Die TPE sind sterilisationsfähig, arzneimittel- und medienbeständig und migrationsarm. (Bildquelle: Actega DS)
Im Medizintechnik-Markt sind beispielsweise Schläuche ein größere Markt für TPE. Actega DS bietet aus dem Provamed-Portfolio verschiedene medical-grade-TPE an. Die Anforderungen sind in diesem Markt enorm gestiegen. Es werden immer komplexere Funktionen erwartet und dies bei immer kleiner werdenden Größen und Toleranzen. Und im Zuge verschiedener zu bewältigender Aufgaben, wie mehr- und einzellumige Schläuche für Katheter, Tropfkammern für Medikamentengabe, Respiration, Inhalation, Anästhesie, müssen die eingesetzten Rezepturen der Werkstoffe unter anderem gewährleisten, dass Biokompatibilität, Chemikalien-/Medienbeständigkeit, Anti-Knick- und Anti-Rutsch-Eigenschaften, Transparenz, Flexibilität, Abriebfestigkeit, gute Dämpfungseigenschaften und Sterilisationsfähigkeit (EtO/Gamma/Autoklave) gegeben sind. Actega DS hat daher die Rezepturen für sein Portfolio – basierend auf neuen Styrolelastomeren – weiter verbessert, um sowohl die Schlüsselanforderungen, die an medizinische Schläuche gestellt werden, als auch besondere kundenseitige Erfordernisse erfüllen zu können. So weisen die neuen TPE-Rezepturen eine hohe Transparenz auf. Ein wichtiger Faktor überall dort, wo der Durchfluss von Flüssigkeiten sehr gut sichtbar oder die Schlauchposition im Körper – mittels Röntgenkontrast gebender Streifen – sichtbar und verfolgbar sein muss. Das hochreine, transparente und elastische Material ist glatt, flexibel und knickbeständig.
Die Dichtung am Ende des Kolbens muss den Spritzenkörpers leckdicht abschließen und eine kontrollierbare Dosierung sicherstellen. (Bildquelle: Müller Kunststoffe)
Ebenfalls auf medizintechnische Anwendungen zielen die TPE-Typen Mediprene von der Hexpol-Tochter Elasto. Der Rohstoffanbieter erweitere seine Rezepturen um Compounds, die besonders für Spritzenkolbendichtungen in Einwegspritzen geeignet sind. Die Compounds können per Gamma-Strahlung, EtO-Begasung oder Dampf sterilisiert werden. Das Material ist latexfrei, was zu einem verringerten Risiko von allergischen Reaktionen führt. Repräsentative Materialtypen haben Zytotoxitätstests gemäß der ISO 10993-5 sowie Biokompatibilitätstests gemäß der USP Klasse VI bestanden. Sehr gute Medienbeständigkeit gegenüber zahlreichen Flüssigkeiten aus dem medizinischen Umfeld. Die TPE sind in Härtegraden von 43 bis 73 Shore A erhältlich. Die Dichtung, die am Ende des Kolbens aufgesetzt wird, muss den Spritzenkörpers leckdicht abschließen und TPE, die sich auch durch ihren geringen Druckverformungsrest auszeichnen, helfen hierbei mit ihrem hohen Widerstandsvermögen. Elasto bietet dieses Sortiment als durchsichtige oder farbige Compounds an, die aus medizinischen Qualitätsrohstoffen gefertigt werden. Die Masterbatch-Lieferanten für die farbigen Compounds wurden sorgfältig ausgewählt, womit sichergestellt wird, dass nicht nur die Pigmente und die Trägerstoffe übereinstimmen sondern dass auch die Masterbatches unter strengen Kontrollen im Hinblick auf Rückverfolgbarkeit, Zusammensetzung und Änderungssteuerung gefertigt werden und somit dem Mediprene Konzept an allen nach ISO 13485 zertifizierten Elasto-Standorten entsprechen. Neben den Materialvorteilen sind die TPE wegen der kostengünstigeren und schnelleren Herstellung eine Alternative zu Gummi. Sie müssen nicht vulkanisiert werden und sind 100% recycelbar. Gleichbleibender Schrumpf erlaubt es auch bei engen Dimensionstoleranzen mit weniger Arbeitsvorgängen, und ohne manuelle Nacharbeit, montagefertige Teile herzustellen.
Auch Clickplastics, Bensheim, stellte ein neues von Shandong Dawn Polymer, für medizinische Verpackungsanwendungen vor, das vom Hersteller für eine neue Generation von TPE-basierten Dichtungen im Medizinbereich entwickelt wurde. Genauer betrachtet besteht das Material aus TPIIR (thermoplastischen Butyl Gummi) und zeigt beste Barriere-Eigenschaften sowie Dichtungseigenschaften nach Durchstechen und Herausziehen von Injektionssystemen. Dem Kunden ergeben sich Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen TPE, die auf Grund ihres Absorptionsvermögens mit einem zusätzlichen PP Layer an der Dichtung oftmals ausgerüstet werden müssen. Als Hauptanwendungen sieht der Anbieter den Einsatz bei medizinischen Stopfen, Dichtungen und Kappen für pharmazeutische und IV- Verpackungen. Das Material ist seit Februar 2015 zugelassen nach USP Class VI sowie seit Ende 2014 zertifiziert nach DMF III durch US FDA.
TPE für Trinkwasseranwendungen
Ähnlich wie im Markt für Medizintechnik gelten auch für Kunststoffe im Lebensmittelmarkt strenge Richtlinien. Trinkwasser ist ein solches Lebensmittel und für Kunstoffe, die mit Trinkwasser in Kontakt kommen gelten beispielsweise in Deutschland die KTW-Leitlinien. Auch für diesen Applikationen konnten die Besucher einige TPE-Typen auf der Fakuma entdecken.
Die TPE werden größtenteils auf Basis von Styrol-Block-Copolymeren gefertigt, welche auch die Rohstoffbasis für die Compound-Entwicklungen im Trinkwasserbereich bilden
(Bildquelle: Kraiburg TPE)
Bei der Entwicklung und Herstellung von trinkwasserkonformen TPE konzentriert sich Kraiburg TPEE auf die strengen Regularien aus Großbritannien, Frankreich und Deutschland. Die neue TPE-Serie für Schläuche wurde hinsichtlich der strengen Anforderungen angepasst: Mit einem wirtschaftlichen, thermoplastischen Extrusionsprozess können nun zum Beispiel auch Zufluss-Schläuche für Duschen oder Geschirrspüler hergestellt werden. Das Wachstum für Mikroorganismen wird ohne Zusatz von Bioziden verhindert. Die speziellen Materialien erfüllen jedoch nicht nur die Anforderungen hinsichtlich der Trinkwassertauglichkeit, sondern zeigen auch die besonderen Vorteile eines hochwertigen TPEs: Dank einem Härtespektrum zwischen 50 und 90 Shore A und einer präzisen Einfärbemöglichkeit, die sich nicht auf die Trinkwasser-Zulassungen auswirkt, eröffnen sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.
Franceso Franceschetti präsentierte auf dem Stand des Distributors Nordmann Rassmann ebenfalls eine Reihe TPE-Compounds, die für Trinkwasseranwendungen entsprechend der KTW-Richtlinie zugelassen sind. Die Werkstoffegruppe lässt sich im Spritzguss wie auch in der Extrusion verarbeiten.
TPE als Dichtungswerkstoff
Ein weiteres großes Anwendungsfeld von TPE sind Dichtungen, besonders für Lebensmittelverpackungen. Auch gelten strenge Richtlinien für die Zulassung der Kunststoffe. Gleichzeitig herrscht im Verpackungsmarkt ein enormer Preisdruck. Die Kunststoffe sollen günstig und möglichst einfach verarbeitbar sein.
Der Dichtungswerkstoff ist von EU und FDA für den Lebensmittelkontakt zugelassen. (Bildquelle: Hexpol)
EP-Seal von Müller Kunststoffe, das deutsches Unternehmen der Hexpol TPE-Gruppe, bezeichnet eine Produktgruppe von TPE-Compounds, die als Dichtung für Getränkeverpackungen eingesetzt wird. EPSeal 311 verfügt über EU- und/oder FDA-Zulassungen. Ray Exon, EPSeal Business Development Manager von Müller Kunststoffe: „Vor einigen Jahren verschlechterte sich die Marktposition von Aluminiumverschlüsse, die üblicherweise für Mehrweg-Mineralwasserflaschen eingesetzt werden, gegenüber Kunststoffverschlüssen. Die zum damaligen Zeitpunkt gängigen Dichtungsmassen für Aluminiumverschlüsse hatten vor allem drei Schwachpunkte: schwankende sensorische Ergebnisse, mangelhafte Dichtigkeit und unzureichende Öffnungswerte.“
Für diesen Markt bietet auch Actega verschiedene Compounds an. Bei den Rezepturen stand auch das Vermeiden von unerwünschter Migration im Fokus. Provalin, ein TPE, das ohne weich machende Zusätze auskommt, hält alle geforderten Migrationsgrenzwerte ein und ist für die Applikation in Twist-Off, Press Twist, Komposite und Aluminium Verschlüsse, der PVC-, Phthalat- und BPA-frei ist vorgesehen. Das Compound erfüllt alle Anforderungen der 4. Änderungsrichtlinie der Plastik-Verordnung 2011/10/EG und hat unter anderem die Zulassungen von FDA, EU, CONEG, PROP 65. Das Granulat benötigt keine Öfen für die Trocknung und verringert die Kohlendioxid Emission während der Produktion. Auch ein Material-Recycling ist möglich. Zudem wird für die benötigte Lackierung der Deckel ein PVC-freies Lacksystem sowie ein PVC-, BPA- und Melamin-freies Lackiersystem angeboten.
TPE im Automobil
Die spezielle Rezeptur der TPE erzielt für motornahe Anwendungen einen exzellenten Druckverformungsrest – gerade bei anhaltender Dauer und hohen Temperaturen. (Bildquelle: Kraiburg TPE)
Auch als neues Material im Automobilbau findet TPE zunehmend Einsatzmöglichkeiten. Für Anwendungen im motornahen Raum müssen TPE besonders temperaturbeständig sein. Thermolast von Kraiburg TPE beispielsweise ist auch höheren Temperaturen noch gut mechanisch belastbar. Das angeboteneHärtespektrum reicht von 50 bis 80 Shore A und ist nun als Serienprodukt erhältlich. Auch eine gute Haftung zu Polypropylen oder Polyamid ist imk 2-Komponenten-Spritzguss auf einem erzielbar – über fünf N/mm in Kombination mit Polyamid, so der Anbieter.
Clickplastics zeigte auf der Messe eine neue Serie von „Ready-To-Use“ TPV-Compounds. Diese beinhalten bereits ein chemisches Treibmittel, welches beim Extrudieren und Co-Extrudieren für einen gleichmäßigen und mikroporigen Polymerschaum sorgt. Das Material benötigt keine Vortrocknung und kann auf allen gängigen Maschinen verarbeiten werden ohne Modifikationen vorzunehmen. Abhängig vom gewählten Härtegrad des Ausgangsmaterials reduziert sich die Dichte um bis zu 50% und sorgt somit nicht nur für leichtere sondern auch für kosteneffizientere Teile. Das erste Projekt, das von Shandong Dawn Polymer erfolgreich realisiert wurde, sind Scheibenprofile für die Automobilindustrie.
Neben den genannten Applikationen fanden sich auf der Fakuma auch eher ungewöhnliche Ansatzpunkte für thermoplastische Elastomere. BASF zeigte beispielsweise für das TPU Ellastolan den Einsatz in reinem Fahrradreifen. Fahrradschlauch, Ventilfuß und -schaft sind bei diesem Produkt aus einem Werkstoff.