En

Добавки и красители на выставке Fakuma-2023

Одним из тематических направлений, представленных на крупной международной специализированной выставке технологий производства и переработки пластмасс — Fakuma (17–21.10.2023, г. Фридрихсхафен, Германия), были добавки и красители. В данном кратком обзоре приведены сведения о некоторых новых разработках в данной области индустрии пластмасс, продемонстрированных на этом крупнейшем в 2023 г. в Европе выставочном отраслевом мероприятии.
С. Н. Коломиец, независимый эксперт
Опубликовано в рубрике «Добавки и красители»
87 просмотров
Добавки и красители на выставке Fakuma-2023

Забегая вперед, следует заметить, что данный обзор подготовлен с использованием пресс-материалов упомянутых в нем компаний, недостатком которых (пресс- материалов), во всяком случае для читателей, зачастую является описание результатов разработок без подробного или вообще какого-либо пояснения того, как получены эти результаты. Но и в этом случае можно уловить тенденции развития того или иного сектора индустрии пластмасс. Так, если судить по содержанию данных пресс-материалов, одним из основных трендов (если не основным) в области добавок и красителей является их использование для пластиков на основе вторичных полимеров. В случае добавок речь идет, как правило, о достижении физико-механических свойств материалов не хуже, чем у первичных, в случае красителей — цветовых характеристик.

Рис. 1. Гранулы вторичного пластика с высокой точностью окрашивания (источник: Sattler KunststoffWerk)

Компания Sattler KunststoffWerk (г. Мюльхайм, Германия) производит окрашенные литьевые компаунды на основе ПК и других инженерных термопластов — как первичных, так и содержащих вторичный материал, вплоть до 100 %. Точность цветопередачи, однородность и светостойкость гранул обеспечиваются за счет собственных рецептур на базе оригинальных красителей и добавок. По заявлению компании, уровень качества окрашивания во всех случаях применения вторичного пластика не хуже, чем у составов, изготовленных из первичного сырья и используемых в производстве изделий с высокими требованиями к видовой поверхности (рис. 1).

Рис. 2. Окрашенный пластик яркого цвета, используемый для производства упаковки и элементов мебели (источник: Lifocolor)

В настоящее время основное внимание в своих исследованиях и разработках компания Lifocolor Group (г. Лихтенфельс, Германия) уделяет так называемым вечным цветам (рис. 2)

Д-р Мартин Фабиан (Martin Fabian), управляющий директор Lifocolor, поясняет:

«Мы разрабатываем перспективные, экономичные и пригодные для окрашивания биополимеров, первичных и вторичных пластиков пигментные составы, но сначала мы проверяем, подходят ли для этих целей доступные красители»

По данным Lifocolor, если конечные изделия должны быть изготовлены на 100 % из вторичного пластика, то и суперконцентраты (СК) красителей могут быть произведены полностью на основе рециклята того же пластика. Для тонкостенных, в том числе пленочных, изделий Lifocolor также предлагает очень сильный белый концентрат с особенно высоким содержанием пигмента, что должно снизить затраты на окрашивание. По данным производителя, даже при дозировке до 1 % он обладает очень высокой укрывистостью, в том числе при окрашивании вторичных пластиков.

В качестве новинки для декоративного облагораживания полиолефинов на выставке был представлен СК с эффектом гранита в четырех цветовых оттенках, который можно использовать для всех распространенных процессов переработки при температуре до 280 °C. Этот продукт призван придать креативный дизайн потребительским товарам для сада, дома, спорта, отдыха, офисным и канцелярским товарам, а также упаковкам.

Рис. 3. СК серии Base Black могут быть настроены именно на те оттенки черного цвета, которые требуются тем или иным производителям автомобилей (источник: Grafe)

Компания Grafe Advanced Polymers GmbH (г. Бланкенхайн, Германия) предлагает альтернативу наиболее распространенным автомобильным черным тонам, используя СК серии Base Black для ПП (рис. 3). «На заключительном этапе оптимизации состава СК базовый черный цвет для достижения требуемого оттенка можно регулировать в процессе производства даже с помощью минимальных изменений параметров, таких как дозировка, температура или давление переработки», — поясняют в Grafe.

Компания Grafe сообщает, что имеет обширный портфель оригинальных цветовых рецептур, работает строго в соответствии со стандартами DIN EN ISO 9001, IATF 16949 и ISO EN 50001, сертифицирована в соответствии с ними и поставляет СК красителей для интерьера автомобиля многим производителям, таким как Audi, Bentley, BMW, Ford, Iveco, Jaguar, Lamborghini, Land Rover, MAN, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot, Porsche, Renault, Seat, Škoda, Volvo и VW. Перед поставкой все продукты проверяются в собственной лаборатории.

Рис. 4. СК Fibaplast UL94 соответствуют требованиям стандарта UL94 пожарной безопасности для компонентов электрических приборов (источник: Finke)

Компания Karl Finke GmbH & Co. KG (г. Вупперталь, Германия) среди прочего продемонстрировала на выставке Fakuma-2023 новые СК красителей из серии Fibarec, в качестве полимеров-носителей которых используются только рецикляты — как потребительского, так и промышленного происхождения. Эти СК так же хорошо поддаются обращению с ними, как и аналоги на основе первичного сырья, поэтому их можно использовать в качестве готового решения.

Еще одним направлением разработок Finke является СК красителей серии Fibaplast UL94, сертифицированных по пожарной безопасности, что освобождает пользователей от дополнительных мероприятий по соответствующей сертификации и способствует быстрому выходу на рынок их продукции (рис. 4).

Таким образом, использование этих СК в сочетании с сертифицированным полимером позволяет переработчикам гибко реагировать на изменения цвета своих изделий без необходимости их повторной сертификации. Компания предлагает «всецветные» сертификаты для ПП, ПОМ, ПБТ, ПА и АБС-пластиков. Возможна даже замена основного полимера, если новый пластик также сертифицирован и относится к тому же классу полимеров. Это позволяет пользователям быстро находить эффективные решения даже в случае нехватки поставок, новых нормативных актов или изменений продукта. Кроме того, имеется возможность индивидуальной сертификации СК для конструкционных полимеров, применение которых требует более высокого класса пожарной безопасности.

Рис. 5. СК серии ProVital+ защищают медицинские и фармацевтические изделия от микроорганизмов и от повреждения в процессах стерилизации (источник: Ampacet)

Международная компания Ampacet продолжает развивать серию ProVital+ белых и цветных СК, специально разработанных для производства фармацевтической упаковки, медицинских устройств и диагностического оборудования (рис. 5). Они изготавливаются из сырья, предварительно протестированного на соответствие требованиям Европейской фармакопеи и биосовместимости в соответствии со стандартом ISO 10993. В настоящее время эти СК представлены двумя группами.

Так, антимикробный СК ProVital+GermsClean, уже успешно прошедший предварительную оценку на биосовместимость, разработан для защиты пластиковых деталей в медицинских учреждениях от микроорганизмов и широкого спектра патогенов, отличается невысокой дозировкой и обладает очень низким содержанием серебра, ограничивающим обесцвечивание основного полимера. Другой СК — марки Ampacet ProVital+Gamma-Protect, также прошедший проверку на биосовместимость, предназначен для сохранения механических и оптических свойств медицинских и фармацевтических изделий на основе ПП в процессах их гамма- и электронно-лучевой стерилизации. Области применения данного СК включают медицинские приборы, оборудование для диагностики in vitro, фармацевтические упаковочные системы и пр.

Новые полимерные процессинговые добавки (ППД) Ampacet, не содержащие токсичных синтетических фторорганических соединений (PFAS), пригодны для контакта с пищевыми продуктами и так же эффективно, как и ППД на основе фтора, предотвращают разрушение расплава полимера в процессах экструзии.

Рис. 6. Цвет каждой из четырех пар бутылок, изготовленных из первичного и вторичного ПЭТ с использованием добавок Anti Yellow, практически один и тот же (источник: REPI)

Одним из основных направлений работы группы компаний REPI в последние годы стала разработка добавок и жидких полимерных красителей, позволяющие использовать все больше и больше вторичного ПЭТ как путем регулирования механических характеристик полимера, так и путем коррекции цвета. Так, жидкие добавки серии Anti-Yellow могут сбалансировать внешний вид гранулята или бутылок из вторичного ПЭТ, исправить их типичные желтоватые, зеленоватые или сероватые оттенки и восстановить яркость и цвет (рис. 6). Другими примерами служат красители серий Fume, активный стабилизатор StabiPlus, а также удлинители цепи серии IV Enhancers, которые используются при литье под давлением, где они улучшают физико-механические характеристики преформ из вторичного ПЭТ, а затем и изготовленных из них бутылок (более подробно см. в ПМ No 11 2023 г., с. 24–26. — Прим. ред.).

Рис. 7. Крепления для лыж должны обладать высокими механическими свойствами, оставаясь элегантными (источник: Lehvoss)

Современные тенденции в области спорта постоянно приводят к появлению продукции с обновленным дизайном. Цветовая гамма очень часто играет решающую роль в этом процессе. О том, как сочетаются функциональность и привлекательный внешний вид, свидетельствует совместная работа Rowa Masterbatch (г. Пиннеберг) и Lehvoss Group (г. Гамбург, Германия) над креплениями для лыж (рис. 7).

При использовании СК красителей их свойства должны быть тесно согласованы с характеристиками основного материала и другими рецептурными компонентами компаунда, чтобы между ними не возникало так называемого антагонизма при возможном взаимодействии. И если не учитывать последствия этого взаимодействия, могут возникнуть значительные потери в механических свойствах пластика. В рамках совместного проекта компания Lehvoss предложила в качестве основного полимера для креплений использовать армированный длинным стекловолокном литьевой полиамид 66 (PA66-LGF) серии Luvocom LFT, обладающий, помимо хорошей окрашиваемости, хорошими механическими свойствами, в частности высокой ударной вязкостью, и морозостойкостью. Ключевым моментом при этом была разработка СК красителя, который должен был обеспечить привлекательную окраску креплений без негативного влияния на их механические свойства. Таковым стал разработанный Rowa Masterbatch продукт, который под солнечным светом создает эффект, напоминающий блеск снега.

Другими разработками Lehvoss, представленными на выставке, стали вспенивающие добавки, которые при дозировке всего лишь 1 % позволяют на 24 % снизить массу полимерных изделий в автомобильной промышленности. А, например, при дозировке 0,1 % достигается значительное уменьшение количества утяжин в деталях, полученных литьем под давлением. Кроме того, компания продемонстрировала на выставке не содержащие галогенов антипиреновые СК на основе азота, фосфора и минеральных добавок с высокой вспучиваемостью.

Рис. 8. Трендовые цвета сезона весна – осень 2025 по версии Rowa Masterbatch (источник: Rowa Masterbatch)

В свою очередь, компания Rowa Masterbatch в сотрудничестве с производителем эффектных пигментов Kuncai разработала и представила на выставке интересные оттенки трендовых цветов сезона весна — осень 2025, конкурируя с известным законодателем мод в этой сфере — Институтом цвета Pantone (с 28. — Прим. ред.). В целом были продемонстрированы меняющиеся цветовые стили с уникальными эффектами, благодаря которым конечные продукты, по мнению Rowa Masterbatch, могут впечатляюще выделяться в цветовой среде и набирать очки в точках продаж благодаря адаптированной к тренду цветовой схеме с «дополнительным эффектом». В числе этих цветов следующие (рис. 8):

  • Future Dusk — цвет наступающих сумерков;
  • Transcendent Pink — неподражаемый розовый;
  • Aquatic Awe — трепетный водянистый;
  • Sunset Coral — коралловый закат;
  • Ray Flower — лучистый цветок.

Следует заметить, что высокопарный стиль, более подробный описывающий тот или иной цвет, не уступает стилю Института Pantone, описывающего предлагаемый им цвет очередного года (см. с. 28 в данном номере статьи. — Прим. ред.).

В этом можно убедиться по характеристике одного лишь цвета Future Dusk:

«Это темный, вызывающий воспоминания и интригующий оттенок между синим и фиолетовым, который несет в себе что-то мистическое и мотив перехода и изменений — будь то переход от темноты к свету или от заката к рассвету. Оттенок невольно резонирует с небесным притяжением, именно поэтому Future Dusk непременно сгенерирует большой спрос на гаджеты с инновационными технологиями. В качестве эффектных пигментов используются темно-фиолетовый цвет, который символизирует роскошь и величие, и интерференционный перламутровый пигмент, который создает интересные чередующиеся цвета в зависимости от угла обзора, тем самым придавая напряженность даже простым объектам»
Рис. 9. Коэффициент пропускания УФ-излучения ПЭ-пленкой толщиной 50 мкм в зависимости от длины волны и при различной дозировке (%) добавки марки UV 9389PE EU (рис. 9–11: Tosaf)

Компания Tosaf Group Ltd. (Израиль) представила на выставке СК добавок и красителей для различных областей применения — от сельскохозяйственной пленки до жесткой и мягкой упаковки и технических деталей. Так, добавка марки UV 9389PE EU при ее минимальной дозировке надежно обеспечивает защиту даже очень тонких прозрачных упаковочных пленок от УФ-излучения в диапазоне длин волн от 200 до 380 нм (рис. 9). Она предотвращает преждевременную порчу пищевых продуктов из-за обесцвечивания, потери витаминов и вкуса пищевых продуктов в результате воздействия искусственного света, которому они подвергаются во время хранения, транспортировки и на полках магазинов. Добавка UV 9389PE EU дополняет широкий ассортимент УФ-стабилизаторов Tosaf, обеспечивающих максимальную устойчивость к УФ-излучению. Области их применения простираются от сельскохозяйственной пленки, гибкой, термоусадочной и промышленной упаковки до биг-бэгов, труб, листов, волокон, литьевых деталей, нетканых материалов, кровельных листов и др.

Рис. 10. Образцы ПММА, содержащие всего 1 % светорассеивающего СК, обеспечивают равномерное освещение даже при использовании точечных светодиодов

Для обеспечения равномерного распределения света даже при использовании точечных светодиодных светильников бизнес-подразделение Tosaf Color Service разработало серию LD (Light Diffusing) светорассеивающих СК на основе микрочастиц наполнителя. Так, даже их очень небольшая дозировка в диапазоне от 1 до 2 % обеспечивает высокоэффективное рассеивание света в изначально прозрачном материале, преимущественно в ПММА и ПК (рис. 10). При этом практически полностью сохраняются механические свойства и светопропускание основного материала (рис. 11). Предлагаются как нейтральные по цвету типы СК, так и комбинированные с красителями специфического цвета и функциональными добавками, такими как УФ-стабилизаторы.

Рис. 11. Зависимости коэффициентов светопропускания (1) и мутности (2) ПК от дозировки СК марки LD5825РС

Новые лазерные СК Tosaf предоставляют возможность маркировать изделия без ущерба для их оптических свойств. Они позволяют наносить четкие высококонтрастные изображения и шрифт даже на прозрачные изделия из термопластов, которые практически не меняют цвет при воздействии лазерного луча, а также на изделия из компаундов с наполнителями, такими как карбонат кальция, тальк, диоксид титана или черный углерод. В зависимости от базового материала возможны дополнительные настройки цвета маркировки от белого до серого и черного. Благодаря очень низким дозировкам и возможности полной автоматизации лазерной маркировки, новые СК, как показывает практика, помогают снизить производственные затраты по сравнению с традиционными методами нанесения печати. Кроме того, за счет отсутствия химикатов, красок или наклеек их использование более экологично. Типичными областями лазерных СК являются трубы, фитинги, профили и ирригационные системы, а также, благодаря своей пригодности для контакта с пищевыми продуктами, крышки и другие укупорочные средства для напитков и другой пищевой упаковки. Возможно также изготовление комбинированных СК по индивидуальному заказу.

Среди прочего на выставке были представлены также новые разработки в области СК красителей, предназначенные для рециклятов и позволяющие компенсировать неоднородность цвета, характерную для вторичных пластмасс. Кроме того, специальная серия СК на основе биоразлагаемых носителей, таких как полимолочная кислота и канифоль, придает сельскохозяйственным пленкам повышенную устойчивость к УФ-излучению, запотеванию и способность к фильтрации ИК-излучения.

Наконец, химически активные вспенивающие агенты, разработанные Tosaf, также ориентированы на экологичность. Их ассортимент включает эндо- и экзотермические типы вспенивателей для широкого спектра термопластов. Эндотермические типы считаются безопасными в использовании, одобрены для контакта с пищевыми продуктами и обычно требуют относительно низких температур для активации. Их применение варьируется от тонкостенных деталей и пленок с высоким качеством поверхности и ПП-лент до крупногабаритных толстостенных деталей и пищевых упаковочных лотков из XPS и XPE. Экзотермические типы сочетают в себе высокую пенообразующую способность с очень хорошей диспергируемостью. При этом экзотермические и эндотермические вспениватели, объединенные в одном СК, особенно подходят для производства плит, профилей и труб из ПВХ.

Поделиться материалом:

Другие статьи раздела

En