CH639687A5

CH639687A5 - EMULSION FOR METAL WORKING.

Info

Publication number: CH639687A5
Application number: CH221979A
Authority: CH
Inventors: Sune Andlid; Lennart Linden
Original assignee: Karlshamns Oljefabriker Ab
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1983-11-30
Also published as: GB2016516B; PT69306A; SE7802533L; FI62680B; DE2907863C2; DK93079A; FI790735A; AT365630B; ES478364A1; PL117140B1; LU80993A1; GB2016516A; NO145622C; PL213922A1; NL7901522A; DD142204A5; FI62680C; FR2419317B1; NO145622B; ATA168279A

Description

La présente invention se rapporte à une émulsion possédant des propriétés lubrifiantes et réfrigérantes, conçue pour l'utilisation dans le travail des métaux par façonnage, et principalement dans l'usinage avec enlèvement de copeaux, mais qui convient également pour l'emboutissage et le laminage. The present invention relates to an emulsion having lubricating and cooling properties, designed for use in metal working by shaping, and mainly in machining with chip removal, but which is also suitable for stamping and rolling. .

Dans les opérations d'usinage par enlèvement de copeaux telles que le perçage, le tournage, le laminage, le taraudage et le meulage, on utilise habituellement des liquides de coupe à base d'huiles minérales et dérivés, principalement en raison du prix relativement peu élevé des huiles minérales. Dans la plupart des cas, ces produits sont des émulsions aqueuses, et pour répondre aux exigences de l'industrie du travail des métaux, on fait appel à de nombreux additifs, par exemple des additifs pour pressions extrêmes, qui améliorent la lubrification. In cutting machining operations such as drilling, turning, rolling, tapping and grinding, cutting fluids based on mineral oils and derivatives are usually used, mainly due to the relatively low cost high mineral oils. In most cases, these products are aqueous emulsions, and to meet the requirements of the metalworking industry, numerous additives are used, for example additives for extreme pressures, which improve lubrication.

Au cours des années récentes, la plus grande attention portée à l'environnement du travail et à la sécurité industrielle a suscité un intérêt pour un type nouveau de liquides pour le travail des métaux. Les produits utilisés à présent dans l'industrie du travail des métaux sont à l'origine d'un environnement qui laisse à désirer et de plaintes médicales. Les produits à base d'huiles minérales sont la cause de fumées et de brouillards sur les lieux de travail et d'encrassement sur les machines et autour des machines. L'huile minérale et les additifs utilisés peuvent provoquer une irritation de la peau, de l'eczéma et des réactions allergiques. Lors d'une exposition prolongée de la peau, les risques de cancer existent et les inhalations des fumées et brouillards d'huiles entraînent un risque de maladies des poumons. Récemment, plusieurs rapports ont signalé la présence de substances cancérigènes dans les liquides de coupe. Les huiles minérales contiennent des hydrocarbures polyaromatiques, par exemple des benzopy-rènes. En raison des hautes températures qui régnent dans la zone de coupe, il est également probable qu'il se forme des composés polyaromatiques lors de l'utilisation des produits. In recent years, increased attention to the working environment and industrial safety has sparked interest in a new type of metalworking fluids. The products now used in the metalworking industry are the cause of a poor environment and medical complaints. Products based on mineral oils are the cause of fumes and mists in the workplace and fouling on and around machines. Mineral oil and the additives used can cause skin irritation, eczema and allergic reactions. With prolonged exposure to the skin, the risk of cancer exists and the inhalation of fumes and mists of oils leads to a risk of lung disease. Recently, several reports have reported the presence of carcinogens in cutting fluids. Mineral oils contain polyaromatic hydrocarbons, for example benzopyrenes. Due to the high temperatures in the cutting area, polyaromatic compounds are also likely to form during the use of the products.

Par ailleurs, la législation relative à la pollution de l'environnement pose des exigences sévères pour le traitement des eaux résiduaires de l'industrie du travail des métaux. In addition, the legislation on environmental pollution places strict requirements for the treatment of waste water from the metalworking industry.

La technologie de la purification des émulsions et des bains de dégraissage usés est devenue compliquée, parce que le développement des produits a conduit à l'utilisation d'un nombre de plus en plus grand d'additifs et de systèmes émul-sifiants plus stables. Par suite, le traitement des liquides de coupe usés, principalement des émulsions, est devenu très compliqué et très coûteux. The technology for the purification of used emulsions and degreasing baths has become complicated, because product development has led to the use of an increasing number of additives and more stable emulsifying systems. As a result, the treatment of spent cutting fluids, mainly emulsions, has become very complicated and very expensive.

Les petites entreprises doivent faire appel à des entreprises de destruction spécialisées, et seules les entreprises les plus importantes possèdent leur propre installation de rupture des émulsions qui, toutefois, ne fonctionne pas toujours de manière satisfaisante. La rupture des émulsions donne une phase aqueuse qui doit être elle-même traitée dans des installations classiques de traitement des eaux usées, et une boue Small businesses must use specialized destruction companies, and only the largest companies have their own emulsion-breaking plant, which, however, does not always work satisfactorily. The rupture of the emulsions gives an aqueous phase which must itself be treated in conventional wastewater treatment plants, and a sludge

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huileuse qui doit être rejetée ou, au mieux, utilisée comme combustible. Une réutilisation de l'huile est impraticable. oily which should be rejected or, at best, used as fuel. Reusing the oil is impractical.

Par suite, l'industrie est très intéressée par un type nouveau de liquide de coupe pour lequel elle pose de nombreuses exigences: Consequently, the industry is very interested in a new type of cutting fluid for which it places many requirements:

- les effets nocifs sur les opérateurs et sur l'environnement doivent être minimaux; - the harmful effects on operators and the environment must be minimal;

- les produits doivent provoquer très peu de fumées et de brouillards d'huiles; - the products must cause very little smoke and oil mist;

- les produits doivent pouvoir être traités facilement après utilisation sans poser de problèmes de rejet; - the products must be able to be treated easily after use without causing rejection problems;

- les produits doivent avoir une composition peu compliquée, comportant un petit nombre seulement d'additifs; - the products must have an uncomplicated composition, comprising only a small number of additives;

- les produits doivent résister à l'attaque par les microorganismes. - the products must resist attack by microorganisms.

Les huiles grasses, c'est-à-dire les huiles et graisses végétales et animales, sont par nature des matières premières appropriées à la préparation de lubrifiants et ont été utilisées très largement dans les débuts avant que les huiles minérales moins coûteuses dominent complètement le marché. Contrairement aux huiles minérales, les huiles grasses sont renouvelables, ne polluent pas l'environnement et peuvent être dégradées complètement par des processus biologiques. Fatty oils, that is to say vegetable and animal oils and fats, are by nature suitable raw materials for the preparation of lubricants and were used very widely in the beginnings before the less expensive mineral oils completely dominated the market. Unlike mineral oils, fatty oils are renewable, do not pollute the environment and can be completely degraded by biological processes.

Pour la coupe ou le meulage des métaux, la manière d'opérer la plus avantageuse consiste à utiliser un liquide de coupe sous forme d'une émulsion aqueuse, du type huile-dans-l'eau, permettant de parvenir à un meilleur effet de refroidissement en même temps qu'à un bon effet lubrifiant de la partie grasse. Du point de vue économique, une émulsion aqueuse présente des avantages considérables. For cutting or grinding metals, the most advantageous way of operating is to use a cutting liquid in the form of an aqueous emulsion, of the oil-in-water type, making it possible to achieve a better cooling at the same time as a good lubricating effect of the fatty part. From an economic point of view, an aqueous emulsion has considerable advantages.

Ces émulsions peuvent en fait être préparées à des concentrations prêtes à l'utilisation, mais du point de vue du transport et des manipulations, il est plus commode de préparer d'abord un concentré qui peut être dilué ultérieurement à l'eau par l'utilisateur, c'est-à-dire dans l'industrie du travail des métaux. These emulsions can in fact be prepared at ready-to-use concentrations, but from the point of view of transport and handling, it is more convenient to first prepare a concentrate which can be subsequently diluted with water by user, i.e. in the metalworking industry.

Les exigences posées à une telle émulsion concentrée résident dans une bonne stabilité et une dilution facile et en toutes proportions par l'eau, conduisant à une émulsion stable même après dilution. Pour pouvoir préparer une telle émulsion, il faut utiliser des agents émulsionnants spéciaux (agents tensio-actifs). On peut utiliser des agents tensio-actifs synthétiques puissants, mais en raison des risques pour la santé et l'environnement qui ont été mentionnés ci-dessus, il faut éviter ces agents tensio-actifs. The requirements for such a concentrated emulsion lie in good stability and easy dilution and in all proportions by water, leading to a stable emulsion even after dilution. To be able to prepare such an emulsion, special emulsifying agents (surfactants) must be used. Strong synthetic surfactants can be used, but due to the health and environmental risks mentioned above, these surfactants should be avoided.

La titulaire a cherché à préparer une émulsion pour le travail des métaux, du type huile-dans-l'eau, à base d'huiles tri-glycéridiques, qui soit suffisamment stable et puisse être diluée en toutes proportions et qui en même temps, et comparativement aux produits utilisés à présent, dont les propriétés à l'égard de la pollution et de la sécurité laissent à désirer, posséderaient des propriétés lubrifiantes suffisantes. The licensee sought to prepare an emulsion for metalworking, of the oil-in-water type, based on tri-glyceride oils, which is sufficiently stable and can be diluted in all proportions and which, at the same time, and compared to the products used at present, whose properties with regard to pollution and safety leave something to be desired, would have sufficient lubricating properties.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-près. Other objects and advantages of the invention will appear on reading the description below.

La titulaire a découvert avec surprise qu'en partant d'huiles triglycéridiques, on pouvait préparer une émulsion répondant aux exigences de stabilité et d'aptitude à la dilution en faisant appel à un système émulsionnant consistant en monoglycérides d'acides gras et savons alcalins d'acides gras. Comme on utilise uniquement des composants «naturels» et d'une parfaite innocuité, on répond aux exigences posées aux produits du point de vue de l'environnement. The licensee was surprised to discover that, starting from triglyceride oils, an emulsion meeting the requirements for stability and dilutability could be prepared by using an emulsifying system consisting of monoglycerides of fatty acids and alkaline soaps d 'Fatty acids. As we only use perfectly natural and perfectly harmless components, we meet the environmental requirements of the products.

Toutefois, pour obtenir une émulsion possédant les propriétés lubrifiantes et réfrigérantes des produits à base d'huiles minérales, il faut faire appel à d'autres composants. However, to obtain an emulsion having the lubricating and cooling properties of products based on mineral oils, other components must be used.

On a ainsi constaté qu'en utilisant une amine telle qu'une alcanolamine, par exemple la triéthanolamine, on augmentait considérablement les propriétés mouillantes de l'émul-sion et par conséquent ses effets réfrigérants. On a en outre constaté que l'addition d'un acide gras libre à l'huile glycéri-dique augmentait ses propriétés lubrifiantes. En fait, l'amine et l'acide gras sont présents dans la plupart des cas à l'état de sel mutuel, c'est-à-dire de savon. It has thus been found that by using an amine such as an alkanolamine, for example triethanolamine, the wetting properties of the emulsion are considerably increased and therefore its cooling effects. It has also been found that the addition of a free fatty acid to glyceric oil increases its lubricating properties. In fact, the amine and fatty acid are present in most cases in the form of mutual salt, that is, soap.

Conformément à l'invention, l'émulsion pour le travail des métaux se caractérise en ce qu'elle comprend une phase huileuse en dispersion dans une phase aqueuse continue, la phase huileuse consistant en: In accordance with the invention, the metalworking emulsion is characterized in that it comprises an oily phase in dispersion in a continuous aqueous phase, the oily phase consisting of:

0,5 à 50 parties en poids d'une huile triglycéridique; 0,1 à 10 parties en poids d'un monoglycéride d'acide gras; 0,05 à 10 parties en poids d'un acide gras, et 0,05 à 10 parties en poids d'une alcanolamine, 0.5 to 50 parts by weight of a triglyceride oil; 0.1 to 10 parts by weight of a fatty acid monoglyceride; 0.05 to 10 parts by weight of a fatty acid, and 0.05 to 10 parts by weight of an alkanolamine,

et la phase aqueuse consistant en: and the aqueous phase consisting of:

0,05 à 3 parties en poids d'un savon alcalin d'acides gras, et 45 à 98 parties en poids d'eau. 0.05 to 3 parts by weight of an alkaline soap of fatty acids, and 45 to 98 parts by weight of water.

Les composants gras sont utilisés aux proportions les plus fortes parmi celles indiquées ci-dessus pour la préparation des concentrés en émulsion, lesquels, comme on l'a dit plus haut, sont habituellement préparés chez les fabricants, et les quantités les plus faibles sont utilisées pour la préparation des émulsions prêtes à l'emploi. The fatty components are used in the highest proportions among those indicated above for the preparation of emulsion concentrates, which, as said above, are usually prepared by the manufacturers, and the smallest quantities are used. for the preparation of ready-to-use emulsions.

Pour la préparation de la phase huileuse, on dissout le monoglycéride d'acide gras, l'acide gras et l'amine dans l'huile triglycéridique à une température de 40 à 70°C. Pour préparer la phase aqueuse, on dissout le savon alcalin à une température de 20 à 70°C, de préférence 20 à 40°C. For the preparation of the oily phase, the fatty acid monoglyceride, the fatty acid and the amine are dissolved in the triglyceride oil at a temperature of 40 to 70 ° C. To prepare the aqueous phase, the alkaline soap is dissolved at a temperature of 20 to 70 ° C, preferably 20 to 40 ° C.

On mélange lentement la phase huileuse dans la phase aqueuse sous agitation à une température de 20 à 50°C. The oily phase is slowly mixed in the aqueous phase with stirring at a temperature of 20 to 50 ° C.

Pour préparer les émulsions prêtes à l'emploi, il suffit d'exercer une agitation juste suffisante pour obtenir une émulsion stable alors que pour préparer les concentrés en émulsion, il faut habituellement homogénéiser le produit. L'homogénéisation est de préférence réalisée à une température de 40 à 60°C dans un homogénéiseur de type classique. To prepare the ready-to-use emulsions, it suffices to stir just enough to obtain a stable emulsion, whereas to prepare the emulsion concentrates, it is usually necessary to homogenize the product. The homogenization is preferably carried out at a temperature of 40 to 60 ° C in a conventional type homogenizer.

L'huile triglycéridique peut consister en une huile animale ou végétale quelconque ou un mélange de telles huiles dont le point de solidification est sufisamment bas pour permettre des manipulations commodes de l'émulsion à l'état concentré comme à l'état prêt à l'emploi, mais qui, également, doit être pratiquement exempt d'acides gras tels que l'acide linolé-nique afin d'éviter des difficultés provoquées par l'oxydation et la polymérisation. L'huile doit donc être de préférence liquide à température ambiante et avoir une teneur en acide oléique d'au moins 40%. Du point de vue de l'efficacité, les huiles qui conviennent tout spécialement sont l'huile d'olive, l'huile d'arachide et l'huile de colza à faible teneur en acide érucique. On a également obtenu d'excellents résultats avec les fractions à bas point de fusion de certaines graisses, et par exemple avec «l'oléine de palme». The triglyceride oil can consist of any animal or vegetable oil or a mixture of such oils, the solidification point of which is sufficiently low to allow convenient handling of the emulsion in the concentrated state as in the ready state. use, but which also must be practically free of fatty acids such as linoleic acid in order to avoid difficulties caused by oxidation and polymerization. The oil must therefore preferably be liquid at room temperature and have an oleic acid content of at least 40%. From an efficiency standpoint, the oils that are especially suitable are olive oil, peanut oil and rapeseed oil with a low erucic acid content. Excellent results have also been obtained with low-melting fractions of certain fats, for example with "palm olein".

Le monoglycéride d'acide gras doit être du type «mou», c'est-à-dire qu'il doit avoir un point de fusion inférieur à 60°C. Le meilleur produit est le monoglycéride d'acide oléique pur, mais on peut également utiliser d'autres produits du commerce et par exemple le produit vendu sous la marque Dimodan S par la firme Grindstedvaerket, Danemark, qui est un monoglycéride obtenu par distillation moléculaire à partir d'un saindoux comestible raffiné, à une teneur approxima5 The fatty acid monoglyceride must be of the "soft" type, that is to say it must have a melting point of less than 60 ° C. The best product is the pure oleic acid monoglyceride, but other commercial products can also be used, for example the product sold under the brand name Dimodan S by the company Grindstedvaerket, Denmark, which is a monoglyceride obtained by molecular distillation at from a refined edible lard, at an approximate content of 5

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tive en acides gras correspondant à 30% d'acide palmitique, 18% d'acide stéarique et 40% d'acide oléique. tive in fatty acids corresponding to 30% palmitic acid, 18% stearic acid and 40% oleic acid.

On peut également utiliser les monoglycérides «techniques», préparés par glycérolyse (estérification au glycérol) de l'huile de colza à faible teneur en acide érucique par exemple. Ces produits contenant de 40 à 60% de monoglycéride sont faciles à préparer sans faire appel à des appareillages compliqués, d'où leur intérêt. Naturellement, si l'on utilise de tels produits, il faut régler les proportions relatives entre l'huile triglycéridique et le produit de glycérolyse de manière à parvenir à une teneur correcte en monoglycéride dans l'émulsion. Le monoglycéride soluble dans l'huile est utilisé principalement en raison de ses propriétés tensio-actives, en tant que composant lipophile du système émulsionnant. La tensio-activité s'accompagne également d'un effet mouillant qui améliore l'effet lubrifiant de l'huile. One can also use the "technical" monoglycerides, prepared by glycerolysis (glycerol esterification) of rapeseed oil with a low erucic acid content for example. These products containing 40 to 60% monoglyceride are easy to prepare without using complicated equipment, hence their interest. Naturally, if such products are used, the relative proportions between the triglyceride oil and the glycerolysis product must be adjusted so as to achieve a correct monoglyceride content in the emulsion. The oil-soluble monoglyceride is used mainly because of its surfactant properties, as a lipophilic component of the emulsifying system. The surface activity is also accompanied by a wetting effect which improves the lubricating effect of the oil.

L'acide gras est de préférence l'acide oléique. Les exigences posées à ce composant sont les mêmes que celles posées à l'huile et au monoglycéride: il doit être liquide à température ambiante, c'est-à-dire avoir un titre inférieur à 25°C, et il ne doit pas contenir de quantités importantes d'homologues plus insaturés. The fatty acid is preferably oleic acid. The requirements for this component are the same as those for oil and monoglyceride: it must be liquid at room temperature, that is to say have a titer below 25 ° C, and it must not contain significant amounts of more unsaturated counterparts.

On a constaté que l'acide gras augmentait dans une mesure considérable l'effet lubrifiant. D'autre part, la présence de l'acide gras empêche les formations d'odeurs dans les opérations d'usinage les plus sévères, et on suppose que ce phénomène est dû en partie à l'amélioration de l'effet lubrifiant par l'acide gras et en partie à la formation de savon de l'amine et de l'acide gras. It has been found that the fatty acid considerably increases the lubricating effect. On the other hand, the presence of fatty acid prevents the formation of odors in the most severe machining operations, and it is assumed that this phenomenon is partly due to the improvement of the lubricating effect by the fatty acid and partly to the soap formation of the amine and fatty acid.

Comme alcanolamine, on utilise de préférence une amine contenant de 2 à 4 atomes de carbone dans le radical alcanol. La triéthanolamine convient tout spécialement: elle a de bonnes propriétés mouillantes et antirouille et présente également l'avantage d'être inoffensive du point de vue dermatologique, ce qui est évident si l'on se souvient de ses utilisations nombreuses dans les produits cosmétiques. As the alkanolamine, an amine containing 2 to 4 carbon atoms is preferably used in the alkanol radical. Triethanolamine is particularly suitable: it has good wetting and anti-rust properties and also has the advantage of being dermatologically harmless, which is obvious if one remembers its numerous uses in cosmetic products.

Le savon d'acide gras est avantageusement un sel de sodium ou de potassium d'un acide gras en C12-C22, et plus souvent en C16 ou Cis (acide palmitique ou stéarique). Le stéarate de potassium donne des résultats légèrement supérieurs à ceux obtenus avec le stéarate de sodium, mais si l'on utilise des stéarates, il faut utiliser également de l'eau déminéralisée pour empêcher une précipitation des savons de calcium et de magnésium. Lorsqu'on utilise des savons de l'acide oléique, (de sodium ou de potassium) on évite entièrement ce problème quoique, pour la préparation du concentré, il soit recommandé d'utiliser de l'eau déminéralisée. The fatty acid soap is advantageously a sodium or potassium salt of a C12-C22 fatty acid, and more often C16 or Cis (palmitic or stearic acid). Potassium stearate gives slightly better results than those obtained with sodium stearate, but if stearates are used, demineralized water must also be used to prevent precipitation of calcium and magnesium soaps. When using soaps of oleic acid (sodium or potassium) this problem is entirely avoided although, for the preparation of the concentrate, it is recommended to use demineralized water.

Lorsqu'on procède à des opérations d'usinage des métaux sous une très forte pression de contact, on peut encore améliorer les propriétés lubrifiantes de l'émulsion lorsque c'est nécessaire en ajoutant une huile triglycéridique légèrement chlorée et/ou sulfurée. Ce type de composant est bien compatible avec l'émulsion pour le travail des métaux selon l'invention. De préférence, pour les opérations extrêmement sévères, on remplace de 20 à 40% de l'huile triglycéridique par ce type de composant. When metal machining operations are carried out under very high contact pressure, the lubricating properties of the emulsion can be further improved when necessary by adding a slightly chlorinated and / or sulfurized triglyceride oil. This type of component is well compatible with the emulsion for metalworking according to the invention. Preferably, for extremely severe operations, 20 to 40% of the triglyceride oil is replaced by this type of component.

Pour éviter les phénomènes d'oxydation et de polymérisation, on peut ajouter éventuellement un antioxydant. Parmi les anti-oxydants qui conviennent, on citera le butylhy-droxyanisole «BHA» et le butylhydroxytoluène «BHT». On peut également utiliser les produits vendus sous les marques Tenox 2 et Tenox 6 par la firme Eastman Kodak. Ces antioxydants sont avantageusement ajoutés en quantités de 0,1 à 1,0% en poids à l'émulsion concentrée. To avoid oxidation and polymerization phenomena, an antioxidant can optionally be added. Among the antioxidants which are suitable, mention will be made of butylhy-droxyanisole "BHA" and butylhydroxytoluene "BHT". One can also use the products sold under the brands Tenox 2 and Tenox 6 by the firm Eastman Kodak. These antioxidants are advantageously added in amounts of 0.1 to 1.0% by weight to the concentrated emulsion.

Dans des conditions défavorables susceptibles de régner dans l'environnement de l'atelier, il peut facilement se produire une attaque par des microorganismes. Si on laisse ces microorganismes se développer sans limite pendant des durées prolongées, il peut apparaître des odeurs désagréables, et on peut également constater un amoindrissement des propriétés anti-corrosion de l'émulsion à la suite de la formation de produits de décomposition acides, comme c'est le cas avec les produits classiques à base d'huiles minérales. On évite ces inconvénients en ajoutant à l'émulsion pour le travail des métaux un agent antibactérien. On peut utiliser un agent libérant du formaldéhyde, par exemple le produit du commerce Grotan BK de la firme Schülke & Mayr GmbH. In unfavorable conditions likely to prevail in the workshop environment, an attack by microorganisms can easily occur. If these microorganisms are left to develop without limit for extended periods of time, unpleasant odors may appear, and the anti-corrosion properties of the emulsion may also be reduced as a result of the formation of acidic decomposition products, such as this is the case with conventional products based on mineral oils. These disadvantages are avoided by adding an antibacterial agent to the metalworking emulsion. A formaldehyde releasing agent can be used, for example the commercial product Grotan BK from the company Schülke & Mayr GmbH.

Ainsi, l'émulsion selon l'invention offre à l'utilisateur de nombreux avantages: elle est entièrement à base d'huiles grasses ou dérivés. Ces huiles sont renouvelables, non polluantes et biodégradables. Thus, the emulsion according to the invention offers the user many advantages: it is entirely based on fatty oils or derivatives. These oils are renewable, non-polluting and biodegradable.

Les incidences d'irritation de la peau, d'eczéma et de réactions allergiques peuvent être réduites considérablement, et le risque de cancer peut être éliminé. The incidences of skin irritation, eczema and allergic reactions can be reduced considerably, and the risk of cancer can be eliminated.

En raison du poids moléculaire élevé des huiles triglycéri-diques et par conséquent de leur très faible tension de vapeur, il ne se forme pas de fumées gênantes. Par suite, l'environe-ment du travail est beaucoup plus sain. Due to the high molecular weight of triglyceride oils and therefore their very low vapor pressure, no annoying fumes are formed. As a result, the work environment is much healthier.

Pour le traitement des produits résiduaires, les produits à base d'huiles grasses n'offrent pas de difficultés. En observant une technique correcte de séparation, on peut séparer facilement la phase grasse; l'eau restante n'exige aucun traitement d'épuration spécial avant rejet. La phase grasse peut être facilement hydrolysée selon des techniques connues, et les acides gras obtenus à l'hydrolyse peuvent être réutilisés. For the treatment of residual products, products based on fatty oils do not offer any difficulties. By observing a correct separation technique, the fatty phase can be easily separated; the remaining water does not require any special treatment before discharge. The fatty phase can be easily hydrolyzed according to known techniques, and the fatty acids obtained on hydrolysis can be reused.

Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter; dans ces exemples, les indications de parties et de % s'entendent en poids sauf mention contraire. The following examples illustrate the invention without, however, limiting it; in these examples, the indications of parts and of% are by weight unless otherwise stated.

Exemple 1 Example 1

Préparation d'une émulsion pour le travail des métaux, sous forme concentrée. Preparation of an emulsion for metalworking, in concentrated form.

Phase huileuse: 34,7 parties d'oléine de palme Oily phase: 34.7 parts of palm olein

4,9 parties du monoglycéride du commerce 4.9 parts of the commercial monoglyceride

Dimodan S 2,7 parties d'acides gras de colza 2,7 parties de triéthanolamine Phase aqueuse: 1,1 partie d'oléate de sodium 55,0 parties d'eau déminéralisée Dimodan S 2.7 parts of rapeseed fatty acids 2.7 parts of triethanolamine Aqueous phase: 1.1 part of sodium oleate 55.0 parts of demineralized water

L'oléine de palme est la fraction à bas point de fusion de l'huile de palme. La teneur en acide oléique de l'oléine de palme est de 50%. Palm olein is the low-melting fraction of palm oil. The oleic acid content of palm olein is 50%.

Les composants de la phase huileuse sont mélangés à 60-70°C. Le savon est dissous dans l'eau à 25°C; on ajoute ensuite la phase huileuse lentement, sous agitation, à la phase aqueuse. La dispersion obtenue est passée à 50°C dans un homogénéiseur de type classique. The components of the oily phase are mixed at 60-70 ° C. The soap is dissolved in water at 25 ° C; the oily phase is then added slowly, with stirring, to the aqueous phase. The dispersion obtained is passed to 50 ° C. in a conventional type homogenizer.

L'émulsion concentrée peut être diluée facilement et en toutes proportions dans de l'eau de dureté variée (0 à 20°C). L'émulsion concentrée et les émulsions diluées sont stables à la conservation sans signe de séparation de l'huile. The concentrated emulsion can be diluted easily and in all proportions in water of varying hardness (0 to 20 ° C). The concentrated emulsion and the diluted emulsions are stable on storage without any sign of oil separation.

Le produit de cet exemple a été soumis à des essais à la dilution de 1:10 dans une machine à percer à broches multiples en production pour taraudage dans de l'aluminium. Après un mois d'utilisation, l'émulsion donne toujours les mêmes résultats favorables, entièrement comparables à ceux obtenus avec une émulsion classique à base d'huiles minérales. The product in this example was tested at 1:10 dilution in a multi-spindle drilling machine in production for tapping in aluminum. After one month of use, the emulsion still gives the same favorable results, entirely comparable to those obtained with a conventional emulsion based on mineral oils.

Exemple 2 Example 2

On prépare une émulsion pour le travail des métaux destinés à être essayée dans un tour automatique à contrôle numérique et travaillant sous forte charge. On a travaillé de nombreux métaux ferreux, par exemple de la fonte et de An emulsion is prepared for metal working intended to be tested in an automatic lathe with numerical control and working under heavy load. Many ferrous metals have been worked, for example cast iron and

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l'acier cémenté pour outils à l'aide d'outils dont le bord de coupe est en métal cémenté. L'émulsion a été préparée de la manière suivante: case hardened steel for tools using tools with a cutting edge made of case hardened metal. The emulsion was prepared as follows:

Phase huileuse: 27,9 parties d'huile de colza Oily phase: 27.9 parts of rapeseed oil

11,7 parties de monoglycéride technique d'huile de colza 2,7 parties d'acides gras de colza 2,7 parties de triéthanolamine 0,4 partie de l'anti-oxydant du commerce Tenox 6 11.7 parts of rapeseed oil technical monoglyceride 2.7 parts of rapeseed fatty acids 2.7 parts of triethanolamine 0.4 parts of the commercial antioxidant Tenox 6

Phase aqueuse: 1,1 partie d'oléate de sodium 55,0 parties d'eau déminéralisée Aqueous phase: 1.1 parts of sodium oleate 55.0 parts of demineralized water

L'huile de colza est du type à faible teneur en acide éru-cique, avec une teneur en acide oléique de 52%. Le monoglycéride technique contient réellement 40% de monoglycéride. Les composants de la phase huileuse sont mélangés à une température de 40 à 50°C. On ajoute ensuite lentement, sous Rapeseed oil is of the type with low eru-cic acid content, with an oleic acid content of 52%. Technical monoglyceride actually contains 40% monoglyceride. The components of the oily phase are mixed at a temperature of 40 to 50 ° C. Then add slowly, under

Produit A Product A

agitation, la phase huileuse à la phase aqueuse. La dispersion obtenue est passée à 50°C dans un homogénéiseur classique. stirring, the oily phase to the aqueous phase. The dispersion obtained is passed to 50 ° C in a conventional homogenizer.

Le concentré en émulsion obtenu de cette manière a été dilué au rapport de 1:15 dans de l'eau de ville et soumis à des s essais dans un tour automatique. Après trois mois de fonctionnement, l'émulsion donne les mêmes bons résultats. Les pièces travaillées ne manifestent aucune tendance à la corrosion. L'émulsion pour le travail des métaux ne dépose pas de revêtement qui sèche; au contraire, les surfaces de la machine io sont très faciles à maintenir propres. The emulsion concentrate obtained in this way was diluted 1:15 in tap water and tested in an automatic lathe. After three months of operation, the emulsion gives the same good results. The worked parts show no tendency to corrosion. The metalworking emulsion does not deposit a coating which dries; on the contrary, the surfaces of the machine are very easy to keep clean.

Exemple 3 Example 3

Dans cet exemple, on met en évidence l'effet lubrifiant îs amélioré provoqué par l'acide gras dans l'émulsion. In this example, the improved lubricating effect caused by the fatty acid in the emulsion is demonstrated.

On prépare deux émulsions pour le travail des métaux, à la concentration prête à l'emploi, pour essais dans une machine à meuler à cylindre. Les émulsions ont été préparées à partir des composants ci-après: Two emulsions for metalworking are prepared, at the ready-to-use concentration, for testing in a cylinder grinding machine. The emulsions were prepared from the following components:

Parties en poids Parts by weight

Parties en poids Produit B Parts by weight Product B

Phase huileuse Phase huileuse huile de colza 2,00 huile de colza 1,80 Oily phase Oily phase rapeseed oil 2.00 rapeseed oil 1.80

monoglycéride technique d'huile de colza 0,78 monoglycéride technique d'huile de colza 0,78 rapeseed oil technical monoglyceride 0.78 rapeseed oil technical monoglyceride 0.78

triéthanolamine 0,18 acides gras de colza 0,20 triethanolamine 0.18 rapeseed fatty acids 0.20

triéthanolamine 0,18 triethanolamine 0.18

Phase aqueuse Phase aqueuse stéarate de sodium 0,10 stéarate de sodium 0,10 Aqueous phase Aqueous phase sodium stearate 0.10 sodium stearate 0.10

eau déminéralisée 97 eau déminéralisée 97 demineralized water 97 demineralized water 97

L'huile de colza est du type à faible teneur en acide éru-cique et contient 60% d'acide oléique. Le monoglycéride technique contient en réalité 40% de monoglycéride. Rapeseed oil is of the type with low eru-cic acid content and contains 60% oleic acid. The technical monoglyceride actually contains 40% monoglyceride.

On mélange les composants de la phase huileuse à 40-50°C et on dissout le stéarate de sodium dans la phase aqueuse à 60-70°C. On ajoute ensuite la phase huileuse lentement à la phase aqueuse en agitant énergiquement; on obtient une émulsion stable. The components of the oily phase are mixed at 40-50 ° C and the sodium stearate is dissolved in the aqueous phase at 60-70 ° C. The oily phase is then added slowly to the aqueous phase with vigorous stirring; a stable emulsion is obtained.

Les émulsions préparées de cette manière ont été essayées dans une machine à meuler à cylindre pour le travail d'acier cémenté pour outils. On a constaté que pour ce qui concerne la finesse de surface de la matière ainsi que l'usure relative du volant abrasif, le produit B (contenant un acide gras) donnait de meilleurs résultats que le produit A (sans adjonction d'acide gras). En moyenne, la finesse de surface est supérieure de 10% et l'usure relative du volant abrasif est plus faible de 30% avec le produit B. Les résultats obtenus sont entièrement comparables à ceux obtenus avec des émulsions 40 classiques à base d'huiles minérales sans additif pour pressions extrêmes. The emulsions prepared in this way were tested in a cylinder grinding machine for working hardened steel for tools. It was found that with regard to the fineness of the surface of the material as well as the relative wear of the abrasive wheel, product B (containing a fatty acid) gave better results than product A (without addition of fatty acid) . On average, the surface smoothness is 10% higher and the relative wear of the abrasive wheel is 30% lower with product B. The results obtained are entirely comparable to those obtained with conventional emulsions 40 based on oils. mineral without additive for extreme pressures.

Exemple 4 Example 4

Dans cet exemple, on met en évidence l'amélioration de l'effet mouillant de l'émulsion obtenue par addition de tri-45 éthanolamine. In this example, the improvement in the wetting effect of the emulsion obtained by the addition of tri-45 ethanolamine is demonstrated.

On prépare deux émulsions comme décrit dans l'exemple 3. Two emulsions are prepared as described in Example 3.

Produit A Parties en poids Phase huileuse huile de colza 3,50 Product A Parts by weight Oily phase rapeseed oil 3.50

monoglycéride de l'acide oléique 1,00 oleic acid monoglyceride 1.00

triéthanolamine 0,50 Phase aqueuse stéarate de sodium 0,10 triethanolamine 0.50 Aqueous phase sodium stearate 0.10

eau déminéralisée 95 demineralized water 95

Produit B Parties en poids Phase huileuse huile de colza 4,00 Product B Parts by weight Oily phase rapeseed oil 4.00

monoglycéride de l'acide oléique 1,00 oleic acid monoglyceride 1.00

Phase aqueuse stéarate de sodium 0,10 0.10 sodium stearate aqueous phase

eau déminéralisée 95 demineralized water 95

L'huile de colza est du type à faible teneur en acide éru-cique et contient 60% d'acide oléique. Rapeseed oil is of the type with low eru-cic acid content and contains 60% oleic acid.

On a mesuré le pouvoir mouillant de ces émulsions sur la surface de l'acier. On a constaté que l'émulsion B (sans triéthanolamine) donnait un angle de mouillage de 40 à 45° et que l'émulsion A (avec triéthanolamine) donnait un angle de 6S mouillage de 15 à 20°. Ce dernier résultat est même légèrement supérieur à celui obtenu avec des émulsions classiques à base d'huiles minérales. The wetting power of these emulsions was measured on the surface of the steel. It was found that emulsion B (without triethanolamine) gave a wetting angle of 40 to 45 ° and that emulsion A (with triethanolamine) gave a 6S wetting angle of 15 to 20 °. The latter result is even slightly higher than that obtained with conventional emulsions based on mineral oils.

639 687 639,687

6 6

Exemple 5 Example 5

On prépare une émulsion pour le travail des métaux comme décrit dans l'exemple 1 à partir des constituants ci-après: An emulsion for metalworking is prepared as described in Example 1 from the following constituents:

Phase huileuse: 34,3 parties d'oléine de palme Oily phase: 34.3 parts of palm olein

4,8 parties du monoglycéride du commerce 4.8 parts of the commercial monoglyceride

Dimodan S 2,7 parties d'acides gras de colza 5,4 parties de triéthanolamine Dimodan S 2.7 parts of rapeseed fatty acids 5.4 parts of triethanolamine

Cette émulsion a été soumise à des essais pendant des durées prolongées dans une machine-outil à contrôle numérique pour perçage et taraudage. Sur cette machine, on a travaillé de l'acier trempé avec des outils à grande vitesse. This emulsion was subjected to tests for extended periods in a numerically controlled machine tool for drilling and tapping. On this machine, we worked hardened steel with high speed tools.

Les résultats de l'usinage ont été comparés à ceux obtenus avec un liquide de coupe classique en émulsion avec additif s pour pressions extrêmes. Le liquide de coupe classique était spécialement conçu pour les opérations d'usinage sévères telles que le perçage, le taraudage, le filetage et l'emboutissage de matériaux ferreux variés. Les deux liquides de coupe ont été utilisés à la même dilution, une dilution d'environ 15 io fois, par de l'eau de ville ordinaire. The machining results were compared with those obtained with a conventional cutting liquid in emulsion with additive s for extreme pressures. The classic cutting fluid was specially designed for severe machining operations such as drilling, tapping, threading and stamping of various ferrous materials. The two cutting fluids were used at the same dilution, a dilution of about 15 times, with ordinary tap water.

L'état de surface des pièces usinées est le même pour le liquide de coupe classique et pour le liquide de coupe selon l'invention. La durée de service des outils est bonne et égale pour les opérations de perçage, pour les opérations de tarau-is dage, elle est même légèrement meilleure avec le liquide de coupe selon l'invention qu'avec le liquide de coupe classique. The surface condition of the machined parts is the same for the conventional cutting fluid and for the cutting fluid according to the invention. The service life of the tools is good and equal for drilling operations, for tarau-is dage operations, it is even slightly better with the cutting liquid according to the invention than with conventional cutting liquid.

B B

Claims

639 687 639,687

2 2

REVENDICATIONS

1. Emulsion pour le travail des métaux, du type huile-dans-l'eau, présentant une bonne stabilité et pouvant être diluée en toutes proportions, à base d'huiles triglycéridiques, ladite émulsion étant utilisable pour le travail des métaux par déformation, pour l'usinage avec enlèvement de copeaux, et pour l'emboutissage et le laminage, caractérisée en ce qu'elle comprend une phase huileuse en dispersion dans une phase aqueuse continue, la phase huileuse étant constituée de: 1. An emulsion for metalworking, of the oil-in-water type, having good stability and which can be diluted in all proportions, based on triglyceride oils, said emulsion being usable for metalworking by deformation, for machining with chip removal, and for stamping and rolling, characterized in that it comprises an oily phase in dispersion in a continuous aqueous phase, the oily phase consisting of:

0,5 à 50 parties en poids d'huile triglycéridique 0.5 to 50 parts by weight of triglyceride oil

0,1 àlO parties en poids d'un monoglycéride d'acides gras 0.1 to 10 parts by weight of a fatty acid monoglyceride

0,05 à 10 parties en poids d'acides gras, et 0.05 to 10 parts by weight of fatty acids, and

0,05 à 10 parties en poids d'une alcanolamine, 0.05 to 10 parts by weight of an alkanolamine,

et la phase aqueuse étant constituée de: and the aqueous phase consisting of:

0,05 à 3 parties en poids de savons alcalins d'acides gras, et 45 à 98 parties en poids d'eau. 0.05 to 3 parts by weight of alkaline soaps of fatty acids, and 45 to 98 parts by weight of water.

2. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, sous forme concentrée, caractérisée en ce que la phase huileuse est constituée de: 2. Metalworking emulsion according to claim 1, in concentrated form, characterized in that the oily phase consists of:

15 à 50 parties en poids d'huile triglycéridique 2 à 10 parties en poids de monoglycéride d'acides gras 1 à 10 parties en poids d'acides gras, et 1 à 10 parties en poids d'une alcanolamine, 15 to 50 parts by weight of triglyceride oil 2 to 10 parts by weight of fatty acid monoglyceride 1 to 10 parts by weight of fatty acids, and 1 to 10 parts by weight of an alkanolamine,

et la phase aqueuse est constituée de: and the aqueous phase consists of:

0,05 à 3 parties en poids de savons alcalins d'acides gras, et 45 à 60 parties en poids d'eau. 0.05 to 3 parts by weight of alkaline soaps of fatty acids, and 45 to 60 parts by weight of water.

3. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, à l'état prêt à l'emploi, caractérisée en ce que la phase huileuse est constituée de: 3. Metalworking emulsion according to claim 1, in the ready-to-use state, characterized in that the oily phase consists of:

0,05 à 10 parties en poids d'huile triglycéridique 0,1 à 2 parties en poids de monoglycéride d'acides gras 0,05 à 2 parties en poids d'acides gras 0,05 à 1 partie en poids d'une alcanolamine, 0.05 to 10 parts by weight of triglyceride oil 0.1 to 2 parts by weight of fatty acid monoglyceride 0.05 to 2 parts by weight of fatty acids 0.05 to 1 part by weight of an alkanolamine ,

et la phase aqueuse est constituée de: and the aqueous phase consists of:

0,05 à 0,5 partie en poids de savons alcalins d'acides gras, et 90 à 98 parties en poids d'eau. 0.05 to 0.5 parts by weight of alkaline soaps of fatty acids, and 90 to 98 parts by weight of water.

4. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'huile triglycéridique est une huile grasse, liquide à température ambiante et contenant au moins 45% en poids d'acide oléique, par exemple de l'huile d'olive, de l'huile d'arachide ou de l'huile de colza du type à faible teneur en acide érucique, ou une fraction à bas point de fusion d'une graisse; par exemple de l'oléine de palme ou une oléine animale. 4. Metalworking emulsion according to claim 1, characterized in that the triglyceride oil is a fatty oil, liquid at room temperature and containing at least 45% by weight of oleic acid, for example oil olive, peanut oil or rapeseed oil of the low erucic acid type, or a low melting point fraction of a fat; for example palm olein or animal olein.

5. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que les acides gras du monoglycéride d'acides gras sont des acides gras en C 16 et/ou C 18, avec au moins 40% en poids d'acide oléique, le monoglycéride d'acides gras consistant de préférence en le monoglycéride de l'acide oléique. 5. Metal working emulsion according to claim 1, characterized in that the fatty acids of the fatty acid monoglyceride are C 16 and / or C 18 fatty acids, with at least 40% by weight of oleic acid , the fatty acid monoglyceride preferably consisting of the oleic acid monoglyceride.

6. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que le monoglycéride d'acides gras est un produit technique obtenu par estérifïcation à l'aide du glycérol d'une huile triglycéridique telle que définie dans la revendication 4. 6. Metalworking emulsion according to claim 1, characterized in that the fatty acid monoglyceride is a technical product obtained by esterification using glycerol of a triglyceride oil as defined in claim 4.

7. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'acide gras a un titre inférieur à 25°C et consiste de préférence en l'acide oléique. 7. Metalworking emulsion according to claim 1, characterized in that the fatty acid has a titer of less than 25 ° C and preferably consists of oleic acid.

8. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alcanolamine est de préférence la triéthanolamine. 8. Metalworking emulsion according to claim 1, characterized in that the alkanolamine is preferably triethanolamine.

9. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que les savons alcalins d'acides gras sont des savons de sodium ou de potassium d'acides gras présentant un titre inférieur à 25°C, et consistent de préférence en oléate de sodium ou de potassium. 9. Metalworking emulsion according to claim 1, characterized in that the alkaline soaps of fatty acids are sodium or potassium soaps of fatty acids having a titer below 25 ° C, and preferably consist of sodium or potassium oleate.

10. Emulsion pour le travail des métaux selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient, en remplacement de 20 à 40% du poids de l'huile triglycéridique, un additif pour haute pression consistant en une huile triglycéridique légèrement chlorée ou sulfurée. 10. Metalworking emulsion according to claim 1, characterized in that it contains, instead of 20 to 40% by weight of the triglyceride oil, a high pressure additive consisting of a slightly chlorinated or sulphurized triglyceride oil .