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Transkript

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2 I Albrecht Müller Einfärben von Kunststoffen

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4 III Albrecht Müller Einfärben von Kunststoffen Mit 31 Abbildungen und 66 Formeln

5 IV Der Autor: Dr. rer. nat. Albrecht Müller, Fontanestraße 51, Solingen Die Deutsche Bibliothek CIP Einheitsaufnahme Ein Titelsatz für diese Publikation ist bei der Deutschen Bibliothek (CIP-Zentrale, Adickesallee 1, Frankfurt) erhältlich ISBN Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichenund Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Alle in diesem Buch enthaltenen Verfahren bzw. Daten wurden nach bestem Wissen erstellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die in diesem Buch enthaltenen Verfahren und Daten mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autoren und Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Verfahren oder Daten oder Teilen davon entsteht. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung mit Ausnahme der in den 53, 54 URG genannten Sonderfälle, reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden Carl Hanser Verlag München Wien Herstellung: Oswald Immel Satz, Druck und Bindung: Kösel, Kempten Umschlaggestaltung: MCP Susanne Kraus GbR, Holzkirchen Printed in Germany

6 V Vorwort Der Buchtitel Einfärben von Kunststoffen weist bereits auf die beiden Hauptkomponenten, Farben und Kunststoffe, hin. Farben haben eine lange Geschichte. Schon in prähistorischer Zeit wurden mineralische Farben für Fels- und Höhlenmalereien benutzt. Danach wurden sie für die Dekoration von Gebrauchsgegenständen aus Ton verwendet. Viel später stellten Farben und die Textilfärberei die Keimzelle für verschiedene Chemieweltfirmen dar. Im Laufe der langen Geschichte dieser Firmen kamen weitere Arbeitsgebiete und damit neue Produktlinien hinzu, darunter waren auch Kunststoffe. Der Begriff Kunststoffe wurde Anfang des 20. Jahrhunderts zunächst für chemisch modifizierte Naturstoffe eingeführt und dann auch auf synthetisch hergestellte Werkstoffe übertragen. Er ist etwas unglücklich gewählt, weil dadurch unbewusst der Eindruck eines unnatürlichen, künstlichen, nicht so wertvollen Ersatzprodukts entstehen kann. Heute steht jedoch der Begriff Kunststoffe für eine hochwertige Werkstoffklasse. Kunststoffe sind längst aus der ursprünglichen Rolle eines Ersatzstoffs herausgewachsen. Kunststoffgegenstände sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Wir machen uns jedoch wenig Gedanken, wie die Welt ohne Kunststoffe aussehen würde. Was wären z. B. die gesamten Unterhaltungsmedien ohne die CD s oder Videobänder aus den modernen Kunststoffen? Aber auch in der Technik spielen Kunststoffe eine wichtige Rolle. Erst durch ihren Einsatz war die zu beobachtende Miniaturisierung möglich, in deren Folge die verschiedensten Apparate und Geräte nicht nur vom Gewicht her leichter, sondern gleichzeitig auch in ihrer Anwendung einfacher und freundlicher wurden. Da die Welt ohne Farbe trist wäre, werden die Kunststoffe selbstverständlich eingefärbt. Der gesamte Bereich Einfärben von Kunststoffen bedeutet nicht nur Farbe und Kunststoff, sondern auch der Maschinenbau sowie die Verarbeitungstechnik, aber auch Fragen der Qualitätssicherung, Ökologie, Toxikologie und die verschiedenen gesetzlichen Regelungen beim Umgang mit eingefärbten Kunststoffgegenständen spielen eine wichtige Rolle. Die einzelnen Arbeitsgebiete sind eng miteinander verzahnt. Bei der Erstellung von Farbpräparationen sowie deren Verarbeitung müssen konsequenterweise alle diese Zusammenhänge berücksichtigt werden. Dieses Buch beschreibt die vielseitigen Aspekte der Kunststoffeinfärbung. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die anforderungsgerechte Aus-

7 VI Vorwort wahl der unzähligen Farbmittel gelegt. Nur wenn die drei Bereiche Farbe, Kunststoff und Teilefertigung gut aufeinander abgestimmt sind, entstehen formvollendete, ansprechende Kunststoffgegenstände. Albrecht Müller

8 Inhalt VII Inhalt Vorwort V 1 Einleitung Einfärbeverfahren Anforderungen an Farbpräparationen Chemische Beständigkeit Migrationsechtheit Schwindung/Verzug Toxikologie Akute Toxizität Chronische Toxizität Mutagenität Teratogenität/Embryotoxizität Generationsversuch Ökologie Thermische Beständigkeit Licht-/Wetterbeständigkeit Chemie des Farbmittels Einfärbekonzentration Kunststoffart und Typ Zuschlagstoffe Verarbeitungsparameter Lichtintensität Umgebungstemperatur Umwelteinflüsse Aufbau von Farbpräparationen Designelement Farbe Grundlagen der Farbempfindung Metamerie Aufgaben von Farben Präparationstyp Granulatpräparation/Masterbatch Flüssigfarben Pulverpräparationen Bewertung der Präparationen

9 VIII Inhalt 4.3 Kunststoffart und seine Verarbeitung Einteilung der Kunststoffe Abbaubare Kunststoffe Farbmittel Farbmittel für Kunststoffe Anorganische Pigmente Weißpigmente Schwarzpigmente Buntpigmente Perlglanzpigmente Metallpigmente Leitfähige Pigmente Pigmente für die Laserbeschriftung Weitere anorganische Effektpigmente Organische Pigmente Azopigmente Polycyclische Pigmente Diverse Einzelpigmente Farbstoffe Blau Braun Gelb Grün Orange Rot Violett Schwarz Effektfarbmittel Tagesleuchtfarben Optische Aufheller Sprenkeleffektpigmente Thermofarben Marmorbatche Zuschlagstoffe für Kunststoffe Antimikrobielle Substanzen Antistatika Flammschutzmittel Füllstoffe Dispergier-, Gleit- und Trennmittel Nukleierungsmittel

10 Inhalt IX 6.7 Stabilisatoren Treibmittel Weichmacher Verarbeitungsfehler und Abhilfe Qualitätssicherung Werkzeugkonstruktion Gesetzesvorgaben/Richtlinien BgVV-Empfehlung/Bedarfsgegenständeverordnung EU-Richtlinien Gefahrstoffverordnung CONEG/Verpackungsrichtlinie 94/62 EU Spielzeugnorm und Speichel-/Schweißechtheit FDA (Food and Drug Administration) Brennbarkeitsprüfungen nach VDE bzw. UL Literatur Index Liste der erwähnten Farbmittel