Cluster-Projekt beschäftigt sich mit Kaolin-Einsatz
Was können ein Bergbauunternehmen, ein Forschungsdienstleister, ein Spritzgießer und Extrudeur gemeinsam? Sie haben sich im österreichischen Kunststoff-Cluster gefunden und graben zusammen – und das zum Teil im wahren Wortsinn – an neuen kunststofftechnischen Lösungen für anspruchsvolle Produkte.
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Gemeinsam nach neuen Lösungen graben

Cluster-Projekt beschäftigt sich mit Kaolin-Einsatz
Was können ein Bergbauunternehmen, ein Forschungsdienstleister, ein Spritzgießer und Extrudeur gemeinsam? Sie haben sich im österreichischen Kunststoff-Cluster gefunden und graben zusammen – und das zum Teil im wahren Wortsinn – an neuen kunststofftechnischen Lösungen für anspruchsvolle Produkte.

Das Bergbauunternehmen Kamig baut Kaolin ab und hat gemeinsam mit dem Forschungsdienstleister TCKT, dem Spritzgießunternehmen Katzengruber und dem Extrudeur Kunststoffwerk Zitta kaolingefüllte Kunststoffe für Produkte entwickelt und intensiv getestet. Bereits seit 2008 untersucht Kamig den Einsatz von Kaolin als Verstärkungsstoff für Kunststoffe. Seit 2009 wird am Aufbau des Geschäftsfeldes "Kunststofftechnik" gearbeitet. Für das Unternehmen mit Sitz in Aisthofen waren die Ergebnisse aus diesem 18-monatigen Cluster-Kooperationsprojekt eine wichtige Basis, um in diesem neuen Geschäftsfeld Fuß zu fassen. In diesem Projekt sind erstmals Bauteile aus kaolinverstärkten Kunststoffen erfolgreich realisiert worden, die als Demonstrationsbauteile für weitere Kundenkontakte dienen.

Kaolineinsatz bei Kunststoffen

Kaolin wird in Kunststoffen eingesetzt, um glatte Oberflächen und Dimensionsstabilität zu erreichen. Zudem verringert er die Schrumpfung während der Formgebung. Kaolin dient auch als funktioneller Füllstoff, der die mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften optimiert. Ein bedeutendes Anwendungsgebiet sind beispielsweise PVC-Kabel, wo Kaolin die elektrischen Eigenschaften verbessert. Calciniertes Kaolin ist ein wichtiges Additive

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bei der Herstellung von Automobilteilen. Es hat allerdings zwei erhebliche Nachteile: Die Calcinierung benötigt hohe Temperaturen und ist damit teuer. Zudem wirkt das calcinierte Kaolin sehr abrasiv. Kamig setzt deshalb auf nicht calcinierte, gecoatete Kaoline für Anwendungen in der Kunststofftechnik. Vorteile sind die energieschonende Aufbereitung des Füllstoffs und der geringe Verschleiß in den Kunststoffverarbeitungsmaschinen. Das Risiko bei der Verarbeitung: Das noch enthaltene Kristallwasser kann Probleme bei hydrolyseempfindlichen Materialien verursachen. Jedoch wird das Kristallwasser üblicherweise erst bei Temperaturen über 400 Grad Celsius abgegeben.

Technisch anspruchsvolle Bauteile

Im Projekt wurden ein anspruchsvolles Spritzgieß-Bauteil und ein Extrusionsprofil gewählt, deren Anforderungen nur mit einem funktionell verstärkten Kunststoff erfüllt werden konnten. Für beide Anwendungen wurde je ein kaolingefülltes Material entwickelt. Die Entwicklungsarbeit steckte dabei vor allem in der Auswahl einer geeigneten Oberflächenmodifizierung hinsichtlich Substanz und Aufbringungsmethode. Die entwickelten Materialien wurden intensiv getestet und auf bestehenden Werkzeugen verarbeitet. Die Auswirkungen der Kaolinverstärkung auf die Verarbeitbarkeit der Materialien im Spritzguss und in der Extrusion und die Verzugsneigung im Spritzguss wurden beurteilt.

Know-how für künftige Produktentwicklungen

Für die beiden Kunststoffverarbeiter wurden mit Unterstützung des TCKT so mehrere maßgeschneiderte Werkstoffe entwickelt. Jeder der beiden Kunststoffverarbeiter hat dann mit kaolingefülltem Kunststoff ein Produkt realisiert. Das gewählte – technisch anspruchsvolle – Bauteil wäre mit „Materialien von der Stange“ nur schwer oder nicht zufriedenstellend umsetzbar gewesen. Die Kunststoffverarbeiter wurden dabei über den gesamten Produktentwicklungsprozess bis hin zur Prüfung des Produkts und Validierung der Produktqualität unterstützt. Das Know-how zu ihnen, bislang unbekannten Materialien, werden sie möglicherweise nun auch in künftigen Produktentwicklungen einsetzen.

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