Leiter Business Development TPU in den Regionen Europa, Mittlerer Osten, Afrika und Lateinamerika (EMEA/LA) in der Business Unit Polyurethanes bei der Bayer MaterialScience AG Wie Sie sehen werden, konzentriert sich unsere F&E-Arbeit nicht allein auf neue Anwendungsgebiete. Wir haben für etablierte Märkte ebenfalls neue Produkte parat. Das zeigen zwei neue TPU-Typen für Antriebsriemen, die die Flexibilität bei der Fertigung erhöhen. Freunde des Tanzsports wollen wir mit einer kurzen Story über Tanzschuhe überraschen, die mit einem neuartigen Absatzschutz aus TPU ausgestattet sind. Und natürlich soll auch ein mögliches neues Anwendungsgebiet für Desmopan® im Newsletter nicht fehlen: So eignen sich einige unserer hochtransparenten TPU-Werkstoffe ersten Untersuchungen zufolge gut für optische Anwendungen wie Linsen. Haben wir Ihre Phantasie beflügelt? Sprechen Sie uns an! Wir helfen Ihnen bei der Umsetzung Ihrer Produktidee. Viel Spaß beim Lesen wünscht

Ihr Jürgen Hättig

Leicht einzufärben – zwei neue TPU für Antriebsriemen

Eine Paradeanwendung, in der das sehr hochwertige mechanische Eigenschaftsniveau von TPU breit zum Tragen kommt, sind Antriebsriemen wie z. B. Zahnriemen für Industrieantriebe oder Hubgurte für Personenaufzüge. Schon seit Jahren haben wir hierfür mit Desmopan® 392 und 790 zwei maßgeschneiderte TPU-Materialien erfolgreich im Markt etabliert. Nach Kundenanfragen haben wir kürzlich unsere Produktpalette für dieses Anwendungssegment mit Desmopan® DP 3392A und DP 3395A um zwei Varianten erweitert. Sie sind in ihrem Eigenschaftsprofil mit Desmopan® 392 und 790 vergleichbar, allerdings nicht weiß, sondern naturfarben. Dadurch können sie besonders leicht eingefärbt werden, was zum Beispiel vor allem bei dunklen Einfärbungen Vorteile hat. Mit Desmopan® DP 3395A kommen wir außerdem Kundenwünschen nach einer im Vergleich zu Desmopan® 392 etwas härteren, aber ansonsten vergleichbaren Werkstoffeinstellung entgegen.

Zahlreiche Vorteile gegenüber Stahlseilen

Schon seit langem werden aus TPU in Kombination mit Stahl-, Aramid- oder Kevlarcorden Zahnriemen und Hubgurte hergestellt. Dabei machen sich fast alle seine Vorzüge bezahlt – so etwa seine hohe Flexibilität, Zugfestigkeit und Kälteschlagzähigkeit sowie seine gute Haftung zu den Cordgeweben. Im Einsatz überzeugt es mit seiner hohen Verschleißfestigkeit, seiner geringen Quellung in Wasser, Ölen und Fetten, seiner hohen Beständigkeit gegen Benzin und viele Lösemittel und mit seiner geringen Alterung unter Einfluss von Ozon und Sonnenlicht. Wenn eine hohe Beständigkeit gegen Hydrolyse gefordert ist, sind entsprechende auf einem speziellen Carbonat-Polyol basierende TPU-Typen Material der Wahl: So zeichnet zum Beispiel Desmopan® 790 dank seiner einzigartigen Rohstoffzusammensetzung eine besonders hohe Hydrolysefestigkeit und Resistenz gegen mikrobielle Angriffe aus.

Welche Vorteile TPU bringt, zeigt das Beispiel Hubgurte: Diese sind mit TPU ca. um ein Fünftel leichter als Stahlseile, halten zwei- bis dreimal länger, sind korrosionsfrei und durch eine höhere Tragkraft sicherer. Zusätzlich bieten sie eine bessere Traktion und höhere Laufruhe und Geräuscharmut, ermöglichen den Einsatz kleinerer Motoren und verschleißen in deutlich geringerem Ausmaß.

Produktentwicklung nach Maß

Unsere nunmehr vier für Antriebsriemen maßgeschneiderten TPU-Typen sind ihrem Einsatzzweck präzise angepasst und unterscheiden sich daher in mehrfacher Hinsicht von Standard-TPU auf Ester- oder Ether-Basis. Eine Stärke ist die gute Fließfähigkeit ihrer Schmelze, die sich zudem nur langsam verfestigt. Dadurch verankern sich unsere TPU in den Gurten und Riemen sehr fest mit den Zugträgern aus Stahl oder Kunstfasern. Außerdem können mit ihnen komplizierte Profile in engen Toleranzen umgesetzt werden. Sie lassen sich leicht verschweißen und laufen ohne zu quietschen. Ihre gute Verträglichkeit mit zahlreichen Rücken- und Zahnbeschichtungsmaterialien und mit verschiedensten Klebstoffen eröffnet viele Möglichkeiten, um die Gurte und Riemen durch Beschichten zu modifizieren. Wichtig für viele Anwendungen ist ihre auch bei hohen Temperaturen geringe Quellung und Beständigkeit in Fetten und Ölen. Hervorzuheben ist weiterhin die besonders hohe und bei den beiden neuen TPU-Varianten noch leicht verbesserte Kälteflexibilität, die teilweise bis deutlich unterhalb von -30 °C erhalten bleibt.

Auch künftig werden wir mit neuen Materialen auf die Bedürfnisse der Hersteller von Antriebsriemen eingehen. Zum Beispiel planen wir die Entwicklung weicherer Ether- und Ester-basierender TPU-Werkstoffvarianten.

Abb. 1a

Abb. 1b

Abb. 1c

Desmopan® Produkte für Hubgurte und Zahnriemen

Physikalische Eigenschaften

TPU-Schutz für die Absätze von Tanzschuhen

Wer einen flotten Tango oder Samba aufs Parkett legen will, kommt um das passende Schuhwerk nicht herum. Eine besondere Rolle fällt dabei den Schuhabsätzen zu. Sie müssen dem Tänzer festen Halt geben, ästhetisch aussehen und gleichzeitig einiges an mechanischer Belastung überstehen. Genau diese Aufgaben erfüllt der Absatzschutz aus TPU, den die in Elda bei Alicante in Spanien ansässige Grupo Indaca für mehrere Tanzschuhmodelle entwickelt hat. Das Unternehmen, einer der führenden spanischen Anbieter von hochwertigen Schuhkomponenten aus Kunststoff für die Schuhindustrie, nutzt dabei gezielt die Stärken unseres Ester-basierenden Desmopan® 385 S.

Rutschfest und dämpfend

Der Absatzschutz wird per Spritzgussverfahren gefertigt und über den eigentlichen Absatz gezogen, so dass er dessen Wände partiell bedeckt. Die resultierende Trittfläche ist dank unseres TPU deutlich rutschfester als bei Absätzen aus anderen Thermoplasten. Sie stabilisiert zudem den Fuß. Beides kommt der Sicherheit und Perfektion des Tänzers zugute, wenn er etwa eine schnelle Drehung ausführt. Das TPU dämpft sowohl akustisch wie mechanisch die Tanzschritte. Dadurch stört kein „Absatzgeklackere“ das Tanzvergnügen. Ein Abbrechen des Absatzes, wie es bei Absätzen aus „harten“ Thermoplasten häufiger vorkommt, wird durch die Dämpfung wirksam verhindert. Auch Tanzböden aus Holz oder anderen empfindlichen Belägen profitieren. Denn unser TPU ist mit einer Härte von 85 Shore A im Vergleich zu vielen anderen Thermoplasten so weich, dass die Absätze die Holzoberfläche nicht verkratzen.

Transparent und langzeitbeständig

Die ausreichend hohe Transparenz des Werkstoffs gibt den Blick auf den eigentlichen Absatz und dessen Design frei. Außerdem lässt sich das TPU gut lackieren, um – wie bei einigen Schuhmodellen – den Absatz und seinen TPU-Schutz farblich aufeinander abzustimmen bzw. die Farbe des Absatzes zu unterstreichen. Der Tänzer kann sich überdies an den Schuhen lange erfreuen. Das exzellente mechanische Eigenschaftsprofil unseres TPU – wie die hohe Abrieb-, Reiß- und Weiterreißfestigkeit – sorgt für eine hohe Lebensdauer der Absätze.

Nähere Infos zu den Produkten und Leistungen von Indaca finden sich unter www.indaca.com.

Abb. 2a

Abb. 2b

Transparent und geringe Dispersion – TPU für optische Anwendungen

Immer öfter haben wir uns in letzter Zeit mit der Fragestellung beschäftigt, ob sich unsere transparenten TPU-Typen zur Fertigung optischer Bauteile eignen könnten. Dieser Frage sind wir – zum Teil gemeinsam mit Partnern – in ersten Untersuchungen nachgegangen.

Voraussetzung: Geringe chromatische Aberration

Entscheidend ist das dispersive Verhalten der TPU-Typen gegenüber Licht aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich. Dispersion beschreibt, wie die Brechung des Lichts von dessen Wellenlänge bzw. Farbe abhängt. Das Phänomen ist u. a. bei Linsenoptiken für farbige Ränder rund um Bilder heller Objekte verantwortlich. Diesen Abbildungsfehler bezeichnet man als chromatische Aberration. Je kleiner die Dispersion, um so geringer ist die chromatische Aberration bzw. umso schärfere Abbildungen lassen sich mit entsprechenden optischen Systemen wie etwa Linsen oder Objektiven erzeugen. Maßzahl für die Dispersion im Bereich des sichtbaren Lichts ist die dimensionslose Abbe-Zahl.

Sechs TPU-Varianten verschiedener Härte

Die Untersuchungen ergaben, dass mehrere unserer hochtransparenten TPU-Typen Abbe-Zahlen im Bereich von 31 bis 34 aufweisen (Tabelle). Sie sind damit annähernd mit anderen transparenten Thermoplasten vergleichbar, die sich – wie zum Beispiel Polycarbonat – bereits bei der Produktion optischer Komponenten etabliert haben. Die in der Tabelle aufgeführten Varianten von Desmopan® könnten daher grundsätzlich für optische Anwendungen in Frage kommen. Sie sind alle UV-stabilisiert und basieren entweder auf Polyester- oder Polyetherdiolen. Verfügbar sind fünf Materialeinstellungen mit Härten von 50 bis 65 Shore D. Sie bieten sich für Anwendungen an, in denen es auf eine gewisse Steifigkeit ankommt. Eher weicher ist dagegen Desmopan® DP 3695 AU mit einer Härte von 95 Shore A. Grundsätzlich sehen wir einen Vorteil unserer TPU darin, dass mit ihnen keine Spannungsrisse auftreten. Außerdem sind sie etwa im Gegensatz zu PMMA unzerbrechlich.

Durch Spritzgießen verarbeitbar

Auch verarbeitungstechnisch spricht nichts gegen unsere TPU-Typen. Sie sollten u. a. wegen ihrer guten Fließfähigkeit und Entformbarkeit zur wirtschaftlichen Herstellung optischer Bauteile geeignet sein. Das unterstrichen erste orientierende Verarbeitungsversuche für optische Anwendungen. Über den Fortgang dieser Untersuchungen werden wir Ihnen zu gegebener Zeit berichten.

Neue Anwendungsbroschüre Desmopan®

Wir haben unsere Anwendungsbroschüre für Desmopan® aktualisiert. Die neue Ausgabe mit dem Namen „Desmopan® – Ein Hightech-Werkstoff setzt Trends“ kann im Internet in unserem TechCenter www.desmopan.de unter dem Button „Infothek“ heruntergeladen werden. Außerdem ist sie in gedruckter Form in deutscher oder englischer Sprache über den für Sie zuständigen Ansprechpartner unseres Außendienstes erhältlich. Die Broschüre gibt einen knappen, reich bebilderten Überblick über die wichtigsten und neuesten Einsatzgebiete unserer TPU-Werkstoffe und erläutert dabei, welche Stärken von Desmopan® sich jeweils in den Anwendungen bewähren. Weiterhin werden die Serviceelemente vorgestellt, mit denen wir unsere Kunden von der Produktidee über die Werkstoffauswahl und Bauteilentwicklung bis hin zum Produktionsstart unterstützen.

Desmopan Anwendungsbroschüre

Treffpunkte

Wir beteiligen uns in den nächsten Monaten an verschiedenen Veranstaltungen und Messen. Kommen Sie uns besuchen:

Messe Fakuma

Gemeinsam mit anderen Business Units von Bayer MaterialScience präsentieren wir vom 18. bis 22. Oktober 2011 auf der diesjährigen Messe Fakuma in Friedrichshafen innovative und nachhaltige Entwicklungen für Kunststoffverarbeiter. Thematische Schwerpunkte am Stand Nr. B4-4206 in Halle B4 sind globale Megatrends wie Klimaschutz, Mobilität, Technologie und Gesundheit. Wir werden u. a. neue weiche Einstellungen von Desmopan® für die Hart-Weich-Technologie vorstellen.

Fachtagung Technomer 2011

Am 10. November 2011 hält unser TPU-Experte Mathias Lauter auf der Fachtagung Technomer in Chemnitz einen Vortrag mit dem Titel „Desmopan® DP 9855DU, DP 9864DU, DP 9868DU und DP 9873DU – hochbelastbare, harte thermoplastische Polyurethane (TPU) bewähren sich in anspruchsvollen Extrusionsanwendungen“.