K -News vom 31.01.2012

Bolta: Prozessoptimierung beim Einfärben


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 Bolta, Schönberg, als einer der ersten Kunststoffverarbeiter das neue Mikrogranulat Novopearls auf Wachsbasis ein.

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

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 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 85̊C 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

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, ist 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.


Kurzinfo Bolta - Technische Profile von Bolta werden mit modernsten 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.

Kurzinfo Novopearls - 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 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 85̊C. 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.



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



Große Vielfalt von Profilen für zahlreiche Branchen: Stefan Beer im Rückstellmusterraum von
Bolta - Bild: Novosystems



Attraktive Farben beleben das Geschäft: Rund
2.700 Farben gehören zu Repertoire bei Bolta -
Bild: Novosystems



Novopearls Mikrogranulat: 400 µm große Farbpigmentträger auf
Wachsbasis - Bild: Novosystems



Profilextrusionshalle bei Bolta: 32 Extrusionslinien verarbeiten rund 30 t Polymere täglich -
Bild: Novosystems



Hintergrund:
Novosystems liefert Farben und die entsprechende Misch- und Dosiertechnik für verschiedene Anwendungen und Branchen - in der Kunststoffverarbeitung für Bereiche PUR-Schäumen, Extrusion und Spritzgießtechnik.
Das Programm umfasst neben den klassischen Flüssigfarben auch Novopearls-Mikrogranulat, welches als Feststoff die Eigenschaften von Flüssigfarben aufweist.
Neben Novocolor–Flüssigfarben und der Innovation Novopearls bietet Novosystems alle nötigen Komponenten rund um die Einfärbung von Kunststoffen:
•    Novotechnik: Dosiertechnik und Zubehör
•    Novocolor-Reinigungsmittel
•    Additive und Zusatzstoffe
•    Mischtechnik (High-Speed-Mixer und Biaxial-Mischer)
•    Dosieranlagen für die eigene Mischfarbenproduktion aus Novocolor-Basisfarben
•    Online-Rezeptierungs-Software.
Es werden abgestimmte Farbsysteme für die Materialien wie Polymere, Duroplaste, PUR, Kunstharz oder Epoxite angeboten. Die Temperaturgrenze der Verarbeitung liegt bei rund 350 °C. Füllgrade von bis zu 20 % GF-Anteil können eingefärbt werden. In einer Datenbank bildet Novosystems Farbrezepturen für spezifische Kunststofftypen an. Anwendungstechnische Beratung und Anlagen zum prozessgerechten Einbringen der Farben zählen zu den Stärken des Anbieters. Der Kunde hat die Wahl zwischen dem fertigen Bezug der Farben in Gebinden oder der Eigenmischung in der Produktion.


Kontakt:
Bolta Industrie- und Bauprofile GmbH
Industriestraße 1
D-94513 Schönberg
Deutschland
Germany
info@bolta-industrie.de
www.bolta-industrie.de

NOVOSYSTEMS Farben & Additive GmbH
Winsener Landstraße 124
D- 21217 Seevetal
Deutschland
Germany
info@novosystems.de
www.novosystems.de
Novosystems auf der Fakuma 2012:  B3-3208

 




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