-
Trennmittel für Formen
-
Die Erfindung betrifft ein Trennmittel für Formen zur Herstellung
von Formteilen aus Polyurethan-Kunstha7ben, d eine fettsaure Salze aufweisende Seifenemulsion
enthält. Mi einem derartigen Trennmittel werden die Formen vor dem Befüllen zur
Ermöglichung bzw. Erleichterung der Entnahme der erstarrten Formteile versehen.
Damit soll ein Haftenbleiben der Formteile an den Formen verhindert werden.
-
Als Trennmittel für die Entnahme von aus Gießharzen bestehenden Formteilen
sind Lösungen oder Emulsionen von gewöhnlichen Seifen, Wachsen, ölen, Siliconen,
Polyvinylalkohol u.a. bekannt (Gg. Schulz Die Kunststoffe" München 1964, S. 302).
-
DieFormen werden vor dem Befüllen mit diesen Lösungen oder Emulsionen
dünn eingesprüht. Nach dem Verdunsten der flüchtigen Bestandteile entsteht ein dünner
Trennmittelfilm, der bei der Entnahme des Formteils aus der Form zerstört wird.
-
Teile des Trennmittelfilms bleiben an der Form, andere Teile bleiben
am hergestellten Formteil haften.
-
Diese anhaftenden Trennmittelreste bilden unerwünschte Unebenheiten.
Die an den Formteilen gebildeten Unebenheiten machen in vielen Fällen eine Weiterverarbeitung
der Formteile schwierig oder gar unmöglich, insbesondere wenn die Formteile bei
ihrer späteren Verarbeitung verklebt werden müssen, was z.B.
-
bei zu Isolierzwecken im Fahrzeugbau verwendeten Formteilen der Fall
ist. Gerade auf diesem Anwendungsgebiet sind saubere verklebungsfähige Oberflächen
notwendig.
-
Die an den Formen anhaftenden Trennmittelreste bauen sich im Laufe
der weiteren Entformungsvorgänge allmählich schichtweise zu Unebenheiten unterschiedlicher
Dicke auf und stören die Glätte bzw. die vorgesehene Struktur der Oberflächen der
herzustellenden Formteile.
-
Daher werden die Formteile und die Formen von den Trennmittelresten
befreit und zwar durch Reinigung mit organischen Lösungsmitteln. Eine solche Reinigung
ist jedoch zeit- und arbeitsaufwendig und je nach dem verwendeten Lösungsmittel
belästigend oder physiologisch belastend oder gar bedenklich. Oftmals müssen Schutzmasken
getragen werden. Außerdem behindert und verzögert die Reinigung der Formen nach
jedem, günstigstenfalls nach jedem zweiten Entformungsvorgang den Arbeitsablauf
insbesondere bei der Herstellung von Formteilen in einer Großserie, wie sie z.B.
die Versorgung der Automobilindustrie mit solchen Formteilen erfordert.
-
Im übrigen sind die bekannten, als Trennmittel an sich gut geeigneten
Seifenemulsionen oder -lösungen, also Salze von Fettsäuren enthaltende Trennmittel
(Gg. Schulz ~Die Kunststoffe", München 1964, S. 302; Römpp ~Chemie Lexikon", Bd.
2, Spalte 6614, Stuttgart 1966) wegen ihres hohen, als Lösungsmittel v orhandenen
3 bis 6-fachen Wassergehaltes, bezogen auf das zuvor pastenförmige Trennmittel,
zur Entformung von Formteilen
aus Polyurethan-Kunstharzen nicht
geeignet, weil Polyurethan-Kunstharze bei der Anwesenheit von Wasser zur Schaumbildung
neigen. Hierdurch wird zumindest die Oberflächenglätte des Formteils gestört, wenn
nicht sogar die Schaumbildung in tiefere Schichten des Formteils eindringt und dessen
mechanische Eigenschaften beeinflußt.
-
Andererseits sind aus Polyurethan-Kunstharzen bestehende Formteile
für viele Anwendungszwecke, z.B. im Fahrzeugbau, sehr gut geeignet, weshalb ein
Bedürfnis für die Verwendung solcher Formteile aus Polyurethan-Kunstharz besteht.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugruiide, ein aus einer fettsaure
Salze enthaltenden Seifenemulsion bestehendes Trennmittel für das Entformen von
Formteilen aus Polyurethan-Kunstharzen zu schaffen, dessen an den Formen und an
den Formteilen anhaftenden Reste in einfacher und physiologisch nicht beeinträchtigender
Weise wieder entfernt werden können.
-
Uberraschenderweise hat sich nun bei der Entformung von Formteilen
aus Polyurethan-Kunstharzen herausgestellt, daß gemäß der Erfindung eine Mischung
aus a) 30 bis 40 Gewichts-% Kaliumsalze gesättigter und/oder ungesättigter Fettsäuren
mit mindestens 16 Kohlenstoffatomen je Molekül, als fettsaure Salze, b) bis zu 10
Gewichts-% Zuschlagstoffe, z.B. Talkum, Kreide, Kaolin o.ä., /gesättiqte und/oder
c) bis zu 15 Gewichts-% freie,ungesättigte Fettsäuren, d) bis zu 25 Gewichts-% Ester,
z.B. fette öle, Weichmacher, und/oder mehrwertige Alkohole,
e) 35
bis 45 Gewichts-% Wasser, die einen pH-Wert von 7 bis 10 aufweist, als Trennmittel
der eingangs genannten Gattung geeignet ist.
-
Der besondere Vorteil der Verwendung von solchen Seifen als Trennmittel
liegt darin, daß die Reinigung der Formteile in einfacher Weise mit Wasser, gegebenenfalls
mit warmem Wasser erfolgen kann. Das gleiche gilt für die Reinigung der Formen,
wobei sich wiederum als überraschend herausstellte, daß sich die Seifenreste bei
der Wiederverwendung ohne vorherige Reinigung nach dem Entformen weniger stark zu
unterschiedlichen Dicken aufbauen. So brauchen Formen, die mit den erfindungsgemäßen
Seifen als Trennmittel beschichtet wurden, nur erst nach vier bis sechs Entformungen
gereinigt zu werden. Hierdurch ergab sich eine merkliche Einsparung an Trennmitteln
gegenüber den bekannten und sonst bei der erstellung von Polyurethan-Formlingen
üblichen notwendigen Trennmitteln, wobei die genannten Seifen ohnehin preiswerter
als Lösungen oder Emulsionen von Wachsen, Siliconen, ölen, Polyvinylalkohol o.ä.
-
sind.
-
Da aber alle Bestandteile in der Seife emulgiert sind, kann das Trennmittel
dennoch bei der Reinigung mit Wasser aus der Form entfernt werden. Weil Seifen der
genannten Art wasserlöslich sind und die Reinigung wesentlich vereinfachen, sind
sie vor allem auch physiologisch völlig unbelastend und unbedenklich.
-
Die "Ester" dienen dazu, die Seifenmischung ohne zusätzliche Wasserzugabe
zu verdünnen, um die Mischung als dünnen Film in die Formen sprühen zu können. Diesem
Zweck dienen zwar
einerseits auch die unverseiften, nämlich die
freien, insbesondere die ungesättigten Fettsäuren. Diese erfüllen aber auch noch
den weiteren Zweck, nämlich die alkalisch wirkenden Seifen (Kaliumsalze von Fettsäuren;
fettsaure Salze des Kaliums) weitgehend zu neutralisieren, so daß pH-Werte von 7
bis höchstens 10 erreicht werden, was die Korrosion der Formen vermindert.
-
Ein Zweck dieser ~Verdünnung" ohne zusätzliche Wasserzugabe ist weiterhin
die AbdUnstung des Verdünnungsmittels Wasser zu verkürzen; denn je mehr Wasser die
Mischung enthält, um so länger dauert die Zeit des Antrocknens des Trennmittelfilms
vor dem Befüllen der Form mit Polyurethan-Kunstharz.
-
Gegenüber dem durch ~Römpp" (s.o.) bekannten "Trennmittel LE" kann
daher die erfindungsgemäße, als Trennmittel für Formteile aus Polyurethan-Kunstharz
vorgeschlagene Seife erheblich weniger Wasser enthalten. Überraschend ist jedoch,
daß die geringe Wasserzugabe die Herstellung von Formteilen aus Polyurethan-Kunstharz
nicht stört oder anderweitig beeinträchtigt.
-
Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung können in der das vorgeschlagene
Trennmittel bildenden Mischung als fette öle Olivenöl, Rizinusöl od.dgl.; als Weichmacher
Dioctylphtalat, Tributylphosphat od.dgl. und als mehrwertiger Alkohol Glyzerin,
Glykol od.dgl. enthalten sein.
-
Sofern die Mischung Kaliumsalze gesättigter und ungesättigter Fettsäuren
enthält, ist es zweckmäßig, wenn der Anteil der Kaliumsalze ungesättigter Fettsäuren
bis zu 20 Gewichts-% des Anteils der Kaliumsalze gesättigter Fettsäuren beträgt.
Hierdurch
wird vor allem wegen des Anteils an Kaliumsalzen ungesättigter Fettsäuren die Viskosität
der das Trennmittel bildenden Gesamtmischung vermindert und außerdem die Anwendung
der Kaliumsalze ungesättigter Fettsäuren begünstigt bzw. ermöglicht. Schließlich
erlaubt die Verwendung der Kaliumsalze ungesättigter Fettsäuren auch höhere Mengen
an Zuschlagstoffen, die die Trennung des Formteils von der Form erleichtern und
gegebenenfalls chemische Angriffe auf das Material der Form, z.B. Korrosion, vermindern
bzw. vermeiden.
-
Beispiele Wird von einer handelsüblichen sogenannten 40%igen Schmierseife
ausgegangen, so enthält sie 40 Gewichts-% gebundene Fettsäure, der ca. 45 Gewichtsteile
fettsaures Kalium entspricht. Beispielsweise besteht eine solche Schmierseife aus
45 Gewichtsteilen fettsaurem Kalium, 54 Gewichtsteilen Wasser und 6 Gewichtsteilen
Zuschlagstoffen wie Talkum, Kreide, Kaolin o.ä.
-
In den nachstehenden Beispielen ist also davon ausgegangen, daß 100
g einer der handelsüblichen 40 %igen Schmierseifen 40 g gebundene Linolsäure enthält.
Der Gewichtsanteil an linolsaurem Kalium (Kaliumsalz der Linolsäure) errechnet sich
wie folgt: Linolsäure CH3 (CH2)4CH = CHCH2CH =CH(CH2)7C 00 H C18 H32 O, Molekulargewicht:
18.12+ 32 + 32 = 216 + 32 + 32 = 280 linolsaures Kalium (Kaliumsalz der Linolsäure)
CH3 (CH2)4 CH = CH CH2CH = CH(CH2)7 C 00 K Molekulargewicht: 318 Demnach entsprechen
40 g gebundene Linolsäure
40 ~ x 280 318 x = 45,43 also 45,43 g
linolsaurem Kalium.
-
Beispiel 1: 105 Gew.-Teile einer solchen handelsüblichen Schmierseife
werden in einem Knetwerk mit 5 Gew.-Teilen pulverisierter Kreide, 10 Gew.-Teilen
Linolsäure und 15 Gew.-Teilen Ester, der zu etwa gleichen Teilen aus Rizinusöl und
Dioctylphtalat besteht, langsam vermischt.
-
Auf diese Weise entsteht eine thixotrope Paste, die mit einer Fasspumpe
oder aus einem Druckgefäß durch eine Spritzpistole mit enger Düse, z.B. /8 Zoll,
auf die Innenseite einer Form zur Herstellung von Polyurethan-Formteilen versprüht
wird.
-
Beispiel 2: Die Viskosität der im Beispiel 1 beschriebenen Mischung
kann durch langsames Rühren vermindert werden, wenn während des Rührens weitere
5 Gewichsteile Linolensäure eingemischt werden.
-
Beispiel 3: Eine höhere Viskosität erhält man, wenn man 105 Gewichtsteile
der genannten handelsblichen Schmierseife mit 4 Gewichtsteilen Kreide, 10 Gewichtsteilen
ölsäure und 10 Gewichtsteilen Dibuthylphtalat in einem Knetwerk miteinander vermischt.
-
Nach der Mischung und vor dem Versprühen in die Formen wird diese
Paste gerührt, so daß infolge ihrer Thixotropie die Viskosität vermindert wird.
-
Beispiel 4-Legt man 105 Gewichtsteile der genannten handelsüblichen
Schmierseife vor und verdünnt sie im Knetwerk oder in einem langsam laufenden Rührwerk
mit 25 Gewichtsteilen eines typischen Weichmachers, zB. Tributylphosphat, so erhält
man eine Paste, die ohne zu erhärten längere Zeit lagerfähig ist als die Mischungen
der Beispiele 1 - 3. Bei Bedarf kann diese Mischung als Vorrat gehalten und gegebenenfalls
vor der Verarbeitung noch mit ungesättigter freier Fettsäure vermischt werden.
-
Beispiel 5: Enthalten diese Trennmittelmischunqen keine freien Fettsäuren,
dann kann der Ester auch ganz oder teilweise durch mehrwertige Alkohole, z.B. Glyzerin,
Glykol usw. ersetzt werden. So ergibt eine Mischung aus 105 Gewichtsteilen der genannten
handelsüblichen Schmierseife mit 20 Gewichtsteilen Tributylphosphat und 10 Gewichtsteilen
Glyzerin eine leicht versprühbare Paste von niedriger Viskosität. Sie ist ebenso
wie die Paste nach Beispiel 4 lagerfähig ohne zu erhärten.
-
Umgerechnet in Gewichts-% ergeben sich für die obigen Beispiele 1
bis 5 folgende Mischungen:
Beispiele
| 1 2 3 4 5 |
| a) fettsaures Kalium 34 32 35 35 35 |
| b) Zuschlagstoffe 8 8 8 5 4 |
| c) freie Fettsäure 7 11 8 - - |
| d) Ester 11 11 8 19 15 |
| Alkohol - - - - - 8 |
| e) Wasser 40 38 41 41 38 |
Außer Linolsäure kommen für die vorgeschlagene Mischung u.a.
-
noch folgende Fettsäuren in Frage: CH3 (CH2)14 C 00 H Palmitinsäure
CH3 (CH2)16 C 00 H Stearinsäure CH3 (CH2)7 CH = CH(CH2)7 C 00 H ölsäure CH3 CH2
CH = CH CH2CH = CH CH2CH = CH(CH2)7C 00 H Linolensäure