Umweltfreundliche Lösemittel und Reiniger

Dipl.-Ing. Holger Schlüter, Färber & Schmid GmbH, Stuttgart

Die Chemikalienverordnung REACH hat dafür gesorgt, dass in den letzten Jahren immer mehr Lösemittel und Reinigungsprodukte toxikologisch neu bewertet und eingestuft worden sind. Altbekannte und hochwirksame Stoffe wie NMP (n-Methylpyrrolidon), NEP (n-Ethylpyrrolidon) und DMF (Dimethylformamid) sind nun mit neuen Kennzeichnungen deutlich verschärft eingestuft worden. Auch für chlorierte Lösemittel wie etwa Dichlormethan (Methylenchlorid) gelten neue Verordnungen, welche den Umgang damit sehr stark reglementieren. In der Regel sind die betroffenen Unternehmen verpflichtet, mitarbeitergefährdende Produkte aus den betrieblichen Prozessen zu eliminieren und durch umwelt- und anwenderfreundliche Alternativen zu ersetzen.

Gerade bei der Verarbeitung von Polyurethan werden die bewährten Lösemittel wie NMP, NEP, DMF und Methylenchlorid immer noch in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Dabei spielen die Reinigung von Werkzeugformen bei der Herstellung von PUR-Formteilen und das Spülen von Dosierleitungen oder Misch- und Dosierköpfen in 2-Komponenten Anlagen eine wesentliche Rolle. Aber auch bei der Herstellung von Kunststofflösungen/-dispersionen und Klebstoffen sowie beim Entfernen dieser Substanzen kommen die Lösemittel zum Einsatz. Steigende technische Anforderungen, verschärfte Umweltschutzauflagen sowie Gesetzgebungen und Vorschriften verlangen nach kundenspezifischen Problemlösungen. Meistens werden die nötigen Reinigungsarbeiten manuell, unter Verwendung von Pinsel, Bürste und ähnlichem Equipment an geöffneten und vor allem beheizten Werkzeugformen oder in offenen Produktionsbehältnissen und Becken durchgeführt. Das Arbeitspersonal ist somit durch Einatmen, Geruch und möglichem Hautkontakt direkt und unmittelbar diesen Stoffen ausgesetzt. Arbeitsplatzhygienisch etwas weniger kritisch ist das Reinigen geschlossener Systeme, wie beispielsweise das Spülen von Misch- und Dosierköpfen sowie von Dosierleitungen. Trotzdem gelten auch hier die gleichen Restriktionen wie bei den „offenen“ Anwendungen. Durch die zunehmend verschärften Einstufungen und Kennzeichnungen durch REACH der etablierten Lösemittel sind mehr und mehr Anwender und Verarbeiter auf der Suche nach funktionellen Alternativen. Neben der technischen Funktion stehen meist eine geringstmögliche Giftigkeit, bestmögliche ökologische Eigenschaften sowie positive arbeitsplatzrelevante Faktoren im Vordergrund der Neuausrichtung. In den überwiegenden Fällen erfüllen die Reiniger und Löser der neuesten Generation von Färber & Schmid die oben beschriebenen Eigenschaften (Tabelle).

Tabelle-DE-95Kommerzielle Aspekte stehen in Zeiten von Kosteneinsparungen und ergebnisorientiertem Handeln in modern geführten Unternehmungen ganz klar im Focus. Umso erfreulicher ist es, dass die neu entwickelten Produkte ein vergleichbares, in einzelnen Fällen sogar ein besseres Preis-Leistungsprofil als etablierte Problemlösemittel bieten können.
 

Praxisbeispiele


Ersatz von NMP
Ein Produktionsbetrieb, der Polyurethanschaum für zahlreiche Anwendungen im Bereich Automobil sowie Polyurethan-Elastomere im Heißgießverfahren herstellt, reinigte in der Vergangenheit sämtliche Werkzeugformen als auch Schlauchleitungen und Behälter für Prepolymere mit NMP. Geht es bei der Reinigung von Werkzeugformen in der Regel um das Entfernen von Trennmittelresten, welche sich in Verbindung mit ausgehärteten Isocyanaten und Polyolen unter Druck und Temperatur bei der Formteilherstellung meistens zu hartnäckigen Ablagerungen entwickeln, so kommt es beim Spülen von Schlauchleitungen und Behältern für Prepolymer darauf an, dass das Spülmittel eine hohe Lösekraft hat, jedoch die Isocyanat-funktionellen Massen nicht zum Ausreagieren anregt. Schon lange war man auf der Suche nach Alternativen, welche nicht als reproduktionstoxisch eingestuft sind und welche die technischen Anforderungen in vergleichbarer Weise zu NMP erfüllen. Nach Schilderung der individuellen Anforderungen des Kunden wurden hier mit RESIN-Clean EXP-10/70 und RESIN-Clean EXP-10/100 zwei geeignete Produkte empfohlen. Bei RESIN-Clean EXP-10/100 handelt es sich um einen aprotischen Reiniger, welcher nicht über freie OH-Gruppen verfügt und somit ideal geeignet ist, um reaktive Vormischungen zu entfernen. Nach einem ersten Labortest wurden zeitnah Produktionsversuche unter realen Bedingungen durchgeführt. Nach erfolgreicher Testphase, Gutbefund und Freigabe werden nun mit den beiden Reinigern sämtliche Maschinen und Werkzeuge erfolgreich und zu vergleichbaren Kosten gereinigt, ohne dabei die Mitarbeiter zu gefährden.

Ersatz von NEP
Ein Hersteller von Bauteilen für den Maschinenbau, den Sonderfahrzeugbau und die Fördertechnik aus eigenen Polyurethan-Elastomer Rezepturen sowie aus Vulkollan war schon seit einiger Zeit auf der Suche nach einem geeigneten Ersatzprodukt für die Entfernung von hartnäckigen Trennmittelrückständen. Gerade beim Heißvergießen von Polyurethan-Elastomeren kommt es auf Grund der hohen Temperarturen zu sehr schwierig abzulösenden Trennmittelresten auf der Werkzeugformoberfläche. In der Vergangenheit hatte man mit einem NEP-basierten Reiniger gearbeitet. Auf Grund der Reklassifizierung von NEP durch REACH hatte der bisherige Lieferant jedoch einen neuen NEP-freien Reiniger entwickelt und diesen als Alternative angeboten. Da man die Formen generell immer nach dem Produzieren im kalten Zustand reinigt und der neue Reiniger nicht an die Leistung des alten NEP-basierten Produktes herankam, war der Ruf innerhalb des Produktions-Teams nach dem alten Produkt sehr laut. Auf Grund der unzufriedenen Situation war der Kunde sehr schnell bereit, gemeinsam mit dem Anwendungsspezialisten einige Reiniger vor Ort zu testen. Nach einigen wenigen Schnelltests wurden dann entsprechende Langzeittests durchgeführt und das Produkt für ideal geeignet befunden. Aktuell setzt man den Reiniger RESIN-Clean EXP-3/M-V2 ein, welcher gerade bei Raumtemperatur schon ein enorm hohes Lösevermögen aufzeigt. Der Kunde hat sich zum Einlegen der Werkzeugteile einen geeigneten Behälter angeschafft und lässt die Teile entsprechend über Nacht in dem Reiniger liegen.

Wenn es aus irgendwelchen Gründen einmal schnell gehen muss, so eignet sich der Reiniger auch zum effektiven manuellen Reinigen per Pinsel (Bild 1/2/3).
 

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Ersatz DMF
Ein Unternehmen, welches Dichtungen aller Art und PU-Formteile aus Vulkollan und Baytec herstellt, hatte bis vor kurzem seine Mischköpfe immer noch mit dem bedenklichen Lösemittel DMF gespült. Auf Grund toxikologischer Bedenken wurden mehrere Alternativen getestet und letztendlich fiel die Entscheidung auf das RESIN-Clean HPT-PU 05. Da sich das Spülmittel langfristig bewährt hat und kennzeichnungsfrei ist, wird nun auch eine Anlage in einem neu erstellten Gebäude an einem weiteren Standort mit dem neuen Spülmittel ausgestattet. (Bild 4)

 

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Ersatz von Methylenchlorid

Ein Anbieter von Verschleißschutzbeschichtungen aus Polyurethan im Sprühverfahren für Muldenkipper und sonstige technische Bauteile im Bereich Fördertechnik für Kies, Sand und sonstige Medien, verwendete Methylenchlorid für das Lösen von Isocyanat in einem Reparatur-Kit, welches an Kunden verschickt wird, die Schadstellen innerhalb einer Beschichtung reparieren wollen. Da sich das Geschäft mehr und mehr global ausbreitet, stand die Einstufung/Kennzeichnung von Methylenchlorid als reproduktionstoxisch dem weltweiten Versand per Flugzeug im Wege. Nach eingehender Diskussion der wesentlichen Kundenanforderungen mit dem Anwendungstechniker vor Ort beim Kunden fiel die Empfehlung auf das RESIN-Clean HPT-D1. Dieses Spezialprodukt ist kennzeichnungsfrei und gehört zu einer neuen Generation von umweltfreundlichen Lösemitteln aus der Reihe „High Performance Technology“. Nach erfolgreichen Schnelltests und sehr umfangreichen Langzeittests inklusive Haftungsstudien hat das RESIN-Clean HPT-D1 seine endgültige Freigabe erhalten und trägt nun zu einem weltweiten Erfolg des Reparatur-Kits nachhaltig bei.

Ein namhafter Hersteller von Klebstoffen aller Art hatte bisher in einigen Lösemittel basierten PU-Klebstoffen immer noch Methylenchlorid als Lösemittel im Einsatz. Da dieses Produkt nur noch in wenigen Regionen der Welt als Bestandteil von Klebstoffen zugelassen ist, hatte man sich mit Hochdruck an die Suche nach einer funktionierenden Alternativlösung gemacht. Da man über ein anderes Projekt sowieso schon in engem Kontakt stand, lag es nahe, dass man auch diese Herausforderung zufriedenstellend lösen kann. Nach dem Test des kostenlos zur Verfügung gestellten Musters wurden weitere Langzeittestreihen durchgeführt, um zu testen, ob die Umstellung auf ein umweltfreundliches Lösemittel irgendwelche produktspezifischen Nachteile mit sich bringt. Mit ELASTO-Clean L konnte ein 1:1 Ersatz für Methylenchlorid gefunden werden, welches die hohen Erwartungen des Kunden vollauf erfüllen konnte.

Individuelle Anpassung an Kundenanforderungen
Die aufgeführten Produkte aus den Praxisbeispielen und die in der Tabelle dargestellten Produkte stellen lediglich eine Auswahl diverser Möglichkeiten zum Lösen und Reinigen von PUR und anderen Kunststoffsystemen dar. Bei Bedarf können jederzeit individuelle und kundenspezifische Produkte für gezielte Anwendungen in enger Abstimmung mit dem Kunden entwickelt und hergestellt werden. Der Wettbewerbsvorteil kundenspezifischer Entwicklungsprodukte liegt in der Möglichkeit, bestimmte chemisch-physikalische Parameter frei einzustellen. Höchste Anforderungen bezüglich Toxikologie, Ökologie, Anwendungstechnik und Ökonomie können so individuell erfüllt werden. Die Leistungsfähigkeit dieser Produkte führt in vielen Fällen zu direkten Einsparungen im Gesamtprozess. Unsere Reiniger können sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen eingesetzt werden. Für sehr große Bauteile mit stehenden Werkzeugwänden, welche nicht eingelegt werden können, ist es möglich, auf verdickte (viskose) Reiniger und Löser zurückzugreifen, welche an den Bauteilen haften und somit effizient wirken können. Über den Ersatz der benannten Lösemittel hinaus können auch umweltfreundliche Alternativen zu Aceton und MEK angeboten werden.

Fazit
Aktuell werden bei der Reinigung von Anlagen und Werkzeugen bei der Polyurethanverarbeitung nach wie vor überaus kritisch eingestufte Lösemittel in großer Breite eingesetzt, da vermeintlich nicht genügend Alternativen zur Verfügung stehen, oder bei einer Umstellung gravierende Nachteile befürchtet werden. Mit den beschriebenen Produkten von Färber & Schmid stehen Ihnen praxisbewährte Reinigungs- und Lösemittel für nahezu jede Problemstellung zur Verfügung. Diese Produkte bieten Ihnen größtmöglichen Schutz und Verträglichkeit für Mitarbeiter und Umwelt.

Schlueter040Biografie
Holger Schlüter studierte an der Universität Paderborn Maschinenbau Fachrichtung Kunststofftechnik / Verfahrenstechnik. Nach seinem Abschluss war er u.a. bei der BMW Group München, Infineon Technologies AG und Ter Hell Plastics GmbH in verschiedenen Positionen tätig. Seit Januar 2015 ist Holger Schlüter als Vertriebsingenieur bei der Färber & Schmid GmbH tätig.
 

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