DE19824279C1 - Trennmittel, dessen Verwendung sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Trennmittel, dessen Verwendung sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Trennmittel, das als trennwirksame Substanzen Öle, Wachse, Silikone und/oder Seifen enthält, sowie Emulgatoren und andere übliche Additive in einem Träger wobei der Träger eine Mischung aus mindestens einem Kohlenwasserstoff und Wasser ist, wobei diese Mischung als Wasser-in-Öl-Dispersion vorliegt, dessen Verwendung sowie Verfahren zu dessen Herstellung.
Description
Die Erfindung betrifft ein Trennmittel, das als trennwirksame Substanzen Öle, Wachse, Sili
kone und/oder Seifen enthält, sowie fakultativ Emulgatoren und andere übliche Additive, in
einem Träger, dessen Verwendung sowie Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Herstellung von Formteilen aus Polyurethanschaum erfordert - zur leichten und sauberen
Entnahme der in den aus Metall, Holz oder Kunststoff bestehenden Formen aus - polymeri
sierten Formschaumteilen - die Behandlung der mit den schaumbildenden Komponenten bzw.
dem Polyurethanschaum in Kontakt tretenden Formoberflächen sog. Trennmitteln. Zu diesem
Zweck werden die Werkzeugoberflächen unter Erzeugung eines Trennfilms mit einem
gleichmäßigem Überzug aus
einem Trennmittel versehen, wofür verschiedene spritz- und sprühtechnische Verfahren aus
dem Stand der Technik bekannt sind.
Die zur Zeit industriell eingesetzten Trennmittel zum Entformen von Formteilen enthalten
üblicherweise in einem Träger dispergierte trennwirksame Substanzen, wie bspw. Öle, Wach
se, Silikone und/oder Seifen. Als Träger kommen entweder organische Lösungsmittel oder
Wasser in Betracht. Dabei dienen das organische Lösungsmittel und das Wasser nicht nur als
Träger für die trennaktiven Wirkstoffe und als Lösungsmittel für weitere Additive, sondern
auch zum Einstellen einer optimalen Konzentration, als Hilfsmittel beim Benetzen und Ver
lauf und bei der Bildung des Trennmittelfilmes sowie zur Beeinflussung der Polyurethan-
Formteiloberfläche. Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Umweltverträglichkeit sind
weitere Anforderungen an den Träger.
Das stark gestiegene Interesse am Umweltschutz und die damit einhergehenden verschärften
gesetzlichen Bestimmungen führen zu dem Bestreben, flüchtige organische Lösungsmittel
(sog. VOCs) auf ein vertretbares Minimum zu reduzieren. Daher ist Wasser wegen seiner Un
bedenklichkeit im Hinblick auf Gesundheit und Umweltschutz in den letzten Jahren als Trä
ger- bzw. Verdünnungsmedium für Trennmittel stärker in den Mittelpunkt des Interesses ge
rückt.
Wasser als Trägermedium in Trennmitteln für Polyurethan-Formschaumteile besitzt aller
dings eine Reihe von Nachteilen, die spezielle Anpassungen erfordern (siehe hierzu: H.
Wochnowski, Kunststoffe 79/1989, 8, S. 680-683; H. H. Block, Kunststoffe 79 (1989) 3, S.
214-242). Zu den Bestrebungen der Entwicklung wässriger Trennmittel sei im übrigen auf die
EP 0 164 501 A2, die EP 0 188 219 A2 und die EP 0 272 629 A2 verwiesen.
Die Nachteile der rein wässrigen Trennmittel-Systeme gegenüber Trennmitteln auf der Basis
von organischen Lösungsmitteln liegen im Bereich der Formen-Umfeldverschmutzung, der
Unmöglichkeit der Reinigung der Form durch Schmelzen des Rückstandes und dadurch er
höhter Reinigungskosten sowie (in vielen Fällen nicht erwünschte) geschlossene und zum
Teil fettige Polyurethan-Formteiloberflächen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Trennmittel vorzu
schlagen, das die geschilderten Nachteile der bekannten rein wässrigen Trennmittel überwin
det und gleichzeitig deutlich umweltfreundlicher ist als die bisherigen Trennmittel-Systeme
auf der Basis von organischen Lösungsmitteln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Trennmittel gelöst, bei dem
der Träger eine Mischung aus mindestens einem Kohlenwasserstoff und Wasser ist, wobei
diese Mischung als Wasser-in-Öl-Dispersion vorliegt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß der (die) Kohlenwasserstoff(e) einen Siedepunkt
zwischen 60 und 240°C aufweist (aufweisen).
Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Wasseranteil in einem Bereich zwischen 10 und 70
Gew.-% liegt.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Wasseranteil bei maximal 60 Gew.-% liegt.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Trennmittels zur
Herstellung von Polyurethan(PUR)-Formkörpern.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Trennmittels, bei dem zunächst getrennt eine erste Mischung aus Wasser und ggf. wenigstens
einem Teil des Tensides und eine zweite und ggf. dritte Mischung, die den (die) Kohlenwas
serstoff(en), die trennwirksamen Substanzen und die anderen Additive enthält (enthalten),
hergestellt und anschließend die zweite und ggf. dritte Mischung langsam in der ersten Mi
schung dispergiert wird (werden).
Ferner ist vorgesehen, daß die zweite Mischung im wesentlichen den (die) Kohlenwas
serstoff(e) enthält.
Wesentliches Merkmal der neuentwickelten und in ihrer Wirkung durch entsprechende Ver
suchsreihen positiv bestätigten Kohlenwasserstoff(KW)/Wasser-Mischungen als Trägerme
dium für trennwirksame Substanzen liegt darin, daß das Trennmittel-System als Wasser-in-
Öl(W/O)-Dispersion vorliegt, d. h. das Wasser von dem (den) Kohlenwasserstoff(en) umhüllt
wird. Dabei soll der Begriff "Dispersion" in seiner breiten Bedeutung als ein System aus meh
reren Phasen verstanden werden, von denen eine kontinuierlich (Dispersionsmittel) und min
destens eine weitere darin fein verteilt ist (dispergierte Phase). Hierunter sind im vorliegenden
Zusammenhang insbesondere auch Suspensionen, Emulsionen und Mikroemulsionen zu ver
stehen.
Der für die vorliegende Erfindung verwendete Kohlenwasserstoff ist insbesondere eine Sub
stanz mit einem Siedepunkt zwischen 60 und 240°C, d. h. ein Kohlenwasserstoff mit etwa 5
bis etwa 14 Kohlenstoffatomen. Selbstverständlich können auch die unterschiedlichsten Mi
schungen von Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden, wie insbesondere kommerziell erhält
liches Testbenzin oder Isoparaffin-Mischungen mit einem bestimmten Siedepunktbereich.
Ein charakteristisches Merkmal des erfindungsgemäßen Trennmittels besteht darin, daß es mit
dem verwendeten Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel verdünnt werden kann. Aufgrund des
Charakters als Wasser-in-Öl-System ist ebenfalls eine niedrigere elektrische Leitfähigkeit zu
beobachten.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Wasser-in-Öl-Dispersion sind Emulgatoren erforder
lich. Hierfür können die aus dem Stand der Technik bekannten und üblicherweise als Emul
gatoren eingesetzten anionischen, kationischen oder nicht-ionischen Tenside verwendet wer
den.
Während die herkömmlichen wässrigen Trennmittel-Systeme Öl-in-Wasser(O/W)-
Dispersionen darstellen, d. h. wasser-verdünnbar sind und damit die obengenannten bekannten
Nachteile aufweisen, zeigen die erfindungsgemäß vorgeschlagenen emissionsreduzierten
Kohlenwasserstoff/Wasser-Trennmittelsysteme durch ihren hohen Wasseranteil umwelt
freundlichere Eigenschaften gegenüber bekannten Systemen auf Lösungsmittelbasis (ökologi
scher Vorteil aufgrund der VOC-Reduzierung), liefern darüber hinaus aber auch Entfor
mungsqualitäten, die den bisher bekannten wässrigen Trennmitteln weit überlegen sind und
die von Trennmitteln auf Lösungsmittelbasis bekannte Qualität erreichen (verminderter Rei
nigungsaufwand der Formen, längere Reinigungszyklen, positive Beeinflussung der PUR-
Oberfläche).
Aus den nachfolgenden Beispielen 1 bis 3 ergeben sich Trennmittelformulierungen, die für
unterschiedliche Einsatzbereiche konzipiert worden sind. Beispiel 4 betrifft ein typisches Her
stellungsverfahren für ein erfindungsgemäßes Trennmittel.
Das Trennmittel der folgenden Zusammensetzung ist insbesondere für den Einsatz im Bereich
von halbstarrem Polyurethan mit integraler Haut konzipiert. Als trennwirksame Substanz wird
eine Mischung aus Wachs und Silikon eingesetzt. Die verwendete Kohlenwasser
stoffmischung ist ein kommerziell erhältliches Testbenzin mit einem Siedebereich zwischen
145°C und 160°C. Der zugesetzte Katalysator, beispielsweise ein Zinn-Katalysator, dient der
Verbesserung der Oberflächenqualität des hergestellten Polyurethan-Formschaumteils.
4,6000% | Wachs (Gemisch aus KW-Wachsen, z. T. metallseifenhaltig) |
10,2000% | Silikon (Gemisch aus Polydimethylsiloxan, Harz und Öl) |
0,7000% | Katalysator (Di-n-butylzinncarboxylat) |
0,1875% | Tensid (Alkylsulfonsäureester des Phenols) |
1,3275% | Mattierungsmittel, Lösevermittler (amorphes SiO2, Ethanol) |
60,3850% | Testbenzin |
22,6000% | Wasser |
Das wie folgt formulierte Trennmittel ist speziell für den Einsatz bei der Herstellung von
Schuhsohlen aus PUR-Schaum konzipiert. Als trennwirksame Substanz wird eine Mischung
aus Silikon und paraffinischem Mineralöl eingesetzt. Der erfindungsgemäß verwendete Koh
lenwasserstoff ist eine Isoparaffinmischung mit einem Siedepunktbereich zwischen 187°C
und 212°C.
12,0000% | Silikon (Polydimethylsiloxan, Harz) |
28,0000% | paraffinisches Mineralöl |
0,5000% | Tensid (Na-Polyaldehydcarboxylat) |
24,5000% | Isoparaffinmischung |
35,0000% | Wasser |
Das folgende Trennmittel ist für die Verwendung im PUR-Kaltweichschaumbereich konzi
piert. Hierfür werden als trennwirksame Substanzen Wachse eingesetzt. Der erfindungsgemäß
eingesetzte Kohlenwasserstoff ist eine Isoparaffinmischung mit einem Siedepunktbereich
zwischen 187°C und 212°C.
6,5280% | Wachse (Gemisch aus KW-Wachsen, z. T. metallseifenhaltig) |
2,2600% | Tenside, Emulgatoren (Silikon-Glykol-Copolymer, nichtionischer Emulgator) |
1,8796% | Gleitmittel, andere Additive (Fettamin, Biozid) |
64,6324% | Isoparaffinmischung |
24,7000% | Wasser |
Zur Herstellung eines Trennmittels gemäß Beispiel 1 wird in einem ersten Behälter eine erste
Mischung aus dem Wasser und ggf. dem Tensid hergestellt. In einem zweiten Behälter wird
eine zweite Mischung hergestellt, bei der das Wachs, der Katalysator und die übrigen Additi
ve in das Testbenzin eingemischt werden. In einem dritten Behälter wird das flüssige Silikon
vorgelegt.
Zunächst wird der Inhalt des ersten Behälters, d. h. die erste Mischung aus Wasser und Tensid
durch kräftiges Rühren homogenisiert. Anschließend wird der Inhalt des zweiten Behälters
langsam in der ersten Mischung im ersten Behälter unter Homogenisieren dispergiert. Ab
schließend wird noch das Silikon aus dem dritten Behälter zugegeben und die Mischung er
neut einhomogenisiert.
Auf diese Art kann in effektiver Weise die gewünschte Wasser-in-Öl-Dispersion hergestellt
werden, wobei gleichzeitig die mit der niedrigen Leitfähigkeit infolge elektrostatischer Aufla
dung verbundenen Gefahren wirkungsvoll vermieden werden. Das so hergestellte Trennmittel
ist zur Verwendung mit den bekannten spritz- und sprühtechnischen Verfahren ohne Ein
schränkungen geeignet und liefert die oben bereits angesprochenen hervorragenden Entfor
mungseigenschaften.
Die in der vorangehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der
Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirk
lichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Claims (7)
1. Trennmittel, das als trennwirksame Substanzen Öle,
Wachse, Silikone und/oder Seifen enthält, sowie Emulgato
ren und andere übliche Additive, in einem Träger, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger eine Mischung aus minde
stens einem Kohlenwasserstoff und Wasser ist, wobei diese
Mischung als Wasser-in-Öl-Dispersion vorliegt.
2. Trennmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der (die) Kohlenwasserstoff(e) einen Siedepunkt zwi
schen 60 und 240°C aufweist (aufweisen).
3. Trennmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wasseranteil in einem Bereich zwischen
10 und 70 Gew.-% liegt.
4. Trennmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wasseranteil bei maximal 60 Gew.-% liegt.
5. Verwendung eines Trennmittels nach einem der vorange
henden Ansprüche zur Herstellung von Polyurethan(PUR)-
Formkörpern.
6. Verfahren zur Herstellung eines Trennmittels nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu
nächst getrennt eine erste Mischung aus Wasser und ggf.
wenigstens einem Teil des Tensides und eine zweite und
ggf. dritte Mischung, die den (die) Kohlenwasserstoff(e),
die trennwirksamen Substanzen und die anderen Additive
enthält (enthalten), hergestellt und anschließend die
zweite und ggf. dritte Mischung langsam in der ersten Mi
schung dispergiert wird (werden).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Mischung im wesentlichen den (die) Kohlenwas
serstoff(e) enthält.
Priority Applications (12)
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---|---|---|---|
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