Vorwort | 6 |
Die Autoren | 8 |
Professor Dr.-Ing.?Martin Bastian | 8 |
Dipl.-Phys.?Thomas Hochrein | 9 |
Inhaltsverzeichnis | 12 |
1 Kunststoffe und Farbe | 16 |
1.1 Motivation und Zielsetzung | 16 |
1.2 Bedeutung von Kunststoffen und Additiven | 18 |
1.3 Bedeutung der Farbe für Kunststofferzeugnisse | 25 |
1.4 Allgemeine Entwicklungstrends und ihre Folgen | 28 |
2 Wahrnehmung von Farbe | 32 |
2.1 Einführung | 32 |
2.2 Physiologische Grundlagen | 35 |
2.3 Psychologische Grundlagen | 40 |
2.4 Physikalische Grundlagen | 43 |
2.4.1 Grundlagen zur Lichtstrahlung sowie zur additiven und subtraktiven Farbmischung | 43 |
2.4.2 Reflexion, Brechung, Absorption, Transmission und Emission | 50 |
2.5 Farbwahrnehmung in der Praxis – Appearance | 56 |
2.5.1 Menschlicher Farbeindruck | 57 |
2.5.2 Wege zur Objektivierung des Farbeindrucks | 59 |
2.5.3 Appearance zur Beschreibung des farblichen Gesamteindrucks | 63 |
3 Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von Erzeugnissen | 68 |
3.1 Einführung | 69 |
3.1.1 Farbvorlagesysteme zur Farbauswahl und Festlegung von Farbstandards | 71 |
3.2 Lichtquelle, Lichtart, Normlichtart und Metamerie | 73 |
3.3 Beobachter | 77 |
3.4 Objekt | 80 |
3.5 Farbsystem (Farbraum) | 81 |
3.6 Farbdifferenz und Farbtoleranz | 87 |
3.7 Prüfen der Farbe | 90 |
3.7.1 Farbmessgeräte für flächige Proben | 93 |
3.7.2 Farbmessgeräte für Schüttgüter | 97 |
3.7.3 Schnelltest zur Bestimmung alterungsbedingter Farbveränderungen | 102 |
3.8 Glanz, Haze, Orange Peel und Transparenz | 105 |
3.8.1 Appearance-Messgeräte | 111 |
3.9 Qualitätssicherung | 112 |
3.10 Farbkommunikation | 116 |
4 Farbmittel für Polymere | 124 |
4.1 Einführung | 124 |
4.1.1 Einteilung von Farbmitteln, Colour-Index | 126 |
4.1.2 Charakterisierung von Farbmitteln, Farbstärke und Farbtiefe | 128 |
4.2 Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen | 131 |
4.2.1 Technologische Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen | 134 |
4.2.1.1 Chemische Beständigkeit | 134 |
4.2.1.2 Hitzestabilität | 135 |
4.2.1.3 Lichtstabilität, Gelbwert, Blauwollskala, Lichtalterung | 139 |
4.2.1.4 Wetterechtheit, Graumaßstab | 142 |
4.2.1.5 Migrationsechtheit, Ausblühen, Ausbluten | 142 |
4.2.1.6 Schwindung und Verzug | 144 |
4.2.2 Gesetzliche Anforderungen an Farbmittel | 146 |
4.3 Farbentstehung | 150 |
4.4 Prinzipielle Eigenschaften der Farbmittel | 153 |
4.5 Prinzipielle Eigenschaften der Farbstoffe | 154 |
4.6 Prinzipielle Eigenschaften der Pigmente | 156 |
4.6.1 Organische Pigmente | 164 |
4.6.2 Anorganische Pigmente | 167 |
4.6.3 Anorganische Effektpigmente | 171 |
5 Alterung von Polymeren | 188 |
5.1 Einführung | 188 |
5.1.1 Einflussfaktoren auf die Alterung und Reaktionsmechanismen | 194 |
5.1.1.1 Einfluss der Verarbeitung auf die Alterung | 197 |
5.1.1.2 Einfluss der Strahlung und Probentemperatur auf die Alterung | 198 |
5.1.1.3 Einfluss der Farbmittel auf die Alterung | 207 |
5.2 Prüfkriterien zur Alterung bezüglich Aussehen und Oberflächeneigenschaften | 210 |
5.3 Prüfung der Alterung durch Freibewitterung | 214 |
5.4 Prüfung der Alterung durch künstliche Bewitterung | 217 |
5.5 Korrelation und Zeitraffung zwischen Frei- und Gerätebewitterung | 222 |
6 Festlegung der Farbrezeptur beim Einfärben von Polymeren | 224 |
6.1 Einführung | 224 |
6.2 Farbrezepturberechnung | 226 |
6.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise zur Farbrezepturberechnung | 226 |
6.2.2 Theorie des optischen Strahlungstransports | 228 |
6.2.2.1 Einfach- und Mehrfachstreuung | 228 |
6.2.2.2 Strahlungstransport-Gleichung | 230 |
6.2.2.3 Ansatz von Kubelka und Munk | 231 |
6.2.3 Ermittlung der optischen Konstanten | 234 |
6.2.4 Verfahren zur Berechnung und zur Korrektur von Farbrezepturen | 238 |
6.2.4.1 Eichausfärbungen | 238 |
7 Grundlagen zum Mischen | 246 |
7.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen | 248 |
7.2 Distributives Mischen | 257 |
7.2.1 Längsmischen | 257 |
7.2.2 Quermischen | 262 |
7.3 Dispergieren von Pigmenten | 264 |
7.4 Flüssig/Flüssig-Mischen | 281 |
8 Einfärben von Polymeren | 288 |
8.1 Einführung | 288 |
8.1.1 Farbmitteleinsatz | 291 |
8.1.2 Materialbedingte Einflüsse auf das Erscheinungsbild | 292 |
8.1.3 Verfahrens- und prozessspezifische Einflüsse auf das Erscheinungsbild | 300 |
8.1.4 Mögliche Verarbeitungsfehler | 302 |
8.2 Einfärben mit Pulverpigmenten, Masterbatch- oder Monokonzentratfertigung | 305 |
8.3 Einfärben von Polymeren mit Masterbatches oder Monokonzentraten | 311 |
8.4 Einfärben von Polymeren mit Flüssigfarben | 317 |
8.5 Vergleich verschiedener Möglichkeiten zum Selbsteinfärben | 320 |
8.5.1 Einfärbestrategie „Rundumversorgung aus einer Hand“ | 323 |
8.5.2 Einfärbestrategie „Alles in eigener Regie“ | 324 |
8.5.3 Einfärbestrategie „Alles von diversen Lieferanten besorgen“ | 326 |
8.6 Nachträgliches Einfärben von Kunststoffbauteilen | 327 |
9 Anlagentechnik zum Einfärben von Polymeren | 330 |
9.1 Einführung zum Compoundieren | 330 |
9.2 Anlagenaufbau und Prozessschritte beim Einfärben | 332 |
9.3 Compoundiermaschinen zum Einfärben | 339 |
9.3.1 Einschneckenextruder (bzw. Spritzgießmaschinen) | 342 |
9.3.2 Gleichdrall-Doppelschneckenextruder | 348 |
9.3.2.1 Allgemeines zum Gleichdrall-Doppelschneckenextruder | 348 |
9.3.2.2 Schneckenelemente des Gleichdrall-Doppelschneckenextruders | 351 |
9.3.3.3 Berechnung des Prozessverhaltens des Gleichdrall-Doppelschneckenextruders | 366 |
9.3.3 Gegendrall-Doppelschneckenextruder | 379 |
9.3.4 Ko-Kneter | 397 |
9.3.5 Ringextruder | 410 |
9.3.6 Planetwalzenextruder | 416 |
10 Ersatzgrößen und prozessnahe Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte | 434 |
10.1 Druckfiltertest zur Dispergiergüteprüfung | 436 |
10.1.1 Grundlagen des Druckfiltertests | 437 |
10.1.2 Filtrierprozess und Siebwahl | 443 |
10.1.3 Abhängigkeiten von der Füllstoffgeometrie | 446 |
10.1.4 Prozessnaher Einsatz des Druckfiltertests | 447 |
10.1.4.1 Anlagenkonzept zur Materialoptimierung | 447 |
10.1.4.2 Durchführung des Online-Druckfiltertests | 450 |
10.1.4.3 Anwendungsbeispiele für den Online-Druckfiltertest | 451 |
10.2 Beurteilung extrudierter Folien | 454 |
10.3 Prozessnahe Farbmessung | 455 |
10.3.1 Automatisierte Farbmessung am Granulat | 457 |
10.3.1.1 Anlagenkonzept zur automatischen Granulatfarbmessung | 457 |
10.3.1.2 Regelkreis mit Rezeptierung | 459 |
10.3.2 Farbmessung in der Schmelze | 462 |
10.3.2.1 Sondenaufbau | 463 |
10.3.2.2 Detektoren und Beleuchtungsquellen | 466 |
10.3.3.3 Kalibrierung, Stabilität und Einflussfaktoren | 469 |
10.3.3.4 Thermochromie | 471 |
10.3.3.5 Korrelation mit Laborgeräten | 473 |
10.3.3.6 Anfahr- und Regelstrategie | 474 |
10.3.3 Prozessfarbmessung am Extrudat | 477 |
Index | 484 |