Einfärben von Kunststoffen

Vorwort

Die Autoren

Professor Dr.-Ing.?Martin Bastian

Dipl.-Phys.?Thomas Hochrein

Inhaltsverzeichnis

1 Kunststoffe und Farbe

1.1 Motivation und Zielsetzung

1.2 Bedeutung von Kunststoffen und Additiven

1.3 Bedeutung der Farbe für Kunststofferzeugnisse

1.4 Allgemeine Entwicklungstrends und ihre Folgen

2 Wahrnehmung von Farbe

2.1 Einführung

2.2 Physiologische Grundlagen

2.3 Psychologische Grundlagen

2.4 Physikalische Grundlagen

2.4.1 Grundlagen zur Lichtstrahlung sowie zur additiven und subtraktiven Farbmischung

2.4.2 Reflexion, Brechung, Absorption, Transmission und Emission

2.5 Farbwahrnehmung in der Praxis – Appearance

2.5.1 Menschlicher Farbeindruck

2.5.2 Wege zur Objektivierung des Farbeindrucks

2.5.3 Appearance zur Beschreibung des farblichen Gesamteindrucks

3 Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von Erzeugnissen

3.1 Einführung

3.1.1 Farbvorlagesysteme zur Farbauswahl und Festlegung von Farbstandards

3.2 Lichtquelle, Lichtart, Normlichtart und Metamerie

3.3 Beobachter

3.4 Objekt

3.5 Farbsystem (Farbraum)

3.6 Farbdifferenz und Farbtoleranz

3.7 Prüfen der Farbe

3.7.1 Farbmessgeräte für flächige Proben

3.7.2 Farbmessgeräte für Schüttgüter

3.7.3 Schnelltest zur Bestimmung alterungsbedingter Farbveränderungen

3.8 Glanz, Haze, Orange Peel und Transparenz

3.8.1 Appearance-Messgeräte

3.9 Qualitätssicherung

3.10 Farbkommunikation

4 Farbmittel für Polymere

4.1 Einführung

4.1.1 Einteilung von Farbmitteln, Colour-Index

4.1.2 Charakterisierung von Farbmitteln, Farbstärke und Farbtiefe

4.2 Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen

4.2.1 Technologische Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen

4.2.1.1 Chemische Beständigkeit

4.2.1.2 Hitzestabilität

4.2.1.3 Lichtstabilität, Gelbwert, Blauwollskala, Lichtalterung

4.2.1.4 Wetterechtheit, Graumaßstab

4.2.1.5 Migrationsechtheit, Ausblühen, Ausbluten

4.2.1.6 Schwindung und Verzug

4.2.2 Gesetzliche Anforderungen an Farbmittel

4.3 Farbentstehung

4.4 Prinzipielle Eigenschaften der Farbmittel

4.5 Prinzipielle Eigenschaften der Farbstoffe

4.6 Prinzipielle Eigenschaften der Pigmente

4.6.1 Organische Pigmente

4.6.2 Anorganische Pigmente

4.6.3 Anorganische Effektpigmente

5 Alterung von Polymeren

5.1 Einführung

5.1.1 Einflussfaktoren auf die Alterung und Reaktionsmechanismen

5.1.1.1 Einfluss der Verarbeitung auf die Alterung

5.1.1.2 Einfluss der Strahlung und Probentemperatur auf die Alterung

5.1.1.3 Einfluss der Farbmittel auf die Alterung

5.2 Prüfkriterien zur Alterung bezüglich Aussehen und Oberflächeneigenschaften

5.3 Prüfung der Alterung durch Freibewitterung

5.4 Prüfung der Alterung durch künstliche Bewitterung

5.5 Korrelation und Zeitraffung zwischen Frei- und Gerätebewitterung

6 Festlegung der Farbrezeptur beim Einfärben von Polymeren

6.1 Einführung

6.2 Farbrezepturberechnung

6.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise zur Farbrezepturberechnung

6.2.2 Theorie des optischen Strahlungstransports

6.2.2.1 Einfach- und Mehrfachstreuung

6.2.2.2 Strahlungstransport-Gleichung

6.2.2.3 Ansatz von Kubelka und Munk

6.2.3 Ermittlung der optischen Konstanten

6.2.4 Verfahren zur Berechnung und zur Korrektur von Farbrezepturen

6.2.4.1 Eichausfärbungen

7 Grundlagen zum Mischen

7.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen

7.2 Distributives Mischen

7.2.1 Längsmischen

7.2.2 Quermischen

7.3 Dispergieren von Pigmenten

7.4 Flüssig/Flüssig-Mischen

8 Einfärben von Polymeren

8.1 Einführung

8.1.1 Farbmitteleinsatz

8.1.2 Materialbedingte Einflüsse auf das Erscheinungsbild

8.1.3 Verfahrens- und prozessspezifische Einflüsse auf das Erscheinungsbild

8.1.4 Mögliche Verarbeitungsfehler

8.2 Einfärben mit Pulverpigmenten, Masterbatch- oder Monokonzentratfertigung

8.3 Einfärben von Polymeren mit Masterbatches oder Monokonzentraten

8.4 Einfärben von Polymeren mit Flüssigfarben

8.5 Vergleich verschiedener Möglichkeiten zum Selbsteinfärben

8.5.1 Einfärbestrategie „Rundumversorgung aus einer Hand“

8.5.2 Einfärbestrategie „Alles in eigener Regie“

8.5.3 Einfärbestrategie „Alles von diversen Lieferanten besorgen“

8.6 Nachträgliches Einfärben von Kunststoffbauteilen

9 Anlagentechnik zum Einfärben von Polymeren

9.1 Einführung zum Compoundieren

9.2 Anlagenaufbau und Prozessschritte beim Einfärben

9.3 Compoundiermaschinen zum Einfärben

9.3.1 Einschneckenextruder (bzw. Spritzgießmaschinen)

9.3.2 Gleichdrall-Doppelschneckenextruder

9.3.2.1 Allgemeines zum Gleichdrall-Doppelschneckenextruder

9.3.2.2 Schneckenelemente des Gleichdrall-Doppelschneckenextruders

9.3.3.3 Berechnung des Prozessverhaltens des Gleichdrall-Doppelschneckenextruders

9.3.3 Gegendrall-Doppelschneckenextruder

9.3.4 Ko-Kneter

9.3.5 Ringextruder

9.3.6 Planetwalzenextruder

10 Ersatzgrößen und prozessnahe Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte

10.1 Druckfiltertest zur Dispergiergüteprüfung

10.1.1 Grundlagen des Druckfiltertests

10.1.2 Filtrierprozess und Siebwahl

10.1.3 Abhängigkeiten von der Füllstoffgeometrie

10.1.4 Prozessnaher Einsatz des Druckfiltertests

10.1.4.1 Anlagenkonzept zur Materialoptimierung

10.1.4.2 Durchführung des Online-Druckfiltertests

10.1.4.3 Anwendungsbeispiele für den Online-Druckfiltertest

10.2 Beurteilung extrudierter Folien

10.3 Prozessnahe Farbmessung

10.3.1 Automatisierte Farbmessung am Granulat

10.3.1.1 Anlagenkonzept zur automatischen Granulatfarbmessung

10.3.1.2 Regelkreis mit Rezeptierung

10.3.2 Farbmessung in der Schmelze

10.3.2.1 Sondenaufbau

10.3.2.2 Detektoren und Beleuchtungsquellen

10.3.3.3 Kalibrierung, Stabilität und Einflussfaktoren

10.3.3.4 Thermochromie

10.3.3.5 Korrelation mit Laborgeräten

10.3.3.6 Anfahr- und Regelstrategie

10.3.3 Prozessfarbmessung am Extrudat

Index