Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zielsetzung des Vorhabens war die Entwicklung trockener Beschichtungen an Formwerkzeugen in der Kunststoffindustrie mit permanenter Trennwirksamkeit bei hohen Werkzeugstandzeiten. Mit Anwendung der neuen Trennschichten sollten die erheblichen Emissionen der bei der Kunststofffertigung \u00fcblichen Trennmittelsysteme vermieden werden, die in Form von L\u00f6sungen oder Dispersionen auf die Oberfl\u00e4che der Formteilwerkzeuge aufgespr\u00fcht werden. Au\u00dferdem sollten Umweltbelastungen abgebaut werden, die durch anschlie\u00dfende Reinigungsprozesse verursacht werden, da h\u00e4ufig Trennmittel nach der Formge-bung auf dem Fertigteil verbleiben und entfernt werden m\u00fcssen. Durch diese Ma\u00dfnahmen d\u00fcrfen wichti-ge Oberfl\u00e4cheneigenschaften der Bauteile nicht negativ beeinflusst werden, so dass die reproduzierbaren Qualit\u00e4tsmerkmale der angestrebten Endprodukte Bestandteil der Zielsetzungen war.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer L\u00f6sungsansatz zur Realisierung der Projektziele lag in der Entwicklung eines innovativen Fertigungsprozesses unter Anwendung der Niederdruck (ND)-Plasmatechnik. Basis des vorliegenden Projektes waren im Wesentlichen erste Arbeiten zur Erforschung von trockenen Trennschichten, in denen von ACMOS und IFAM im Vorfeld des Projektes gemeinsam Beschichtungen entwickelt worden waren, die f\u00fcr einfache Anwendungen Erfolg versprechende Trennwirkungen zeigten.
\nMit der Zielsetzung der Realisierung f\u00fcr Reaktionssch\u00e4umsysteme, die sehr komplexe Anforderungen stellen, wurde ein neuer FuE-Themenbereich definiert, in dem vor der praktischen Umsetzbarkeit noch grundlegende Forschungsarbeiten zu leisten waren. So waren Strukturmodelle der oberfl\u00e4chennahen Bereiche der Trennschichten aus Ergebnissen der Oberfl\u00e4chenanalytik zu entwickeln, um gezielt reaktive Zentren aufzusp\u00fcren und durch geeignete Reaktionen zu beeinflussen. Prinzipiell wurden als L\u00f6sungswege die Vermeidung von Fehlstellen durch geeignete Plasma-Prozessbedingungen sowie die nachtr\u00e4gliche chemische Abs\u00e4ttigung verfolgt. Die Arbeitspakete wurden mit Zeitplanung und Verzahnung der Partneraufgaben in einem Balkenplan dargestellt, der Gegenstand des Antrages und Basis der anschlie-\u00dfenden Projektdokumentation war.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Einige Polyurethanmaterialien, wie spezielle IMC-PUR-Lacke, werden ohne Trennmittel dauerhaft entformt. Gegen\u00fcber verschiedenen Polyurethanmaterialien trennen die neuen Trennschichten ohne Hilfe von Trennmitteln nicht ausreichend. Hier f\u00fchrt ein um ca. 40-60% reduzierter Trennmittelverbrauch zu einer guten Entformung bei reduziertem Aufbauverhalten in den Formenwerkzeugen. Dieses gilt f\u00fcr die Verwendung von l\u00f6sungsmittelhaltigen und w\u00e4ssrigen Trennmitteln gleicherma\u00dfen. Ein reduziertes Aufbauverhalten f\u00fchrt zu einer l\u00e4ngeren Formenstandzeit und dadurch zu einem verringerten Einsatz von \u00f6kologisch bedenklichen Formenreinigern, da die Formen weniger oft gereinigt werden m\u00fcssen. Da in der gewonnenen Zeit weiter produziert werden kann, erh\u00f6ht sich die Produktivit\u00e4t erheblich.
\nEs zeigte sich auch, dass Trennmittel, neben der Trennwirkung, durch \u00dcbertragung von Trennmittel vom Formenwerkzeug auf das Bauteil gew\u00fcnschte Oberfl\u00e4cheneigenschaften wie Optik und Haptik einstellen. Dieses kann keine trockene Beschichtung. Der f\u00fcr eine einwandfreie Entformung notwendige Anteil an Trennmittel l\u00e4sst sich jedoch drastisch reduzieren, ohne Haptik oder Optik negativ zu beeinflussen. Z. B. konnte so der Trennmitteleinsatz beim IMC-Spr\u00fchhautverfahren um ca. 90% reduziert werden.
\nAuch andere Kunststoffmaterialien wie PVC und Polyesterharze k\u00f6nnen mit Hilfe der modifizierten plasmapolymeren Beschichtung dauerhaft entformt werden. Am Beispiel des Polyesterharzes k\u00f6nnen zwischen 95 und 100% des verwendeten externen Trennmittels eingespart werden. Durch die Beschichtung ist die Produktivit\u00e4t erheblich gesteigert worden, da die zeit- und damit kostenintensive Nachbearbeitung der entformten Holzfurniere erheblich reduziert werden konnte. Dadurch fallen zudem auch keine Schleifst\u00e4ube mehr an. Zudem zeigt die Verwendung des internen Trennmittels einen weiteren \u00f6kologisch sehr positiven Effekt: Die Styrol-Emission der Bauteile wird um 30% reduziert. Vermutlich werden Ausga-sungskan\u00e4le durch das interne Trennmittel blockiert. Noch freies Styrol kann dann noch l\u00e4nger mit den radikalischen Enden des Polyesterharzes abreagieren.
\nBei der PVC-Slush-Fertigung kann durch die l\u00e4ngere Formenstandzeit auf die Reinigung der Formen verzichtet werden. Damit k\u00f6nnen gro\u00dfe Menge an Reinigungsfl\u00fcssigkeiten eingespart werden, wodurch sich wiederum die Menge an zu entsorgendem hochalkalischem Sonderm\u00fcll entsprechend reduziert. Zudem entf\u00e4llt der zeitintensive Ein- und Ausbau der Formen aus der Produktionsanlage. Zwar wird nach einer Reinigung die plasmapolymere Trennschicht vollst\u00e4ndig zerst\u00f6rt, doch bei einer Formstandzeit von \u00fcber 3.000 Entformungen rechnet sich eine Neubeschichtung wirtschaftlich allein durch die Verl\u00e4ngerung der Produktionszeit.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Pr\u00e4sentation des Projektes auf der Woche der Umwelt am Amtssitz des Bundespr\u00e4sidenten in Berlin am 05. und 06. Juni 2007, Fernsehspot zur Verleihung des Deutschen Umweltpreises 2007 (3SAT, 28.10.2007).
\nVer\u00f6ffentlichung:
\n\tKlaus Vissing, Matthias Ott: Entformen leicht gemacht – Plasmapolymere Beschichtung verspricht Hilfe, Plastverarbeiter \/ 58 \/ 2007 \/ S. 76 – 77
\nMesseauftritte:
\n\tHannover Messe 2007 auf dem Stand der SurfPlaNet Hannover, 16.-20.04. 2007
\n\tCFK-Convention Stade, 13. – 14.06.2007
\n\tparts2clean 2007 auf dem Stand der Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik Stuttgart, 09.10-11.10.07
\n\tK2007 auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand D\u00fcsseldorf, 24.10.-31.10.2007<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt konnte erfolgreich beendet werden. Bei vielen Polyurethanmaterialien werden die Einsatzmengen von Trennmitteln bei der Formgebung und Reinigungsmitteln im Anschluss, welche die Umwelt ebenfalls stark belasten, erheblich reduziert<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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