Farb- und Additivbatches fördern Recycling

PPS-Musterplättceh-in-sieben-Farben (Bildquelle: Lifocolor)

„Die Wiederverwendung von Kunststoffen nach dem Gebrauch wird von der Öffentlichkeit immer mehr gefordert“, beschreibt BYK, Wesel, einen generellen Trend. Die Mehrzahl aller Firmen, die Trends mitgeteilt haben, spricht das Thema Recycling an. Argus Additive Plastics, Büren, schreibt dazu, dass „es einer sortenreinen Trennung nach Polymertypen bedarf, damit Kunststoffprodukte möglichst effektiv recycelt werden können“. Schwarz eingefärbte Produkte, bei denen Ruß als farbgebende Substanz verwendet werde, stelle dabei ein Problem dar, da die Recyclinganlagen solche Produkte nicht erkennen könnten. „Um die Recyclingfähigkeit von beispielsweise Verpackungen zu erhöhen, geht hier ein Trend zu alternativen Schwarz-Pigmenten, die eine Reflektion der NIR-Strahlen der Sortieranlagen erlauben, wodurch die Polymertypen identifiziert werden können“, heißt es bei Argus weiter. Macomass, Aschaffenburg, berichtet, dass „durch detektierbare Pigmente Kunststoffe, die bisher durch die üblichen automatisierten Methoden der Identifikation in der Abfallsortierung nicht erkannt wurden, aussortiert werden können“. So sind, wie auch Treffert, Bingen, mitteilt, „vermehrt Farbmittel und Farbmittelkombinationen im Gespräch, die im Stoffstrom des werkstofflichen Recyclings keine negativen Eigenschaften auf das Sortierergebnis haben“.

Auf Bedarf abgestimmte Batches

Masterbatches, basierend auf verschiedenen Rußtypen- Formulierungen (Bildquelle: Cabot)

„Oft ist ein sinnvolles Recycling aufwändig und teuer“, führt BYK weiter aus, „insbesondere, weil sich darin enthaltene Verunreinigungen nicht immer zu 100 Prozent entfernen lassen und enthaltene Stabilisatoren schon zu einem großen Teil verbraucht sind. Innovative Additiv-Kombinationen erlauben dem Verarbeiter, Rohstoffe aus dem Recyclingstrom einzusetzen, ohne wesentliche Einbußen in der Hitzestabilisierung, Homogenität und Verträglichkeit gegenüber der Neuware in Kauf zu nehmen.“ Auch Argus Additive Plastics berichtet „im Zuge der Thematiken Nachhaltigkeit und Recycling von Kunststoffen und deren Produkten“, dass „ein Trend für entsprechende anforderungsgerechte Additivbatches zu verzeichnen“ ist. Insbesondere durch die Wiederaufbereitungsschritte und zum Teil unvermeidbare Kontaminationen mit Fremdstoffen im Regranulat ist demnach der Einsatz passender Additivbatches notwendig. Je nach Produktart, Einsatzort und regulatorischen Anforderungen sind die zu verwendenden Additivpakete maßgeschneidert abzustimmen.

Ein weiterer Trend ist laut Argus im Bereich biologisch abbaubarer Polymere zu erkennen. „Auch hier bedarf die Kombination aus Produktart, Einsatzort und dazugehöriger regulatorischer Vorgaben einer spezifischen Auswahl verwendbarer Additive, die eine nachweisbare Umweltverträglichkeit zeigen. Ähnlich verhält es sich hier natürlich auch mit den farbgebenden Batches.“

Bei der Verarbeitung von Regranulaten zu neuen Produkten kann es zur Geruchsemission während des Verarbeitungsprozesses und unter Umständen auch später im Produkt kommen. Hieraus ergibt sich eine Nachfrage nach Möglichkeiten zur Geruchsreduktion. Dies kann zum Beispiel durch den Einsatz geruchsbindender Stoffe gelöst werden, die in Form von Masterbatches dem Prozess zugeführt werden können.

Weitere Statements zum Therma Recycling steuern die Unternehmen Lifocolor Farben, Lichtenfels, Cabot, Schaffhausen, Schweiz, und Macomass bei, letzteres mit dem Verweis auf „hochgefüllte Farbkonzentrate zur Überfärbung von Recyclingmaterial.“ Cabot berichtet von „Schwarzbatches mit sehr hoher Deckkraft zur Einfärbung von Recyclat und von neuen Trägermaterialien aus recyclierten Polymeren.“ Auch Lifocolor Farben berichtet von zunehmend nachgefragten recycelten Trägersystemen für PET, PP und PE Masterbatches neben solchen auf der Basis von Neumaterial für unterschiedliche Recyclingprozesse. Diese „zeichnen sich durch eine stabile Farbqualität über viele Recycle-Kreisläufe hinweg aus“. Für Sortierungsprozesse stehen detektierbare Masterbatches zur Verfügung.

Masterbatches für spezielle Eigenschaften

Palette an Bio-Masterbatchen zur Einfärbung von PLA, PBS, WPC und TPS sowie Bio-PE, Bio-PP und Bio-PET. (Bildquelle: Finke)

Über Gesichtspunkte zum Recycling hinaus gibt es zu den Rohstoffen für die Batch-Herstellung nur wenige Hinweise. Cabot berichtet über „nachhaltigere Industrieruße aus zurück gewonnenen Materialien und recyclierten Quellen für verbesserte CO2-Werte in der Endanwendung“ und außerdem von „neuen Formulierungen auf Basis von Kohlenstoff-Nanopartikeln zur Verwendung für elektronisch magnetische Abschirmung im Speziellen für die E-Mobilitäts-Anwendung.“ Für diese sieht Treffert, dass „High Performance Polymere weiter im Kommen sind“. Auch Macomass teilt mit, dass für Additivbatches „Wärmeleitfähigkeit und Antistatik bei Motoren und Elektronikbauteilen nach wie vor eine große Rolle spielen“ und weiter, dass eine „Verbesserung von leicht dispergierbaren Trägermaterialien zur optimalen Dosierung“ erreicht wurde.

Lifocolor berichtet von speziellen Additiv-Masterbatches, die „hochtransparente Kunststoffe wie PMMA, SAN, PC und PET lichtstreuend ausrüsten können bei gleichzeitiger Vermeidung von störenden Hot Spots.“ Damit sei es möglich, transparente Polymere ähnlich dem Milchglas- oder Frosteffekt im Glas „vereist“ erscheinen zu lassen. Diese Masterbatches sind laut Lifocolor aufgrund ihrer Eigenschaften für Streuscheiben, Lampenabdeckungen, Bauplatten und -profile sowie für dekorative Verpackungen, insbesondere die der Kosmetikindustrie, geeignet. Der Diffusor-Effekt dieser Masterbatches sorgt für eine weiche und homogene Lichtstreuung über die gesamte Fläche bei hervorragender Lichtdurchlässigkeit.

Lackieren und Galvanisieren erübrigt sich

Hinsichtlich der Farb- und Effektwirkung sind laut Macomass  derzeit Glanz- und Metallicfarben sowie Batches mit Perlmuttschimmer ebenso gefragt, wie nachleuchtende Pigmente sowie nach wie vor elegante Gold-, Silber- und Kupfertöne. Auch Lifocolor schreibt zu Metall-Optiken, dass diese im Trend liegen und die Nachfrage nach innovativen Lösungen steigt. Veredelungsverfahren wie das nachträgliche Lackieren oder Galvanisieren seien oft aufwändig, kostenintensiv und stellten einen zusätzlichen Fertigungsschritt dar. „Gegenüber diesen Verfahren bietet der Einsatz von Farbkonzentraten entscheidende Vorteile: Die Zahl der Fertigungsschritte wird reduziert sowie die Beschaffungsprozesse und die Lagerhaltung vereinfacht“, merkt Lifocolor weiter an. Ein neues Masterbatch-Sortiment auf der Basis einer neuen Pigmentklasse biete nun einen metallischen Eindruck mit außergewöhnlichem Glanz. „Es bringt den Metalleffekt direkt in den Kunststoff, komplett ohne Lackierung oder Galvanisierung. Als aktuelle Farben werden Silber, Chrom, Bronze und Champagner angeboten. Besonders gut eignen sich die Farben in transparentem Polypropylen.“

Zu aktuellen Farben schreibt Lifocolor, dass „mit Unterstützung von Trendforschern und Farbexperten kontinuierlich die Colour Road Trendfarben der nächsten Saison vorgestellt werden sowie zusätzlich Frühjahr/Sommer- und Herbst/Winter-Trendfarben speziell für die Kosmetikindustrie“. Auch Ampacet, Dudelange, Luxemburg, äußert sich zu aktuellen Farben, bei denen das Unternehmen große Verschiebungen erwartet, hervorgerufen durch „die vorherrschenden regionalen sozio-ökonomischen Bedingungen, die schon immer ein primärer Einflussfaktor für die Richtung der Farben waren. Die aktuelle Pandemie wird die Farbpräferenz auf globaler Ebene beeinflussen“.

Farbabmusterung erfolgt digital

Color Plastic Chemie Albert Schleberger, Remscheid, stellt eine Methode zur vereinfachten Farbabmusterung von Produkten vor. Sie erfolgt digital mit Hilfe einer speziellen Software, einem kalibrierten Bildschirm und einem darauf abgestimmten Drucker. Damit kann an einem digitalen Modell des Produktes in einer dreidimensionalen Animation das Einfärben aller Ebenen des Modells vorgenommen werden. Mit dieser neuartigen Technologie lassen sich alle Farbwerte verbindlich festlegen mit dem exakt gewünschten Farbton, der auch ein Farbton aus einer bereits geprüften Farbpalette oder eines Produktmusters sein kann. Die Remissionswerde des Originalfarbtons können später auch für Umverpackungen und Etiketten genutzt werden. Die digitale Farbausarbeitung erlaubt Designern und dem Marketing die direkte Anschauung ihrer Farbwünsche. Bisher übliche Korrekturschleifen und das Verschicken von Farbmustern und Erstellen von Original-Teilen entfallen.

Einflüsse auf die Batch-Fertigung

Verpackungsbeispiel einer PLA-basierten Lebensmittelverpackung mit Barriere-Additiv. (Bildquelle: BYK)

Im Zusammenhang mit der aktuellen Pandemie spricht Treffert die additive Fertigung an, die gezeigt hat, „wie flexibel und schnell sie auf aktuelle Ereignisse reagieren kann“. Daher sei die Verarbeitung von Masterbatches in der additiven Fertigung verstärkt ein Thema. FBW, Niederzier, weist auf „immer höhere Anforderungen an schnelle Lieferzeiten und Kleinmengen“ hin, verursacht „durch die enorme Zunahme von kleinen Losgrößen und taylor-made Produkten für Kunden in immer kleineren Stückzahlen und auch in Bezug auf den Wunsch, genau die Losgröße zu bekommen, die für den Auftrag benötigt wird“. Dieser Trend der geringer werdenden Mengen pro Bestellung und eine steigende Anzahl an Bestellungen wird sich nach Ansicht des Unternehmens noch deutlich verstärken.

Anforderungen an Konformitäten und andere produktbegleitende Dokumentation gewinnen laut Karl Finke, Wuppertal, immer mehr an Bedeutung, ebenso wie die „Aussagen über die eigenen Farbmittel, die über die Angaben von Rohstoffherstellern hinausgehen“. Treffert spricht „neue gesetzliche Regelungen wie die Medizinprodukte-Verordnung der EU (MDR)“ an, die „sich in der Medizintechnik-Branche auf die Verarbeitungsmethoden auswirken“. Als Beispiel nennt das Unternehmen das Lasermarkieren von Bauteilen. Dieses erlaube die langfristige Kennzeichnung, die von der MDR gefordert wird.