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E-Book

Einfärben von Kunststoffen

Produktanforderungen - Verfahrenstechnik - Prüfmethodik

AutorMartin Bastian, Thomas Hochrein
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2018
Seitenanzahl496 Seiten
ISBN9783446453999
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis199,99 EUR
Die optischen Eigenschaften der Produkte treten zunehmend in den Vordergrund. Für das Erscheinungsbild von Kunststoffprodukten und deren Veränderung im Laufe des Produktlebens hat das Einfärben der Kunststoffe eine zentrale Bedeutung.
Grundlagen, Anwendungsbeispiele und Lösungskonzepte
Das Fachbuch erläutert verschiedene Möglichkeiten, mit alternativen Messgrößen eingefärbte Kunststofferzeugnisse oder deren Herstellung zu bewerten. Es werden also neben den in der Einfärbepraxis etablierten Wegen auch neuere Ansätze zur beschleunigten Optimierung der Einfärbeprozessen und zur Qualitätssicherung angesprochen.
Für wen?
Für alle, die sich mit Fragestellungen aus dem Bereich des Einfärbens von thermoplastischen Polymeren oder Kunststoffbauteilen, insbesondere der Rezeptur, der Auswahl und Optimierung der Maschinen- und Verfahrenstechnik sowie der Prüftechnik bzw. Qualitätssicherung beschäftigen.
Jetzt neu in zweiter Auflage:
- Neuer Abschnitt zu Appearance und Farbwahrnehmung in der Praxis (Kapitel 2 + 3)
- Ergänzung von Simulationsmethoden der Verfahrenstechnik (Kapitel 9)
- Neues Kapitel zu Ersatzgrößen und prozessnahen Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte, mit Beschreibung von Inline-Messmethoden beim Spritzgießen und Extrudieren/Compoundieren (Kapitel 10)

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Leseprobe
Kunststoffe und der Farbe
Wahrnehmung von Farbe
Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von Erzeugnissen
Farbmittel für Polymere
Alterung von Polymeren
Farbrezepturfestlegung beim Einfärben von Polymeren
Grundlagen zum Mischen
Einfärben von Polymeren
Anlagentechnik zum Einfärben von Polymeren
Ersatzgrößen und prozessnahe Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Die Autoren8
Professor Dr.-Ing.?Martin Bastian8
Dipl.-Phys.?Thomas Hochrein9
Inhaltsverzeichnis12
1 Kunststoffe und Farbe16
1.1 Motivation und Zielsetzung16
1.2 Bedeutung von Kunststoffen und Additiven18
1.3 Bedeutung der Farbe für Kunststofferzeugnisse25
1.4 Allgemeine Entwicklungstrends und ihre Folgen28
2 Wahrnehmung von Farbe32
2.1 Einführung32
2.2 Physiologische Grundlagen35
2.3 Psychologische Grundlagen40
2.4 Physikalische Grundlagen43
2.4.1 Grundlagen zur Lichtstrahlung sowie zur additiven und subtraktiven Farbmischung43
2.4.2 Reflexion, Brechung, Absorption, Transmission und Emission50
2.5 Farbwahrnehmung in der Praxis – Appearance56
2.5.1 Menschlicher Farbeindruck57
2.5.2 Wege zur Objektivierung des Farbeindrucks59
2.5.3 Appearance zur Beschreibung des farblichen Gesamteindrucks63
3 Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von Erzeugnissen68
3.1 Einführung69
3.1.1 Farbvorlagesysteme zur Farbauswahl und Festlegung von Farbstandards71
3.2 Lichtquelle, Lichtart, Normlichtart und Metamerie73
3.3 Beobachter77
3.4 Objekt80
3.5 Farbsystem (Farbraum)81
3.6 Farbdifferenz und Farbtoleranz87
3.7 Prüfen der Farbe90
3.7.1 Farbmessgeräte für flächige Proben93
3.7.2 Farbmessgeräte für Schüttgüter97
3.7.3 Schnelltest zur Bestimmung alterungsbedingter Farbveränderungen102
3.8 Glanz, Haze, Orange Peel und Transparenz105
3.8.1 Appearance-Messgeräte111
3.9 Qualitätssicherung112
3.10 Farbkommunikation116
4 Farbmittel für Polymere124
4.1 Einführung124
4.1.1 Einteilung von Farbmitteln, Colour-Index126
4.1.2 Charakterisierung von Farbmitteln, Farbstärke und Farbtiefe128
4.2 Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen131
4.2.1 Technologische Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen134
4.2.1.1 Chemische Beständigkeit134
4.2.1.2 Hitzestabilität135
4.2.1.3 Lichtstabilität, Gelbwert, Blauwollskala, Lichtalterung139
4.2.1.4 Wetterechtheit, Graumaßstab142
4.2.1.5 Migrationsechtheit, Ausblühen, Ausbluten142
4.2.1.6 Schwindung und Verzug144
4.2.2 Gesetzliche Anforderungen an Farbmittel146
4.3 Farbentstehung150
4.4 Prinzipielle Eigenschaften der Farbmittel153
4.5 Prinzipielle Eigenschaften der Farbstoffe154
4.6 Prinzipielle Eigenschaften der Pigmente156
4.6.1 Organische Pigmente164
4.6.2 Anorganische Pigmente167
4.6.3 Anorganische Effektpigmente171
5 Alterung von Polymeren188
5.1 Einführung188
5.1.1 Einflussfaktoren auf die Alterung und Reaktionsmechanismen194
5.1.1.1 Einfluss der Verarbeitung auf die Alterung197
5.1.1.2 Einfluss der Strahlung und Probentemperatur auf die Alterung198
5.1.1.3 Einfluss der Farbmittel auf die Alterung207
5.2 Prüfkriterien zur Alterung bezüglich Aussehen und Oberflächeneigenschaften210
5.3 Prüfung der Alterung durch Freibewitterung214
5.4 Prüfung der Alterung durch künstliche Bewitterung217
5.5 Korrelation und Zeitraffung zwischen Frei- und Gerätebewitterung222
6 Festlegung der Farbrezeptur beim Einfärben von Polymeren224
6.1 Einführung224
6.2 Farbrezepturberechnung226
6.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise zur Farbrezepturberechnung226
6.2.2 Theorie des optischen Strahlungstransports228
6.2.2.1 Einfach- und Mehrfachstreuung228
6.2.2.2 Strahlungstransport-Gleichung230
6.2.2.3 Ansatz von Kubelka und Munk231
6.2.3 Ermittlung der optischen Konstanten234
6.2.4 Verfahren zur Berechnung und zur Korrektur von Farbrezepturen238
6.2.4.1 Eichausfärbungen238
7 Grundlagen zum Mischen246
7.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen248
7.2 Distributives Mischen257
7.2.1 Längsmischen257
7.2.2 Quermischen262
7.3 Dispergieren von Pigmenten264
7.4 Flüssig/Flüssig-Mischen281
8 Einfärben von Polymeren288
8.1 Einführung288
8.1.1 Farbmitteleinsatz291
8.1.2 Materialbedingte Einflüsse auf das Erscheinungsbild292
8.1.3 Verfahrens- und prozessspezifische Einflüsse auf das Erscheinungsbild300
8.1.4 Mögliche Verarbeitungsfehler302
8.2 Einfärben mit Pulverpigmenten, Masterbatch- oder Monokonzentratfertigung305
8.3 Einfärben von Polymeren mit Masterbatches oder Monokonzentraten311
8.4 Einfärben von Polymeren mit Flüssigfarben317
8.5 Vergleich verschiedener Möglichkeiten zum Selbsteinfärben320
8.5.1 Einfärbestrategie „Rundumversorgung aus einer Hand“323
8.5.2 Einfärbestrategie „Alles in eigener Regie“324
8.5.3 Einfärbestrategie „Alles von diversen Lieferanten besorgen“326
8.6 Nachträgliches Einfärben von Kunststoffbauteilen327
9 Anlagentechnik zum Einfärben von Polymeren330
9.1 Einführung zum Compoundieren330
9.2 Anlagenaufbau und Prozessschritte beim Einfärben332
9.3 Compoundiermaschinen zum Einfärben339
9.3.1 Einschneckenextruder (bzw. Spritzgießmaschinen)342
9.3.2 Gleichdrall-Doppelschneckenextruder348
9.3.2.1 Allgemeines zum Gleichdrall-Doppelschneckenextruder348
9.3.2.2 Schneckenelemente des Gleichdrall-Doppelschneckenextruders351
9.3.3.3 Berechnung des Prozessverhaltens des Gleichdrall-Doppelschneckenextruders366
9.3.3 Gegendrall-Doppelschneckenextruder379
9.3.4 Ko-Kneter397
9.3.5 Ringextruder410
9.3.6 Planetwalzenextruder416
10 Ersatzgrößen und prozessnahe Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte434
10.1 Druckfiltertest zur Dispergiergüteprüfung436
10.1.1 Grundlagen des Druckfiltertests437
10.1.2 Filtrierprozess und Siebwahl443
10.1.3 Abhängigkeiten von der Füllstoffgeometrie446
10.1.4 Prozessnaher Einsatz des Druckfiltertests447
10.1.4.1 Anlagenkonzept zur Materialoptimierung447
10.1.4.2 Durchführung des Online-Druckfiltertests450
10.1.4.3 Anwendungsbeispiele für den Online-Druckfiltertest451
10.2 Beurteilung extrudierter Folien454
10.3 Prozessnahe Farbmessung455
10.3.1 Automatisierte Farbmessung am Granulat457
10.3.1.1 Anlagenkonzept zur automatischen Granulatfarbmessung457
10.3.1.2 Regelkreis mit Rezeptierung459
10.3.2 Farbmessung in der Schmelze462
10.3.2.1 Sondenaufbau463
10.3.2.2 Detektoren und Beleuchtungsquellen466
10.3.3.3 Kalibrierung, Stabilität und Einflussfaktoren469
10.3.3.4 Thermochromie471
10.3.3.5 Korrelation mit Laborgeräten473
10.3.3.6 Anfahr- und Regelstrategie474
10.3.3 Prozessfarbmessung am Extrudat477
Index484

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