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Neue Farb- und Lichtschutzmittel für die Kunststoffverarbeitung |
Verpackung - Ästhetik - Design
Neue Farb- und Lichtschutzmittel für die Kunststoffverarbeitung
Ausführungen von Clemens Karg, Leiter Performance Chemicals for Plastics
22. Juni 2004, Fachpressekonferenz zur K 2004 in Ludwigshafen
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Unterschiedliche Anforderungen aller Teilnehmer entlang der Wertschöpfungskette, ein hoher Wettbewerbsdruck sowie ein schwieriges konjunkturelles Umfeld prägen den Innovationsbedarf bei Pigmenten und Lichtschutzmitteln. Sich vom Wettbewerb zu differenzieren und Kosten zu reduzieren sind deshalb zwei zentrale Ziele, wenn es darum geht Produktionsprozesse zu optimieren und neue Rohstoffe und Anwendungsgebiete voranzutreiben.
Vor diesem Hintergrund richtet die BASF ihre Forschungsaktivitäten konsequent an den Bedürfnissen der Marktteilnehmer aus. Sie entwickelt neue Produkte, die durch ihr Leistungsprofil konkrete Vorteile entlang der Wertschöpfungskette bieten und neue Anwendungen erschließen. Drei Beispiele sollen hier nun vorgestellt werden. Sie betreffen Faserextrusion, Spritzguss und Oberflächensysteme (Bild 1).
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Druckfilterwertgeprüfte Pigmente für die Faserindustrie
Mit einem Anteil von rund 30 Prozent ist die Faserindustrie der größte Abnehmer für massegefärbten Kunststoff. Pigmente erzeugen jedoch nicht nur Farbigkeit, sondern können je nach Partikelgröße, struktur und Dispergierfähigkeit den Produktionsprozess beim Faserspinnen beeinflussen. Verstopfte Filter und Faserabrisse verursachen längere Stillstandszeiten, erhöhten Ausschuss und dadurch zusätzliche Kosten (Bild 2).
Um solche Probleme zu vermeiden, war die BASF maßgeblich an der Entwicklung einer einheitlichen Messmethode für die Erfassung des Druckfilterwertes beteiligt. Diese Methode wurde kürzlich als EN 13900 5 (europäische Norm) eingeführt.
Mit dem Messverfahren kann die Eignung von Pigmenten für die Massefärbung von Fasern beschrieben werden, wenn zuvor eine geeignete Präparation hergestellt wurde. Dabei wird der Druckanstieg bei der Extrusion einer eingefärbten Kunststoffschmelze gemessen und zur eingesetzten Pigmentmenge ins Verhältnis gesetzt. Je kleiner der Druckfilterwert ist, desto besser ist das Pigment für die Spinnfärbung geeignet. Ab einem Druckfilterwert von kleiner als zwei ist ein Pigment für Fasern geeignet (Bild 3).
Die BASF hat als erster Hersteller von Pigmenten ein Portfolio aufgelegt, bei dem ein Druckfilterwert kleiner oder gleich Zwei für jedes Produkt spezifiziert und garantiert wird. Dies kommt einer Qualitätsaussage für die Faseranwendung gleich. Das Sortiment besteht aus derzeit fünf „FP-Produkten“ (FPV steht für Filter Pressure Value, also Druckfilterwert) mit den Farben Blau, Grün, Scharlach und Gelb. Diese Pigmente bieten den Kunden eine erhöhte Prozesssicherheit mit weniger Faserabrissen und entsprechend niedrigeren Herstellkosten (Bild 4).
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Verzugsarmes Blau für die Spritzgussindustrie
Spritzgegossene Kunststoffteile können sich beim Abkühlen verziehen. Organische Pigmente, vor allem Phthalocyanin-Pigmente können diesen Effekt hervorrufen.
Die BASF entwickelte deshalb eine Methode, die das Verzugsverhalten von Pigmenten misst. Sie setzt die Maße eines pigmentierten und eines unpigmentierten Spritzgussteils ins Verhältnis zur Werkzeugabmessung. Die Messungen erfolgen senkrecht zur Fließrichtung. Der so ermittelte Faktor gibt an, wie weit sich ein gefärbtes Spritzgussteil im Vergleich zu einem ungefärbten Werkstück verzieht.
Das neue Heliogen® Blau K 7104 LW (LW = Low Warping, verzugsarm) ermöglicht es, Spritzgussteile mit einem farbstarken und verzugsarmen Phthalocyanin einzufärben. Die Vorteile für die Kunden bestehen in einer erhöhten Produktionssicherheit und entsprechend niedrigeren Einfärbekosten. Zusätzlich verfügt das Pigment über alle lebensmittelrechtlich relevanten Zulassungen und ist unempfindlich gegen Veränderungen von Spritzgussparametern. Mögliche Anwendungen sind beispielsweise Flaschenkästen. Weitere verzugsarme Pigmente sind in Entwicklung (Bild 6).
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Uvinul für Automobil-Innenanwendungen
Die Gestaltung sowie die Material- und Farbauswahl für den Fahrzeuginnenraum werden beim Kauf eines Fahrzeuges immer wichtiger. Gestiegene Ansprüche an Optik, Haptik und Alterung forderten in den letzten Jahren neue Systeme. So geht der Trend bei hochwertigen Fahrzeugen weg von PVC- und TPO-Slush-Oberflächensystemen hin zu PUR-Sprühhaut- und Gießhautsystemen sowie TPU-Pulver-Slush-Systemen (Bild 7).
Durch Sonneneinstrahlung können sich Additive wie Lichtschutzmittel jedoch aus solchen Systemen lösen und auf der Windschutzscheibe innen niederschlagen. Dieser Effekt ist unter der Bezeichnung „Fogging“ bekannt. Die Automobilindustrie verlangt daher von Lichtschutzmitteln, dass sich bei Temperaturen zwischen 100 und 120 Grad Celsius innerhalb von 16 Stunden mit nicht mehr als zwei Milligramm pro Quadratmeter aus dem Armaturenbrett lösen. Langfristig soll ein Zielwert von unter einem Milligramm erreicht werden. Das Lichtschutzmittel Uvinul® 3039 von BASF besitzt eine geringe Flüchtigkeit und eine sehr gute Absorption. Es ist deshalb die aktuelle Referenz im Markt und wird bei führenden Automobilherstellern in Türverkleidungen und Instrumententafeln eingesetzt Das neu entwickelte Uvinul 3460 erreicht als erster UV-Absorber im Markt einen Foggingwert von nur 0,5 Milligramm bei gleichzeitig sehr guten Absorptionswerten. (Bild 8).
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