GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Editorial
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Blick zurück und nach vorne

Um ehrlich zu sein – so langsam bin ich es leid, immer wieder über Corona zu berichten. Dennoch: sowohl in den Konjunkturberichten und Marktuntersuchungen, als auch in den Veranstaltungskalendern werden sich die Auswirkungen der Pandemie, die ja bei weitem noch nicht ausgestanden ist, noch eine ganze Weile bemerkbar machen.

Auch 2021 werden sicher noch reihenweise Messen und Tagungen gestrichen, verschoben oder in den virtuellen Raum verlegt werden. Die Deutsche Kautschuk-Gesellschaft e. V. (DKG) hat die DKT IRC 2021 um ein Jahr auf den Sommer 2022 verschoben. Stattdessen wird es in diesem Jahr aber die Gelegenheit geben, sich auf dem digital stattfindenden DKG Elastomer Symposium vom 28. Juni bis 1. Juli 2021 auszutauschen (S. 7). Auch die Plastics Industry Association (Plastics) hat für NPE2021 im Mai 2021 in Orlando, Florida, alle Präsenzveranstaltungen abgesagt (S. 7). Und die für den 23. und 24. März 2021 im Messezentrum Ulm geplante KPA – Kunststoff Produkte Aktuell ist auf März 2022 verschoben (S. 11). Anders sieht es in Asien aus: Die Chinaplas 2021 soll vom 13. – 16. April 2021 auf dem Gelände des Shenzhen World Exhibition & Convention Center in Shenzhen, China, als klassische Messe stattfinden (S. 42).

Traditionell blicken wir in der ersten Ausgabe des Jahres in verschiedenen Marktberichten und Analysen auf das vergangene Jahr zurück und schauen auf die Prognosen und Trends für das neue Jahr: Unser Autor Gert F. Hartmann sieht die Konjunktur 2021 in Erwartung eines Aufschwungs (S. 14). Für den Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) leitet der deutsche Kunststoff- und Gummimaschinenbau mit einem enormen Anstieg des Auftragseingangs im Oktober 2020 eine Trendwende ein (S. 15). Im „Electromobility Report” des Center of Automotive Management (CAM) markiert das Jahr 2020 den Wendepunkt für die Akzeptanz der Elektromobilität in Deutschland (S. 16). Der GFK-Markt in Europa verzeichnet laut Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe (AVK) für 2020 den stärksten Rückgang seit der Wirtschafts- und Finanzkrise 2008/2009 (S. 22).

In unseren Fachbeiträgen geht es in diesem Monat um die systematische Untersuchung und Analyse des Mischprozesses für Naturkautschukmischungen (Ch. Hopmann, M. Kostka, A. Limper, M. Facklam, IKV, S. 30) und rußgefüllte Compounds und Masterbatche an der Schnittstelle zwischen Kunststoff- und Farbenindustrie (M. Hübner, I. Schaar, Caparol, S. 38).

Viel Spaß beim Lesen!
Christine Rüdiger

Report
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Konjunktur 2021: In Erwartung eines Aufschwungs

Den Rahmen für die Konjunktur des neuen Jahres steckt diesmal die Auslandsnachfrage ab. Was die internationalen Institutionen wie Weltbank oder Währungsfonds (IWF) vorgeben, muss in Deutschland auf Marktfähigkeit geprüft werden und in Marketingstrategien einfließen. Dazu ist eine Portion Optimismus gefragt. In Europa soll das reale Wirtschaftswachstum 2021 gegenüber dem Vorjahr um rd. 5 % steigen, in den USA um 4 %, in China um 9 % und in Indien um 13 %. Die Exportnation Deutschland kann sich mit einer Belebung um 4 % voraussichtlich anhängen. Regionale Märkte dürften wie bisher wieder aufblühen.

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Deutscher Kunststoff- und Gummimaschinenbau leitet Trendwende ein – Enormer Anstieg des Auftragseingangs im Oktober 2020

Wie der Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) berichtet, wurde der deutsche Kunststoff- und Gummimaschinenbau zu Beginn des Jahres 2020 – wie fast alle Wirtschaftsbereiche – heftig von den Auswirkungen der Corona-Pandemie getroffen. Der Abwärtstrend in Umsatz und Auftragseingang flachte jedoch schon gegen Jahresmitte 2020 ab, und ab September stiegen die Auftragseingänge sogar wieder an. Kumuliert liegen sie im Zeitraum von Januar bis Oktober 2020 somit nur noch 3 % unter den Auftragseingängen im gleichen Zeitraum 2019.

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Elektromobilität in Deutschland – Kurzanalyse der Gesamtjahresbilanz für 2020 und Prognose 2025

Das Center of Automotive Management (CAM) an der Fachhochschule der Wirtschaft (FHDW) in Bergisch Gladbach analysiert im „Electromobility Report“ regelmäßig die Elektromobilitätsmärkte und die Absatzentwicklungen der Automobilhersteller. Im Mittelpunkt stehen die Kernmärkte China, USA und die Europäische Union. Unter anderem werden unter Berücksichtigung von Schlüsselfaktoren wie Ladeinfrastrukturen, Regularien, Modellpaletten und den Elektromobilitätsstrategien der OEM verschiedene Markthochlaufszenarien für 2025/2030 entworfen. Im Folgenden werden einige Kernaussagen der aktuellen Branchenstudie des CAM präsentiert.

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Neue Veranstaltungsreihe „Sigma technical talks“

Die Sigma Engineering GmbH aus Aachen veranstaltet die Web-Seminar-Reihe „Sigma technical talks“ zum Beginn des Jahres 2021. Teilnehmer können Web-Vorträge rund um den gesamten Spritzgießprozess erwarten, die die Potenziale und Einsatzmöglichkeit des modernen Spritzgießens zeigen. Die Seminare finden, beginnend mit dem 16. Februar 2021, in Themenwochen statt.

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SPE Automotive Award 2021: Kuraray sponsert Kategorie-Award

Kuraray wird beim 20. Automotive Award von SPE Central Europe, Sektion der Society of Plastics Engineers Inc., erstmals einen Kategorie-Award als Sponsor unterstützen. Das weltweit tätige japanische Unternehmen mit Hauptsitz in Tokio ist seit 55 Jahren in Europa aktiv. Die in Hattersheim am Main ansässige Kuraray Europe GmbH fokussiert sich v. a. auf den deutschen Markt.

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Continental-Mobilitätsstudie 2020 – 86 % der Chinesen wollen ein Elektrofahrzeug

Die Bedeutung des Individualverkehrs hat in keinem anderen Land zuletzt so deutlich zugenommen wie in China. Dies ist eines der zentralen Ergebnisse der Continental-Mobilitätsstudie 2020. In Kooperation mit dem Sozialforschungsinstitut infas wurden dafür bevölkerungsrepräsentative Gruppen in Frankreich, USA, Japan, China und Deutschland befragt. Vor dem Hintergrund der Coronavirus-Pandemie gaben 46 % der Befragten in China an, sie nutzten das Auto häufiger als zuvor. In Deutschland ist dieser Anteil mit 23 % halb so groß.

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Der GFK-Markt Europa 2020 – Stärkster Rückgang seit der Wirtschafts- und Finanzkrise 2008/2009

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe hat ihren jährlichen Marktbericht zu glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) herausgegeben. Der GFK-Markt erlebte im Jahr 2020 durch die Covid-19-Pandemie einen der stärksten Einbrüche seit der Wirtschafts- und Finanzkrise 2008/2009. Das Gesamtvolumen der Produktionsmenge fällt dabei um 12,7 % auf 996.000 t. Die stärksten Verluste zeigen sich im Transportbereich. Größter Hersteller von GFK bleibt Deutschland mit 207.000 t. Dieser Artikel ist eine Zusammenfassung des vollständigen Marktberichtes, der kostenlos von der Website der AVK heruntergeladen werden kann.

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Vom virtuellen Arburg Summit: Medical 2020 – Gipfeltreffen mit über 400 Branchenexperten

Mit dem Arburg Summit: Medical 2020 veranstaltete Arburg am 19. November 2020 das erste virtuelle Gipfeltreffen für Medizintechnik. Dank des digitalen Formats des Gipfeltreffens konnten doppelt so viele Gäste dabei sein, wie beim vergleichbaren, physischen Vorjahresevent. Über 400 Teilnehmer aus mehr als 40 Ländern informierten sich zu aktuellen Entwicklungen, innovativen Anwendungen und Visionen und tauschten sich mit den zahlreichen Medizintechnikexperten aus. Neben zwölf Vorträgen in den Kategorien „Solutions“, „Innovations“ und „Visions“ gab es auch eine Podiumsdiskussion. Ergänzt wurde die Veranstaltung durch interaktive Breakout-Sessions mit Expertengesprächen und Live-Präsentationen von Exponaten im Kundenzentrum in Loßburg.

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Optimierung industrieller Abläufe durch effizientes Wiegen – Individuelle Gesamtsysteme für mehr Produktivität

Im Produktionsgeschehen stellen Waagen nach wie vor einen wichtigen Messwertgeber für die Steuerung von Abläufen dar. Universelle Kommunikationsfähigkeit, die physikalische Anpassung an die Umgebungsbedingungen sowie eine hohe Ausfallsicherheit gelten dabei als maßgebliche Faktoren für das industrielle Wiegen. Zudem dienen Wiege- und Dosiersysteme der Erfassung von Quantität und Qualität der produzierten Waren. Vor allem in verfahrenstechnischen Anlagen kommt dem sicheren und genauen Erfassen von Gewichtswerten eine hohe Bedeutung zu. Denn die Wiegedaten dienen als Basis für die Qualität von Zwischen- und Endprodukten, für Materialdisposition und -verbrauch sowie für Bilanzierung und Protokollierung – letztlich also auch für Kosten und Gewinn.

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puls-Studie „Mobilitätsbedürfnisse im Wandel“

Die Nürnberger puls Marktforschung GmbH hat im Rahmen einer aktuellen Befragung von 1.046 Autokäufern festgestellt, dass flexible Autonutzungsangebote wie Car-Sharing, Auto-Abos einer oder verschiedener Marken, flexibles Leasing oder Kurzzeit-Fahrzeugmiete auf dem Vormarsch sind.

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60 Jahre SKZ – Das Kunststoff-Zentrum feiert runden Geburtstag

Das Kunststoff-Zentrum SKZ wurde 1961 in Würzburg gegründet und ist heute eines der bedeutendsten und größten Kunststoff-Institute in Deutschland. Zum 60. Geburtstag denkt man noch lange nicht daran „in Rente zu gehen“, sondern konzentriert sich weiterhin auf die innovative und zukunftsträchtige Entwicklungen rund um Kunststoffe.

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Neue Ära – Neues Potenzial – Innovationen für Nachhaltigkeit – Chinaplas gibt neue Impulse in schwierigen Zeiten

Adsale Exhibition Services Ltd. lädt zur Chinaplas 2021 – der größten Fachmesse für Kunststoffe und Kautschuke in Asien – vom 13. – 16. April 2021 auf dem Gelände des Shenzhen World Exhibition & Convention Center in Shenzhen, China, ein. In diesen beispiellos turbulenten Zeiten sieht sich das verarbeitende Gewerbe weltweit mit tiefgreifenden und komplexen Herausforderungen konfrontiert. Gleichzeitig eröffnen sich im Rahmen der „neuen Realität" aber auch neue Chancen, so die Veranstalter. Die Chinaplas 2021 steht daher unter dem Motto „New Era – New Potential – Innovation for Sustainability“ und hat das Ziel, nicht nur die Weiterentwicklung der Branchen voranzutreiben, sondern auch neue Impulse bei der Erschließung von Geschäftsmöglichkeiten in dieser neuen Ära zu setzen.

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IGF-Projekt zur Abbildung der mechanischen Belastbarkeit von Infrarot-Schweißverbindungen durch mathematische Modelle

Effizienter Leichtbau ist in der heutigen Zeit ein Ziel, das in fast allen Entwicklungen im Maschinenbau angestrebt wird. Vor allem im Mobilitätssektor führt bereits eine geringe Masseneinsparung zu erheblichen Einsparungen im Bereich Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoß. Aber wie langlebig sind solche Leichtbaulösungen im aktiven Gebrauch wirklich? Diese Fragestellung wird in einem Kooperationsprojekt zwischen dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden, dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit in Darmstadt und der Kunststofftechnik Paderborn im Rahmen eines geförderten IGF-Vorhabens zum Infrarotschweißverfahren von Kunststoffen erarbeitet. Das Projekt ist im Oktober 2020 gestartet. Eine Beteiligung ist weiterhin möglich.

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Vernetzung von PVC-Kunststoffen – Plasmabehandlung verringert Migration von Weichmachern aus Blutbeuteln

Medizinische Produkte wie Blutbeutel oder Schläuche werden häufig aus Weich-PVC hergestellt. Der Kunststoff enthält oft phthalathaltige Weichmacher, die im Verdacht stehen, gesundheitsschädigend zu sein. Da die Substanzen nicht chemisch mit dem Polymer verbunden sind, können sie in die Blutbeutel entweichen und so mit menschlichen Zellen in Berührung gelangen. Ein neues Verfahren des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST verhindert, dass die schädlichen Substanzen in die Umgebung migrieren

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Bruchmechanik und Lebensdauer von Polymeren – Neues Fachbuch in der Reihe Advances in Polymer Science

Sowohl die Entwicklung neuer als auch die Weiterentwicklung bestehender technischer Systeme stellt hohe Anforderungen an die Belastbarkeit der eingesetzten Materialien. Die technischen Aufgabenstellungen nehmen beständig an Komplexität zu, die Leistungsanforderungen steigen, gleichermaßen wachsen auch die Forderungen nach Ressourcen- und Energieeffizienz. Einen umfassenden Überblick über die jüngsten Entwicklungen auf dem Gebiet der Bruchmechanik und Lebensdauer von Polymeren bietet nun ein neues Fachbuch von Springer Nature. „Fatigue Crack Growth in Rubber Materials – Experiments and Modelling“ umfasst zwanzig Aufsätze von renommierten Wissenschaftlern zu neuartigen Systemen und Konzepten für die industrielle Prüftechnik und deren schlüssiger Herleitung aus der Bruchmechanik von Polymeren und deren Modellierung. Es richtet sich sowohl an Wissenschaftler in Forschung und Lehre als auch an Fachkräfte der Industrie für Werkstoffdesign, Verarbeitung sowie Lebensdauerabschätzungen und wird herausgegeben von Prof. Dr. Gert Heinrich (TU Dresden), Dipl.-Ing. Reinhold Kipscholl (Coesfeld GmbH & Co. KG, Dortmund) und Dr.-Ing. habil. Radek Stoček (PRL Polymer Research Lab und UTB Zlín, Tschechien). Es wird voraussichtlich im März 2021 in der Reihe „Advances in Polymer Science“ erscheinen.

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Neuer Ansatz zur Herstellung hochleitfähiger Compounds

Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal und dem belgischen Institut für Textilforschung Centexbel hat das Kunststoff-Zentrum SKZ, ein Institut der Zuse-Gemeinschaft, im Juni 2020 ein zweijähriges Forschungsprojekt gestartet. Das Ziel der Kooperation im Forschungsprojekt „Thermally and electrically conductive fibre and plastic materials” (TECMAT) ist es, thermisch und elektrisch hochleitfähige Polymercompounds für neue Einsatzbereiche zu entwickeln.

Article
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Systematische Untersuchung und Analyse des Mischprozesses – Auswirkungen unterschiedlicher Prozessparameter auf die Mischungsherstellung einer Naturkautschukmischung und deren Eigenschaften

Im ineinandergreifenden Innenmischer werden Mischungsbestandteile wie Kautschuk, Füllstoffe, Weichmacher und Chemikalien zu einem Compound verarbeitet. Neben der gleichbleibenden hochwertigen Qualität der hergestellten Mischungen soll der Mischprozess zeit- und kosteneffizient sein. Aufgrund dessen werden für die zahlreichen zur Verfügung stehenden Rezepturen empirische Mischvorschriften entwickelt, in denen Vorgaben zu relevanten Prozessgrößen (z. B. Drehzahl, Rotor- und Mischkammertemperatur) gemacht werden. Um den Mischprozess systematisch zu untersuchen, kann dieser in verschiedene Phasen unterteilt werden. Nachfolgend werden erste Untersuchungsergebnisse am Beispiel einer Naturkautschukmischung vorgestellt. Um eine ganzheitliche Betrachtung des Mischprozesses zu gewährleisten, werden sowohl die Prozessdaten aus dem Fingerprint, die während der Mischungsherstellung gesammelt werden (Stempelabsenkzeit in Endlage nach Polymer- und Rußzugabe, eingebrachte Leistung während des Mischprozesses), als auch die resultierenden Eigenschaften des Compounds in Form der Masterbatchtemperatur und Mooney-Viskosität analysiert.


The mixing process in the intermeshing internal mixer is used to mix components such as rubber, fillers, plasticisers and chemicals to produce a compound. In addition to the consistent high quality of the compounds, the mixing process should be time and cost efficient. For this reason, empirical mixing instructions are developed for the numerous available recipes, in which specifications are made for the relevant process variables (e.g. rotor speed, rotor and mixing chamber temperature). In order to systematically investigate the mixing process, it can be divided into different phases. In the following, test results of a natural rubber compound are presented. In order to ensure a global approach of the mixing process, both the process data collected during compound production (ram lowering time in final position after polymer and carbon black addition, power input during the mixing process) and the resulting compound properties (masterbatch temperature, mooney viscosity) are considered.

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Innovative, rußgefüllte Compounds und Masterbatche an der Schnittstelle zwischen Kunststoff- und Farbenindustrie – Anwendungen der Caparol NEFA MB Masterbatche in thermoplastischen Elastomeren – Teil 1

Dispersive und distributive Mischvorgänge sind ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung thermoplastischer Masterbatche und Compounds. Zur Compoundierung werden überwiegend kontinuierlich arbeitende Doppelschneckenextruder und Knetersysteme eingesetzt. Eine wesentliche Einschränkung dieser Mischaggregate ist die limitierte Verweilzeit der zu mischenden Komponenten. Caparol Industrial Solutions GmbH ist ein Unternehmen, das sich auf die Herstellung von vor allem flüssigen und pastösen Pigment- und Additivkonzentraten spezialisiert hat. Bei der Produktion dieser Konzentrate kommen besonders diskontinuierlich arbeitende Misch- und Dispergieraggregate wie beispielsweise Walzwerke, Butterfly-Mischer oder Dissolver zum Einsatz. In diesem Spannungsfeld entstehen die elektrisch leitfähigen Rußcompounds und Masterbatche der Produktgruppe NEFA MB EL. Durch die Kombination von diskontinuierlichen Mischern und Doppelschneckenextrudern gelingt es, auf Basis von SEBS-Copolymeren sehr hochgefüllte und leitfähige Performance-Konzentrate herzustellen. Charakteristisch für Compounds der Produktgruppe NEFA MB EL sind spezifische elektrische Widerstände von weniger als 1 Ω·cm (gemessen nach DIN EN ISO 3915), bei Härten im Bereich von Shore A 80 bis Shore D 60 und einer Reißdehnung von mehr als 400 %. Als Masterbatch eingesetzt, lassen sich mit NEFA MB EL-Konzentraten elektrostatisch ableitende Eigenschaften in TPVs beispielsweise ab einer Zugabekonzentration von nur 25 % erzielen.


Dispersive and distributive mixing processes are a major element in the manufacture of thermoplastic masterbatches and compounds. Continuously working twin-screw extruders and kneader systems are mainly used for compounding. A crucial restriction of these mixing machines is the limited dwell time of the components to be mixed. Caparol Industrial Solutions GmbH is a company that has specialised in the manufacture of primarily liquid and paste-form pigment and additive concentrates. Discontinuously working mixing and dispersion machines, such as roller mills, butterfly mixers or dissolvers are used in particular in the production of these concentrates. This is where the electrically conductive carbon black compounds and masterbatches of the NEFA MB EL product group come into play. The combination of discontinuous mixers and twin-screw extruders can manufacture very highly filled, conductive performance concentrates on the basis of SEBS copolymers. Compounds in the NEFA MB EL product group are characterised by specific electrical resistances less than one 1 Ω·cm (measured according to DIN EN ISO 3915) with hardnesses in the range of Shore A 80 to Shore D 60 and elongations at break of more than 400 %. Used as a masterbatch, electrostatically dispersive properties can be achieved with NEFA MB EL concentrations in TPVs, for example, from an adding concentration of just 25 %.

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