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Formtrennmittel Zinkstearat wird seit vielen Jahren in großem Umfang
als Trennmittel bei der Verformung von Kunstharzpreßmassen, Gummi und anderen Materialien
verwendet. Dabei kommt es als weißes, sehr feinteiliges Pulver zur Anwendung.
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Den guten Trenneigenschaften des Zinkstearats steht jedoch eine Reihe
von Nachteilen gegenüber.
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So staubt das in Pulverform verwendete Zinkstearat beim Einbringen
in die Form stark. Hierdurch treten Verluste an Zinkstearat auf, und die mit der
Verformung beschäftigten Arbeiter werden durch den Staub erheblich belästigt. Ein
weiterer Nachteil des Zinkstearats ist seine geringe thermische Stabilität.
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Beim Erhitzen der Preßform auf Temperaturen von 100"C und darüber
zersetzt sich Zinkstearat, und es bilden sich durch Crackung des organischen Anteils
dunkle verharzte Schmieren an den Matrizen, wodurch eine exakte Formgebung beeinträchtigt
wird, so daß die Preßformen oft und auf nicht immer einfache Weise gereinigt werden
müssen.
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Es wurden viele Versuche unternommen, diese Nachteile dadurch zu
beheben, daß man das Zinkstearat in einer flüssigen Phase zur Anwendung bringt.
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Jedoch verbietet sich hierbei die Anwendung von organischen Lösungsmitteln,
da diese einerseits bei der Verformung vieler Plasten stören würden und andererseits
aus betriebstechnischen Gründen die Verwendung feuergefährlicher oder physiologisch
bedenklicher Lösungsmittel unerwünscht ist. Die Herstellung von in Wasser stabiler
Dispersionen des Zinkstearats ist jedoch auf Grund seiner hydrophoben Struktur sehr
schwierig. Außerdem können die zu seiner Dispergierung verwendeten oberflächenaktiven
Substanzen den Trenneffekt ganz oder teilweise wieder aufheben.
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Überraschenderweise wurde nun eine Zubereitungsform des Zinkstearats
gefunden, welche lagerfähig und beliebig wasserverdünnbar ist und die hervorragende
Gleit- und Trenneigenschaften aufweist.
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Es ist ferner bekannt, daß Silikonöle Trennmitteleigenschaften haben.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird man immer bestrebt sein, möglichst geringe Anteile
an Silikonölen zu verwenden. Jedoch sprechen auch technische Effekte gegen die uneingeschränkte
Verwendung von Silikonölen, da die erhaltenen Oberflächen durch das auf ihnen befindliche
Silikonöl nachteilig beeinflußt werden können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Formtrennmittel sind die Vorteile des Zinkstearats
mit den Vorteilen des Silikonöls vereint, wobei die nachteiligen Eigenschaften beider
Substanzen weitgehend unterdrückt werden.
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Das erfindungsgemäße Formtrennmittel besteht aus 8 bis 12 Gewichtsprozent
Zinkstearat, 8 bis 12 Ge-
wichtsprozent Silikonöl einer Viskosität von etwa 350 cp,
2 bis 4 Gewichtsprozent Na-Dodecylbenzolsulfonat, 8 bis 10 Gewichtsprozent nichtionogenen
Emulgator der allgemeinen Formel R (C2H4O)n H, wobei R ein Fettalkoxyrest oder ein
Alkylphenoxyrest und n eine Zahl von 6 bis 20 ist, und Wasser.
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Der Zubereitung können zur Erhöhung der Viskosität übliche Verdickungsmittel
zugesetzt werden, wie z. B. Agar-Agar, Alginate, Methylzellulose und ähnliche Produkte.
Vorzugsweise werden jedoch Alginate verwendet. Normalerweise wird man jedoch derartige
Verdickungsmittel vermeiden, da sie in der erhitzten Form thermisch abgebaut werden
und dunkel gefärbte Rückstände bilden. Aus diesem Grund ist das in der deutschen
Auslegeschrift 1 105091 beschriebene Trennmittel den erfindungsgemäßen Zubereitungen
unterlegen.
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Als nichtionogene Emulgatoren haben sich insbesondere die Polyalkylenglykolderivate
der Fettalkohole und der Alkylphenole bewährt. Beispiele solcher Fettalkohole sind
der Lauryl-, Myristyl-, Palmityl-, Stearyl- oder Oleylalkohol. Diese Produkte sind
besonders in dem Bereich brauchbar, wo sie in kaltem Wasser gerade löslich werden,
d. h. solche Produkte, deren Trübungspunkt bei etwa 20 bis 40"C liegt.
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Man kann auch Polyalkylenglykolester von Fettsäuren verwenden. Diese
Verbindungen haben aber den Nachteil, daß sie in Wasser langsam hydrolysieren. Sie
haben andererseits den Vorteil, daß sie auf wäßrige Lösungen verdickend wirken.
Man kann also eine Viskositätserhöhung der Emulsion auch dadurch bewirken, daß man
ganz oder teilweise als Emulgator Polyalkylenglykolester von Fettsäuren verwendet.
Geeignet ist z. B. der Polyalkylenglykolester der Stearinsäure, welcher etwa 6 bis
10 Äthylenoxydeinheiten aufweist.
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Die erfindungsgemäße Trennmittelzubereitung ist in der beschriebenen
Form praktisch unbegrenzt stabil. Sie dickt im Lauf der Zeit etwas nach und kann
vor
Gebrauch beliebig mit Wasser verdünnt werden.
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Wegen des überwiegenden Gehalts an nichtionogenen Emulgatoren ist
es nicht unbedingt erforderlich - wenn auch vorzuziehen, daß die Zubereitung mit
Kondenswasser oder entsalztem Wasser auf die Gebrauchskonzentration verdünnt wird.
Die erfindungsgemäße Trennmittelzubereitung soll in ihrer Gebrauchsform zweckmäßig
0,3 bis 0,8 Gewichtsprozent Zinkstearat enthalten.
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Als Silikonöl wird vorzugsweise ein Öl der Viskosität 350 cp verwendet.
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Diese Zinkstearat und Silikonöl enthaltenden Zubereitungen vereinigen
in sich die guten Trenn- und Gleiteigenschaften des Zinkstearats mit denen des Silikonöls.
Das darin enthaltene Silikonöl wirkt sich im Hinblick auf die thermische Stabilität
des Zinkstearats günstig aus. Außerdem sind diese Zubereitungen billiger als diejenigen
Emulsionen, welche lediglich Silikonöl enthalten. Ein zusätzlicher Vorteil ist ferner
darin zu sehen, daß diese erfindungsgemäßen Zubereitungen universell anwendbar sind
und die Lagerhaltung vereinfachen. Eine Belästigung der Arbeiter durch Staub wird
vermieden, das Reinigen der Matrize ist nur noch in größeren Zeitabständen notwendig.
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Die erfindungsgemäßen Zubereitungen werden zweckmäßig so hergestellt,
daß man im Wasser das Natrium-Dodecylbenzolsulfonat auflöst und die erhaltenen Lösungen
auf eine Temperatur von etwa 90"C erwärmt. In dieser Lösung wird dann das Zinkstearat
eingetragen und eine gewisse Zeit, z. B. eine halbe Stunde, gerührt. Man beobachtet
während des Rührens eine Verdickung der Dispersion, die wahrscheinlich auf ein Quellen
des Zinkstearats zurückzuführen ist. Anschließend wird der Emulgator in der erhaltenen
Dispersion verteilt und die Zubereitung in einer Homogenisiermaschine bei einem
Druck von etwa 100 atm einmal oder mehrmals homogenisiert. Die entstandene Zubereitung
ist von gleichmäßiger, milchiger Farbe und erscheint in dünner Schicht im durchfallenden
Licht blau, im auffallenden Licht braun. In die Zubereitung wird dann die nach an
sich bekannter Weise erhaltene Silikonölemulsion eingerührt.
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Die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Trennmittels
lassen sich an Hand folgender Vergleichsversuche leicht erkennen. Die Versuche wurden
wie folgt durchgeführt: Auf rundzuerneuernde Reifen wurde eine nichtvulkanisierte
Lauffläche aufgeklebt. Der so vorbereitete Reifen wurde in eine Preßform eingelegt
und 45 Minuten lang bei 145 bis 147"C und einem Innenpreßdruck von 10 atm in der
Form vulkanisiert.
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Vor dem Einlegen der Reifen in die Form wurden die Formen mit einer
0,S0i0igen Lösung eines Trennmittels besprüht. Das Trennmittel soll bewirken, daß
sich die Reifen gut aus der Form lösen, die Oberflächen der Reifen einen matten
Glanz zeigen und die Kanten der Profile scharf ausgebildet sind. Durch einmaliges
Besprühen der Form mit dem Trennmittel muß es ermöglicht werden, die Form mehrmals
zu benutzen, ohne daß der Trennvorgang verschlechtert wird.
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Versuch A Als Trennmittel wurde eine Dispersion von Zinkstearat und
Natrium-Dodecylbenzolsulfonat im Verhältnis 1:1 in Wasser verwendet, wobei die wäßrige
Lösung bzw. Dispersion 0,501,ig war. Der erhaltene Reifen hatte nach der Vulkanisation
eine stumpfe Oberfläche, der Reifen löste sich mäßig bis schlecht aus der Form.
Die Profile waren unscharf und abgerundet. Bei einer zweiten Verpressung verklebte
der Reifen mit der Form.
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Versuch B Der Versuch wurde mit einem Polyalkylenglykolfettalkyläther
durchgeführt. Es wurde hierfür ein Anlagerungsprodukt von 6 Mol Äthylenoxyd an Laurylalkohol
verwendet. Das Umsetzungsprodukt wurde in 99,5 Teilen Wasser dispergiert. Trenneffekt
und Profilschärfe waren wie bei Versuch A. Die Oberfläche war glänzend und klebrig,
die Form konnte nur einmal verwendet werden.
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Versuch C Von der erfindungsgemäßen Zubereitung wurde eine wäßrige
Verdünnung mit 0,5 Gewichtsprozent Festkörpergehalt hergestellt. Der vulkanisierte
Reifen löste sich einwandfrei und leicht von der Form, das erhaltene Profil war
scharf. Die Oberfläche hatte Seidenglanz und war nicht klebrig. Mit einer einmal
behandelten Form konnten vier oder fünf Reifen vulkanisiert werden. Erst dann war
ein neuerliches Einsprühen der Form notwendig.