Novosystems: Profilextrusion bei Bolta - Optimiertes Einfärben mit Farbpigmentträgern auf Wachsbasis

Stefan Beer, Produktionsleiter Bolta: „Das neue Mikrogranulat Novopearls sorgt bei bester Homogenisierung im Doppelschneckenextruder für perfekt durchgefärbte Profile.“

Farbwechselkosten, zunehmend kleinere Losgrößen, optimierter Reinigungsaufwand und Farbpigmentträgereinsatz in der Profilextrusion erfordern beim Einfärben in der Extrusion die Aufmerksamkeit der Produktionsverantwortlichen. Hier liegen einige Potentiale, die Kostenstruktur zu verbessern. Zum Einfärben von schwarzen Profilen setzte die Bolta Industrie- und Bauprofile GmbH, Schönberg, als einer der ersten Kunststoffverarbeiter das neue Mikrogranulat Novopearls auf Wachsbasis der Novosystems Farben & Additive GmbH aus Seevetal ein.

Profilextrusionshalle bei Bolta: 32 Extrusionslinien verarbeiten rund 30 t Polymere täglich.

Extrudierte Boden- und Bauprofile bis hin zu speziellen technischen Profilen für die Möbelindustrie, den Maschinenbau oder die Weiße Ware sind das Metier von Bolta in Schönberg. Rund 1.000 aktive Werkzeuge produzieren die Profile durchweg mit Eigenrezepturen in verschiedenen Polymerarten von PVC bis POM auf 32 Extrusionslinien. Alleine 150 PVC-Rezepturen gehören zum Repertoire der hauseigenen Mischerei, der Herzkammer des Produktions-Know-hows von Bolta. Traditionell ist die PVC-Verarbeitung mit 90% Anteil stark ausgeprägt und damit auch die Verarbeitung von Dry Blend (Pulver) als Basispolymer. Strategischer Kernpunkt von Bolta sind Eigenrezepturen der Polymere für die Extrusion. Der werkseigenen Mischerei kommt daher für Ausführung und Dokumentation große Bedeutung zu, um prozessstabile und vor allem schnelle Mischungen an die Produktion anzuliefern. Die Wahl des Farbpigments zum Basispolymer bedarf einer optimalen Abstimmung, damit Durchfärbung, wirtschaftlicher Farbfüllgrad und Homogenisierung optimale Ergebnisse am fertigen Profil erlauben.

Vielfalt der Farben kostengünstig produzieren

Attraktive Farben beleben das Geschäft: Rund 2.700 Farben gehören zu Repertoire bei Bolta.

Farben spielen bei Bolta eine wesentliche Rolle in der Vermarktung von Profilen. Zum Spektrum zählen glasklar bis opak, diffus oder durchgefärbt, Uni-Farben bis Metallic - rund 2.700 Farbtöne insgesamt. Diese Vielfalt muss die Produktion in Schönberg darstellen. Da die Farben in den Rezepturen für die Wirtschaftlichkeit und das Angebot eine wichtige Rolle spielen, stehen die Wahl von geeigneten Farbpigmentträgern in den Kategorien Makro-, Mikrogranulate und Flüssigfarben generell bei Bolta hoch im Kurs. Gegenüber konventionellem Masterbatch auf Granulatbasis bewähren sich oft Flüssigfarben oder das neue Microbatch Novopearls, weil dies oftmals wesentlich schneller geht. Nach Auskunft von Stefan Beer, Produktionsleiter bei Bolta, zählen schnelle Farbwechsel zu den wesentlichen Faktoren, die Herstellkosten zu beherrschen. Mehrere Werkzeugwechsel bzw. Farbwechsel pro Linie sind im Tagesablauf zu kalkulieren: „Der Trend zu kleineren Losgrößen, unsicheren Dispositionen und zur Einsparung von Lagerkapazitäten, wird nahezu ungemindert an die Produktion weitergegeben - da müssen wir sehr flexibel sein und zusehen, dass Farbwechselkosten, Rüstzeiten und Reinigungsaufwand im Rahmen bleiben“, erläutert Stefan Beer.

Gute Homogenisierung und Gleitfähigkeit
Das neue Microbatch Novopearls von Novosystems schlägt eine Brücke zwischen den Flüssigfarben und den Macrobatchen. Der Farbpigmentträger verspricht physikalische Eigenschaften, die die Vorteile eines Feststoffträgers mit den bekannten Vorteilen von Flüssigfarben verbinden. Als es darum ging, ein Profil schwarz zu färben, erwiesen sich Flüssigfarben als problematisch. Das Ergebnis waren farbliche Verwirbelungen im Querschnitt, also eine nicht hinreichende Durchfärbung. Anpassungen der Rezeptur und der volumetrischen Füllgrade des Farbträgers zeigten nicht die erforderlichen Effekte. Häufig traten Klumpenbildungen am Einzug auf. Es folgte ein Versuch mit dem Microgranulat Novopearls mit zufriedenstellendem Ergebnis. Der niedrige Schmelzpunkt von 85°C und eine ausreichende Verweildauer im Schneckenraum ergaben die gewünschte Homogenisierung der Farbpigmente mit dem Basispolymer in der Schmelze. Der Füllgrad konnte deutlich geringer ausfallen, als bei anderen Pigmentträgern. Zudem ergaben sich sehr gute Gleiteigenschaften des kugelförmigen Mikrogranulats.

Weniger Reinigungsaufwand

Große Vielfalt von Profilen für zahlreiche Branchen: Stefan Beer im Rückstellmusterraum von Bolta.

Nach Auskunft von Beer sind bei Mikrogranulaten oder Flüssigfarben Dosierhilfen, wie peristaltische Pumpen für Flüssigfarben, oder gravimetrische Dosiergeräte für Microbatch von Vorteil, sofern man nicht in der Mischerei vormischt. Zudem muss man bei einem Doppelschneckenextruder mit großem Schub berücksichtigen, dass die Verweilstrecke im Schneckenraum ausreicht, um hinreichend zu homogenisieren: „Es kommt drauf an, den Einzug in den Schneckenraum, insbesondere bei hohen Durchsätzen, zu optimieren.“ Für Bolta sind die rheologischen Eigenschaften des 400µm-Granulats des Farbpigments auf Wachsbasis nicht nur in puncto Homogenisierung entscheidend: Die Scherung wird durch den Pigmentträger reduziert und vor allem der Reinigungsaufwand, bei Farbwechsel oder Werkzeugwechseln, ist sehr von Vorteil. Novopearls reinigt die Schnecken quasi im Materialfluss kontinuierlich. Das Novopearls staubfrei ist, sei ein zusätzlicher positiver Aspekt. „Der Reinigungseffekt ist ein augenfälliger Vorteil gegenüber manchen Farbpigmentträgern, aber vor allem gegenüber Makrogranulaten, der uns hilft, die Rüstzeiten zu senken. Wenn wir die Zeit für einen Farbwechsel halbieren können, so schlägt sich dies positiv in unserer Kostenstruktur nieder,“ meint Beer.

Über Bolta
Technische Profile von Bolta werden mit modernen Fertigungsanlagen hergestellt. Gravimetrische Materialverwiegung, synchrongesteuerte Extruder und Nachfolgeanlagen, sowie Servo angetriebene Konfektionsanlagen bilden das Gerüst der Produktion. Auf 32 Extrusionslinien werden technische Profile u.a. für den Bau, die Kraftfahrzeug- und Möbelindustrie, für Hersteller „Weißer Ware“, Regal- und Kühlthekenbau, Lampen und Leuchten, sowie für Fassaden- und Fensterindustrie extrudiert. Die werkseigene Mischerei, Konstruktion und Entwicklungsabteilung und der Werkzeug- bzw. Vorrichtungsbau erlauben es, sehr flexibel auf Marktanforderungen und Kundenwünsche zu reagieren. Profile mit Alu- und Stahlbandeinlagen, genarbte, bedruckte und heißgeprägte Oberflächen, Co- und Tri-Extrusion, bis hin zur kompletten „In-Line“-Lösung (Bohren, Fräsen, Stanzen in der Extrusionslinie) gehören zum Produktionsumfang. Das Unternehmen beschäftigt 250 Mitarbeiter und erreicht 2011 einen Umsatz von 28 Mio. EUR.

Über Novopearls

Novopearls Mikrogranulat: 400 µm große Farbpigmentträger auf Wachsbasis.

Novopearls ist ein Mikrogranulat in Kugelform, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 450µm, besteht aus einer Wachskomposition, die mit zahlreichen Thermoplasten ausgezeichnet homogenisiert werden kann. Damit ist es nach Anbieterangaben erstmals möglich, die positiven Eigenschaften von Flüssigfarben mit höheren Farbdeckungsgraden (Flüssigfarbe bis max. ca. 3% Füllvolumen) bei gleichzeitig geringeren Batch-Beigaben zu verarbeiten. Novopearls ist hoch pigmentiert, miteinander mischbar, staubfrei und hoch fließfähig. Der besondere Clou ist der Schmelzpunkt des Mikrogranulats: Er liegt bei 85°C. Deshalb schmilzt das Mikrogranulat im Schneckenraum schneller als der zu färbende Basiskunststoff. Dies erlaubt eine rasche und schlierenfreie Homogenisierung von Farbe und Kunststoff, wie es bislang nur vom Einsatz mit Flüssigfarben bekannt ist. Vor allem punktet Novopearls bei der Wirtschaftlichkeit und erschließt eine kostengünstige Einfärbung. Aufgrund der optimal dispergierten Pigmente im Wachsgranulat sind geringe Zugabemengen von volumetrisch 0,1 bis 0,9% möglich. Die Kosteneinsparungen gegenüber Farbbatchen können nach Aussage des Herstellers bei 20 bis 30% liegen.

Weitere Informationen: www.novosystems.de

Novosystems Farben & Additive GmbH, Seevetal

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