Ziel der Entwicklung
Farbgebung und Farbwechsel, auch chromogen genannt, spielen im Automobil-Interieur eine wichtige Rolle. Interessant sind gerade auch chromogenen Systeme, bei denen der Farbwechsel ohne Energiezufuhr und unabhängig von der elektronischen Peripherie des Fahrzeugs auftritt. In diesem Zusammenhang stehen immer die Fragen: Wie kommt der Farbwechsel in das Produkt? und Welche Qualität kann man erwarten? Entsprechend beschäftigte sich das Projekt mit modernen, hochproduktiven Basistechnologien, nach denen sich chromogene Kunststoffbauteile für Interieur herstellen lassen: Bauteile, die bei Temperaturveränderung, auch genannt thermochrom, beziehungsweise im Sonnenlicht, photochrom, ihre Farbe verändern.
Vorteile und Lösungen
Für thermochrome Komponenten bietet die Gruppe der Leukofarbstoffe viele Farbtöne und einen weiten Bereich des Temperaturumschlags. Als Matrix eignen sich Thermoplaste mit Schmelzpunkten von unterhalb 200°C sowie Harze. Beim Einbringen der thermochromen Pigmenten muss man die Besonderheiten des Kunststoffs beachten und die Temperatur-/Scherbelastung so gering wie möglich halten. Sämtliche Leukofarbstoffe schlagen bei Temperaturerhöhung von farbig nach farblos um; für andere Effekte sind Kombinationen mit komplementären Einfärbungen notwendig. Ein grundsätzliches Problem ist die Empfindlichkeit der Pigmente gegenüber Sonnenlicht. Mit UV-Stabilisatoren lässt sich das Verbleichen nur geringfügig aufhalten. Für photochrome Systeme steht eine große Palette an kommerziellen Farbstoffen zur Verfügung. Der Effekt dieser Pigmente wie Farbumschlag und Relaxation hängt maßgeblich von der jeweiligen polymeren Matrix ab. Als Träger eignen sich Polyolefine sowie andere, niedrig schmelzende Thermoplaste und einige Harze. Für jeden Kunststoff ist die optimale Kombination an Farbstofftyp und Menge herauszuarbeiten; in Abhängigkeit der Polarität der Matrix findet man häufig nur mit wenigen Produkten hinreichend intensive Farbumschläge. Auch bei photochromen Systemen beeinträchtigt längere UV-Einstrahlung die Funktionalität auch Fatigue genannt. Ausgewählte UV-Stabilisatoren und UV-absorbierende Lacke führen nur zu tendenziellen Verbesserungen; die Widerstandsfähigkeit gegen Sonnenlicht wächst aber mit höheren Farbstoffkonzentrationen und mit der Schichtdicke. Es gelang im Projekt, sowohl für thermochrome als auch für photochrome Systeme, zwei spezielle Kunststoffe zu finden, die mit ausgewählten Pigmenten bemerkenswert UV-stabile Farbumschlage ermöglichen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die entwickelten Compounds beziehungsweise Verfahren lassen sich in Prozessen der Automobil-Interieurherstellung verwenden. Besonders wichtig erscheint jedoch der Blick über das Auto hinaus: Passives Licht- und Wärmemanagement gewinnt zunehmende Bedeutung. Ursache sind Forderungen nach reduzierter Aufheizung im Sommer und nach Einsparmaßnahmen im Bauwesen – letztlich also die klimatischen Veränderungen, die in allen Arbeits- und Wohnräumen ein Umdenken notwendig machen. Vor allem bei Gardinen, Vorhängen oder Jalousien bietet sich die photochrome Funktionalisierung an. Daneben sei auf die Relevanz für Technische Textilien hingewiesen. So kann man sich über den Einbau von kostengünstigen coloristischen Elementen, die bei Einwirkung von Licht oder Wärme ihre Farbe ändern, eine Vielzahl von funktionellen Ansätzen vorstellen, zum Beispiel Hinweise auf Umweltereignisse wie den Einfall von Licht, die Überschreitung bestimmter Temperaturen oder Weiteres.
