mit Naturfasern am Beispiel von BIO TPE Market Manager Europe

Transkript

1 Compoundierung von TPEs mit Naturfasern am Beispiel von BIO Hannover, 20.November 2008 Manfred Taedcke Manfred Taedcke TPE Market Manager Europe

2 Agenda 1) PolyOne / GLS Überblick 2) TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen 3) OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale 4) OnFlex BIO Eigenschaften 5) OnFlex BIO Anwendungen Page (2)

3 PolyOne / GLS Überblick Wer wir sind Zentrale in Avon Lake, Ohio (Cleveland) Jahresumsatz von ~2.000 Mill. Mehr als 35,000 Produkte 55 Produktionsstätten in 20 Ländern Mehr als Kunden in über 60 Ländern Niederlassungen in Nord- und Südamerika, Europa, Asien und Australien Page (3)

4 PolyOne / GLS Überblick Im Januar 2008 Page (4) Die Kombination der technischen Kompetenzen von GLS mit der globalen Infrastruktur und kommerziellen Präsenz von PolyOne ergeben eine einzigartige Positionierung im wachsenden TPE-Markt Steve Newlin (PolyOne CEO)

5 PolyOne / GLS Überblick Die globale PolyOne/GLS TPE Plattform Page (5)

6 Agenda 1) PolyOne / GLS Überblick 2) TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen 3) OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale 4) OnFlex BIO Eigenschaften 5) OnFlex BIO Anwendungen Page (6)

7 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen SBC MPR TPE-V TPU TEEE? TPE-S COPE Copolymere NR/PP TPE-U Polymerblends TPE IRR/PP EPDM/PP TPE TPE-E E TPE-O TPE-A Page (7)

8 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Generelle Einordnung Elastomere Thermoplastische Elastomere Thermoplaste Duroplaste Page (8)

9 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Thermoplastische Elastomere (TPE) Copolymere Polymerblends amorph kristallin Polymer Elastomer Thermoplastische Polyo EVA / PVDC NBR / PVC u.a. Page (9)

10 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Thermoplastische Elastomere (TPE) Copolymere Polymerblends Styrol-Block-Copolymere (SBC) - SEBS (Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol) Styrol) - SEPS (Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol) - SBS (Styrol-Butadien-Styrol) - SIS (Styrol-Isopren-Styrol) TPE-S TPE-V EPDM / PP IIR/PP, NBR/PP, NR/PP (vernetzt) Thermoplastische Polyolefine Thermoplastische Polyurethane (TPU) - Polyester-basierend - Polyether-basierend TPE-U TPE-O EPDM / PP (Un-/teilvernetzt) Copolyester (COPE) - Polyetherester-basierend (TEEE) - Polyesterester-basierend Copolyamide (COPA) - Polyether-Block-Amide (PEBA) TPE-E TPE-A Melt Processible Rubber (MPR) EVA / PVDC NBR / PVC Page (10)

11 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Thermoplastische Elastomere (TPE) Copolymere Polymerblends Styrol-Block-Copolymere (SBC) - Bergaflex - OnFlex-S TPE-S TPE-V EPDM / PP - OnFlex-V Thermoplastische Polyolefine Thermoplastische Polyurethane (TPU) - OnFlex-U - OnFlex BIO TPE-U TPE-O EPDM / PP - OnFlex-O Copolyester (COPE) Copolyamide (COPA) TPE-E TPE-A Melt Processible Rubber (MPR) EVA / PVDC NBR / PVC Page (11)

12 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Nomenklatur: Material nach VDA 260 nach ISO Bergaflex TPE-S TPS-SBS OnFlex-S, Bergaflex TPE-S TPS-SEBS TPE-S TPS-SEPS TPE-S TPS-SIS OnFlex-O TPE-O TPO-(EPDM+PP) OnFlex-V TPE-V TPV-(EPDM+PP) TPE-V TPV-(NBR+PP) TPE-V TPV-(IIR+PP) PP) TPE-V TPV-(NR+PP) TPE-V TPV-(ENR+PP) TPE-U TPU-ARES TPE-U TPU-ARET TPE-U TPU-AREE TPE-U TPU-ARCE OnFlex-U TPE-U TPU-ARCL OnFlex-U TPE-U TPU-ALES TPE-U TPU-ALET TPE-E TPC-EE TPE-E TPC-ES TPE-E TPC-ET TPE-A TPA-EE TPE-A TPA-ES TPE-A TPA-ET MPR??? TPZ-(NBR+PVC) Page (12)

13 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Zusammenfassung: Page (13) TPE-S New TPE-S TPE-O TPE-V TPE-U TPE-E SEBS SEBS PP/EPDM PP/EPDM Polyether Etherester unvernetzt vernetzt Polyester Esterester Dichte (g/cm3) 1,14 0,9-1,0 0,9-1,0 0,9-1,0 1,19 1,15 Härte (Shore A/D) 10 A - 35 D 10 A - 50 D 55 A - 75 D 35 A - 50 D 65 A - 80 D 85 A - 80 D Druckverformungsrest (%) bei 70 C > >40 >30 >40 >45 bei 100 C Einsatztemperatur ( C) dauerhaft kurzfristig Zugfestigkeit (MPa) Abriebbeständigkeit Elastizität Öle und Fette -- o Säuren Laugen wässrige Lösungen o

14 TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen Zusammenfassung: - TPE s verbinden die Eigenschaften vom Elastomeren und Thermoplasten - TPE s sind Zwei-Phasen-Systeme Systeme, die aus einer weichen und einer harten Phase bestehen, entweder als Copolymere oder als Compounds - es gibt sechs unterschiedliche TPE-Gruppen!!! - durch ihren chemischen Aufbau und Herstellungsprozeß unterscheiden sich die TPE-Gruppen in ihren Eigenschaften und Preisen - dadurch hat jede TPE-Gruppe ihren bevorzugten Anwendungsbereich - Haftung an nahezu jedem thermoplastischem Material ist möglich Thermoplastische Polyolefine Page (14) EVA / PVDC NBR / PVC u.a.

15 Agenda 1) PolyOne / GLS Überblick 2) TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen 3) OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale 4) OnFlex BIO Eigenschaften 5) OnFlex BIO Anwendungen Page (15)

16 OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale Struktur Diisocyanat Kettenverlängerer Polyol Hartes Segment Weiches Segment Quelle: Merquinsa Page (16)

17 OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale TPE-U Auswahl: Hartes Segment aromatisches Diisocyanat aliphatisches Diisocyanat weiches Segment (Polyol) Polyether Polyol Polyester Polyol Polycaprolacton Copolymer (ether-ester) Polyol Page (17)

18 OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale Reaktionsprozess ROHMATERIAL ROHMATERIAL Reaktionsgefäß Doppelschnecken- extruder Extrusion Granulierung Granulierung Page (18) Chargen-Prozess kontinuierlicher Prozess

19 OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale ROHMATERIAL Compoundierung Vortrocknung DOSIERUNG MISCHEN & COMPOUNDIERUNG Vorcompoundierung GRANULIERUNG & NACHBEHANDLUNG VERPACKEN Page (19) TROCKENMISCHUNG DOPPEL- SCHNECKEN- EXTRUDER

20 OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale Page (20) OnFlex Produktmerkmale: TPE-O OnFlex-O + niedrige Dichte + Zugfestigkeit + Verarbeitung + Preis TPE-S OnFlex-S + Härtebereich + Elastizität + Transparenz + Einfärbbarkeit + UV-Beständigkeit 2 f TPE-V OnFlex-V TPE-U OnFlex-U + Abriebfestigkeit + Kratzbeständigkeit + Ölbeständigkeit + Zugfestigkeit + Elastizität + Ölbeständigkeit + Haptik + Transparenz + Schmelzestabilität + UV-Beständigkeit DVR -Zykluszeit -Entformbarkeit -Haptik -hohe Dichte -limitierte Härte + 2K-Verfahren + DVR TPE-U allg.

21 OnFlex-U Technical Training - Grades mm 3 Loss Page (21)

22 Agenda 1) PolyOne / GLS Überblick 2) TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen 3) OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale 4) OnFlex BIO Eigenschaften 5) OnFlex BIO Anwendungen Page (22)

23 OnFlex BIO Eigenschaften OnFlex-U Nomenklatur OnFlex-U 5365A-S0012 Handelsname TPE-U Interne-Nr. Verarbeitung: 5 = Spritzguß / Extrusion Material Stufe: S = Series Level E = Engineered Level Material Gruppe: 1 = Glasfaserverstärkte Typen 3 = Weiche Typen 4 = Aliphatische Typen 9 = Besondere Legierungen Härte Page (23)

24 OnFlex BIO Eigenschaften OnFlex-U Produktfamilien OnFlex-U 5100 OnFlex-U 5300 OnFlex-U 5400 Glasfaserverstärkte Typen Weiche Typen Aliphatische Typen OnFlex-U 5900 Besondere Legierungen OnFlex-Bio 5300 Neue Bio-basierende Typen Diese erneuerbaren Materialien werden anhand der zum Patent angemeldeten Pearlthane ECO TPU Technologie von Merquinsa hergestellt. Page (24)

25 OnFlex BIO Eigenschaften OnFlex-U BIO 5300 Eigenschaften Mischungen aus TPE-S und TPE-U Weicher als traditionelles TPE-U (bis 70 Shore A) Page (25) Kürzere Zykluszeiten als traditionelles TPE-U Gute Entformbarkeit Matte Oberfläche mit guter Haptik Basiert zu 20% aus erneuerbaren Rohstoffen gemäß ASTM-D6866. Kein Einsatz von verzehrbaren Nahrungsmittelprodukten 100% recyclebar Exzellente Abriebbeständigkeit Exzellente Kratzbeständigkeit Gute Kraftstoff- ff und dölbeständigkeit i geeignet für Spritzguß, Extrusion und Kalandrierung

26 OnFlex BIO Eigenschaften MPa Zugfestigkeiten ShA 80 ShA Page (26) TPE-S OnFlex-U 5300 OnFlex BIO 5300 TPE-U

27 OnFlex BIO Eigenschaften mm 3 Abrieb 200 Abriebbeständigkeit ShA 80 ShA Page (27) TPE-S OnFlex-U 5300 OnFlex BIO 5300 TPE-U

28 OnFlex BIO Eigenschaften Technische Daten Spezifikation Eigenschaft Einheit OnFlex-Bio OnFlex-Bio OnFlex-Bio OnFlex-Bio 5370A-E A-E A-E A-E0007 ISO 1183 Dichte g/cm³ 1,06 1,07 1,09 1,13 DIN Härte Shore A DIN Zugfestigkeit Mpa DIN Modul 100% Mpa 3,55 3,65 4,45 6,05 DIN Modul 300% Mpa 8,55 8,5 10,1 13,8 DIN Bruchdehnung % ISO 34 Reißfestigkeit N/mm ISO 815 DVR 23 C) % ISO 815 DVR 70 C) % ISO 815 DVR 100 C) % DIN Fogging (gravimetric) mg 6.8/ / / /7 7.9 PV 3900 Geruch (80 C/2h) Rating ASTM-D6866 Gehalt nachwachsender Rohstoffe % 21,5 21,5 25,8 30,1 Page (28)

29 OnFlex BIO Eigenschaften Verarbeitung Vortrocknung ist UNERLÄßLICH! (1-2h bei C) Feuchte Gehalt (% %) 40 C / 92% rel.feuchte 23 C / 50% rel.feuchte Zeit (h) Page (29)

30 OnFlex BIO Eigenschaften Weitere Möglichkeiten OnFlex BIO 5100 GlasfaserverstärktesTPU Ausgezeichnete Abriebfestigkeit Hervorragende Schlagzähfestigkeit Höhere Flexibilität als GF-verstärkte ETPs Höhere Dehnbarkeit und Festigkeit it als GF-verstärkte ETPs Gute Eigenschaften bei höheren Temperaturen Glasfasergehalte 10%, 20%, 30%, 40%... Page (30)

31 Agenda 1) PolyOne / GLS Überblick 2) TPE-Materialgruppen und Bezeichnungen 3) OnFlex-U Herstellung und Produktmerkmale 4) OnFlex BIO Eigenschaften 5) OnFlex BIO Anwendungen Page (31)

32 OnFlex BIO Anwendungen Automobilindustrie (Toyota Ankündigung) Kabel Innenraumteile Page (32)

33 OnFlex BIO Anwendungen Konsumgüterindustrie Schuhsohlen Griffanwendungen Werkzeuge Giff Griffanwendungen Page (33)

34 OnFlex BIO Anwendungen Haushaltswaren Stoßleisten Sport & Freizeit Laufräder Page (34)

35 Positionierung BIO Compounds bestehen aus erneuerbaren Rohstoffen und zu mindestens 20% aus erneuerbaren Materialien gemäß ASTM- D6866. Diese erneuerbaren Materialien werden anhand der zum Patent t angemeldeten Pearlthane ECO TPU Technologie von Merquinsa hergestellt und erfüllen mit den Produkten der OnFlex TM BIO Serie, die weltweite Nachfrage der Industrie nach nachhaltigen und umweltfreundlichen Produkten. Die Entwicklungen von PolyOne zielen auf leistungsfähige Polymerlösungen ab, mit denen ihre Kunden den wachsenden Umweltschutzanforderungen nachkommen können. Page (35)