DE2552236A1

DE2552236A1 - Formtrennmittel

Info

Publication number: DE2552236A1
Application number: DE19752552236
Authority: DE
Inventors: Robert E Emond
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1976-07-01
Also published as: US4028120A; JPS5183659A

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf ein verbessertes Formtrennmittel oder Massen, die besonders für die Herstellung geformter Kautschukprodukte bestimmt sind, und zwar im ein zelnen für die Verformung von Polyurethanpolstern. Die Formtrennmasse, die hier verwendet wird, enthält Paraffinwachs, Leuchtöl und Natriumseifen von Tallölsäuren in einem paraffinischen Grundöl.

Die Erfindung ist besonders für die Herstellung von Automobilschutzpolstern geeignet, die aus zwei Bestandteilen hergestellt

T~iiWT<L<lM.'iiHiii Hamburg 2Θ122Ο-2Ο6 . Bank: Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 8Ö7 . .

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werden, nämlich einem Schaumgummikern, der gewöhnlich aus Polyurethan besteht, und einer äusseren Haut aus einem. Vinylkunststoff. Bei der Herstellung hat sich herausgestellt, daß der Schaum zäh an der Metallform anhängt, und es muß daher ein !Formtrennmittel an den Kanten und Öffnungen in der Abdeckung angewendet werden um zu verhüten, daß der Schaum an der Aussenfläche während der Fabrikation festklebt.

Automobilschutzpolster werden durch Formen von Urethan schaumpolstern auf der Unterlage einer äusseren Vinylschutz— schicht hergestellt. Die Form besteht aus zwei Metallteilen, einem oberen abnehmbaren Abschnitt und einer unteren Form, die an einem beweglichen Metallrahmen befestigt ist. Während die Metallformen sich auf dem Fließband vorwärtsbewegen,wird eine vorgeformte Vinylschicht in die Bodenform eingesetzt, und hierauf wird ein Metallrahmen innerhalb des Hohlraumes der Vinylschicht festgeklemmt. Das Formtrennmittel wird sowohl auf das Metall als auch auf bestimmte Teile der Vinylschicht und die Kanten des Metallrahmens aufgebürstet. Dies verhindert, daß die Urethanmasse an diesen Punkten festklebt. Im Verlauf des Fließbandes wird weiterhin eine bestimmte Menge einer flüssigen Urethanharz-bildenden Mischung durch eine Öffnung in dem Rahmen zugesetzt, worauf ein Kunststoff— blatt über die Öffnung gefaltet wird. Dann wird der Oberteil der Form in die Endstellung zur Herstellung des Schutzpolster s eingedrückt. Das Polyurethan wird nun verschäumt und

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gehärtet, wobei das Material durch einen auf etwa 60°0 geheizten Ofen während einer Zeitdauer von ΊΟ Minuten hindurchläuft, wahrend dieser Härtezeit dehnt sich der verschäumte Kautschuk aus und füllt den erforderlichen Kaum zwischen der Vinylschicht und der Metallform aus. Das fertige Schutzpol ster wird dann aus der Form herausgenommen, und der Rückstand des Trennmittels wird gewöhnlich von der äusseren Vinylschicht mit Hilfe eines Lösungsmittels entfernt. Diese Maßnahmen geschehen im allgemeinen von Hand. Bei der bisherigen Arbeitsweise enthielten die gewöhnlich verwendeten Lösungsmittel Erdölschwerbenzin und Trichloräthylen, von denen das erstere feuergefährlich ist und das zweite Hautreizungen verursacht.

Es bestand daher die Notwendigkeit für ein Formtrennmittel oder eine Masse, die eine wirksame Entfernung des Fertigprodukts aus der Form gestattet und gleichzeitig wasserlöslich oder emulgierbar ist, um die Beseitigung des Formtrennmittels vom Formprodukt durch Sprühen oder Waschen mit warmem Wasser zu ermöglichen und auf diese Weise die Notwendigkeit der Verwendung von Lösungsmitteln auszuschalten, die entflammbar sind oder die Haut reizen.

Die vorliegende Erfindung schafft ein leicht entfernbares Formtrennmittel, das aus einer Masse besteht, die von etwa 3 bis etwa 25 Gew.-% Natriumseife von Tallölsäuren unter

Beimischung von etwa 12 bis etwa 38 Gew.-# Leuchtöl und

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etwa 3,5 "bis etwa 5 Gew.-% Paraffin in einem paraffinisclien Grundöl enthält.

Tallöl ist das Hauptprodukt bei der Herstellung von sogenanntem Kraftzellstoff nach dem Sulfatprozess, wobei Holzzellstoff aus Kiefernholzspänen gewonen wird. Der Hauptbestandteil des Tallöls sind Fettsäuren, Harzsäuren und Unverseifbares.

Die Zusammensetzung einiger typischer roher Tallöle ist auf Seite 617 im Band 19 der Enzyklopädie für Chemische Technologie von Kirk-Othmers, 2.Auflage, Interscience Publishers, 1969 angegeben. Mit Beginn auf Seite 614 ist eine zusammenfassende Beschreibung der Gewinnung und Raffination von Tallöl und seinen Produkten wiedergegeben. Tallölfettsäuren sind in verschiedenen Qualitäten im Handel erhältlich, die hin sichtlich ihrer Farbe, ihrer Farbbeständigkeit, ihrem Gehalt an Harzsäuren und unverseifbarem Material variieren. Die Tallölfettsäure, die in den Beispieln der vorliegenden Erfindung über die Zusammensetzung von Formtrennmitteln angewandt wurde, war eine Tallölfettsäure von bernsteinartiger Farbe mit einer Jodzahl von 150 bis 140. Es kann jedoch jede Tallölfettsäure gemäß der Erfindung angewendet werden.

Ein anderer Bestandteil des Formtrennmittels ist ein Paraffingrundöl, welches ein typisches Paraffindestillatöl darstellt,

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das entwachst und hydrofiniert ist. Dieses Paraffingrundöl kann aus Paraffinkohlenstoffen bestehen, die eine Kohlen stoffkette von 4 bis 15 Kohlenstoffatomen enthalten. Ein besonders brauchbares Paraffingrundöl hat ein spezifisches Gewicht nach API von 27, eine Viskosität bei 80⁰C von 300 SUS und bei 99°0 von 50 SUS.

Ein weiterer Bestandteil des Formtrenrunittels ist ein Pa raffinwachs. Ein Beispiel hierfür ist ein bei 52°bis 53°C schmelzendes, raffiniertes Wachs, das 60 % Normalparaffine enthält und eine Nadelpenetration von 14 mm/10 bei 25°C aufweist, gemessen nach dem ASTM-Verfahren D-1321.

Schließlich besteht ein weiterer Bestandteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus Leuchtöl, das für gewöhnlich in Mengen von etwa 12 bis etwa 38 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von etwa 22 bis etwa 28 Gew.-%, angewendet wird.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines 3?ormtrennmittels gemäß der Erfindung beschrieben:

a) In einen Mischer wird die erforderliche Menge an Tallöl-Jettsäuren hineingegeben;

b) Etwa 3/4 der erforderlichen Menge an Paraffingrundöl wird mit den Tallölfettsäuren gemischt, wobei die Masse auf

52⁰G erhitzt wird;

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c) eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid (eine Lauge von 50° BaumS) wird zugesetzt, bis das so gebildete Reaktionsprodukt einen Überschuß an Alkali von etwa 0,4- % aufweist, wenn es mit einer verdünnten Salzsäurelösung (0,i normal) titriert wirdj

d) das Produkt wird nun durch Erhöhen der Temperatur auf über Ί44- C entwässert;

e) nach der Entwässerung wird das restliche Paraffingrundöl zugesetzt, bis die gewünschte Konsistenz der Masse erreicht ist, d.h. eine Penetration von 290 mm/10 bei 25°0, gemessen mit einem plastischen Konus;

f) das Produkt wird nun gekühlt, und die erforderliche Menge Wachs bei einer Temperatur von 118°C zugesetzt;

g) bei einer Temperatur von unterhalb 54- C wird das Leuchtöl zugesetzt;

h) Schließlich wird die Konsistenz des Formtrennmittels (beispielsweise gemessen mit Hilfe eines Penetrometers mit plastischem Konus) nach Wunsch eingestellt durch Regulierung der zugesetzten Leuchtölmenge.

BEISPIEL Kemäß der Erfindung:

Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wird eine erfindungsgemäße Mischung aus den in Tabelle I angegebenen Bestandteilen hergestellt:

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	TABELLE I	16,8
Tallöl F. A. ^		2,56
Natriumhydroxyd		50,24
Paraffin 20 Base	2)	26,6
Leuchtöl		3,8
■ζ) Paraffinwachs ^yj

1) Tallölfettsäure, eine bernsteinfarbige Flüssigkeit mit
einer Jodzahl von 130 bis 140.

2) Paraffin 20 Base - ein mit Phenol behandeltes, entwachstest und hydrofiniertes Paraffindestillat, mit einer SUS-Viskosität bei 38°G von 300 bis 310.

3) Paraffinwachs; ein raffiniertes Wachs mit einem Schmelzpunkt von 52° bis 53° 0.

VERGLEIGHSBEISPIEL

Bei diesem Beispiel wurden verschiedene Formtrennmittel—
zusammensetzungen hinsichtlich ihrer Eignung für Formtrennverfahren bewertet und der Leichtigkeit, mit der die Massen von dem Viny!kunststoff entfernbar waren. Das zur Bewertung angewendete Verfahren war folgendes:

ein Stück einer Vinylkunststoffplatte von 15 cm Durchmesser wurde mit einer Schicht des Produkts in einer Dicke von etwa 1 mm bestrichen. Der Urethanschaum wurde durch Mischen des
Harzes und des Isocyanats in einem Verhältnis von 3 s 1
herge steilt. ...8

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Der Schaum wurde rasch, über die Oberfläche versprüht, die mit dem Trennmittel überzogen war, und die Platte und der Schaum wurden dann in einen auf 60⁰C erhitzten Ofen 10 Minutenlang eingelegt. Am Ende dieser Zeitdauer wurden der Schaum, der sein Volumen vergrößert hatte, und die Kunststoffplatte herausgenommen. Wach dem Abkühlen wurde der Vinylkunststoff von der Schaumschicht abgezogen, hinsichtlich der Adhäsion zwischen Schaum und Vinylkunststoff geprüft und beurte3.lt. Die verwendete Beurteilungsskala ist wie folgt definiert und wird als "Formtrennskala" bezeichnet:

a) Ziemlich schlechte Wirkung; Schaum und Metall bleiben aneinander hängen;

b) gute Wirkung; so daß der Schaum und die Metallform voneinander getrennt werden konnten, was die Wirksamkeit der Formtrennmasse anzeigt;

c) ausgezeichnete Wirkung; geringes oder kein Anhaften zwischen Form und Schaum.

Das Verfahren zur Erzielung einer Beurteilung, die als "Entfernbarkeit des Trennmittels" angewendet wurde, war folgende:

Das aus dem oben beschriebenen Testversuch stammende Kunststoffstück wird unter einen Wasserstrahl aus einer DeVilbiss-Düse (Größe 1/2 G-G) gesetzt. Das Wasser wird auf einen Druck

von 1,25 Atmosphären bei 21⁰G eingestellt.

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Der Kunststoff wird 1 Minutelang in einem Abstand von etwa 30 cm von der Düse unter den Strahl gehalten. Die Beurteilung erfolgte nach der Menge der entfernten, rückständigen Masse.

Die Wirkung des Wachsgehaltes auf Formtrenneigenschaften wurde in der Weise bestimmt, daß 6 °/o und 10,6 % Wachs anstelle der 3»8 °/o Wachs des Beispiels I angewendet wurden. All.le drei Massen wurden den oben beschriebenen Laboratoriumsbewertungen unterworfen; die Resultate dieser Versuche sind in Tabelle II zusammengestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß der Zusatz von 3>8 % Wachs der lOrmtrennmasse eine verbesserte Wirkung verleiht im Vergleich mit/Massen, die eine größere Menge Wachs enthalten. Die .«,8 °/o Wachs enthaltenden Eroben ergaben ausgezeichnete Beurteilungen bei 40 % der Zeit, während die 6 % und 10,6 % Wachs enthaltenden Proben keine guten Beurteilungen ergaben. Alle drei Proben waren hinsichtlich ihrer Entfernbarkeit von dem Vinylkunststoff ausgezeichnet. Zum Vergleich wurde ein Handelsprodukt, wie es zurzeit in der Technik verwendet wird, als iormtrennmittel benutzt; das Mittel ist unter der Bezeichnung "Ohem Trend" bekannt} es zeigte eine schlechte Entfernbarkeit vom Kunststoff, obwohl es hinsichtlich der iOrmtrennung gut zu beurteilen war.

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Bei einem anderen Yergleichsversuch wurde eine Masse, die 13j 1 % Kalxumtallolseifen in einer Mischung von Leuchtöl

und einem Paraffindestillat Schmieröl mit niedrigem Formenthielt,
test,geprüft. Die Mischung hatte eine Viskosität von 40 SUS "bei 38⁰O, und die Gesamtmasse hatte eine Konsistenz bei der Prüfung mit dem plastischen Konus von 380 "bei 25°0. Diese Mischung besaß schlechte Formtrenneigenschaften, aber eine gute Entfernbarkeit vom Kunststoff.

...11

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TABELLE II

	WIRKUNG DES WACHSGEHALTEß AHF DIE	Fettkonsi	ENTJTERNBAIiKElT	19,36 50,24 26,6 3,8	Laboratoriumsbewertung	Entfernbar- keit vom Kunststoff
Labor atoriums-		stenz Prüfungen mit d.pla stischen Konus b/25 0	Zusammensetzung in °/o	19,6 47,7 26,7 6,0	JTormtrenn- Vermögen,Pro- zentzahlen d. Versuche,die mit 'ausgezeich net bewertet wurden; 1)	ausgezeichnet
bezeichnung		345		16,0 48,4 25,0 10,6	\ I 4o ;	ausgezeichnet
3-1 Beispiel gemäß der Erfindung		332	Natriumt all at Paraffin 20 Base Leuchtöl Paraffinwachs		( 0 j	i t ! i ausgezeichnetj
3-2 Vergleichs- beispiel		370	Natr iumt al 1 at Paraffin 20 Base Leuchtöl Paraffinwachs		⁰ I	i schlecht
I 3-3 Vergleichs— beispiel		370	Natriumtallat Paraffin 20 Base Leuchtöl Paraffinwachs	60 j
Hände1sprodukt	2)

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1) Gesamtwert . von 8 Versuchen bei jeder Zusammensetzung.

2) Bekannt unter dem Warenzeichen: "Chem Trend".

Es wird angenommen, daß es sich um eine wässrige Emulsion von Wachs und Natrium- und Calciumseifen handelt.

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Claims

PATENTANSPRÜOHE

1. Formtrennmittel zur Anwendung auf die Oberfläche von Formen, gekennzeichnet durch eine Zusammen setzung aus etwa 3 bis etwa 25 Gew.-% einer Natriumseife von Iallölsäuren in Mischung mit etwa 12 bis etwa 38 Gew.-% Leuchtöl und etwa 3>5 bis etwa 5 Gew.-% Paraffinwachs in einem Paräffrägrundöl, wobei die Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht der Masse zu rechnen sind.

2. Formtrennmittel nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Paraffinwachs ein raffiniertes Wachs mit einem Schmelzpunkt von 58° bis 59°C darstellt, das 60 % Normalpa raffine enthält.

3. Formtrennmittel nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des verwendeten Wachses etwa 3,8 Gew.-% beträgt.

4. Formtrennmittel nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß etwa 22 bis etwa Gew.-% Leuchtöl in der Masse anwesend sind.

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5· Formtrennmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Paraffingrundöl aus Paraffinkohlenwasserstoffen besteht, die eine Kettenlänge von 4 "bis 15 Kohlenstoffatomen aufweisen.

6. !Formtrennmittel nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch einen Gehalt von 19 Gew.-% Natriumtallat, 2? Gew.-% Leuchtöl und 4 Gew.-% Paraffinwachs in einem paraffinischen Grundöl.

7- Verfahren zur Herstellung von Automobilschutz polstern, wobei ein Urethanschaumpolster in einer äusseren Vinylschicht geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die innere Oberfläche der Form ein Formtrennmittel aufgetragen wird, das aus einer Mischung nach einem der Ansprüche 1-6 besteht, um die innere Fläche wirksam zu überziehen und hierbei das Ankleben 'des Urethanschaums an der Form zu verhüten.

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