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Mit Stahlfasern ist die Farbgestaltung elektrisch leitfähiger Kunststoffe flexibler

21.05.2008
Stahlfasern als Füllstoff verbreitern die Farbpalette von elektrisch leitenden Kunststoffen. Damit können Kunststoffteile zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen in Maschinen und Anlagen farblich ins Markenkonzept des Herstellers eingebunden werden. Bei konventionellen elektrisch leitenden Füllstoffen ist die Farbgebung auf Schwarz oder Dunkelgrau beschränkt.

Werden elektrostatische Aufladungen an Maschinen und Anlagen nicht kontinuierlich abgeleitet, besteht die Gefahr der Funkenbildung. Schäden an empfindlichen Maschinenkomponenten, zum Beispiel der Steuerung, sind die Folge.

Seit Jahren werden daher Bauteile als elektrostatische Ableiter in Anlagen integriert. Sie bestehen aus elektrisch leitenden Kunststoffen, deren Leitfähigkeit auf Füllstoffen wie Ruß, Grafit oder Kohlefasern basiert. Daher sind diese Teile üblicherweise schwarz oder dunkelgrau.

Nun verwendet der österreichische Kunststoffspezialist Faigle, Hard, auch Stahlfasern zum Erzeugen der elektrischen Leitfähigkeit. Das Ergebnis ist der elektrisch leitende Kunststoff PAS-PP. Dieses Polypropylen verbreitert die Farbpalette für Kunststoffteile zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen.

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Dadurch sind die Möglichkeiten größer, mit der Farbwahl Alleinstellungsmerkmale am Markt zu betonen. Damit folgt Faigle einer Marktforderung, die auch Funktionskriterien einschließt.

Elektrisch leitende Kunststoffe mit Signalfunktion

So ermöglicht eine Farbunterscheidung die Untergliederung ansonsten ähnlicher Teile. Zudem hat eine Farbauffälligkeit Signalfunktion.

Der österreichische Tragrollenhersteller Kraus, Klagenfurt, nutzt bereits diese Möglichkeiten, um Lagerschilde auch farblich als Markenzeichen zu gestalten. Mit diesen Schilden werden die topfförmigen Rollenböden, die man in beide Enden der Tragrollen schiebt, nach außen verschlossen.

Nur eine Durchführung für die Rotationsachse ist vorhanden. So wird das jeweilige Kugellager in den Böden vor äußeren Einflüssen geschützt.

Um elektrostatische Aufladungen abzuleiten, bestehen die Rollenböden und Lagerschilde aus elektrisch leitendem Kunstoff, zum Beispiel dem Polypropylen PAS-PP, das den Schilden des Rollensortiments 3700 HPR von Kraus einen elektrischen Durchgangswiderstand unter 1000 Ω verleiht.

Elektrisch leitende Kunststoffe garantieren sichere Ableitung bei Rollenböden

Dadurch ist laut Faigle eine sichere Ableitung garantiert. Gerade in der Fördertechnik, wo häufig Kunststoffe aufgrund vorteilhafter Gewichts- und Gleiteigenschaften zur Anwendung kommen, können Reib- und Gleitbewegungen eine elektrostatische Aufladung bis 10000 V bewirken.

Für die elektrische Leitfähigkeit des Polypropylens sind Fasern aus korrosionsbeständigem Stahl verantwortlich. Sie sind 3 bis 4 mm lang und haben einen Durchmesser von 8 bis 11 µm. Ein Fasergehalt von 1,5 Vol.-% wird als hoch genug angesehen, um eine zuverlässige Ableitung elektrostatischer Aufladungen über die gesamte Bauteillebensdauer hinweg zu erreichen.

Stahlfasern in elektrisch leitenden Kunststoffen sorgen für lange Haltbarkeit

Darin liegt ein wesentlicher Unterschied zwischen elektrisch leitenden Kunststoffen und Antistatika, die lediglich den Oberflächenwiderstand der Teile verringern. Deren Wirkung, elektrostatische Oberflächenladungen abzuleiten, ist laut Faigle auf maximal mehrere Monate begrenzt.

Im Gegensatz dazu wird bei elektrisch leitenden Kunststoffen eine Leitfähigkeit von mindestens 80000 h garantiert. Das entspricht einer Rollenlebensdauer von etwa 20 Jahren im Zwei-Schicht-Betrieb. In dieser Zeit sei keinerlei Wartung erforderlich, die Lagerschilde müssten nicht ausgetauscht werden.

So wird aufgrund der größeren farblichen Gestaltungsfreiheit, die Stahlfasern als Füllstoff bei elektrisch leitenden Kunststoffen ermöglichen, Qualität sichtbar gemacht – auch wenn die erweiterte Farbgebung auf Grenzen stößt; bei hellen Farben wie Gelb wird infolge der Stahlfaserfüllung eine graue Schattierung an der Oberfläche sichtbar.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/werkstoffe/articles/122019/

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