Rezyklat Rezyklatbasierte Compounds für optische Anwendungen

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Der ökologische Fußabdruck von Produkten bleibt im Fokus von Verbrauchern und Industrie – auch bei lichttechnischen Anwendungen. Neben optischen Aspekten spielt die Nachhaltigkeit eine Rolle. Kunststoffcompounds auf Basis mechanisch recycelter Polymere sind hierfür eine vielversprechende Option.

Licht gewinnt in zahlreichen Industrien zunehmend an Bedeutung – sowohl funktional als auch gestalterisch. Besonders deutlich zeigt sich dieser Trend in der Unterhaltungselektronik und im Fahrzeuginnenraum moderner Fahrzeuge. Ambientebeleuchtung, beleuchtete Zierleisten oder hinterleuchtete Bedienelemente stellen hohe Anforderungen an Materialeigenschaften und optische Qualität. Ein typisches Beispiel sind Dekorleisten im Fahrzeuginnenraum.Beleuchtete Zierleisten mussten lange Zeit aus Neuware gefertigt werden, um eine gleichbleibende optische Qualität sicherzustellen. Um das Treibhauspotenzial bzw. Global Warming Potential (GWP) zu senken, rücken innovative Materiallösungen wie Kunststoffcompounds, die auf mechanisch recycelten Polymeren basieren, in den Fokus.

Rezyklatbasierte Compounds für optische Anwendungen

Der Kunststoffcompoundeur Mocom hat die steigende Nachfrage nach nachhaltigeren Materialien frühzeitig erkannt. Mit der Produktfamilie Alcom Lighting Eco steht eine Reihe optischer Materialien zur Verfügung, die speziell für Anwendungen mit erhöhten Nachhaltigkeitsanforderungen entwickelt wurde. Damit eignen sich diese Werkstoffe nicht nur als Ersatz für Neuware, sondern auch für anspruchsvolle optische Anwendungen. Diese lichtblockierenden (Light Blocking) Materialien wurden speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen Bauteile gleichzeitig lichtdicht und hochgradig reflektierend sein müssen.Die Compounds basieren auf verschiedenen amorphen und teilkristallinen thermoplastischen Polymeren und zeichnen sich durch eine hohe Reflexion (> 90 % / 2 mm) bei minimaler Transmission (<1 % / 0,5 mm) aus. Dadurch bleibt das Licht genau dort, wo es benötigt wird, ohne ungewollt durch das Gehäuse oder angrenzende Bauteile auszutreten.Diese Eigenschaften bieten konstruktive Vorteile: Durch ihre Kombination können Konstrukteure die Wandstärke von Bauteilen reduzieren. Dies ermöglicht nicht nur eine Material- und Gewichtseinsparung, sondern kann gleichzeitig die Lichtausbeute sowie die elektrische Effizienz des Gesamtsystems verbessern. Gerade im Bereich der Elektromobilität, in der Gewicht und Energieeffizienz eine zentrale Rolle spielen, ergeben sich daraus zusätzliche Vorteile.

Buchtipp: Kunststoffe auswählen

Das Buch "Kunststoffe auswählen" bietet eine praktische Anleitung für die Materialauswahl in der industriellen Produktion. Im Fokus steht die ganzheitliche Betrachtung aller Faktoren, die auf den Kunststoff einwirken und für die Auswahl entscheidend sind. Dazu werden Prozess-Skizzen und Checklisten bereitgestellt.




 

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Die Compounds enthalten einen Anteil recycelter Rohwaren. Gerade bei optischen Anwendungen ist der Einsatz von Rezyklaten herausfordernd, da bereits kleinste Verunreinigungen die Lichtführung oder Farbwirkung beeinflussen können. Bei der Auswahl der Rohstoffe wird daher auf deren Optik geachtet, die deutlich wichtiger ist, als bei opak eingefärbten, also lichtundurchlässigen Anwendungen.
Allein durch die Materialwahl lässt sich CO₂ deutlich reduzieren. Hierbei sind, abhängig vom gewählten Basispolymer, CO₂-Einsparungen von 80 Prozent und mehr im Vergleich zur Herstellung von Neuware möglich. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt beim Ersatz von energieintensiven Polymeren wie Polyamid oder Polycarbonat, deren Primärherstellung mit einem hohen Ressourcen- und Energieaufwand verbunden ist. 

Diffusor-Materialien für homogene Lichtverteilung

Moderne lichttechnische Anwendungen sind nicht nur stärker gefragt, sie nehmen auch zunehmend mehr Raum ein. Displays werden größer, Lichtleisten länger und die Anforderungen an eine gleichmäßige Ausleuchtung steigen kontinuierlich. Neben lichtblockierenden Materialien umfasst das Alcom Eco Portfolio deshalb auch die technologisch anspruchsvolleren optischen Diffusor-Materialien. Diese sorgen für eine gezielte Lichtstreuung und ermöglichen eine gleichmäßige Ausleuchtung von Flächen und Symbolen. Mit den Alcom LD ECO Materialien lassen sich beispielsweise vollkommen homogene Lichtbilder in Ambientebeleuchtungen oder hinterleuchteten Bedienelementen erzeugen. Sie verhindern sichtbare LED-Hotspots und sorgen für eine gleichmäßige Lichtverteilung.

Das Portfolio der Alcom LD ECO Reihe umfasst verschiedene Varianten, um unterschiedlichen optischen Anforderungen gerecht zu werden. Während klassische LD-Typen auf maximale Homogenität ausgelegt sind, bietet die Serie Alcom LG ECO vorwärtsstreuende Materialien mit hoher Transmission. Bei einer Wandstärke von 2 mm mehr als 80 Prozent Transmission. Diese lichtführenden (Light Guiding) Compounds eignen sich insbesondere für Bauteile mit größeren Wandstärken.Mit der Produktreihe Alcom LDDC ECO bietet Macom transluzente, gedeckt eingefärbte Materialien, beispielsweise im Design „Piano Black“. Diese Werkstoffe erscheinen im ausgeschalteten Zustand der Komponente tiefschwarz und homogen. Erst beim Hinterleuchten werden sie transparent und lassen Symbole oder Signallichter präzise sichtbar werden.Viele dieser Produktlinien basieren auf mechanisch recyceltem Polycarbonat, das aus anspruchsvollen Post-Consumer- oder Post-Industrial-Quellen gewonnen wird. Je nach Anwendung können dabei Recyclinganteile von bis zu 100 Prozent erreicht werden.

Herausforderung bei Rezyklaten in optischen Anwendungen

Der Einsatz von Rezyklaten in sichtbaren Bauteilen bringt einige materialtechnische Herausforderungen mit sich. Eine davon ist die potenzielle Eigenfarbe des Ausgangsmaterials. Rezyklate weisen oft eine leichte Gelb- oder Graustufung auf, die beim Einsatz in glasklaren oder sehr hellen transluzenten Bauteilen sichtbar werden können. Daher ist eine präzise Feinabstimmung des Rezyklatanteils erforderlich. Große Potenziale ergeben sich hingegen bei Bauteilen, die nicht direkt im Sichtfeld liegen oder beispielsweise durch Folien und Dekore hinterspritzt werden. In solchen Fällen kann ein maximaler Rezyklatanteil verwendet werden, wodurch sich der CO₂-Fußabdruck beim Materialeinsatz auf ein Minimum reduzieren lässt.Bei dunkel eingefärbten transluzenten Materialien, wie etwa den LDDC-Typen, spielt die Eigenfarbe des Rezyklats eine deutlich geringere Rolle. Hier lassen sich bereits heute Recyclinganteile von bis zu 100 Prozent realisieren, ohne dass Unterschiede in der optischen Performance gegenüber Neuware auftreten.Der Zusammenhang zwischen Rezyklatanteil und Global Warming Potential ist klar: Jeder Anteil an substituiertem Primärmaterial reduziert die Umweltbelastung und den ökologischen Fußabdruck des Produkts. Das Beispiel der optischen Kunststoffcompounds zeigt, dass die Kreislaufwirtschaft inzwischen auch die technologisch anspruchsvollen Anwendungen der Kunststofftechnik erreicht hat.