Die Einfärbung von Kunststoffen wird vorwiegend über Farbkonzentrate in Kunststoffträgern, auch „Masterbatch“ genannt, vorgenommen. Diese Präparationen sind aufwendig und teuer, denn sie müssen je nach Kunststoffart bzw. Teilefertigung spezifisch eingestellt werden. Bei der falschen Auswahl von Trägermaterialien kann es zu Unmischbarkeiten und dadurch zu großen Problemen in den Verarbeitungsprozessen kommen. Diese Fehleinstellungen führen zum Beispiel zur Belagsbildung an Werkzeugen oder durch Entmischungsvorgänge in der Schmelze zu Schlieren am Bauteil oder gar zu Ablagerungen von Farbresten in Dosiersystemen.

Es stellt sich die Frage, ob der Aufwand, ein Konzentrat herzustellen angesichts der damit verbundenen Produktionsprozesse lohnt. Der Versuch, einen günstigen „Universalpolymerträger“ zu wählen und dabei mühsame und kostenintensive Reinigung sowie durch erhöhte Ausschussquoten in Kauf zu nehmen, ist eher als problematisch einzuschätzen. Es mag zwar verschiedene Vorteile im Bereich der Kunststoffverarbeitung geben, um Granulate als Ausgangsprodukt zu verwenden jedoch ist es für bestimmte Anwendungen notwendig, andere Varianten der Farbgebung zu wählen. Insbesondere bei transluzenten Einfärbungen sowie bei Kunststoffen in Verbindung mit Farbe und Funktion bietet die Flüssigdosierung eine echte Alternative zu bestehenden Lösungen.

Wie funktioniert die Präparation?

Bei Flüssigfarben handelt es sich um ein System aus einem Bindemittel, verschiedenen Farbmitteln sowie anderen Zusatzstoffen, wie Prozessadditive, Stabilisatoren oder ähnliches. Die typischen Bindemittel sind Fettsäureester oder Fettsäureesterethoxylate, Paraffinöle, mehrwertige Alkohole oder Alkoholethoxylate sowie deren Mischungen. Je nach Kunststoff ist die Wahl des Bindemittels entscheidend. Die Herstellung der Pigmentpräparation für die Kunststoffeinfärbung ist recht einfach. Die Rezepturkomponenten werden in ein vorher für die jeweilige Anwendung ausgewähltes Bindemittel dispergiert und anschließend verteilt. Dabei ist ein möglichst optimales Aufbrechen von Agglomeraten entscheidend um eine hohe Effektivität der Farbkonzentration und/oder der funktionellen Prozessadditive zu gewährleisten.

Gibt es große Nachteile der Flüssigeinfärbung?

Ein wesentlicher Nachteil der Flüssigfarben ist die Deckkraft, also sozusagen die Einfärbekonzentration und zum Teil das Temperaturverhalten des ausgewählten Bindemittels. Wobei letzteres durch die Vielfalt an Bindemitteln immer abhängig vom jeweiligen Thermoplasten auszuwählen ist und nahezu universelle Möglichkeiten insbesondere in Hochleistungskunststoffen bestehen. Die Gefahr von Entmischungen ist in modernen Bindemitteln nahezu nicht mehr gegeben und der Reinigungsaufwand ist durch peristaltische Pumpen und ein fast geschlossenes System minimal geworden. Zudem können Farbreste auf Maschinenkomponenten, am Boden oder auf Kleidung und Händen mit Wasser einfach weggewischt bzw. ausgewaschen werden.

Was sind die Vorteile?

Vorausgesetzt man verfügt über die nötigen Erweiterungen der Peripherie bietet die Flüssigfarbe einige wesentliche Vorteile. Die sehr gute Benetzung der einzelnen Granulatkörner und die damit verbundene Verteilung der Farbe führen zu einer sehr homogenen Einfärbung. Aufgrund dieser vollständigen Dispersion der Farbpigmente ist eine hohe Ausnutzung der Farbstärke gegeben und damit wird ein sehr hoher Kosten-Nutzen-Faktor erzielt. Zudem gibt es, insbesondere in den Bereichen der Prozessadditive und Stabilisatoren, viele chemische Verbindungen die nur in flüssiger Form vorliegen und aufwändig über verschiedene Verfahren als Pulver aufbereitet werden müssen. Durch die kostengünstige Herstellung der Flüssigfarben in Kombinationen mit möglichen Additiven ist diese Art der Compoundpräparation hocheffektiv und teilweise universell einsetzbar.

Wie ist der Kostenvergleich?

In manchen Anwendungsgebieten der Kunststoffindustrie ist eine hohe Flexibilität gefordert und dabei ist womöglich die Einfärbung mit Masterbatch die bessere Variante. Bedenkt man aber, dass Masterbatch über ein zusätzliches Dosiersystem in den Verarbeitungsprozess eingebracht werden muss und dass ein zusätzlicher Aufwand durch Warenumschlag stattfinden muss und dadurch die Fehlerquote steigt, so ist das nicht immer zutreffend. Wenn man über Kunststoffcompounds spricht, so ist die Flüssigeinfärbung kostengünstiger, der Werkstoff optimaler eingestellt und das Material aus einer Hand verfügbar. Somit sind qualitätsgeprüfte eingefärbte Kunststoffcompounds oftmals die kosteneffizientere Variante im Vergleich zur Zugabe von Masterbatch und die in der Einleitung erwähnten Schwierigkeiten in der Teilefertigung und/oder Materialförderung entfallen komplett.

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