Ein Trennmittel (auch Formtrennmittel genannt) bildet einen sehr dünnen Film zwischen der Form und dem Polyurethan (PU), sodass sich das ausgehärtete Teil sauber von der Form löst. Es wird entweder auf die Form aufgetragen oder dem PU-System zugemischt. Für Polyurethanschaum und Formteile stehen hauptsächlich wasserbasierte oder lösemittelbasierte Mittel, semipermanente Beschichtungen und interne Trennadditive zur Auswahl. Welches geeignet ist, hängt vom Teil, von der Form, vom Verfahren und davon ab, ob das Teil anschließend lackiert oder verklebt wird.
Inhalt
- 1. Was ist ein Trennmittel und wie wirkt es?
- 2. Arten von Trennmitteln für Polyurethan
- 3. Wachs, Silikon oder silikonfrei: Lackieren und Verkleben des Teils
- 4. So wählen Sie ein Trennmittel nach Verfahren aus
- 5. So tragen Sie ein Trennmittel auf
- 6. Wie oft auftragen und wie Ablagerungen reinigen
- 7. Häufige Probleme und ihre üblichen Ursachen
- 8. Sicherheit, VOC und Umwelt
- 9. Trennmittel von JiTPOL
- Häufig gestellte Fragen
1. Was ist ein Trennmittel und wie wirkt es?
Polyurethan wird auch als Klebstoff verwendet, und flüssiges Polyurethan, das an einer blanken Form aushärtet, neigt dazu, mit ihr zu verkleben. Ohne Trennschicht bleibt das Teil haften und wird beim Entnehmen abgekratzt oder zerrissen. Ein Trennmittel ist diese Trennschicht: ein dünner Film zwischen der Formoberfläche und dem Polyurethan, sodass sich das Teil am Film löst, statt zu reißen oder die Form zu beschädigen. Die Chemie des Werkstoffs selbst erklärt unser Beitrag Was ist Polyurethan?
Ein Trennmittel leistet mehr, als nur das Entformen zu ermöglichen. Die Wahl des Mittels und die Art des Auftrags beeinflussen Qualität und Gleichmäßigkeit des fertigen Teils und bestimmen mit, wie oft die Form gereinigt werden muss. Sie entscheiden auch darüber, ob sich das Teil anschließend verkleben oder beschichten lässt.
Dieser Leitfaden behandelt das Formen von Polyurethan: Weichformschaum, Integralschaum, RIM (Reaction Injection Moulding), Hartschaum- und Dekorteile sowie Paneele aus diskontinuierlichen Pressen. Schalöle für Beton und Trennmittel für andere Werkstoffe sind nicht Gegenstand dieses Leitfadens.
2. Arten von Trennmitteln für Polyurethan
Trennmittel werden nach dem Trägermedium (Lösemittel oder Wasser) und danach unterschieden, wie lange der Film hält: in jedem Zyklus verbraucht, semipermanent oder in das Polyurethan eingebaut.
| Typ | Wirkungsweise | Stärken | Zu beachten |
|---|---|---|---|
| Lösemittelbasierter Film (extern) | Wachs, Silikon oder ein anderer Wirkstoff, in einem Lösemittel gelöst. Nach dem Sprühen verdunstet das Lösemittel, und der Film bleibt. | Trocknet fast sofort. | Die meisten verwendeten Lösemittel sind brennbar und setzen VOC (flüchtige organische Verbindungen) frei; deshalb ist eine Belüftung nötig. Manche Lösemittel lassen Formen aus Silikonkautschuk quellen. |
| Wasserbasierter Film (extern) | Dieselben Arten von Wirkstoffen als Emulsion oder Dispersion in Wasser. | Weniger Bedenken hinsichtlich Gesundheit und Sicherheit: Der Träger ist Wasser, das nicht brennbar ist, und der VOC-Gehalt ist in der Regel niedriger. | Trocknet langsamer. Der Film muss vor dem Gießen vollständig trocken sein, denn Wasser reagiert mit Isocyanat und kann Blasen und Lunker verursachen. |
| Semipermanente Beschichtung (extern) | Verbindet sich mit der Formoberfläche und hält mehrere Zyklen. | Weniger Aufträge, da nicht in jedem Zyklus erneut aufgetragen werden muss. | Zum Anbinden ist eine saubere, trockene Formoberfläche nötig. Wie viele Zyklen sie hält, hängt vom Verfahren, vom Material und von der Auftragsmethode ab. |
| Internes Trennadditiv | Wird dem Polyurethan-System selbst zugesetzt. Es wandert während der Aushärtung an die Oberfläche und wirkt als Trennfilm. Wird in einigen Verfahren eingesetzt, etwa beim RIM. | Verringert, wie oft ein externes Mittel gesprüht werden muss. | Ersetzt das externe Mittel unter Umständen nicht vollständig. Es kann auch nach dem Formen weiter an die Oberfläche wandern und Grundierung, Lackierung und Verklebung beeinträchtigen. |
3. Wachs, Silikon oder silikonfrei: Lackieren und Verkleben des Teils
Unabhängig vom Trägermedium übernimmt der Wirkstoff das Trennen: Wachse, Fettsäureester, Silikone und Metallseifen sind die üblichen Familien. Sie unterscheiden sich darin, was sie auf dem Teil hinterlassen.
- Silikon: ein weit verbreiteter Trennwirkstoff, aber eine bekannte Ursache für Lackfehler. Es verteilt sich leicht über die Luft oder durch Berührung, und schon sehr kleine Mengen können Krater im Lack verursachen (Fischaugen). Das Lackieren oder Verkleben eines silikonbehafteten Teils kann daher schwierig sein.
- Wachs, Seife und andere Filme, die in jedem Zyklus verbraucht werden: Ein Teil des Films geht auf das Formteil über, was Lackierung und Haftung beeinträchtigen kann. Das Teil muss unter Umständen vor dem Beschichten gereinigt werden; befolgen Sie die Anweisungen des Lackherstellers.
- Silikonfreie Typen, die als lackierbar angeboten werden: Sie sollen nichts auf dem Teil hinterlassen, was Beschichtungen und Klebstoffe stört. Das Datenblatt sollte dies angeben; bestätigen Sie es stets mit Ihrem eigenen Lack und an Ihren eigenen Teilen.
Auswahl mit Blick auf das Lackieren. Ob ein Mittel zu Ihrem Lack oder Klebstoff passt, lässt sich an Ihren eigenen Teilen bestätigen. Wenn Sie in der Form lackieren, wird der Lack über das Trennmittel aufgetragen; deshalb sollten Trennmittel, ein gegebenenfalls verwendetes internes Additiv und der Lack gemeinsam ausgewählt werden.
4. So wählen Sie ein Trennmittel nach Verfahren aus
Ausgangspunkt sind vier Gegebenheiten: das Teil und seine Oberfläche, der Formwerkstoff, das Polyurethan-System (Hartschaum oder Weichschaum) und die weitere Behandlung des Teils. Die Tabelle zeigt allgemein, worauf es bei den einzelnen Verfahren am meisten ankommt.
| Verfahren | Worauf es am meisten ankommt |
|---|---|
| Teile aus Integralschaum (Lenkräder, Armlehnen) | Die an der Form gebildete Haut ist die sichtbare Oberfläche; Trennmittel und Art des Auftrags zeigen sich daher unmittelbar am Teil und in seiner Lackierbarkeit. |
| Weichschaum im Formverfahren (Sitze, Kopfstützen, Memory-Schaum) | Die Produktionsserien sind oft lang, und der Schaum wird meist abgedeckt; daher zählen gleichmäßiges Trennen und kurze Zyklen in der Regel mehr als Glanz. |
| Geformte Hartschaum- und Dekorteile (Gesimse, Teile in Holzoptik) | Feine Details und Maserung müssen unbeschädigt aus der Form kommen. Diese Teile werden danach oft lackiert. |
| Paneele in diskontinuierlichen Pressen (Kühlhaus- und Sandwichpaneele, Ausschäumen von Geräten und Kühlkoffern) | Der Hartschaum muss sich sauber von den Werkzeugen lösen, mit denen er in Berührung kommt, und zugleich mit den Deckschichten verbunden bleiben; deshalb kommt es darauf an, wo das Trennmittel aufgebracht wird. |
Dasselbe Verfahren kann auf verschiedenen Linien unterschiedliche Mittel erfordern; die endgültige Wahl trifft man daher am besten gemeinsam mit dem Lieferanten.
5. So tragen Sie ein Trennmittel auf
Externe Trennmittel werden auf die Formoberfläche aufgetragen, bevor das Polyurethan gegossen oder eingespritzt wird, zum Beispiel durch Sprühen. Im Allgemeinen kommt es auf drei Dinge an: eine saubere, trockene Form bei Arbeitstemperatur, ein dünner und gleichmäßiger Film (bei zu wenig Mittel bleibt das Teil haften, bei zu viel baut sich Mittel auf) und ein Film, der vor dem Gießen getrocknet ist (darin verbliebenes Wasser reagiert mit dem Isocyanat und kann Blasen und Lunker verursachen).
Wie das im Einzelnen geschieht, hängt von der Art des Mittels, von der Form und vom Verfahren ab; halten Sie sich deshalb an das Technische Datenblatt des eingesetzten Mittels. Unsere Anwendungstechnik hilft Ihnen, das passende Trennmittel auszuwählen und auf Ihrer Linie aufzutragen; siehe unsere Seite Trennmittel.
6. Wie oft auftragen und wie Ablagerungen reinigen
Wie oft? Das hängt hauptsächlich von der Art des Mittels ab. Ein Film, der in jedem Zyklus verbraucht wird (Wachs, Seife oder Ähnliches), wird je nach Produkt, Teil und Form in jedem Zyklus oder alle paar Zyklen erneuert. Eine semipermanente Beschichtung hält länger.
Was Ablagerungen sind. Trennmittel geht auf das Teil und auf die Form über. Forscher des IKV Aachen und des Fraunhofer IFAM beschreiben den Formenaufbau als Gemisch aus Polyurethan- und Trennmittelrückständen, das sich über mehrere Zyklen auf der Form ansammelt und eine regelmäßige, kostspielige Reinigung der Form erforderlich macht, besonders bei sichtbaren Oberflächen.
Reinigung. Der passende Reiniger und das passende Reinigungsintervall hängen vom Mittel, vom Formwerkstoff und vom Verfahren ab; befolgen Sie daher die Empfehlungen des Lieferanten.
7. Häufige Probleme und ihre üblichen Ursachen
Typische Probleme sind Teile, die haften bleiben oder reißen, Oberflächenfehler wie Blasen, Lunker oder Fleckigkeit, Ablagerungen auf der Form, Lack oder Klebstoff, der nicht hält, sowie Glanz oder Struktur, die von Teil zu Teil schwanken. Die üblichen Ursachen liegen an wenigen Stellen: im Trennmittel und seinem Film, in der Art des Auftrags, im Zustand der Form oder an anderer Stelle im Prozess, zum Beispiel bei Formtemperatur, Entlüftung oder Mischung.
Viele Fehler haben Ursachen, die nichts mit dem Trennmittel zu tun haben, und dasselbe Symptom kann verschiedene Ursachen haben; die Ursache lässt sich daher am besten an der Linie selbst finden. Unsere Anwendungstechnik kann sich das Mittel, seinen Auftrag, die Form und das System gemeinsam mit Ihnen ansehen.
8. Sicherheit, VOC und Umwelt
Die meisten in lösemittelbasierten Mitteln verwendeten Lösemittel sind brennbar, und diese Mittel setzen mehr VOC frei als wasserbasierte. VOC sind organische Verbindungen, die leicht verdunsten; die EU-Richtlinie über Industrieemissionen definiert sie anhand ihrer Flüchtigkeit. Sprühbereiche brauchen gute Belüftung, keine Zündquellen und Betriebsmittel, die für die jeweilige Zone geeignet sind. Wasserbasierte Mittel haben einen nicht brennbaren Träger und in der Regel weniger VOC, doch auch für sie gilt das Sicherheitsdatenblatt (SDB) des jeweiligen Produkts.
Schutz der Beschäftigten. Die EU-Richtlinie 98/24/EG stellt die Substitution an die erste Stelle, danach technische Schutzmaßnahmen und kollektive Maßnahmen wie ausreichende Lüftung und, wo sich die Exposition nicht auf andere Weise verhindern lässt, persönliche Schutzausrüstung. Die türkische Verordnung über das Arbeiten mit Chemikalien von 2013 folgt derselben Reihenfolge und sieht vor, dass die Gefährdungsbeurteilung das türkische Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten berücksichtigt. Wo brennbare Dämpfe eine explosionsfähige Atmosphäre bilden können, verlangt die Richtlinie 1999/92/EG (die ATEX-Betriebsrichtlinie) eine Zoneneinteilung und ein Explosionsschutzdokument; auch dazu gibt es in der Türkei eine Verordnung von 2013.
Emissionsvorschriften und der Trend zu wasserbasierten Mitteln. Die Richtlinie 2010/75/EU (Anhang VII) legt für aufgeführte Tätigkeiten wie das Beschichten und die Oberflächenreinigung oberhalb festgelegter Schwellenwerte des Lösemittelverbrauchs Grenzwerte für Lösemittelemissionen fest; ob eine Anlage erfasst wird, hängt von ihren Tätigkeiten und vom nationalen Recht ab. Die Sorge um Lösemittelemissionen ist ein Grund dafür, dass wasserbasierte Trennmittel für Formschaum entwickelt wurden; welcher Typ zu einer bestimmten Linie passt, hängt vom Verfahren ab.
Das Polyurethan selbst. Polyurethan-Systeme enthalten Isocyanate. In der EU verlangt die Verordnung (EU) 2020/1149 von industriellen und gewerblichen Anwendern von Produkten mit 0,1 Gewichtsprozent oder mehr Diisocyanaten, vor der Verwendung eine Schulung zu absolvieren; sie gilt seit dem 24. August 2023, und die Schulung muss mindestens alle fünf Jahre wiederholt werden. Zur gesundheitlichen Seite siehe Was ist Polyurethan?
9. Trennmittel von JiTPOL
JiTPOL ist ein Polyurethan-Systemhaus in Bursa (Türkei), und wir stellen unsere eigenen Trennmittel in wasserbasierter und lösemittelbasierter Ausführung selbst her. Sie richten sich an Hersteller von Kühlhaus- und Sandwichpaneelen auf diskontinuierlichen Pressenanlagen, von Kühlschränken und Warmwasserspeichern, von Kühlkoffern, von Formschaum für Sitze und Memory-Schaum, von Integralschaum- und RIM-Teilen sowie von Dekorteilen und Teilen in Holzoptik.
Welche Ausführung zu Ihnen passt, hängt vom Teil, von der Form und davon ab, wie Sie das Mittel auftragen; wir beginnen daher dort und helfen Ihnen, das passende Trennmittel auszuwählen und auf Ihrer Linie aufzutragen. Wenn Sie in der Form oder nach dem Entformen lackieren, sagen Sie uns das: Zu unserem Hilfsstoff-Sortiment gehören auch In-Mould-Lacke und Direktlacke auf Polyurethanbasis. Trennmittel können einzeln oder zusammen mit einem Zweikomponenten-System von JiTPOL angeboten werden, und bei geeigneten Projekten kann unsere Anwendungstechnik Ihre Linie besuchen und gemeinsam mit Ihnen Produktionsversuche durchführen. Einzelheiten und die Angebotsanfrage finden Sie auf unserer Seite Trennmittel; das Technische Datenblatt des für Ihre Linie vorgeschlagenen Mittels senden wir auf Anfrage zu.
Häufig gestellte Fragen
Sollte ich ein wasserbasiertes oder ein lösemittelbasiertes Trennmittel verwenden?
Das hängt vom Teil, von der Form, vom Verfahren und von den Vorgaben Ihres Werks ab. Lösemittelbasierte Filme trocknen fast sofort, doch die meisten verwendeten Lösemittel sind brennbar und setzen VOC frei. Bei wasserbasierten Filmen bestehen weniger Bedenken hinsichtlich Gesundheit und Sicherheit, doch sie trocknen langsamer und müssen vor dem Gießen vollständig trocken sein, weil Wasser mit Isocyanat reagiert.
Was ist ein semipermanentes Trennmittel?
Eine Beschichtung, die sich mit der Formoberfläche verbindet und über mehrere Zyklen weiter trennt, sodass sie nicht jedes Mal aufgetragen werden muss. Wie viele Zyklen sie hält, hängt vom Verfahren, vom Material und von der Auftragsmethode ab. Sie braucht eine saubere, trockene Formoberfläche, und das Datenblatt des Lieferanten beschreibt, wie sie aufgetragen und erneuert wird.
Was ist ein internes Trennmittel?
Ein Additiv, das dem Polyurethan-System zugemischt wird. Es wandert während der Aushärtung an die Oberfläche und wirkt als Trennfilm. Es wird in einigen Verfahren eingesetzt, etwa beim RIM. Es verringert, wie oft ein externes Mittel gesprüht werden muss, ersetzt es aber unter Umständen nicht; da es weiter an die Oberfläche wandern kann, ist eine Beeinträchtigung von Grundierung, Lackierung und Verklebung möglich. Testen Sie es mit Ihrem eigenen System.
Kann ich ein Teil lackieren, das mit Trennmittel hergestellt wurde?
Oft ja, aber das Trennmittel entscheidet darüber, wie einfach es ist. Trennmittelrückstände müssen vor dem Lackieren oder Verkleben oft entfernt werden, und Silikon ist selbst in sehr kleinen Mengen eine bekannte Ursache für Krater im Lack. Silikonfreie Typen, die als lackierbar angeboten werden, sollen dieses Problem vermeiden. Bestätigen Sie die Kombination aus Mittel und Lack an Ihren eigenen Teilen.
Wie oft sollte ich Trennmittel auftragen?
Das hängt hauptsächlich von der Art des Mittels ab. Ein Film, der in jedem Zyklus verbraucht wird, wird in jedem Zyklus oder alle paar Zyklen erneuert, eine semipermanente Beschichtung hält länger; wie lange, hängt von Produkt, Teil und Form ab. Mehr Mittel ist nicht besser, denn Überschuss setzt sich auf der Form ab. Das passende Intervall legt man am besten gemeinsam mit dem Lieferanten fest.
Warum bleibt mein Polyurethan-Teil in der Form haften?
In der Regel erfüllt der Trennfilm seine Aufgabe nicht: Er kann zu dünn, ungleichmäßig oder verbraucht sein, das Mittel passt möglicherweise nicht zum Polyurethan-System, oder der Zustand der Form oder des Prozesses erschwert dem Film die Wirkung. Die Ursache ist von Linie zu Linie verschieden; prüfen Sie daher zuerst das Technische Datenblatt des Mittels und sprechen Sie mit unserer Anwendungstechnik, wenn das Problem bleibt.
Ist lösemittelbasiertes Trennmittel brennbar?
In der Regel ja: Die meisten in Trennmitteln verwendeten Lösemittel sind brennbar, sodass lösemittelbasierte Mittel brennbare Dämpfe abgeben. Sprühen Sie in gut belüfteten Bereichen ohne Zündquellen, verwenden Sie für die Zone geeignete Betriebsmittel und tragen Sie die im Sicherheitsdatenblatt (SDB) genannte Schutzausrüstung. Wasserbasierte Mittel haben einen nicht brennbaren Träger, doch auch für sie gilt das SDB.
Quellen
- Wikipedia: Trennmittel
- Wikipedia: Polyurethane
- Hopmann et al., PU Magazine 6/2020 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (auf Englisch)
- Schöldgen et al., European Polyurethane Journal, September 2014 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (auf Englisch)
- Hutchinson (1987): internes Trennmittel bei PU-RIM, Benetzung durch Primer und Wärmemigration (auf Englisch)
- Thompson und Suddaby, SAE 1991: internes Trennmittel bei RIM-Polyurethan (auf Englisch)
- US-Patent 5,028,366 (Air Products, 1991): wasserbasiertes Trennmittel für Formschaum (auf Englisch)
- Abdul-Rani et al. (2005): Formtemperatur und Oberflächenstruktur des Schaums (auf Englisch)
- Lee, Park und Whitesides (2003): Lösemittel lassen Silikonkautschuk (PDMS) quellen (auf Englisch)
- National Collision Repairer (2021): Silikonverunreinigung in der Lackiererei (auf Englisch)
- HMG Paints: Kraterbildung und Fischaugen (auf Englisch)
- Richtlinie 2010/75/EU: VOC-Definition, Anhang VII
- Richtlinie 98/24/EG, Artikel 6: chemische Arbeitsstoffe
- EU-OSHA: Richtlinie 1999/92/EG, explosionsfähige Atmosphären (auf Englisch)
- Resmî Gazete 28733 (2013): Verordnung über das Arbeiten mit Chemikalien (auf Türkisch)
- Resmî Gazete 28633 (2013): Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor explosionsfähigen Atmosphären (auf Türkisch)
- Verordnung (EU) 2020/1149 der Kommission (Diisocyanate, REACH-Anhang XVII)