DE4331167A1 - Verfahren zur Herstellung eines Farbkonzentrates für die Verarbeitung in Kunststoffverarbeitungsmaschinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Farbkonzentrates für die Verarbeitung in KunststoffverarbeitungsmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffgranulat zur
Herstellung von farbigen Kunststoffteilen sowie ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen
Kunststoffgranulats.
Es ist bekannt, pulverförmige Farbpigmente nach
vorgegebenen Rezepten miteinander mechanisch zu mischen
und diese mit naturfarbenem Kunststoffpulver oder
Granulat zu vermengen. Diese Mischung wird in
Extrudiermaschinen extrudiert und granuliert. Während des
Extrudiervorganges werden die Farbpigmente bzw. die
Farbstoffe dispergiert, um eine gleichmäßige stippenfreie
Einfärbung zu ermöglichen. Die dafür verwendeten Extruder
sind aufwendig, die Dispergierung, vor allem von
Pigmenten in Kunststoffschmelzen, ist schwierig. Das so
hergestellte Farbkonzentrat kann in der vorliegenden Form
oder zur Einfärbung von naturfarbenem Kunststoff
verwendet werden, zu welchem Zweck das
Kunststoffarbkonzentrat mit naturfarbenen Kunststoffen
vermengt und den Zuführeinrichtungen einer
Kunststoffverarbeitungsmaschine zugeführt wird. Je nach
Anteil des naturfarbenen Kunststoffes in dem Gemenge
werden verschiedene Einfärbungen der gleichen Farbe
erzielt.
Es ist darüber hinaus bekannt, pulverförmige Pigmente
oder Flüssigfarben unmittelbar vor der Verarbeitung des
Kunststoffgranulats oder Farbkonzentrats durch die
Kunststoffverarbeitungsmaschine diesem zuzusetzen.
Die Farbkonzentrate in granulierter Form sind
beispielsweise in den Farben weiß, schwarz, grau, braun,
blau, rot usw. erhältlich. Farbnuancen sind dabei durch
die Vermengung mit naturfarbenen Kunststoffen oder durch
die Vermengung verschiedener Farbkonzentrate oder dem
zusätzlichen Zufügen von pulverförmigen Pigmenten oder
Flüssigfarbstoff unmittelbar vor dem Verarbeitungsprozeß
des Kunststoffgranulats erzielbar. Wenn eine stippenfreie
und gut verteilte Farbgebung des Kunststoffteils
gewünscht ist, ist eine Herstellung eines entsprechenden
Farbkonzentrats in der gewünschten Farbe, wie vorher
schon angegeben, unerläßlich. Dies bedeutet, daß für jede
gewünschte Farbnuance ein bestimmtes
Kunststoffarbkonzentrat in Form von Granulat hergestellt
werden muß. Im Falle der nachträglichen Beimengung von
Farbstoffen oder pulverförmigen Pigmenten ist die
gewünschte Farbe nur durch Produktionsprozeßüberwachung
und Einstellung des Gemenges möglich. Um gleichbleibende
Farben zu erzielen wird deshalb insbesondere bei
Großserienfertigungen stets auf vorgefertigte
Kunststoffarbkonzentrate zurückgegriffen.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der
Technik die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffgranulat
anzugeben, daß für die Produktion von farbigen
Kunststoffteilen die Vorteile der bekannten
Kunststoffarbkonzentrate aufweist, aber ohne
Umschmelzprozeß in einem Extruder herstellbar ist und bei
dem jede gewünschte Farbe auf einfache Weise realisierbar
ist.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß auf die Oberfläche
des Granulats eine oder mehrere Schichten von
Farbpigmenten bestimmter Farbe oder Farbmischungen
additiv aufgebracht sind. Das so hergestellte
Kunststoffarbkonzentrat kann derartige Farbschichten
aufweisen, daß das Granulat direkt zur Verarbeitung
verwendet werden kann. Es kann aber auch als
Kunststoffarbkonzentrat mit naturfarbenem Kunststoff oder
anderen konventionell hergestellten farbigen Granulaten
oder gleichartigen, andere Farben aufweisenden
Kunststoffgranulat vermengt werden, wobei die Vermengung
des Granulats sicherstellt, daß chargenbezogen die
Kunststoffteile gleiche Farben aufweisen.
Mit der Erfindung ist es, wie bei den bekannten
Verfahren, möglich, jede gewünschte Farbe des
Kunststoffteils zu erzielen, wobei in vorteilhafter Weise
diese Farbgebung durch ein einfaches Verfahren
aufbringbar ist.
Die Farbpigmente bzw. die Farbstoffe können dabei auf dem
als Träger dienenden Kunststoffgranulat, das ein
naturfarbener Kunststoff oder ein Farbkonzentrat
bekannter Art sein kann, physikalisch oder chemisch
fixiert werden. Die Farbstoffe enthalten dabei lösliche
Farbkörper, während die Pigmente unlösliche Farbkörper
sind. Beide Farbkörper sind einsetzbar.
Als vorteilhaft hat sich die Verwendung einer
Dispersionsfarbe oder Dispersionspaste gemäß dem Anspruch
2 zur Beschichtung erwiesen. Vorausgesetzt ist immer, daß
die Farbe oder Paste eine solche Zusammensetzung
aufweist, daß sie mit dem Kunststoff, z. B.
PE-Kunststoff, verträglich ist. Dies gilt gleichermaßen
auch bei der Verwendung eines chemischen Verfahrens zum
Fixieren der Farbpigmente an der Oberfläche des Granulats
bzw. der unterliegenden Farbschicht oder des
Farbkonzentrats, das als Träger verwendet wird.
Die verschiedenen Beschichtungen und die Zusammensetzung
der jeweiligen Beschichtungsgemische und die Mischung mit
anderen Granulaten sind in den Unteransprüchen 2 bis 6,
16 und 18 angegeben.
In den Ansprüchen 7 bis 15, 19 und 20 sind Verfahren zur
Herstellung des Kunststoffarbkonzentrats nach der
Erfindung angegeben.
Das Kunststoffarbkonzentrat nach der Erfindung macht sich
die Tatsache zunutze, daß die Dispergierung von
Farbpigmenten in Flüssigkeiten sehr viel weniger
aufwendig ist als in Schmelzen, wie es zur Herstellung
von Kunststoffarbkonzentraten bekannter Art notwendig
ist. Die entsprechenden Flüssigfarben oder Farbpasten
werden für andere Zwecke handelsüblich angeboten und sind
aber auch auf einfache Weise von dem Herstellungsbetrieb,
der ein Kunststoffarbkonzentrat nach der Erfindung
herstellt, herstellbar. Als Träger kann ungefärbtes
Kunststoffgranulat verwendet werden oder aber auch
großtechnisch hergestellte Kunststoffarbkonzentrate
verschiedener Grundfarben, wie weiß, schwarz, grau,
braun, blau usw., so daß durch die jeweilige Schicht der
aufzubringenden Ergänzungsfarbe bei Einhaltung bestimmter
Rezepturen Kunststoffarbkonzentrate in Granulatform
herstellbar sind, die jede individuelle Farbgebung auf
einfache Weise ermöglichen. Die preisgünstigen bekannten
Kunststoffarbkonzentrate oder naturfarbenen
Kunststoffgranulate werden nach dem Verfahren der
Erfindung mit vordispergierter Paste oder Flüssigfarbe
beschichtet. Die Pasten können dabei entweder
physikalisch oder chemisch fixiert werden. Die Fixierung
muß dabei den Schmelzpunkt des Basiskunststoffes
entsprechen, also dem des Trägermaterials, um mit ihm
verträglich zu sein. Es können auf einem Granulat
verschiedene Farb- und auch Additivschichten fixiert
werden, die dann im Querschnitt eines solchen
Konzentratgranulates sichtbar sind. Dieses Farbkonzentrat
kann sodann in herkömmlicher Weise, wie eingangs
beschrieben, mit weiterem Granulat vermischt
weiterverarbeitet werden. Das Herstellungsverfahren für
das Kunststoffarbkonzentrat ist außerordentlich einfach.
Es ist lediglich notwendig, granuliertes
Kunststoffkonzentrat oder serienmäßig eingefärbtes
Kunststoffkonzentrat als Trägermaterial in einen Mischer
einzugeben, dem Mischer die notwendige Menge
Dispersionsfarbe oder Dispersionspaste beizugeben und
durch Mischung diese auf die Oberfläche des Granulats
aufzutragen. Dem beigesetzten Konzentrat ist dabei
Bindemittel zugesetzt. Auch dieses muß mit dem
granulierten Kunststoffträger verträglich sein. Ist der
Mischprozeß abgeschlossen, so erfolgt ein
Trocknungsprozeß bis die Farbe an der Oberfläche fixiert
ist. Dieser Trocknungsprozeß kann in dem Mischer selbst
erfolgen oder in einer gesonderten Trocknungseinrichtung.
Üblicherweise wird dazu Heißluft eingeblasen. Das gleiche
mechanische Verfahren läßt sich auch anwenden für die
chemische Refixierung. Dabei ist lediglich eine weitere
Verfahrensstufe notwendig, um ein Fixiermittel zunächst
auf die Oberfläche des Granulats aufzubringen, bevor die
Farbpigmente, gebunden in der Zwei-Komponentenfarbe,
aufgebracht werden. Beide Komponenten reagieren chemisch
und fixieren dabei die Farbpigmente an der Oberfläche des
Trägers oder an der Oberfläche einer bereits
aufgetragenen Farbschicht. Das Verfahren kann also für
mehrere additive Schichten wiederholt werden, bis die
gewünschten Farbschichten aufgetragen sind.
Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren
mit wenig Energie auskommt und dennoch ein qualitativ
hochwertiges Farbkonzentrat herzustellen gestattet, das
zur gezielten Einfärbung oder Verarbeitung in
Kunststoffverarbeitungsmaschinen verwendet werden kann.
Als Kunststoffträger können verschiedene Thermoplaste
verwendet werden, die zum Spritzgießen in den
verschiedenen Formen, wie Niederdruck,
Schaumspritzniederdruck, Spritzgießniederdruck,
Spritzgießen, zum Extrusionsblasen, Spritzblasen,
Streckblasen, zum Extrudieren und zum Pressen eingesetzt
werden können. Die Weiterverarbeitungsverfahren sind
hinlänglich bekannt. Die Umformung erfolgt dabei im
Schmelztemperaturbereich oder unterhalb des
Schmelztemperaturbereiches des Trägermaterials. Die
Erfindung ist grundsätzlich auf alle bekannten
Kunststoffe anwendbar, die nach den bekannten Verfahren
für die Herstellung von Kunststoffteilen geschmolzen
werden.
Beispielsweise könne folgende Farbkonzentrate als Träger
vorgesehen sein:
| Phthalocyaninblau - Polyethylen|40%ig | |
| Phthalocyaningrün - Polyethylen | 40%ig |
| Ruß - Polyethylen | 40%ig |
| Titandioxid - Polyethylen | 70%ig |
| Eisenoxidbraun - Polyethylen | 40-60%ig |
| Perlmutt - Polyethylen | 50%ig |
Gleiche oder ähnliche Produkte mit Polystyrol als Träger
finden ebenfalls Einsatz.
Darüber hinaus können aber auch alle anderen bekannten
Kunststoffe bekannter Art, die in Granulatform
verarbeitet werden, nach der Erfindung eingefärbt werden.
Beispielhaft seien hier einige Trägerkomponenten genannt:
Polyethylen (PE)
Polypropylen (PP)
Polystyrol (PS)
Polyester (PET)
Polyurethan (PU)
Polyamid (PA)
Polyvinylchlorid (PVC)
Plexiglas (PMMA)
Acrylbutadienstyrol (ABS)
Styrolnitril (SAN)
Polypropylen (PP)
Polystyrol (PS)
Polyester (PET)
Polyurethan (PU)
Polyamid (PA)
Polyvinylchlorid (PVC)
Plexiglas (PMMA)
Acrylbutadienstyrol (ABS)
Styrolnitril (SAN)
Die Pasten bzw. Flüssigfarben, wobei Pasten sich also
besonders einfach und sauber zu verarbeiten
herausgestellt haben, können folgende Farbpigmente
aufweisen:
Zinksulfid
Titandioxid
Ruß
Phthalocyanine
Eisenoxide
Ultramarinblau
Chinacridone
Thioindigo
Dioxazin
Monoazo
Nickeltitan
Chromtitan
Titandioxid
Ruß
Phthalocyanine
Eisenoxide
Ultramarinblau
Chinacridone
Thioindigo
Dioxazin
Monoazo
Nickeltitan
Chromtitan
Als Bindemittel können Kunststoffe oder Harze zugesetzt
sein, wobei dieses sowohl in der Paste selbst als auch
beim Mischvorgang erfolgen kann:
Polyethylen
Polystyrol
Polypropylen
Carnauba
Kolophoniumderivate
andere Naturharze
Polyacrylate
Styrolacrylate
Polyvinylacrylate.
Polystyrol
Polypropylen
Carnauba
Kolophoniumderivate
andere Naturharze
Polyacrylate
Styrolacrylate
Polyvinylacrylate.
Sämtliche Angaben zu den verwendeten Farbpigmenten,
Kunststoffen, Bindemitteln sind nur beispielhaft genannt.
Es bleibt dem Fachmann überlassen, die entsprechenden
chemischen Substanzen im Bedarfsfall einzusetzen, die für
derartige Anwendungen bekannt sind.
Die in der praktischen Realisierung aufgetragene
Farbpaste bzw. Farbe kann folgende Zusammensetzung
aufweisen:
10%-30% organische bzw. anorganische Pigmente
oder Farbstoffe
2%-6% nichtionogene Netzmittel
88%-64% wäßrige PE-Wachsemulsion (30%ig).
2%-6% nichtionogene Netzmittel
88%-64% wäßrige PE-Wachsemulsion (30%ig).
Nach dem Aufbringen der Schichten werden diesen mit einem
hellen Talkum ca. 20 µm gepudert. Auch dies hat sich als
Lagerungsvorteil erwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels
ergänzend erläutert.
In einem Trommelmischer werden gemischt:
50 kg marktübliches PE-Weiß Farbkonzentrat in
Granulatform (70% TiO₂)
0,5 kg marktübliche Farbpaste, bestehend aus 20% Phthalocyaninblau und den oben beschriebenen Zusätzen
0, 25 marktübliche PE-Wachsemulsion.
0,5 kg marktübliche Farbpaste, bestehend aus 20% Phthalocyaninblau und den oben beschriebenen Zusätzen
0, 25 marktübliche PE-Wachsemulsion.
Die drei Positionen werden so lange gemischt, bis die
Farbschichten gleichmäßig auf allen Granulaten verteilt
sind. Danach erfolgt ein Ordnungsprozeß unter Zuführung
von Heißluft, die auf ca. 140°C aufgewärmt ist. Diese
wird direkt in dem Mischer eingeblasen. Nach der
Fixierung der Farbschicht, also nach dem Trocknen, wird
noch 0,25 kg Talkum 20 µm zugegeben und wieder gemischt.
Das so gefertigt gestellte Konzentrat kann sodann in
Säcken abgepackt auf herkömmliche Weise vertrieben und
verarbeitet werden.
Claims (20)
1. Kunststoffgranulat zur Herstellung von farbigen
Kunststoffteilen, dadurch
gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des
Granulats ein- oder mehrere Schichten von Farbpigmenten
bestimmter Farbe oder Farbmischung additiv aufgebracht
sind.
2. Kunststoffgranulat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Farbpigmente mit
einem Dispergator zu einer Dispersionsfarbe oder
Dispersionspaste gemischt sind und ein Bindemittel
zugesetzt ist.
3. Kunststoffgranulat nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dispergator und das
Bindemittel mit dem Kunststoff des Granulats verträglich
sind.
4. Kunststoffgranulat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Farbpigmente in oder
auf einer Fixierschicht auf dem Granulat aufgebracht
sind.
5. Kunststoffgranulat nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Farbdispersion im
Zwei-Komponetenverfahren aufgebracht ist.
6. Kunststoffgranulat nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Fixierschicht bzw. die erste Komponente und die
aufgebrachte Farbpigmentschicht bzw. die
Pigmentdispersionsfarbe der Zwei-Komponentenfarbe mit dem
Kunststoff des Granulats verträglich ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffgranulats
nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat
mit der Dispersionsfarbe oder der Dispersionspaste in
einem Mischer gemischt wird, daß die durch Mischung
aufgebrachte Farbschicht bis zur Fixierung an der
Oberfläche getrocknet wird, und daß das Verfahren
entsprechend der Anzahl der gewünscht aufzutragenen
Farbschichten wiederholt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der gewichtsprozentuale
Anteil der Dispersionsfarben oder Dipersionspaste 10%
nicht übersteigt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der gewichtsprozentuale
Anteil zwischen ca. 0,5% und ca. 5% liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Trockentemperatur zwischen ca. 50°C und ca. 160°C
liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trocknung im Mischer
oder in einer separaten Trockeneinrichtung durch
Zuführung von Heißluft erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche des Granulats mit einem Fixiermittel als erste
Schicht in einem ersten Mischprozeß benetzt wird, daß in
dem Mischer oder in einem weiteren Mischer die
Farbpigmente nach der Vorbehandlung mit einer zweiten
Haftkomponente durch Mischung aufgetragen werden, daß bis
zum Abschluß der chemischen Reaktion beider Komponenten
und bis zur Haftung der Farbpigmente diese im Mischer
oder in einer gesonderten Einrichtung verbleiben, und daß
durch Wiederholung der Verfahrensschritte entsprechend
der gewünschten Anzahl von Farbschichten mehrere
Schichten aufgetragen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß entsprechend den
gewählten chemischen Substanzen der Komponenten, die
chemische Reaktion durch Heißluftzufuhr unterstützt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß eine
Zwei-Komponenten-Pigmentdispersionspaste oder eine
Zwei-Komponenten-Pigmentdispersionsfarbe verwendet wird,
und daß die Heißluft der chemischen Reaktion solange
zugeführt wird, bis die Wasseranteile der Dispersion
verdunstet sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Farbpigmentanteil oder die der Farbpigmente beinhaltende
Dispersionanteil die im Anspruch 8 oder 9 angegebenen
Gewichtsprozente aufweist.
16. Kunststoffgranulat nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch
die Verwendung von naturfarbenen Granulat als Träger.
17. Kunststoffgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
gekennzeichnet durch die Verwendung
von mit Farbpigmenten eingefärbten Granulat als Träger.
18. Kunststoffgranulat nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß es als
Farbkonzentrat eingesetzt ist und vor dem Verarbeiten in
einer Kunststoffverarbeitungsmaschine mit Natur oder
eingefärbten Granulat vermischt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Dispersionsfarbe und/oder Dispersionspaste die folgende
Zusammensetzung aufweist:
10%-30% organische bzw. anorganische Pigmente oder Farbstoffe
2%-6% nichtionogene Netzmittel
88%-64% wäßrige PE-Wachsemulsion (30%ig),
in einem weiteren Verfahrensschritt die aufgetragene Schicht mit einem hellen ca. 20 µm Talkum gepudert wird.
10%-30% organische bzw. anorganische Pigmente oder Farbstoffe
2%-6% nichtionogene Netzmittel
88%-64% wäßrige PE-Wachsemulsion (30%ig),
in einem weiteren Verfahrensschritt die aufgetragene Schicht mit einem hellen ca. 20 µm Talkum gepudert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15 in
Verbindung mit Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung
transparenter Farbtöne als Träger ein naturfarbenes
Kunststoffgranulat und zur Herstellung pastellfarbener
Farbtöne eine Farbkonzentrat in weiß als Träger verwendet
wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934331167 DE4331167C2 (de) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Verfahren zur Herstellung eines Farbkonzentrates für die Verarbeitung in Kunststoffverarbeitungsmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934331167 DE4331167C2 (de) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Verfahren zur Herstellung eines Farbkonzentrates für die Verarbeitung in Kunststoffverarbeitungsmaschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4331167A1 true DE4331167A1 (de) | 1995-03-16 |
| DE4331167C2 DE4331167C2 (de) | 1995-06-14 |
Family
ID=6497678
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19934331167 Expired - Fee Related DE4331167C2 (de) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Verfahren zur Herstellung eines Farbkonzentrates für die Verarbeitung in Kunststoffverarbeitungsmaschinen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4331167C2 (de) |
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| DE19614687C2 (de) * | 1996-04-13 | 2000-07-20 | Aw Gmbh Kunststoff Farbkonzent | Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffgranulats sowie eines Kunststoffteils aus Kunststoffgranulat mit eingeschlossenen, gesprenkelten Farbflecken oder Flittermetall |
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- 1993-09-14 DE DE19934331167 patent/DE4331167C2/de not_active Expired - Fee Related
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| DE4331167C2 (de) | 1995-06-14 |
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