Masterbatches 19. Oktober 2022

Additiv-Masterbatch spart Energie im Produktionsprozess

Ein Additiv-Masterbatch von Grafe reduziert signifikant den Energieverbrauch bei der Produktion insbesondere von große und komplexen Kunststoffteilen.

Ein Additiv-Masterbatch spart als Verarbeitungshilfe Energie im Produktionsprozess. Große, komplexe Bauteile wie Frontendträger können einfacher realisiert werden.

Mit hocheffektiven Additiv-Masterbatches von Grafe, Blankenhain, ergeben sich signifikante Energiesparpotenziale in der Serienproduktion. In Zeiten rasant steigender Strom- und Gaspreise tragen sie damit zu einer effizienteren Kunststoff-Fertigung bei. 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.

Additiv-Masterbatch für zahlreiche Kunststofftypen

„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, erläutert der Experte und verweist auf zahlreiche Anwendungen im Automotive-Sektor.

Laut Ludwig wurden bereits große Exterieur-Komponenten, wie Stoßfänger und Trägerbauteile verwirklicht. So nennt der Experte ein Projektbeispiel, bei dem bei einem Steckverbinder aus PBT bei nur 3 % Masterbatch-Dosierung die Zykluszeit um 40 % reduziert werden konnte. „Bei Teilen des Antriebsstrangs oder Teilen unter der Motorhaube aus PPA konnten wir bei 4 Prozent Masterbatch-Dosierung die Zykluszeit um 26 Prozent verringern“, erklärt er und ergänzt: „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.“

Deutliche Reduzierung der Zykluszeit bei PPA

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

Hohe Energieeinsparung bei Produktion von Verpackungen

Gerade durch die niedrigeren Verarbeitungstemperaturen ergibt sich ein hohes Energiesparpotenzial. So gelang es einem Kunden 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 Kundenbeispiel aus dem Baubereich, die den Spareffekt verdeutlichen: So sei ein Schwarz-Batch durch ein Schwarz mit dem Additiv von Grafe ersetzt worden. „Nach einer umfassenden Effizienzbewertung im Produktionsprozess war unser Kunde vom Einsparungspotenzial mit der Additiv-Masterbatch begeistert. Die Einsparungen bei den Prozesskosten übertreffen die Kostensteigerung beim Masterbatch bei weitem und unsere Entwicklung läuft beim Kunden in Serie“, berichtet Ludwig.

Verbesserte mechanischen Eigenschaften

Damit nicht genug. Neben besserem Schmelzfluss und verringerten Zykluszeiten profitieren Anwender der Additiv-Masterbatches auch von optimierten mechanischen Eigenschaften. Im Vergleich zu einem nicht modifizierten Basispolymer lässt sich eine verbesserte Oberflächengüte, eine gleichmäßigere Kristallisation sowie ein schnellerer Prozess auf der Spritzgießmaschine umsetzen, erklärt Ludwig, wodurch die Verarbeitungshilfe universell eingesetzt werden kann. mg