Wie Additiv-Masterbatches in der Produktion Energie einsparen

Mit hocheffektiven Additiv-Masterbatches und eigens entwickelten Verarbeitungshilfen von Grafe ergeben sich signifikante Energiesparpotenziale in der Serienproduktion. Das Masterbatch beeinflusst das Fließverhalten von Polymeren derart, dass, je nach Anwendung und Bauteilgeometrie, bei geringerem Kostenaufwand im Vergleich zu Spezialkunststoffen unterschiedliche Effizienzsteigerungen erzielt werden können.

„Unsere Verarbeitungshilfen für zyklusoptimiertes Einspritzen können mit dem richtigen Masterbatch-Träger für die unterschiedlichsten Hochleistungspolymere und technischen Kunststoffe verwendet werden, darunter ABS, PA, PBT, PET, PPA, PSU, POM, EPS, PPE, PPS und PSU“, sagt Danny Ludwig, Head of Product Management Color & Functional Masterbatches bei Grafe. Darüber hinaus seien die Additiv-Masterbatches auch in Form von Kombi-Batches mit Farbanteil erhältlich, so Ludwig und verweist auf zahlreiche Anwendungen im Automotive-Sektor.

Laut dem Experten wurden bereits große Exterieur-Komponenten, wie Stoßfänger und Trägerbauteile verwirklicht. Er nennt ein Projektbeispiel, bei dem bei einem Steckverbinder aus PBT bei einer 3%igen Masterbatch-Dosierung die Zykluszeit um 40 % reduziert werden konnte. „Bei Teilen des Antriebsstrangs oder Teilen unter der Motorhaube aus PPA konnten wir bei 4%iger Masterbatch-Dosierung die Zykluszeit um 26 Prozent verringern“, erklärt Ludwig. „Durch die Verwendung unseres Additiv-Batches wird ein stabileres Verarbeitungsfenster von PPA ermöglicht, der Schmelzfluss verbessert und bei Spritzgussanwendungen eine leichtere Befüllung der Form generiert.“

Speziell PPA könne bei niedrigeren Temperaturen und mit verringertem Einspritzdruck auf der Spritzgießmaschine verarbeitet werden. „Insgesamt wirken niedrigere Friktionskräfte, wodurch Verbrennungen oder Schädigungen bei kritischen Geometrien vermieden und komplexere Elemente realisiert werden können.“

Auch die Oberflächenqualität der Bauteile werde verbessert und die Entformung erleichtert. „Insgesamt kann eine deutliche Reduzierung der Zykluszeit erreicht werden.“ Je nach Kunststoff liege die Dosierung des Additiv-Masterbatches zwischen einem und vier Prozent, abhängig von der Aufgabenstellung und der zu beseitigenden Problematik, erklärt er. Gerade durch die niedrigeren Verarbeitungstemperaturen ergibt sich ein hohes Energiesparpotenzial. So gelang es einem Anwender aus der Verpackungsbranche mit Grafe die Zylindertemperatur in allen Zonen um 40 °C zu senken und somit 30 % einzusparen. Zusätzlich ergab sich durch das optimierte Fließverhalten, bei niedriger Temperatur, eine um 12 % bessere Zykluszeit, da die Teile schneller und gleichmäßiger auskühlten.

Die gesamte Prozesskette profitiert von der Verarbeitungshilfe durch Energieeinsparung im Schmelzprozess, höheren Ausstoß in gleicher Zeit und geringerem Ausschuss. Ludwig verweist auf ein weiteres Anwendungsbeispiel aus dem Baubereich, die den Spareffekt verdeutlichen: So sei ein „einfaches“ Schwarz-Batch durch ein Schwarz mit dem Additiv von Grafe ersetzt worden. „Nach ganzheitlicher Effizienzbewertung im Produktionsprozess war unser Kunde vom Einsparungspotenzial mit dem Grafe Additiv-Masterbatch begeistert. Trotz, dass sich die Kosten für dieses Masterbatch preissteigend entwickelt haben übertrifft die Gesamteinsparung dies bei weitem und unsere Entwicklung läuft beim Kunden in Serie“, berichtet der Head of Product Management Color & Functional Masterbatches.

Neben besserem Schmelzfluss und verringerten Zykluszeiten profitieren Anwender der Additiv-Masterbatches auch von optimierten mechanischen Eigenschaften. Im Vergleich zu einem unmodifizierten Basispolymer lässt sich zudem eine verbesserte Oberflächengüte, eine gleichmäßigere Kristallisation sowie ein schnellerer Prozess auf der Spritzgießmaschine umsetzen, erklärt Ludwig, wodurch die Verarbeitungshilfe von Grafe universell eingesetzt werden kann, wenn es darum geht, spezielle Problemstellungen im Verarbeitungsprozess zu lösen.

Quelle: Grafe