Was ist das Absenkverhältnis (LDR) beim Kunststoffspritzgießen?

Masterbatch wird während des Formprozesses dem Harz beigemischt, um Kunststoffprodukten Farbe zu verleihen. Das Verhältnis von Masterbatch zu Basisharz wird als Verdünnungsverhältnis (LDR) bezeichnet. Es bestimmt Farbintensität, Gleichmäßigkeit und das endgültige Erscheinungsbild des Formteils.

Schlüsselfaktoren, die das Verdünnungsverhältnis bei farbigen Kunststoffen bestimmen

Der erforderliche LDR hängt von mehreren Variablen ab:

• Intensität des gewünschten Farbtons
• Produktgeometrie und Volumen
• Natürliche Farbe des Basisharzes
• Ob Masterbatch flüssig oder fest ist

Jeder Faktor beeinflusst, wie viel Pigment benötigt wird, um das angestrebte visuelle Ergebnis zu erzielen.

Typische Entlastungsverhältnisse für kleine im Vergleich zu großen Kunststoffprodukten

Der LDR-Wert variiert je nach Produktgröße und Anwendung.

Zum Beispiel:

• Der Verschluss einer 400-ml-Shampooflasche enthält typischerweise 0,5 % – 2 % LDR.
• Für einen 30-Liter-Eimer werden möglicherweise 2 % – 4 % LDR benötigt.

Größere Partien oder intensivere Farbtöne erfordern oft eine höhere Masterbatch-Konzentration.

Verständnis des Entladeverhältnisses in Post-Consumer-Rezyklat (PCR)

Bei der Verarbeitung von recycelten Kunststoffgranulaten oder Post-Consumer-Rezyklat (PCR) verhält sich LDR anders als bei Neuware. PCR stellt zusätzliche Herausforderungen hinsichtlich Farbkonsistenz und ästhetischer Wirkung dar.

Herausforderungen hinsichtlich natürlicher Farbe und Aussehen von PCR-Materialien

Im Handel erhältliches Polypropylen (PP) PCR weist typischerweise ein natürliches, ungleichmäßiges graues Aussehen auf, wenn es ohne Masterbatch geformt wird. Marktstudien zeigen, dass dieses rohe, graue Aussehen von Verbrauchern, insbesondere bei Verpackungen für Konsumgüter des täglichen Bedarfs, nicht als ansprechend empfunden wird.

Einfluss der Masterbatch-Farbauswahl auf PCR-Produkte

Werden helle Farben wie Weiß, Gelb oder Blau in Standard-LDR-Werten (0,5%–2%) hinzugefügt, ist das Ergebnis oft ein blassgrauer, blassgelber oder blassblaugrauer Farbton.

Diese Ergebnisse sind optisch unansehnlich. Daher werden häufig dunklere Farben wie Schwarz, glänzendes Grau oder Dunkelblau gewählt, um den natürlichen Grauton der PCR zu kaschieren.

Warum PCR ein höheres Verdünnungsverhältnis als Neuware-Harz erfordert

Selbst bei dunkleren Masterbatch-Farben kann es vorkommen, dass Standard-LDR-Werte keine ausreichende Farbtiefe oder Gleichmäßigkeit in den PCR-Produkten gewährleisten.

Daher wird der LDR-Wert je nach Bauteilgeometrie und gewünschter Farbtiefe häufig von 0,5–2 % auf 2–5 % erhöht. Dies kompensiert den Grundgrauton und die Variabilität des Recyclingharzes.

Auswirkungen eines erhöhten Entlüftungsverhältnisses auf die Verarbeitungsbedingungen

In den meisten Fällen erfordert eine Erhöhung des LDR keine wesentlichen Änderungen der Verarbeitungsbedingungen.

Gelegentlich muss jedoch die Temperatur der Heißkanaldüse angepasst werden, um einen ordnungsgemäßen Durchfluss und eine gleichmäßige Farbverteilung zu gewährleisten, insbesondere bei thermisch betriebenen Heißkanalsystemen.

Fließmarken und Oberflächenfehler, die mit einem hohen LDR in der PCR in Verbindung stehen

Wenn die LDR 5 % übersteigt, können zusätzliche Qualitätskomplikationen auftreten.

Wenn die geschmolzene PCR-Masterbatch-Mischung durch die heiße Düse in Richtung Kavität fließt, können im Bereich des Angusses sichtbare Fließlinien entstehen. Dies ist besonders bei glänzenden oder perlmuttartigen Masterbatches auffällig, da diese die Fließlinien deutlicher hervorheben.

Erröten, Abriebspuren und Pigmentempfindlichkeit erklärt

Ein höherer Masterbatch-Anteil erhöht die Pigmentierung, wodurch die Oberfläche empfindlicher gegenüber äußeren Einflüssen werden kann.

Häufige Mängel sind:

• Abriebspuren, die durch Auswerfen von Teilen oder Reibung entstanden sind
• Torrötung (eine glänzende Stelle in der Nähe des Torbereichs)
• Oberflächenunreinheiten hängen mit der Pigmentkonzentration zusammen

Diese Probleme sind hartnäckig und lassen sich nur schwer vollständig beseitigen.

Kostenfolgen eines höheren Ausschleusungsverhältnisses bei recycelten Kunststoffen

Eine Erhöhung des LDR-Wertes wirkt sich erheblich auf die Stückkosten aus. Masterbatch-Materialien erhöhen die Rohmaterialkosten, und höhere Konzentrationen steigern die gesamten Produktionskosten direkt.

Daher ist es bei der Verwendung von PCR entscheidend, ein Gleichgewicht zwischen Farbleistung und Wirtschaftlichkeit zu finden.

Ästhetik, Kosten und Nachhaltigkeit bei PCR-Verpackungen in Einklang bringen

Trotz kleinerer ästhetischer Mängel sollte die Verwendung von recycelten Harzverpackungen für Konsumgüter des täglichen Bedarfs als Schritt hin zu mehr Umweltverantwortung akzeptiert werden.

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Häufig gestellte Fragen

1. Was ist das Ablöseverhältnis beim Kunststoffspritzguss?
   Das Abtönverhältnis (LDR) ist der prozentuale Anteil an Masterbatch, der dem Basisharz zugesetzt wird, um die gewünschte Farbe in einem Kunststoffformteil zu erzielen. Es bestimmt die Farbintensität, die Farbgleichmäßigkeit und das gesamte Erscheinungsbild des Endprodukts.
2. Warum ist die Entladungsrate bei Post-Consumer-Recyclingmaterial höher?
   Post-Consumer-Rezyklat (PCR) hat eine natürliche, graue und ungleichmäßige Grundfarbe. Um diese zu kaschieren und eine akzeptable Farbtiefe und -gleichmäßigkeit zu erzielen, ist im Vergleich zu Neuware häufig eine höhere Masterbatch-Konzentration erforderlich.
3. Welche typischen Konzentrationsverhältnisse werden für PCR-Produkte verwendet?
   Bei PCR-Produkten liegt der LDR-Wert typischerweise zwischen 2 % und 5 %, abhängig von der Teilegeometrie und dem gewünschten Farbton. Dieser Wert ist im Allgemeinen höher als die üblicherweise für Neuware verwendeten 0,5 % bis 2 %.
4. Wie beeinflusst LDR die Farbkonsistenz in recycelten Kunststoffen?
   Ein höherer LDR-Wert verbessert die Farbabdeckung und Farbtiefe bei PCR, jedoch kann die Erzielung einer gleichmäßigen Farbgebung aufgrund von Schwankungen im Basisharz weiterhin schwierig sein. Ein unzureichender LDR-Wert führt häufig zu blassen oder ungleichmäßigen Farbtönen.
5. Verändert eine Erhöhung des Abzugsverhältnisses die Verarbeitungsbedingungen?
   In den meisten Fällen bleiben die Verarbeitungsbedingungen unverändert. Geringfügige Anpassungen, wie beispielsweise eine Erhöhung der Heißkanaldüsentemperatur, können jedoch erforderlich sein, um eine optimale Pigmentverteilung und Fließstabilität zu gewährleisten.
6. Welche Oberflächenfehler werden durch ein hohes Ablöseverhältnis bei der PCR verursacht?
   Hohe LDR-Werte können zu sichtbaren Fließspuren in der Nähe des Angusses, Angussrötungen, glänzenden Stellen und Abriebspuren führen. Eine verstärkte Pigmentierung kann die Oberfläche zudem empfindlicher gegenüber Reibung beim Auswerfen machen.
7. Wie wirkt sich das Ablöseverhältnis auf die Kosten pro Formteil aus?
   Eine Erhöhung des LDR-Anteils führt direkt zu höheren Materialkosten, da die Masterbatch-Menge die Rohmaterialkosten erhöht. Höhere Anteile können die Stückkosten erheblich steigern, insbesondere bei Verpackungen für Konsumgüter des täglichen Bedarfs (FMCG) mit hohem Produktionsvolumen.
8. Sind optische Mängel bei recycelten FMCG-Verpackungen akzeptabel?
   Geringfügige ästhetische Abweichungen können im Rahmen von Initiativen für nachhaltige Verpackungen akzeptiert werden. Qualitätsstandards müssen zwar eingehalten werden, doch werden leichte optische Unvollkommenheiten oft toleriert, wenn es um die Vermarktung umweltverträglicher PCR-Produkte geht.