Martin Bastian
Einfärben von Kunststoffen
Produktanforderungen - Verfahrenstechnik - Prüfmethodik
Vorwort
6
Inhaltsverzeichnis
8
1 Motivation, Zielsetzung sowie Bedeutung von Kunststoffen und der Farbe
12
1.1 Motivation und Zielsetzung
12
1.2 Bedeutung von Kunststoffen und Additiven
14
1.3 Bedeutung der Farbe für Kunststofferzeugnisse
18
1.4 Allgemeine Entwicklungstrends und ihre Folgen
21
2 Wahrnehmung von Farbe
26
2.1 Allgemeines zur Wahrnehmung von Farbe
26
2.2 Physiologische Grundlagen
28
2.3 Psychologische Grundlagen
33
2.4 Physikalische Grundlagen
35
2.4.1 Grundlagen zur Lichtstrahlung sowie zur additiven und subtraktivenFarbmischung
35
2.4.2 Reflexion, Brechung, Absorption, Transmission und Emission
40
3 Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von Erzeugnissen
46
3.1 Allgemeines zum Bewerten bzw. Prüfen von Farbe
47
3.1.1 Farbvorlagesysteme zur Farbauswahl und Festlegung von Farbstandards
48
3.2 Lichtquelle, Lichtart, Normlichtart und Metamerie
50
3.3 Beobachter
54
3.4 Objekt
56
3.5 Farbsystem (Farbraum)
57
3.6 Farbdifferenz und Farbtoleranz
62
3.7 Prüfen der Farbe
64
3.7.1 Farbmessgeräte für flächige Proben
67
3.7.2 Farbmessgeräte für Schüttgüter
70
3.8 Glanz, Haze, Orange Peel und Transparenz
74
3.9 Qualitätssicherung
79
4 Farbmittel für Polymere
84
4.1 Allgemeines zu Farbmitteln
84
4.1.1 Einteilung von Farbmitteln, Colour-Index
85
4.1.2 Charakterisierung von Farbmitteln, Farbstärke und Farbtiefe
87
4.2 Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen
90
4.2.1 Technologische Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen
92
4.2.2 Gesetzliche Anforderungen an Farbmittel
103
4.3 Farbentstehung
108
4.4 Prinzipielle Eigenschaften der Farbmittel
110
4.5 Prinzipielle Eigenschaften der Farbstoffe
112
4.6 Prinzipielle Eigenschaften der Pigmente
113
4.6.1 Organische Pigmente
121
4.6.2 Anorganische Pigmente
123
4.6.3 Anorganische Effektpigmente
127
5 Alterung von Polymeren
142
5.1 Allgemeines zur Alterung
142
5.1.1 Einflussfaktoren auf die Alterung und Reaktionsmechanismen
147
5.2 Prüfkriterien zur Alterung bezüglich Aussehen und Oberflächeneigenschaften
161
5.3 Prüfung der Alterung durch Freibewitterung
166
5.4 Prüfung der Alterung durch künstliche Bewitterung
168
5.5 Frei-/Gerätebewitterung/Korrelation und Zeitraffung
173
6 Farbrezepturfestlegung beim Einfärben von Polymeren
176
6.1 Allgemeines zur Farbrezepturfestlegung
176
6.2 Farbrezepturberechnung
178
6.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise zur Farbrezepturberechnung
178
6.2.2 Theorie des optischen Strahlungstransports
179
6.2.3 Ermittlung der optischen Konstanten
185
6.2.4 Verfahren zur Berechnung und zur Korrektur von Farbrezepturen
188
7 Grundlagen zum Mischen
194
7.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen
196
7.2 Distributives Mischen
203
7.2.1 Längsmischen
203
7.2.2 Quermischen
208
7.3 Dispergieren von Pigmenten
210
7.4 Flüssig/Flüssig-Mischen
225
8 Prinzipielles zum Einfärben von Polymeren
226
8.1 Allgemeines zum Einfärben von Polymeren
226
8.1.1 Farbmitteleinsatz
228
8.1.2 Materialbedingte Einflüsse auf das Erscheinungsbild
229
8.1.3 Verfahrens- und prozessspezifische Einflüsse auf das Erscheinungsbild
236
8.1.4 Mögliche Verarbeitungsfehler
238
8.2 Einfärben mit Pulverpigmenten, Masterbatch- oder Monokonzentratfertigung
241
8.3 Einfärben von Polymeren mit Masterbatches oder Monokonzentraten
246
8.4 Einfärben von Polymeren mit Flüssigfarben
252
8.5 Vergleich verschiedener Möglichkeiten zum Selbsteinfärben
254
8.5.1 Einfärbestrategie: „Rundumversorgung aus einer Hand“
257
8.5.2 Einfärbestrategie: „Alles in eigener Regie“
259
8.5.3 Einfärbestrategie: „Alles von diversen Lieferanten besorgen“
261
8.6 Nachträgliches Einfärben von Kunststoffbauteilen
262
9 Anlagentechnik zum Einfärben von Polymeren
264
9.1 Allgemeines zum Compoundieren
264
9.2 Anlagenaufbau und Prozessschritte beim Einfärben
266
9.3 Compoundiermaschinen zum Einfärben
273
9.3.1 Einschneckenextruder (bzw. Spritzgießmaschinen)
275
9.3.2 Gleichdrall-Doppelschneckenextruder
280
9.3.3 Gegendrall-Doppelschneckenextruder
308
9.3.4 Ko-Kneter
324
9.3.5 Ringextruder
335
9.3.6 Planetwalzenextruder
341
10 Ersatzgrößen zur Bewertung eingefärbter Produkte
348
10.1 Druckfiltertest nach DIN EN 13 900-5
350
10.2 Vermessung/Bewertung von Blas- oder Flachfolien
356
11 Technologische Entwicklungstendenzen
358
11.1 Anlagenkonzept zur schnellen Optimierung des Einfärbens von Polymerenmit dem Online-Druckfiltertest
359
11.1.1 Durchführung des Online-Druckfiltertests
361
11.1.2 Filtrierung
362
11.1.3 Abhängigkeit des Online-Druckfiltertests von der Füllstoffgeometrie
364
11.1.4 Anwendungsbeispiele für den Online-Druckfiltertest
366
11.2 Anlagenkonzept zur schnellen Optimierung des Einfärbens von Polymerenmit der schnellen Atline-Farbmessung
369
11.3 Inline-Farbmessung in der Schmelze
374
11.4 Visualisieren von Farbe zur verbesserten Kommunikation
377
11.5 Schnelltest zur Bestimmung alterungsbedingter Farbveränderungen
382
Literatur
390
Stichwortverzeichnis
418
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