Hart-Weich-Kombinationen verschiedener Materialien ermöglichen die Integration von Funktionen und können die Produtkionseffizienz erhöhen. (Bildquelle: Albis)

In der pfiffigen Kombination von Werkstoffen für ein Bauteil liegt nicht selten die beste Lösung, um den Produktionsprozess effektiver zu konzipieren und den Nutzen des Produkts zu verbessern. In der Kunststoffverarbeitung sind dies häufig Metall-Kunststoff-Verbunde oder Hart-Weich-Kombinationen. Bei solchen Material-Kombinationen spielen Haftung und die effiziente Verarbeitbarkeit eine große Rolle.

Mit thermoplastischen Elastomeren lassen sich solche Verbindungen realisieren, wobei unter anderem Haftung und Beständigkeit der Verbindung im Fokus der Entwicklung stehen. Auch die Verträglichkeit der Werkstoffe gehört zu den relevanten Aspekten, wenn solche Kombinationen in der Produktentwicklung eingesetzt werden. Dazu müssen im  Mehrkomponenten-Spitzguss sowohl die Maschinenkonfiguration als auch die Wahl der Werkzeugtechnik abgestimmt werden.

Haftung im Material-Verbund

Die Verträglichkeit von Kunststoffen zueinander und die besondere Anforderung an die Haftung beeinflussen  maßgeblich die Qualität einer Hart-Weich-Verbindung und unterliegen verschiedenen Einflussfaktoren. Dazu gehört die Polarität der Fügepartner, die Oberflächenstruktur und -güte, die chemische Grundstruktur des Kunststoffes sowie die Fließfähigkeit des Materials. Actega, Bremen, hat für die bessere Haftung von TPE an Materialien wie PC und ABS durch die Einarbeitung haftungsfördernder Komponenten und das Reduzieren von sich nachteilig auf die Haftung auswirkender Elemente seine Provamed-TPE für den medizintechnischen Bereich modifiziert. Denn hier wird diese Materialkombination besonders häufig eingesetzt. Andere Materialentwicklungen modifizieren die Kunststoffe, die den Food-Safe-Standards entsprechen. Die TPE-Kunststoffgranulate gibt es sowohl für medizintechnische Applikationen als auch für den Bereich Konsumgüter in verschiedenen Härteeinstellungen, guter Fließfähigkeit, hoher Bruchdehnung, sehr guter Flexibilität, geringer Dichte, wahlweise transparent, hoch-transparent, transluzent oder naturfarben.

Für die Einwegmaske hat der Hersteller eine Polsterung aus TPE auf PP aufgebracht. (Bildquelle: Teknor Apex)

Auch bei der Super-NO2VA-Maske von RMD kommt ein TPE zum Einsatz, das besonders gut an dem Maskenmaterial Polypropylen haftet. Die Einwegmaske besteht aus einer transparenten, steifen Komponente aus Polypropylen mit Anschlüssen für ein Anästhesiesystem oder einen Beatmungsbeutel sowie aus einer TPE-Polsterung, die an die PP-Struktur angeformt ist. Die aus dem medizinischen Elastomer geformte Polsterung übernimmt eine entscheidende Aufgabe, indem sie für eine starke, aber angenehme Abdichtung zum Gesicht des Patienten hin sorgt. Das Medalist-TPE 10105 von Teknor Apex, Geleen, Niederlande, ist ein gelartiges Compound mit einem Härtegrad von 5 Shore A und ausreichend Klebrigkeit.

Ein Beispiel für die Kombination von TPE mit Metall bietet Kraiburg TPE, Waldkraiburg, in enger Zusammenarbeit  mit der Gebissmanufaktur Beris und  GPE Plast Engineering. Die Unternehmen haben ein  Mundstück für den Reitsport entwickelt. Das Mundstück wird aus einem TPE-Compound in einem 2-Komponentenverfahren spritzgegossen, bei dem das TPE den Metallkern einbettet. Anstelle eines einfachen Metallteils oder einer gängigen Metall- und Lederkombination entschied sich der Gebissspezialist bei dem neuen Mundstück daher für ein weiches und flexibles, aber auch belastbares TPE. Das thermoplastische Material eignet sich gut zur wirtschaftlichen Fertigung solcher Hart-/Weich-Kombinationen. Darüber hinaus bietet es den nötigen Konstruktionsspielraum, um das besondere Konzept der abgeplatteten Bogenform umzusetzen. Auch die FDA-konforme, physiologische Verträglichkeit des TPE war für den Hersteller unerlässlich. Der Compound-Anbieter hat bei der anwendungsgerechten Materialfindung und auch beim Auslegen des Werkzeugs die Entwicklung unterstützt.

Für eine gute Haftung zu EPDM ist ein anderes Compound von Kraiburg TPE, Waldkraiburg, geeignet. Die Thermolast-K-Produktgruppe vereint die gute Haftung zu EPDM mit guter UV- und Witterungsbeständigkeit und einer hohen Fließfähigkeit. Die Materialreihe eignet sich insbesondere für Automobil Exterieur-Anwendungen. Zu den Pilotprojekten zählen Fensterdichtungen aus EPDM-Profilen mit angespritzter TPE-Eckverbindung. Eine weitere Neuentwicklung sind TPEs für den Bereich Consumer Electronics. Für diesen Anwendungsbereich entwickelte das Unternehmen TPEs mit seidig-samtenen Oberflächen und guter Haftung zu polaren Thermoplasten sowie besonderen mechanischen Eigenschaften.

Zugelassen für den Lebensmittelkontakt

Die Trinkflasche aus Copolyester mit Flip Top wird dichtet eine  lebensmittelkonforme TPE-Dichtung ab.  (Bildquelle: Kraiburg)

Eine weitere Entwicklung von Kraiburg TPE zielt auf lebensmittelkonforme TPE ab. Für die Verschlussdichtung  der Omni-Trinkflaschen und des Cruise- Getränkebecher von Timolino kommt ein Thermolast-K-Compound zum Einsatz. Das TPE-Compound kommt als Dichtungsring in den Deckeln der Trinksysteme oder als Teil eines vorgefertigten, eingepressten Dichtungsblocks zum Einsatz und sorgt für eine absolute Dichtheit des Verschlusses. Wie alle Teile der Flaschen und Becher sind auch die Dichtungskomponenten 100 Prozent geschmacks- und geruchsneutral, frei von BPA, spülmaschinenfest und recycelbar. Zu den technischen Anforderungen an das Dichtungscompound zählten gesicherte Lebensmittelverträglichkeit und Langlebigkeit. So erfüllt das verwendete TPE-Compound die strengen Vorgaben des FDA und der EU-Verordnung 10/2011. Außerdem sorgt das Material über einen weiten Temperaturbereich hinweg für einen sehr guten Druckverformungsrest. Diese Eigenschaft war entscheidend für die dauerhafte Rückstellfähigkeit und versprödungsfreie Elastizität der Dichtungskomponenten auch nach wiederkehrendem Kontakt mit Heißgetränken, nach Reinigung im Geschirrspüler oder bei tieferen Einsatztemperaturen im Kühlschrank.

Die TPE-Compounds können sowohl im häuslichen als auch im kommerziellen Bereich verwendet werden. (Bildquelle: Hexpol)

Für eine direkte oder indirekte Anwendung im Trinkwasserbereich hat Hexpol TPE, Lichtenfels, Dryflex DW eine spezielle Serie an TPE-Compound eingeführt. Das Material wurde getestet und ist, gemäß der Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von organischen Materialien in Kontakt mit Trinkwasser, für kaltes und warmes Wasser zugelassen. Die TPE-Compounds weisen in Abwesenheit von Bioziden kein Mikrobenwachstum auf und sind auch hinsichtlich des Technischen Standards W270 des DVGW zugelassen. Sie sind in Härten von 50 Shore A bis 90 Shore A erhältlich. Diese sind in naturfarben, schwarzen und kundenspezifischen Farben mit einer Konformitätszertifizierung erhältlich. Die zur Herstellung der TPE-Compounds verwendeten Rohstoffe sind mit der EU-Richtlinie 10/2011 für den Lebensmittelkontakt zugelassen. Sie lassen sich mittels Spritzguss oder Extrusion weiterverarbeiten und können mit Polypropylen und Polyethylen in Mehrkomponentenanwendungen verarbeitet werden. Eine Verwendung kann sowohl im häuslichen als auch im kommerziellen Bereich stattfinden.

Der TPE-Werkstoff für das Förderband ermöglicht es, Kontaminationen mit Röntgen- oder Metalldetektoren zu detektieren. (Bildquelle: Dupont)

In der Lebensmittelindustrie eingesetzt wird das thermoplastische Elastomer Hytrel TPC-ET von Dupont, Genf, Schweiz. Es ist röntgen- und metalldetektierbar und bietet eine flexible Lösung für Förderbänder. Der Werkstoff ermöglicht die Detektierbarkeit für eine zuverlässige Kontaminationskontrolle in der Lebensmittelverarbeitung. Mit diesem Werkstoff benötigt das leichtgewichtige Förderband weniger Strom, läuft ruhig und ohne Schmiermittel und benötigt langfristig weniger Wartung.

TPE in der Automobilindustrie

Typische TPE-Anwendungsbeispiele sind Kfz-Außen- und Innenteile, Dachbahnen und Kabelummantelungen. (Bildquelle: Ultrapolymers)

Der Kunststoff-Distributor Ultrapolymers, Augsburg, hat sein Portfolio an PP-basierenden TPO um Hiflex CA 7600 A von Lyondell Basell erweitert. Über die bisher verfügbaren, mit der Catalloy-Technologie hergestellten TPO hinaus, kombiniert dieser neue, weiche Typ hohe Flexibilität mit leichter Verarbeitbarkeit, hoher Dimensionsstabilität und hoher Kälte-Schlagzähigkeit sowie zugleich guten mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen. Der Werkstoff kann zu 100 Prozent direkt verarbeitet werden. Aufgrund seiner sehr guten Verträglichkeit mit anderen Polyolefinen und weichen Thermoplasten eignet er sich aber auch sehr gut für das Maßschneidern der Schlagzähigkeit, der Steifigkeit und des Schrumpfverhaltens von Compounds für Spritzguss und Extrusion. Typische Anwendungen reichen von Kabelummantelungen über Dachbahnen und Tiefzieh-Plattenware bis zu Kfz-Sichtteilen für Innen- und Außenanwendungen mit geringem Gewicht und matter Oberfläche. Die besondere Eigenschaftskombination beruht auf seiner Mikrostruktur. Im Gegensatz zu den üblichen TPO-Typen ist hier die PP-Phase in Form sehr kleiner Domänen – und damit als Modifikator – in die Elastomerphase eingebettet. Diese Funktionsumkehr ermöglicht die Ausbildung besonders feiner Gefüge und dadurch unter anderem die Aufnahme sowie die sehr gute Dispergierung auch sehr hoher Anteile von Füllstoffen wie Flammschutzmittel oder Talkum. Im Ergebnis resultieren homogen verteilte Eigenschaften über das gesamte Fertigprodukt. Durch die Phasenumkehr ist es gelungen, die guten Eigenschaften der bisher verfügbaren TPOs noch weiter zu steigern und in einem Materialtyp zu kombinieren.

Haltbares und leichtes Verpackungsmaterial aus TPE statt PP. (Bildquelle: Huntsman)

Für einen beschädigungsfreien und sauberen Transport von teuren Fahrzeugkomponenten sorgen zwei Typen von thermoplastischem Polyurethan von Huntsman, Osnabrück. Polyflex Products, ein in den USA ansässiger Hersteller von Spezialpackmaterial, verwendet dafür die abriebfesten TPU-Typen Irogran und Avalon. Zuvor wurde Polypropylen zur Herstellung des Packmaterials für die Automobilbranche verwendet, aber diesem mangelte es an dauerhaften Anti-Verschleiß-Eigenschaften. Wenn scharfe, schwere Komponenten mehrmals umgepackt wurden, wurde das Packmaterial anfällig für Risse. Der Umstieg auf TPU machte es möglich, eine gute Haltbarkeit des Packmaterials zu gewährleisten, die in der Regel rund fünf Jahre beträgt. Zudem reduziert das Material Packmaterialschäden durch unsachgemäße Verwendung. Für das Packmaterial kommen zwei abriebfeste TPU-Typen mit unterschiedlicher Shore-Härte zum Einsatz: 90 A für schwere Komponenten und 60 D für Gleitelemente. Beim Einsatz des TPU wurde schnell dessen hohe Beständigkeit erkannt. Des Weiteren punktet das Material mitfolgenden Eigenschaften: TPU kann verwendet werden, um komplexes Packmaterial in den verschiedensten Formen und Größen herzustellen, die Vibrationsdämpfungseigenschaften sorgen für eine glattere Lauffläche. Das Transportgewicht sinkt, was wiederum zu niedrigeren Transportkosten führt. Und das Material weist elektrostatische Entladungseigenschaften auf und  das Packmaterial ist vollständig recycelbar.

TPE für die Elektro- und Elektroniksparte

Bada, Bühl, hat mit der neuen Produktfamilie Badaflex UL TPE-S eine spezielle Serie an TPE-S-Compounds für die Elektro- und Elektroniksparte eingeführt. Anwendungsbeispiele sind Dichtungen, Stecker, weichelastische Verbindungen und haptisch ansprechende Oberflächen, die die neue Produktfamilie Badaflex UL TPE-S xA FR01 zukünftig bedienen wird. Dabei steht das x für eine variable, frei wählbare Härte von 40 bis 90 Shore A. Der Anwender hat somit entscheidende Vorteile zu bisherigen Produkten, denn diese Produktreihe besitzt eine UL-Zertifizierung der Flammklasse in V0 und ist folglich selbstverlöschend und nicht brennend abtropfend. Um der Designfreiheit den maximalen Spielraum zu lassen, wurde diese Zertifizierung für alle Dicken im Bereich 0,4 bis 3,0 mm nachgewiesen. Somit sind sowohl sehr weiche, wie auch festere Produkte in nahezu jeder Bauteildicke herstellbar und durch die entsprechende Yellow Card der UL abgedeckt. Das Material lässt sich im Spritzgießverfahren oder Extrusion verarbeiten und kann mit Polyolefinen in Mehrkomponentenanwendungen verarbeitet werden.

Modulares Leitungsdurchführungssystem mit Inlays und Dichtelementen aus TPE. (Bildquelle: Conta-Clip)

Mit KDS-Click hat Conta-Clip, Hövelhof, ein flexibles Leitungsdurchführungssystem geschaffen, das Inlays und unterschiedliche Dichtelemente aus thermoplastischen Elastomeren von Kraiburg TPE, Waldkraiburg, umfasst. Dafür entwickelte der TPE-Spezialist unter anderem halogenfreie, flammgeschützte Materialien, welche UL94-geprüft und in Kategorie V0 eingestuft sind. Das halogenfreie System bietet Anwendern in der Elektro- und Elektronikindustrie eine sehr flexible und saubere Lösung zur Neu- und Nachinstallation von Kabeln, Schläuchen, Pneumatik- und Hydraulikleitungen in Gehäusen und Schaltschränken. Dabei kommen nicht weniger als fünf verschiedene TPEs zum Einsatz: Ein PA-haftungsoptimiertes Thermolast K-Compound für die Inlay-Dichtung des Systems sowie flammgeschützte als auch kundenspezifische TPE-Materialien für Dichtelemente. Zu den Herausforderungen des Systems zählt die für die Prozess- und Industrieautomation unerlässliche Dichtigkeit des beispielsweise auf Schaltschränke montierten Rahmens entsprechend der Schutzklasse IP 66. Der Rahmen besteht aus glasfaserverstärktem PA 6.6 und einem TPE-Compound. Die Aufgabe lag darin, ein TPE-Material zu finden, das eine ausgezeichnete Haftung zu Polyamid ermöglicht und sich gleichzeitig durch seine Weichheit an unterschiedliche Oberflächen anpasst und somit das System abdichtet. Der Hersteller entschied sich für ein haftungsoptimiertes TPE-Compound der Waldkraiburger, welches im 2-Komponenten-Spritzguss mit dem Polyamid des Inlays verarbeitet wird. Das Material ermöglicht eine sehr gute Haftung und gewährleistet eine hohe Dichtigkeit auch an lackierten oder rauen Oberflächen. Ergänzt wird das System durch verschieden große Dichtelemente, welche die Kabel, Schläuche oder auch Leitungen umschließen. Die in enger Zusammenarbeit optimierte Konstruktion der Dichtelemente verfügt über die hohe Schutzklasse IP 66.

TPE für die additive Fertigung

3D-Filamente aus TPE. (Bildquelle: Dupont/German Reprap)

Die für den 3D-Druck geeigneten thermoplastischen Elastomere Hytrel und die Nylon-basierten Filamente Zytel von Dupont, Genf, Schweiz, können nun über German Reprap, Feldkirchen, bezogen werden. Das TPE ist in zwei verschiedenen Härtegraden mit einem Shore D von 40 und einem Shore D von 60 erhältlich. Die mechanischen Eigenschaften von 3D-Druckteilen in allen Bereichen des TPE-Typs sind vergleichbar mit Spritzguss. Mit den Nylon-basierten Filamenten können Anwender starke und harte Funktionsteile herstellen. Neben der hohen Festigkeit haben die mit den Filament-Produkt bedruckten Teile eine hohe Wärmeformbeständigkeit, einen geringen Verzug, eine geringe Feuchtigkeitsempfindlichkeit und eine sehr gute Oberflächenästhetik.

Eine Fertigung der Profile nur aus EPDM würde eine deutlich längere Zykluszeit benötigen als die Kombination mit TPE. (Bildquelle: alle Kraiburg TPE)

Die für 2-Komponenten-Bauteile im Automobil Exterieur entwickelten Materialien aus der Thermolast K Produktgruppe haften gut auf EPDM und sind beständig gegen UV-Strahlung. Damit sind die neuen Compounds vor allem für Automobilanwendungen wie Fensterlauf- und Abdichtungsprofile aus EPDM mit angespritzten Eckverbindungen und Abschlüssen aus TPE geeignet.

Diese Anwendungen gelten speziell in großen Fahrzeugserien als Domäne von Styrol-Butadien-Compounds (SBC) und vernetzten thermoplastischen Vulkanisaten (TPV). Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien zwischen den Fahrzeugserien stoßen diese Materialklassen bei der Verarbeitung jedoch an ihre wirtschaftlichen Grenzen. Für das Segment der immer komplexeren und differenzierteren Dichtungs- und Fensterlaufsysteme mit EPDM stehen die TPE-Compounds von Kraiburg TPE zur Verfügung.

Die ersten Compounds (TC7EAZ und TC7EFZ) dieser EPDM-Haftungsreihe (AD/EPDM/UV) sind mit einer Härte von 70 Shore A erhältlich. Im Vergleich zu Wettbewerbsmaterialien bieten die TPE-Compounds nach Bewitterungstests eine überlegene Oberflächenqualität, sind beständig gegen Wärmeeinwirkung und Sonnenstrahlung. Die Schwerpunkte bei der Entwicklung setzte der TPE-Spezialist auf die Haftung (TC7EAZ) und auf die Verarbeitbarkeit sowie ein geringes Foggingverhalten (TC7EFZ).

Gute Anfangs-Haftung ist besonders wichtig

Die Anwendung der EPDM-Haftungsreihe wurde in praxisgerechter Zusammenarbeit mit dem Maschinenhersteller LWB Steinl sowie in umfassenden Labor- und Anwenderversuchen geprüft. Im Vordergrund stand dabei zunächst die Haftfähigkeit im Verbund mit EPDM. Neben Haftungsprüfungen von EPDM/TPE-Proben wurden in diesem Rahmen auch Tests in Anlehnung an ISO 37 durchgeführt (bei Raumtemperatur sowie nach 1.500 Stunden bei 90 °C). In den Tests wurde neben der Zugspannung und Bruchdehnung auch die erforderliche absolute Kraft bis zur Zerstörung der Probe ermittelt.

In Versuchen wurde festgstellt, dass besonders die Anfangshaftung und der frische Schnitt am EPDM zu einer sicheren und dauerhaften Beständigkeit zwischen den zwei Elastomeren führt.

Die neuen Materialien erzielten bei diesen Haftungsversuchen gute Ergebnisse sowohl mit geschäumten als auch mit kompakten EPDM-Werkstücken. Die Anfangshaftung spielt eine entscheidende Rolle für die problemlose Entformbarkeit der Fertigteile bei möglichst kurzen Zykluszeiten. Darüber hinaus ergaben die Versuchsreihen, dass es bei der Haftung wesentlich auf die Sauberkeit der eingelegten EPDM-Profile ankommt. Für beste und zuverlässig reproduzierbare Resultate sollten die Profilstücke möglichst zeitnah vor dem Anspritzen der TPE-Komponente geschnitten werden – je frischer der Zuschnitt, desto besser die Haftung.

Zu den Kernanforderungen für Kfz-Außenteile zählen außerdem dauerhafte Wärme- und Witterungsbeständigkeit auch bei erhöhter UV-Einstrahlung. Um dies zu simulieren, wurden Materialproben beschleunigten Alterungstests mit Heißluft (1.500 Stunden bei 90 °C und 120 °C) unterzogen und mittels Bewitterungstests den Umgebungsbedingungen, wie sie zum Beispiel in Florida (Hitze und Feuchtigkeit) und der Kalahari (Hitze und Trockenheit) vorkommen, ausgesetzt. Bei all diesen Witterungstests zeigte die AD/EPDM/UV Reihe stabile mechanische Eigenschaften und signifikant trockene und klebfreie Oberflächen.

Projektpartnerschaft zwischen Rohstoff- und Maschinenanbieter

In Versuchen mit den Experten für Gummi-Spritzgießmaschinen hat der Compoundeur die TPE-Mischungen für die Verarbeitung optimiert.

Um die Prozessstabilität der neuen AD/EPDM/UV-Compounds (AD: Adhesion, EPDM: Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber, UV: UV-Resistance ) sicherzustellen, wurde deren Verarbeitbarkeit com Hersteller gemeinsam mit dem in Altdorf bei Landshut ansässigen Unternehmen LWB Steinl eingehend untersucht. Für die Tests im Verarbeitungstechnikum des Maschinenbauunternehmens wurde eine vertikale Gummi-Spritzgießmaschine in holmloser Bauweise eingesetzt. Das Werkzeug für den Versuch lieferte Pfaff Werkzeug- und Formenbau aus Röthenbach im Allgäu.

Die wirtschaftliche Fertigung von EPDM/TPE-Teilen auf einer vertikalen Maschine bietet den Vorteil der Platzersparnis zugunsten von Zuführ- und Folgeaggregaten. Allerdings verlangt sie auch eine besonders sorgfältig abgestimmte Prozessführung der eingesetzten Materialien. Die spezielle Rezeptur der TPE ermöglicht es, den Nachdruck zu minimieren, um die Deformationen des EPDM-Werkstückes zu vermeiden.

Zwar wäre es naheliegend, Eck- und Endstücke von automobilen Dichtungsprofilen, wie bei Fensterläufen und ähnlichen, ebenfalls aus EPDM zu fertigen – doch dies hätte aufgrund der Vernetzung des Kautschuks längere Zykluszeiten zur Folge und würde aufwändigere Maschinen und Arbeitsschritte erfordern.

Kürzere Zykluszeiten

Erhöhte Prozessstabilität bedeutet weniger Ausschuss und gilt heute als einer der wichtigsten Faktoren für wirtschaftliche 2-Komponenten-Bauteile. Eine weitere Zielsetzung der Projektpartner war es daher, die typischen Zykluszeiten für die Fertigung von TPE-Anspritzungen an eingelegte EPDM-Werkstücke zu reduzieren.

Die neuen EPDM-Haftungscompounds zeichnen sich unter anderem durch ihre wirtschaftliche Verarbeitbarkeit aus. Die Verarbeitung erfolgt bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von 200 °C bis 220 °C. Dies bewirkt kürzere Kühlzeiten, die zusammen mit der minimierten Nachdruckzeit den Zyklus und damit die gesamte Fertigung beschleunigen. Neben diesen Eigenschaften sorgt die Anfangshaftung der TPE-Compounds zu den EPDM-Materialien für eine einfache Entformung der Fertigteile und verkürzt somit ebenfalls die Zykluszeiten.

Gemeinsam mit LWB Steinl gelang es, die Material- und Prozesstechnologie so zu optimieren, dass sie den Anforderungen unterschiedlicher automobiler Fenstersysteme entsprechen. Die dauerhafte Haftung und Witterungsbeständigkeit der Materialien wird dabei nicht beeinträchtigt.

Zur umfassenden Unterstützung der Anwender bietet der Rohstoffhersteller außerdem einen individuellen Farbabgleich unter Berücksichtigung des Glanzgrads zum jeweiligen EPDM und zur Farbspezifikation des OEMs an.

„Die Automobilindustrie ist unser größter und am stärksten wachsender Markt. Wir werden deshalb auch in Zukunft intensiv an neuen Materialien für die Automobilbranche arbeiten“, unterstreicht Franz Hinterecker von Kraiburg TPE.

Die Schutzkappe ist in der Standard-Farbe Gelb erhältlich. (Bildquelle: Pöppelmann)

Die Serie hält aufgrund des Einsatzes eines hitzebeständigen, weichmacherfreien TPE-Kunststoffes Temperaturen bis zu 150 °C stand. Farb- und Materialvarianten, individuelle Abmessungen und Sonderausführungen der neuen Schutzelemente von sind auf Anfrage erhältlich. Als Teil des Normprogramms des Unternehmens mit über 3.000 Ausführungen ist die Endkappe immer ab Lager lieferbar. Da der Kunststoffverarbeiter keine Standardverpackungen verwendet, ist die Liefermenge dabei frei wählbar. Die Schutzkappe ist in der Standard-Farbe Gelb erhältlich, alternativ können andere Farben angefragt werden.

Halle/Stand 5/B38

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Das TPU ist die Basis für eine Nutzschichtlösung zur Herstellung modularer Designfußböden (Bildquelle: BASF)

Diese elastische, hochtransparente Nutzschicht ist besonders dünn und sehr strapazierfähig. Sie sorgt für eine Dekorbrillanz, ein angenehmes Laufgefühl und wird vor allem in neuartigen Fußboden- belägen verwendet. Zudem können zum Dekor passende Oberflächenstrukturen individuell realisiert werden. Für das Ludwigshafener Unternehmen bedeutet dies eine Erweiterung des Anwendungsbereichs der aliphatischen Elastollan-Typen: Zusätzlich zu etablierten Anwendungen wie Scheibenlaminaten oder Automobil-Steinschlagschutzfolien kommt der flexible Kunststoff nun auch im Fußboden zum Einsatz. Die auf aliphatischen Rohstoffen basierenden Elastollan-Typen sind lichtecht, verfügen über eine für dieses Material typische hohe mechanische Belastbarkeit und sind in einem breiten Shore-Härtespektrum von 75A bis 80 D erhältlich. Durch die sehr geringen Emissionen und die Geruchslosigkeit von Elastollan werden die Richtwerte des AgBB Schema (Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten) problemlos eingehalten. Dies stellt ein gesundes Raumklima im sensiblen Wohninnenbereich und in öffentlichen Bauten sicher. Durch die Verwendung dieser Nutzschicht können Fußböden zudem die Kriterien für das Gütesiegel „Blauer Engel“ erfüllen. Das neuartige Overlay ist damit eine überzeugende Alternative zu PVC-haltigen Fußböden.

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Beispiele von Anwendungen für die neuen biobasierten TPEs. (Bildquelle: Hexpol TPE)

Hexpol TPE betreibt derzeit Standorte in Schweden, dem Vereinigten Königreich, Deutschland und China. Die Anlagen für die Entwicklung und Produktion von TPE in Nordamerika wurden im Hexpol-Betrieb Rhetech Colors in Sandusky, Ohio, USA, errichtet. Die Vermarktung wird unter dem Namen des Mutterkonzerns erfolgen.

Lokale Versorgung mit TPE

In Bezug auf die Expansion kommentiert Craig Dunaway, General Manager bei Rhetech Colors und Hexpol TPE North America: „Die Investition in unsere neuen TPE-Kapazitäten wird von der Kunden- und Marktnachfrage bestimmt. Wir arbeiten mit einer Reihe weltweit tätiger Kunden, die wir bereits von den Standorten in Europa und China aus beliefern. Nun können wir auch die lokale Versorgung und Betreuung in Nordamerika anbieten. Zudem sehen wir für Rhetech-Produkte gute Synergieeffekte für Bestandskunden, die auf der Suche nach einem TPE-Partner vor Ort sind.“

Der nordamerikanische Standort wird sich zunächst auf die TPE-Compounds-Familie Dryflex konzentrieren. Diese TPE wurden für Anwendungen im Konsumgütermarkt, in der Automobilbranche, im Industriebereich, im Verpackungssektor und im Baugewerbe entwickelt. Hierbei können Soft-Touch-Eigenschaften mit erweitertem Funktionsumfang unter Einhaltung der Produktsicherheit erreicht werden.

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Teknor Apex ernennt Elizabeth Ponte zur Senior-Marketingmanagerin für thermoplastische Elastomere (TPE). (Bildquelle: Teknor Apex)

Elizabeth Ponte ist für die Integration und Koordination der Marketingaktivitiäten der Sparte Thermoplastische Elastomere in den Regionen Nord-, Mittel- und Südamerika, Europa, Nahen Osten und Afrika verantwortlich. Das schließt auch das TPE-Geschäfts des in Deutschland ansässigen Plastic-Technologie-Service (PTS) ein. Teknor Apex hat PTS in diesem Jahr übernommen. Zu den Marken, für die sie zuständig ist, gehören Elexar (Compounds für Elektroanwendungen), Medalist (Medizintechnik), Monprene (Verbraucher und Industrie) und Sarlink (Transport).

„Frau Ponte hat Disziplinen entwickelt, die die Wirksamkeit unseres TPE-Marketings in Nord-, Mittel- und Südamerika erhöht und den Mehrwert unserer Online-Präsenz für unsere Kunden gesteigert haben“, sagte Sachin Sakhalkar, Leiter des Geschäfts für Nord-, Mittel- und Südamerika. „In ihrer neuen Rolle wird sie diese Erfahrungen in unser europäisches Marketingprogramm einbringen und besonderes Augenmerk darauf legen, das umfassende Portfolio an innovativen TPE, die PTS entwickelt hat, in das Sortiment von Teknor Apex aufzunehmen.“

Elizabeth Ponte kam 2001 als Verfahrenstechnikerin zu Teknor Apex und hat seitdem eine Reihe von Positionen im Vertrieb und Marketing bekleidet, vorwiegend im TPE-Bereich. Vor ihrer aktuellen Beförderung war sie fünf Jahre lang Marketingmanagerin für TPE in Nord-, Mittel- und Südamerika. Ponte hat einen MBA in Marketing von der University of Rhode Island (URI) und Bachelor-Abschlüsse der URI in chemischer Verfahrenstechnik. Darüber hinaus hat sie an der Technischen Universität Braunschweig studiert. Sie spricht Deutsch, Portugiesisch und Spanisch.

(dl)

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Peter Schmidt war Gesellschafter der Kraiburg-Unternehmensgruppe.

Die Gründerfamilien, die Gesellschafter, Geschäftsführer und die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Kraiburg-Unternehmensgruppe trauern um ihren hoch geschätzten Gesellschafter Peter Schmidt. Er war von 1954 bis 1999 aktiv im Unternehmen tätig und setzte als Mitglied des Gesellschafterkreises der Gruppe zahlreiche richtungsweisende Entscheidungen um.

Peter Schmidt galt als Vorbild

1999 zog sich die Unternehmerpersönlichkeit aus dem operativen Geschäft zurück und übertrug – wie auch sein jüngerer Bruder und Mitgesellschafter Fritz – seine Aufgaben in der Kraiburg Holding an Tochter Daniela Schmidt-Kuttner, seinen Neffen Fritz Schmidt und Ralph Westhoff. Die Verantwortung in den einzelnen Sparten übernahmen die Geschäftsführer der nächsten Generation. Bis zuletzt galt Peter Schmidt bei den Geschäftsführern und der gesamten Belegschaft als eines der großen Vorbilder in geschäftlichen und persönlichen Angelegenheiten. Seine menschliche Ausstrahlung wirkte stets über das Berufliche hinaus.

Peter Schmidt starb Anfang Februar, wenige Wochen nach Vollendung seines 85. Lebensjahres, zuhause, im Kreise seiner Familie. In Waldkraiburg und an den zahlreichen weiteren Unternehmensstandorten wird die Erinnerung an ihn als großzügiger Förderer von Kunst, Kultur und Sport über sein Leben hinaus erhalten bleiben, teilt die Unternehmenskommunikation mit.

[ega]

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Für medizintechnische Anwendungen ist das TPE-Angebot gewachsen, (Bildquelle: Hexpol)

Besonders für den Medizintechnikmarkt wächst das Angebot an Thermoplastistischen Elastomeren (TPE) stetig. Doch Produkte in der Medizin- und Pharmatechnik müssen hohen Ansprüchen an Sicherheit, Qualität und Zuverlässigkeit gerecht werden. Thermolast M Compounds von Kraiburg TPE besitzen alle Zertifikate der gängigen Biokompatibilitätszulassungen. Die TPE sind nach DIN ISO 10993-5 (Zytotoxizität), -10 (Intrakutan Irritation), -11 (Akute System Toxizität), USP Class VI (Kapitel 88), USP 661 (in vitro) und DIN ISO 10993-4 (Hämolyse) zertifiziert. Diese Zulassungen ermöglichen eine Verarbeitung bis hin zum Haftungsrisiko des direkten Medikamenten- und Blutkontakts. Mit den Compound können die Verarbeitungsstandards im Reinraum eingehalten werden. Die Materialien sind nach den gängigen Methoden mit EtO-Gas, Gammabestrahlung, Plasma oder auch durch Heißdampf sterilisierbar.

Eine neue TPE-Familie für medizinische Gießfolien bietet die gleiche Elastizität, die gleiche Haltbarkeit und die gleiche Haptik wie Latex, ohne dass man Bedenken wegen allergischer Reaktionen, wegen des Geruchs oder wegen im Produkt verbleibender Härtereste haben muss. Das latexfreie TPE-Foliensortiment der Marke Medalist von Teknor Apex umfasst Qualitäten, die speziell für Aderpressen und Bänder (Medalist MD-17340), Gymnastikbänder und Gummitücher (Medalist MD-10233 und MD-13240) und Zahnärztliche Abdeckungen (Medalist MD-10308) vorgesehen sind.

Gynmastikbänder erfreuen sich zunehmend großer Beliebtheit und lassen sich aus TPE herstellen. (Bildquelle: Teknor Apex)

Alle sind weltweit als gebrauchsfertige Standardqualitäten und als kundenspezifische Formulierungen lieferbar. Wie die anderen medizinischen Elastomere der Reihe Medalist bestehen die neuen Compounds aus von der US-Gesundheitsbehörde FDA zugelassenen Inhaltsstoffen, sie entsprechen der ISO 10993-5 und sind REACH-SVHC-konform, sie sind frei von Phthalaten und werden in Werken, die nach ISO13485 zertifiziert sind, in den USA und – ab Januar 2017 – in Singapur hergestellt. Die Compounds ermöglichen erhebliche Kosteneinsparungen gegenüber Latex und anderen duroplastischen Kautschukprodukten wie beispielsweise Nitril oder Neopren. Diese sind einem niedrigeren Preis pro Kilogramm, dem Wegfall des Aushärteschritts und der inhärent höheren Verarbeitungseffizienz von Thermoplasten zuzuschreiben. Die Vorteile der Thermoplastverarbeitung eröffnet Medizintechnikherstellern neue Geschäftsmöglichkeiten, so Ross van Royen, Senior Market Manager für regulierte Produkte. „Kautschuk ist sowohl hinsichtlich der nötigen Maschinen als auch hinsichtlich der Produktionsmethoden schwierig zu extrudieren“, sagte Herr van Royen. „Weil es viel einfacher und preiswerter ist, einen TPE-Extrusionsprozess als einen für Kautschuk aufzusetzen, ist es für die Unternehmen möglicherweise attraktiv, Folienprodukte selbst herzustellen, statt deren Herstellung auszulagern.“

TPE als Verpackungsmaterial

Für die Verpackung medizintechnischer oder pharmazeutischer Produkte bietet Actega DS ölfreie TPE-Compounds an. Die in diesen Verpackungen eingesetzten Werkstoffe, dürfen nicht mit dem Füllgut reagieren. So können weder bei der Polymerisation gesundheitlich bedenkliche Stoffe verwendet werden, noch darf es zu einer Migration unterwünschter Stoffe in Arzneimittel kommen. Diese TPE-Compounds sind frei von PVC-, Silikon, Latex und Weichmachern. Sie verfügen über hohe Transparenz, Soft-Touch-Haptik, Knickstabilität/Verformungsresistenz, sehr gute Dicht- und Hafteigenschaften sowie Sterilisationsfähigkeit. Für Schlauchsysteme sind beispielsweise Transparenzeigenschaften mit klarer Sicht auf den Durchfluss von entscheidender Bedeutung. Knickstabilität ist ein Muss, damit Flüssigkeiten und Gase problemlos und behinderungsfrei durchfließen können. Wichtige Elemente sind darüber hinaus gute Dämpfungseigenschaften, hohe Rückstellfähigkeit nach Verformung sowie Beschichtungsfähigkeit für reibungsarme Oberflächen. Gegenüber dem Standardpackmittel Glas für flüssige Medikamente hat eine TPE-Rezeptur den Vorteil, dass eine Auslaugung alkalischer Bestandteile aus dem Glas nicht stattfinden kann. Die hohe Reinheit im Einklang mit den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Provamed-Compounds machen Arzneimittelverpackungen, die auf diesem Material basieren, besonders geeignet für die Lagerung von Pharma- und Medizinprodukten. Hinzu kommen ein geringes Gewicht der Verpackungen, Bruchsicherheit, sehr gute chemische und Medienbeständigkeit sowie hohe Transparenz. Der Anteil extrahierbarer Substanzen wurde minimiert.

Der nur einmal zu gebrauchende Verschluss sorgt dafür, dass die Kariesbehand-lung für den Patienten unter den bestmöglichen hygienischen Bedingungen erfolgt. (Bildquelle: Spang & Brands)

Auf TPE baut auch der Verschluss einer Composite Unit Dose von Spang & Brands, Friedrichsdorf, und Pheneo, Bremen, auf. Der Verschluss öffnet sich mit einem deutlichen Klick und lässt sich dann nicht mehr verschließen. So verhindert der Verschluss mit TE Versiegelung Mehrfachverwendung und Kontaminationsgefahren. Die Pheneo Click!-CUD dient damit im Dentalbereich als Primärverpackung für die einmalige Applikation. Für die Weichkomponente, wurde ein TPE-Compound eigesetzt, das mit der PBT-Rezeptur der lichtresistenten PBT-Kompule (Hartkomponente) harmonisiert. Die innovative Verbindungstechnik aus harten und weichen Materialien musste gewährleisten, dass der TE-Verschluss erst bei einer bestimmten Zugkraft – und mit einem deutlich hörbaren „klick“ – abreißt, ohne Partikel zu hinterlassen. Ferner musste das TE-Material so definiert sein, dass das pheneo click! nach der Applikation unbrauchbar wird: die Kanüle lässt sich nicht wiederverschließen. Neben der war gleichzeitig eine schlanke Konstruktion zu gewährleisten. Schmale, tiefe Fließwege mussten für diverse Füllmassen berücksichtigt werden, die bei unterschiedlichen Drücken appliziert werden. Die Herausforderung war, die jeweilige Füllmasse rückstandslos und rückstromfrei auszutragen. Das Ergebnis ist eine Verpackung, die den geforderten Ansprüchen gerecht wird, aber dabei nur ein Gewicht von 0,5 Gramm auf die Waage bringt.

Strenge Richtlinien gelten auch für Werkstoffe, die in Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden. Für ein Dosierventil für zähflüssige Lebensmittel entwickelte Kraiburg TPE, Waldkraiburg, ein Compound Thermoplast K, das den Lebensmittelkonformitäten der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und EU-Regulation Nr. 10/2011 entspricht. Die Verpackung öffnet sich nur bei einem definierten Druck und verschließt sich, wenn dieser nachlässt. Das ermöglicht ein einfaches und sauberes Dosieren sowie eine verlängerte Haltbarkeit des verpackten Produktes, da das Prinzip ein Verschmutzen und Oxidieren vermeidet. Das Produkt hat ein geringes Migrationsverhalten im Kontakt mit Lebensmitteln. Die Reihe für Ventile aus dem Bereich Consumer lässt sich im 2-Komponenten-Spritzgussverfahren mit Polyolefinen verarbeiten, bei dem Hart- und Weichkomponente aneinander haften. Zudem reduziert das Verarbeitungsverfahren die Prozesszeit und -kosten. Das thermoplastische Verpackungssystem aus Polyolefinen und TPE lässt sich aufgrund einer ähnlichen Roh-Stoffbasis gemeinsam recyceln.

Als Dichtungsmaterial kommt auch das TPE Provalin von Actega DS, Bremen, infrage. Es eignet sich als Dichtmasse für Vakuum-Drehverschlüsse in der Getränkeindustrie und erfüllt US Food and Drug Administration (FDA)-Vorschriften.

TPE punktet mit angenehmer Haptik

Die angenehme Haptik ist ein weiteres besonders hervorstechendes Merkmal von TPE, mit dem die Werkstoff-Klasse im Markt punktet. Daher hat Hexpol TPE, Eupen, Belgien, seine Familie thermoplastischer Elastomer-Compounds, um Dryflex Touch erweitert, eine Serie von TPEs, die für ein außergewöhnlich seidiges und spürbar sanftes Gefühl sorgen. Mehrere dieser Serien wurden mit Eigenschaften entwickelt, die auf Anwendungen wie tragbare Technologien, Unterhaltungselektronik, Schutzhüllen für Smartphones und Tablets, Armbänder, Griffe und Verpackungen zugeschnitten sind. Die TPE-Compounds fühlen sich glatt und samtig an, sind nicht klebend und pflegeleicht. Zudem verfügen sie über eine gute Kratz- und Abriebfestigkeit. Die TPE-Typen sind in Härten von 30 bis 90 Shore A verfügbar, können problemlos in einer Vielzahl leuchtender Farben eingefärbt werden und sind Latex- und PVC-frei. Sie umfassen UV-beständige Typen sowie Compounds deren Rohstoffe für Lebensmittelkontakt zugelassen sind. Die TPE-Compounds ermöglichen eine effiziente Verarbeitung mittels Spritzguss mit Typen, die für Mehrkomponentenanwendungen auf Substrate wie PP, PE, ABS, PC und TPU aufgespritzt werden können.

Appliktionsbeispiel Schaltknauf (Bildquelle: Polykemi)

Auch interessant ist, dass nun ein Polypropylen Compounds mit den ähnlichen angenehmen haptischen Eigenschaften zu Verfügung steht, die sonst nur von einem thermoplastischen Polyurethan bekannt sind. Polykemi, Ystad, Schweden, entwickelte in Zusammenarbeit mit einem internationalen OEM Schaltknäufe für den asiatischen Markt, auf Basis von Polypropylen. Die Vorteile wie eine 15-prozentige Gewichtseinsparung plus eine hohe zweistellige Einsparung über den Kilopreis – hier im Vergleich zur vom OEM eingesetzten Qualität eines führenden TPU-Produzenten – waren ausschlaggebend diese gemeinsame Entwicklung umzusetzen. Polyfill PP Touch 35025Q UV ist eine Neuentwicklung mit einem mineralischen Füllstoff und erfüllt die Anforderungen des Anwenders an geringen Verzug sowie guter Fließfähigkeit aufgrund schwieriger Konturen und unterschiedlicher Wandstärken. Die neue Qualität wird sowohl in Europa als auch in Asien gefertigt und vermarktet. Weitere Typen mit unterschiedlichsten Mineralien, Fasern und Füllstoffgehalten sind verfügbar.

TPE im Automobil

Neben der Consumer-, Medizin- und Pharma-Industrie bietet die Automobilindustrie großes Marktpotenzial für TPE. Ein neues thermoplastisches Styrolblock-Copolymer-Elastomer (TPE-S) für Kfz-Innenraumteile wie zum Beispiel Kanelkanäle und Kabeldurchführungen, das im Vergleich zu anderen Elastomeren besser spritzgießbar ist, gleichzeitig vergleichbare physikalische Eigenschaften besitzt und strenge Anforderungen der OEMs erfüllt, wurde vonr Teknor Apex Company vorgestellt. Das Compound Sarlink ML-2355B wurde von der VAG für Kabelkanäle freigegeben. Diese Kanäle dienen dazu, Kabel in ihrem verwinkelten Weg durch die Hohlräume in Säulen und anderen Strukturen in der Fahrgastzellenwand zu führen und sind komplexe Bauteile mit langen Fließpfaden und vielen Hinterschneidungen, was dazu führt, dass sie schwierig zu formen und zu entformen sind. Im Vergleich zu anderen Elastomeren, aus denen Kabelkanäle hergestellt werden, zeichnet sich Sarlink ML-2355B durch eine niedrigere Viskosität für bessere Formbarkeit, ein breiteres Verarbeitungsfenster und eine größere Bindenahtfestigkeit aus, was das Entformen mithilfe von Druckluft erleichtert.

Im Gegensatz zu Standard-TPE-S-Compounds zeigt es keine Materialüberlastungsstellen aufgrund der Verformung beim Ausstoßen aus der Gießform und es vermeidet die Schwierigkeiten beim Entformen von Bauteilen aus thermoplastischen Vulkanisaten mit starken Hinterschneidungen. Sarlink ML-2355B TPE-S bietet darüber hinaus zahlreiche Vorteile gegenüber duroplastischem EPDM-Kautschuk. Die niedrigere Dichte führt zu 20 % Gewichtseinsparung und es bietet – als Thermoplast – den Vorteil des Recyclings von Produktionsabfällen. „Zu den Vorteilen gegenüber EPDM bezüglich der Verarbeitbarkeit zählen kürzere Zykluszeiten, leichtere Herstellung komplexer Geometrien, Adhäsion an Polypropylen beim Zwei-Komponenten-Formen und die Tauglichkeit für ein roboterunterstütztes Entformen, was bei EDPM unmöglich ist“, sagte Ger L. Vroomen, Leiter Automotive-Markt bei Teknor Apex.

„Sarlink ML-2355B bleibt auch über einen breiteren Temperaturbereich elastisch und bietet ein besseres Biegewechselfestigkeitsverhalten.“ Zu den OEM-Bauteilspezifikationen für den VAG-Kabelkanal zählen ein Betriebstemperaturbereich von -40 bis 90 °C; ein Brandverhalten gemäß Entflammbarkeitsstandard TL-1010 für PKW-Innenräume; eine elektrische Isolierung gemäß Spezifikation PV 1015; Wasserdichtheit und das Bestehen von Wetterbeständigkeitstests über ein Jahr sowohl in feucht-heißem als auch in wüstentrockenem Klima. Die Mindestmaterialanforderungen für OEMs beinhalten für diese Anwendung Gerüche und Emissionen, Zugfestigkeit und Dehnung, unveränderte physikalische Eigenschaften nach 94 Stunden Wärmealterung bei 90 °C und die Vermeidung von Rissen oder Oberflächenveränderungen nach 700 Stunden Wärmealterung bei 150 °C.

Die Kombination aus Elastizität und hoher mechanischer Festigkeit macht es möglich, mit Hilfe des 3D-Saugblasformens den gesamten Kanal in einem Stück herzustellen. (Bildquelle: DSM)

Hochtemperaturbeständig ist auch das TPE Arnitel im Programm von DSM. Das Compound eignet sich für Heißluftkanäle. Es widersteht einer Temperatur von bis zu 180 °C, kurzzeitig auch bis 190 °C und ist zudem widerstandsfähig gegen Öl und andere Chemikalien in Automobil-Umfeld. Es kann im Blasform-Verfahren verarbeitet werden und erlaubt die Wanddicke deutlich zu reduzieren.

Hitzebeständig und robust sind auch die neuen Schutzkappe GPN 365 von Pöppelmann Kapsto, Lohne. Diese wurde speziell als Kontaktschutz für Stiftgehäuse der Heavy Duty Sealed Connector Series entwickelt. Sie eignet sich für den Transport- und Lackierschutz, aber auch für andere Anwendungen, die hohe Anforderungen an die Robustheit stellen. Die Serie hält aufgrund des Einsatzes eines hitzebeständigen, weichmacherfreien TPE-Kunststoffes Temperaturen bis zu 150 °C stand. Farb- und Materialvarianten, individuelle Abmessungen und Sonderausführungen der neuen Schutzelemente von sind auf Anfrage erhältlich.

Flammgeschützt und Robust für die Bauindustrie

Für die Bauindustrie stehen die Flammschutz-Compounds der FR/AD1-Reihe von Kraiburg TPE zur Verfügung. Die Thermoplastischen Elastomere wurden speziell für Anwendungen in der Bauindustrie entwickelt, in der sie zum Beispiel an Unterputzdosen eine flexible Ausrichtung der Kabel gewährleisten. Das Material ist nach UL94 als schwer entflammbar eingestuft und mit der Brennbarkeitsklasse V0 klassifiziert. Zudem lassen sie sich aufgrund sehr guter Haftungswerte im 2-Komponenten-Spritzguss mit ABS und PC verarbeiten.

Das TPU ist die Basis für eine Nutzschichtlösung zur Herstellung modularer Designfußböden (Bildquelle: BASF)

Das aliphatische TPU Elastollan von BASF, Ludwigshafen, ist die Basis für eine Nutzschichtlösung zur Herstellung modularer Designfußböden oder anderer dekorativer Oberflächen. Das Verpackungs- und Papierunternehmen Mondi bietet dieses neu entwickelte Oberflächenmaterial unter dem Namen Roomskin Floor als Komposit aus einem bedruckten Dekorträger und einer Beschichtung aus thermoplastischen Polyurethan an. Diese elastische, hochtransparente Nutzschicht ist besonders dünn und sehr strapazierfähig. Sie sorgt für eine Dekorbrillanz, ein angenehmes Laufgefühl und wird vor allem in neuartigen Fußboden- belägen verwendet.

Zudem können zum Dekor passende Oberflächenstrukturen individuell realisiert werden. Für das Ludwigshafener Unternehmen bedeutet dies eine Erweiterung des Anwendungsbereichs der aliphatischen Elastollan-Typen: Zusätzlich zu etablierten Anwendungen wie Scheibenlaminaten oder Automobil-Steinschlagschutzfolien kommt der flexible Kunststoff nun auch im Fußboden zum Einsatz. Die auf aliphatischen Rohstoffen basierenden Elastollan-Typen sind lichtecht, verfügen über eine für dieses Material typische hohe mechanische Belastbarkeit und sind in einem breiten Shore-Härtespektrum von 75A bis 80 D erhältlich. Durch die sehr geringen Emissionen und die Geruchslosigkeit von Elastollan werden die Richtwerte des AgBB Schema (Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten) problemlos eingehalten. Dies stellt ein gesundes Raumklima im sensiblen Wohninnenbereich und in öffentlichen Bauten sicher. Durch die Verwendung dieser Nutzschicht können Fußböden zudem die Kriterien für das Gütesiegel „Blauer Engel“ erfüllen. Das neuartige Overlay ist damit eine überzeugende Alternative zu PVC-haltigen Fußböden.

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Die Getriebedeckel für Frontwischeranlagen bestehen aus drei Komponenten: Das Hauptmaterial ist mit dreißig Prozent Glasfaser versetztes PBT. Dazu kommen eine weiße und eine blaue TPE-Dichtung. (Bildquelle: Hekuma)

Eine im Jahresverlauf 2014 von Hekuma, Eching, geplante, gebaute und im Frühjahr 2015 im chinesischen Werk von Söhner, Schwaigern, einem Zulieferer der Automobilindustrie, in Betrieb genommene Anlage fertigt Getriebedeckel für Frontwischeranlagen. Diese bestehen aus drei Komponenten: mit dreißig Prozent Glasfaser versetztes PBT sowie eine weiße und eine blaue TPE-Dichtung. Neben der Dichtungsfunktion für das Getriebe der Scheibenwischer beherbergen die handtellergroßen Teile auch Elektronik. Die maßgeblichen Prozessschritte bestehen deshalb darin, dass in vier Kavitäten des Werkzeuges je sechs Kontakte – zwei Gabelkontakte sowie jeweils zwei Zweiergruppen von Steckerkontakten – eingelegt und mit Kunststoff umspritzt werden. Hinzu kommt ein weiterer Kontakt, der nachträglich montiert und heißverstemmt werden muss. Die Zuständigkeiten zwischen den beiden Unternehmen waren dabei von Beginn an klar verteilt. „Söhner liefert das Werkzeug, Hekuma baut das Drumherum“ bringt Ralf Kümmerle, Projektleiter bei Söhner, die Kooperation der beiden Unternehmen auf den Nenner.

Das 4+4-fach-Spritzgusswerkzeug stellte Söhner für eine Horizontal-Spritzgießmaschine her. Die Prozesse Einlegen, Montieren und Prüfen der Kontakte untergliederten die Unternehmen bereits im Planungsstadium der Anlage in acht, vollautomatisch ablaufende Prozessschritte. Auf dem Ziel, eine Zykluszeit dreißig Sekunden für vier Teile zu erreichen, war dabei maßgeblich für die Entwicklung der Anlage. Für Kümmerle war von vornherein klar, dass „diese Vorgabe nur dann erreicht werden kann, wenn sämtliche Abläufe in ihrer Taktung exakt aufeinander abgestimmt sind“.

Sämtliche Einlege- und Entnahmeschritte der autark verfahrbaren Greifelemente laufen parallel zueinander ab. Während in der oberen Partie das Fertigteil entnommen wird, werden unten simultan die Kontakte eingelegt. (Bildquelle: Hekuma)

Automatisiertes Handling spielt Schlüsselrolle

Der eigentliche Entnahme- und Einlegevorgang der Anlage erstreckt sich dabei über vier Zyklen: Nachdem die Kontakte vom Band abgestanzt, gebogen und vereinzelt wurden, legt sie der Greifer  ins Werkzeug ein, wo sie mit der Hartkomponente umspritzt werden. Danach entnimmt er das halbfertige Bauteil und übergibt es an eine Transfer- beziehungsweise Wendestation. Diese schwenkt es um 180° nach oben, wonach es der Greifer wieder aufnimmt. Im nächsten Schritt legt der Greifer die Hartkomponente erneut in das Werkzeug ein und die TPE-Dichtungen werden aufgespritzt. Schließlich wird die Hartkomponente entnommen und weitergereicht. Sämtliche Einlege- und Entnahmeschritte der autark verfahrbaren Greifelemente laufen parallel zueinander ab. Während in der oberen Partie das Fertigteil entnommen wird, werden unten simultan die Kontakte eingelegt. Der Greifer hat eine Fläche von 1,20 m².

Im Anschluss legt der Greifer die Fertigteile auf einen Werkstückträger ab, der sie zur Montage- und Prüfautomation befördert. Diese montiert und heißverstemmt den Massekontakt des Gehäuses, da dieser nicht umspritzt werden kann.

Die Einlege- und Entnahmeprozesse sind über die Steuerung miteinander verzahnt. Die von Hekuma entwickelten vier einzeln verfahrbaren Greiferelemente erfordern ein präzises Positionieren.

Vierfache Qualitätssicherung

In der Qualitätsprüfung schließlich durchlaufen die Deckel vier Kontrollinstanzen. Zunächst werden Kontakte elektrisch geprüft, das heißt auf Durchgang, Kurzschluss und Hochspannung. Es folgen die Messungen der Kontakthöhe mittels Sensor, der Dichtheit der umlaufenden Dichtung via Luftstrom sowie der Taumelkreis der Pinspitze mithilfe einer Kamera.

Die Prüfung der Pins ist dabei auf eine Abweichung von zwei Zehntelmillimetern ausgelegt. Um Schlechtteile durch Messabweichungen von vornherein auszuschließen, ist die tatsächliche Toleranz bei rund 0,018 mm, also rund zehn Prozent niedriger eingestellt. Den Prozessabschluss bildet die Montage der Druck-Ausgleichs-Membrane. Diese führt zunächst eine Haspel mit Papieraufwicklung zu. Dann wird sie gestanzt und mittels eines Pick-and-Place-Systems in die Fertigteile eingelegt, in der Laserschweißstation verschweißt und abschließend, vor der Ablage in den Tray, auf die erforderliche Durchflussmenge geprüft.

Den letzten Schritt des Produktionsprozesses der Getriebedeckel bildet die Montage der Druck-Ausgleichs-Membrane. Diese führt zunächst eine Haspel mit Papieraufwicklung zu. Dann wird sie gestanzt und mittels eines Pick-and-Place-Systems in die Fertigteile eingelegt und in der Laserschweißstation verschweißt. (Bildquelle: Hekuma)

Bauteilprüfung muss Taktzeit einhalten

Nach der detailgenauen Planung und Konstruktion der Anlage brachte die Abnahme der einzelnen Prozessschritte beziehungsweise ihre Darstellung im Gesamtverlauf die erwarteten Ergebnisse. Zwischen Fertigstellung, Abnahme und Inbetriebnahme der Anlage in China lagen acht Monate. „Es macht jedes Mal wieder Spaß mit Söhner zusammenzuarbeiten. Die Abstimmungen laufen reibungslos und solche großen Projekte können in einem relativ kurzen Zeitraum gestemmt werden“ so Thomas Rüter von Hekuma, der Söhner seit nun 12 Jahren vertriebsseitig betreut.

Kümmerle ergänzt: „Wichtig war dabei vor allem, dass die Produktivität der Anlage über den gesamten Prozessverlauf und möglichst unterbrechungsfrei gewährleistet bleibt. So durften etwa die Zykluszeiten bei den Prüfinstanzen in keinem Fall die Gesamtzeit des Entnahme- und Einlegeprozesses überschreiten.“ Die Zykluszeit von 30 s markierte dabei die obere Grenze der Taktung. Es blieben also 7,5 s für die vier aufeinanderfolgenden Prüfungsabläufe. Da eine ganzheitliche Dichtheitsprüfung pro Teil allein rund zehn Sekunden dauert, musste der Anlagenbauer die Prüfeinheit auf zwei Teile pro Zyklus erweitern. Das ermöglichte es, die vorgegebene Produktionsgeschwindigkeit von vier Teilen pro 30 s zu erreichen.

Mit der Anlage produziert Söhner zwei Millionen Getriebedeckel pro Jahr. Zusammen mit drei weiteren Anlagen, die Hekuma für die Fertigung von Getriebedeckeln für Frontwischeranlagen entwickelt hat, erhöhte Söhner seine Produktionskapazität auf acht Millionen Getriebedeckel pro Jahr.

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Roland Ritter, Director Asia Pacific (Bildquelle: Kraiburg TPE)

Mit der Expansion nach Korea reagiert das Unternehmen nach eigener Auskunft auf die sprunghaft angestiegene Nachfrage nach hochwertigen TPE-Produkten in dieser Region. Derzeit gehört der Asien-Pazifik-Raum zu den größten TPE-Märkten. Die Tochterfirma Kraiburg TPE Korea will sich daher auf die vier wichtigsten Märkte – Automotive, Consumer, Industry und Medical – konzentrieren. Es handelt sich nach Kuala Lumpur, Bangalore, Hongkong und Shanghai um die die fünfte Niederlassung von Kraiburg in der Region. TaeYun Kim wird die neue Niederlassung leiten.

Dazu erklärt Roland Ritter, Director Asia Pacific: „Die neue Niederlassung in Korea unterstreicht unsere Strategie, weltweit die Märkte und Dienstleistungen vor Ort zu stärken.“ Aufgrund der strategischen Lage in Seoul habe das Vertriebsbüro Zugang zur vorhandenen hervorragenden Infrastruktur. Darüber hinaus ist es auch geografisch näher bei den Bestandskunden und potentiellen Neukunden vor Ort und im umliegenden Ausland. Kraiburg TPE Korea will seinen Marktanteil gezielt mit auf einheimische Kunden zugeschnittenen Serviceleistungen vergrößern und gleichzeitig die weltweite Präsenz des Konzerns nutzen, um von Korea aus das Geschäft mit Kunden in anderen Ländern auszubauen.

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Die Folien und Platten werden bedarfsbezogen produziert und angeboten. (Bildquelle: Reichelt)

Die Folien und Platten aus diesem Material bestehen aus einem recyclingfähigem, thermoplastischen Elastomer, das viele Anwendungsmöglichkeiten bietet. Hervorzuheben ist der Einsatz in der Foodindustrie, der Biotechnik sowie in der Medizintechnik. Der Werkstoff ist BfR- und FDA-konform und entspricht somit den Vorgaben der Europäischen Pharmacopoeia. Zudem ist es beständig gegenüber Ozon- und UV-Strahlung. Es ist alterungsbeständig und lässt sich einfach durch Erhitzen mit sich selbst verschweißen. Die Gas- und Dampfdurchlässigkeit ist äußerst niedrig. Die Arbeitstemperatur liegt bei -40°C bis +125°C, kurzfristig bis +150°C. Entscheidend für den Anwender ist ebenfalls die niedrige Shore-Härte A mit 64° gemäß DIN 53505.

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Die TPE-Compounds können sowohl im häuslichen als auch im kommerziellen Bereich verwendet werden. (Bildquelle: Hexpol)

Die TPE-Compounds weisen in Abwesenheit von Bioziden kein Mikrobenwachstum auf und sind auch hinsichtlich des Technischen Standards W270 des DVGW zugelassen. Sie sind in Härten von 50 Shore A bis 90 Shore A erhältlich. Diese sind in naturfarben, schwarzen und kundenspezifischen Farben mit einer Konformitätszertifizierung erhältlich. Die zur Herstellung der TPE-Compounds verwendeten Rohstoffe sind mit der EU-Richtlinie 10/2011 für den Lebensmittelkontakt zugelassen. Sie lassen sich mittels Spritzguss oder Extrusion weiterverarbeiten und können mit Polypropylen und Polyethylen in Mehrkomponentenanwendungen verarbeitet werden. Eine Verwendung kann sowohl im häuslichen als auch im kommerziellen Bereich stattfinden.

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Thermoplastische Elastomere bieten auch im Verpackungsbereich einen Mehrwert für den Verarbeiter als auch für den Endverbraucher. (Bildquelle: Kraiburg TPE)

Thermoplastische Elastomere haben sich aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften und leichten Verarbeitbarkeit in zahlreichen Verpackungsbereichen durchgesetzt. Hier sorgen sie unter anderem für eine haptisch angenehme und weiche, sowie griffige Oberfläche. Darüber hinaus eignen sie sich aufgrund ihrer guten Einfärbbarkeit gut für kontrastreiche Zwei-Komponenten-Spritzgussanwendungen im Hart-/Weich-Verbund mit anderen Thermoplasten.

Vor allem Hersteller von Consumer-Produkten sind zunehmend bestrebt, über deren Verpackung auch funktionale Alleinstellungsmerkmale zu erzielen. Gleichzeitig stellt der ansteigende Einzelversand von flüssigen Produkten im E-Commerce gegenüber dem klassischen Großvertrieb auf Paletten erhöhte Anforderungen an die sichere Dichtigkeit der Verpackung.

Intelligentes Design für den Verpackungsmarkt

„Mit der klassischen Soft-Touch-Oberfläche, die dem Verbraucher einen hochwertigen Produktcharakter vermittelt, ist es heute nicht mehr getan“, unterstreicht Josef Neuer, Leiter des Produktmanagements EMEA der Kraiburg TPE. „Daher setzen wir in unserer Materialentwicklung konsequent auf markt- und kundenspezifische Rezepturen, die den Weg zu innovativen Verpackungslösungen ebnen und deren Markteinführung beschleunigen.“

Eine innovative Anwendung für Thermoplastische Elastomere bilden die Dosierventile, welche zähflüssige Lebens- und Reinigungsmittel oder Pflegeprodukte auslaufsicher verpacken. Nur durch Druck gibt das Ventil nach und der Inhalt kann kontrolliert entnommen werden – ohne nach zu tropfen oder Ablagerungen zu bilden. Menshen aus Finnentrop im Sauerland, ein weltweit führender Hersteller hochwertiger Verschlüsse, hat dafür das Dosierventil One2serve entwickelt, das nur bei Druck auf die Flasche oder Tube öffnet. Sobald der Druck nachlässt, stoppt der Dosierstrahl, und die Öffnungsschlitze dichten wieder ab, sodass auch kein Schmutz und Staub eindringen oder der Inhalt auslaufen kann.

Das Dosierventil wird im kostensparenden 2-Komponenten-Spritzgussverfahren als einteiliges Fertigprodukt hergestellt. Die ausgezeichnete Haftung des TPEs auf der Hartkomponente gewährleistet eine wirtschaftliche Verarbeitung, was zusätzliche Produktionsschritte und die hygienische Dichtheit des Ventils sicherstellt.

TPE macht Silikon Konkurrenz

Der Anbieter liefert hierfür eine maßgeschneiderte Produktvielfalt an, die sich durch ausgewogene Elastizität und Rückstellfähigkeit sowie geringe Klebrigkeit und geringes Migrationsverhalten im Kontakt mit Lebensmitteln auszeichnet.

Die TPE-Formulierungen für den Einsatz als Dosierventile bieten über den gesamten Lebenszyklus eine Elastizität auf dem Niveau typischer Wettbewerbssilikone. Das Hysterese- bzw. elastisch-plastische Deformationsverhalten dieser Compounds zeigt eine stark reduzierte Deformation im Vergleich zu Standard-TPE, bei dem die Be- und Entlastungskurven weiter auseinander liegen. Um sicherzustellen, dass auch nach monatelanger Lagerung der Verpackung kein höherer Dosierdruck zum erstmaligen Öffnen des Ventils benötigt wird, verfügen die TPE-Materialien außerdem über eine spezielle Ausrüstung gegen das Verkleben der Schlitze.

„Dosierventile sind nur ein weiterer Meilenstein in der kundenorientierten Erfolgsgeschichte unserer TPE für den Verpackungsmarkt. Dafür verwenden wir ausschließlich hochreine Weißöle, welche auch in der Medizinindustrie eingesetzt werden“, ergänzt Josef Neuer. Alle Produkte sind PVC-, latex- und schwermetallfrei.

Gesicherte Lebensmittelverträglichkeit

„Neben entsprechenden Labor- und Praxisdaten zur anwendungsgerechten Auswahl unserer TPE unterstützen wir unsere Kunden mit einem umfassenden Servicepaket von der Produktidee bis zur Serienreife, einschließlich Werkzeugoptimierung, Verarbeitungsempfehlungen und ausführlichen Migrationsprüfungen für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt“, so Josef Neuer weiter.

Die neuen Thermolast K-Materialien erfüllen die strengen Vorgaben des Code of Federal Regulations, Title 21 (CFR21) der US-amerikanischen Arznei- und Lebensmittelbehörde (FDA) und der Verordnung (EU) Nr. 10/2011 für Kunststoffmaterialien, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen.

Die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 ist eine Vorschrift, welche eine umfassende Positivliste von Monomeren und Additiven enthält. Sie gilt für Materialien und Gegenstände aus Kunststoff, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen und definiert einen Gesamtmigrationsgrenzwert (OML) von 10 mg/dm². Das entspricht 60 mg pro Kilogramm Lebensmittel bei einem konventionellen Oberflächen/Füllmenge-Verhältnis von 6 dm²/kg. Die Migrationsprüfung wird für unterschiedliche Lebensmittelklassen mittels Lebensmittelsimulanzien durchgeführt. Generell gestaltet sich die Einhaltung der Grenzwerte bei Anwendungen mit einem hohen Oberflächen/Füllmengen-Verhältnis schwieriger. Jedoch muss jede einzelne Anwendung individuell von Fall zu Fall betrachtet und untersucht werden. Un

Anwender werden bei der Werkstoffwahl unterstützt

Tabelle 1 fasst die Eignung der TPE-Compounds für Anwendungen im Lebensmittelkontakt zusammen. Für Anwendungen im Kontakt mit hydrophilen und alkoholischen Lebensmitteln sind TPE gut geeignet, ebenso für Milchprodukte. Eine Migrationsprüfung ist jedoch bei allen Materialien und Bauteilen aus Kunststoff erforderlich, die im Lebensmittelbereich zur Anwendung kommen. Diese Prüfung stellt vor allem bei fettigen Lebensmitteln (Migrationsprüfung mit Simulanzmittel D2 – Pflanzenöl) eine besondere Herausforderung für TPE dar. Kraiburg TPE bietet in seinem Portfolio eine Reihe von Spezialcompounds für Fatty-food-Anwendungen an, deren Formulierung abhängig vom jeweiligen Oberflächen/Volumen-Verhältnis gezielt angepasst werden kann.

Bei alledem ist festzuhalten, dass die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 nur Kunststoffe und TPE erfasst, nicht aber die in diesem Einsatzbereich bisher dominierenden Silikone, bei denen die Bewertung für den Lebensmittelkontakt nach landesspezifischen Vorschriften erfolgt. Im Gegensatz zu Silikonen lassen sich TPE aufgrund ihrer hohen Fließfähigkeit und Haftungseigenschaften zu unterschiedlichen „harten“ Kunststoffen – von Polyolefinen bis hin zu diversen technischen Thermoplasten – wesentlich einfacher im 2-Komponenten-Spritzguss verarbeiten. Zudem lassen sich Thermoplastische Elastomere aufgrund seiner thermischen Eigenschaften immer wieder recyceln. Das heißt, die aus de TPE-Compounds hergestellten Erzeugnisse können am Ende ihrer Lebensdauer in den allgemeinen Stoffkreislauf eingespeist werden.

Rückstellfähigkeit sichert Auslaufschutz

Verpackungen im wachsenden E-Commerce-Bereich, die vor allem eines gewährleisten müssen: absoluten Auslaufschutz, profitieren von einem wirtschaftlichen Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren. „Der zunehmende Einzelversand von Produkten per Post und Paketdienst verlangt Verpackungslösungen, die besonders hohe Ansprüche an die Dichtigkeit stellen“, erläutert Neuer. „Für diesen Einsatzbereich haben wir spezielle Materialien entwickelt, die auch bei kleinen Abmessungen eine optimale und dauerhafte Dichtwirkung sicherstellen.“

Um dies zu dokumentieren, hat das Unternehmen die Druck-Spannungsrelaxation an Materialproben gemessen. Die Resultate bestätigen, dass Dichtungen aus diesen Materialien ihre herausragende Rückstellfähigkeit selbst bei wiederholter Druckbeaufschlagung über mehrere Wochen hinweg aufrechterhalten.

Die für diese Anwendungen speziell entwickelten Reihen sind leichtfließend, was ein gleichmäßiges Füllen der Kavitäten im Spritzgusswerkzeug gestattet und Probleme mit Bindenähten vermeiden lässt. Die jeweilige Formulierung kann auf spezifische Anforderungen eingestellt werden. Dank der guten Kälteelastizität behalten die Materialien ihre Dichtfunktion auch während des Transports und der Lagerung bei tieferen Temperaturen, ohne zu verspröden.

TPE für Verpackungstrends

Neue Anwendungen aus dem TPE-Portfolio, wie Dosierventile und Verpackungsdichtungen, illustrieren die Vielseitigkeit dieser TPE-Technologie für mehr Funktion und Leistung im Angesicht neuer Trends und Herausforderungen im Verpackungsmarkt. Entscheidend für den Markterfolg ist die sorgfältige Abstimmung der Materialien auf den jeweiligen Einsatzzweck, was eine gute Marktkenntnis und aktive Kundenunterstützung voraussetzt. Dazu gehört auch ein waches Ohr am Markt, um künftigen Anforderungen entgegenzukommen. Josef Neuer nennt in diesem Zusammenhang unter anderem die Entwicklung von TPE im weicheren Shore-Bereich für fettige Lebensmittel und Compounds mit einstellbarer Oberflächenfriktion für Dichtungen.

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Aufgrund der einfachen Handhabung können beim Spritzguss die Standardzykluszeiten eingehalten werden. (Bildquelle: Huntsman)

Das Material auf Polyesterbasis ist weicher als die meisten Standard-TPU-Typen, hat aber eine nominale Shore-Härte von 50A und seine Rutschfestigkeit kommt der von vulkanisiertem Gummi gleich. Das Material ermöglicht Schuhherstellern weiche, dünne, konturenscharfe Teile mit hoher Haftung, die keine Spuren hinterlassen, in einer breiten Farbpalette herzustellen. Es eignet sich für fast alle Anwendungen in der Schuhindustrie, insbesondere für die Herstellung von Sicherheitsschuhen. Es ist öl- und benzinbeständig, hat sehr gute elektrostatische Entladungseigenschaften und entspricht der Norm ISO 13287, dem internationalen Benchmark für die Prüfung der Rutschhemmung von Schuhen, die zu Persönlicher Schutzausrüstung gehören.

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Letztere beeinflusst maßgeblich die Qualität einer Hart-Weich-Verbindung und unterliegt verschiedenen Einflussfaktoren. Dazu gehört die Polarität der Fügepartner, die Oberflächenstruktur und -güte, die chemische Grundstruktur des Kunststoffes sowie die Fließfähigkeit des Materials. Da sich Materialien wie PC und ABS hinsichtlich ihrer Haftungsneigung für weichelastische Materialien wie TPE-S als nicht optimal erweisen, wurde seitens Actega, Bremen, durch Einarbeitung haftungsfördernder Komponenten und die Reduzierung von sich nachteilig auf die Haftung auswirkender Elemente eine gezielte Modifikation seiner Provamed-TPE für den medizintechnischen Bereich erreicht. Denn hier wird diese Materialkombination besonders häufig eingesetzt. Andere Materialentwicklungen modifizieren die Kunststoffe, die besonders häufig im Bereich Konsumgüter verwendet werden, damit sie für die Anforderungen der tatsächlich zu produzierenden Produkte optimiert werden können. Hierzu zählt, dass sie den Food-Safe-Standards entsprechen, leicht einzufärben und auslaufsicher sind sowie zahllose Designmöglichkeiten eröffnen. Daher hat das Unternehmen die Provamould-Rezepturen für die besonderen Ansprüche von Produkten wie Zahnbürsten, Rasierer, Schneidbretter, Trinkbecher und vieles mehr an Optik, Haptik, Rutschfestigkeit, Griffsicherheit und Handhabung entsprechend angepasst. Die TPE-Kunststoffgranulate gibt es sowohl für medizintechnische Applikationen als auch für den Bereich Konsumgüter in verschiedenen Härteeinstellungen, guter Fließfähigkeit, hoher Bruchdehnung, sehr guter Flexibilität, geringer Dichte, wahlweise transparent, hoch-transparent, transluzent oder naturfarben.

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Einwegmaske (Bildquelle: Teknor Apex)

Die Einwegmaske besteht aus einer transparenten, steifen Komponente aus Polypropylen mit Anschlüssen für ein Anästhesiesystem oder einen Beatmungsbeutel sowie aus einer TPE-Polsterung, die an die PP-Struktur angeformt ist. Die aus dem medizinischen Elastomer geformte Polsterung übernimmt eine entscheidende Aufgabe, indem sie für eine starke, aber angenehme Abdichtung zum Gesicht des Patienten hin sorgt. Das Material ist ein gelartiges Compound mit einem Härtegrad von 5 Shore A und ausreichend Klebrigkeit. Der Masken-Hersteller dazu: „Es war eine Herausforderung, eine Qualität zu finden, die Superweichheit mit hervorragenden Verbindungseigenschaften an einem PP-Bauteil kombiniert.“

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Neues TPE-Material speziell für den Automobil-Exterieur-Bereich (Bildquelle: Kraiburg)

Die Materialreihe eignet sich insbesondere für Automobil Exterieur-Anwendungen. Zu den Pilotprojekten zählen Fensterdichtungen aus EPDM-Profilen mit angespritzter TPE-Eckverbindung. Eine weitere Neuentwicklung sind TPEs für den Bereich Consumer Electronics. Für diesen Anwendungsbereich entwickelte das Unternehmen TPEs mit seidig-samtener Oberflächen und sehr guter Haftung zu polaren Thermoplasten sowie besonderen mechanischen Eigenschaften. Das Unternehmen gilt als Spezialist für maßgeschneiderte TPE-Lösungen und unterstützt Anwender mit gezielten Dienstleistungen. Das Spektrum umfasst die Materialberatung, Farbauswahl, anwendungsspezifische Effekte und die Be- und Abmusterung.

Halle B5, Stand 5303

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Das Mundstück wird aus einem TPE-Compound in einem 2-Komponentenverfahren spritzgegossen, bei dem das TPE den Metallkern einbettet. (Bildquelle: Kraiburg TPE)

Der mit Beris aus Wittenbergen eng zusammen arbeitende Kunststoffverarbeiter und R&D-Partner GPE Plast Engineering setzt schon seit Jahren die TPE des Anbieters Kraiburg TPE ein. Zu den neuesten Anwendungen zählt das Pferde-Mundstück, das bei Profi- wie Freizeitreitern auf hohe Nachfrage trifft. Als Anbieter eines kompletten Sortiments an Mundstücken, Trensen und Kandaren für den Reitsport legt Beris Wert auf Materialeigenschaften, die das empfindliche Pferdemaul schonen. Anstelle eines einfachen Metallteils oder einer gängigen Metall- und Lederkombination entschied sich der Gebissspezialist bei dem neuen Mundstück daher für ein weiches und flexibles, aber auch belastbares TPE.

TPE gibt dem Pferd ein gutes Gefühl

„Mundstücke aus polymeren Werkstoffen sind leicht und gleiten aufgrund ihrer glatten Oberfläche selbst bei wenig speichelnden Pferden gut im Maul. Die Tiere kauen vermehrt und treten gern an das Gebiss heran“, sagt Bernd Ristau, Geschäftsführer von Beris. „Für die unterschiedlichen Bedürfnisse von Pferden und Reitern bieten wir unsere Produkte in mehreren Härtegraden an.“ Der Compound-Anbieter hat bei der anwendungsgerechten Materialfindung und auch beim Auslegen des Werkzeugs die Entwicklung unterstützt.

Das neue Mundstück ist in 120, 130 und 140 mm Länge lieferbar und hat in seiner weichen Hülle aus TPE einen Kern aus Metall. Das thermoplastische Material eignet sich gut zur wirtschaftlichen Fertigung solcher Hart-/Weich-Kombinationen. Darüber hinaus bietet es den nötigen Konstruktionsspielraum, um das besondere Konzept der abgeplatteten Bogenform umzusetzen. Diese lässt der Zunge mehr Platz, was viele Pferde mit verbesserter Losgelassenheit honorieren. Das Mundstück eignet sich daher hervorragend für Tiere, die konventionell geformte und härtere Gebisse wegen des Drucks auf die Zunge nur ungern tolerieren. Das intensivere Kauen erfordert ein Material, das bei aller Weichheit eine ausreichende Reißfestigkeit sicherstellt. Und da Pferde das Mundstück oft über viele Stunden im Maul tragen, war nicht zuletzt auch die FDA-konforme, physiologische Verträglichkeit des TPE für den Hersteller unerlässlich. Um die Sicherheit von Reiter und Pferd zu gewährleisten, durchläuft jedes einzelne Mundstück außerdem einer besonderen Zugfestigkeitskontrolle.

Das Mundstück wird aus einem TPE-Compound in einem 2-Komponentenverfahren spritzgegossen, bei dem das TPE den Metallkern einbettet. Schon in der Entwicklungsphase wurde die Anwendung im Reitsport ausführlich erprobt und ist seit Mitte 2016 in Europa und den USA erhältlich. Mit 30 mm Höhe ist sie gemäß der Leistungsprüfungsordnung (LPO) für den Turniersport mit Pferden uneingeschränkt zulässig.

Fakuma 2017 Halle B5 – Stand B5-5303

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Standort des Unternehmens in Bühl (Bildquelle: Bada)

Dabei steht das x für eine variable, frei wählbare Härte von 40-90A. Der Anwender hat somit entscheidende Vorteile zu bisherigen Produkten, denn diese Produktreihe besitzt eine UL-Zertifizierung der Flammklasse in V0 und ist folglich selbstverlöschend und nicht brennend abtropfend. Um der Designfreiheit den maximalen Spielraum zu lassen, wurde diese Zertifizierung für alle Dicken im Bereich 0,4-3,0mm nachgewiesen. Somit sind sowohl sehr weiche, wie auch festere Produkte in nahezu jeder Bauteildicke herstellbar und durch die entsprechende Yellow Card der UL abgedeckt. Das Material lässt sich mittels Spritzgießverfahren oder Extrusion verarbeiten und kann mit Polyolefinen in Mehrkomponentenanwendungen verarbeitet werden.

Halle B1, Stand 1214

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Typische Anwendungsbeispiele sind Compounds für Kfz-Außen- und Innenteile, Dachbahnen und Kabelummantelungen. (Bildquelle: Ultrapolymers)

Der Werkstoff kann zu 100 Prozent direkt verarbeitet werden. Aufgrund seiner sehr guten Verträglichkeit mit anderen Polyolefinen und weichen Thermoplasten eignet er sich aber auch sehr gut für das Maßschneidern der Schlagzähigkeit, der Steifigkeit und des Schrumpfverhaltens von Compounds für Spritzguss und Extrusion. Typische Anwendungen reichen von Kabelummantelungen über Dachbahnen und Tiefzieh-Plattenware bis zu Kfz-Sichtteilen für Innen- und Außenanwendungen mit geringem Gewicht und matter Oberfläche. Die besondere Eigenschaftskombination beruht auf seiner Mikrostruktur. Im Gegensatz zu den üblichen TPO-Typen ist hier die PP-Phase in Form sehr kleiner Domänen – und damit als Modifikator – in die Elastomerphase eingebettet. Diese Funktionsumkehr ermöglicht die Ausbildung besonders feiner Gefüge und dadurch unter anderem die Aufnahme sowie die sehr gute Dispergierung auch sehr hoher Anteile von Füllstoffen wie Flammschutzmittel oder Talkum. Im Ergebnis resultieren homogen verteilte Eigenschaften über das gesamte Fertigprodukt. Durch die Phasenumkehr ist es gelungen, die guten Eigenschaften der bisher verfügbaren TPOs noch weiter zu steigern und in einem Materialtyp zu kombinieren. Damit steht das Material für leichte Verarbeitbarkeit, hohe Flexibilität und Dimensionsstabilität, Temperaturbeständigkeit bei zugleich geringem Glanz.

Halle A5, Stand 5211

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