Unser Nutzenversprechen „Efficiency – Made in Germany“ versuchen wir mit gelebtem Kundennutzen zu erfüllen – und dies Tag für Tag. Und Täglich arbeitet unser Expertenteam daran das Produktportfolio für unsere Kunden zu verbessern und die Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern. Die NOBELMIN GmbH verfügt über spezielle Labors, um die Eigenschaften von Talkum in vielen verschiedenen Anwendungen zu testen, Kunden bei der Auswahl der richtigen Talkum-Qualität zu unterstützen bzw. neue Möglichkeiten der Talkumnutzung zu erarbeiten.
Eine enge Zusammenarbeit mit den Anwendern trägt dazu bei, den Prozess zu beschleunigen und einen Mehrwert für unsere Kunden zu schaffen. Dank unserer hochentwickelten Herstellungs- und Aufbereitungsverfahren erhalten wir Talkum in seiner reinsten und effektivsten Form. So können wir als NOBELMIN GmbH auch innovative Produkte für bisher unentdeckte Anwendungen entwickeln.
Beispiel: Polymilchsäure
Ein typischer biologisch abbaubarer Thermoplast, der aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Maniok, Zuckerrohr oder Zuckerrübenschnitzel synthetisiert wird.
Vergleichbar zu Polypropylen bestehen auch bei Polymilchsäure durch den Zusatz von Füllstoffpigment und Nukleierungsmittel hinsichtlich der Kosten und der Anwendungseigenschaften signifikante Optimierungspotentiale.
Polymilchsäure (oder PLA – PolyLactic Acid) z.B. ist das wichtigste Biopolymer und auf den Weltmärkten in großen Mengen bereits heute industriell verfügbar.
PLA ist ein typischer biologisch abbaubarer Thermoplast, der aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Maniok, Zuckerrohr oder Zuckerrübenschnitzel synthetisiert wird. Das Biegemodul von PLA ist höher als das von Polystyrol und PLA weist eine gute Wärmeverlaufsfähigkeit auf.
PLA-Polymere reichen von amorphem glasartigem Polymer bis zu teilkristallinem und hochkristallinem Polymer mit einem Glasübergang von 60–65 °C und einer Schmelztemperatur von 130–180 °C. Reines PLA aus der Produktion liegt aber hauptsächlich in amorphen Zustand vor, seine Produkteigenschaften und insbesondere sein Wärmewiderstand sind unter diesen Bedingungen unzureichend.
Die Zugabe von hochmikronisierten Talkprodukten führt bei einer Talkbeladung von 15-20% zu einer Verkürzung der Kristallisationszeit um 50-60%. Gleichzeitig wird das Biegemodul erheblich verbessert. Eine Erhöhung der Talkfüllrate führt zu einer linearen Erhöhung der Verstärkung.
Als Nebeneffekt waren auch Verbesserungen der Schmelzfestigkeit und eine verringerte Strangbruchhäufigkeit während des Abkühlens und Pelletierens festzustellen.
Beispiel: Produkteigenschafen von PLA erweitern
In einer Vielzahl von Versuchen wurden die Möglichkeiten der Produktoptimierung bei PLA durch die Formulierung und Compoundierung mit Talkum bereits untersucht und verbessert…
Ergebnisse liegen vor, es gibt aber noch viel zu tun.
Die Schlagfestigkeit bleibt auch bei 20% Talkbeladung über der von reinem PLA.
Trotz der erreichten Eigenschaften sind gerade hinsichtlich der Vergleichbarkeit der Funktionalitäten mit den bestehenden Produkten auf fossiler Rohstoffbasis noch eine Vielzahl von Optimierungsschritten erforderlich. Die Fa. Nobelmin wird sich von Seiten des Füllstoffes Talkum an diesen Entwicklungen auch weiterhin beteiligen um den Ersatz der fossilen Rohstoffe nachhaltig voranzutreiben.
Durch die Zugabe von mikronisiertem Talk als hocheffizientes Nukleierungsmittel kann die Kristallisation von PLA beschleunigt werden, so dass auch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden.
Die 50%-Kristallisationsrate wurde durch den Einsatz einer synergistisch wirkenden Kombination von Weichmacher, Keimbildner und Talk ungefähr um den Faktor drei verringert
Die Zugabe von Talk zu PLA-Formulierungen führt anfänglich – bis zu 3-4% – zu einer signifikanten Erhöhung der Schlagzähigkeit, gefolgt von einer allmählicheren Abnahme bei höheren Talkbeladungen
Auch die Wärmeformbeständigkeit (HDT) wird durch diese Maßnahme signifikant erhöht.
Die HDT von kristallisiertem PLA steigt dabei nahezu linear mit der Talkbeladung an.
Durch die Verwendung einer synergistisch wirkenden Kombination von Weichmacher, Keimbildner und Talk kann auch die Schlagfestigkeit angepasst werden, um gleichzeitig eine gute HDT-Leistung aufrechtzuerhalten.
Lamellare Talkumqualitäten zeigen eine deutlich größere Wirkung auf die HDT. Die Zugabe von 8-10% Talk in PLA trägt auch zur Aufrechterhaltung der Dimensionsstabilität der Teile bei.
Eine Talkum-Zugaberate von 5 bis 6% ergab die besten Schlagzähigkeitswerte.
Eine solche Kombination führte zu einem vernünftigen Kompromiss zwischen HDT, Kristallisation und Schlagfestigkeit.
Die Zugabe von bis zu 20% an Talkum mit hohem Aspekt-Verhältnis verringerte die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit (die bekanntermaßen bei PLA für viele Anwendungen nicht ausreichend gut sind) erheblich.
Beispiel: Kompostierbarkeit von Talk-befüllten Biokunststoffen
NOBELMIN MinTalc kann ohne Einschränkungen in kompostierbaren Biopolymerformulierungen verwendet werden, so dass die Produkte weiterhin der europäischen Norm EN 13432 entsprechen. Empfohlene Talk-Qualitäten der NOBELMIN GmbH sind z.B. MinTalc 9703HP und MinTalc 9715.
Für die Kennzeichnung und Zertifizierung von Kunststoffprodukten mit der Bezeichnung „kompostierbar“ muss deren Kompostierbarkeit entsprechend der harmonisierten europäischen Norm EN 13432 oder EN 14995 erfolgreich nachgewiesen werden.
Diese beiden Normen definieren die technischen Spezifikationen und die Testverfahren auch für die Prüfung der Kompostierfähigkeit von Biokunststoffprodukten.
Der Nachweis muss für eine Zertifizierung ggf. auch für 100% biologische Produkte (unbehandeltes Holz z.B.) entsprechend erbracht werden.
Die Anforderungen für die Zertifizierung der Verpackungen, die durch Kompostierung und biologischen Abbau wieder abgebaut werden können wurde dementsprechend festgelegt in der
EN 13432: 2000 Verpackung
Dies ist eine harmonisierte europäische Norm in Verbindung mit der europäischen Richtlinie über Verpackungen und Verpackungsabfälle (94/62/EG, die in allen europäischen Mitgliedstaaten gültig ist (Quelle: The Biology Notes).
NOBELMIN MinTalc kann ohne Einschränkungen in kompostierbaren Biopolymerformulierungen verwendet werden, so dass die Produkte weiterhin der europäischen Norm EN 13432 entsprechen. Empfohlene Talk-Qualitäten der NOBELMIN GmbH sind z.B. MinTalc 9703HP und MinTalc 9715.
Für das weitere Wachstum von Biokunststoffen gibt es heute noch mehrere Herausforderungen:
Kostenreduzierung ist ein wesentlicher Aspekt
Die Herstellung von Biokunststoffen ist derzeit noch ca. zehnmal teurer als die herkömmlicher Polymere.
Recyclingkreisläufe müssen umgestellt und ausgebaut werden
Die derzeit bestehenden Recyclingsysteme sind noch nicht in der Lage Biokunststoffe für eine Wiederverwertung zu separieren und in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen.
Die Produktentwicklung und die Funktionalität entspricht noch nicht umfassend den Anforderungen bestehender Produktions- und Abpackanlagen
Die bestehenden Anforderungen an Kunststoffe, (die Funktionsvielfalt und die Variabilität der Polymere auf Erdölbasis) ist heute mit den Kunststoffen auf nachwachsenden Rohstoffen noch nicht überall und noch nicht kosteneffizient erreichbar (Reißfestigkeit, Dehnbarkeit, Gleiteigenschaften, Barrierefunktionalitäten etc.)
Die NOBELMIN GmbH unterstützt die Marktentwicklung für Bio-Kunststoffe und liefert Talkum zur Verbesserung der Qualität dieser Polymerprodukte.
