä. Metallintyöstöemulsio valmistettiin seuraavasti: Öljyfaasi: 27,9 paino-osaa rapsiöljyä 11,7 paino-osaa teknistä rapsiöljyn monoglyseridiä 2.7 paino-osaa rapsirasvahappoa 2.7 paino-osaa trietanoliamiinia 0,4 paino-osaa hapettumisenestoainetta, Tenox 6 Vesifaasi: 1,1 paino-osaa natriumoleaattia 55,0 paino-osaa deionoitua vettä.

Rapsiöljy oli tyyppiä, jonka erukahappopitoisuus on pieni ja öljyhappopitoisuus on 52 %. Teknisen monoglyseridin monoglyseridipitoi-suus oli 40 %.

Öljyfaasin aineosia sekoitettiin lämpötilassa 40-50°C, ja natrium-oleaatti liuotettiin veteen lämpötilassa 25-30°C. Sen jälkeen lisättiin öljyfaasi hitaasti ja sekoittaen vesifaasiin. Saatu disper- 9 6?680 sio homogenoitiin 50°C:ssa tavanomaisessa homogenointilaitteistossa.

Tällä tavoin saatu emulsiotiiviste laimennettiin suhteessa 1:15 tavalliseen vesijohtoveteen ja sitä kokeiltiin automaattisorvissa. Kolmen kuukauden käytön jälkeen metallintyöstöemulsion toiminta oli muuttumaton. Työstetyissä osissa ei näkynyt minkäänlaisia taipumuksia korroosioon. Metallintyöstöemulsio ei aiheuttanut kuivaavia päällysteitä, vaan koneiden pintojen puhtaanapito oli päinvastoin hyvin helppoa.

Esimerkki 3

Esimerkin tarkoituksena on osoittaa rasvahapon voitelua parantava toiminta emulsiossa.

Kaksi metallintyöstöemulsiota käyttövalmiina tiivisteenä valmistettiin pyöröhiomakoneessa tapahtuvaa testausta varten. Metal1intyöstö-emulsiot valmistettiin seuraavista komponenteista: Näyte A paino-osia Näyte B paino-osia öljyfaasi: öljyfaasi: rapsiöljy 2,00 rapsiöljy 1,80 rapsiöljyn tekninen « rapsiöljyn tekninen Q -8 monoglyseridi ' monoglyseridi ' trietanoliamiini 0,18 rapsirasvahappoja 0,20 trietanoliamiini 0,18

Vesifaasi: Vesifaasi: natriumstearaatti 0,10 natriumstearaatti 0,10 deionoitu vesi 97 deionoitu vesi 97

Rapsiöljy oli tyyppiä, jonka erukahappopitoisuus on pieni ja öljy-happopitoisuus 60 %. Teknisen monoglyseridin monoglyseridipitoisuus oli 40 %.

öljyfaasin aineosat sekoitettiin 40-50°C:ssa ja natriumstearaatti liuotettiin vesifaasiin 60-70°C:ssa. Sen jälkeen öljyfaasi lisättiin hitaasti vesifaasiin tehokkaasti sekoittaen, jolloin saatiin stabiili emulsio.

Tällä tavoin valmistettuja metallintyöstöemulsioita kokeiltiin pyöröhiomakoneessa pistohionnalla karkaistuun työkaluteräkseen. Tällöin 10 6 2 6 8 0 todettiin työstetyn pinnan sileydestä sekä suhteellisesta hiomalaikkojen kulumista, että näyte B (jossa oli rasvahappolisäys) antoi parempia tuloksia kuin näyte A (ilman rasvahappolisäystä). Keskimäärin pinnan sileys oli 10 % parempi ja suhteellinen hiomalaikan kuluma 30 % pienempi näytteellä B kuin näytteellä A. Tulokset olivat täysin vertailukelpoisia niihin tuloksiin, joita saadaan käytettäessä tavanomaisia mineraaliöljypohjäisiä emulsioita ilman EP-lisäainetta.

Esimerkki 4

Esimerkin tarkoituksena on osoittaa trietanoliamiinin kostutusta parantava vaikutus emulsiossa.

Kaksi emulsionäytettä valmistettiin saman menetelmän mukaisesti kuin esimerkissä 3.

Näyte A paino-osaa Näyte B paino-osaa Öljyfaasi: öljyfaasi: rapsiöljy 3,50 rapsiöljy 4,00 öljyhapon monoglyseridi 1,00 öljyhapon monogly- ΛΛ spridi * trietanoliamiini 0,10 seri

Vesifaasi: Vesifaasi: natriumstearaatti 0,10 natriumstearaatti 0,10 deionoitu vesi 95 deionoitu vesi 95

Rapsiöljy oli tyyppiä, jonka erukahappopitoisuus oli pieni ja öljy-happopitoisuus 60 %.

Mittauksia suoritettiin näiden emulsionäytteiden kostuttamista teräspinnoista. Tällöin todettiin emulsionäytteen B (ilman trieta-noliamiinia) antavan kostutuskulman 15-20° ja emulsionäytteen A (jossa oli trietanoliamiinia) antavan kostutuskulman 15-20°. Tämä viimeksi mainittu tulos oli jopa hieman parempi kuin mitä tavanomaisilla mineraaliöljypohjaisilla emulsioilla saavutetaan.

Esimerkki 5

Metallintyöstöemulsio valmistettiin esimerkin 1 mukaisesti seuraa-vista aineksista:

11 6 ? 6 8 O

öljyfaasi: 34,3 paino-osaa palmoleiinia

4,8 paino-osaa monoglyseridiä Dimodan S

2.7 paino-osaa rapsirasvahappoja 5.4 paino-osaa trietanoliamiinia

Vesifaasi: 1,1 paino-osaa natriumoleaat ti a 55,0 paino-osaa deionoitua vettä.

Leikkuuemulsiota tutkittiin pitkähkön ajan numerisesti ohjatussa, paraukseen ja kierteitykseen käytettävässä työkalukoneessa. Koneessa työstettiin nuorrutuskarkaistua terästä pikaterästyöka-lulla. Työstötuloksia verrattiin tuloksiin, joita saatiin käytettäessä tavanomaista emulsiotyyppistä leikkuunestettä, johon oli lisätty EP-lisäaineita. Perinteinen leikkuuneste oli erityisesti tarkoitettu raskaaseen työstöön, kuten poraukseen, kierteitykseen, kierteen leikkaukseen ja vetoon eri rauta-aineissa. Molempia leikkuunesteitä käytettiin samana laimennuksena, n. 15 kertaa, tavallisella vesijohtovedellä.

Työstetyn aineen pinnan sileys oli sama perinteisen leikkuunes-teen ja keksinnön mukaisen leikkuunesteen kohdalla. Työkalun kestoikä porauksessa oli yhtä hyvä ja kierteityksessä jopa hieman parempi keksinnön mukaista leikkuunestettä käytettäessä kuin perinteistä leikkuunestettä käytettäessä.

Esimerkki 6 Tämän esimerkin tarkoituksen on tuoda esille keksinnön mukaisen metalli ntyöstöemulsion parantunut voiteluvaikutus verrattuna tavanomaista tyyppiä olevien leikkausnesteiden voiteluvaikutukseen.

Valmistettiin metallintyöstöemulsio esimerkin 1 mukaisesti seu-raavista valmistusaineista: öljyfaasi: 34,3 paino-osaa palmoleiinia 4.8 paino-osaa monoglyseridiä {Dimodan S) 2,7 paino-osaa rapsirasvahappoja 5.4 paino-osaa trietanoliamiinia 6 2 6 8 0 12 vesifaasi: 1,1 paino-osaa natriumoleaattia 55,5 paino-osaa deionisoitua vettä

Metall intyöstöemulsio laimennettiin 1:15 tilavuusosien suhteessa vedellä ja koestettiin poraamalla radiaaliporakoneella. Työkalu oli pikaterästä ja työstettävä materiaali oli karkaistua mata-lalejeeroitua Ni-Cr-Mo- terästä. Metallintyöstöemulsion voite-luvaikutus arvioitiin mittaamalla porauksen vääntömomentti, jolloin pienempi vääntömomentti merkitsi parempaa voiteluvaiku-tusta.

Samassa kokeessa arvioitiin useiden tavanomaisten leikkausnes-teiden voiteluvaikutukset. Koestettiin sekä mineraaliöljypohjäisiä että ei-mineraaliöljypohjäisiä tuotteita EP-lisäaineen (Cl-ja S-yhdisteitä) kanssa ja ilman sitä.

Kokeen tulokset on koottu taulukkoon 1. Keksinnön mukaisella metallintyöstöemulsiolla oli, kuten voidaan nähdä taulukosta 1, parempi voiteluvaikutus kuin muun tyyppisillä leikkausnesteillä.

Taulukko 1:

Erilaisten metallintyöstönesteiden voiteluvaikutukset mitattuna vääntömomentin avulla. Keksinnön mukainen metallintyöstöneste on neste n:o 6.

Koostumus Vääntömom.

Neste Tyyppi Pit. Miner. Rasva- Cl S Nm Parem- n:o % öljy öljy muus- järj.

1 10 x x x x 11.31 5 2 6.7 x x xx 11.56 7 3 6.7 x x xx 11.55 6 4 puolisynteett. 10 x 10.80 4 5 25 x 10.66 3 6 6.7 x 10.05 .1 7 10 x x 11.73 9 8. synteettinen 10 10.20 2 9 vesi 11.69 8

Claims

1. Metallintyöstöemulsio, joka on tyyppiä öljy-vedessä, jolla on hyvä stabiliteetti ja rajoittamaton laimennettavuus ja joka pohjautuu triglyseridiöljyihin, jolloin emulsio on tarkoitettu käytettäväksi deformoivaan metallin työstöön, ensisijaisesti lastuavaan työstöön, mutta sopii myös puristukseen ja valssaukseen, tunnettu siitä, että se muodostuu öljyfaasista, joka on dispergoitu jatkuvaan vesifaasiin, ja että öljyfaasi muodostuu: 0,5 - 50 paino-osasta triglyseridiöljyä 0,1 - 10 paino-osasta rasvahappomonoglyseridiä 0,05 - 10 paino-osasta rasvahappoa, ja 0,05 - 10 paino-osasta alkanoliamiinia tai rasva-amiinia, sekä että vesifaasi muodostuu: 0,05 - 3 paino-osasta rasvahappojen alkalisaippuoita, ja 45 - 98 paino-osasta vettä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio konsentroidussa muodossa, tunnettu siitä, että öljyfaasi muodostuu: 15 - 50 paino-osasta triglyseridiöljyä 2-10 paino-osasta rasvahappomonoglyseridiä 1-10 paino-osasta rasvahappoa, ja 1-10 paino-osasta alkanoliamiinia tai rasva-amiinia, ja vesifaasi muodostuu: 0,5 - 3 paino-osasta rasvahappojen alkalisaippuoita, ja 45 - 60 paino-osasta vettä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio käyttövalmiissa muodossa, tunnettu siitä, että Öljyfaasi muodostuu: 0,5 - 10 paino-osasta triglyseridiöljyä 0,1 - 2 paino-osasta rasvahappomonoglyseridiä 0,05 - 2 paino-osasta rasvahappoa, ja 0,05 - 1 paino-osasta alkanoliamiinia tai rasva-amiinia ja vesifaasi muodostuu: 0,05 - 0,5 paino-osasta rasvahappojen alkalisaippuoita, ja 90 - 98 paino-osasta vettä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio, tunnet-t u siitä, että triglyseridiöljy on rasvainen öljy, joka on juoksevaa huoneen lämpötilassa ja jonka öljyhappopitoisuus(C18:1) on vä- 14 6 2 6 8 0 hintään 45 paino-%, kuten esim. oliiviöljy, maapähkinäöljy ja vähän erukahappoa sisältävä rapsiöljy, sekä jakotislattujen rasvojen pohja jakeet, kuten palmoleiini tai eläinoleiinit.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio, tunnettu siitä, että rasvahappomonoglyseridin rasvahapot ovat rasvahappoja, joissa on 16 ja/tai 18 hiiliatomia, joista vähintään 40 paino-% muodostuu öljyhaposta (Cl8:l), edullisesti puhtaasta öljy-happomonoglyseridistä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio, tunnettu siitä, että rasvahappomonoglyseridinä käytetään teknistä tuotetta, joka on saatu patenttivaatimuksen 4 mukaisen triglyseridi-öljyn glyseroliesteröinnillä.

6 2 6 8 0 13

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio, tunnettu siitä, että rasvahapon tiitteri on alempi kuin 25°C ja että se edullisesti on öljyhappo.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstäemulsio, tunnettu siitä, että alkanoliamiini edullisesti on trietanoli-amiini tai että rasva-amiini edullisesti on dodekyyliamiini.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio, tunnettu siitä, että rasvahappojen aikaiisaippuat ovat rasvahappojen, joiden tiitteri on alempi kuin 25°C, natrium- tai kaliumsaip-puaa, ja edullisesti ovat natrium- tai kaliumoleaattia.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallintyöstöemulsio, tunnettu siitä, että mahdollisesti 20-40 paino-% triglyseridiöl-jystä on korvattu aineella korkeaa kosketuspainetta varten, joka aine on kevyesti kloorattu tai sulfuroitu triglyseridiöljy.