IR-Masterbatch ist eine konzentrierte Formulierung von IR-aktiven Additiven – häufig organischen Farbstoffen, anorganischen Partikeln oder Spezialpigmenten –, die in einem Polymerträger dispergiert sind. Durch die Mischung mit einem Basisharz verändert es die Wechselwirkung des Kunststoffs mit Infrarotstrahlung.
Je nach Art des verwendeten Zusatzstoffs kann das resultierende Material folgende Eigenschaften aufweisen:
Infrarotlicht absorbieren (Wärmespeicherung oder Laserschutz)
Reflektiertes Infrarotlicht (Wärmereduzierung)
Infrarotwellenlängen aussenden (Sensorkompatibilität, optische Fenster)
Diese Eigenschaften ermöglichen es IR-Masterbatch, energieeffiziente, sichere und technologisch fortschrittliche Kunststoffanwendungen zu unterstützen.
Die Funktionalität von IR-Masterbatch beruht darauf, wie die darin enthaltenen Additive mit verschiedenen Wellenlängen der Infrarotstrahlung interagieren. Infrarotlicht lässt sich unterteilen in:
Nahinfrarot (NIR): 700–2500 nm
Mittleres Infrarot (MIR): 2500–25.000 nm
Ferninfrarot (FIR): > 25.000 nm
Verschiedene IR-Additive werden so entwickelt, dass sie diese Wellenlängen auf spezifische Weise beeinflussen:
IR-absorbierende Masterbatches enthalten Pigmente oder Verbindungen, Infrarotstrahlung einfangen und in Wärme umwandeln.
Dies wird erreicht durch:
Elektronische Übergänge in organischen Farbstoffen
Gitterschwingungen in anorganischen Partikeln
Selektive Absorptionsspitzen abgestimmt auf langwelliges Infrarot
Funktionsweise:
Kurzwellige Infrarotstrahlung des Sonnenlichts dringt durch den Kunststoff.
IR-Zusätze absorbieren langwellige Infrarotstrahlung, die von Böden, Oberflächen oder Objekten emittiert wird.
Die absorbierte Infrarotstrahlung wird langsamer wieder abgegeben, wodurch der Wärmeverlust reduziert wird.
Dieses Prinzip ist der Grund, warum Gewächshausfolien mit Infrarotabsorbern nachts wärmer bleiben.
IR-reflektierende Masterbatches verwenden Partikel mit hohe IR-Reflexionhäufig auf Basis von Keramik-, Metalloxid- oder Perlglanzpigmenten.
Funktionsweise:
Additive weisen eine Brechungsindexfehlanpassung zur Polymermatrix auf.
Statt Infrarotstrahlung zu absorbieren, streuen oder reflektieren sie diese nach außen.
Die reflektierte Infrarotstrahlung kann die Kunststoffoberfläche nicht durchdringen, wodurch die Wärmeentwicklung reduziert wird.
Dies ist besonders wertvoll für Fahrzeuginnenausstattungen, Gebäudefolien und Outdoor-Produkte, bei denen dunkle Kunststoffe unter Sonneneinstrahlung übermäßig heiß werden.
IR-transparente (oder NIR-transparente) Masterbatches werden formuliert unter Verwendung von Nicht-Ruß-Rußpigmente oder Spezialfarbstoffe die dunkel erscheinen, aber Infrarotwellenlängen nicht blockieren.
Funktionsweise:
Die Additive absorbieren sichtbares Licht, lassen aber Infrarot-Wellenlängen frei.
Sensoren, Detektoren und NIR-Sortiersysteme können den Kunststoff erkennen.
IR-Signale (von Fernbedienungen, LiDAR usw.) durchdringen das Material mit minimaler Dämpfung.
Dies ist unerlässlich für Elektronikgehäuse, NIR-detektierbare schwarze Kunststoffe und optische Systemkomponenten.
Entwickelt, um Wärme einzuschließen oder schädliche Infrarotstrahlung abzuschirmen.
Anwendungen:
Gewächshausfolien (Wärmespeicherung)
Wärmedämmende Fensterfolien
Laserschutzbrillen und -schilde
IR-Tarnmaterialien
Entwickelt, um Oberflächen durch Abweisung von Infrarotstrahlung kühl zu halten.
Anwendungen:
Armaturenbretter und Verkleidungen für Automobile
Fensterfolien für Gebäude
Outdoor-Ausrüstung und freiliegende Kunststoffteile
Industrielle Hochtemperaturumgebungen
Lässt Infrarotsignale durch – entscheidend für Elektronik und Recycling.
Anwendungen:
Fernbedienungsempfänger
Bewegungsmelder und Überwachungskameras
LiDAR-Ausrüstung
Schwarze Verpackungen sind im automatisierten Recyclingprozess erkennbar.
Gassensoren und optische Filter
IR-Masterbatch verbessert die Energieeffizienz von Gewächshäusern, indem es den Wärmeverlust in der Nacht reduziert und die Wachstumsbedingungen stabilisiert.
IR-reflektierende Verbindungen senken die Kabinentemperaturen und verhindern thermische Verformungen von Innenteilen.
Wird in IR-Fenstern, Fernsensorpanels und optischen Sensoren eingesetzt, bei denen eine IR-Übertragung unerlässlich ist.
Ein IR-absorbierendes Masterbatch bietet Schutz vor Laserstrahlung und ermöglicht IR-Tarnbeschichtungen.
Spielt eine zentrale Rolle beim Lasermarkieren und Laserschweißen und verbessert die Prozessgenauigkeit und den Kontrast.
Durch IR-transparentes schwarzes Masterbatch wird die automatische NIR-Sortierung dunkler Verpackungen ermöglicht – ein Beitrag zu den Zielen der Kreislaufwirtschaft.
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Alternativen zu Ruß zur Unterstützung globaler Recyclingvorgaben
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Nachhaltige, biopolymerkompatible IR-Masterbatches
IR-Masterbatch zählt zu den vielseitigsten und wirkungsvollsten Innovationen in der Kunststofftechnik. Durch Absorption, Reflexion oder Transmission von Infrarotstrahlung ermöglicht es überlegenes Wärmemanagement, optische Eigenschaften, Nachhaltigkeit und Sicherheit in einer Vielzahl von Branchen.
Da die weltweite Nachfrage nach Energieeffizienz, intelligenter Sensorik und Recyclingfähigkeit wächst, wird IR-Masterbatch auch weiterhin eine zentrale Rolle in den Polymertechnologien der nächsten Generation spielen.
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