Ein Produktionsschritt weniger

29.03.2017

Eine Innovation im AEROSIL® Prozess kann Lackherstellern künftig einen kompletten Produktionsschritt einsparen. Durch den Wegfall der Perlvermahlung reduzieren sich Maschinenbelegung, Zeitaufwand und Kosten. Möglich wurde dies durch eine Innovation im Herstellprozess von AEROSIL® Fumed Silica Produkten und dadurch geringere Partikelgrößen. So können die Arbeitsschritte Benetzung und Dispergierung, die bis dato in zwei Anlageteilen (Dissolver, Perlmühle) durchgeführt wurden, auf einen Prozessschritt im Dissolver zusammengefasst werden. Nach der erfolgreichen Herstellung von VP RS 92 im Pilotmaßstab, das jetzt zur Bemusterung bereitsteht, werden weitere leicht zu dispergierende Varianten anderer AEROSIL® Produkte entwickelt.

Der Wunsch der Kunden nach Reduzierung des Dispergieraufwands ist nicht neu. Die optimale Dispergierung durch eine Perlmühle ist in der Lackherstellung der technisch-herausforderndste und zeitaufwändigste Prozessschritt. Zur Beschreibung der besonderen Eigenschaften (leicht- und dissolverdispergierbar) der jetzt zur Bemusterung anstehenden Produkte wurde der Begriff „Easy-to-Disperse“ oder kurz „E2D“ geprägt.

Mit VP RS 92 bringt Evonik nun eine E2D-Variante des bekannten AEROSIL® R 972 auf den Markt. Die Messung der Teilchengrößen-verteilung zeigt den entscheidenden Unterschied zwischen den beiden AEROSIL-Varianten: Während beim Standardprodukt AEROSIL® R 972 das Partikelspektrum in zwei Fraktionen anfällt, liefert das neue Verfahren nur noch eine, feine Fraktion. Durch den Wegfall der groben Partikel kann dadurch in der Lackherstellung auf die Vermahlung mit hohen Scherkräften (Beispiel: Perlmühle) verzichtet werden. Zur Überprüfung der Verarbeitbarkeit, der rheologischen Wirkung und der optischen Eigenschaften im Lacksystem wurde das Standardprodukt mit der traditionellen Perlvermahlung und das Versuchsprodukt nur mit dem Dissolver verarbeitet. Die Ergebnisse bei Viskosität, Glanz, Haze (Schleier) und Jetness (Farbtiefe) stimmten im Rahmen der Messgenauigkeit überein. Zusätzlich wurde eine deutliche, absolute Verkürzung der Verarbeitungszeit bei gleichzeitiger Verbesserung des Dispergiergrads erreicht.

Auch die Viskositätskurven bei hoher und geringer Scherung sind im entscheidenden Bereich des Viskositätsanstiegs identisch. Hierbei zeigt sich ein entscheidender Vorteil der E2D-Variante: Da die gleiche Effizienz und Optik erreicht wird, sind keine Umformulierungen existierender Rezepturen notwendig. Neue Rezepturen können nach gleichen Regeln formuliert werden, wie die bisherigen Lacke. Außerdem sind die leicht-dispergierbaren Varianten der pyrogenen Kieselsäuren chemisch identisch mit dem jeweiligen AEROSIL®. Wichtig hervorzuheben ist: Es werden keinerlei Additive verwendet, somit ist die Verträglichkeit im Lacksystem identisch mit der Verträglichkeit des bekannten Standardprodukts.

Durch den Einsatz von Easy-to-Disperse Silica ergeben sich künftig kürzere Verarbeitungszeiten, kürzere Reinigungszeiten und weniger Produktverluste. Der Wegfall der Perlvermahlung reduziert außerdem Investitions- und Instandhaltungskosten. Dies gilt insbesondere für die Klarlackproduktion. Da auch Pigmenthersteller dissolver-dispergierbare Produkte anbieten, sind auch farbige Lacke formulierbar, die ohne den Einsatz einer Perlmühle hergestellt werden können. Dem Wunsch der Lackhersteller nach reduziertem Dispergieraufwand entspricht die pyrogene Kieselsäure in zweifacher Hinsicht. Denn es werden zur Verarbeitung nicht nur weniger Anlagenteile benötigt, auch der optimale Dispergierungsgrad wird deutlich schneller erreicht, was zu einer Reduzierung der Produktionskosten führt.

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Matthias Weimer

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