Kunststoffe Ein besonders fließfähiger Kunststoff begeistert Designer

Das in Möbeln, Autos und in der Elektroindustrie eingesetzte Ultradur High Speed trägt ein Ökoeffizienz-Siegel.

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Schlank, elegant und lässig ruht er auf seinen schräg gestellten Beinen. Sein Schöpfer ist weltweit renommiert, seine Vorläufer sind Design-Klassiker: Die Rede ist vom Freischwingerstuhl „Myto“ – entworfen von dem vielfach ausgezeichneten Designer Konstantin Grcic. Das Sitzmöbel besteht vollständig aus dem neuen Spritzgusskunststoff Ultradur High Speed der BASF und wird im Oktober auf der weltgrößten Kunststoffmesse „K“ in Düsseldorf vorgestellt.

„Die filigrane Struktur und Festigkeit des Stuhls sind durch dieses Material erst möglich geworden“, sagt Konstantin Grcic. „Es gibt mir eine ganz neue Freiheit für das Design.“

Das Besondere an Ultradur High Speed: Im geschmolzenen Zustand fließt es doppelt so weit wie herkömmlicher Kunststoff. Das macht die Herstellung von Bauteilen aus Ultradur High Speed sowohl kostengünstiger als auch energieeffizienter. Dafür ist der innovative Werkstoff mit dem Ökoeffizienz-Siegel ausgezeichnet worden.

Ob Haushaltsgegenstände wie Bügeleisen, Duschkopf und Fritteusendeckel oder Industriebauteile, vor allem für die Automobil- und Elektroindustrie, ob Außenspiegel, Stecker und Elektronikboxen für ABS-Steuergeräte oder auch ESP – all diese Teile bestehen aus gegossenem Kunststoff. Das Ausgangsmaterial für ihre Herstellung ist Kunststoffgranulat. Es wird erhitzt, dadurch aufgeschmolzen und dann in eine Hohlform eingespritzt, das sogenannte Werkzeug. Der Kunststoff nimmt die Form des Werkzeugs an, wird beim Abkühlen wieder fest und kann anschließend herausgenommen und weiterverarbeitet werden.

Kunststoff mit Nanopartikeln zur besseren Verarbeitbarkeit

Die BASF gehört seit vielen Jahren zu den größten Anbietern von Spritzgusskunststoffen. Ihre Produktlinie Ultradur – chemisch Polybutylenterephthalat (PBT) – hat die BASF nun entscheidend weiterentwickelt: zu „Ultradur High Speed“. Dem Kunststoff wurden fein verteilte organische Nanopartikel zugesetzt. Das Additiv sorgt dafür, dass der Kunststoff statt bei 260 °C schon bei 230 °C verarbeitet werden kann und um 50 Prozent besser fließt. Seine mechanischen Eigenschaften, das Schwindungsverhalten und die Wärmeformbeständigkeit verändern sich dagegen kaum.

Mit diesen Merkmalen bietet Ultradur High Speed große Vorteile – sowohl bei den Kosten als auch bei der Umweltverträglichkeit. Der Kunststoff kann bei niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden. Um das Material in die Hohlform zu füllen, ist nur noch halb so viel Druck erforderlich. Dadurch wird erheblich weniger Energie benötigt.

„Insgesamt lässt sich ein Fünftel der Energie einsparen“, sagt Dr. Andreas Eipper, Kunststoffexperte und Produktmanager für Ultradur bei der BASF. „Würde man alle Spritzgussmaschinen von herkömmlichem PBT auf Ultradur High Speed umstellen, könnte man so viel Energie einsparen, wie 75.000 Autos im Jahr verbrauchen.“

Bessere Fließfähigkeit erzeugt höhere Qualität

Auch die benötigte Menge an Material nimmt ab, denn mit dem gut fließenden Kunststoff lässt sich das Werkzeug leichter füllen. So entstehen weniger unerwünschte Lufteinschlüsse und damit weniger Ausschuss. Ultradur High Speed erhöht zudem die Produktivität. Denn weil es bei geringerer Temperatur verarbeitet wird, brauchen die spritzgegossenen Teile nicht so lange gekühlt zu werden. Die Stückzahl pro Stunde steigt – um bis zu 30 Prozent.

Nicht zuletzt trägt Ultradur High Speed dazu bei, die Qualität der Produkte zu verbessern. Der gut fließende Kunststoff lässt sich mit deutlich mehr Glasfasern verstärken als bisher. Dadurch kann man dünnwandigere Teile produzieren, die gleichzeitig sehr stabil sind – wie beim Freischwingerstuhl „Myto“.

„Wir können jetzt sehr viel filigranere und kompliziertere Bauteile herstellen“, sagt Martin Plank, Inhaber und Gründer der italienischen Möbelfirma Plank, die den Stuhl gefertigt hat. „Das war bisher nur mit teuren Hochleistungskunststoffen möglich. Der innovative Werkstoff sorgt auch dafür, dass die Gussform-Oberfläche sich exakt auf das Produkt überträgt.“ Bei großen, komplexen Bauteilen benötigt man zudem weniger Anspritzpunkte. Dadurch reduzieren sich die Kosten für teure Werkzeuge, der Kunde wird wettbewerbsfähiger.

Wegen seiner vielen Vorteile hat Ultradur High Speed ein Ökoeffizienz-Siegel erhalten. „Die Vorsilbe ‚Öko’ steht sowohl für Ökonomie als auch für Ökologie“, erläutert Konrad Hungerbühler. „Das Siegel bescheinigt dem Werkstoff, dass er ökonomisch und ökologisch besser abschneidet als konventionelles PBT.“ Hungerbühler ist Professor für Sicherheits- und Umwelttechnologie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich. Er hat die Analyse in einem Gutachten überprüft und bestätigt.

Die Perspektive

Ultradur High Speed wurde Ende 2004 eingeführt und sehr gut von den Kunden angenommen. Es wird so stark nachgefragt, dass die BASF mittlerweile das komplette Ultradurâ-Portfolio mit der Eigenschaft „High Speed“ anbietet. 20 laufende Serienanwendungen, darunter das Lenkradhebelgehäuse vom Lenkrad des BMW Mini Cooper, Halterungen für Heckscheibenwischer, Gehäuseteile für Sensoren und Laptop-Stecker, werden aus dem innovativen Kunststoff hergestellt.

Das Ultradur High Speed-Portfolio umfasst 15 Produktvarianten für verschiedene Anwendungen. Darunter ist ein besonders wärmeleitfähiges Ultradur, das zum Beispiel in Gehäuseteilen oder Lampenfassungen eingesetzt werden kann. Andere Produkte sind laserbeschriftbar oder bieten hohen Flammschutz.

Neue Anwendungen und Techniken können mit der High Speed-Ausführung jetzt optimal genutzt werden. Dazu gehört die Wasserinjektionstechnologie, ein Sonderverfahren des Spritzgießens, das die Herstellung von Formteilen mit hohlem Querschnitt erlaubt. Hohlkörperstrukturen mit langen Fließwegen wie beispielsweise die Dachreling von Autos oder auch Herdgriffe können so realisiert werden – konventionelle Spritzgießwerkzeuge würden dafür nicht mehr ausreichen. Ein weiteres Beispiel ist der Dolphin-Prozess, mit dem sich etwa besonders kostengünstig Instrumententafeln für die Automobilindustrie aus mehreren Schichten harten und geschäumten Kunststoffs herstellen lassen. Hier bewirken die Nanopartikel im Ultradur High Speed unter anderem eine bessere Anbindung der Weichkomponente.

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