Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Schmierleistung der auf dem Markt erh\u00e4ltlichen chlorfreien Emulsionen wurde von WASCUT als nicht ausreichend erachtet, um chlorhaltige Emulsionen bei schwersten Zerspanungsoperationen austauschen zu k\u00f6nnen. Des Weiteren k\u00f6nnen bei der herk\u00f6mmlichen Entsorgung von gebrauchten chlorparaffinhalti-gen Emulsionen Dioxine entstehen. Sie m\u00fcssen daher als Sonderm\u00fcll verbrannt werden. Die meisten Emulsionen auf dem Markt sind in Verd\u00fcnnung nicht spurlos biologisch abbaubar. Bei der Metallzerspa-nung k\u00f6nnen Emulsionen durch Vernebelung aus den Werkzeugmaschinen und durch Ausschleppung \u00fcber Werkst\u00fccke und Sp\u00e4ne unkontrolliert in die Umwelt gelangen. Im Projekt sollte daher ein wassermischbarer K\u00fchlschmierstoff, das so genannte Biowas EP, entwickelt und in metallbearbeitenden Betrieben getestet werden, um chlorparaffinhaltige wassermischbare K\u00fchl-schmierstoffe (Emulsionen) f\u00fcr die Metallzerspanung ersetzen zu k\u00f6nnen. Biowas EP sollte chlorfrei und in Verd\u00fcnnung spurlos biologisch abbaubar sein.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn den ersten sechs Monaten wurden vier Basisrezepturen bis zur gebrauchsf\u00e4higen Reife im Labor entwickelt. Diese wurden in Praxisversuchen getestet. Die nach Meinung von WASCUT aussichtsreichste Rezeptur wurde aufgrund der R\u00fcckmeldungen der Anwender weiter entwickelt. Sie wurde auf die biologische Abbaubarkeit hin durch das Umweltlabor Westpfalz untersucht. 12 Einstellungen dieser Rezeptur (mit unterschiedlichen Schmierstoffpaketen) wurden bei der Firma M\u00fcller Weingarten mit dem so genann-ten Brugger-Test beurteilt. Aufgrund dieser Ergebnisse auf Basis der Praxisversuche wurde eine Rezeptur f\u00fcr die weitere Arbeit ausgesucht. Zwei Varianten dieser Rezeptur wurden danach immer wieder an-gepa\u00dft.Die Kunden bewerteten die Rezepturen nach zweierlei Arten. Einerseits wurde die Schmierleistung von Biowas EP im Vergleich zu anderen Emulsionen bei unterschiedlichsten Werkstoffen beurteilt. Andererseits wurden die anderen Qualit\u00e4ten (z. B. Schaumverhalten, Korrosionsschutz, Emulsionsstandzeit, Hautfreundlichkeit) von Biowas EP beschrieben. Auf Grund dieser Aussagen wurde die Rezeptur immer wieder mit dem Ziel ver\u00e4ndert, Nachteile zu eliminieren und die Schmierleistung zu erh\u00f6hen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
W\u00e4hrend der 2-j\u00e4hrigen Entwicklungs- und Erprobungsphase wurde die Stammrezeptur von Biowas EP mehrfach angepasst, um die Anwendungseigenschaften zu verbessern. Die Schmierleistung blieb w\u00e4h-rend dieser Entwicklung auf einem hohen Niveau relativ gleich. Es haben 55 Firmen aktiv an der Entwick-lung teil genommen. Weitere 12 Firmen haben Versuchsware bekommen, aber sind nicht dazu gekommen, diese zu testen. Die Basis der Schmierleistung in Biowas EP1 ist ein Raps\u00f6l-Derivat (umesterifiziertes Raps\u00f6l). Das Raps\u00f6l selber ist in eine wasserbest\u00e4ndige Form umgewandelt worden, weil eine Emulsion aus bis zu 95% Wasser in der Gebrauchsemulsion besteht. Dieses Raps\u00f6l-Derivat ist selber ein Hochdruckwirkstoff (auch EP-Wirkstoff genannt). Dessen Verwendung f\u00fchrt zu einer hohen Schmierleistung. Der Rest der Emulsion ist frei von Aminen aufgebaut worden, da aminfreie Produkte den Schmierpaketen die beste Entfaltung erm\u00f6glichen. Auch aminhaltige Einstellungen von Biowas EP sind in Praxisversuchen beurteilt worden, was dieses These best\u00e4tigte.
\nUm die Schmierleistung zu erh\u00f6hen, wurde ein Teil des Raps\u00f6l-Derivats durch diverse Additive ausgetauscht. Es sind Einstellungen mit anderen Estern, schwefelhaltigen Verbindungen und phosphorhaltigen Verbindungen erstmals in dem so genannten Brugger-Test bei der Firma M\u00fcller in Weingarten getestet worden. Die Ergebnisse zeigten, dass es nur geringe Unterschiede in der Schmierleistung zwischen den verschiedenen Einstellungen gab. Diese Ergebnisse sind in diversen Praxisversuchen \u00fcberpr\u00fcft worden und konnten best\u00e4tigt werden. Eine m\u00f6gliche Erkl\u00e4rung ist, dass das Raps\u00f6l-Derivat so effektiv ist, an die Metalloberfl\u00e4che zu kommen, dass es die anderen Additive blockiert. Sie k\u00f6nnen nicht an die zu schmierende Stelle kommen. Deswegen \u00e4ndert sich die Schmierleistung nicht, wenn andere Schmierpakete vorhanden sind. Dar\u00fcber hinaus ist die Schmierleistung von dem Raps\u00f6l-Derivat bei verschiedenen Metalllegierungen unterschiedlich gut. Versuche zeigten, dass Biowas EP eine extrem hohe Schmierleistung bei Aluminium- und Buntmetalllegierungen hat.
\nBei Eisen-Basis-Legierungen, wie Stahl und Edelstahl, ist die Schmierleistung von Biowas EP hoch, aber es fehlt die Wirkung von Schwefel, um chlorhaltige Produkte hier zu ersetzen. Weil chlorhaltige Emulsio-nen und \u00d6le \u00fcberwiegend f\u00fcr die Edelstahl- und Stahl-Zerspanung verwendet werden, kann Biowas EP chlorhaltige Emulsionen nicht ersetzen.
\nNach den Erkenntnissen aus diesem Projekt sollen nur wenig oder keine Ester in einem Ersatz-Produkt f\u00fcr chlorhaltige Emulsionen verwendet werden. Die biologische Abbaubarkeit der Stammrezeptur ist von dem Umweltlabor Westpfalz auf seine biologische Abbaubarkeit untersucht worden. Dabei ist der DOC-Gehalt einer mit Kl\u00e4rschlamm behandelten Emulsion gemessen worden. Dabei gab es leider ein grunds\u00e4tzliches Problem. In starker Verd\u00fcnnung, wo das Biozid-Paket nicht mehr wirksam ist, war der DOC-Gehalt zu niedrig, um richtig gemessen zu werden. Bei h\u00f6heren Konzentrationen war das Biozid-Paket noch wirksam und verhinderte einen Abbau durch Kl\u00e4rschlamm. Deswegen war eine Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit im Labor in dieser Entwicklung nicht m\u00f6glich. Die restlichen Eigenschaften von Biowas EP sind bei insgesamt \u00fcber 50 Firmen beurteilt worden, und aufgrund der Ergebnisse wurde der Emulsion immer wieder angepasst. Im Laufe der Entwicklung wurden der Korrosionsschutz, die Maschinensauberkeit, Hartwasserstabilit\u00e4t und der Geruch von den testenden Unternehmen beanstandet. Am Ende der Entwicklung waren alle diese Eigenschaften verbessert worden. Aufgrund der besonders hohen Schmierleistung bei Aluminium- und Buntmetalllegierungen ist Biowas EP1 so eingestellt, dass es die untersuchten verf\u00e4rbungsempfindlichen Aluminium- und Buntmetalllegierungen nicht anf\u00e4rbt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
WASCUT befragte \u00fcber 30.000 Firmen telefonisch, ob Sie an dem Biowas EP- Entwicklungsprojekt teil nehmen wollten. Dabei haben mehr als 4.500 Firmen einen Prospekt \u00fcber das Projekt angefordert. 55 Firmen haben aktiv an dem Entwicklungsprojekt teilgenommen und zus\u00e4tzliche 12 Firmen haben es vor gehabt, aber kamen nicht dazu, die Versuchsprodukte zu beurteilen. \u00dcber 6.500 Firmen werden ei-nen Abschlu\u00dfbericht \u00fcber das Biowas EP Projekt bekommen. Diese Anzahl stellt einen Gro\u00dfteil derEmulsionsanwender in Deutschland dar.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Biowas EP ist zur Zeit auf dem jetzigen Forschungsstand noch kein technisch gleichwertiger Ersatz f\u00fcr chlorhaltige wassermischbare K\u00fchlschmierstoffe, weil die Schmierleistung eines Raps\u00f6l-Derivats f\u00fcr die Bearbeitung von Stahl- und Edelstahllegierungen nicht an die Schmierleistung von Chlorparaffine heran kommt. Dennoch wird die Schmierleistung bei der Aluminium- und Buntmetall-Bearbeitung als sehr hoch bezeichnet.Raps\u00f6l hat eine sehr hohe Affinit\u00e4t zu Metall und scheint andere Schmierverbesserer von der Schmierstelle zu blockieren oder zu verdr\u00e4ngen. Insgesamt bedarf es noch weiterer Forschungsarbeit, um tech-nisch gleichwertigen aber bedeutend umweltvertr\u00e4glicheren Ersatz f\u00fcr chlorparafinhaltige K\u00fchlschmierstoffe zu finden.
\nDie Emulsion Biowas EP1 ist mit diesem Raps\u00f6l-Derivat Schmierpaket optimiert worden und alle techni-schen Nachteile, die in vielen Praxisversuchen gefunden worden sind, konnten beseitigt werden. Damit ist Biowas EP1 eine sehr gut ausgereifte Emulsion auf Basis nachwachsender Rohstoffe<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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