Kunststoff-Dia(hr)log über technische Compounds für den Mobilitätswandel 

Die Automobilbranche ist in Aufruhr und mit ihr ihre Zulieferer. Auch wenn viele Ziele für das vernetzte, automatisierte und elektrische Fahren bisher noch nicht klar sind, machten sich die Teilnehmer des 13. Kunststoff-Dia(hr)logs der Akro-Plastic bereits Gedanken über die Wege dorthin. Kunststofftechnische Fachthemen wie spezielle Anforderungen an Materialien, neue Fertigungsverfahren bis hin zu Materialprüfungen standen auf dem Programm.  

8975625 16_Goldenes Zeitalter für Ingenieure

Kunststoff-Dia(hr)log über technische Compounds für den Mobilitätswandel

Die Automobilbranche ist in Aufruhr und mit ihr ihre Zulieferer. Auch wenn viele Ziele für das vernetzte, automatisierte und elektrische Fahren bisher noch nicht klar sind, machten sich die Teilnehmer des 13. Kunststoff-Dia(hr)logs der Akro-Plastic bereits Gedanken über die Wege dorthin. Kunststofftechnische Fachthemen wie spezielle Anforderungen an Materialien, neue Fertigungsverfahren bis hin zu Materialprüfungen standen auf dem Programm.

Der technologische Wandel, vor dem die Automobilindustrie steht, ist des einen Freud, des anderen Leid. Da weder der genaue Weg zur „Mobilität der Zukunft“ noch das genaue Ziel aktuell klar sind, ergeben sich für technische Entwicklung jetzt ungeahnte Freiheiten.

Der technologische Wandel, vor dem die Automobilindustrie steht, ist des einen Freud, des anderen Leid. Während die Umsätze letztes Jahr zurückgingen, Fahrverbote und Emissionsgrenzen diskutiert werden und die Konzernobersten um den richtigen Kurs ringen, scheint für Ingenieure ein goldenes Zeitalter angebrochen zu sein. Viele neue Techniken, Verfahren und Materialien werden für autonomes Fahren und Co. gebraucht. Da weder der genaue Weg zur „Mobilität der Zukunft“ noch das genaue Ziel aktuell klar sind, ergeben sich für technische Entwicklung jetzt ungeahnte Freiheiten.

Kunststoffcompounds für technisch anspruchsvolle (Automobil-) Bauteile sind die Kernkompetenz der Akro-Plastic GmbH. Mitte Mai lud der Compoundeur daher Kunden, Partner und Interessierte zum 13. Kunststoff-Dia(hr)log an seinen Hauptsitz nach Niederzissen im Ahrtal ein.

Mit neuen und alten Herausforderungen der Mobilität gab Prof. Johann Tomforde vom Entwicklungsdienstleister Teamobility GmbH, Böblingen, und Mitentwickler des Smart-Fahrzeugs den anregenden Auftaktvortrag. Flexibel, erschwinglich, nachfrageorientiert, komfortabel und individuell müsse die Fortbewegung der Zukunft sein, so Tomforde. Energie- und ressourceneffizient sowie klimafreundlich sollen Städte und urbane Räume wachsen. Die Vielzahl an neuen Themen erfordere laut Tomforde eine grundlegend andere Produktentwicklung. Dabei komme es insbesondere auf transdisziplinäre Kollaborationen zwischen Automobilunternehmen und Anbietern ganz anderer Branchen an. Als Beispiel für ein sehr flexibles und variantenreiches Fahrzeugkonzept hat Teamobility auf der IAA2018 das emissionsarme, leichte Nutzfahrzeug Uccon vorgestellt (Bild 1). Als eine Art rollendes Chassis ermöglicht diese Entwicklung vielfältige Nutzszenarien.

Vielleicht bringen additive Fertigungsverfahren die gewünschte Flexibilität in die Produktion. Die bisherigen Knackpunkte lange Produktionszeit und damit auch hohe Kosten herkömmlicher Verfahren versprach Nicolai Lammert, Leiter Additive Verfahren bei der Yizumi Germany GmbH, Aachen, zu lösen. Mit Space A hat sein Unternehmen den herkömmlichen schneckenbasierten Extrusionsprozess mit einem 6-achsigen Industrieroboter kombiniert (siehe Kunststoffe 11/2018, S. 22). Damit können handelsübliche und auch gefüllte thermoplastische Compounds schichtweise zu dreidimensionalen Bauteilen aufgebaut werden. Dies zeigte Lammert am Beispiel eines Gehäuse-Bauteils aus PA6 CF30. Das 190 g schwere Produkt wird mit 6 g/min in insgesamt 31,6 min gefertigt. In detaillierten Rechnungen wurde deutlich, dass die berechneten Kosten pro Bauteil bei gleichen Voraussetzungen wesentlich niedriger sind als – im Vergleich – beim selektiven Lasersintern.

Gastgeber Akro-Plastic hat sich auf Kunststoffe mit hohen Festigkeiten und Glasfasergehalten, insbesondere bei Polyamiden (PA) spezialisiert. Hier hat besonders der anhaltende Engpass bei PA 66 die Kreativität freigesetzt und zu vielen Alternativen geführt. „Die Hydrolysestabilität von PA 66 ist bisher mit anderen Werkstoffen unerreicht“, erklärt Thilo Stier, Bereichsleiter Vertrieb und Innovation bei Akro. Mit Akromid Lite, einem Blend aus PA 6 oder 66 sowie Polypropylen, sei es aber gelungen, nach 1000 h bei 135 °C in einem Kühlmittel/Wasser-Gemisch eine Biegefestigkeit von über 25 MPa zu erreichen (VW-Norm TL 52682). Durch eine geringere Dichte und niedrigere Kosten sei das Compound außerdem auch in wirtschaftlicher Hinsicht sehr wettbewerbsfähig, so Stier.

Hydrolyse, Oberflächen und Polyester beim neuen Compounds im Fokus

Eine weitere Neuheit von Akro sind oberflächenmodifizierte Polyamid-Typen. Stier stellte diese Entwicklung an einem großvolumigen Batteriegehäuse für einen Traktor vor. Dafür wurde der Kristallisationspunkt des Compounds etwas verzögert, sodass die Schmelze mehr Zeit zur Verfügung hat, um eine gute und spannungsfreie Oberfläche auszubilden. Insbesondere bei hochgefüllten Compounds mit Flammschutzmitteln sowie bei Glasfasern und sehr niedrigen Polymeranteilen ist es Akro gelungen, eine niedrige Viskosität und gute Oberflächenqualität einzustellen. Beispiele dafür sind Bussitze (Bild 2), Pkw-Fahrradträger oder Bürostühle.

2018 ist Akro auch in die Compoundierung von Polyestern eingestiegen (siehe Kunststoffe 7/2017, S. 22). Hier soll insbesondere die Expertise im schonenden Einarbeiten von Fasern zum Tragen kommen, was bei Polybutylenterephthalat (PBT) und Polyetylenterephthalat (PET) schwierig ist. Glasfasergehalte von bis zu 50 % und Carbonfaseranteile von bis 40 % sollen damit möglich sein. Natürlich sind beim Einsatz von Carbonkurzfasern niedrigere Bauteilgewichte bei hohen Festigkeiten zu erreichen. Entscheidend bei den sogenannten „Precite“-Typen ist jedoch, dass die Polyester-Matrix deutlich günstiger als PA ist.

Nur selten gibt es von OEM-Vertretern derart tiefe und interessante Einblicke in aktuelle Entwicklungsthemen wie bei dem Vortrag von Niels Koch, Development Radar/Laser Sensors Automated Driving bei der Audi AG, Ingolstadt. Der Radar-Experte gab den Kunststofflern regelrechte Hausaufgaben und Wünsche hinsichtlich der zu entwickelnden Materialien mit. Sensoren sind für das automatisierte und vielleicht irgendwann autonome Fahren unerlässlich. Sie haben die Aufgabe, aus einem selbstfahrenden Fahrzeug alle umgebende Objekte inklusive deren Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und Abstände um sich herum zu erfassen. Während Kameras sehr gute zweidimensionale Bilder erzeugen können, erfassen Radar-Sensoren sehr schnell und präzise Entfernungen und Abstände (Bild 3). Man braucht sie daher mindestens vorne, hinten, rechts und links am Fahrzeug, teilweise werden sie auch seitlich eingesetzt (insgesamt acht Sensoren).

Der Radar-Sensor gibt eine elektromagnetische Welle von 77 GHz ab, die an den zu detektierenden Gegenständen reflektiert und vom Sensor wieder detektiert werden. Die zahlreichen Messfühler sollen möglichst nahtlos ins Fahrzeug integriert werden, das heißt hinter Kunststoffbauteilen wie Front- und Back-end oder Kühlergrills verschwinden. „Hinter Blech funktioniert der Radar nicht“, beschrieb Koch ein Problem dabei und ergänzt, „deswegen sind hier Kunststoffe ohne viele Zusätze gefragt.“ Insbesondere Carbonfaserverstärkungen, dicke, mehrlagige Lackschichten, Metallisierungen oder hohe Füllstoffanteile stören oder verhindern das Durchdringen der Radarwellen. Genau das charakterisiert bisher oft aber die einschlägigen Exterieurbauteile. „Ich appelliere hier an die Kreativität der Werkstoffentwickler“, so Koch. Bisher seien Kunststoffe noch in keinerlei Weise für Radarwellen qualifizierbar. Deswegen machen Koch und sein Team nicht nur Anwendungsentwicklung, sondern befassen sich auch grundlegend mit neuen Prüfmethoden. Für Kunststoffe werden neue Eigenschaften wie dielektrisches Verhalten oder Permeabilität gefragt sein. Mit rund 35 W strahlt der Sensor auch Wärme ab. Sie muss entweder abgeleitet werden oder der Sensor gekühlt werden, um die einwandfreie Funktion zu gewährleisten.

Für allgemeine Heiterkeit unter den Teilnehmern sorgten hingegen ganz alltägliche Probleme wie die Verschmutzung von Fahrzeugen oder winterliche Vereisung. Denn dadurch werden die Sensoren definitiv gestört. Auch dafür sind noch keine guten Lösungen in Sicht, „außer die Fahrzeuge werden stets gründlich gereinigt“, so Koch. Der Appell an neue Werkstoffeigenschaften bzw. Bauteilkonzepte hinsichtlich Sensortransmission kam bei vielen Teilnehmern an. So groß die Unsicherheiten durch automatisiertes, vernetztes und elektrisches Fahren auch sind – eines ist sicher: Für Ingenieure sind es goldene (Entwicklungs-) Zeiten.

Bild 1. Das Nutzfahrzeugkonzept Uccon wurde auf der IAA 2018 vorgestellt. Ein interdisziplinäres Team hat die variable Fahrzeug-Plattform entwickelt

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Bild 2. Bei hochgefüllten Compounds ist es Akro gelungen, niedrige Viskosität und gute Oberflächenqualität einzustellen. Diese Compoundtypen sind unter anderem in Bussitzen gefragt

Bild 3. Das Sensorfeld der Umfeldüberwachung des Audi A7 Sportback. Während Kameras ein sehr gutes 2D-Bild der Umgebung liefern,  sind Radar-Sensoren für die dritte Dimension, die Entfernung, zuständig

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Compound

Kunststoff Werkstoffe

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Compoundeure

Dienstleistungen

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Polyamide

Compoundieren

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

22. Altkunststofftag des bvse in Bad Neuenahr

Über 440 Teilnehmer aus elf Ländern nahmen am 22. Internationalen Kunststofftag des Fachverbands Kunststoffrecycling im bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V., Bonn, in Bad Neuenahr dieses Jahr teil – ein neuer Rekord, der die Aktualität des Themas unterstreicht.

In seiner Begrüßungsrede sah Hauptgeschäftsführer Eric Rehbock die Branche vor großen Herausforderungen, insbesondere bei der Sammlung. „Bei Störstoffgehalten von bis zu 60 % muss sich niemand über Qualitätsprobleme bei der Sortierung wundern“, kritisierte er und forderte Aufklärungskampagnen für die Bevölkerung. „Wenn man Quote und Qualität will, muss der Input anders aussehen“, hieß es kurz zuvor auch in einer Pressekonferenz anlässlich der Tagung. Allerdings bewirke auch der Druck auf die Sortieranlagen, die Quoten zu bringen, eine Verminderung der Qualität.

Um die Nachfrage nach Recyclingware zu steigern, sah bvse-Vizepräsident Herbert Snell die öffentliche Hand auch auf Bundesebene in der Pflicht: Mit „Green Procurement“, also der Beschaffung nach Umweltgesichtspunkten, könne sie einen Anschub zum Einsatz von Rezyklaten leisten, indem sie Recyclingprodukten Vorrang einräumt.

Dr. Dirk Textor, Vorsitzender des bvse-Fachverbands Kunststoffrecycling, schätzt das Aufkommen an Mischkunststoffen aus der Leichtverpackungssammlung auf 600 000 bis 750 000 t pro Jahr – der größte Mengenstrom aus der Sortierung. „Alleine mit sortenreinen Kunststoffabfällen lassen sich die Quotenvorgaben daher nicht erfüllen, solange sich das sehr wichtige ‚Design for Recycling‘ nicht durchsetzt“, so seine Folgerung. Produkte aus Mischkunststoffen spielen nach seiner Beobachtung etwa im Bau „in der gleichen Liga wie Produkte aus Holz, Beton und Stahl“ und würden dort wegen ihrer (kunst-) stoffspezifischen Vorteile eingesetzt, sodass er sich gegen die Verwendung des Begriffs „Downcycling“ in diesem Zusammenhang wandte.

Einer der Höhepunkte der Veranstaltung war die Podiumsdiskussion, auch wenn der Austausch etwas darunter litt, dass sie als Abfolge von drei paarweisen Gesprächen moderiert wurde. Nicht nur Phillip Heldt von der Verbraucherzentrale NRW nahm jedoch seine Klientel in Schutz, auch Dr. Henning Wilts vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie beklagte, dass die Konsumenten mangels klarer Kernbotschaften aus der Industrie kaum mehr zwischen ambitioniertem Recycling und Greenwashing unterscheiden könnten. Dr. Michael Scriba von mtm plastics warnte ebenfalls davor, dem Verbraucher im Umgang mit dem Plastikmüll zu viel aufzubürden. Stattdessen müsse man einerseits das Recyceln so einfach wie möglich machen, andererseits innerhalb der Branche die Hausaufgaben erledigen – da sei wahrlich genug zu tun.

Kommunikationsfreudiger Kongress: Podiumsdiskussionen belebten das Programm des Altkunststofftags in Bad Neuenahr 

News mit Bild

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Kunststoff-Recycling

Kreislaufwirtschaft

Einsatz und Wiederverwertung von TiO2 in Kunststoffprodukten

Weltweit werden jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Titandioxid hergestellt und unter anderem zu Kunststoffprodukten sowie Lacken und Farben, Lebensmitteln, Kosmetikprodukten oder Arzneimitteln zugesetzt. Nun erwägt die EU-Kommission, Titandioxid als Krebsverdachtsstoff einzustufen. Eine aktuelle Studie liefert fundierte Daten zu Einsatz und Verwertung von Titandioxid in der Kunststoffverarbeitung und beim Recycling.

Jährlich werden weltweit 4 bis 5 Mio. t Titandioxid (TiO2) hergestellt. Als Zusatzstoff wird die Substanz in zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt, unter anderem als weißes Pigment für Farbmittel und Kunststoff-Masterbatches.

Ein aktueller Vorschlag der französischen Behörde ANSES zur Einstufung von TiO2 wurde vom zuständigen Ausschuss für Risikobewertung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) [2] wie folgt bewertet: „Verdacht auf krebserzeugende Wirkung“ der Kategorie 2 beim Einatmen, dies verbunden mit entsprechenden Gefahrenhinweisen.

Vor diesem Hintergrund ermittelte das Marktforschungsunternehmen Conversio Market & Strategy GmbH, Mainaschaff, die Bedeutung von TiO2 für den Kunststoffeinsatz [1]. Zentral war dabei nicht nur die Frage nach den Konsequenzen einer Einstufung von TiO2 im Anhang VI der CLP-Richtlinie (Classification, Labelling and Packaging) für Kunststoffanwendungen, sondern auch die werkstoffliche Verwertung entsprechender Kunststoffabfälle. Daher wurde ermittelt, welche Folgen sich vor allem für das Kunststoffrecycling aus einer derartigen Einstufung ergeben könnten. Diese Studie der Conversio wurde im Auftrag der BKV GmbH und der Verbände der Kunststoffwertschöpfungskette PlasticsEurope Deutschland e.V., Verband der Mineralfarbenindustrie e. V. (VdMi), Arbeitsgemeinschaft PVC und Umwelt e. V. (AGPU), Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e. V. (GKV), Bundesverband der Deutschen Entsorgungs-, Wasser- und Rohstoffwirtschaft e. V. (BDE) sowie Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e. V. (bvse) durchgeführt.

Der Untersuchungsrahmen der Studie umfasst drei Teile: erstens den Einsatz von TiO2 in Kunststofferzeugnissen, zweitens die Kunststoffabfallmengen und Verwertung von TiO2-haltigen Kunststoffabfällen sowie drittens ein Marktinterview zur Bewertung einer eventuellen Einstufung durch wesentliche Akteure der Wertschöpfungskette, darunter Titandioxidhersteller, Masterbatchhersteller, Kunststoffverarbeiter sowie Recycler. Grundsätzlich können sich aus einer eventuellen Einstufung für Erzeugnisse einerseits und für Abfälle und deren Behandlung andererseits sehr unterschiedliche Rechtsfolgen ergeben. Dies hätte insbesondere Auswirkungen auf die werkstoffliche Verwertung dieser Abfälle. Denn Abfälle mit einem TiO2-Gehalt größer 1 % sind gemäß der o. g. Einstufung mit dem Gefahrenhinweis H351 „Kann vermutlich Krebs erzeugen“ als gefährlich zu kennzeichnen. Die Verwertungsanlagen, die heute solche Abfälle annehmen, sind in der Regel nach Baurecht genehmigt; sie dürfen jedoch gefährliche Abfälle nicht annehmen.

Die Studie untersucht einerseits, welche Mengen an TiO2 gegenwärtig in Kunststofferzeugnissen zum Einsatz kommen, und andererseits welche Abfallströme, insbesondere für Erzeugnisse mit einem TiO2-Gehalt größer 1 %, relevant sind.

Im ersten Teil der Studie stehen dabei die größten Anwendungsbereiche Verpackung und Bau im Vordergrund. Für die weiteren Abnehmerbranchen erfolgt eine summarische Betrachtung.

Im zweiten Teil werden zunächst die Anwendungsgebiete den für sie relevanten Abfallströmen zugeordnet und dann die Abfallströme hinsichtlich ihres TiO2-Gehalts quantifiziert. Hierbei werden lediglich Abfälle aus dem Post-Consumer-Bereich betrachtet (Bild 1).

In Teil drei der Studie werden einzelne Akteure hinsichtlich einer eventuellen Einstufung aus technischer Sicht bewertet.

Fachinterviews entlang  der Wertschöpfungskette

Um die eingesetzten TiO2-Mengen in der Kunststoffverarbeitung zu ermitteln, stützt sich die Untersuchung zum einen auf die verarbeiteten Kunststoffmengen, zum anderen wurden die TiO2-Konzentrationen für unterschiedliche Anwendungen bestimmt. Hierzu wurden mit wesentlichen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette rund 50 Fachinterviews geführt. Im Vordergrund standen die Anwendungsbereiche Verpackung, Bau, Fahrzeuge, Elektro-/Elektronik und Produkte für Gartenbau, Land- und Forstwirtschaft. Für die Applikationen Verpackung, Bau, Automobil und Elektro erfolgte darüber hinaus eine weitere Differenzierung in wesentliche Produktgruppen.

Die Berechnungen der Kunststoffabfallmengen und der TiO2-Gehalte wurden hinsichtlich dreier Untersuchungsebenen durchgeführt:

<ul><li>Betroffene Kunststoffabfallmengen, basierend auf Applikationen</li><li>Betroffene Kunststoffabfallmengen, basierend auf ausgewählten Abfallschlüsselnummern</li><li>Kunststoffabfallmengen, basierend auf ausgewählten Anfallorten.</li></ul>

Zur Bewertung der „Brutto“-Kunststoffabfallmengen auf Applikationsebene wurden die Berechnungen der Conversio-Studie „Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2017“ [3] zugrunde gelegt. Die Auswahl der Abfallschlüsselnummern erfolgte in Abstimmung mit der projektbegleitenden Expertengruppe. Hierbei wurden insbesondere Abfallschlüsselnummern ausgewählt, die für den Verpackungs- und Baubereich relevant sind.

TiO2-Verbrauch in Kunststoffanwendungen und -abfällen

In Deutschland wurden 2017 etwa 142 kt TiO2 in 14,37 Mio. t Kunststoffprodukten verarbeitet. Der export- und importbereinigte Verbrauch in Deutschland beläuft sich auf insgesamt circa 11,81 Mio. t Kunststoffe mit etwa 120 kt TiO2. Die verarbeitete Menge von TiO2 in Kunststoffverpackungen beläuft sich auf circa 37 kt, im Baubereich auf circa 52 kt, im Elektro- und Elektronikbereich auf circa 11 kt und für die Bereiche Fahrzeuge, Landwirtschaft und Sonstiges auf insgesamt 42 kt. (Bild 2). Die Menge an Kunststoffprodukten mit TiO2-Gehalten größer 1 % beträgt ungefähr 7 Mio. t, die Menge mit TiO2-Gehalten kleiner 1 % entsprechend etwa 7,4 Mio. t, knapp die Hälfte der in Deutschland verarbeiteten Kunststoffprodukte haben TiO2-Gehalte über einem Prozent.

In Deutschland wurden im Jahr 2017 circa 5,2 Mio. t Kunststoff-Endverbraucherabfälle erfasst und zu 99,3 % verwertet. Diese Kunststoffabfälle enthalten insgesamt circa 46 kt TiO2 (0,9 %). Im Verpackungsbereich wurden etwa 3,1 Mio. t Kunststoffabfälle verwertet, welche insgesamt ungefähr 28 kt TiO2 (0,9 %) enthalten. Dabei weist etwa die Hälfte aller Verpackungsabfälle TiO2-Gehalte größer gleich 1 % auf. Im Baubereich fallen nahezu 500 kt Kunststoffabfälle an, die einen durchschnittlichen TiO2-Gehalt von 1,1 % aufweisen (6 kt TiO2). Der überwiegende Anteil ist dabei in Profilen, vor allem in Fensterprofilen, gebunden. Die weiteren kunststoffrelevanten Abfallströme enthalten circa 14 kt TiO2, wobei die Konzentration an TiO2 in einzelnen Fällen, etwa bei weißer Ware oder Landwirtschaftsfolien, die Grenze von 1 % übersteigt (Tabelle 1).

Eine vertiefte Betrachtung der relevanten Abfälle erfolgte für die Bereiche Verpackungs- und Bauabfälle. Hierzu wurden die für Kunststoffe relevanten Abfallschlüsselnummern identifiziert und die Kunststoffgehalte bestimmt (Tabelle 2). Durch Sortierung, Trennung und Aufbereitung von Leichtverpackungen (LVP), etwa durch Aussortierung transparenter Folien, kann es punktuell zur Aufkonzentration von Kunststoffabfällen mit TiO2-Gehalten ≥1 % kommen. In den weiteren Prozessen mit Nachsortierung, Kunststoffartentrennung, Farbsortierung usw. können bestimmte sortierte Fraktionen wie beispielsweise Polyethylen (PE), Polyproylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) und Polystyrol (PS) höhere TiO2-Gehalte enthalten (1–3 %). Diese Fraktionen machen ungefähr 400 kt der LVP-Verwertung aus.

Im Baubereich fallen etwa 500 kt Kunststoffbauabfälle an. Diese enthalten circa 6 kt TiO2, davon die Hälfte in Profilen bzw. PVC-Fensterprofilen. Das Recycling von PVC-Fensterprofilen liegt mit > 60 % über den Recyclingquoten der restlichen Bauabfälle. Über 90 % aller verwerteten Kunststoffprofilabfälle weisen einen TiO2- Gehalt ≥1 % auf.

Einschätzung seitens  der Marktbeteiligten

Der dritte Teil der Studie widmet sich der Einschätzung von Marktbeteiligten im Hinblick auf die Ersetzbarkeit von TiO2 in Kunststoffanwendungen. Häufig wurde genannt, dass TiO2 in vielen Bereichen alternativlos ist. Es ist kein besser zu verarbeitendes (z. B. aufgrund des hohen Schmelzpunkts) und vor allem unkritischeres Material mit besserer Deckkraft beziehungsweise Aufhellungs- und Glanzeigenschaften bekannt. Andere Pigmente müssten in deutlich höheren Konzentrationen eingesetzt werden als TiO2 und sind schwieriger zu verarbeiten. In Kunststoffen ist Titandioxid in einer Matrix eingebettet. In der Studie etwas weniger oft genannt wurde das Argument, dass die Verarbeitung von Masterbatches mit TiO2 unproblematisch ist. Bei PVC-Fensterprofilherstellern erfolgt die Verarbeitung von TiO2 typischerweise als Pulver mit entsprechenden Schutzvorkehrungen wie Filter- und Abluftsystemen.

Sowohl in der Kunststoffverarbeitung als auch in der Abfallentsorgung, vor allem beim Recycling, werden seitens der für die Studie befragten Unternehmen massive Einschränkungen erwartet, falls TiO2 mit „Verdacht auf krebserzeugende Wirkung“ eingestuft werden sollte. Dies betrifft insbesondere etablierte Märkte des Recyclings sortierter Kunststofffraktionen aus der LVP-Sammlung sowie Kunststoffe aus Bauanwendungen, wie z. B. Fensterprofile. Dadurch wären sowohl gesetzlich geforderte Recyclingquoten betroffen als auch das freiwillige Engagement der Kunststoffindustrie zur Kreislaufwirtschaft. Alternativen zu Titandioxid gibt es nicht.

[1] Conversio Market & Strategy GmbH, Titandioxid in Kunststoffen – Analyse der Kunststoffverarbeitung, der Kunststoffabfallmengen und der Verwertung von Kunststoffabfällen in Deutschland 2017, Mainaschaff (2019)

[2] ECHA, <a href="https://www.echa.europa.eu/de/web/guest/-/titanium-dioxide-proposed-to-be-classified-as-suspected-of-causing-cancer-when-inhaled" target="_blank">Titanium dioxide proposed to be classified as suspected of causing cancer when inhaled</a>

[3] Conversio Market & Strategy GmbH, Stoffstrombild Kunststoffe Deutschland 2017, Mainaschaff (2018)

Bild 1. Im Rahmen der Studie wurden u. a. die Abfallströme hinsichtlich ihres TiO2-Gehalts qualifiziert. Lediglich Abfälle aus dem Post-Consumer-Bereich wurden betrachtet [1]

Bild 2. Titandioxid-Einsatz in der deutschen Kunststoffverarbeitung [kt] [1]

fg_BKV - Hauptartikel

Ulrich Schlotter befasst sich seit mehr als 30 Jahren in unterschiedlichen Positionen mit dem Thema Kunststoffverwertung. Auf dem Gebiet der rohstofflichen Verwertung von Kunststoffen betreute er die Großversuche bei der SVZ zur Verwertung kunststoffreicher Abfallströme aus dem technischen Bereich. Dr. Ingo Sartorius ist Geschäftsführer des Verbandes PlasticsEurope Deutschland e.V. in Frankfurt/Main. Er leitet das technische Ressort Mensch und Umwelt seit 2008.

Farbstoffe und Pigmente

Additive

Verbände, Institutionen, Messen

Farbstoffe

Umweltschutz

Den Wertstoffkreislauf digital ankurbeln  

Toolkit zur Steigerung der Einsatzquote von Sekundärkunststoffen in Entwicklung 

Um den Wiedereinsatz von Sekundärkunststoffen zu fördern, schafft ein EU-Projekt digitale Werkzeuge. Das Toolkit soll mehr Transparenz zu Verfügbarkeiten und Qualitäten von Rezyklaten herstellen. Noch können sich Unternehmen um eine Teilnahme und Unterstützung bewerben, um sich einen frühen Zugriff auf die entwickelten Tools zu sichern. 

KU_2019_07_Den Wertstoffkreislauf digital ankurbeln.pdf

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Individuelle Farbrezepturen für Polymere aller Art in technisch anspruchsvollen Anwendungen

Kunststoffe können durch Flüssigfarben, Masterbatches oder fertige Pigmentmischungen eingefärbt werden. Bei hochgefüllten technischen Compounds, etwa mit Flammschutzmitteln, Glasfasern oder Schlagzähmodifikatoren, stoßen diese Methoden jedoch an ihre Grenzen. Besonders in Elektro und Elektronik oder in Hochvoltsteckern für Elektrofahrzeuge sind helle Signalfarben gefragt. Genau darauf hat sich die Bada AG spezialisiert.

Das Einfärben von hochgefüllten technischen Compounds ist schwierig. Besonders in Elektro und Elektronik oder in Hochvoltsteckern für Elektrofahrzeuge sind aber helle Signalfarben gefragt. Genau darauf hat sich die Bada AG spezialisiert.

In technischen Anwendungen steigen und diversifizieren sich die Anforderungen an die eingesetzten Materialien immer weiter. So müssen Kunststoffe beispielsweise hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, Temperaturbeständigkeiten und Brandeigenschaften leistungsfähiger werden. Zahlreiche Additive und Zusatzstoffe modifizieren daher die Eigenschaften von Compounds. Auch Farben kommen dabei zum Einsatz. Grund dafür sind nicht nur ansprechende Gestaltungen, sondern in technischen Bereichen beispielsweise auch besondere Alleinstellungsmerkmale etwa über eine Firmenfarbe oder, ganz praktisch, die bessere optische Zuordnung von Steckerpaaren.

Die Bada AG, Bühl, ist seit über 20 Jahren auf das Einfärben komplexer Compounds spezialisiert (siehe Infokasten). Ihre eingefärbten Materialtypen sind in vielen Marktsegmenten im Einsatz, etwa in Elektro und Elektronik über Haushaltsgeräte, Medizin und Hygiene bis hin zu vielfältigen Anwendungen im Automobil und der Fahrzeugtechnik. Als Grundpolymere für farbige Compounds sind fast alle Materialien einfärbbar, unabhängig von Polymer, Füllstoffen etc. So sind weiche Werkstoffe wie die thermoplastischen Elastomere Badaflex TPE-S genauso wie Polyamidtypen (Badamid) und Polybutylenterephthalat (Badadur) bis hin zu Hochleistungskunststoffen wie PEEK (Badatech HT) in bunten Versionen erhältlich (Titelbild). Das Maßschneidern eines Kunststoffcompounds endet dabei schon lange nicht mehr nach der Zusammensetzung der Grundrezeptur. Vielmehr müssen auch Verarbeitung und spätere Anwendung immer im Blick sein. Das gilt auch für das Einfärben eines Materials. Eine richtige Farbe in der späteren Anwendung ist nicht allein durch den Einsatz von Pigmenten zu erreichen.

Füllstoffe und Verarbeitung beeinflussen Farben und anders herum

Eine anwenderspezifische Farbeinstellung beginnt zunächst mit einer individuellen Mischung von Pigmenten (Bild 1). Trotz Schwankungen in den Farben der eingesetzten Rohstoffe gewährleistet die angepasste Pigmentmischung am Schluss, dass immer die gleiche Farbe entsteht. Bei jeder produzierten Materialcharge messen die Mitarbeiter die Farbe gegen das in digitaler Form vorliegende Urmuster. Das gibt die Sicherheit, dass auch nach Jahren die Farbe noch zuverlässig passt.

Die eingesetzten Pigmente müssen sowohl für das ausgewählte Grundmaterial als auch für die entsprechenden Modifizierungen geeignet sein. Nicht nur das Rohpolymer, sondern auch fast alle weiteren Rezepturbestandteile wie Flammschutz, Glasfasern, Modifikatoren und Additive, haben eine Eigenfarbe. Eine gute Farbeinstellung berücksichtigt diese Einflüsse entsprechend. Knallig helle Farben sind dabei grundsätzlich anspruchsvoller als gedeckte Farbtöne. Gerade Hochtemperatur-Kunststoffe fordern besondere Aufmerksamkeit: Denn je höher die benötigte Verarbeitungstemperatur ist, desto wichtiger ist die Auswahl der passenden Pigmente. Bei zu geringer chemischer Stabilität der Pigmente kommt es ansonsten zu einer unerwünschten Verfärbung während der Verarbeitung. Insbesondere Verarbeitungstemperaturen oberhalb von 300 °C setzen brillanten Farben daher ihre Grenzen. Umgekehrt ist zu beachten, dass Farbpigmente die Materialeigenschaften beeinflussen. Dementsprechend sind die mechanischen Eigenschaften und vor allem die Brandeigenschaften von eingefärbten Typen zu überprüfen.

Praxisbeispiel: Elektrogehäuse  in Enzianblau

Anwendungen in der Elektro- und Elektronikindustrie sind hinsichtlich ihrer Farben sehr speziell. Hier haben Farben in der Praxis wichtige Funktionen, etwa für die richtige Elektro-Installation oder als Warnung vor hohen Stromstärken. Für eine reibungslose Zulassung elektronischer Baugruppen wird von den eingesetzten Kunststoffen meist eine UL-Listung („yellow card“) gefordert. Diese Listung ist normalerweise nur gültig, wenn bei der Verarbeitung keine Zusätze zum Kunststoff-Granulat hinzugefügt werden. Somit ist ein Einfärben mittels Farb-Masterbatch an der Spritzgießmaschine nicht möglich. Durch den Einsatz durchgefärbter Materialien mit einer „All Colors“-Listung können trotzdem farbige Teile hergestellt werden. Denn bei diesen Materialien wird die Flammklasse bei jeder Produktionscharge vom Hersteller im Labor geprüft.

Aufgrund der meist geforderten UL-Listung ist ein Einfärben mittels Masterbatch an der Spritzgießmaschine oft nicht möglich. Bada bietet hierfür die nach Kundenvorgabe eingefärbten Flammschutz-Compounds mit UL-Listung nach UL94-V0 an:

<ul><li> Badamid UL A703 GF20 bis GF35 FR HF HH</li><li> Badamid C70 FR HF HH</li><li> Badamid BA70 FR HF HH</li><li> Badamid B80 FR HF HHC</li><li> Badalac UL ABS 30 FR01</li><li> Badaflex UL TPE-S 40A bis 90A FR01</li></ul>

Der konkrete Weg einer Farbeinstellung wird im Folgenden am Gehäuse eines Hauptschalters aus dem Polyamid Badamid UL A703 GF20 FR HF demonstriert (Bild 2). Dabei sollte der Farbton Enzianblau 406 eingestellt werden. Aufgrund der vom Kunden genannten Anforderungen (Halogenfreiheit, Flammklasse UL94-V0 ab 0,8 mm Wandstärke, Kriechstromfestigkeit: CTI 600 V, Glühdraht: GWIT 750 °C und GWFI 960 °C, Temperatur-Indices: RTI elec und RTI str mindestens 120 °C, Zug-E-Modul von mindestens 6000 MPa) fiel die Wahl auf das UL-gelistete Badamid UL A703 GF20 FR HF. Dieser Werkstoff ist ein flammgeschütztes PA 66 mit 20 % Glasfaserverstärkung. Entsprechend der Farbvorlage vom Kunden wurde intern eine Farbrezeptur für Enzianblau erstellt (Bild 3). Nur mit viel Know-how ist aus den über 100 Pigmenten die richtige Kombination zu finden, damit die Farbe auch am fertigen Bauteil der Vorgabe entspricht. Im nächsten Schritt werden Probemischungen aus Grundmaterial und den ausgewählten Pigmenten erstellt sowie auf dem Laborextruder zu eingefärbtem Granulat verarbeitet. Daraus werden Musterplatten spritzgegossen, die im Farbmessgerät eingelesen und mit der Farbvorlage verglichen werden. Mögliche Farbabweichungen korrigieren die Mitarbeiter durch Rezepturanpassungen.

Probemischungen, die farblich korrekt sind, werden im Labor hinsichtlich der mechanischen, chemischen und Brand-Eigenschaften geprüft. Wenn auch diese Eigenschaften den Vorgaben entsprechen, bekommt der Verarbeiter diese Compound-Mischung für Versuche an den Bauteilen. Passt die Farbe der Mustermenge, so kann diese freigegeben werden. Andernfalls wird die Farbrezeptur entsprechend variiert und der Kreislauf aus Pigmentmischung, Musterplatten und Farbmessungen intern erneut gestartet. Da Farbe und Oberfläche von Bauteilen auch durch die Verarbeitung beeinflusst werden, bietet Bada auch eine technische Unterstützung vor Ort an. So sind gemeinsam mit dem Verarbeiter Prozessparameter an der Spritzgießmaschine anpassbar. Beim Elektronik-Bauteil aus Badamid UL A703 GF20 FR HF enzianblau 406 konnten damit Maßhaltigkeit, Oberflächengüte und Farbe deutlich verbessert werden. Der Kunde gab das Material nach anschließender Prüfung der relevanten Eigenschaften frei.

Helle Farben, auch in technischen  Automobil-Bauteilen

Ein weiteres Segment mit einer großen Variation an Farben ist die Automobilindustrie. Gerade an Kunststoffbauteile im Automobilinnenraum werden sehr hohe Ansprüche gestellt. Die Materialien wie Badamid B70 GF30 H UV (PA 6 mit 30 % Glasfasern), Badalac ABS 20 HH (hochwärmeformbeständiges ABS) und Badalac ASA/PC 120 H UV AS (antistatisch ausgerüstetes ASA+PC-Blend) sind in diesem Bereich im Serieneinsatz. Bei den Farben handelt es sich dabei meist um Varianten von Schwarz, Grau, Braun und Beige, oft in Kombination mit Chrom-Optik. Für einen guten Eindruck vom Innenraum müssen die Farben von nebeneinander verbauten Bauteilen zusammenpassen. Das ist vor allem dann besonders anspruchsvoll, wenn diese aus unterschiedlichen Grundpolymeren und/oder Füllstoffen bestehen. Durch entsprechende farbliche Anpassung der verschiedenen Materialien wird die entstehende Metamerie ausgeglichen und ein optisch gleicher Farbton erreicht. Dies kann auch bei 2K-Anwendungen mit Hart-/WeichKombinationen erreicht werden.

Immer wieder fragen Kunden nach hellen, bunten, knalligen Farben wie Gelb, Orange und Rot. Über die Auswahl des entsprechenden Kunststoffs sind dabei Oberflächen von matt bis hochglänzend realisierbar. Basierend auf transparenten Polymertypen wie Badamid PPA H UV, Badamid PPA/PA 66 S2 und Badaflex TPE-O 90A 5546 UV sind Tiefeneffekte wie zum Beispiel Klavierlack-Schwarz zu erreichen. Dabei ist die Farbpalette aber nicht auf Schwarz beschränkt, grundsätzlich ist das ganze Spektrum an Farben möglich. Als transparente Einstellungen leisten diese Typen ihren Beitrag in der Verteilung von Licht im Innenraum.

Durch die Elektromobilität wird im Automobilbereich inzwischen das „Hochvolt Orange“ (ähnlich RAL2003) eine neue Herausforderung. Da der Motor von Elektro-Fahrzeugen mit bis zu 600 V oder bald bis 1000 V Wechselspannung betrieben wird, ist die Kennzeichnung der entsprechenden Komponenten durch die Warnfarbe Orange in Hybrid- und Elektroautos Pflicht. Von Bada sind in RAL 2003 bereits die Materialien Badamid UL A703 GF30 FR HF und Badamid B80 GF15 FR HF lieferbar. Weitere Typen werden folgen.

Bild 1. Damit die Compounds trotz Additiven und Verarbeitungseinflüssen in der späteren Anwendung die richtigen Farben haben, werden individuelle Pigmentmischungen angesetzt. Standardmäßige Farb-Masterbatches sind dafür nicht präzise genug

Bild 2. Für ein Gehäuse von Elektroschaltern, die vor allem im Bereich des Maschinenbaus zum Einsatz kommen, wurde in einem flammgeschützten Polyamid 66 mit 20 % Glasfaserverstärkung der Farbton Enzianblau 406 eingestellt 

Bild 3. Die Farbe Enzianblau wird aus den im Bild gezeigten verschiedenen Pigmenten abgemischt

Ausschnitt aus dem „Farbschatz“. Dabei handelt es sich um die Sammlung der Musterplatten aller bisher eingestellten Farben

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Christian Attig ist in der anwendungstechnischen Marktentwicklung der Bada AG, Bühl, tätig; <a href="mailto:attig@bada.de">attig@bada.de</a>

Seit 1998 fertigt die Bada AG, Bühl, hochwertige technische Thermoplaste und thermoplastische Elastomere für unterschiedliche Branchen wie Automobil, Elektronik, Sport und Freizeit, Bau, Möbelherstellung, Medizintechnik und Haushaltswaren. Die 175 Mitarbeiter entwickeln mit modernen Produktionsverfahren und effizienten Abläufen Compounds mit anwendungsspezifischen Eigenschaften. Kürzlich wurde in eine neue, moderne Extrusionslinie investiert, die mit ihrem flexiblen Aufbau besonders für die Compoundierung von Spezialitäten geeignet ist. Die maßgeschneiderten Werkstoffe werden durch das große Vertriebsnetz auf kurzen Wegen in die ganze Welt geliefert. 2005 eröffnete in Spanien die Niederlassung Bada Hispanaplast S.A, Huesca. Gemeinsam erwirtschaften die beiden Unternehmen einen Umsatz von 90 Mio. EUR pro Jahr.

Masterbatches

Additiv-Konzentrate

VDMA-Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen erwartet „spürbare Eintrübung“

Nach zehn Jahren Marktwachstum ist nun der Wendepunkt erreicht: Die gesunkenen Auftragseingänge läuten den lange befürchteten Abschwung ein, und die Kunststoff- und Gummimaschinenbauer stehen vor einem schmerzhaften Einschnitt.

Die Wolken hängen tiefer“, kommentierte Ulrich Reifenhäuser, Vorsitzender des Fachverbands Kunststoff- und Gummimaschinen im VDMA, Mitte Juni auf der Jahrestagung seines Fachverbands in Stuttgart die Eintrübung des Wirtschaftsklimas. Natürlich sei die Wende lange erwartet worden, doch sie könnte aufgrund von vier Einflüssen gravierender ausfallen als nach normalen Zyklen: Erstens dauert der Aufschwung schon ungewöhnlich lange, zweitens fehlen seit Monaten Impulse aus dem Automobilsektor, und es bleiben drittens aufgrund einer „sehr negativen Berichterstattung über Kunststoffe“ inzwischen Aufträge aus. Zu alledem „trumpelt es in der Welt gewaltig“, wie Reifenhäuser ausführte – neben dem dadurch ausgelösten Protektionismus machen auch noch negative Einflüsse wie der Brexit und eine „fürchterliche“ Währungsentwicklung in der Türkei zu schaffen. In Summe lassen die vielen Unsicherheiten in den Abnehmerbranchen sowie Unwägbarkeiten auf dem Weltmarkt ein schwieriges Jahr mit einem Umsatzrückgang von „mindestens zehn Prozent“ erwarten.

Dass geopolitisch viel auf dem Spiel steht, machte Dr. Frank Stieler deutlich. Nach Ansicht des CEO der KraussMaffei Group GmbH, München, könnte der Versuch des amerikanischen Präsidenten, China mit dem Huawei-Hebel auch technologisch niederzuringen, dazu führen, dass das Reich der Mitte den Protektionsspieß umzudrehen versucht. Das wiederum würde die Gefahr einer Aufteilung der Welt in zwei technologische Einflusssphären heraufbeschwören. Unternehmen könnten dann de facto nur noch eines der beiden Lager beliefern – ähnlich wie auf Druck der USA derzeit Geschäftsbeziehungen zum Iran eine rote Line vorgeben.

Die Gefahr, dass dieses brisante Szenario mit einem drastisch verringerten Marktvolumen für die Unternehmen eintritt, muss hierzulande schon deshalb aufrütteln, weil China als Absatzland für Deutschland 2018 unübertroffen war: Dorthin lieferten die Branchenunternehmen Kunststoff- und Gummimaschinen im Wert von 853 Mio. EUR (+19 %) – noch nie zuvor wurden aus Deutschland so viele Maschinen in ein einzelnes Land exportiert. Neben den Exporten wurden außerdem für rund eine halbe Milliarde Euro Kunststoff- und Gummimaschinen von VDMA-Firmen vor Ort gefertigt. Dadurch ist China der mit Abstand wichtigste Gesamtmarkt.

Die USA landeten nach drei Jahren an der Spitze 2018 auf Platz 2 der wichtigsten Absatzländer. Mit einem Gesamtwert von 820 Mio. EUR wurden dorthin 3 % weniger Kunststoff- und Gummimaschinen exportiert als noch im Jahr 2017.

Der Rückgang bei Aufträgen und Umsatz hatte bereits im vierten Quartal 2018 begonnen und den Automobilsektor stärker erfasst als andere Absatzmärkte. Andreas Lichtenauer, Managing Director & Partner der Kautex Maschinenbau GmbH, Bonn, wies darauf hin, dass der Handelskrieg mit den USA in China allein durch den dort sinkenden Konsum und die Anhebung des Abgasstandards 2019 zu einem Rückgang der Nachfrage um etwa 2 Mio. Fahrzeuge führen könnte.

„Aber auch im Verpackungssektor wird der Einsatz von Kunststoffen immer stärker hinterfragt“, ergänzte Thorsten Kühmann, Geschäftsführer des Fachverbands. „Hier schlägt das schlechte Image, das dem Kunststoff heute anhaftet, voll durch.“ Dem konnte sich Peter Steinbeck, Vorstand (CSO) der Windmöller & Hölscher Gruppe, Lengerich, nicht verschließen: Obwohl auch sein schwerpunktmäßig im Markt der flexiblen Verpackung aus Kunststoff und Papier tätiges Unternehmen in den letzten Monaten aus konjunkturellen Gründen „den Peak beim Auftragseingang überschritten“ habe, machte ihm nach eigenen Worten erst der Austausch mit anderen Vorständen bei der Jahrestagung das aktuelle Ausmaß der durch die Umweltdiskussion verursachten Rückgänge im Sektor für feste Kunststoffverpackungen deutlich.

Rühmliche und nicht unerwartete Ausnahme bei der nachlassenden Umsatzentwicklung ist die Recyclingbranche, die sich weiterhin hoher Nachfrage erfreut, wie anwesende Firmenvertreter bestätigten. Kein Wunder: Gerade multinationale Hersteller von Markenprodukten fragen heute immer mehr nach dem Einsatz von Rezyklaten in Verpackungen.

Der Blick geht – erst recht – nach vorn

Die Tatsache, dass nun wohl erstmals zweistellige Umsatzrückgänge ins Haus stehen, ließ die in Stuttgart versammelten Unternehmenslenker allerdings nicht in Depression verfallen, auch wenn der eine oder andere Betrieb in der Branche Instrumente bis hin zur Kurzarbeit schon sehr konkret ins Visier nimmt. Das Gebot der Stunde seien aber Neuentwicklungen, schließlich lebe der Maschinenbau vom Technologiewechsel. So läuft bei der Firma Kautex, die im Frühjahr Entlassungen melden [1] musste, ein Projekt, das Lkw-Drucktanks aus Stahl oder Aluminium in der Serie durch solche mit Faserverbundmaterialien ersetzen soll. Und natürlich haben viele Maschinenhersteller derzeit im Hinblick auf die anstehende Messe in Düsseldorf Innovationspfeile im Köcher. „Die K 2019 kommt genau zur richtigen Zeit“, war auf dem Treffen denn auch zu hören. Angesichts des Wetterleuchtens am Konjunkturhimmel immerhin ein Mut machendes Mantra.

[1] <a href="https://www.kunststoffe.de/news/unternehmen/artikel/bonner-kunststoffmaschinenhersteller-muss-entlassen-8113895.html" target="_blank">Bonner Kunststoffmaschinenhersteller muss entlassen</a>, auf Kunststoffe.de veröffentlichte Meldung

„Die geschäftliche Großwetterlage könnte ungemütlicher werden“, so Ulrich Reifenhäuser, Vorsitzender des Fachverbands Kunststoff- und Gummimaschinen im VDMA, vor den Umsatzahlen, die die Trendwende verdeutlichen

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Detaillierteres Zahlenmaterial des Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen im VDMA von Juni 2019 finden Sie <a href="https://www.kunststoffe.de/news/markt-und-wirtschaft/artikel/2019-mindestens-10-prozent-umsatzrueckgang-8837306.html" target="_blank">hier</a>

Maschinenbau allgemein

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Logistik

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8976494 97_Vorschau

Metallsubstitutionen gibt es nicht nur im Automobilbau, sondern auch in der Entsorgungstechnik. Vor etwa zehn Jahren bestanden die Filter- und Befestigungselemente einer Anlage zur Abwasseraufbereitung komplett aus Metall. In einer langjährigen Kooperation zwischen der Huber SE, Berching, und der RF Plast GmbH, Gunzenhausen, sank der Metallanteil kontinuierlich. Gleichzeitig ließen sich sowohl die Kostenstruktur als auch die Produktionszeit und der Montageaufwand deutlich verbessern. 

Ursprünglich (Bild oben links) bestanden die Filterelemente noch vollständig aus Edelstahl. Zwischenzeitlich wurden in einem mehrstufigen Prozess Polypropylen und danach eine Dichtung aus TPE (thermoplastischem Elastomer) auf einen Metall‧einleger gespritzt und anschließend das Filtergewebe aufgebracht (rechts). Inzwischen sind auch die Metalleinleger durch Pendants aus Kunststoff ersetzt, und der Fügeprozess für das Filtergewebe wurde verbessert. Ergebnis: Die Kosten betragen nur noch rund die Hälfte, und die Produktion verläuft um etwa 70 Prozent schneller. 

KU_2019_07_Polymere Ersatzkonstruktion.pdf

8976502 98_Blickfang

Thermoplastische Sandwichstrukturen für Großserienanwendungen 

Hybride Leichtbaustrukturen aus faserverstärkten Thermoplasten bieten neben sehr guten mechanischen Eigenschaften und ihrer Eignung zum Recyceln vor allem die Möglichkeit zur automatisierten großserientaug¿lichen Fertigung. Im Rahmen des Forschungsprojekts ReLei ist es gelungen, neue Werkzeug- und Prozesstechnologien zu entwickeln, mit denen komplex geformte Sandwichbauteile in einem effizienten Kombinationsprozess hergestellt werden können. 

Dr.-Ing. Gabriele Gorbach
Dipl.-Ing. (FH), MBA Eugen Kübler
M.Sc Anna-Carin Föhner
Dipl.-Ing. (BA) Claudia Daberger
Prof. Dr.-Ing. Maik Gude
Dipl.-Ing. Jan Luft 
Dipl.-Ing. Juliane Troschitz
Dr.-Ing. Michael Krahl 

8976213 38_Mit kleinen Blasen groß rauskommen

Die Moulding Expo entwickelt sich zum Branchen- und Ideenmarktplatz 

In der dritten Auflage zieht die Fachmesse trotz leicht rückläufiger Aussteller- und Besucherzahlen eine positive Bilanz. Wer da war, dürfte sein Kommen nicht bereut haben, der Fundus an großen technischen wie auch kleinen Detaillösungen war mehr als ansprechend. Zudem gab es die Premiere eines Gastspiels für Kunststoffverarbeiter. 

8976301 48_Sensorbestückte Alleskönner

Fertigungsfreiheit zur Topologieoptimierung genutzt 

Toolcraft entwickelt 3D-gedrucktes Spritzgießwerkzeug 

Die Möglichkeiten des 3D-Drucks in Metall erlauben es, Spritzgießformen vollkommen neu zu denken. Dies zeigt sich am Beispiel eines Werkzeugs, mit dem Kunststoffteile für die optische Industrie produziert werden. Ergebnis des Entwicklungsprozesses ist ein topologieoptimiertes Werkzeug, das nicht nur leichter herzustellen ist, sondern auch in der Produktion der Kunststoffteile erhebliche Verbesserungen bringt. 

KU_2019_07_Fertigungsfreiheit zur Topologieoptimierung genutzt.pdf

8976337 55_Fertigungsfreiheit zur Topologieoptimierung genutzt

Schmelzedrucksensoren können Anlagen bei der Extrusion notfalls automatisiert abschalten 

Drücke von bis zu etwa 1000¿bar bauen Extruder während des Betriebs an der Schneckenspitze auf. Füllmedienfreie Massedrucksensoren, die bei Überdruck die überwachte Anlage selbsttätig abschalten, sorgen dafür, dass die Sicherheit gewährleistet ist und die Qualität der Produkte stimmt.  

KU_2019_07_Explosionsgefahr gebannt.pdf

8976391 64_Explosionsgefahr gebannt

Mit automatischer Stichprobenkontrolle kombinierter Leuchttisch für Offline-Inspektion 

Systeme zur Stichproben- oder Wareneingangskontrolle liefern Materialherstellern und -verarbeitern zentrale Informationen über Kontaminationen und eigene Herstellprozesse. 

KU_2019_07_Verunreinigungen automatisch finden.pdf

8976414 67_Verunreinigungen automatisch finden

Individuelle Farbrezepturen für Polymere aller Art in technisch anspruchsvollen Anwendungen 

Kunststoffe können durch Flüssigfarben, Masterbatches oder fertige Pigmentmischungen eingefärbt werden. Bei hochgefüllten technischen Compounds, etwa mit Flammschutzmitteln, Glasfasern oder Schlagzähmodifikatoren, stoßen diese Methoden jedoch an ihre Grenzen. Besonders in Elektro und Elektronik oder in Hochvoltsteckern für Elektrofahrzeuge sind helle Signalfarben gefragt. Genau darauf hat sich die Bada AG spezialisiert. 

KU_2019_07_Farbe in wichtiger Funktion.pdf

8975705 26_Farbe in wichtiger Funktion

VDMA-Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen erwartet ¿spürbare Eintrübung¿ 

Nach zehn Jahren Marktwachstum ist nun der Wendepunkt erreicht: Die gesunkenen Auftragseingänge läuten den lange befürchteten Abschwung ein, und die Kunststoff- und Gummimaschinenbauer stehen vor einem schmerzhaften Einschnitt.  

Detaillierteres Zahlenmaterial des Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen im VDMA von Juni 2019:  

KU_2019_07_Dunkle Wolken am Konjunkturhimmel.pdf

8975660 20_Dunkle Wolken am Konjunkturhimmel

Einsatz und Wiederverwertung von TiO2 in Kunststoffprodukten 

Weltweit werden jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Titandioxid hergestellt und unter anderem zu Kunststoffprodukten sowie Lacken und Farben, Lebensmitteln, Kosmetikprodukten oder Arzneimitteln zugesetzt. Nun erwägt die EU-Kommission, Titandioxid als Krebsverdachtsstoff einzustufen. Eine aktuelle Studie liefert fundierte Daten zu Einsatz und Verwertung von Titandioxid in der Kunststoffverarbeitung und beim Recycling.  

[1] Conversio Market & Strategy GmbH, Titandioxid in Kunststoffen – Analyse der Kunststoffverarbeitung, der Kunststoffabfallmengen und der Verwertung von Kunststoffabfällen in Deutschland 2017, Mainaschaff (2019) 

[2] ECHA, Titanium dioxide proposed to be classified as suspected of causing cancer when inhaled, https://www.echa.europa.eu/de/web/guest/-/titanium-dioxide-proposed-to-be-classified-as-suspected-of-causing-cancer-when-inhaled 

[3] Conversio Market & Strategy GmbH, Stoffstrombild Kunststoffe Deutschland 2017, Mainaschaff (2018) 

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8975694 22_Alternativloses Additiv

Transparente Kunststoffe mit dezenter Veredlung 

Masterbatches Lifopal mit Frosteffekt und Lichtdiffusor 

LEDs können immer kostengünstiger und platzsparender verbaut werden. Deswegen werden sie in Fahrzeugen oder Konsumgütern auch als ästhetisches Designelement verwendet. Neben der reinen Beleuchtung sind mittlerweile auch verschiedene Effekte und Funktionen integrierbar, wie ein lichtstreuendes Masterbatch zeigt. 

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Tutorials direkt am Bedienpanel der Spritzgießmaschine 

Mit steigender Prozessintegration und höherem Automatisierungsgrad nimmt die Komplexität der Spritzgießprozesse zu. Damit steigen auch die Anforderungen an die Steuerungstechnik. Je übersichtlicher, komfortabler und intuitiver die Steuerung für den Bediener ist, desto sicherer und effizienter können auch große Produk¿tionsanlagen und Fertigungszellen, die unterschiedliche Technologien kombinieren, bedient werden. Mit direkt in die Steuerung der Spritzgießmaschinen integrierten Tutorials geht Engel jetzt noch einen Schritt weiter. 

Hannes Fritz
Johann Voggeneder
Julia Gaßner 
Dr. Gerhard Dimmler 

KU_2019_07_Komplexe Prozesse einfach steuern.pdf

8976136 34_Komplexe Prozesse einfach steuern

Zielgenaue Ausleuchtung mit hochtransparentem Silikon 

Spritzgießspezialist und Lichtdesigner entwickeln gemeinsam Bauteil für LED-Lampen 