B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Trennmittel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Trennmittels nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 und die Verwendung eines solchen Trennmittels nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 11.

Trennmittel werden in der kunststoffverarbeitenden Industrie verwendet und dienen dort als Entformungshilfsmittel bei einer Verarbeitung von Thermoplasten, um diese nach ihrer Formgebung aus den jeweiligen Formwerkzeugen zu entfernen,

Bislang bekannte Trennmittel, die als Entformungshilfsmittel geeignet sind, basieren auf unterschiedlichen Zusammensetzungen, wobei beispielsweise Silikone, Wachs-Dispersionen, Seifen, tertiäre Amine und Polyester als Basis zu nennen sind. So beschreibt beispielsweise die JP 1990 2-3 048 Trennmittel auf der Basis von Kaliumoleaten, die JP 1995 0 258 960 ein Trennmittel auf der Basis von Silikonen. Die JP 2007 0 243 983 beschreibt ferner ein Trennmittel auf der Basis von Polyglyzerinester und die JP 1982 0 014 203 ein solches auf der Basis tertiärer Alkylamine. Die JP 2003 0 102 663 beschreibt Trennmittel auf der Basis von Ethy- lenoxid-Propylenoxid-Blockpolymeren mit Molmassen im Bereich von 2000-4000.

Die vorgenannten Trennmittel eignen sich bei der Verarbeitung von Kunststoffen, wobei diese jedoch nicht universell einsetzbar sind, da sich die genannten Trennmittel nicht für alle Kunststoffe gleichermaßen eignen, sondern je nach Trennmit tel-Kunststoff-Kombination Unverträglichkeiten zeigen und sich darüber hinaus auch als generell nachteilig bzw. schädigend für manche Kunststoffe erwiesen haben. Ein weiterer Nachteil dieser vorgenannten Trennmittelsysteme besteht ferner darin, dass diese zum Teil an den Formwerkzeugen Korroston verursachen, kaum wasserlöslich und damit schlecht entfernbar bzw. abwaschbar sind und darüber hinaus eine schlechte bis keine biologische Abbaubarkeit zeigen. Ferner weisen bisher bekannte Trennmittel häufig Feststoffe, wie beispielsweise Puder, insbesondere Maispuder, Ruß, Talkum, Mehl, insbesondere Weizenmehl, Reispulver, Kunststoff- und Mineralienpartikel, beispielsweise in Kugelform und/oder Glaskörper auf, die zahlreiche Nachteile mit sich bringen, wie beispielsweise eine erhöhte Abrasion an den Maschinen, aber auch an den hergestellten Kunststoffprodukten. Des Weiteren können diese festen Bestandteile auch zu schwer zu reinigenden Verschmutzungen der verwendeten Maschinen sowie der hergestellten Kunststoffprodukte führen. Derartige Trennmittel sind beispielsweise aus der DE 196 19 838, der DE 25 56 422 oder der JP 2011 156 840 bekannt. Weitere herkömmliche Trennmittel weisen ferner ölige und/oder, insbesondere bei Raumtemperatur (25°C), flüchtige Kohlenwasserstoffe auf, deren Umweltverträglichkeit und Ent- sorgbarkeit problematisch ist, wobei ferner im Hinblick auf ölige und hydrophobe Bestandteile solcher Trennmittel, wie sie beispielsweise aus der DE 195 29 907 bekannt sind, die Gefahr einer Entmischung und damit verminderten Trennleistung besteht. Selbiges gilt auch für Trennmittel, wie sie beispielsweiseaus der DE 10 2008 006 614 bekannt sind, die flüchtige Substanzen aufweisen, die ausgasen und auf diese Weise entweichen, können.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und ein Trennmittel zur Verfügung zu stellen, das eine hervorragende Trennwirkung gegenüber Kunststoffen aufweist, kostengünstig herstellbar ist und darüber hinaus vollständig bis nahezu vollständig biologisch abbaubar ist. Des Weiteren soll das Trennmittel nicht toxisch für Mensch und Umwelt sowie hautverträglich sein, eine gleichbleibend gute Trennleistung haben, frei von abra- siven Substanzen sein und eine einfache Reinigung der eingesetzten Maschinen als auch, sofern überhaupt notwendig, der hergestellten Produkte ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch ein Trennmittel nach Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Trennmittels gemäß Patentanspruch 9 und die Verwendung eines solchen Trennmittels gemäß Patentanspruch 11 gelöst.

Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Trennmittel, insbesondere Entformungs- hilfsmittel, vorzugsweise zur Verwendung bei der Verarbeitung von Kunststoffen, insbesondere Thermoplasten, gelöst, wobei das Trennmittel als Komponente (A) ein oder mehrere Polyol(e) mit mehr als 4 Hydroxylgruppen sowie gegebenenfalls als Komponente (B) ein oder mehrere Additiv(e) aufweist , wobei das Trennmittel bei Raumtemperatur (25°C) eine vollständig homogene wasserlösliche Flüssigkeit, oder, bei Anwesenheit der Komponente (A) und der Komponente (B) eine vollständig homogene wasserlösliche flüssige Lösung, ist.

Ein wichtiger Punkt der Erfindung liegt darin, dass das erfindungsgemäße Trennmittel entweder nur aus einer Komponente (A) oder alternativ aus einer Mischung einer Komponente (A) und einer Komponente (B) besteht.

Ein weiterer erfindungswesentlicher Gedanke liegt darin, dass das erfindungsgemäße Trennmitte! ausschließlich wasserlösliche Substanzen aufweist, die bei Raumtemperatur, d.h. bei einer Temperatur von etwa 25°C, nicht flüchtig sind.

Ferner liegt ein wesentlicher Gedanke der Erfindung darin, dass das erfindungsgemäße Trennmittel keine Stoffe aufweist, die in der Trennmittelmischung in einem Anwendungstemperaturbereich von 2°C bis 300°C, bevorzugt in einem Temperaturbereich von 15°C bis 280°C, und besonders bevorzugt in einem Temperaturbereich von 20°C bis 250°C, eine feste Zustandsform aufweisen.

Die Komponente (A) ist ein Polyol oder eine Mischung mehrerer Polyole, wobei die Polyole jeweils mehr als 4 Hydroxylgruppen aufweisen und damit gut wasserlöslich und insbesondere auch biologisch abbaubar sind. Das jeweilige Polyol ist ein bei Raumtemperatur nicht-flüchtiger hydroxylgruppenhaltiger Kohlenwasserstoff, wobei unter dem Begriff„nicht-flüchtig" im Rahmen dieser Erfindung eine Verdampfungsrate zu verstehen ist, die bei Raumtemperatur (25°C) und identi- sehen Druckverhältnissen mit derjenigen von destilliertem Wasser mit einer Abweichung von 5% bis 15% vergleichbar ist.

Je nach Wunsch und Anforderung, kann das erfindungsgemäße Trennmittel auch aus einer Mischung einer Komponente (A) und einer Komponente (B) bestehen, wobei die Komponente (A) wiederum ein oder mehrere Polyol(e) umfasst und Komponente (B) ein oder mehrere Additiv(e) repräsentiert.

Das Polyol ist erfindungsgemäß ausgewählt aus der Gruppe, die Folgendes umfasst: Sorbit, Glucose, Alkylpolyglycoside (APGs), Dextrine, bevorzugt Polyglyceri- ne, Ethoxylate und/oder Propoxylate von Stärke sowie Fettalkoholether und Kohlenhydrate mit mehr als 4 Hydroxylgruppen und/oder Polymeren aus diesen Kohlenhydraten. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Komponente (A) auch aus einer Mischung der vorgenannten Substanzen bestehen kann, jedoch immer mit der Maßgabe, dass eine jeweilige der genannten Substanzen mehr als 4 Hydroxylgruppen aufweist.

Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Trennmittel, wie vorerwähnt, neben der Komponente (A) auch eine Komponente (B) aufweisen, die ein Additiv ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die Folgendes umfasst: Wasser, Alkohol(e), insbesondere Monoalkohole, Diole und Triole, wie beispielsweise Polyethylenglykol (PEG) oder Polypropylenglykol (PPG) sowie weitere oberflächenaktive Substanzen.

Das erfindungsgemäße Trennmittel liegt in dem Anwendungstemperaturbereich als vollständig homogene flüssige, insbesondere durchscheinende, feststofffreie Lösung vor, und grenzt sich somit von bisher bekannten herkömmlichen Trennmittelsuspensionen und/oder Trennmittelemulsionen ab. Das erfindungsgemäße Trennmittel hat eine hervorragende, insbesondere gleichbleibende, Trennwirkung, eine verbesserte Lagerbarkeit und lässt sich gut reinigen.

Durch die Verwendung der vorgenannten Polyole und Additive ist es möglich, ein Trennmittel bereitzustellen, das eine Viskosität im Bereich von 2500 bis 5000 mPas bei 20°C hat. Eine Viskosität für ein Trennmittel in diesem Viskositäts- bereich hat sich als äußerst vorteilhaft hinsichtlich der Trennwirkung einerseits als auch hinsichtlich der Benetzbarkeit der jeweiligen Formwerkzeuge und Kunststoffe andererseits erwiesen.

Da darüber hinaus alle verwendeten Komponenten, d. h. sowohl die Polyole als auch die genannten Additive polare Substanzen sind, können diese nach einer Entformung problemlos von dem hergestellten Kunststoffgegenstand entfernt, beispielsweise abgewaschen werden. In gleicher Weise ist auch das Formwerkzeug leicht zu reinigen.

Ferner sind die vorgenannten Substanzen aus natürlichen nachwachsenden Rohstoffen herstellbar und aufgrund ihrer guten biologischen Abbaubarkeit problemlos entsorgbar. Aufgrund der guten biologischen Abbaubarkeit kann das erfindungsgemäße Trennmittel beispielsweise nach seiner Verwendung direkt dem Abwasser zugeführt werden, da die genannten Polyole und Additive aufgrund ihrer biologischen Herkunft besonders umweltverträglich sind. Eine aufwendige Isolierung der Trennmittel und eine aufwendige Entsorgung derselben nach ihrer Verwendung, wie bei bislang aus dem Stand der Technik bekannten Trennmitteln, entfällt somit bei dem erfindungsgemäßen Trennmittel, was zu einer deutlich kostengünstigeren Verwendung des erfindungsgemäßen Trennmittels beiträgt, da aufwendige Sicherheits- und Entsorgungsmaßnahmen, die beispielsweise bei nicht biologisch abbaubaren und/oder unter Umwelt- und Gesundheitsaspekten problematischen Substanzen notwendig sind, unterbleiben können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Trennmittels ist ferner die universelle Einsetzbarkeit für praktisch alle Kunststoffe, da durch den polaren Charakter der Trennmittelformulierung der jeweilige Kunststoff nicht angegriffen wird. Hinsichtlich der universellen Einsetzbarkeit erweist sich ferner der vorgenannte Viskositätsbereich des erfindungsgemäßen Trennmittels als besonders vorteilhaft, da das Trennmittel als Entformungshilfsmittel beispielsweise durch Sprühen, Pinseln, Wischen, Tauchen oder Gießen appliziert werden kann, was den Einsatzbereich des erfindungsgemäßen Trennmittels universell möglich macht. Des Weiteren zeigt das erfindungsgemäße Trennmittel nicht nur gegenüber den zu formenden Kunststoffen eine sehr gute Verträglichkeit, sondern auch gegenüber den verwendeten metallischen und/oder keramischen Werkzeugformen, deren Oberfläche beispielsweise aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Chrom oder Nickel, um nur einige Metalle zu benennen, besteht. Dies erweist sich als weiterer Vorteil des neuartigen erfindungsgemäßen Trennmittels, da eine Korrosion der Werkzeugformen, wie beim Einsatz bisher bekannter Trennmittel, beim Einsatz des erfindungsgemäßen Trennmittels nicht zu befürchten ist.

Somit können mit dem erfindungsgemäßer! Trennmittel praktisch alle Kunststoffe, jedoch insbesondere Thermoplaste, verarbeitet werden, wobei im Besonderen Elastomere, wie Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), hydrierter Acrylnitril- butadien-Kautschuk (HNBR), Acrylatkautschuk (ACM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Epichlorhydin-Kautschuk (ECO), Isopren-Kautschuk (NR), Latex, Styrol- Butadien-Kautschuk (SBR) und Isopren genannt sein.

Das Trennmittel ist hierbei für Kunststoffverarbeitungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgießen, Pressen, Extrudieren, Autoklavieren und für Gießverfahren einsetzbar.

Hinsichtlich des Mischungsverhältnisses der Komponenten (A) und (B) sei darauf hingewiesen, dass die Komponente (A), also die Polyol-Komponente, entweder allein oder in Mischung mit der Komponente (B) verwendet werden kann. Im Falle der alleinigen Verwendung der Komponente (A) besteht das erfindungsgemäße Trennmittel zu 100% aus der Komponente (A).

Sofern, wie erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen, das Trennmittel aus einer Mischung der Komponenten (A) und (B) besteht, liegen diese in einem Mischungsverhältnis gemäß nachfolgender Tabelle vor, wobei die jeweiligen Angaben Gewichtsprozentangaben sind und sich die Summe der Komponenten (A) und (B) in der Mischung jeweils auf 100 Gew.-% ergänzt. Somit besteht das erfindungsgemäße Trennmittel entweder ausschließlich aus der Komponente (A) oder ausschließlich aus einer Mischung der Komponenten (A) und (B).

Insbesondere kann die Komponente (A) im Rahmen der Erfindung mit einem minimalen Gewichtsanteil von 2 Gew.-% vorliegen, das erfindungsgemäß in 0,1 bis 0,5 Gew.-%-Schritten bis zu einem maximalen Gewichtsanteil der Komponente (A) von 100 Gew.-% erhöht werden kann, wobei der Gewichtsanteil der Komponente (B) jeweils so angepasst wird, dass sich die Summe der Komponenten (A) und (B) in der Mischung jeweils auf 100 Gew.-% ergänzt. Diesbezügliche Ausführungsformen sind beispielhaft in nachfolgender Tabelle angegeben:

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass sämtliche in dem Trennmittel eingesetzten Substanzen eine biologische Abbaubarkeit von mindestens 65%, bevorzugt 80%, und besonders bevorzugt 99%, hinsichtlich ihres DOC-Eliminations- grads nach DIN EN 1484-H3 in 28 Tagen aufweisen. An dieser Stelle sind im Rahmen der Erfindung auch DOC-Eliminationsgrade nach DIN EN 1484-H3 in 28

Tagen im Bereich von 75 % bis 85 %, insbesondere im Bereich von 75 % bis 98 % vorstellbar. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass DOC- Eliminationsgrade nach DIN EN 1484-H3 in 28 Tagen von > 65 % bis 99 %, gegebenenfalls bis 99,9 %, eindeutig bevorzugt sind und durch die erfindungsgemäße Zusammensammensetzung des Trennmittels erreicht werden.

Somit sind die in dem Trennmittel eingesetzten Substanzen in sehr kurzer Zeit zu einem sehr hohen Grad biologisch abbaubar, was zu einer sehr guten biologischen Abbaubarkeit und damit Umweltverträglichkeit des erfindungsgemäßen Trennmittels führt. Im Übrigen basiert das erfindungsgemäße Trennmittel, insbesondere zumindest teilweise, nach Wunsch auch ausschließlich, auf nachwachsenden, biologisch abbaubaren Rohstoffen. Im Übrigen ist das erfindungsgemäße Trennmittel nicht nur sehr schonend gegenüber den zu verarbeitenden Kunststoffen und daraus gefertigten Produkten, sondern auch sehr hautverträglich, was eine Handhabung des erfindungsgemäße Trennmittels gegenüber bisherigen Trennmitteln deutlich vereinfacht, wobei auf Schutzvorkehrungen, wie sie bei, oft insbesondere toxischen, Trennmitteln gemäß dem Stand der Technik, in der Regel nötig waren, weitgehend bis ganz verzichtet werden kann.

Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe hierbei durch ein Verfahren zur Herstellung eines Trennmittels, insbesondere Entformungshilfsmit- tels, vorzugsweise zur Verwendung bei der Verarbeitung von Kunststoffen, insbesondere Thermoplasten, gelöst, dass der vorstehenden Spezifikation entspricht, wobei eine Trennmittelkomponente (A), nämlich ein oder mehrere Polyol(e) mit mehr als 4 Hydroxylgruppen, gegebenenfalls mit einer Trennmittelkomponente (B), nämlich einem oder mehreren Additiv(en), vollständig gemischt wird. Eine vollständige Durchmischung dieser beiden Substanzen gewährleistet das Vorliegen eines homogenen Gemischs des erfindungsgemäßen Trennmittels, das universell und ohne weitere Vorbereitungsschritte außer einem eventuellen Aufrühren oder Schütteln, verwendet werden kann. Darüber hinaus wird das Mischen erfindungsgemäß bei Raumtemperatur, insbesondere ohne Zusatzheizung, durchgeführt, wobei die Komponenten (A) und (B) physikalisch unter Herstellung eines homogenen Gemischs miteinander vermengt werden, Aufgrund der Tatsache, dass das Mischen der beiden Komponenten des erfindungsgemäßen Trennmitteis bei Raumtemperatur erfolgen kann, ist eine Zusatzheizung in vorteilhafter Weise nicht notwendig, was zu einer Energieeinsparung im Zuge der Herstellung des Trennmittels beiträgt.

Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch die Verwendung eines Trennmittels gemäß vorstehenden Ausführungen gelöst, wobei das Trennmittel erfindungsgemäß zum Entformen von Gegenständen, insbesondere in der Kunststoffverarbeitung verwendet wird, wobei hier insbesondere Spritzgießen, Pressen, Extrudieren, Autokiavieren und Gießen erwähnt seien. Das Trennmittel wird hierbei vorzugsweise durch Sprühen, Pinseln, Wischen, Tauchen und/oder Gießen auf die Werkzeugform und/oder gegebenenfalls den Kunststoff roh ling aufgebracht.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

In einem 200 Liter Metallfass wurden 120 kg Sorbit-Fettalkoholether mit 40 kg Polypropylenglykol-600 für 15 Minuten mit Hilfe einer Dissoiverscheibe vollständig miteinander vermischt. Danach wurde eine Viskosität bei 20°C (Brookfield) von 2640 mPas sowie eine biologische Abbaubarkeit, gemäß DOC-Eliminationsgrad nach DIN EN 1484-H3 in 28 Tagen, von 75% gemessen. Die Entformungshilfe wurde auf einen Metallstab, mit einem Durchmesser von 30mm, aus Werkzeugstahl aufgetragen. Nachfolgend wurde ein Rohgummischlauch aus EPDM (Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk), mit einem Durchmesser von 31mm, händisch auf den Metallstab aufgezogen und bei 170°C für 20 Minuten im Autoklaven, mit überhitz- tem Wasserdampf, vulkanisiert, Nach der Vulkanisation wurde der EPDM-Schlauch im noch heißen Zustand mit Hilfe einer Federwaage, zur Messung der Zugkraft in Newton (Hersteller PESOLA®), vom Metallstab abgezogen.

Die hierbei erzielte Trennleistung mit der Entformungshilfe gemäß Beispiel 1 zeigte eine Zugkraft von 20 Newton (N).

Beispiel 2

In einem 1000 Liter IBC-Behälter (Intermediate Bulk Container) wurden 450 kg Alkylpolyglycosid, auf Basis einer Glucose mit m = 5 und n = 15, gemäß nachstehender Formel

mit 500 kg Ethandiol für 15 Minuten mit Hilfe einer Dissolverscheibe vollständig miteinander vermischt. Danach wurde eine Viskosität bei 20°C (Brookfield) von 2120 mPas sowie eine biologische Abbaubarkeit, gemäß DOC-Eliminationsgrad nach DIN EN 1484-H3 in 28 Tagen, von 95% gemessen. Die Entformungshilfe wurde mit Hilfe einer Sprühpistole, mit einem Düsendurchmesser von 1,5 bis 2,0mm und einem Luftdruck von 2,0bar, auf eine Werkzeugform aus Aluminium zweimal appliziert. Danach wurde eine flüssige Latexmischung eingegossen und für 30 Minuten bei 160°C vulkanisiert. Nach der Vulkanisation wurde die entstandene Latexmatte nach dem Erkalten mit Hilfe einer Federwaage, zur Messung der Zugkraft in Newton (N) (Hersteller PESOLA®), aus der Werkzeugform aus Aluminium herausgezogen.

Die hierbei erzielte Trennleistung mit der Entformungshilfe gemäß Beispiel 2 zeigte eine Zugkraft von 15 Newton (N). Beispiel 3

In einem 1000 Liter IBC-Behälter (Intermediate Buik Container) wurden 810 kg Polyglycerin mit 180 kg Glycerin für 15 Minuten mit Hilfe einer Dissolverscheibe vollständig miteinander vermischt. Danach wurde eine Viskosität bei 20°C

(Brookfield) von 4320 mPas sowie eine biologische Abbaubarkeit, gemäß DOC- Eliminationsgrad nach DIN EN 1484-H3 in 28 Tagen, von 80% gemessen. Die Ent- formungshilfe wurde kontinuierlich auf einen Metallkern gegossen auf welchen kontinuierlich ein Schlauch aus HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk) extrudiert wurde.

Die hierbei erzielte Trennleistung mit der Entformungshilfe gemäß Beispiel 3 zeigte, dass die Produktion eines Endlosschlauches aus HNBR ohne Probleme durchgeführt werden konnte. Es konnten keine Verschmutzungen oder Anbrenner festgestellt werden.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich allein gesehen und in jeder Kombination als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.