DE10212513A1

DE10212513A1 - Neues Färbeverfahren für Groß- und Kleinteile aus Kunststoff mit spezieller Färbestraße Modell AC 2002 MZ/RS; Typ 001

Info

Publication number: DE10212513A1
Application number: DE2002112513
Authority: DE
Original assignee: ACRYCOLOR GmbH
Current assignee: ACRYCOLOR GmbH
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2003-10-09

Description

Entwicklung eines Verfahrens zur Färbung von Kunststoffen PMMA; PETG; PC; PS ohne Einschränkungen

1.1 Anwendungsbereich für

- Plattenware extrudiert oder gegossen,
- Rohre bzw. Rundstäbe und extrudierte Profile
- Spritzgußartikel
- die daraus entstehenden Halbzeuge

2. Bisheriger Stand der Polymeth-Farbstoffe

Lt. Farbenhersteller BÜFA ist ein Einfärben von Acrylglas usw. mit Einschränkungen möglich.

2.1 Unsere Feststellung

Ungleichmäßige Einfärbung bzw. einer stärkeren Farbkonzentration im Randbereich der gefärbten Produkte. Bei Kleinteilen tritt diese Erscheinung für den Betrachter nicht auf. Als Anlage erhalten Sie eine Kopie der Produktinformation der Fa. BÜFA

3. Bisheriger Färbevorgang in der Knopf-, Schmuck- und optischen Industrie

Beim bisherigen Einsatz von Polymeth-Farbstoffen in der Knopf-, Schmuck- und optischen Industrie ist es nicht notwendig speziell angefertigte Becken zu verwenden, da es sich hierbei ausschließlich um Kleinteile handelt. Um Kleinteile einfärben zu können, sind handelsübliche Edelstahlkochtöpfe ausreichend.
Dies gilt sowohl im Produktionsschritt Vorbehandeln, Färben bzw. Nachreinigen
Dieses Verfahren kann nur bei Kleinteilen angewandt werden. Bei größeren Artikeln treten o. g. Mängel auf.

3.1 Unser Produktionsablauf

Industrielle und maschinelle Färbeeinrichtungen für Polymeth-Farbstoffe

3.1.1 Aufbau der Färbestraße

Bei liegender oder stehender Bestückung der zu färbenden Produkte, bleibt der technische Aufbau der Becken gleich.
Hebeanlage allgemein
Hebeanlage mechanisch, mittels Kran bzw. Hubkolben hydraulisch oder pneumatisch
Hebeanlage im Farbbad
Ruhend oder leicht bewegt (mechanisch), sie dient ebenso als Absperrung zur Erzeugung einer gleichbleibenden Strömung innerhalb des Beckens während des Färbens.
Bestückung der Hebeanlage
Variable Auslegung je nach dem zu färbenden Produkt

3.1.2 Aufbau der Färbebecken

Speziellangefertigte Edelstahlbecken in verschiedenen Größen

3.1.2.1 Heizung

Fremdheizung: Das Becken wird über einen Pufferspeicher von der zentralen Gebäudeheizung mit ca. 70°C heißem Wasser befüllt.
Durch außenliegende Heizspiralen wird das Becken permanent auf ca. 70°C gehalten.
Direktheizung: Ein innenliegender Einschraubheizkörper erhitzt das Wasser auf ca. 70°C und erhält die Temparatur durch eine Reglereinheit.

3.1.2.2 Färbematerial

Die Farbmischung erfolgt in einem speziellangefertigten Behälter. Wird in flüssiger Form dem vorgeheiztem Becken (70°C) zugeführt.

3.1.2.3 Zirkulation der Flüssigkeit

Durch eine Umwälzpumpe oder eine mechanisch bewegte Hebeanlage, wird das Verklumpen bzw. Absetzen des Farbstoffes in der Füssigkeit vermieden. Bei längeren Standzeiten zwischen den einzelnen Färbeintervallen muß die Umwälzpumpe vor dem nächsten Tauchgang eingeschaltet werden um das Absetzen der Farbpigmente zu verhindern. Beim Färbevorgang wird dies durch die bewegte Hebeanlage vermieden.

4. NACHBEHANDLUNG

Eine Nachbehandlung ist im allgemeinen nicht nötig, da durch die Zusätze in der Vorreinigung und im Färbevorgang der Färbeprozess optimiert worden ist. Eine Spülung mit normalen Wasser ist für die auf der Oberfläche verbleibenden Farbpartikel ausreichend.

FARB- BZW. HILFSMITTELZUSAMMENSTELLUNG

5. Bisheriges Verfahren zum Färben

5.1 Färbematerial

Polymeth-Farbstoff 5.2 Haupteinsatzbranchen Schmuck-, Knopf und optischen Industrie 5.3 Max. Artikelgrößen ca. 32 × 32 cm 5.4 Materialeigenschaften Polyester in Form von Knöpfen und Formteilen die in der Modeindustrie verwendet werden.
Mit Einschränkung für Acrylglas 5.5 Vorbehandlung des Materials in handelsüblichen Edelstahlbehältnissen (Kochtöpfen) Im Wasserbad
Lavegal FL oder
Polysol N
Mischungsverhältnis nach Herstellerangaben 5.6 Färbevorgang in Handelsüblichen Edelstahlbehältnissen (Kochtöpfen) Im Wasserbad
Polymeth-Farbstoff, Farbbeschleuniger Polysol PCL und
Polysol N als Egalisierungsmittel
Mischungsverhältnis nach Herstellerangaben 5.7 Nachbehandlung des gefärbten Materials in handelsüblichen Edelstahlbehältnissen (Kochtöpfen) Im Wasserbad
Farbrückstände werden mit Lavegal FL und Polysol N nachbehandelt
Mischungsverhältnis nach Herstellerangaben

FARB- BZW. HILFSMITTELZUSAMMENSTELLUNG

6. Unser Verfahren zum Färben

6.1 Färbematerial

Polymeth-Farbstoff 6.2 Haupteinsatzbereich Kunststoffverarbeitungsindustrie
Hersteller von Plattenwaren extrudiert oder gegossen in Klein- und Großformaten
Sowie Halbzeuge und kundenspezifische Sonderanfertigungen
Produktbereich:
Spritzguß
Kunststoffverarbeitung
Hersteller von Werbemitteln 6.3 Max. Artikelgröße Markterfordernissen angepaßt (z. Zt. von Kleinteilen bis Großformaten von 2,030 × 3,050 m) 6.4 Materialeigenschaften Verschiedenste Kunststoffmaterialien insbesondere
Acrylglas PMMA
Polycarbonat PC
PETG
PVC
Polystyrol PS

6.5 Vorbehandlung des Materials in speziell angefertigten Edelstahlbecken

6.5.1 Oberflächenvorbehandlung

Im Wasserbad
Natriumhydroxidlösung
Mischungsverhältnis auf Grundfarbe und Farbintensität sowie auf Material abgestimmt

6.5.1.1 Erläuterung

Sämtliche Teile werden grundsätzlich in einem Wasserbad bei 60-70°C vorbehandelt. Zusätzlich wird dem Bad Natriumhydroxid bzw. ein anderes Ätzmittel mit gleicher Wirkung in geringen Mengen beigefügt. (ca. 5-15 g/l)
Beides hat den Vorteil, daß das Material eine gleichmäßige Aufnahmefähigkeit erreicht.
Die Tiefenwirkung, wird enorm verbessert.
Die Vorbehandlung wird in einem speziell angefertigten Edelstahlbecken liegend oder stehend durchgeführt. Das Becken wird durch einen innenliegenden Einschraubheizkörper oder durch außenliegende Infrarotstrahler beheizt.
Das Material wird ruhend oder leicht mechanisch im Becken bewegt.
Nach dem Vorbehandeln muß das Material noch einmal mit reinem Wasser klargespült. 6.6 Färbevorgang im Edelstahlbecken Im Wasserbad
Polymeth-Farbstoff; Farbbeschleuniger Polysol PCL und
Polysol N als Egalisierungsmittel
Mischungsverhältnis nach Herstellerangabe
Je nach Farbzusammensetzung wurde als Katalysator
Feinätzkristall (Natriumpersulfat) verwendet.
Mischungsverhältnis auf Grundfarbe und Farbintensivität sowie auf Material abgestimmt.

6.6.1 Erläuterung

Allgemein erfolgt die Farbmischung und Ihrer Zusätze nach Angaben des Herstellers. Bei manchen Farbstoffen wird Natriumpersulfat oder ein typgleicher Zusatz als Katalysator, bzw. zur besseren Farblösung im Bad, mit eingesetzt. (Zusatz ca. 10 g/l) Dadurch werden kürzere Färbezeiten und intensivere Farbtöne erreicht.

6.7 Nachbehandlung im Edelstahlbecken

Farbrückstände auf der Oberfläche werden im Wasserbad durch Zusatz von Weichmacher entfernt. Dies verhindert die Wasserfleckenbildung beim Trocknen.

Claims

1. Farbstoffe:
Es ist uns bekannt, daß mit Polymeth-Farbstoffen seit Jahrzehnten in der Knopf-, Schmuck und optischen Industrie gearbeitet wird, allerdings nur zum Einfärben von kleinen Artikeln, welche für diese Industrie benötigt werden.
Unsere Forschungsarbeiten mit Polymeth-Farbstoffen, haben folgende Erkenntnisse erbracht.
Durch eine Änderung der Zusatzstoffe in den Anwendungen läßt sich der Farbstoff auch bestens für Acrylglas verwenden.
Ferner sind wir (als einziger) bereits in der Lage unsere Erfindung industriell zu nutzen.
Dies sehen wir als eine neue Erfindung an und möchten daher die Patentrechte für dieses neue Färbeverfahren beantragen.

2. Maschine:
Nach unseren Erkenntnissen wurde bisher in handelsüblichen Kochtöpfen oder ähnlichen Hilfsmitteln gefertigt. Großteile konnten hierbei nicht eingefärbt werden.
Beim Versuch großflächig zu färben haben wir festgestellt, daß es nicht mehr ausreichend ist die Flüssigkeit durch Rühren in Bewegung zu halten.
Bei der Entwicklung der Färbebecken traten besonders thermische und strömungstechnische Probleme auf.
Die gesamte Farbe muß thermisch im ganzen Becken die gleichen Eigenschaften aufweisen, dies ist mittels externen und internen Wärmequellen erreicht worden.
Durch den Bedarf von größeren Farbmengen ist ein permanentes Umwälzen der Farbe notwendig. (Absetzen der Farbpartikel)
Nach diesen Kenntnissen bzw. Grundlagen wurden die Maschinen der Färbestraße entwickelt und mit dem o. g. Färbeverfahren abgestimmt.
Da wir sowohl die Straße entwickelt und auf das Färbeverfahren abgestimmt haben, sehen wir dies als Grund an, die Patentierung für das Verfahren des Färbens sowie der dazu benötigten Färbestraße zu beantragen.