DE19854592A1

DE19854592A1 - Metallbearbeitungs- und Reinigungsverfahren

Info

Publication number: DE19854592A1
Application number: DE19854592A
Authority: DE
Inventors: Juergen Geke; Bernd Stedry; Wiltrud Klose
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-05-31
Also published as: EP1137748A1; CZ20011852A3; WO2000031218A1; CZ294158B6

Abstract

Verfahren zur spanabhebenden Metallbearbeitung unter Verwendung eines wäßrigen Kühlschmierstoffs und anschließender Reinigung der bearbeiteten Metallteile mit einer wäßrigen Reinigungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß man DOLLAR A a) als Kühlschmierstoff zur spanabhebenden Metallbearbeitung eine wäßrige Lösung einsetzt, die Korrosionsinhibitoren sowie Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether enthält, und DOLLAR A b) als Reinigungslösung eine wäßrige Lösung einsetzt, die reinigungsaktive Stoffe und dieselben Korrosionsinhibitoren wie der Kühlschmierstoff enthält.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Metallbearbeitung und betrifft die Schritte:
spanabhebende Metallbearbeitung und anschließende Reinigung mit Korrosionsschutz. Dabei werden unter "spanabhebender Metallbearbeitung" Bearbeitungsvorgänge verstanden, bei denen die Form eines Metallstücks dadurch verändert wird, daß mit einem Bearbeitungswerkzeug Material von dem zu bearbeitenden Werkstück entfernt wird. Beispiele derartiger spanabhebender Metallbearbeitungsprozesse sind Bohren, Drehen, Fräsen und Schleifen. Für solche Bearbeitungsvorgänge ist es erforderlich, Werkzeug und Werkstück mit einem flüssigen Kühlschmierstoff zu umspülen. Dieser hat die Aufgaben: Schmieren des Werkzeugs, um Verschweißungen und Überhitzungen zu vermeiden, Abfuhr der entstehenden Wärme und Abtransport der gebildeten Späne oder sonstiger Metallpartikel. Dabei muß der Kühlschmierstoff so beschaffen sein, daß er eine Korrosion des Werkstücks verhindert.

In der Technik sind als Kühlschmierstoffe Öle, Öl-in-Wasser-Emulsionen oder wassergelöste Kühlschmierstoffe, die nur aus einer wäßrigen Lösung bestehen, bekannt. In der vorliegenden Erfindung geht es um solche wassergelöste Schmierstoffe, also Kühlschmierstoffe, die keine wasserunlöslichen Komponenten wie beispielsweise Öle enthalten.

In der Bearbeitungskette eines metallischen Werkstücks wird dieses nach einer spanabhebenden Bearbeitung üblicherweise gereinigt. Hierdurch sollen insbesondere Reste des Kühlschmierstoffs, aber auch sonstiger Schmutz sowie noch anhaftende Metallpartikel entfernt werden. Dabei spielt bisher für den ausgewählten Reiniger die Beschaffenheit des vor dem Reinigungsschritt zur Metallbearbeitung eingesetzten Kühlschmierstoffs nur insofern eine Rolle, als der Reiniger diesen entfernen können muß. Der gesamte Kühlschmierstoff stellt für den Reiniger eine "Schmutzbelastung" dar, die den Reiniger mit der Zeit unbrauchbar macht. Je nach Belastung mit Kühlschmierstoff muß der Reiniger entweder mit neuen reinigungsaktiven Komponenten aufgestockt, durch Badpflege-Maßnahmen regeneriert oder verworfen und neu angesetzt werden. Dies führt zu einem hohen Verbrauch an Reinigerwirkstoffen, die nach Ende der Gebrauchsdauer des Reinigers jeweils entsorgt werden müssen. Dies bringt eine Umweltbelastung mit sich und ist außerdem wegen des erforderlichen Stoffeinsatzes ökonomisch nachteilig.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Verfahrenskombination zur spanabhebenden Metallbearbeitung unter Verwendung eines wäßrigen Kühlschmierstoffs und anschließender Reinigung der bearbeiteten Metallteile mit einer wäßrigen Reinigungslösung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Inhaltsstoffe des Kühlschmierstoffs und der wäßrigen Reinigungslösung so aufeinander abgestimmt sind, daß Inhaltsstoffe des Kühlschmierstoffs die Reinigerlösung ergänzen oder zumindest nicht negativ beeinflussen. Gemäß diesem Konzept stellt der Kühlschmierstoff für den Reiniger keine "Schmutzbelastung" dar, sondern ergänzt ihn vielmehr. Dies ermöglicht für die Reinigungslösung selbst einen geringeren Einsatz an Wirkstoffen. Die Standzeit der Reinigungslösung wird auch ohne Badpflege-Maßnahmen verlängert. Verringerter Stoffeinsatz und geringerer Entsorgungsaufwand entlasten die Umwelt und verbilligen das Gesamtverfahren.

Die Erfindung baut dabei auf wäßrigen ("wassergelösten") Kühlschmierstoffen auf, die als Schmierkomponente Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether enthalten. Zusätzlich enthalten wäßrige Kühlschmierstoffe Korrosionsinhibitoren. Weiterhin sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 197 23 990.0 Reinigungsmittel für die Metallreinigung bekannt, die als reinigungsaktive Komponenten Glykol-Monoether der allgemeinen Formel

R-O-(CH₂-CH(CH₃)-O)_n-H

enthalten, wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder einen Phenylrest und n eine Zahl im Bereich von 1 bis 5 bedeuten. Diese Glykol-Monoether werden in Kombination mit Kationtensiden im Gewichtsverhältnis Glykol-Monoether zu Kationtensid zwischen 8 : 1 und 100 : 1 eingesetzt. Vorzugsweise enthält dieser Reiniger als weitere Wirkstoffe Korrosionsinhibitoren.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur spanabhe benden Metallbearbeitung unter Verwendung eines wäßrigen Kühlschmierstoffs und anschließender Reinigung der bearbeiteten Metallteile mit einer wäßrigen Reini gungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) als Kühlschmierstoff zur spanabhebenden Metallbearbeitung eine wäßrige Lö sung einsetzt, die Korrosionsinhibitoren sowie Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether enthält, und
b) als Reinigungslösung eine wäßrige Lösung einsetzt, die reinigungsaktive Stoffe und dieselben Korrosionsinhibitoren wie der Kühlschmierstoff enthält.

Das Wesen der Erfindung besteht demnach zum einen darin, daß der wäßrige (= wassergelöste) Kühlschmierstoff dieselben Korrosionsinhibitoren wie die Reinigungslösung enthält. Wird also Kühlschmierstoff in die Reinigungslösung eingetragen, stellen die Korrosionsinhibitoren des Kühlschmierstoffs für die Reinigungslösung keine Verunreinigung dar. Vielmehr ergänzen sie den Gehalt der Reinigungslösung an Korrosionsinhibitoren. Sie gleichen hierdurch Verluste an Korrosionsinhibitoren aus, die aus der Reinigungslösung mit den gereinigten Werkstücken ausgetragen werden. Daher ist es in verringertem Ausmaß, im Idealfall überhaupt nicht erforderlich, den Gehalt an Korrosionsinhibitoren in der Reinigungslösung zu ergänzen.

Zum anderen sind die schmierwirksamen Polyglykol-Monoether bzw. Polyglykol- Diether so ausgewählt, daß sie mit den Komponenten der Reinigungslösung kompatibel sind. Sie bewirken also weder einen Verlust der Reinigungswirkung noch beeinträchtigen sie die Wirksamkeit der Korrosionsinhibitoren der Reinigungslösung. Sie stellen also für die Reinigungslösung keine Verunreinigung dar und machen daher keine Badpflege-Maßnahmen zu ihrer Entfernung erforderlich. Vielmehr stellt sich während des Betriebs in der Reinigungslösung ein stationärer Gehalt an diesen Komponenten ein, da im Gleichgewicht die gleichen Mengen Schmierstoffe in die Reinigungslösung eingeschleppt wie durch die gereinigten Metallteile ausgetragen werden.

Dabei sind die in dem Kühlschmierstoff als Schmierkomponenten einzusetzenden Polyglykol-Monoether bzw. Polyglykol-Diether als solche für diese Verwendung bekannt und im Handel. Dabei werden die Polyglykol-Monoether auch häufig verkürzt, jedoch unkorrekt, als "Polyglykole" bezeichnet. Sie werden dadurch erhalten, daß geeignete Startmoleküle, beispielsweise ein- oder mehrwertige Alkohole mit 1 bis 5 C-Atomen mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umgesetzt werden. Hierdurch entsteht eine Polyethylenglykol-, Polypropylenglykol- oder eine gemischte Kette, in der die Alkylenoxideinheiten nach Ringöffnung zu Polyethern verbunden sind. Bei der Bezeichnung "Polyglykole" werden diese Etherbindungen jedoch in der Regel außer acht gelassen. Spricht man von Polyglykolethern, so meint man damit, daß die Polyglykole nicht an jedem Kettenende eine OH-Gruppe tragen, sondern an einem Ende mit einem Alkohol verethert sind. Diese Bezeichnung kann jedoch nicht unterscheiden, ob nur ein Kettenende oder ob beide Kettenenden mit Alkoholen verethert sind. Zur Klarstellung werden im Sinne dieser Erfindung folgende Begriffe gebraucht: Glykol-Monoether bzw. Polyglykol- Monoether stellen oligomere oder polymere Polyalkylenglykolketten dar, die an einem Ende mit einem Alkohol verethert sind. Entsprechend bedeuten die Begriffe Glykol-Diether bzw. Polyglykol-Diether oligomere oder polymere Alkylen glykolketten, die an beiden Enden mit Alkoholen verethert sind. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Moleküle an beiden Enden dieselben Alkoholgruppen tragen. Der hier gewählte Begriff der Glykol-Diether bzw. Polyglykol-Diether entspricht also der in der Technik auch anzutreffenden Bezeichnung "endgruppen verschlossene Glykol- bzw. Polyglykolether".

Der erfindungsgemäß einzusetzende wäßrige Kühlschmierstoff enthält vorzugs weise solche Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether, die durch Ethoxylierung und/oder Propoxylierung von ein- oder mehrwertigen Alkoholen mit 1 bis 5 C-Atomen erhältlich sind. Im Falle der Diether sind die Polyalkylen glykolketten am anderen Ende mit Alkoholen mit 1-6 C-Atomen verschlossen. Die Polyglykol-Monoether oder -Diether weisen vorzugsweise eine mittlere Molmasse im Bereich von 500 bis 25000 auf.

Die Korrosionsinhibitoren, die erfindungsgemäß sowohl im wäßrigen Kühlschmierstoff als auch in der wäßrigen Reinigungslösung eingesetzt werden, sind vorzugsweise ausgewählt aus Alkanolaminen und/oder aus Salzen von verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäuren mit 6 bis 10 C-Atomen und/oder aus aromatischen Carbonsäuren mit 7 bis 10 C-Atomen. Wenn hierbei von Alkanolaminen und von Salzen von Carbonsäuren die Rede ist, so kann dies zum einen bedeuten, daß die Alkanolaminsalze der Carbonsäuren direkt eingesetzt werden. Hiermit äquivalent ist eine Mischung von Alkanolaminen und Carbonsäuren, die miteinander unter Salzbildung reagieren. Weiterhin können die Alkanolamine als solche, die Carbonsäuren als Alkalimetallsalze eingesetzt werden. Äquivalent mit Alkalimetallsalzen von Carbonsäuren sind Mischungen aus Carbonsäuren und Alkalimetallhydroxiden. Je nach pH-Wert in dem gebrauchsfertigen wäßrigen Kühlschmierstoff oder in der wäßrigen Reinigungslösung werden die Alkanolamine und/oder die Carbonsäuren als Gleichgewichtsmischung aus den Neutralmolekülen und den Kationen im Falle der Alkanolamine bzw. der Anionen im Falle der Carbonsäuren vorliegen.

Vorzugsweise enthält der anwendungsfertige wäßrige Kühlschmierstoff 2 bis 15 g/l Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether und 8 bis 40 g/l Korrosionsinhibitoren. Als weitere Komponenten kann der wäßrige Kühlschmierstoff zusätzlich Emulgatoren, Puffersubstanzen, Tenside und/oder Biozide enthalten. Sein pH-Wert liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 6 und etwa 9,5.

Für den Einsatz bei der spanabhebenden Metallbearbeitung kann der wäßrige Kühlschmierstoff im Prinzip vor Ort dadurch zusammengemischt werden, daß man die einzelnen Komponenten in den erwünschten Konzentrationen in Wasser auflöst. Technisch üblich ist es jedoch, wäßrige Kühlschmierstoffe in Form eines wäßrigen Konzentrats in den Handel zu bringen, das die einzelnen Wirkstoffe im richtigen Mengenverhältnis, jedoch in konzentrierter Form enthält. Für die Anwendung muß dieses Konzentrat vor Ort mit Wasser auf die Anwendungskonzentration verdünnt werden. Dabei kann das Konzentrat einkomponentig sein, d. h. alle Wirkstoffe des Kühlschmierstoffs enthalten. Das Konzentrat kann jedoch auch in Form zweier oder mehrerer getrennter Gebinde in den Handel kommen, die jeweils bestimmte Komponenten bzw. Kombinationen von Komponenten enthalten. Dies erlaubt es, während des Einsatzes des Kühlschmierstoffs die einzelnen Komponenten getrennt voneinander nachzudosieren, falls diese in unterschiedlichen Verhältnissen verbraucht oder ausgetragen werden. Beispielsweise kann der Kühlschmierstoff als Konzentrat in den Handel kommen, das sowohl etwa 50 bis etwa 300 g/l Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether als auch etwa 50 bis etwa 600 g/l der genannten Korrosionsinhibitoren sowie gegebenenfalls weitere Wirk- und Hilfsstoffe enthält. Zum Ansetzen oder zum Ergänzen des anwendungsfertigen wäßrigen Kühlschmierstoffs können jedoch auch getrennte Konzentrate der Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol-Diether einerseits und der Korrosionsinhibitoren andererseits eingesetzt werden. In diesem Falle setzt man fakultativ mitzuverwendende weitere Wirk- und Hilfsstoffe wie beispielsweise Emulgatoren, Puffersubstanzen, Tenside und/oder Biozide vorzugsweise derjenigen Konzentratkomponente zu, die die Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol- Diether enthält. Das zweite Konzentrat stellt dann lediglich eine wäßrige Lösung der Korrosionsinhibitoren dar. Dieses Konzept hat den Vorteil, daß das Konzentrat der Korrosionsinhibitoren sowohl zur Ergänzung des Kühlschmierstoffs als auch zur Ergänzung der wäßrigen Reinigungslösung eingesetzt werden kann.

Auch die wäßrige Reinigungslösung kann man prinzipiell so zubereiten, daß man die einzelnen Wirkstoffe vor Ort in Wasser in den erforderlichen Konzentrationen auflöst. Wie bei der Kühlschmierstofflösung geht man jedoch auch hier vorzugsweise so vor, daß man Konzentrate der Reinigungslösung in den Handel bringt, wie man vor Ort mit Wasser im erforderlichen Verhältnis verdünnt. Dabei kann das Konzentrat alle Wirk- und Hilfsstoffe im richtigen relativen Mengenverhältnis zueinander enthalten. Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrenskonzeptes ist es jedoch vorzuziehen, ein Konzentrat der wäßrigen Reinigungslösung zur Verfügung zu stellen, das die reinigungsaktiven Komponenten und sonstige fakultative Wirk- und Hilfsstoffe, nicht jedoch die Korrosionsinhibitoren enthält. Zur Einstellung des Gehalts an Korrosionsinhibitoren in der anwendungsfertigen wäßrigen Reinigungslösung kann dann dasselbe Konzentrat verwendet werden, das auch zum Ansetzen bzw. zum Ergänzen des anwendungsfertigen wäßrigen Kühlschmierstoffs dient. Dieses Konzept, insgesamt drei Produktkonzentrate für den Kühlschmierstoff und die Reinigungslösung zusammen zur Verfügung zu stellen, erhöht die Flexibilität der Nachdosierung der einzelnen Komponenten und führt zu einem besonders wirtschaftlichen Stoffeinsatz.

Die reinigungsaktiven Stoffe in der Reinigungslösung sind vorzugsweise ausgewählt aus anionischen Tensiden, nichtionischen Tensiden, kationischen Tensiden und aus Glykol-Monoethern der allgemeinen Formel

R-O-(CH₂-CH(CH₃)-O)_n-H,

wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen oder einen Phenylrest und n eine Zahl im Bereich von 1 bis 5, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3 bedeuten.

Als Glykol-Monoether kommen vorzugsweise in Betracht: Tripropylenglykol- Monomethylether, Tripropylenglykol-Monoethylether, Dipropylenglykol-n- Butylether, Tripropylenglykol-n-Butylether und Propylenglykol-Phenylether. Dabei sind Tripropylenglykol-Monomethylether und Tripropylenglykol-n-Butylether besonders bevorzugt.

Vorzugsweise enthält die Reinigungslösung

a) Glykol-Monoether der allgemeinen Formel
R-O-(CH₂-CH(CH₃)-O)_n-H, wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen oder einen Phenylrest und n eine Zahl im Bereich von 1 bis 5, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3 bedeuten, und
b) Kationtenside

im Gewichtsverhältnis a) zu b) zwischen 5 : 1 und 100 : 1. Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis Glykol-Monoether und Kationtenside im Reiniger zwischen 8 : 1 und 25 : 1.

Die in der Reinigerlösung fakultativ einzusetzenden Kationtenside sind vorzugs weise ausgewählt aus quartären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel

R¹-(CHOH-CHR²)_n-N⁺R³R⁴R⁵X⁻

in der
R¹ ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen,
R² Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen sein kann, wobei die Gesamtzahl der C-Atome der Reste R¹ und R² im Bereich von 10 bis 22 liegt,
n = 0 oder 1 ist,
R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, 2-Hydroxyethyl oder Hydroxypropyl,
R⁵ für Alkylreste mit 1 bis 12-Atomen, einen Benzylrest oder für Alkylphenylreste mit 1 bis 3 C-Atomen im Alkylrest stehen und
wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome des quartären Ammoniumkations min destens 9 beträgt und mindestens einer der Reste R¹ und R⁵ mehr als 4 Kohlenstoff atome aufweist, und
X⁻ für Halogenid, Methylsulfat oder ein Anion einer aliphatischen oder aromati schen organischen Säure mit bis zu 15 C-Atomen stehen.

Dabei sind solche Kationtenside bevorzugt, bei denen R³ und R⁴ für Methyl und R⁵ für Benzyl stehen.

Beispiele derartiger Kationtenside sind Lauryl-Dimethyl-Benzyl-Ammoniunsalze oder 2-Hydroxydodecyl-Dimethyl-Benzyl-Ammoniumsalze. Als Anionen X- in diesen Salzen kommen beispielsweise Halogenide, insbesondere Chlorid, oder Anionen organischer Säuren in Betracht wie beispielsweise Acetat-, Propionat-, Lactat- oder Benzoationen.

Vorzugsweise enthält die anwendungsfertige Reinigungslösung 1 bis 15 g/l der genannten Korrosionsinhibitoren.

Der Gehalt der anwendungsfertigen Reinigungslösung an reinigungsaktiven Stoffen beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5,0 g/l. Insbesondere enthält die Reinigungslösung vorzugsweise 0,1 bis 4,0 g/l der genannten Glykol-Monoether und 0,001 bis 0,5 g/l der genannten kationischen Tenside.

Wie üblich kann die Reinigungslösung zusätzlich Buildersubstanzen, Biozide und/oder Komplexbildner enthalten. Beispiele von Buildersubstanzen sind Alkalimetallorthophosphate, -polyphosphate, -silikate, -borate, -carbonate, -poly acrylate und -gluconate. Diese Buildersubstanzen haben teilweise komplexierende Eigenschaften und wirken dadurch wasserenthärtend. Anstelle hiervon oder zusätzlich hierzu können stärkere Komplexbildner wie beispielsweise 1- Hydroxyethan-1,1-Diphosphonsäure oder 2-Phosphonobutan-1,2,4-Tricarbonsäure eingesetzt werden. Weiterhin kommen Ethylendiamintetraacetate oder Nitrilotriacetate in Betracht.

Vorzugsweise wird die Reinigerlösung als sogenannter Neutralreiniger formuliert. Der übliche pH-Wert dieser sogenannten Neutralreiniger liegt im Bereich von etwa 6,5 bis etwa 9.

Die Temperatur der Reinigungslösung liegt vorzugsweise im Bereich von 15 bis 80°C. Dabei kann die Reinigung in einer Tauchanlage oder in einer Spritzanlage erfolgen. Die Spritzreinigung ist besonders effektiv, so daß die Reinigung vorzugsweise in einer Spritzanlage erfolgt. Für den bevorzugten Einsatz in einer Spritzanlage wählt man als reinigungsaktive Stoffe für die Reinigungslösung vorzugsweise die vorstehend beschriebenen Glykol-Monoether, insbesondere in Kombination mit den genannten Kationtensiden aus. Diese sind besonders schaumarm und können daher für die Spritzreinigung im gesamten genannten Temperaturbereich eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele

Für den Schritt der spanabhebenden Metallbearbeitung kann beispielsweise ein wäßriger Kühlschmierstoff mit folgender Zusammensetzung eingesetzt werden:

Beispiel 1

3,41 g Monoethanolamin
9,79 g Triethanolamin
5,28 g Sebacinsäure
3,57 g Polyethylen-/propylen-glykolether (Startmolekül: Pentaerythrit), Molmasse 15.000
1,70 g 6-(((4-Methylphenyl)-sulfonyl)-amino)-hexansäure
1,79 g Glycerin
2,14 g Caprylsäure
0,07 g Benzotriazol, 1H,2,3- 1,79 g Borsäure
Rest zu 1000 ml: mit Wasser aufgefüllt

Beispiel 2

3,00 g Monoethanolamin
11,00 g Triethanolamin
5,28 g Sebacinsäure
7,50 g Polyethylen-/propylen-glykolether (Startmolekül: Pentaerythrit), Molmasse 15.000
2,85 g 6-(((4-Methylphenyl)-sulfonyl)-amino)-hexansäure
4,20 g Glycerin
0,12 g Benzotriazol, 1H,2,3-
Rest zu 1000 ml: mit Wasser aufgefüllt

Dieser kann durch geeignetes Verdünnen eines wäßrigen Konzentrats erhalten werden, das etwa 50 bis etwa 300 g/l Polyglykol-Monoether und/oder Polyglykol- Diether und etwa 50 bis etwa 600 g/l Korrosionsinhibitoren enthält.

Eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbare wäßrige Reinigerlösung kann beispielsweise folgende Zusammensetzung aufweisen:

Beispiel für den Reiniger (Beispiel 3)

0,60 g Monoethanolamin
2,70 g Triethanolamin
1,79 g Sebacinsäure
0,27 g Tripropylenglykolmonomethylether
0,01 g 2-Hydroxidodecyl-dimethyl-benzyl-ammonium-benzoat
Rest zu 1000 ml: mit Wasser aufgefüllt

Auch die Reinigerlösung wird vorzugsweise vor Ort durch Verdünnen eines Konzentrats mit Wasser zubereitet. Der Verdünnungsfaktor des Konzentrats liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 : 200 bis etwa 1 : 20. Zum Neuansatz eines Reinigerbades kann ein Konzentrat eingesetzt werden, das alle Komponenten der Reinigerlösung im entsprechenden Gewichtsverhältnis enthält. Zur Ergänzung der Reinigungslösung mit reinigungsaktiven Wirkstoffen empfiehlt sich jedoch der Einsatz eines Konzentrats, das weniger oder keine Korrosionsinhibitoren enthält, da diese durch den Kühlschmierstoff in die Reinigungslösung eingetragen und hierdurch ergänzt werden.

Die Reinigungswirkung von unbelastetem sowie mit Kühlschmierstoff belastetem Reiniger wird in folgendem Test ermittelt:

Stahlbleche der Qualität St 1405 werden mit Tensidlösung manuell vorgereinigt und mit einem Testschmutz, bestehend aus Ruß, Graphit, Fettsäuretriglycerid und Kohlenwasserstofffraktionen, beschmutzt. Nach 30 Minuten Lagerung im Wärmeschrank bei 60°C werden sie mit Reinigerlösung in einer Laborspritzanlage bei 60°C 2 min bei 3 bar bespritzt. Zur Simulation zusätzlich eingetragener Fremdöle wurde die Reinigerlösung zuvor mit 10 g/l Gerolub® 3005/7 (eingetragenes Warenzeichen der Fa. Henkel KGaA, Düsseldorf), einer metastabilen O/W-Emulsion, versetzt. Nach Abspülen mit Wasser wird die Restverschmutzung durch Oxidation des auf der Oberfläche verbliebenen Kohlenstoffs quantitativ bestimmt.

Die Reinigungsleistung ("Reinigungseffizienz") ist der Quotient aus der abgereinigten Verschmutzung zur Verschmutzung vor dem Reinigungsversuch, ebenfalls gemessen durch Oxidation des Kohlenstoffs auf der Oberfläche, zur Darstellung als %-Wert mit 100 multipliziert.

Beispiel 4 Reiniger ohne Kühlschmierstoff Zusammensetzung der Reinigungsflüssigkeit

10,00 g Gerolub 3005/7
0,80 g Monoethanolamin
3,60 g Triethanolamin
2,38 g Sebacinsäure
0,36 g Tripropylenglykolmonomethylether
0,01 g 2-Hydroxidodecyl-dimethyl-benzyl-ammonium-benzoat
mit Wasser auf 1 Liter aufgefüllt
Reinigungseffizienz: 94%

Beispiel 5 Reiniger, mit wäßrigem Kühlschmierstoff belastet Zusammensetzung der Reinigungsflüssigkeit

10,00 g Gerolub 3005/7
1,20 g Monoethanolamin
4,05 g Triethanolamin
2,38 g Sebacinsäure
0,36 g Tripropylenglykolmonomethylether
0,01 g 2-Hydroxidodecyl-dimethyl-benzyl-ammonium-benzoat
0,89 g Polyethylen-/propylen-glykolether (Startmolekül: Pentaerythrit), Molmasse 15.000
0,42 g 6-(((4-Methylphenyl)-sulfonyl)-amino)-hexansäure
0,45 g Glycerin
0,54 g Caprylsäure
0,03 g Benzotriazol, 1H,2,3- 0,45 g Borsäure
mit Wasser auf 1 Liter aufgefüllt
Reinigungseffizienz: 91%

Beispiel 6 Reiniger, mit wäßrigem Kühlschmierstoff belastet Zusammensetzung der Reinigungsflüssigkeit

10,00 g Gerolub 3005/7
1,00 g Monoethanolamin
4,10 g Triethanolamin
2,38 g Sebacinsäure
0,36 g Tripropylenglykolmonomethylether
0,01 g 2-Hydroxidodecyl-dimethyl-benzyl-arnmonium-benzoat
1,25 g Polyethylen-/propylen-glykolether (Startmolekül: Pentaerythrit), Molmasse 15.000
0,48 g 6-(((4-Methylphenyl)-sulfonyl)-amino)-hexansäure
0,70 g Glycerin
0,03 g Benzotriazol, 1H,2,3-
mit Wasser auf 1 Liter aufgefüllt
Reinigungseffizienz: 88%

Die Ergebnisse zeigen eine hohe Reinigungsleistung trotz Belastung des Reinigers mit Kühlschmierstoff.

Claims

1. Verfahren zur spanabhebenden Metallbearbeitung unter Verwendung eines wäßrigen Kühlschmierstoffs und anschließender Reinigung der bearbeiteten Metallteile mit einer wäßrigen Reinigungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) als Kühlschmierstoff zur spanabhebenden Metallbearbeitung eine wäßrige Lö sung einsetzt, die Korrosionsinhibitoren sowie Polyglykol-Monoether und/ oder Polyglykol-Diether enthält, und
b) als Reinigungslösung eine wäßrige Lösung einsetzt, die reinigungsaktive Stof fe und dieselben Korrosionsinhibitoren wie der Kühlschmierstoff enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyglykol- Monoether und/oder Polyglykol-Diether im Kühlschmierstoff ausgewählt sind aus ethoxylierten und/oder propoxylierten ein- oder mehrwertigen Alkoholen mit 1 bis 5 C-Atomen und aus deren Ethern mit Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen, und daß sie eine mittlere Molmasse im Bereich von 500 bis 25000 aufweisen.

3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Korrosionsinhibitoren ausgewählt sind aus Akanolaminen und/oder aus Salzen von verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Mono- oder Dicarbonsäuren mit 6 bis 10 C-Atomen und/oder von aromatischen Carbonsäuren mit 7 bis 10 C-Atomen.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige Kühlschmierstoff 2 bis 15 g/l Polyglykol- Monoether und/oder Polyglykol-Diether und 8 bis 40 g/l Korrosionsinhibitoren enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige Kühl schmierstoff zusätzlich Emulgatoren, Puffersubstanzen, Tenside und/oder Biozide enthält.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reinigungsaktiven Stoffe in der Reinigungslösung ausgewählt sind aus anionischen Tensiden, nichtionischen Tensiden, kationischen Tensiden und aus Glykol-Monoethern der allgemeinen Formel
R-O-(CH₂-CH(CH₃)-O)_n-H,
wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen oder einen Phenylrest und n eine Zahl im Bereich von 1 bis 5 bedeuten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung

a) Glykol-Monoether der allgemeinen Formel
R-O-(CH₂-CH(CH₃)-O)_n-H,
wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen oder einen Phenylrest und n eine Zahl im Bereich von 1 bis 5 bedeuten, und
b) Kationtenside

im Gewichtsverhältnis a) zu b) zwischen 5 : 1 und 100 : 1 enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung Glykol-Monoether und Kationtenside im Gewichtsverhältnis zwischen 8 : 1 und 25 : 1 enthält.

9. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kationtenside ausgewählt sind aus quartären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel
R¹-(CHOH-CHR²)_n-N⁺R³R⁴R⁵X⁻
in der
R¹ ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 C-Atomen,
R² Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 C-Ato men sein kann, wobei die Gesamtzahl der C-Atome der Reste R¹ und R² im Bereich von 10 bis 22 liegt,
n = 0 oder 1 ist,
R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, 2-Hydroxyethyl oder Hydroxypropyl,
R⁵ für Alkylreste mit 1 bis 12-Atomen, einen Benzylrest oder für Alkyl phenylreste mit 1 bis 3 C-Atomen im Alkylrest stehen und
wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome des quartären Ammoniumkations mindestens 9 beträgt und mindestens einer der Reste R¹ und R⁵ mehr als 4 Kohlenstoffatome aufweist, und
X⁻für Halogenid, Methylsulfat oder ein Anion einer aliphatischen oder aroma tischen organischen Säure mit bis zu 15 C-Atomen stehen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel der Kationtenside R³ und R⁴ Ihr Methyl und R⁵ für Benzyl stehen.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reinigungslösung 1 bis 15 g/l Korrosionsinhibitoren enthält.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reinigungslösung 0,1 bis 5 g/l reinigungsaktive Stoffe enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungs lösung 0,1 bis 4,0 g/l Glykol-Monoether und 0,001 bis 0,5 g/l kationische Tenside enthält.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reinigungslösung zusätzlich Buildersubstanzen, Biozide und/oder Komplexbildner enthält.