Mere miljøvenlige nåleolier til maskinstrikning

5 Afprøvning af alternativer

5.1 Indledning
5.2 Slidtest
5.3 Udvaskelighed
5.4 Industriel testkørsel
5.4.1 Resultater
5.5 Langtidstest på strikkeri
5.6 Nedbrydelighedstest
5.7 Udvaskelighed
5.8 Konklusion

5.1 Indledning

Det blev besluttet at fortsætte projektet med forskellige afprøvninger af det indtil videre bedste alternative produkt, nemlig Vickers Needle Oil 1612. Denne blev valgt, fordi den havde gode slidtest data, god udvaskelighed samt miljømæssige karakteristika, som var acceptable, forudsat en række hensyn blev taget.

Nåleolieleverandøren Benjn R. Vickers lod foretage en toxikologisk test på basisolien i dette produkt og opnåede følgende resultater

Tabel 5.1:
Øko-toxikologiske test af basisolie.

Test type

Test specifikationer

Resultat

Toxicitet over for ferskvandsfisk

LC50 Fathead Minnow

> 10.000 ppm

Toxicitet over for ferskvands hvirvelløse dyr

EC50 Dapnia

> 10.000 ppm

Toksicitet over for bakterier

EC50 Slam respiration og inhibering

> 10.000 ppm

Nedbrydelighed

Modificeret Sturm Test OECD 301B

81,5%

Klassificering

WGK

0
(baseret på egenklassificering)

Resultaterne må anses for gode, selv om det principielt er vanskeligt at fortolke resultater for vand-uopløselige produkter i vandigt miljø.

Den efterfølgende generation olie fik herefter navnet Vickers Needle Oil 1972.

5.2 Slidtest

Forud for igangsætning af den industrielle korttidstest gennemførtes en four-ball test på Vickers Needle Oil 1972. Testen skulle skabe størst mulig sikkerhed for oliens smøreegenskaber, inden olien blev påfyldt strikkemaskiner og industriel produktion startet. Testen er gennemført som tidligere i projektet (jf. tabel 4.1 og 4.2) efter DIN 51 350, del 3 som giver værdier for de testede oliers antislidegenskaber. Den mineraloliebaserede nåleolie Vickers Spotless CN22 blev brugt som reference.

Resultatet ses af nedenstående tabel.

Tabel 5.2:
Resultater af four-ball test efter DIN 51 350, del 3. Slidfacetdiameteren er et udtryk for oliens antislidegenskaber - jo mindre slidfacetdiameter, jo bedre er oliens antislidegenskaber.

Olie

Slidfacetdiameter
[mm]

Standardafvigelse på middelværdi
[mm]

Vickers Needle Oil 1972

0,42

0,002

Vickers Spotless CN22

0,64

0,008

Vickers Needle Oil 1972 er som nævnt en videreudvikling af den tidligere testede Vickers Needle Oil 1612 og som forventet udviser den et mindre slid ved four-ball testen end referencen Vickers Spotless CN22. Nåleolieleverandøren Benjn R. Vickers opnåede et lignende resultat, nemlig en slidfacetdiameter på 0.32 mm for Vickers Needle Oil 1972.

5.3 Udvaskelighed

Der blev gennemført udvaskningsforsøg med olierne Vickers Spotless CN22 og Vickers Needle Oil 1972. Oliernes udvaskelighed af såvel en ubehandlet som en forbleget, rundstrikket, interlock 100% bomuldsvare blev undersøgt ved en standardiseret påføringsteknik, vaskeproces samt ekstraktionsprocedure (jf. beskrivelse i afsnit 4.4.3).

Resultatet ses af nedenstående tabel.

Tabel 5.3:
Resultater af udvaskningsforsøg.

Olie

Udvaskningsprocent %

Udvaskningsprocent %

Råvare

Forbleget vare

Vickers Needle Oil 1972

5.2

26.9

Vickers Spotless CN22

87.7

82.4

Det kan af laboratorietesten konstateres, at den alternative olie, Vickers Needle Oil 1972, har en væsentlig reduceret udvaskelighed i forhold til den mineraloliebaserede Vickers Spotless CN22, som erfaringsmæssigt har en meget høj udvaskelighed. Resultatet er ikke overraskende, idet forløberen for Vickers Needle Oil 1972 (Vickers Needle Oil 1612 med samme basisolie og emulgatorsystem) ligeledes havde en reduceret udvaskelighed.

Udvaskeligheden for en olie afhænger primært af det tilsatte emulgatorsystem samt mængden heraf, da basisolierne i sig selv ikke er udvaskelige. Mulighederne for justeringer i emulgatorsystemet blev derfor drøftet med producenten Benjn R. Vickers.

S. Thygesen gennemførte ligeledes en udvaskningstest (på egen vaskemaskine) efter påføring af henholdsvis Vickers Spotless CN22 og Vickers Needle Oil 1972 på en forbleget bomuldsvare. Testen var ikke standardiseret, og resultatet af udvaskningen blev vurderet rent visuelt. Mineralolien klarede sig tilsyneladende bedst, men olieresterne/pletterne i stoffet var for begge oliers vedkommende så tydelige, at også pletterne efter mineralolien ville udgøre et potentielt problem.

Det blev på den baggrund foreslået at gennemføre en "industriel udvaskningstest", hvor plettede strikvareprøver følges gennem hele processen på farveriet - forbehandling, farvning og efterbehandling. Testen vil give et mere korrekt billede af oliernes udvaskelighed, hvilket vil give producenterne et bedre grundlag for at vurdere den alternative olies industrielle anvendelighed.

5.4 Industriel testkørsel

De industrielle korttidsforsøg blev gennemført hos henholdsvis S. Thygesen A/S, Ikast og Wicha-Tex ApS, Ikast som velvilligt stillede maskiner, ressourcer og erfaring til rådighed. Producenternes maskinparker har forskellig karakter, idet Wicha-Tex ApS fremstiller metervarer i en grovere kvalitet/strikning end S. Thygesen A/S, hvilket afspejler sig i de målte maskintemperaturer ved testproduktionerne.

Hos Wicha-Tex gennemførtes testen på en rundstrikkemaskine af typen Camber Depanit, 30 tommer diameter, E 7 deling, single jersey, minijacquard. Der blev gennemført målinger af maskintemperaturen under kørsel med hhv. Vickers Needle Oil 1972 og Vickers Spotless CN22.

Hos S. Thygesen gennemførtes testen på rundstrikkemaskiner (maskine 15 og 16) af typen Terrot S 296, 32 tommer diameter, E 28 deling. Der blev gennemført målinger af maskintemperaturen under kørsel med hhv. Vickers Needle Oil 1972 og Vickers Spotless CN22.

5.4.1 Resultater

Tabel 5.4:
Målinger gennemført maj/juni 1999. Maskine 15 og 16 er fuldstændig identiske.

 

Driftsparametre

Vickers Needle Oil 1972

Vickers Spotless CN22

Temperatur
° C

Måleserie

Temperatur
° C

Måleserie

Wicha-Tex ApS

Bomuldsgarn
20 omdrejninger pr. minut
60 driftstimer med alternativ olie

23,7

1

23,5

3

S. Thygesen A/S
Maskine 16

Garn 96% Bomuld / 4% Lycra
25 omdrejninger pr. minut
120 driftstimer med alternativ olie

64,0 ± 0,3

2

59,8 ± 0,9

4

S. Thygesen A/S
Maskine 16

Garn 92% Bomuld / 8% Lycra
24 omdrejninger pr. minut

-

-

61,8 ± 1,3

5

S. Thygesen A/S
Maskine 15

Garn 91% nylon / 9% Lycra
23 omdrejninger pr. minut

-

-

63,5 ± 0,5

6

Hos Wicha-Tex ApS konstateredes ingen synlige oliestriber i varen, ligesom der ikke er modtaget reklamationer på den i testen producerede vare.

Fra S. Thygesens side, blev det anført, at den alternative olies (Vickers Needle Oil 1972) påvirkning af lakker og andre belægninger ikke kunne vurderes på det foreliggende grundlag. Smøreresultatet var tilsyneladende i orden, men hvad angår belægninger på maskinernes bevægelig dele og slid, burde længerevarende tests køres.

Hyppigheden af driftsstop ved f.eks. trådbrist har stor indflydelse på maskinens driftstemperatur. Når maskinerne strikkede med kunstgarner som i forbindelse med måleserie 6, bristede garnerne sjældent, hvorfor driftsstabiliteten var stor med kun få driftsstop. Indirekte har garnkvalitet/type således betydning for maskintemperaturen, hvorimod det vurderedes som usandsynligt, at garnkvalitet/type har nogen direkte betydning for friktion og dermed varmedannelse i maskinen. Driftstemperaturen på maskine 15 med syntetisk garn (måleserie 6) vurderedes derfor under de givne forhold at repræsentere en tilnærmet maksimal driftstemperatur ved brug af den mineralske nåleolie på den pågældende maskintype.

Den tilsyneladende lavere driftstemperatur i måleserie 4 sammenlignet med måleserie 6 for den mineralske olie vurderedes at være et resultat af flere faktorer. Dels anvendtes ved måleserie 4 et bomulds/lycra-garn, med flere driftsstop til følge, dels blev der foretaget et garnskifte et par timer forud for målingen, så maskinen ikke nødvendigvis var gennemvarm, og dels blev målingen gennemført ved en 2-3° C lavere rumtemperatur. Med andre ord vurderedes måleresultatet for måleserie 4 på 59,8° C at være et minimumsestimat.

Når strikkemaskinen var påfyldt den alternative olie var driftstemperaturen 64° C (måleserie 2), hvilket var ca. 4° C højere end driftstemperaturen ved smøring med mineralsk nåleolie (måleserie 4). En del af forskellen skyldes formodentlig, at måleserie 2 blev gennemført ved en 2-3° C højere rumtemperatur end måleserie 4, ligesom strikkemaskinen ved måleserie 2 vurderedes at være gennemvarm.

Hos Wicha-Tex blev der ikke konstateres nogen signifikant forskel på maskintemperaturen ved smøring med hhv. Vickers Needle Oil 1972 og Vickers Spotless CN22 (måleserie 1 og 3). Som forventet betød maskinernes grovere deling (færre nåle pr. tomme), at maskinernes driftstemperaturer var betydeligt lavere end på maskiner med en finere deling (måleserier hos S. Thygesen).

Der kunne ikke konstateres nogen betydende forskelle på maskinernes driftstemperaturer ved anvendelse af henholdsvis Vickers Needle Oil 1972 og Vickers Spotless CN22 - hverken hos Wicha-Tex ApS eller hos S. Thygesen A/S.

5.5 Langtidstest på strikkeri

Der blev gennemført forsøg over længere med den alternative nåleolie hos S. Thygesen A/S. Samtidig blev udvaskeligheden afprøvet hos to af strikkeriets lønfarverier.

På strikkeriet blev følgende konstateret:
smøreeffekten er fuldt på højde med standardolien (Vickers Spotless CN22)
der optræder ingen negative effekter på strikkemaskinerne.

Udvaskeligheden fremgår af nedenstående tabel:

Tabel 5.5:
Industriel udvaskningstest af Vickers Needle Lubricant 1972

Olie

Metervare

Farve

Lagring

Resultat

Vickers CN22

Bomuld

Orange

Ingen

Ingen synlige pletter

Vickers 1972

Bomuld

Orange

Ingen

Ingen synlige pletter

Vickers CN22

Single jersey, polyamid/lycra

Sort/blå (antracit)

Ingen

Svagt synlige pletter

Vickers 1972

Single jersey, polyamid/lycra

Sort/blå (antracit)

Ingen

Svagt synlige pletter

Vickers CN22

Single jersey, polyamid/lycra

Lys lilla (syren)

6 måneder

Ingen synlige pletter

Vickers 1972

Single jersey, polyamid/lycra

Lys lilla (syren)

6 måneder

Tydeligt synlige pletter

Vickers 1972

Bomuld

Blå

6 måneder

Tydeligt synlige pletter

Resultaterne viser, at når strikvaren vaskes umiddelbart efter strikningen, kan den alternative olie udvaskes med lige så godt resultat som standardolien. På varen af polyamid/lycra optræder svagt synlige pletter for såvel den alternative olie som standardolien.

Efter 6 måneders lagring er udvaskeligheden af den alternative olie utilstrækkelig.

Dette sidste kan forklares med, at Vickers Needle Lubricant 1972 var stort set uden tilsat emulgatorsystem, idet håbet havde været, at en sådan tilsætning kunne undgås.

5.6 Nedbrydelighedstest

For at sikre, at den nyudviklede nåleolie har en acceptabel bionedbrydelighed, lod Benjn R. Vickers en test udføre på det belgiske laboratorium BFB Oil Research S.A. i sommeren 2000. Testen blev udført efter metoden CEC L-33-A-93, som er udviklet til vurdering af nedbrydning i vand af smøreolier til to-takts bådmotorer. Resultatet viste en nedbrydelighed på 93,1%.

Desværre var den anvendte testmetode næppe den mest velegnede, og specielt er den ikke på listen over anerkendte testmetoder til brug for hjælpemidler (herunder olier), som må anvendes på EU-Blomstmærkede textilprodukter.

Derfor blev der i efteråret 2000 foretaget en ny test efter OECD 301F, som er en af de metoder, der er anerkendt i forbindelse med Blomst-mærkede produkter.

Resultatet viste, at Vickers Needle Lubricant 1972 kan karakteriseres som biologisk letnedbrydelig ifølge OECD 301 F.

5.7 Udvaskelighed

Nåleolieleverandøren Benjn R. Vickers gik herefter i gang med at udvikle et modificeret produkt med den samme basisolie, men med et andet emulgatorsystem. Dette produkt fik navnet Vickers 2243 Needle Lubricant.

Med dette produkt blev der gennemført udvaskelighedstest hos S. Thygesen A/S. Hertil blev anvendt en lyserød bomuld single jersey metervare, som blev påført oliepletter. Metervaren lå ca. 4½ måned på farveriet før udvaskningen. Herefter blev varen synet, og der blev ikke konstateret synlige pletter. Varen blev godkendt.

Denne samme olie blev testet for udvaskelighed på laboratoriet under forsøgsbetingelser som tidligere beskrevet (se afsnit 4.4.3). Formålet var at undersøge udvaskeligheden såvel umiddelbart efter påføring som efter en vis lagring. Denne lagring blev fastsat til 5 døgn i varmeskab ved 40oC, hvilket vil svare til en lagring ved normal temperatur i væsentlig længere tid. Resultaterne viste, at udvaskningen efter lagring var på samme niveau som umiddelbart efter påføringen.

5.8 Konklusion

Arbejdet med udviklingen af en nåleolie med bedre miljø- og sundhedsmæssige egenskaber har vist, at det har været en vanskelig opgave af mange årsager. Imidlertid kan det konkluderes, at der er udviklet en nåleolie
som ikke er baseret på mineralsk olie
hvor basisolien, som er den mængdemæssigt dominerende del, kan betegnes som biologisk letnedbrydelig
som har en tilfredsstillende udvaskelighed såvel foreliggende som efter en vis lagring
som har en acceptabel smøreevne
som ikke har udvist negative effekter på strikkemaskinen.

Der mangler stadig at sikre, at der er udviklet en nåleolie
hvor det for hele produktet er dokumenteret, at det har miljø- og sundhedsmæssige acceptable egenskaber
som er kommercielt tilgængelig til en acceptabel pris.

Fra projektets side er nåleolieleverandøren Benjn R. Vickers blevet opfordret til at gå videre med disse forhold, idet det er fremført, at der stadig en mulighed for at kunne udnytte den markedsmæssige fordel at være det første firma med et gennemtestet produkt på markedet. Firmaet er ikke afvisende heroverfor, men har meddelt, at det foretager nogle tekniske og kommercielle overvejelser i forbindelse hermed.

I løbet af projektperioden er en række andre mulige alternativer dukket op, og disse har været vurderet løbende. For nogle af produkternes vedkommende er de tidligere omtalt i rapporten.

Status for disse produkter er følgende:

Jafaester 2000 TL fra det norske firma Pronova har tidligere været afprøvet i projektet. Dets udvaskelighed var relativt dårlig, og efterfølgende har der været arbejdet med emulgatortilsætning. Produktet har efter sigende været afprøvet på et dansk strikkeri, men er endnu ikke færdigudviklet.

Vegeol DS-300 fra Aarhus Olie har tidligere været afprøvet i projektet, men er så vidt vides ikke blevet videreudviklet til brug på strikkemaskiner.

Madol 903 SE og Madol 903 S fra Th. Böhme har tidligere været afprøvet i projektet; men der er ikke fremkommet nye oplysninger om produkterne.

Silvertex S22 fra Klüber (tidligere ITS) er baseret på polyalkylen glycol og i dag kommercielt tilgængelig, men relativt dyr. Ifølge sikkerhedsdatabladet er produktets øko-toksikologiske egenskaber ikke blevet testet.

Silvertex P91 fra Klüber er en esterbaseret indkøringsolie, som formentlig er vanskelig at vaske ud, da den er angivet at være ikke-emulgerbar. Den er angivet at være letnedbrydelig i henhold til CEC L33 A93 (>70% efter 21 dage).

Green OilTM fra det italienske firma Mega Corporation Italia S.r.l. blev omtalt i Melliand Textilberichte november/december 1999. Der er angiveligt tale om en fuldsyntetisk nåleolie med gode smøreegenskaber og miljømæssige egenskaber. Der har været taget kontakt til firmaet; men det er ikke lykkedes at fremskaffe dokumentation for produktets miljømæssige genskaber. Ifølge firma S. Thygesen A/S er produktet ikke siden dukket op på markedet.