puroclear und puroskin

Nachhaltige und effiziente Beschichtungen aus PUR der neuesten Generation

Die Rühl Puromer GmbH gehört als mittelständisches Unternehmen zu den führenden unabhängigen Systemhäusern in Zentraleuropa. Unter dem Slogan „PURe Vielfalt" steht die Produktphilosophie bei Rühl Puromer. Für sowohl national als auch international agierenden Kunden entwickelt, produziert und vertreibt Rühl Puromer neben GFK-Systemen und Gelcoats zur Oberflächengestaltung eine sehr große Bandbreite an zumeist maßgeschneiderten Polyurethan(PUR)-Systemen - egal ob weich oder hart, geschäumt, kompakt oder mit Integralstruktur, gefüllt oder ungefüllt. Rühl Puromer nutzt dieses breite Portfolio an Material- und Technologiekompetenz als Anbieter von produktorientierten innovativen Systemlösungen, z. B. im Bereich Oberflächenanwendungen. Bei diesem Fokus auf das Kundenprodukt bilden mehr als 40 Jahre Praxiserfahrung die Grundlage für einen außergewöhnlichen Service, den Kunden in den verschiedensten Anwendungen und Branchen - angefangen von der Automobilindustrie über die Schienenfahrzeug- und Bauindustrie, den Freizeitsektor bis hin zur Medizintechnik - intensiv nutzen.

„Flexibilität, Reaktionsschnelligkeit, Zuverlässigkeit und Nähe zum Kunden gehört ebenso zu den zentralen Tugenden der Rühl Puromer wie innovatives Denken. Sie bildet damit einen von drei Eckpfeilern unserer mittelständischen Unternehmensgruppe. Als Partner unserer Kunden beteiligen wir uns regelmäßig pro-aktiv an der Realisierung wahrer Innovationen, d. h. von der ersten Produktidee über deren Umsetzung bis hin zur Serienfertigung und erfolgreichen kommerziellen Nutzung des Produkts. Wir sind dabei auch bereit, mit den notwendigen Investitionen dies erst zu ermöglichen und das entsprechende Risiko mitzutragen. So haben wir erst im letzten Jahr umfangreich in unser Technikum als Schmiede unserer Innovationen investiert und werden voraussichtlich im Mai ein neues Schulungs- und Vertriebsgebäude beziehen, in dem alle Kundenaktivitäten vom Kundenservice über Entwicklung und Anwendungstechnik bis hin zum Verkauf und der Geschäftsführung zusammengeführt sein werden", sagte Andreas Rühl, Inhaber der Rühl Unternehmensgruppe.

Zur Oberflächenveredelung bietet Rühl Puromer zum einen verarbeitungsfertige 2-K-PUR-Systeme aus der Produktfamilie puroskin an. Dies sind entweder schäumfähige UV-stabilisierte Gießhautsysteme mit angenehmer Haptik oder lichtechte aliphatische Vergusssysteme zur Realisierung einer großen Farbvielfalt. Diese durchgefärbten PUR-Gießmaterialien, deren Anfänge historisch betrachtet bis in das Jahr 2003 zurückgehen, können dabei sowohl als Beschichtungssystem für verschiedene Trägerbauteile in Form einer separaten Oberflächenveredelung eingesetzt oder direkt im Skinform-Verfahren (KraussMaffei) in einer großserientauglichen Prozesseinheit mit einem spritzgegossenen thermoplastischen Trägerbauteil im Takt des Spritzgießprozesses effizient kombiniert werden.  In beiden Fällen erfolgt die Beschichtung im geschlossenen Werkzeug, so dass die Werkzeugoberfläche die Kontur und Oberflächengüte vorgibt.

Im Zuge der Entwicklung des Skinform-Verfahrens war Rühl Puromer neben Minda Schenk Plastics Solution als Treiber aus der Automobilzulieferindustrie in Kooperation mit KraussMaffei für die Maschinen- und Verarbeitungstechnik der Sys­tementwickler der ersten Stunde für die gewünschte PUR-Oberfläche mit lederartiger Haptik. Als erste Serienbauteile, welche bei Minda Schenk Plastics Solution in der SkinForm-Technik bis heute produziert werden, sind zum einen die Kopfstützenabdeckungen für verschiedene Mercedes-Modelle zu nennen. Zum anderen hat dieses intelligente Lösungskonzept, welches die materialspezifischen Vorteile verschiedener Werkstoffe durch Herstellung eines Werkstoffverbundes in einem wirtschaftlichen Verarbeitungsprozess miteinander vereint, im Non-Automotive-Bereich für anspruchsvolle Griffelemente von hochwertigen Baumaschinen und Staubsaugern Einzug gehalten (Bild 2). Die Entwicklung dieser innovativen Werkstoff- und Verfahrenstechnik geht stetig weiter und setzt ihre Marktdurchdringung in den unterschiedlichsten Anwendungsfeldern weiter fort.(Bild 3).

Eine weitere Materialinnovation aus dem Hause Rühl Puromer auf Basis aliphatischer Isocyanate zur Oberflächenveredelung der besonderen Art sind kratzfeste transparente PUR-Systeme aus der puroclear-Produktfamilie. Solche Oberflächenbeschichtungen, welche dem fertigen Bauteil einen hohen Glanz sowie eine optisch hochwertige 3D-Tiefenwirkung verleihen, werden seit geraumer Zeit bereits im CCM-Verfahren (Clear Coat Moulding, KraussMaffei) oder ClearRIM-Verfahren (Hennecke) zu edlen Holzzierteilen für den Fahrzeuginnenraum verarbeitet. Auch hier erfolgt die Beschichtung im geschlossenen Werkzeug. Weitere Anwendungen sind optisch individuelle Tische sowie Büsten für Schmuckpräsentationen z. B. in Schaufenstern. Das hohe Innovationspotenzial der puroclear-Systeme ist damit sowohl im automobilen Umfeld als auch im non-automotiven Bereich bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Vor diesem Hintergrund wurde die Produktfamilie bei Rühl Puromer kontinuierlich weiterentwickelt.

Zielsetzung war es dabei, einerseits die Forderung nach besserer Kratzfestigkeit zu erfüllen. Weiterhin stand der Wunsch im Raum, falls möglich, dem Beschichtungssystem gar selbstheilende Kräfte zu verleihen, um die Wertigkeit im Alltagsgebrauch weiter zu steigern. Denn nichts ist ärgerlicher, als einem Premiumprodukt durch meist zufällige äußere Einwirkung, z. B. durch spielende Kinder, seine Wertigkeit mit der Gebrauchsdauer zu nehmen. „Wem sind gerade die ersten Kratzer nicht ein Stich ins Herz und das womöglich jeden Morgen, wenn man ins Auto steigt?", sagte Dr. Ingo Kleba, Geschäftsführer bei Rühl Puromer. Andererseits steht die Effizienzsteigerung in der Produktion im Fokus der Entwicklungsbemühungen. Hier gilt es den für die Polyurethanverarbeitung üblichen Eintrennprozess mit Trennmitteln auf ein Minimum zu reduzieren. Dies ist eine der zu erfüllenden Anforderungen, wenn man über die Kombination mit dem Spritzgießverfahren im Skinform-Verfahren nachdenkt - eine weitere interessante Innovation für transparente PUR-Beschichtungen. Damit einhergehend würde auch der Nachbearbeitungsaufwand im Hinblick auf z.B. Polieren sowie der Wartungsaufwand für das Werkzeug und die Ausschussquote im positiven Sinn beeinflusst.

Diesen beiden Zielsetzungen Rechnung tragend hat das Rühl Puromer Entwicklungsteam mit dem System puroclearTMs eine neue Generation an puroclear-Systemen zur Serienreife entwickelt, welches sowohl mit selbstheilenden und/oder selbsttrennenden Eigenschaften zur Verfügung steht. „Die Entwicklungsbemühungen sind belohnt worden. Durch eine konsequente Anpassung der chemischen Zusammensetzung ist es uns gelungen, ein transparentes Beschichtungssystem zu erzeugen, das sowohl selbstheilende als auch selbstrennende Eigenschaften besitzt. Mehr noch freut es uns, dass diese Produkte die hohen der bisher getesteten automobilspezifischen Anforderungen mit Bravour bestehen", sagte Dr. Thomas Mack, Entwicklungsleiter bei Rühl Puromer. Neben der bekannten optischen 3D-Tiefenwirkung erhält das Bauteil, durch die Beschichtung mit puroclearTMs, ein zusätzliches Schutzschild, um seinem Premiumanspruch möglichst lange gerecht zu werden (Bild 1). „Es hat schon etwas von einer Geisterhand, wie schnell sich Kratzer, die wir  mit ganz alltäglichen Gegenständen wie Ringen, Armbändern und Autoschlüsseln auf den Oberflächen hinterlassen, wieder zurückbilden. Ein Kratzer mit einem H4-Bleistift ist je nach Einstellung des Systems bereits nach einigen Minuten oder spätestens am nächsten Tag nicht mehr zu sehen. Dabei kommt es nicht nur auf die Härte des Beschichtungsmaterials an, sondern letztendlich auf dessen Reaktion auf die äußere Krafteinwirkung", sagte Jürgen Emig, Leiter Technikum und verantwortlich für anwendungstechnische Materialentwicklung und Markteinführung der puroclear-Systeme.

Bild_1_(puroclear_vs_polycarbonat)Bild 1: Reaktion der puroclearTMs -Beschichtung im Vergleich zu einem
Polycarbonat auf einen Kratztest unter verschärften Bedingungen in
Anlehnung an Vickers


Für die Produktion interessant ist auch die selbsttrennende Variante der puroclearTMs-Produkte.
„Durch eine ausgeklügelte Chemie ist es uns gelungen, dem System eine innere Trennwirkung zu verleihen - und das ohne Einbußen im Hinblick auf die Transparenz oder andere Eigenschaften. Bisherige Abmusterungen haben gezeigt, dass auch 500 Entformungen ohne erneutes Eintrennen problemlos möglich sind, wodurch auch die Effizienz und damit die Akzeptanz einer PUR-Beschichtung weiter steigen wird", berichtete Emig in Bezug auf die Vorteile der Selbsttrennung in der Produktionspraxis. „Und auch das optische Erscheinungsbild direkt nach der Entformung ist besser im Vergleich zu herkömmlichen PUR-Beschichtungen, womit auch die Nacharbeit der Bauteile positiv beeinflusst wird", setzte er weiter fort.

Bild_2_(bosch_staubsauger_griff_kompl)Bild 2: Griffelement eines Bosch-Staubsaugers mit puroskinTM-Oberfläche
in SkinForm-Technik (Quelle: Minda Schenk Plastics Solution)

Den letzten Schliff erhalten Bauteile mit einer transparenten PUR-Beschichtung in einigen Fällen allerdings erst durch ein abschließendes Polieren. Vor diesem Hintergrund wurde die neue Generation an puroclearTMs-Systemen auch dahingehend weiterentwickelt, dass auch diese letzte Veredelungsstufe möglich wird. Durch eine geeignete Kombination aus Systemformulierung und eine entsprechende Poliertechnik können die Endprodukte diesem Fertigungsschritt unterzogen werden.
Bild_3_(puroskin_tuerverk_KopieBild 3: Prototyp einer Türverkleidung hergestellt im SkinForm-Verfahren
mit Oberflächenveredelung aus puroskin in drei Farben (Quelle: KraussMaffei)


„Perfekt entspiegelt", war der Anspruch an die Partner eines Entwicklungsprojektes, die damit die Möglichkeiten erarbeiten sollten, auf Bauteilen für eine spiegelfreie Ansicht zu sorgen. Dies gelang durch einen zweistufigen Produktionsprozess, bei dem nach der Herstellung des Spritzgussteils ein puroclear-System in eine zweite Kavität eindosiert wurde und anschließend die in der Formenoberfläche aufgebaute Nanostruktur 1:1 abformte. Die damit erhaltene Nanostrukturierung der PUR-Oberfläche führt zu dem gewünschten optisch wirksamen Oberflächeneffekt (Bild 4). Mit dieser als „Nanoskin" bezeichneten Technologie eröffnet sich ein weites Anwendungsfeld, das von Handy-Displays über Brillengläser bis zu Instrumentenabdeckungen im Automobilbereich reicht - damit aber bei weitem nicht limitiert ist.

Bild_4_(Demonstrator_Nanoskin)Bild 4: Nanoskin-Demonstrator für eine auf Basis puroclear mit
Nanostruktur entspiegelte Displayoberfläche (Quelle: Fraunhofer IWM, Freiburg).


„Zusammenfassend kann man festhalten, dass wir mit der Produktgruppe puroclearTMs einen Werkstoff entwickelt haben, der den Bedürfnissen des Marktes konsequent folgt. Die hohe Resonanz ist der beste Beweis dafür. Ich glaube fest daran, dass wir gemeinsam mit unseren Kunden aus dieser Produktidee eine wahre Innovation erzeugen werden. Das Potenzial sowohl im Automotive- als auch Non-automotive-Bereich ist nach unseren Marktbetrachtungen gegeben. Und auch die langfristige Perspektive ist, wie das Beispiel Nanoskin zeigt, vorhanden", sagt Dr. Ingo Kleba. Dem Markt stehen somit neue Beschichtungsmöglichkeiten zur Verfügung, die sich mit den folgenden Merkmalen zusammenfassen lassen:

  • Kompromisslose optische 3D-Tiefenwirkung
  • UV-stabil
  • Vereinfachte Verarbeitungstechnik durch reduzierte Viskosität
  • Keine toxischen Inhaltsstoffe bei der Verarbeitung und im Endprodukt
  • Selbstheilend
  • Selbsttrennend
  • Polierbar

Man darf gespannt sein, in welchen Produkten dieser Beschichtungswerkstoff in Zukunft Einzug hält.
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