Leseprobe zu

„Einfärben von Kunststoffen“ von Martin Bastian und Thomas Hochrein

ISBN (Buch): 978-3-446-45398-2 ISBN (E-Book): 978-3-446-45399-9

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© Carl Hanser Verlag, München

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V

Die Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIIProf. Dr.-Ing. Martin Bastian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIIDr. rer. nat. Thomas Hochrein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII

1 Kunststoffe und Farbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Motivation und Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Bedeutung von Kunststoffen und Additiven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Bedeutung der Farbe für Kunststoff erzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.4 Allgemeine Entwicklungstrends und ihre Folgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2 Wahrnehmung von Farbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2 Physiologische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.3 Psychologische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.4 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.4.1 Grundlagen zur Lichtstrahlung sowie zur additiven und subtraktiven Farbmischung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.4.2 Reflexion, Brechung, Absorption, Transmission und Emission . . 352.5 Farbwahrnehmung in der Praxis – Appearance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.5.1 Menschlicher Farbeindruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.5.2 Wege zur Objektivierung des Farbeindrucks . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.5.3 Appearance zur Beschreibung des farblichen Gesamteindrucks 48

3 Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von  Erzeugnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.1.1 Farbvorlagesysteme zur Farbauswahl und Festlegung von

Farbstandards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563.2 Lichtquelle, Lichtart, Normlichtart und Metamerie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Inhaltsverzeichnis

XII Inhaltsverzeichnis

3.3 Beobachter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.4 Objekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.5 Farbsystem (Farbraum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.6 Farbdifferenz und Farbtoleranz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.7 Prüfen der Farbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.7.1 Farbmessgeräte für flächige Proben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.7.2 Farbmessgeräte für Schüttgüter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.7.3 Schnelltest zur Bestimmung alterungsbedingter

Farbveränderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.8 Glanz, Haze, Orange Peel und Transparenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

3.8.1 Appearance-Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.9 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.10 Farbkommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

4 Farbmittel für Polymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4.1.1 Einteilung von Farbmitteln, Colour-Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.1.2 Charakterisierung von Farbmitteln, Farbstärke und Farbtiefe . . . 113

4.2 Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen . . . . . . . . . . . . . . . 1164.2.1 Technologische Anforderungen an Farbmittel bzw.

Farbpräparationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.2.1.1 Chemische Beständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.2.1.2 Hitzestabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.2.1.3 Lichtstabilität, Gelbwert, Blauwollskala, Lichtalterung . . 1244.2.1.4 Wetterechtheit, Graumaßstab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.2.1.5 Migrationsechtheit, Ausblühen, Ausbluten . . . . . . . . . . . 1274.2.1.6 Schwindung und Verzug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.2.2 Gesetzliche Anforderungen an Farbmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.3 Farbentstehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1354.4 Prinzipielle Eigenschaften der Farbmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.5 Prinzipielle Eigenschaften der Farbstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.6 Prinzipielle Eigenschaften der Pigmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

4.6.1 Organische Pigmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.6.2 Anorganische Pigmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.6.3 Anorganische Effektpigmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

5 Alterung von Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

5.1.1 Einflussfaktoren auf die Alterung und Reaktionsmechanismen . . 1795.1.1.1 Einfluss der Verarbeitung auf die Alterung . . . . . . . . . . . 1825.1.1.2 Einfluss der Strahlung und Probentemperatur

auf die Alterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835.1.1.3 Einfluss der Farbmittel auf die Alterung . . . . . . . . . . . . . . 192

XIIIInhaltsverzeichnis

5.2 Prüfkriterien zur Alterung bezüglich Aussehen und Oberflächeneigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

5.3 Prüfung der Alterung durch Freibewitterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1995.4 Prüfung der Alterung durch künstliche Bewitterung . . . . . . . . . . . . . . . . 2025.5 Korrelation und Zeitraffung zwischen Frei- und Gerätebewitterung . . . . 207

6 Festlegung der Farb rezeptur beim Einfärben von Polymeren . . 2096.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2096.2 Farbrezepturberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

6.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise zur Farbrezepturberechnung . . . . . . 2116.2.2 Theorie des optischen Strahlungstransports . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

6.2.2.1 Einfach- und Mehrfachstreuung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2136.2.2.2 Strahlungstransport-Gleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2156.2.2.3 Ansatz von Kubelka und Munk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

6.2.3 Ermittlung der optischen Konstanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2196.2.4 Verfahren zur Berechnung und zur Korrektur von

Farbrezepturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2236.2.4.1 Eichausfärbungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

7 Grundlagen zum Mischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2317.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337.2 Distributives Mischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

7.2.1 Längsmischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2427.2.2 Quermischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

7.3 Dispergieren von Pigmenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2497.4 Flüssig/Flüssig-Mischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

8 Einfärben von Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2738.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

8.1.1 Farbmitteleinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2768.1.2 Materialbedingte Einflüsse auf das Erscheinungsbild . . . . . . . . . . 2778.1.3 Verfahrens- und prozessspezifische Einflüsse auf das

Erscheinungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.1.4 Mögliche Verarbeitungsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

8.2 Einfärben mit Pulverpigmenten, Masterbatch- oder Monokonzentratfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

8.3 Einfärben von Polymeren mit Master batches oder Monokonzentraten . . 2968.4 Einfärben von Polymeren mit Flüssigfarben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3028.5 Vergleich verschiedener Möglichkeiten zum Selbsteinfärben . . . . . . . . . 305

8.5.1 Einfärbestrategie „Rundumversorgung aus einer Hand“ . . . . . . . . 3088.5.2 Einfärbestrategie „Alles in eigener Regie“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3098.5.3 Einfärbestrategie „Alles von diversen Lieferanten besorgen“ . . . . 311

8.6 Nachträgliches Einfärben von Kunststoffbauteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

XIV Inhaltsverzeichnis

9 Anlagentechnik zum Einfärben von Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . 3159.1 Einführung zum Compoundieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3159.2 Anlagenaufbau und Prozessschritte beim Einfärben . . . . . . . . . . . . . . . . 3179.3 Compoundiermaschinen zum Einfärben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

9.3.1 Einschneckenextruder (bzw. Spritzgießmaschinen) . . . . . . . . . . . 3279.3.2 Gleichdrall-Doppelschneckenextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

9.3.2.1 Allgemeines zum Gleichdrall-Doppelschneckenextruder 3339.3.2.2 Schneckenelemente des Gleichdrall-Doppelschnecken-

extruders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3369.3.3.3 Berechnung des Prozessverhaltens des Gleichdrall-

Doppelschneckenextruders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3519.3.3 Gegendrall-Doppelschneckenextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3649.3.4 Ko-Kneter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3829.3.5 Ringextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3959.3.6 Planetwalzenextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

10 Ersatzgrößen und prozessnahe Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

10.1 Druckfiltertest zur Dispergiergüte prüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42110.1.1 Grundlagen des Druckfiltertests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42210.1.2 Filtrierprozess und Siebwahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42810.1.3 Abhängigkeiten von der Füllstoffgeometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43110.1.4 Prozessnaher Einsatz des Druckfiltertests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432

10.1.4.1 Anlagenkonzept zur Materialoptimierung . . . . . . . . . . . . 43210.1.4.2 Durchführung des Online-Druckfiltertests . . . . . . . . . . . . 43510.1.4.3 Anwendungsbeispiele für den Online-Druckfiltertest . . . 436

10.2 Beurteilung extrudierter Folien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43910.3 Prozessnahe Farbmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

10.3.1 Automatisierte Farbmessung am Granulat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44210.3.1.1 Anlagenkonzept zur automatischen

Granulatfarbmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44210.3.1.2 Regelkreis mit Rezeptierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

10.3.2 Farbmessung in der Schmelze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44710.3.2.1 Sondenaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44810.3.2.2 Detektoren und Beleuchtungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . 45110.3.3.3 Kalibrierung, Stabilität und Einflussfaktoren . . . . . . . . . 45410.3.3.4 Thermochromie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45610.3.3.5 Korrelation mit Laborgeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45810.3.3.6 Anfahr- und Regelstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

10.3.3 Prozessfarbmessung am Extrudat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

„Die Welt ist im Grunde dazu da, in ein schönes Buch zu münden“, ist ein berühm-tes Zitat des französischen Dichters Stéphane Mallarmé. Ein Buch zum Einfärben von Kunststoffen muss allerdings nicht primär schön sein, sondern vor allem nützlich. Das vorliegende Buch soll als Grundlage zur Aus- und Weiterbildung von Fachkräften, z. B. von Meistern, Technikern, Ingenieuren, Chemikern oder Physi-kern, dienen und es soll hilfreich sein bei der täglichen Arbeit in der industriellen Praxis, um kleinere und größere Schwierigkeiten bei der Herstellung von Com-pounds, Masterbatches oder Bauteilen sowie der Prüfung der Eigenschaften zu überwinden.

Das Buch entstand während meiner Tätigkeiten als Geschäftsführer und Instituts-leiter des SKZ in Würzburg in den Jahren 2003 bis 2009 und wurde 2017 vollstän-dig überarbeitet. In dieser Zeit bestand die Möglichkeit, mich in enger Zusammen-arbeit mit der Industrie, Verbänden und anderen Institutionen mit den wichtigsten Grundlagen zum Einfärben von Kunststoffen, genauer gesagt von Thermoplasten, zu beschäftigen. Auf der Basis der ersten Arbeiten entstand die Idee, den Stand des Wissens zum Thema Einfärben von Thermoplasten in verständlicher Form zusam-menzustellen.

Mein Dank gilt daher zunächst einmal allen Mitarbeitern des SKZ in Würzburg sowie den Zweigstellen in Halle, Peine, Horb und Selb. Hervorheben möchte ich hierbei die ausgesprochen kooperative Zusammenarbeit mit den vielfältigen sowie sehr anregenden Diskussionen. Ganz besonders danke ich Dr. Michael Burzler, Angela Deynet, Dr. Peter Heidemeyer, Dr. Marcus Heindl, Dr. Karsten Kretschmer, Thomas Kilian, Dieter Krüger, Dr. Marieluise Lang, Ismail Mustafov, Klaus Schink, Dr. Bernhard Ulmer, Ulrike Werner, Dr. Anton Zahn, Dr. Johann Erath, Moritz Grü-newald, Dr. Dorothea Marquardt, Christoph Kugler, Dr. Marie luise Lang, Matthias Wilhelm, Johannes Rudloff, Dr. Kurt Engelsing, Thomas Kilian, Dr. Felipe Wolff-Fa-bris und Thomas Zentgraf, ohne deren tatkräftige Unterstützung die Arbeit in der vorliegenden Form nicht möglich gewesen wäre. Ganz besonders möchte ich mei-nem neuen Co-Autor, seit dieser zweiten Auflage, Dr. Thomas Hochrein danken, der das Buch u. a. mit seiner Expertise in der Messtechnik nochmals wesentlich berei-chert und umfassend überarbeitet hat.

Vorwort

VI Vorwort

Zahlreiche interessante Hinweise erhielt ich durch Kooperationen mit Unterneh-men, z. B. mit Arburg, BASF, Bayer Material Science, Berstorff, Buss, Ciba, Clariant, Coperion, Datacolor, Ert Optik, Entex, Evonik, Farbenwerke Wunsiedel, Krauss Maffei, Lancess, Leistritz, Merck, Micado, ROC, Schulmann, Viba, Hans Weber Maschinenfabrik, Wittmann Battenfeld, und Extricom. Diesbezüglich möchte ich allen Beteiligten für ihre große Kooperations- sowie Diskussionsbereitschaft und auch für die großzügige Bereitstellung von Maschinen, Anlagen sowie von Ver-suchsmaterialien und Ergebnissen danken. Ganz besonders hervorheben möchte ich an dieser Stelle die umfassende Unterstützung durch Dr.  Martin Fabian, Dr. Josef Kuchler sowie Walter Franz.

Ein Teil der Erkenntnisse der Arbeit wurde im Rahmen von Forschungstätigkeiten zusammengetragen, die dankenswerterweise durch verschiedene Projektträger, z. B. das BMBF, das BMWA (unter anderem im Programm der Industriellen Gemein-schaftsforschung (IGF) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsver-einigungen „Otto von Guericke“ e. V. (AiF)) und den Freistaat Bayern durch das bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Techno-logie, finanziert.

Den Verantwortlichen des Instituts für Kunststofftechnik (KTP) in Paderborn, insbesondere Prof. Dr. Helmut Potente sowie Prof. Dr. Volker Schöppner und Prof. Dr. Matthias Rehahn (Gründer und wissenschaftlich-technischer Geschäftsführer „Smart4Poly GmbH, Universitätsprofessor und Vizepräsident der TU Darmstadt, AiF-Vizepräsident), gilt mein besonderer Dank für Ihre über viele Jahre konti-nuierlich geleistete Unterstützung und die zahlreichen fachlichen Anregungen. Das jeweils ausgezeichnete Vertrauensverhältnis hat mir einen großen Rückhalt für diese Arbeit gegeben.

Würzburg, im März 2018 Martin Bastian

1�� 1.1�Motivation und Zielsetzung

Die Motivation für dieses Buch liegt darin begründet, dass maßgeschneiderte Pro-dukte heutzutage mehr denn je gefordert sind und hier vor allem die optischen Eigenschaften der Produkte zunehmend in den Vordergrund treten. „Optik wird immer wichtiger“ oder „Kunststoffe werden zu emotionalen Trägern“ steht in den Überschriften vieler Messeberichte [1] [2] [3]. Die Schlagzeilen sind also sehr deutlich geprägt von Design, Optik, Farbe, Selbsteinfärben, Masterbatches oder Effektfarben. Selbst große Rohstoffhersteller wie die BASF beschäftigen sich in zu-nehmendem Maße mit der Thematik. So haben sich neben neuen Produkten auch Serviceleistungen rund um das Thema Farbe bzw. Einfärben zu Themen mit allge-mein anerkannt hoher Bedeutung entwickelt.

Für den Menschen als Augentier ist der Farbeindruck bei außerordentlich vielen Produkten ganz zweifelsfrei ein wesentliches Bewertungskriterium und trägt ganz erheblich zum Erfolg oder auch Misserfolg des Produktes bei. Der Begriff „Farb-eindruck“ unterscheidet sich hierbei erheblich vom reinen Begriff „Farbe“, worauf in Kapitel 2 noch sehr differenziert eingegangen wird.

Bei Kaufentscheidungen sorgen ansprechende Farben für ein deutlich gesteigertes Interesse an den farblich ansprechend gestalteten Produkten. In der Nutzungs-phase trägt eine gleichbleibende Farbe nennenswert zu einem positiven Image bei und beeinflusst damit die Wertschätzung gegenüber dem Produkt enorm. Farb-liche Veränderungen im Verlauf des Produktlebens führen dagegen zu geringer Wertschätzung oder gar Ablehnung.

Für das Erscheinungsbild von Kunststofferzeugnissen und der Veränderung im Laufe des Produktlebens ist das Einfärben der Kunststoffe von zentraler Bedeu-tung. Daher ist es verwunderlich, dass in wissenschaftlichen Arbeiten und auch in Veröffentlichungen bislang stets nur einzelne Aspekte der insgesamt sehr um-fangreichen Thematik behandelt wurden. Zudem sind viele Zusammenhänge des Einfärbens von Kunststoffen leider nach wie vor nicht ausreichend verstanden.

Kunststoffe und Farbe

2 1 Kunststoffe und Farbe

Dies ist nicht verwunderlich, denn die Herstellung eines zu vertretbaren Kosten hochwertig eingefärbten und ausreichend lange einsetzbaren Produkts ist sehr komplex.

Schritt für Schritt dieses Wissen zu erschließen, war und ist deshalb Ziel vieler Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten von Instituten aus dem Bereich der Farbe und Kunststoffen. Das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg nimmt hierbei eine herausragende Rolle ein. Neben der Spezialisierung auf Kunststoffe stehen hier zugleich das Einfärben sowie die Farb- und Oberflächenbeurteilung im Fokus zahlreicher Arbeiten. Das Ziel des Buches „Einfärben von Kunststoffen“ liegt darin, die diesbezüglich wichtigsten Sachverhalte in leicht verständlicher Form zusam-menzustellen. Dabei soll an dieser Stelle bereits betont werden, dass der Schwer-punkt auf thermoplastischen Polymeren liegt. Allerdings sind zahlreiche Aspekte auch auf Duromere und Elastomere übertragbar.

In diesem einleitenden Kapitel wird zunächst die Bedeutung von Kunststoffen und den verwendeten Additiven (vgl. Abschnitt 1.2) sowie der Farbe für die Kunst-stofferzeugnisse (vgl. Abschnitt 1.3) mit den diesbezüglich relevanten Entwick-lungstrends (vgl. Abschnitt 1.4) behandelt.

Im Anschluss an diese Einführung folgen die wichtigsten physiologischen, psycho-logischen und physikalischen Grundlagen zur Wahrnehmung von Farbe (vgl. Kapi-tel 2). Darauf aufbauend werden für das Verständnis benötigte Zusammenhänge zum Prüfen und Bewerten des Erscheinungsbildes von Erzeugnissen mit Fokus auf die Farbe thematisiert (vgl. Kapitel 3). In Kapitel 4 folgen Erläuterungen zu den wichtigsten Anforderungen an die Farbmittel und deren Eigenschaften, angefan-gen von Farbstoffen bis hin zu den verschiedenen Pigmenten.

Die Grundlagen zur Alterung von Kunststoffen werden in Kapitel 5 behandelt, da diese Thematik für den Dauergebrauch eingefärbter Kunststoffbauteile von her-ausragender Bedeutung ist. Die prinzipielle Vorgehensweise zur Festlegung eines Farbrezeptes inklusive der diesbezüglich relevanten Grundlagen folgt in Kapitel 6. Im darauffolgenden Kapitel sind die wichtigsten Zusammenhänge zum distributi-ven und dispersiven Mischen zusammengestellt.

Die prinzipiellen Möglichkeiten zum Einfärben, die Auswirkungen eines bestimm-ten Farbmitteleinsatzes und materialbedingte sowie verfahrens- und prozessspe-zifische Einflüsse auf den Farbton werden in Kapitel 8 erklärt. Außerdem werden mögliche Verarbeitungsfehler thematisiert. Danach wird in Kapitel 9 die industri-ell eingesetzte Anlagentechnik beim Einfärben von Polymeren beleuchtet. Dabei werden verschiedene Compoundiermaschinen und deren Prozessverhalten disku-tiert.

Kapitel 10 beschäftigt sich mit Ersatzgrößen (alternativen Messgrößen) zur Bewer-tung von eingefärbten Kunststofferzeugnissen sowie prozessnaher Prüfmethoden u. a. beim Spritzgießen, Compoundieren und Extrudieren. Es werden also neben

31.2 Bedeutung von Kunststoffen und Additiven

den in der Einfärbepraxis etablierten Wegen auch neuere Ansätze zur beschleu-nigten Optimierung und Kontrolle der Einfärbeprozesse und zur Qualitätssiche-rung angesprochen.

Es werden folglich die wichtigsten Themen zum Einfärben von Kunststoffen be-handelt (vgl. Bild 1.1). Dabei werden neben den erforderlichen Grundlagen auch viele Anwendungsbeispiele und Lösungskonzepte vorgestellt. Das Buch soll somit eine Hilfe für alle sein, die sich mit Fragestellungen aus dem Bereich des Einfär-bens von thermoplastischen Polymeren oder Kunststoffbauteilen, insbesondere der Rezeptur, der Auswahl und Optimierung der Maschinen- und Verfahrenstech-nik sowie der Prüftechnik bzw. Qualitätssicherung, beschäftigen.

Prüfen und Bewerten

derFarbe

Farbmittel-eigenschaften

sowieAnforderungen

Grundlagenzum

Mischen

Anlagen- undVerfahrens-

technik

Anforderungendes

Marktes

Wahrnehmungder

Farbe

Farbrezeptur-festlegung

Alterung voneingefärbtenKunststoff-bauteilen

Bild 1.1 Bedeutsame Aspekte beim Einfärben von Kunststoffen

�� 1.2� Bedeutung von Kunststoffen und Additiven

Der weltweite Kunststoffverbrauch steigerte sich seit 1950 bis 2015 jährlich um ca. 8,6 % auf 322 Millionen Tonnen pro Jahr. Zwischen 2002 und 2015 lag das Wachs-tum noch bei etwa 3,5 % und soll auch die nächsten Jahre ähnlich wachsen [4] [5]. Die Märkte Asiens liegen dabei an der Spitze. Alleine die führende Nation China

2�� 2.1�Einführung

Betrachtet man die Historie bezüglich naturwissenschaftlicher Erkenntnisse über Farben, so stammen die frühen Untersuchungen von Newton aus der Zeit um das Jahr 1671, die er im Jahre 1704 zusammengefasst hat [1], und von Goethe, die er im Jahre 1810 als Farbenlehre publiziert hat [2]. Wegweisend sind u. a. die Arbei-ten von Young mit der Erfindung des Spektrografen zur Messung der Intensi-tätsverteilung von Lichtquellen und der ersten physikalisch und physiologisch begründeten Dreifarbentheorie zum Sehen von Farben [3], von Graßmann mit Farbgesetzen zur additiven Farbmischung aus dem Jahre 1853 [4], von Helmholtz die heute gültige Dreifarbentheorie [5] und von Maxwell aus der Zeit um 1860 [6] und Schrödinger aus der Zeit um 1920 [7]. Schrödinger formulierte die höhere Farb-metrik, auf der die heutigen farbmetrischen Methoden basieren. Die Wahrneh-mung von Farbe ist heute weitgehend verstanden und die Hintergründe in der Literatur vielfältig beschrieben [8] [9] [10] [11] [12] [13].

In unserem täglichen Sprachgebrauch wird der Begriff Farbe für die verschiedens-ten Aspekte und Gegenstände verwendet. So sprechen wir z. B. von Farbe, wenn wir Malerfarbe für die Wand meinen. Dabei kennzeichnen Wortverbindungen wie Malfarbe, Druckfarbe oder Wasserfarbe den stofflichen Charakter dieser Dinge eigentlich bedeutend besser als nur das Wort Farbe. Auch für das farbige Erschei-nungsbild von Objekten unter der Voraussetzung einer entsprechenden Beleuch-tung verwenden wir den Begriff Farbe. Gemeint ist in diesem Fall die Körperfarbe des Objektes oder auch die Filterfarbe eines transparenten Objektes.

Nach DIN 5033 ist Farbe definiert als „diejenige Gesichtsempfindung (Sinnesemp-findung) eines dem Auge strukturlos erscheinenden Teiles des Gesichtsfeldes, durch die sich dieser Teil bei einäugiger Bobachtung mit unbewegtem Auge von einem gleich-zeitig gesehenen, ebenfalls strukturlosen angrenzenden Bezirk allein unterscheiden kann“. Dementsprechend ist die Farbe ein Unterscheidungsmerkmal für sonst in Form, Größe und Helligkeit nicht unterscheidbare Gegenstände.

Wahrnehmung von Farbe

18 2 Wahrnehmung von Farbe

Da in der Farbmetrik auch Objekte unterschieden werden können, die bezüglich ihrer optischen Eigenschaften ausschließlich durch ihre Helligkeit verschieden sind, müssen auch Weiß, Grau und Schwarz zu den Farben gezählt werden. Goethe bezeichnete diese sogenannten unbunten Farben allerdings als Unfarben. Das Merkmal, das verschiedene Farben unterscheidet, ist der sogenannte Farbton (Buntton).

In der Farbmetrik (Lehre von den Maßbeziehungen zwischen Farben) versteht man  – streng genommen  – unter dem Begriff Farbe ausschließlich die optische Erscheinung, die von elektromagnetischer Strahlung ausgelöst wird, die unser Auge erreicht, und dort in eine Nervenerregung umgewandelt wird und über das Gehirn als Farbe in das Bewusstsein des Menschen tritt. Farbe ist also ein Sinnes-erlebnis  – eine sogenannte Gesichtsempfindung. Das Ganze ist demzufolge ein sehr komplexer biologischer Vorgang, bei dem die Strahlung und deren Verände-rung durch ein Objekt (z. B. Probe) nur die äußere physikalische Ursache ist. Die Strahlung oder auch eine Probe für sich betrachtet, sagt dementsprechend nichts Ausreichendes über die Farbe aus, denn dazu bedarf es der sinnesphysiologischen Verarbeitung. Die Sinnesempfindung ihrerseits setzt voraus, dass ein lebender bzw. der Empfindung fähiger Organismus vorhanden ist (vgl. Geschmackssinn oder Schmerzempfinden beispielsweise durch Nadelstiche).

Da Farbe dementsprechend ein durch das Auge und das Gehirn vermittelter Sin-neseindruck ist, ist die Wahrnehmung von Farbe für alle sehenden Menschen eine absolut fundamentale Selbstverständlichkeit.

Beobachter

Objekt / Probe

Lichtquelle

Bild 2.1 Beeinflussung der Wahrnehmung von Farbe

Der Sinneseindruck Farbe hängt, wie Bild 2.1 verdeutlicht, von folgenden drei Fak-toren ab:

� Lichtquelle (Lichtart, Intensität) � Probe (Rezeptur, makroskopische und mikroskopische Oberfläche) � Beobachter (Sensitivität)

Der physikalische Vorgang beinhaltet folglich, dass die Strahlung (das Licht) E(λ) mit einer bestimmten Wellenlänge λ durch die Wechselwirkung mit dem Objekt

192.1 Einführung

bzw. der Materie verändert bzw. gefiltert wird (F(λ)) und beim Beobachter bzw. im Detektor, der eine wellenabhängige Sensitivität V(λ) hat (auch spektrale Emp-findlichkeit im Wellenlängenbereich von λ1 bis λ2 genannt), einen ebenfalls wellen-abhängigen Beobachter- bzw. Lichtreiz (Farbreiz) RB(λ) erzeugt:

R V F EB = ∂∫ ( ) ( ) ( )λ λ λ λλ

λ

1

2

(2.1)

Da der Mensch tagsüber bzw. in beleuchteter Umgebung mit dem Öffnen der Au-gen stets Farben sieht, wird im Allgemeinen kaum über Farben oder deren Eigen-schaften und Wirkungen nachgedacht. Dies ist prinzipiell bemerkenswert, denn Farben sind von elementarer Bedeutung für das mensch liche Empfinden und wer-den aufgrund ihrer Signalwirkung ganz gezielt als Steuerungsmöglichkeit einge-setzt.

Die Analyse der Evolution des Sehens ergibt, dass die meisten Säugetiere nur Schwarz-Weiß beziehungsweise Hell-Dunkel wahrnehmen können. Es wird des-halb davon ausgegangen, dass dies auch beim menschlichen Auge am Evolutions-beginn so war. In der weiteren Entwicklung kam die Gelb-Blau-Wahrnehmung hinzu und in der letzten Phase schließlich das Rot-Grün-Sehen. Diese Entwicklung war ein enormer Fortschritt für die Menschen, denn dadurch konnten beispiels-weise reife Früchte von unreifen, beziehungsweise rote Früchte von grünen Blät-tern einfacher differenziert werden.

Die unterschiedlichen Farben vereinfachen es folglich, Objekte zu unterscheiden und sich leichter zurechtzufinden. Die Informationen, die von der Vielfalt der Far-ben in der Umgebung ausgehen, sind dementsprechend sehr vielschichtig. Sie können vom Menschen als Empfänger deshalb auch schneller und besser verar-beitet werden. Im Überlebenskampf bzw. Wettbewerb ergeben sich hierdurch ein-deutige Vorteile.

Für den Menschen sind aber nicht nur die Farben der Objekte und der Umgebung wichtig, sondern auch die Farben unserer Mitmenschen, die damit Signale aussen-den. Beispielsweise signalisiert uns ein plötzliches „im Gesicht rot werden“, dass eine innerliche Anspannung bei der betroffenen Person auftritt. Blasse Gesichter vermitteln einen unbefriedigenden Gesundheitszustand. Wenn man die physiolo-gischen und medizinischen Aspekte beachtet, zeugen sie gar von Krankheit und Tod. Allerdings hat sich bei uns Nordeuropäern vom soziologischen Standpunkt die Einstellung zu blasser Haut geändert: Deutete die braune Haut in früheren Zeiten auf Arbeit in der Landwirtschaft hin und blasse Haut – auch als vornehme Blässe bezeichnet  – eher auf Müßiggang, so hat sich die Einstellung heute ge-wandelt. Heute sind die „Vielarbeiter“ blass; braun gebrannte Mitmenschen lassen Müßiggang oder Urlaub vermuten. An diesem Beispiel lassen sich aber auch

116 4 Farbmittel für Polymere

Tabelle 4.2 Farbtiefebewertung nach Standardfarbtiefe

Pigmenttyp ST 1/3 (g/kg) ChromaPigment A 2,0 75,0Pigment B 2,5 75,0

Während zum Erreichen der Standardfarbtiefe ST 1/3 in diesem Beispiel 2,5 g Pig-ment B pro kg Polymer benötigt werden, kommt man bei Verwendung von Pigment A mit 2,0 g Pigment pro kg Polymer aus. D. h. Pigment A ist 20 % farbstärker als Pigment B.

Vergleichsweise hohe Farbtiefen werden beispielsweise für Folien und Kunstleder aus PVC, Beschichtungen aus PUR, Spritzgussteile aus PP, PC oder ABS und Spinn-fasern aus PA oder linearem Polyester gefordert. Für Rohre und Kabelmassen aus PE oder auch PVC, Armaturenabdeckungen und Stützlehnen aus PUR-Schaum so-wie Formteile aus ungesättigten Polyesterharzen bestehen im Allgemeinen ledig-lich mittlere Anforderungen an die Farbtiefe.

�� 4.2� Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen

Neben den preislichen Aspekten sind die Anforderungen an Farbmittel sehr viel-schichtig und betreffen gleichermaßen technologische Aspekte als auch Gesetzes-vorgaben. An erster Stelle steht dabei allerdings zweifelsfrei die Frage, ob der vom Designer bzw. Produktverantwortlichen festgelegte und gewünschte Farbton mit einer entsprechenden Farbpräparation erreicht werden kann und in der Anwen-dung erhalten bleibt. Wichtige Qualitätsmerkmale für Farbmittel sind in Bild 4.5 verdeutlicht. Hierbei muss beachtet werden, dass bei partieller Löslichkeit Schwie-rigkeiten bezüglich Migration und auch Thermostabilität in Kauf genommen wer-den.

Farbmittel müssen folglich neben einem möglichst niedrigen Preis und einer hohen Farbstärke (bzw. erreichbaren Farbtiefe) relativ viele verschiedene techno-logische und gesetzliche Anforderungen erfüllen. Der aufgrund der zahlreichen Anforderungen aufwändige Ablauf um eine Farbeinstellung zu entwickeln, ist in Bild 4.6 gezeigt.

1174.2 Anforderungen an Farbmittel bzw. Farbpräparationen

Anforderungen anFarbmi�el

Passend zum Kunststo�ypDispergierbarkeit/

Notwendigkeit zum Dispergieren

Scher-, Druck- und Hitzebeständigkeit

Anlagenreinigungs-aufwand

Temperatur-beständigkeit

Hohe Farbstärke/ hohes

Deckvermögen

Keine Sublima�on/ Migra�onsechtheit

Keine nachteilige Beeinflussung von

Schwindung/Verzug

Par�elle Löslichkeit/ Grenzkonzentra�on

Unbedenklichkeit beim Gebrauch

(z.B. toxikologische Unbedenklichkeit)

Preis/Leistungs-verhältnis

Licht- und We�erechtheit

Bild 4.5 Anforderungen an Farbmittel

Auswahl und Festlegung der Farbvorlage und weiterer wich�ger Eigenschaen (z.B. UV-Stabilität, Flammschutz)

Farbmessung/Rezep�erung

Rezepturerstellung/Probenherstellung/Probenkörperherstellung

Farbtonvergleich mit Vorlage

Musterangebot

Musterfer�gung Rezepturarchiv

Bild 4.6 Prinzipielles Ablaufschema für die Entwicklung einer Farbeinstellung [8]

1534.6 Prinzipielle Eigenschaften der Pigmente

4.6.2�Anorganische Pigmente

Typische Vertreter anorganischer Pigmente sind z. B. Titandioxid und diverse Ruße, z. B. Furnaceruß-Typen (zu ca. 98 % eingesetzt), Gasruß-Typen (feinste Teil-chen mit ca. 10 bis 80 nm), Flammruß-Typen (60 bis 200 nm) und Thermal- und Acetylenruß-Typen. Durch das hohe Streuvermögen und der damit bedingten ausgezeichneten Deckkraft nimmt das Weißpigment Titandioxid (TiO2) von den Verbrauchsmengen eine herausragende Stellung ein.

Charakteristische Eigenschaften anorganischer Pigmente sind u. a. (vgl. Bild 4.30):

� Sehr hohe Temperaturstabilität � Höchste Licht- und Wetterechtheit � Keine Migration � Geringe Neigung zu Verzug � Relativ gute Deckung wegen der stark lichtstreuenden Wirkung � Nicht sehr farbstark � Relativ trübe bzw. unsauber im Farbton (Ausnahmen sind Cadmium, Blei und Bismutvanadate; diese sind sehr brillant)

� Hohes spezifisches Gewicht � Möglichkeit für hohe Füllgrade

Charakteris�sche Eigenscha�en anorganischer

Pigmente

Große Härte/ hohes

spez. GewichtGefahr des Zerbrechens der

Aggregate

Möglichkeit für hohe Füllgrade

Temperatur-stabilität

Nicht sehr farbstark

Keine Migra­on

Geringe Neigung zu

Verzug

Gute Deckung

Lichtstreuende Wirkung

Licht- und We�erechtheit

Güns�ger PreisTrübe/

unsauber im Farbton

Bild 4.30 Charakteristische Eigenschaften anorganischer Pigmente

154 4 Farbmittel für Polymere

� Meist große Härte (Mohssche Härte) und dadurch Gefahr des Zerbrechens der zu dispergierenden Aggregate, wodurch sowohl Farbton als auch Deckkraft ver-ändert werden.

� Günstiger Preis hinsichtlich Preis/Menge und bzw. Preis/Wirkung.In Tabelle 4.10 sind die charakteristischen Eigenschaften einiger wichtiger anorga-nischer Pigmente zusammengefasst.

Tabelle 4.10 Charakteristische Eigenschaften ausgewählter anorganischer Pigmente

Pigment Charakteristische Eigenschaften Typische VertreterOxide � anorganische Pigmente

� niedriges Preisniveau � sehr gute Temperatur- und Chemika-

lienbeständigkeit

� Titandioxid (haben von der Verarbei-tungsmenge eine herausragende Bedeutung, Teilchengröße ca. 0,2 µm)

� Eisenoxide � Chrom- und Nickeltitanate � Kobaltblau � Bismutvanadate

Sulfide � anorganische Pigmente � im Allgemeinen weniger beständig als

Oxide (z. B. eingeschränkte Wetter-beständigkeit von Zink- sowie Cadmium sulfiden, Ultramarin unbe-ständig bei saurem Regen)

� sehr gute Licht, Wetter- und Tempera-turbeständigkeit weisen die sogenann-ten Cersulfid-Pigmente auf (rot oder orange)

� Zinksulfide � Cadmiumpigmente � Ultramarinblau (eigentlich kein Sulfid,

enthält ein S3-Chromophor) � Cersulfid-Pigmente

Chromate � anorganische Pigmente � mittleres Preisniveau � große Teilchengröße (dadurch hohe

Deckkraft)

� Chromgelb (Bleichromat) � Molybdatrot (Bleichromat)

Kohlenstoff-Pigmente

� werden häufig zu den anorganischen Pigmenten gezählt, obwohl aus Koh-lenstoff aufgebaut

� technische Ruße bilden zum Schwarz-einfärben oder Nuancieren eine außer-ordentlich bedeutsame Pigmentklasse

� hohes Absorptionsvermögen, dadurch auch ausgezeichneter UVStabilisator

� Furnaceruß-Typen (zu ca. 98 % ein-gesetzt)

� Gasruß-Typen (feinste Teilchen mit ca. 10 bis 80 nm)

� Flammruß-Typen (60 bis 200 nm) � Thermal- und Acetylenruß-Typen

Bei den anorganischen Pigmenten gibt es Molekül-, Ionen- und Atomkristalle. Die Farbe resultiert bei den Kristallen aus der chemischen Zusammensetzung und dem geometrischen Aufbau des Kristallgitters. Als Beispiel für den Aufbau von anorganischen Pigmentkristallen ist in Bild 4.31 die Elementarzelle und ein Clus-ter des TiO2 (Rutil) gezeigt.

1855.1 Einführung

Um Aussagen zur Alterung von eingefärbten Kunststoffen vergleichbar und gleich-zeitig auch relativ kurzfristig verfügbar zu machen, werden in der Regel zeit-raffende Bestrahlungen bzw. Bewitterungen in Geräten durchgeführt. Die genauen Bedingungen für die künstliche Bestrahlung bzw. Bewitterung von Kunststoffen sind in der DIN EN ISO 48922 festgelegt. Dabei wird die Beanspruchung der Werk-stoffe durch die verschiedenen Klimafaktoren als „Bewitterung“ und teilweise auch als „Belichtung“ bezeichnet. Sie stellt als „äußere Alterung“ bei Beständig-keitsprüfungen den bedeutendsten Teilausschnitt der möglichen Alterungsvor-gänge dar.

Für die Planung von Prüfabläufen in den Prüfgeräten (und damit für die Simu-lation der Wetterfaktoren) und auch für die Extrapolation sowie Interpretation der Ergebnisse aus den Tests sind zunächst einmal grundsätzliche Kenntnisse über die Strahlungs- bzw. Klimabedingungen und über ihre Wirkung auf die exponier-ten Werkstoffe erforderlich. Für die Materialprüfung ist vor allem die Sonnen-strahlung an der Erdoberfläche von Bedeutung, die heute gut dokumentiert ist (vgl. Bild 5.13).

60 6060

70

70

70

8080

80

120

160

160

160

081-061

120

200180

180180 180

120

10080

70

140 100120

100

70

8080

100120

160

160-180

120

200180

180180 180

160

100120

100

160

160

120 140

160

Bild 5.13 Globalstrahlung in kilo Langley (k Ly) pro m2 und Jahr [9]

Die Energieeinstrahlung in Mitteleuropa liegt bei ungefähr 80 kLy/(m2a) = 3,352 MJ/(m2a). 1 Langley = 1,0 cal/cm2 = 10,0 kcal/m2 = 41,9 kJ/m2. Bild 5.13 zeigt sehr deutlich, dass die spektrale Bestrahlungsstärke der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche sehr stark abhängig vom Ort ist. Hinzu kommt eine Abhän-gigkeit von der Jahres- und Tageszeit. Auf Basis meteorologischer Daten werden deshalb standardisierte spektrale Verteilungen der Sonnenenergie festgelegt. Zu nennen ist hier z. B. die CIE Publikation Nr. 85, Tabelle 4 [9].

186 5 Alterung von Polymeren

Die CIE-Publication No. 85 stellt also Daten für das Spektrum der Sonnenstrahlung unter atmosphärischen Bedingungen zur Verfügung. Eine verkürzte Version in Form einer Tabelle, welche die maximale globale Strahlung am Äquator beschreibt, ist in DIN EN ISO 48921 enthalten. Referenzwerte für die spektrale, solare Be-strahlungsstärke am Boden sind in ISO 9845 enthalten. Die DIN EN 61725 gibt eine analytische Darstellung für solare Tagesstrahlungsprofile wieder.

Die Strahlungsenergie ist sehr viel charakteristischer für den Bewitterungszu-stand von Prüfkörpern als die bloße Auslegungszeit, da die Globalstrahlung – au-ßer dem Tag/Nacht-Zyklus – auch starken jahreszeitlichen, meteorologischen und jährlichen Schwankungen in der Intensität wie auch solchen in der spektralen Zu-sammensetzung unterliegt [1].

Die Strahlungsleistung:

Φ =Q t/ (5.5)

gibt an, welche Strahlungsenergie Q pro Zeiteinheit von der Strahlungsquelle ab-gegeben wird. Die zeitlich variierende Bestrahlungsstärke:

E F= Φ / (5.6)

gibt an, welche Strahlungsleistung auf eine Fläche F auftrifft.

Bei beiden genannten Größen ist es notwendig, den Wellenlängenbereich anzu-geben, in dem die Werte gemessen oder für den die Werte berechnet wurden. Geht man zu kleinen Wellenlängenintervallen über, so erhält man die spektrale Be-strahlungsstärke (Spektralverteilung):

E Fλ λ= Φ / (5.7)

Sie gibt an, wie groß die Bestrahlungsstärke auf einer Fläche im Wellenlängenbe-reich Δλ (üblicherweise Δλ = 1 nm) ist. Die Gesamtheit aller Eλ ist die Strahlungs-funktion, oft auch spektrale Energieverteilung der Strahlung genannt. Die Bestrah-lungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 ist dann:

E E= ∫ λλ

λ

λd1

2

(5.8)

mit der Bestrahlungsstärke E, den beiden Grenzwellenlängen λ1 und λ2 sowie der spektralen Bestrahlungsstärke Eλ.

1935.1 Einführung

Bild 5.19 und Tabelle 5.1 zeigen den Einfluss verschiedener Farbpigmente auf die Witterungsstabilität beispielhaft für ein mit verschiedenen Blaupigmenten einge-färbtes PE-HD.

0 2000 4000 6000 80000 500 1000 1500 2000

60000 1500 3000 4500 0 1500 3000 4500

Zeit t [h]

0

30

20

10

PE-HD

1% Ruß, gute Verteilung0,25% Ruß, gute V.1% Ruß, schlechte V.0,25% Ruß, schlechte V.

Zeit t [h]

0

30

20

10

PE-HD, stabilisiert

2% Zinkoxid2% TiO 2 (Rutil, Outdoor)2% TiO 2 (Rutil, Indoor)2% TiO 2 (Anatas)

Zeit t [h]

0

30

20

10

PE-HD

stabilisiert, 1% Cadmium – gelbstabilisiert, 2% Cadmium – gelbunstabilisiert, 1% Cadmium – gelbunstabilisiert, 2% Cadmium – gelb

Zeit t [h]

0

30

20

10

Stre

cksp

annu

ng [N

/mm

2 ]S

treck

span

nung

[N/m

m2 ]

Stre

cksp

annu

ng [N

/mm

2 ]S

treck

span

nung

[N/m

m2 ] PE-HD, unstabilisiert

1% Phthalocyanin – Blau1% Cobalt – Blau1% Ultramarin – Blaunatur

Bild 5.19  Einfluss von Pigmenten auf die Witterungsbeständigkeit von PE­HD untersucht im Weatherometer [1] Oben links: Einfluss verschiedener Blaupigmente Oben rechts: Einfluss der Konzentration von Pigment und Stabilisator Unten links: Einfluss der Verteilung Unten rechts: Einfluss verschiedener Weißpigmente und deren Struktur

Tabelle 5.1 Verbesserung der Witterungsbeständigkeit von PE­HD durch Farbpigmente im Vergleich zu nicht eingefärbter Naturware [1]

Farbe Pigmentart Verbesserung

Weiß stabilisierte Titandioxide 30 %

Gelb Cadmiumsulfid 30 bis 40 %

Orange Cadmiumsulfid/selenid 30 bis 40 %

Rot Cadmiumsulfid/selenid 30 bis 40 %

Eurorot Cadmiumsulfid/selenid 40 bis 50 %

2337.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen

Mischen

Dispersives MischenBenetzen, Zerteilen und

Verteilen der Komponenten

Distribu�ves MischenVerteilen der Komponenten

Zu dispergierendes System

Flüssig/-flüssig-System

Farbstoffe

Fest/-flüssig-System

Pigmente

Bild 7.3 Klassifizierung beim Mischen

�� 7.1�Strömungsverhältnisse beim Mischen

Für das Mischen sind, wie bereits erwähnt, die Strömungsverhältnisse in einem vorgesehenen Mischer von fundamentaler Bedeutung. Grundlage aller mathema-tisch-physikalischen Beschreibungen des Prozessverhaltens und damit auch der Strömungsvorgänge in einem Extruder sind die Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie.

Zur exakten Beschreibung müssen an jedem durchströmten Ort zu jeder Zeit das Geschwindigkeitsfeld und die thermodynamischen Zustandsgrößen Druck, Dichte und Temperatur bekannt sein. Zur Beschreibung des Materialverhaltens sind die Erhaltungsgleichungen mit einem entsprechenden Stoffgesetz (Konstitutivglei-chung) zu verknüpfen. Für die Lösung des Gesamtsystems aus Erhaltungs- und Konstitutivgleichungen sind in den sehr komplexen Geometrien der Mischer stets vereinfachende Annahmen zu treffen und Randbedingungen festzulegen. Die Qua-lität der Vereinfachungen und der Randbedingungen bestimmt folglich die Genau-igkeit der Lösung.

Für ein ruhendes geschlossenes System gilt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik. Dieser beschreibt in einem System eine Zustandsänderung von Zustand 1 zu Zu-stand 2 und besagt, dass die Summe aus zugeführter Wärme Q12 und Arbeit W12 eine Änderung der inneren Energie ΔU12 bewirkt:

234 7 Grundlagen zum Mischen

Q W U U12 12 2 1+ = − (7.4)

Bezieht man die Größen relativ auf die Masse m (q = Q/m, w = W/m, u = U/m), so ergibt sich:

q w u u12 12 2 1+ = − (7.5)

Die dem System beim Übergang von Zustand 1 zu Zustand 2 zugeführte Arbeit er-gibt sich durch die am System angreifende Kraft F und den Weg s, also durch die Summe von äußerer Arbeit Wext, der Volumenänderungsarbeit WV und der mecha-nischen Reibungsarbeit WDiss (Dissipationsarbeit):

W F s W W W121

2

= ∂ = + +∫

ext V Diss (7.6)

Dabei gilt mit der Friktionskraft

Ffri , Geschwindigkeit v, Erdbeschleunigung g, Potenzialhöhe z, dem Druck p und Volumen V:

W m v m g z m v m g zext = +

− +

2 2

2

2

2

1 (7.7)

W p Vv

v

V = − ∂∫1

2

(7.8)

W F sDiss fri= ∂∫

1

2

(7.9)

Dabei ist die zugeführte Arbeit definitionsgemäß größer null und die abgeführte Arbeit kleiner null.

Im System führt eine Temperaturänderung ΔT und/oder eine Druckänderung Δp zu einer Änderung der Enthalpie ΔH unter Annahme identischer spezifischer Wär-mekapazitäten c = cv = cp und einer konstanten Dichte ρ:

∆ ∆ ∆H c T p= + / ρ (7.10)

Der erste beschreibende Erhaltungssatz ist der sogenannte Kontinuitätssatz:

∂∂

+ ∇( ) =ρ

ρt

v

0 (7.11)

2357.1 Strömungsverhältnisse beim Mischen

Dabei ist ρ die Dichte der Kunststoffschmelze, t die Zeit und v

der Geschwindig-keitsvektor in die Richtung der jeweiligen Koordinate. In ausführlicher Form lautet die Gleichung für kartesische Koordinaten (x, y, z):

∂∂

= −∂∂

( ) +∂∂

( ) +∂∂

( )

ρρ ρ ρ

t xv

yv

zvx y z (7.12)

Der Kontinuitätssatz ist also die mathematische Formulierung einer Massenbilanz in einem ortsfesten Kontrollraum. Er besagt, dass die in einem Volumen gespei-cherte Masse der Differenz der ein- und austretenden Masseströme entspricht.

Die nachfolgende Bewegungsgleichung (Impulssatz) ist der zweite Erhaltungssatz:

∂∂ ( ) = −∇( ) − ∇ − ∇ +t

v vv p gρ ρ τ ρ� �� ��

(7.13)

Darin ist τ der Schubspannungstensor, p der Druck und g��

die Fallbeschleunigung. In ausführlicher Form lautet die Gleichung für kartesische Koordinaten (x, y, z) wie folgt:

x-Richtung:

ρτ τ τ∂

∂+

∂∂

+∂∂

+∂∂

= −

∂∂

∂∂

+∂

∂+

∂vt

vxvx

vyvy

vzvz

px x y

x x x x xx yx zzxxz

g∂

+ ρ (7.14a)

y-Richtung:

ρτ τ∂

∂+

∂

∂+

∂

∂+

∂

∂

= −

∂∂

∂

∂+

∂

∂+

v

tv

v

xv

v

yv

v

zpy x y

yx

yy

yz

y xy yy ∂∂

∂

+

τρzy

yzg (7.14b)

z-Richtung:

ρτ τ τ∂

∂+

∂∂

+∂∂

+∂∂

= −

∂∂

∂∂

+∂

∂+

∂vt

vvx

vvy

vvz

px x y

zx

zy

zz

z xz yz zzzzz

g∂

+ ρ (7.14c)

Die Bewegungsgleichung drückt aus, dass die Änderung eines Impulses pro Zeit in einem Volumenelement der Differenz von ein- und austretendem Impuls plus der am System wirkenden Kräfte (z. B. aufgrund der Erdbeschleunigung) entspricht.

Der Energiesatz bilanziert die im Kontrollraum gespeicherte Wärmemenge zu den zu- und abfließenden Wärmeströmen und den im Kontrollraum existierenden Wär-

AAbbau  181 – photochemischer  182 – von Antioxidanzien  177 – von Polymeren  177, 192 – von UV­Stabilisatoren  177

Abbaubarkeit, biologische  134Abbaureaktion  191 – oxidative  190

Aberration, chronische  24Abfall der mechanischen Eigenschaften  174, 176Abkühlbedingungen  130absolute Farbstärke  113absorbierende Medien  215Absorption  32, 35, 38 ff., 140, 216, 219, 221 – selektive  139 – spektrale  22 f. – spezifische  227 – von Lichtquanten  189 – von Strahlungsenergie  177

Absorptionsenergie  40Absorptionsfarben  135Absorptionsgrad  40, 205Absorptionskoeffizient  40, 189, 213, 215Absorptionskonstante  226Absorptionsprozess  136Absorptionsverhalten  192Absorptionsvermögen  39Absorptionszentren  181Abtönen  114, 149Adaptation  64 – chromatische  26, 63, 71

additive Farbmischung  28, 32 f.Additivierung  8Additivwanderung  181Adsorptionen  138Agglomerat  141, 250Agglomeratbildung  280Agglomerattypen  261Agglomeratzerteilung  258 f., 263Aggregat  141, 250Aggregatbildung  280Akkomodation  21

akute orale Toxizität  134akute Toxizität  134Algentoxizität  134Alkalibeständigkeit  120Alterung  173, 176, 181 – äußere  180, 185 – chemische  181 – Einfluss der Farbmittel  192 – Einfluss der Probentemperatur  183 – Einfluss der Strahlung  183 – Einfluss der Verarbeitung  182 – Einflussfaktoren  179 – innere  179 f. – irreversible  174 – physikalische  177, 182 – Prüfkriterien  195 – Prüfung  199, 202 – reversible  174 – von Polymeren, visuelle Beurteilungsverfahren  196 – witterungsbedingte  173

alterungsbedingte Farbveränderungen, Schnelltest zur Bestimmung  87

Alterungskriterien, Prüfmethoden für verschiedene  195

Alterungsursachen – äußere  180 – innere  179

Alterungsverhalten  177, 194 – im Freiluftklima  199 – materialseitiges  181 – photochemisches  188

Alterungsvorgänge – chemische  181 – physikalische  181

Aluminiumpigmente  164Aluminiumpulver  161Ambivalenz  28Ameskerntest  134Ames­Test  134Amine, primäre aromatische  133Anforderungen  6 – an Farbmittel  116, 119

angeregter Zustand  136Angriff, biologischer  195

Index

470 Index

Anguss  286Anhaften von Schmelze  290Anlagenaufbau  317Anlagentechnik  315anorganische Effektpigmente  156anorganische Pigmente  153Ansatz von Kubelka und Munk  216Antiauxochrom  137Antioxidanzien, Abbau  177Antriebsleistung  231aquatische Toxizität  134Arbeit, äußere  234Arbeitsschutz  132Aristoteles  66Arrhenius­Ansatz  239asymmetrischer Farbraum  75Atline­Farbmessung  440Atomkristalle  154Aufbau – chemischer  119 – des Kristallgitters  154 – von quellungsinduzierten Spannungen  177 – von thermischen Spannungen  177

Aufbereitungssysteme  320Aufblättern von Laminaten  195Aufhellen  146Aufhellung  121 f.Aufschmelzen  360Auge  10, 21, 32, 54, 62Ausbleichen  124, 189Ausblühen  127 f., 181, 195Ausbluten  127 f.Ausbreitungsgeschwindigkeit  38Ausbreitungsrichtung  38Ausfärbung  212, 224ausgetauschte Wärme, Zylinderwand  231Auskreiden  195Auslegungszeit  186Ausschwitzen  181, 195äußere Alterung  180, 185äußere Alterungsursachen  180äußere Arbeit  234Austauschprozesse, mechanisch erzwungene  319Auswaschung  178automatische Toleranzfindung  74Auxochrom  137Azimutwinkel  214

BBarriereschnecke  330 f.Bauteilgeometrie  130Beanspruchungskollektiv  174 f., 202Beanspruchungszahl  251Beauvais, Vinzenz von  66Becher  419Bedarfsgegenständeverordnung  133Beer  213Beer­Lambert­Gesetz  36, 39

Belagbildung  197Belichtung  185benetzen  249Benetzungsvorgänge  232Benetzung, Verbesserung  291Beobachter  18, 62Beobachterreiz  19Berechnung von Farbrezepturen  223Beschreibungen des Prozessverhaltens, mathema­

tisch­physikalische  233Beständigkeit  174 – chemische  119

Bestimmung alterungsbedingter Farbveränderungen, Schnelltest  87

bestrahlte Probe  36Bestrahlung  187, 205 – Dosis  187 – künstliche  185 – spektrale  187 – zeitraffende  185

Bestrahlungsdosis  207Bestrahlungsstärke  186 – spektrale  186 f. – wirksame  187

Beurteilungsverfahren, visuelle, für die Alterung von Polymeren  196

Bewegungsgleichung  235Bewegungsprinzip  325bewerten  53Bewertung – von Blasfolien  421 – von Flachfolien  421 – von Mikroskopiebildern  421

Bewertungsskala  420Bewitterung  185 – künstliche  202 – natürliche  199 – von Kunststoffen  185 – zeitraffende  185

bewitterungsbedingte Alterung  173Bewitterungsbeständigkeit  194Bewitterungsnorm  205Bewitterungsprüfung  174Bewitterungsverhalten  182Bezugsfarben  53biaxiale Dehnströmung  240Bildschärfe  94 f.Bindemittel  302Bindenähte  169biologische Abbaubarkeit  134biologischer Angriff  195Black­Spots  347Blasflaschen  419Blasfolien – Bewertung  421, 439 – Vermessung  421, 439

blaues Licht  23Blaumaßstab  126Blauwollskala  124 f.

471Index

Blockströmung  243 – reine  242

Bolen  252Boltzmann­Gesetz  177Booy  352braune Schlieren  290Brechung  35, 38Brechungsindex  38, 63, 140, 146 f.Brechungsindexsprung  63Breite der Verweilzeitverteilung  243Brenner  290Brillanz  94, 160, 162Brinkmann­Zahl  237Brownsche Molekularbewegung  252Bruchenergie  259Bruchverhalten  261Brückenbildung  291Buntheit  70 f.Buntheitskoordinaten  71Buntpigmente  143Buntton  18

CCarreau­Ansatz  238C­förmige Schneckenkammern  365Charakterisierung – Farbmittel  113 – Farbstärke  113 – Farbtiefe  113

Chargenschwankungen  279Charge­Transfer­Übergänge  138Chemikaliengesetz  131 f.chemische Alterung  181chemische Alterungsvorgänge  181chemische Beständigkeit  119chemische Konstitution  126chemischer Aufbau  119Chevreul, Michel Eugene  66Chroma  70chromatische Aberration  24chromatische Adaptation  26, 63, 71Chromophor  35, 136 f.chronische Toxizität  134CIE  59CIELab­Farbenraum  70 f.Clarity  95Cluster  263Clusterbildung  264Cold­Feed­Extrusion  294Color­Matching  54, 66, 100Colorslider  57Colour­Index  111 f.Colour­Index­Generic­Name  112Colwell  252Compoundieranlagen  318Compoundieren  315Compoundiermaschinen  324Constitution­Number  112

Custom­Coloring  294Customized­Color­Design  12

DDaphnientoxizität  134Datenbank  212Dauer der Gebrauchstauglichkeit  176Da Vinci, Leonardo  66Deaktivierung, strahlende  136Deckfähigkeit  162, 276Deckkraft  146Deckvermögen  147Dehnen  247Dehnströmung, biaxiale  240Dehnungsvorgänge  247Dehydrochlorierung  182Deklinationswinkel  214Desagglomeration  257Deutlichkeit  94Dichte der Verweilzeitverteilung  243Dichteverteilung – inhomogene  179

Dieseleffekt  287diffuse Intensitäten  215diffuse Remission  218diffuse Rückstrahlung  38diffuses Streulicht  93Diffusion  178Diffusionsgesetz, Ficksches  178Diffusionskoeffizient  178digitale Farbkommunikation  106DIN 5033  12, 17, 59, 62, 67 f., 80, 196DIN 6174  70DIN 50035  173DIN 53235  114 f.DIN 53775  127DIN 54001  127DIN 75220  175DIN EN ISO 105  127DIN EN ISO 4892  205DIN EN ISO­Normen  76DIN­Farbenkarte  77Dispergierbarkeit  119dispergieren  144, 249, 295Dispergierenergie  300Dispergiergrad  263Dispergierhärte  144dispergierharte Pigmente  292Dispergierhilfsmittel  280 ff., 285Dispergiermaß  258Dispergierung  281 f., 285Dispergierzeit  300Dispersionskoeffizienten  244dispersives Mischen  232Dissipation  232Dissipationsarbeit  234dissipierte Energie  232Distinctness of Image  94

472 Index

distributives Mischen  231 f., 242DOI  94Doppelschneckenextruder  333doppelte Weibull­Verteilung  245d­Orbitale  138Dosierpumpen  303Dosis der Bestrahlung  187Drehsinn  324Dreifarbentheorie  17Dreistrahl­Konzept  222Dreistrahl­Näherung  222Dreizonenschnecke  330Druckaufbau  340Druck­Durchsatzverhalten  358 f.Druckfiltertest  421Druckfilterwert  282, 285, 300, 425Dualitätscharakter  32Dullness  94Dunkeln  197Dunkelphasen  205Durchflussrührkessel  244dynamische Mischer  289

Eebene hyperbolische Strömung  240Echtheit  119, 151Ecken, tote  287Effektpigmente  144, 158 f. – anorganische  156 – Mechanismen  160

Effektpigment­Masterbatch  171Effizienz der Farbpräparation  283Eichausfärbungen  223Eichfärbungen  212Eichgrößen  212Eichkonstanten  212Eichreihen  212, 223, 226Eichwerte  225Eigenfarbe  109, 114, 146, 276 ff.Eigenschaften – mechanische, Abfall  174, 176 – ökologische  134 – optische  109 – toxikologische  132, 134

Eigenspannungen  179einfache Weibull­Verteilung  245Einfachstreuung  213 f.Einfärbekonzentration  296Einfärben  273 – mit Flüssigfarben  302 – mit Masterbatches  296, 298 f. – mit Monobatches  298 – mit Monokonzentraten  296, 299 – mit Pigmenten  292 – mit Pulverpigmenten  290 – nachträglich  312

Einfärberezept  209 f.Einfärbestrategie

– alles in eigener Regie  309 – alles von diversen Lieferanten besorgen  311 – Rundumversorgung aus einer Hand  308

Einfluss – der Farbmittel auf die Alterung  192 – der Strahlung und Probentemperatur auf die Alte­

rung  183 – der Verarbeitung auf die Alterung  182 – materialbedingter  277 – prozessspezifischer  285

Einflussfaktoren auf die Alterung  179eingefärbte Kunststoffbauteile, Herstellung  274eingestrahlte Energie  40eingestrahlte Energiebeträge  207Einschneckenextruder  327Einstellen einer bestimmten Farbe  210Einstellen einer Farbe  211einstufige Masterbatchherstellung  317Einteilung von Farbmitteln  111Eintrüben  197Einzugsverhalten  300elektromagnetische Strahlung  28 f.Elektronenniveau  32Elektronenpaare, freie  137Elektronenübergänge  136Emission  35 – von Strahlung  177

Emissionsgrad  40Emissionsspektrum  31emittierende Quellen  32Empedokles  66Empfänger, photoelektrische  80Empfindlichkeit  23 – spektrale  19, 22 f., 187

Empfindungen  26Energie – dissipierte  232 – eingestrahlte  40 – Erhaltungssatz  233 – innere  233

Energiebeträge, eingestrahlte  207Energiebilanz  177Energieeintrag  231Energiesatz  235Energieverteilung  58 – der Strahlung, spektrale  186 – spektrale  58

Enthalpieerhöhung  231Entmischung  181, 303Entsättigung  26Entwicklungstrends  13Erdmenger  333, 336, 352Erdoberfläche, Sonnenstrahlung  185Erhaltungssatz – für Energie  233 – für Impuls  233 – für Masse  233

Ermittlung optischer Konstanten  212, 219Erosion  251, 259, 262, 264

473Index

Ersatzgrößen  419Erscheinungsbild  53Erwärmung einer Probe  177erzwungene Konvektion  231EU­Gesetzgebung  133Europäische Resolution  133, 135Ewald Hering  66Expositionszeiten  207Extinktion  39Extinktionskoeffizient  39 – molarer  36

Extinktionsspektren  80Extruder – Leistungsbilanz  231 – Strömungsvorgänge  232

FFabrikeinfärbung  274Falschluftförderung  300Falten  247Faltungsvorgänge  247Farbabstand  63, 72Farbabstimmung  66Farbabweichung  72, 213Farbänderung  72, 195Farbart, gleiche, Farben  69Farbatlas  77Farbauswahl  56, 66Farbband  113Farbbelag  128Farbbericht  77Farbdatenbank  210Farbdifferenz  63, 72Farbe  17 – Einstellen  210 f. – gleiche Farbart  69 – Helligkeit  71 – Nachstellen  211 – Veränderungen  173

Farbechtheit  77Farbeffekt  135Farbeindruck  109Farbeinstellung  118, 210Färbekosten  296Farbempfindung  24, 30, 62, 70 – Intensität  114

Farbenlehre  17 – Goethe  66

Farbenraum des Normvalenzsystems  69Farbentstehung  135Farbentwicklungsprozess  101, 210Färbepotenzial  225Farbfläche  225Farb­Flop­Effekt  168Farbfreigabe  100Farbfreigabeformular  100Farbgebung  109Farbgleichung  34

Farbkommunikation  104 – digitale  106

Farbkorrekturberechnung  223Farbkreis  25Farbkugel  25Farbmanagement  66Farb­Masterbatch  275Farbmessgeräte – für flächige Proben  78 – für Schüttgüter  82

Farbmesstechnik  21Farbmessung am Granulat  82Farbmetrik  18, 53farbmetrische Qualitätssicherung  56Farbmischung  33 – additive  32 f. – subtraktive  28, 32, 35

Farbmittel  109 ff. – Anforderungen  116, 119, 131 – Charakterisierung  113 – Einfluss auf die Alterung  192 – Einteilung  111 – gesetzliche Anforderungen  131 – Klassifizierung  112 – Konzentration  114 – organische  110 – Qualitätsmerkmale  116 – technologische Anforderungen  119 – Wanderung  127

Farbmitteleinsatz  276, 282Farbmittelgehalt  224Farbmittelkonzentration  114 f.Farbmodelle  66Farb­Monobatch  275Farb­Monokonzentrat  275Farbnachstellung  118, 209Farbordnungen  66Farborte  225Farbpotential  291Farbpräparation, Effizienz  283Farbpsychologie  26Farbraum  66 – asymmetrischer  75 – des Normvalenzsystems  68 – symmetrischer  75

Farbreaktion  32Farbreiz  19, 23, 62Farbreizanteile  34Farbreizfunktion  62, 68Farbrezept  209 – Berechnung  209, 222

Farbrezeptur – Berechnung  211, 219, 223, 226 – Festlegung  209 – Korrektur  223 – Service  210

Farbscanner  81, 87Farbschattierungen  276Farbschlieren  288 f., 324

474 Index

Farbspektrum  25Farbsprung  60Farbstandards  56Farbstärke  36, 113, 280 – absolute  113 – Charakterisierung  113 – relative  113

Farbstärkewerte  282Farbstich  146 f.Farbstippen  288, 291Farbstoffe  111, 139 – prinzipielle Eigenschaften  139

Farbsysteme  66 f.farbtechnische Normal­ oder Normbeobachter  63Farbtemperatur  31, 58Farbtiefe  77, 114 ff. – Charakterisierung  113

Farbtiefebewertung  116Farbtoleranz  72Farbtoleranzfestlegung  73Farbtoleranzvorgabe  75Farbton  18, 54, 71, 113, 162 – Messung am Granulat  444

Farbtonabweichungen  279Farbtonbereiche  147 f.Farbtonmanagement  210Farbtonunterschiede  63, 70, 72, 113Farbtonvorlage  209Farbtonwinkel  115Farbträger  136Farbtrends  10Farbumschlag  60Farbumstimmung  63Farbunterscheidungsvermögen  63Farbunterschied  63, 70, 72, 113Farbvalenz  34, 67Farbveränderung  121 – alterungsbedingte, Schnelltest zur Bestimmung  87

Farbvorlagesysteme  56Farbwahrnehmung  21, 25, 29, 32Farbwechsel  293Farbwerte  34, 57, 67, 213Fasern, Freilegen  198FDA­Bestimmungen  131Fehlermöglichkeiten  287Feke  259Fertigung – von Masterbatches  293 – von Monokonzentraten  293

Festlegung der Grundrezeptur  211Feuchteflecken  280Feuchtewelle  179Feuchtigkeit  127Feuchtigkeitsschlieren  289Ficksches Diffusionsgesetz  178Filterfarbe  17Fischtoxizität  134Flachfolien – Bewertung  421, 439

– Vermessung  421, 439flächige Proben, Farbmessgeräte  78Flecke  263Fließfronten  169Fließlinien  169Fließparameter  239Fließrichtung  129Fließverhalten  238, 284Fließverhältnisse  240Fließweg  284Fließzahl  240Flittereffekt  157, 159Flittereffektpigmente  165 f.Fluoreszenz  136, 158Fluoreszenzfarbstoffe  136Fluoreszenzlampen  203Flüssigfarbe  302Flüssig/Flüssig­Mischen  266Folien  419Folienschläuche  419Formstabilität  198Fotodioden  78Fovea  64Freibewitterung  201 f. – Prüfung der Alterung  199

Freibewitterungsversuche  175freie Elektronenpaare  137freie Konvektion  231freie Metallionen  138Freilegen von Fasern  198Freiluftklima, Alterungsverhalten  199Fremdionen  146Füllgrad  340

GGastheorie, kinetische  215Gebrauchseigenschaften, Veränderungen 

173Gebrauchstauglichkeit, Dauer  176Gefährdungspotenzial  132Gefahrstoffverordnung  132Gefühle  26Gegendrall­Doppelschneckenextruder  364Gegenfarbtheorie, Heringsche  56gelber Fleck  23, 64gelbe Spektrallinie des Natriums  27Gelbstichindex  184Gelbwert  124genormte Lichtquellen  59Gentoxizität  134Geometrie – 20°  92 – 45°  92 – 45/0°  80 – 60°  92 – 75°  92 – 85°  92 – d/8°  81

475Index

Gerätebewitterung  207gerichtete Reflexion  93gerichtete Rückstrahlung  38Gesamtfarbabweichung  72Gesamtfarbdifferenz  72gesättigte Spektralfarben  68Gesetz  131 – Hooke  177 – Lambert­Beer  214, 219

Gesetzgebung  132gesetzliche Anforderungen an Farbmittel  131Gesichtsempfindung  17Gesundheitsschutz  132Giesekus  256Gitter, holografisches  78Glanz  90 f., 93 – metallischer  160, 162

Glanzänderung  195, 197Glanzschleier  92Glanzunterschiede  287Gleichdrall­Doppelschneckenextruder  333gleiche Farbart, Farben  69Globalstrahlung  185, 187, 204 – Spektralverteilung  188 – Strahlungsfunktion  188

glühender Körper  31Glühkörper, strahlender  31Goethe  66Goethe’s Farbenlehre  66Goldbronzepigmente  164Graetz­Zahl  237grafische Methode  74Granulat – Farbmessung  82 – Messung des Farbtons  444 – Wareneingangskontrolle  86

Granulatfarbmessung  444Graumaßstab  126 f., 196Grauskala  202Grauwertanalyse  420Grauwertigkeit  420Grenzflächenspannung  241, 266Grenzflächenvergrößerung  248Grenzkonzentration  123Grenzschubspannung  250Grenzwerte  133 – zulässige  131

Großwinkelstreuung  95Grundlagen, physikalische  28Grundrezeptur, Festlegung  211grünes Licht  23

HHaftvermittlung  291Hantelmodell  252Harmonisierung  54Härte  144 – Mohssche  144

Hauptreflexionsrichtung  91Hautreizung  134Hautunverträglichkeit  134Haze  90, 92 f., 95Hellbezugswert  68, 115Hell­Empfindlichkeitsmaxima  22Helligkeit  162 – einer Farbe  71

Helligkeitssignal  24Hellphasen  205Helmholtz, Hermann von  66Hering, Ewald  66Heringsche Gegenfarbtheorie  56Herstellung eingefärbter Kunststoffbauteile  274Hitzebeständigkeit  120, 122 f.Hitzestabilität  120, 122, 182holografisches Gitter  78Homogenität  332Hookesches Gesetz  177Hornhaut  21Hot­Feed­Extrusion  294hydrodynamische Kräfte  259Hydrolyse  178, 181Hydroperoxydgehalt  182

IImpuls, Erhaltungssatz  233Impulssatz  235indirekte Messungen  419Infrarotbereich  30inhomogene Dichteverteilungen  179Inline­Farbmessung in der Schmelze  447innere Alterung  179 f.innere Alterungsursachen  179innere Energie  233inneres Strahlungsfeld  217instabile Kristallisationszustände  179Intensität  32 – diffuse  215 – einer Farbempfindung  114

Intensity of Segregation  249Interferenz  167Interferenzeffekt  167Interferenzfarbe  168intermolekulare Vernetzung  182internationale Belichtungsnorm  205Ionenkristalle  154ionisierende Strahlung  180irreversible Alterung  174irreversible Veränderungen  174Isidor von Sevilla  66ISO 105  196ISO 4582  195

KKanalmodell  356Kanzerogenität  134

476 Index

Kao  255Kennwerte, optische  223Kessler  255 f.Kettenabbrecher  194Kettenbrüche  182kinetische Gastheorie  215Klassifizierung, Farbmittel  112Kleinwinkelstreuung  95Klimabedingungen  185Klimatypen  199Knetscheibenreaktoren  395Kohäsionskräfte  259Kohlebogenlampen  203Ko­Kneter  382Komplementärfarbe  32, 35, 135, 139Kondenswasser  289konfokale Laserscan Mikroskopie  284Konstanten, optische  219 – Ermittlung  212, 219

Konstitution, chemische  126Kontaktbluten  128Kontinuitätssatz  234Konvektion – erzwungene  231 – freie  231

Konzentration des Farbmittels  114Konzentrationsabhängigkeit  113, 123Konzentrationsreihen  122Konzept der Mehrfachstreuung  215Korngröße  144Korngrößenverteilung  146Körperfarbe  17Körper, glühender  31Korrektur von Farbrezepturen  223Kräfte, hydrodynamische  259Kreiden  155Kreidung  182Krekel  251 f.Kristalle  151Kristallgitter, Aufbau  154Kristallgröße  155Kristallisationsgrad  139Kristallisationszustände, instabile  179Kristallmodifikation  126, 152, 155 f.Kubelka  216, 220, 222, 224 – Ansatz  216

Kubelka­Munk­Theorie  215künstliche Bestrahlung  185künstliche Bewitterung  202 – Prüfung der Alterung  202

Kunststoffbauteile, eingefärbte, Herstellung  274Kunststoffe, Bewitterung  185

LLab­Farbsystem  71Lab­System  70Lagerbedingungen  98Lagerhaltung  305

Lambert  213Lambert­Beersches Gesetz  214laminares Schermischen  248laminares Strömungsfeld  319Laminate, Aufblättern  195Längsmischen  242Längsmischverhalten  245Längsmischvorgänge  242Laserscan Mikroskopie, konfokale  284Leistungsbilanz  231 – an einem Exruder  231

Leistungsumsetzung  231Leuchtdichte  23, 79Leuchtpigmente  144Leuchtquellen  31Licht – blaues  23 – grünes  23 – rotes  23 – sichtbares  29 f. – weißes  32

Lichtalterung  124, 126Lichtart  58 f.Lichtauslöschung  39Lichtbeständigkeit  124, 126, 192, 194Lichtechtheit  126 f.Lichtechtheitsprüfmethode  125Lichtechtheitsprüfung  202Lichtfarbe  29, 32Lichtintensität  39Lichtquanten  136 – Absorption  189

Lichtquelle  18, 20, 58 – genormte  59 – Strahlungsfunktion  67

Lichtreiz  19 f.Lichtspektrum  36Lichtstabilität  124, 127Lichtstrahlung  28Lichtteilchen  136Lichtwellen  32Lieferformen  171Ligandenfeldtheorie  138Ligandorbitale  138Linienspektrum  31Linse  21, 24List  382Löslichkeit  111, 119, 127, 129, 140 – partielle  128 – teilweise  128

L­Zäpfchen  23

Mmakroskopische Oberflächenstrukturen  81Malkin  263Manas­Zloczower  259 f.Martin  252Mason  254 f.

477Index

Masse, Erhaltungssatz  233Masterbatches  293 f. – Einfärben  296, 298 f. – Fertigung  293

Masterbatchfertigung  290Masterbatchherstellung  294 – einstufige  317 – zweistufige  317

materialbedingte Einflüsse  277materialseitiges Alterungsverhalten  181mathematisch­physikalische Beschreibungen des

Prozessverhaltens  233Mattigkeit  94Maxwell, James Clerck  66mechanische Eigenschaften, Abfall  174, 176mechanische Reibungsarbeit  234mechanisch erzwungene Austauschprozesse  319Mechanismen bei Effektpigmenten  160Medien  180 – absorbierende  215 – opake  221 – streuende  215

Mehrfachbelichtungen  126Mehrfachstreuung  213 f. – Konzept  215

Mehrschneckenextruder  395Mesomerie  137mesopisches Sehen  23Messanordnung  78Messung – des Farbtons am Granulat  444 – indirekte  419

Metalleffekt  157, 159Metalleffektfarben  165Metalleffektpigmente  157, 160 f.Metallhalogenidlampen  203Metallionen, freie  138metallischer Glanz  160, 162Metallorbitale  138Metallpigmente  156, 164Metamerie  58, 60 f.Methode – grafische  74 – statistische  74

Migration  116, 127 f., 134, 139, 304Migrationsechtheit  127, 132Migrationsverhalten  119Mikrogranulat  323Mikrokerntest  134Mikroskopiebilder, Bewertung  421Mischelemente  289Mischen  231 – dispersives  232 – distributives  231 f., 242

Mischer  291 – dynamische  289 – statische  289

Mischfarbe  32, 35Mischgüte  420

Mischprozesse  319Mischschnecke  330Mischteil  329 f.Mischverhalten  334mittlerer Partikeldurchmesser  255Mohssche Härte  144molarer Extinktionskoeffizient  36Molekularbewegung  231 – Brownsche  252

Molekülkristalle  154Molekülstrukturen  141, 152Monobatches  275 – Einfärben  298

Monochromator  78Monokonzentrate  275, 294 – Einfärben  296, 299 – Fertigung  293

Monokonzentratfertigung  290Monokonzentratherstellung  294Morphologie  142Munk  216, 220, 222 – Ansatz  216

Munsell, Albert H.  66Munsell­System  77Mutagenität  134M­Zäpfchen  23

NNachkondensation  181Nachkristallisation  181Nachleuchten  159Nachpolymerisation  181Nachstellen einer Farbe  211Nachstellung  209nachträgliches Einfärben  312Narbtafeln  419Natrium, gelbe Spektrallinie  27natürliche Bewitterung  199NCS­System  56Nervenerregung  22 f.Netzhaut  21, 62Newton  30, 66, 109Normalbeobachter, farbtechnische  63Normal­ oder Normbeobachter, farbtechnischer  63Normbeobachter  64 – farbtechnischer  63

Normfarbtafel  68Normfarbwertanteile  68Normfarbwerte  67 f.Normierungskonstante  114Normlichtart  58 ff., 63Normspektralwerte  64, 67Normvalenzsystem  67 – Farbenraum  69 – Farbraum  68

Nuancieren  149

478 Index

OOberfläche  65 – Welligkeit  93

Oberflächenbehandlung  155Oberflächenbeschaffenheit  54Oberflächenbeschichtung  287Oberflächenkontakt  128Oberflächenmanagement  66Oberflächenrisse  195Oberflächenstruktur  287 – makroskopische  81

Oberflächentemperatur  189, 204Objekt  65ökologische Eigenschaften  134Online­Druckfiltertest  431, 436opake Medien  221opake Proben  218Opazität  94optische Eigenschaften  109optische Kennwerte  223optische Konstanten  219 – Ermittlung  212, 219

optischer Strahlungstransport  213Orange Peel  90, 93organische Farbmittel  110organische Pigmente  150Orientierung  169Orientierungsspannungen  179Oxidation  181, 190Oxidationsbeständigkeit  194oxidative Abbaureaktionen  190

PPantone­System  56partielle Löslichkeit  128Partikeldurchmesser, mittlerer  255Partikelgrößen  143Partikelgrößenverteilung  147PCB  133Perlglanzeffekt  157, 159, 167Perlglanzpigmente  166 f.Peroxide, Wechselwirkung  120Pflichtenheft  319 f.Phosphoreszenz  136, 158 f.photochemische Primärprozesse  188photochemischer Abbau  182photochemisches Alterungsverhalten  188photoelektrische Empfänger  80Photokatalyse  182Photonen  32, 136Photooxidation  182Photostabilität  155Photosynthese  30Photozellen  21physikalische Alterung  177, 182physikalische Alterungsvorgänge  181physikalische Grundlagen  28

Physiologie  20Pigmentbad  312Pigmente  111 f. – anorganische  153 – dispergierharte  292 – Eigenschaften, prinzipielle  141 – Einfärben  292 – organische  150 – prinzipielle Eigenschaften  141

Pigmentgehalt  155Pigmentkonzentrat  302Pigmentkosten  150Pigmentruß  144Pigmentvarianten, verzugsarme  131Planck, Max  136Planckscher Strahler  31Plancksches Strahlungsgesetz  58Planetwalzenextruder  401Platon  66Platten  419Poincaré­Bild  248Polykondensation, unvollständige  179Polymer – Abbau  177, 192 – Vernetzung  177

Polymerabbau  182Potente  257, 353Potenzgesetz  238Powell  254 f.Premix­Verfahren  294Pressplättchen  419primäre aromatische Amine  133Primärfarben  34Primärpartikelgrößen  145Primärprozesse, photochemische  188Primärteilchen  141, 250Primärvalenzen  34, 67prinzipielle Eigenschaften – der Farbstoffe  139 – der Pigmente  141

Prisma  30Probe  18, 65 – bestrahlte  36 – Erwärmung  177 – flächige, Farbmessgeräte  78

Proben – opake  218

Probenraumtemperatur  205Probentemperatur, Einfluss auf die Alterung  183Produktionstoleranzen  98Profile  419Projektphasen  55Prozesskriterien  321 f.Prozessschritte  317Prozesssimulation  362prozessspezifische Einflüsse  285Prozessverhalten  351, 362 – mathematisch­physikalische Beschreibungen 

233

479Index

Prüfkriterien zur Alterung  195Prüfplättchen  77Prüfung der Alterung – durch Freibewitterung  199 – durch künstliche Bewitterung  202

Psychologie  25Pulverpigmente, Einfärben  290Pulverpräparation  291Pumpvorgänge  32Punkte, schwarze  290Pupillen  21Purpurlinie  69Purton  121 f.

QQualitätsmerkmale für Farbmittel  116Qualitätssicherung  9, 97 – fabmetrische  56

Quantentheorie  58Quellen, emittierende  32Quellung  178Quellungsgrad  179quellungsinduzierte Spannungen, Aufbau  177quellungsinduzierte Spannungsentstehung  178Quermischen  247 f.Quermischvorgänge  242Quickbatch­Prozess  294

RRaasch  251, 256RAL­Farben  56Randkurve  68, 225Rauigkeit  38REACH  14Reaktionsmechanismen  179Reaktionsprozesse  319Reflektometer  91Reflexion  35, 38 – gerichtete  93

Reflexionseigenschaften  65Reflexionsenergie  40Reflexionsfaktor  67 – spektraler  36 f., 59, 62

Reflexionsgrad, spektraler  36Reflexionskurve  36 f.Regenphasen  205Reibungsarbeit, mechanische  234reine Blockströmung  242reine Scherströmung  240Reinheit  132Reinigung  292Reize  25Relativbewegung  231relative Farbstärke  113relative Strahlungsfunktion  58 f.Relaxation  181Remission  40, 220

– diffuse  218 – spektrale  62

Remissionsgrad  40 – spektraler  226

Remissionskurve  36Remissionsspektrum  36Reproduktionstoxität  134Reproduzierbarkeit  280Restfarbenabstand  113Retina  22reversible Alterung  174Reynolds  247Rezept­Algorithmus  212Rezeptur  210RGB­Farbwerte  34Rhodopsin  22Richtlinien  131Rieselfähigkeit  301Ringextruder  395Ringversuche  77Rissbildung  173, 198rotes Licht  23Rückstrahlung – diffuse  38 – gerichtete  38

Rührkesselkaskade  244Rumpf  260Runge, Otto  66Ryde  222

SSättigung  26, 114Sättigungsmaß  115Säuberungsaufwand  197Säurebeständigkeit  120Scale of Segregation  249Schädigungen, thermische  290Schattenreihen  69Schergeschwindigkeit  238Schermischen, laminares  248Scherrate  238Scherströmung, reine  240Scherteile  329Scherviskosität  238Schichtdicke  214Schleimhautreizung  134Schleimhautverträglichkeit  134Schlepperfunktion  128Schlieren  288 – braune  290

Schmelze – Anhaften  290 – Inline­Farbmessung  447

Schmelzebruch  284Schmelzeviskositätsverhältnis  266Schneckenelemente  336, 344Schneckenkammern, C­förmige  365Schneckenkonzepte  331

480 Index

Schnelltest zur Bestimmung alterungsbedingter Farb­veränderungen  87

Schönung  276, 278, 324Schuhsohle  68Schuster  215 f.Schüttgewicht  301Schüttgüter, Farbmessgeräte  82Schwarzabmischungen  224schwarzer Punkt  290schwarzer Strahler  31Schwarzpigmente  143Schwarzschild  215 f.Schwarzstandardthermometer  205Schweißechtheit  129Schwermetalle  133Schwindung  129 ff., 178Schwindungsfehlverhalten  130Schwindungsverhalten  129, 139SDC  112Sehen, mesopisches  23Sehpurpur  22Sehstoffe  22Sekundäragglomerat  263Selbsteinfärben  274, 305Selbstleuchten  159selektive Absorption  139Sensibilisierungspotential  134Sensitivität  19Separation  259sichtbares Licht  29 f. – Spektrum  30

Silberdollar  163Simulation der Wetterfaktoren  185Simulationsprogramme  355Simultankontrast  26, 64Sinneseindruck  18Sinnesempfindung  17 f.Sinneserlebnis  18Skachov  253Society of Dyers and Colorists  112Sonne  58Sonnenstrahlung – an der Erdoberfläche  185 – spektrale Bestrahlungsstärke  185

Spannung – quellungsinduzierte, Aufbau  177 – thermische, Aufbau  177

Spannungsentstehung, quellungsinduzierte  178Spannungsrissbildung  139Sparkle  162Speichelechtheit  129spektrale Absorption  22 f.spektrale Bestrahlung  187spektrale Bestrahlungsstärke  187 – der Sonnenstrahlung  185

spektrale Empfindlichkeit  19, 22 f., 187spektrale Energieverteilung  58 – der Strahlung  186

spektrale Reflexionsfaktoren  59, 62

spektrale Remission  62spektraler Reflexionsfaktor  36 f.spektraler Reflexionsgrad  36spektraler Remissionsgrad  226spektrale Strahlungsfunktion  59spektrale Strahlungsverteilung  62spektrale Transmissionsfunktion  62Spektralfarben  32 – gesättigte  68

Spektralfarbenzug  69Spektralfarblinie  69Spektralphotometer  78, 80Spektralverteilung  186, 204Spektralwert  227Spektrum des sichtbaren Lichtes  30Spezialträger  293spezifische Absorption  227spezifische Wärmekapazität  189Spiegelfläche  163Split­Feed­Verfahren  294Spritzgießmaschinen  327Sprühgranulierung  324Stäbchen  22 f.Standardfarbtiefe  77, 114 ff.statische Mischer  289statistische Methode  74Staubexplosionsgefahr  171Stippen  288Stippenanalyse  282Stofftransportprozesse  319Stokes­Strömung  248strahlende Deaktivierung  136strahlender Glühkörper  31Strahlenquellen  203Strahler – Planckscher  31 – Schwarzer  31

Strahlung  18, 30 – Einfluss auf die Alterung  183 – elektromagnetische  28 f. – Emission  177 – ionisierende  180 – spektrale Energieverteilung  186

Strahlungsalterung, Temperaturabhängigkeit  191Strahlungsaustausch  190Strahlungsbedingungen  185Strahlungsbilanz  177Strahlungsenergie  186, 205 – Absorption  177

Strahlungsfeld  215 – inneres  217

Strahlungsfluss  222Strahlungsfunktion  186 – der Globalstrahlung  188 – der Lichtquelle  67 – relative  58 f. – spektrale  59

Strahlungsgesetz, Plancksches  58Strahlungsintensität  58

481Index

Strahlungskonstanten  58Strahlungsleistung  40, 186Strahlungsmenge  32Strahlungstransport­Gleichung  215 f., 222Strahlungstransport, optischer  213Strahlungstransport­Theorie  212, 226Strahlungsverteilung  32 – spektrale  62

Stranggranulierung  323streuende Medien  215Streukantenanteil  161, 163Streukoeffizient  40, 215Streukonstanten  226Streulicht, diffuses  93Streuung  38 f., 216, 219, 227Streuvermögen  146Strömung, ebene hyperbolische  240Strömungsfeld, laminares  319Strömungsformen  255Strömungsverhältnisse  233Strömungsvorgänge im Extruder  232Stufenplättchen  419subtraktive Farbmischung  28, 32, 35Surface­Matching  54, 66, 100symmetrischer Farbraum  75System Berstorff  395System Fritsch  395S­Zäpfchen  23

TTadmor  252Tagesleuchtpigmente  159technologische Anforderungen an Farbmittel  119Teilchengrößenverteilung  145, 155Teillöslichkeit  129teilweise Löslichkeit  128Temperaturabhängigkeit der Strahlungsalterung  191Temperaturbeständigkeit  150Temperaturdifferenzen  191Temperaturerhöhung  190Temperaturstabilität  122Temperaturveränderung  236Temperatur/Zeit­Test  121Textureffekte  38Texturen  54thermische Schädigungen  290thermische Spannungen, Aufbau  177Thermodynamik, 1. Hauptsatz  233Thermostabilität  116Tinting strength  162Toleranzfindung, automatische  74Toleranzraum  99Tönung  324tote Ecken  287toxikologische Eigenschaften  132, 134Toxizität – akute  134 – akute orale  134

– aquatische  134 – chronische  134 – nach wiederholter Verabreichung  134

Tracer  245Transmission  35, 40, 218Transmissionsenergie  40Transmissionsfunktion, spektrale  62Transmissionsgrad  39 f.Transmissionsspektrum  80Transparenz  90, 197Trockenphasen  205Trübung  93, 95, 195

Uüberdecken  114Überdeckung  278überfärben  114Überfärbung  276 f.Übergangsmetall  138Übergangsmetallverbindungen  137Übersättigung  128Ulbricht­Kugel  78Umgebungseinfluss  26Umgebung, Wärmeableitung  177Umrüstzeiten  293Umweltschutz  132Unbedenklichkeit  119, 134Unbuntpunkt  69Universalbatche  294Universalträger  293Unterwassergranulierung  323Unverträglichkeiten  179unvollständige Polykondensation  179Urmuster  98UV­Alterungsbeständigkeit  184UV­Beanspruchung  183UV­Belichtung  183UV­Beständigkeit  184UV­Stabilisatoren, Abbau  177UV­Stabilität  184, 192UV­Strahlung  30, 188

VVeränderungen – Farbe  173 – Gebrauchseigenschaften  173 – irreversible  174

Verarbeitung, Einfluss auf die Alterung  182Verarbeitungsfehler  287Verarbeitungsfenster  99Verbesserung der Benetzung  291Verbraucherschutz  132Verfahrenseinflüsse  285Verfärbung  182vergilben  124Vergilbung  174, 176, 182, 189, 198Vergilbungsgrade  276

482 Index

Vergrauung  183Vermessung – von Blasfolien  421, 439 – von Flachfolien  421, 439

Vernetzung – des Polymeren  177 – intermolekulare  182

Versagensmechanismen  177Verschiebungsleistung  232Versprödung  173, 182verteilen  231, 249Verteilung  259, 280, 289Verteilvorgänge  231Verträglichkeit  266Verweilzeit  340 – minimale  243 – mittlere  243

Verweilzeitverteilung  242, 246 f. – Breite  243 – Dichte  243

Verwerfung  195Verzug  129 ff.verzugsarme Pigmentvarianten  131Verzugsbeeinflussung  119Verzugsverhalten  129, 139Vier­Walzen­Apparat  254Vinci, Leonardo da  66Viskosität  237 f.Volumenänderungsarbeit  234Volumenschwindung  130, 178

WWahrnehmung  17, 21Walzfellen  419Wanddickensprünge  286Wanderung eines Farbmittels  127Wareneingangskontrolle  99 – von Granulaten  86

Wärme – an der Zylinderwand ausgetauschte  231

Wärmeableitung in die Umgebung  177Wärmekapazität, spezifische  189Wärmeleitfähigkeit  189Wärmeleitungsgleichung  177Wärmestrahlung  30Wärmewirkung  184Warmlagerung  174Wechselwirkung  259, 280 – mit Peroxiden  120

Weibull­Verteilung – doppelte  245 – einfache  245

Weißabmischungen  224Weißausmischungen  147Weiß/Bunt­Mischungen  212weißes Licht  32Weißpigmente  143, 146Weiß/Schwarz­Abmischungen  224Weiß/Schwarz­Mischungen  212Weißstandard  79Weißstandardtemperatur  205Weißstandardthermometer  205Wellenlänge  18, 29 f.Wellenlängenbereich  28Welligkeit der Oberfläche  93Werner  352Wet­Look  94Wetterechtheit  127Wetterechtheitsprüfung  202Wetterfaktoren, Simulation  185Whiteness  162wirksame Bestrahlungsstärke  187Witterungsbeständigkeit  193, 202WLF­Ansatz  239Wollskala  126

XXenonlampe  78, 203Xenonstrahlung  124, 204Xenon­Test  202

YYasuda­Ansatz  239Yellowness­Index  124, 188, 198

ZZäpfchen  22 f., 63 f. – L  23 – M  23 – S  23

zeitraffende Bestrahlungen  185zeitraffende Bewitterungen  185Zeitraffung  203zerkleinern  249Zerkleinerungsgrad  251, 256 f.zerteilen  259Zerteilparameter  252Zerteilvorgänge  232zulässige Grenzwerte  131Zustand, angeregter  136zweistufige Masterbatchherstellung  317Zylinderwand, ausgetauschte Wärme  231