Biobasierte Trennmittel können den CO2-Fußabdruck spritzgegossener Produkte optimieren. (Bild: Dalle 3 / OpenAI)
Während Spritzgießer ständig bestrebt sind, ihre Herstellungskosten zu reduzieren, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen, stehen sie auch vor steigenden Anforderungen von Regulierungsbehörden, Markeninhabern und Verbrauchern zur Verbesserung der Nachhaltigkeit ihrer Prozesse. Hier kommen erneuerbare Polymeradditive ins Spiel, die konventionelle erdölbasierte Produkte ersetzen können.
Warum der Einsatz von Additiven oft notwendig ist
Polyolefin-Materialien wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) zeigen beim Erstarren der Schmelze eine gewisse Schwindung, die zu Problemen beim Entformen sowie beim nachfolgenden Stapeln führen kann. Trennmittel für die Formgebung beseitigen diese Risiken, indem sie die Schnittstelle zwischen der Oberfläche des Teils und der Form schmieren. Sie müssen jedoch sorgfältig hinzugefügt werden, um Formbelag, das Verstopfen von Entlüftungsbohrungen im Werkzeug und Additivmigration zu vermeiden, beispielsweise aus Kunststoffverpackungsprodukten in Lebensmittel.
Palsgaard Trennmittel sind auf das Spritzgießen von PP, PE, PVC und Polycarbonat (PC) sowie auf das Spritzprägen von PP-Kompressionsformverfahren zugeschnitten. „Basierend auf Monoglyceriden, die ausschließlich aus nachhaltigem Palm-, Raps- oder Kokosöl gewonnen werden, bieten unsere Produkte eine erneuerbare Alternative zu herkömmlichen synthetischen Wettbewerbern“, erklärt Ulrik Aunskjaer, Global Business Director für Bio-Spezialpolymeradditive bei Palsgaard. „Eine hocheffiziente Leistung kann oft bei deutlich geringeren Konzentrationen als bei konventionellen fossilbasierten Amin- und Amid-Trennmitteln erzielt werden.“
Neben sachgemäßer Trennwirkung in Kombination mit hoher Wärme- und Verarbeitungsstabilität liefern die Lösungen von Palsgaard auch einen Gleiteffekt, um das Verkleben gestapelter Teile zu verhindern und das Entstapeln in nachgeschalteten Operationen zu erleichtern. Darüber hinaus minimieren ihre antistatischen Eigenschaften die Staubanziehung beim Handling und Verpacken. Alle Produkte sind gemäß internationaler Vorschriften für den Kontakt mit Lebensmitteln und Trinkwasser zugelassen.
Alles zum Thema Biokunststoffe
Auf dem Weg zu einer klimaneutralen Zukunft müssen verschiedenste Rädchen ineinander greifen. Doch wie schaffen wir es, die Dekarbonisierung unserer Gesellschaft umzusetzen? Biokunststoffe sind ein wichtiger Hebel um diesem Ziel näher zu kommen. Doch was wird unter einem Biokunststoff eigentlich verstanden? Wo werden diese bereits eingesetzt? Und ist "Bio" wirklich gleich "Bio"? Wir geben die Antworten. Alles, was Sie zu dem Thema wissen sollten, erfahren Sie hier.
Wo werden die pflanzlichen Additive eingesetzt?
Unter dem Dach der Innecsus Group beliefert Noverek Tecnología Química/GEA mexikanische Spritzgießer und Masterbatch-Hersteller mit pflanzlichen Polymeradditiven – auch von Palsgaard.
In einem kürzlich durchgeführten Projekt zur Verbesserung der Produktivität bei der Herstellung eines großen Wasserbehälterdeckels schlug Noverek/GEA den Einsatz von Einar 201 Trennmittel vor, einem Dual-Use-Additiv, das aus lebensmittelgeeignetem, RSPO-zertifiziertem Palmöl hergestellt wird.
Zunächst wurde das Bauteil beim Anwender aus einem PP-Compound mit 30 % Rezyklatanteil und ohne Trennmittel in einer Gesamtprozesszeit von 110 s spritzgegossen. „Einen Spritzgießer davon zu überzeugen, eine bestehende Formulierung zu ändern, erfordert solide Fachkenntnisse sowohl in Materialeigenschaften als auch in Prozessoptimierung“, sagt Erick Suarez, Geschäftsführer von GEA. „Gestützt auf unsere langjährige Erfahrung als Vertriebspartner von Palsgaard in Mexiko wussten wir, dass ihr biobasiertes Einar 201 Trennmittel nicht nur eine ausreichende Schmierung bei einem idealen Migrationsprofil mit geringer Flüchtigkeit gewährleisten, sondern auch eine Reihe von signifikanten Mehrwertvorteilen für den Spritzgießprozess selbst bieten würde."
Umfangreiche Versuche beim Anwender ergaben, dass das Trennmittel eine deutliche Reduzierung der Prozesstemperaturen ermöglichte, wodurch die Kühlzeit verkürzt und ein um 17 s schnellerer Zyklus erreicht wurde. Neben den daraus resultierenden Energieeinsparungen von 13 bis 38 % konnte die Anzahl der pro Tag hergestellten Teile von 785 auf 929 erhöht werden, was einer Steigerung der Maschinenproduktivität von etwa 18 % entspricht.
Kunststoffrecycling: Der große Überblick
Sie wollen alles zum Thema Kunststoffrecycling wissen? Klar ist, Nachhaltigkeit hört nicht beim eigentlichen Produkt auf: Es gilt Produkte entsprechend ihrer Materialausprägung wiederzuverwerten und Kreisläufe zu schließen. Doch welche Verfahren beim Recycling von Kunststoffen sind überhaupt im Einsatz? Gibt es Grenzen bei der Wiederverwertung? Und was ist eigentlich Down- und Upcycling? Alles was man dazu wissen sollte, erfahren Sie hier.
Berechnungstool offenbart Einsparpotenziale
Um diese Vorteile beim Anwender vor Ort zu untermauern, hat Noverek/GEA ein Berechnungstool entwickelt, mit dem das Potenzial für Zeit-, Energie- und Kosteneinsparungen je nach Prozessparametern und der Konzentration des Trennmittels quantifiziert werden kann. In mehreren weiteren Anwendungsbeispielen zeigte das Tool mögliche Produktivitätssteigerungen von bis zu 30 %.
„Neben diesen Einsparungen können Hersteller auch von weiteren positiven Nebeneffekten profitieren, wenn sie das Trennmittel bereits bei niedrigen Dosierungen von nur 0,2 Prozent hinzufügen“, betont Suárez. „Beispielsweise haben wir festgestellt, dass das Trennmittel den Schmelzfluss verbessern kann, wodurch Anwender ihre Materialkosten senken können, indem sie den Rezyklatanteil in der Polymerformulierung erhöhen. Es wirkt auch als effektives Pigment-Dispergiermittel, reduziert den Masterbatch-Verbrauch ohne Farbverlust und erleichtert das Reinigen der Maschinen zugunsten schnellerer Material- oder Farbwechsel.“
Obwohl Einar 201 als allgemeines Trennmittel speziell für PP-Spritzgießanwendungen entwickelt wurde, haben viele Anwender von Noverek/GEA es auch erfolgreich mit anderen Polymeren wie ABS, Polyamiden und biobasierten Materialien sowie in verschiedenen Verfahren wie Extrusion, Blasformen und Laminieren eingesetzt. Typische Endprodukte umfassen Milcheimer, Abfall- und Großbehälter, Einweg-Besteck, Wäscheklammern und Spielzeug. Palsgaard prüft den möglichen Einsatz des Tools auch in anderen Regionen.
Auf pflanzlicher Basis den CO2-Ausstoß reduzieren
Da die Polymeradditive aus nachhaltig gewonnenen pflanzlichen Ölen stammen, reichen die Vorteile der Trennmittel noch weiter, indem sie den wachsenden Forderungen zur Reduzierung der fossilen Erschöpfung und der Kohlenstoffemissionen gerecht werden.
„Masterbatch-Hersteller, Compoundierer und Verarbeiter suchen zunehmend nach Additivlösungen, die ihnen dabei helfen, regulatorische Bedenken auszuräumen und ehrgeizige Nachhaltigkeitsziele zu erreichen“, sagt Ulrik Aunskjaer. „Mehr als nur auf pflanzlicher Basis werden unsere Additive weltweit in komplett CO2-neutralen Fabriken hergestellt, was ihnen über die gesamte Wertschöpfungskette von der Rohstoffgewinnung bis hin zur Compoundierung und Verarbeitung ein insgesamt überragendes Nachhaltigkeitsprofil verleiht.“
Das bedeutet, dass Anwender die Scope-3-Emissionen (indirekte Emissionen) ihrer Betriebsabläufe effektiv minimieren können, wenn sie auf Trennmitteladditive umsteigen, ohne die Leistung oder Kosteneffizienz zu beeinträchtigen.
Der Einsatz von Einar Trennmitteln ermöglicht somit messbare Energie- und Kosteneinsparungen, indem diese den Spritzgießern helfen, Prozesstemperaturen und Zykluszeiten zu reduzieren. Weitere Produktivitätssteigerungen ergeben sich aus zusätzlichen Vorteilen wie verbesserter Masterbatch-Dispersion, Teilehandhabung und Maschinenreinigung.
Quelle: Palsgaard
