Innosolids is gevestigd aan de rand van het Chemelot-terrein. Deze ligging is niet toevallig. Het bedrijfje is een aantal jaren geleden ontsproten uit de Duitse chemiereus Evonik, het voormalige Degussa. Directeur Theo van Kessel: ‘Evonik wilde zich puur toeleggen op de core business en zich terugtrekken uit het deel van de keten, waarbij deze pigmenten verder worden verwerkt om deze geschikt te maken voor industriële applicaties. Nu had ik, samen met mijn collega’s, Ladis Kovacs en Gwen Budé, binnen Evonik gewerkt aan een nieuwe, biobased drager van deze pigmenten: Dry Liquid Color.’
Met deze carrier heeft Innosolids een onderscheidend product in handen, aldus van Kessel. Er zijn immers verschillende manieren om pigmenten te ‘vervoeren’ die ieder zo hun nadelen hebben.
Troep op de werkvloer
Er zijn grofweg drie manieren om producten kleur te geven: in poedervorm, in een vloeistof en als een zogenaamde masterbatch. ‘Pigmenten in een poedervorm zijn vaak 100 procent geconcentreerd. Deze poeders moeten wel in de fabriek worden gemixt met harsen en andere bonding agents die ervoor moeten zorgen dat de pigmenten hechten aan de kunststoffen. Dat zorgt vaak voor een troep in de fabriek. Je kunt je voorstellen dat een poederwolk al snel ontstaat. Een andere nadeel van poeders is dat deze moeilijk dispergeren (het mengen en verdelen, red.) in een vloeistof. Deze mate van dispergering verschilt overigens wel per pigment.’
Pigmenten die zijn gedispergeerd in een vloeistof (bijvoorbeeld vetzuuresters), ondervangen dit probleem. Immers, er hoeft niet in de fabriek te worden gemixt, wat kan leiden tot fluctuaties in de dosering. Bovendien is de concentratie in een liquid nog steeds vrij hoog, al is de bandbreedte groot (van 30 tot 80 procent aan pigmenten). ‘De homogeniteit en de dispersie van liquids is een pre ten opzichte van poeders. Liquids zijn ook vrijwel universeel toepasbaar. Er kleven wel een aantal nadelen aan. Bepaalde pigmenten kunnen in vloeistoffen uitzakken en in het ergste geval coaguleren. Je hebt dan geen homogene vloeistof meer, maar twee gescheiden fracties. Het product is dan niet meer bruikbaar. De andere nadelen zijn gerelateerd aan het productieproces. Zo wordt er al snel geknoeid met vloeistoffen. Ook kunnen de liquids in de machines voor problemen zorgen zoals screw slip. Het laatste geval treedt met name op als de pigmenten zijn opgelost in oliën. Deze zorgen ervoor dat de schroeven die kunststof vermengen met kleurstoffen en deze massa transporteren, hun grip op het materiaal verliezen. Dan ligt het hele proces stil.’
Masterbatch
Een masterbatch ondervangt in ieder geval geknoei in de productie. In een masterbatch worden de pigmenten en vaak andere additieven, zoals vlamvertragers of weekmakers, toegevoegd aan een kunststof carrier. ‘Masterbatches zijn momenteel de meest gebruikte manier om kunststoffen te kleuren. Het voordeel is, zoals gezegd, dat het netjes blijft op de werkvloer. Daarnaast kunnen pigmenten en additieven in een keer, worden toegevoegd aan het proces. Dat scheelt aan handlings- en schoonmaakkosten, wat de verhoudingsgewijs hogere prijs (ten opzichte van poeders en liquids, red.) goed kan maken.’ De beperking van masterbatches is wel dat de carrier niet universeel toepasbaar is. Het dragermateriaal is een kunststof die compatibel moet zijn met de kunststof waarin deze wordt verwerkt. Vaak worden de volgende carriermaterialen gebruikt: low density polyethyleen, polypropyleen, EVA, was met een laag moleculair gewicht of kunstharsen. ‘Dat gegeven beperkt wel de flexibiliteit in de productie. Bovendien laten de homogeniteit en de dispersie nog wel eens te wensen over.’
Sesamzaadjes
De bovengenoemde nadelen vormden voor Van Kessel en zijn collega’s bij Evonik aanleiding om op zoek te gaan naar een oplossing die uiteindelijk de intrigerende naam Dry Liquid Colour heeft gekregen. Van Kessel ‘graaft’ even in zijn koffers met samples, haalt er een flesje uit en schudt een klein deel op tafel. Het lijken wel sesamzaadjes. ‘Vergeleken met masterbatches die er uit zien als dikkere en kortere vorm van hagelslag, is DLC vanaf een halve millimeter beschikbaar. Overigens kunnen we ook DLC produceren met een grotere korrel.’
Het geheim achter DLC zit in de carrier, aldus Van Kessel die alleen wil prijsgeven dat deze ‘uit de oleochemie komt’. Momenteel is Innosolids bezig met een patentaanvraag, vandaar dat Van Kessel zijn kiezen stijf op elkaar houdt. Enfin, volgens Innosolids is DLC “the best of both worlds”.
‘Net als bij masterbatches heb je geen geknoei in de fabriek. Je kunt DLC, net als de droge oplossingen, goed bewaren. Qua dispersie en homogeniteit scoort DLC beter dan poeder en masterbatch en vergelijkbaar met liquids. De kleinere korrel is bovendien gemakkelijker doseerbaar, waardoor producenten meer mogelijkheden hebben om te ‘spelen’ met de kleur. Producenten van PET-flessen kunnen bijvoorbeeld een lichtblauwe kleur gebruiken met een constantere kleurkwaliteit.’
Lagere productiekosten
Op de vraag wat precies gebeurt met de carrier, antwoordt Van Kessel: ‘Deze lost niet op in het proces, maar nestelt zich in de intramoleculaire ruimte van de kunststofmatrix. Uit onafhankelijk onderzoek, uitgevoerd door de Fachhochschule in Hannover, blijkt dat DLC bepaalde functionele eigenschappen van het materiaal verbetert, zoals rek bij breuk. Toegegeven, de vicat (de hardheid, red.) van het materiaal ligt iets onder de norm, maar blijft wel binnen de tolerantie.’ Over productie gesproken. Van Kessel stelt dat bij DLC een lagere temperatuur en druk nodig zijn om het pigment te vermengen met de kunststoffen. ‘Het is een minder energieintensief proces, zowel voor de mechanische gereonderdelen als de benodigde hitte, zodat productiekosten lager uitvallen.’
Volgens Van Kessel is DLC momenteel voor meer dan 80 procent uitontwikkeld. Inmiddels is het product zowel op labschaal, als op industriële schaal – bij enkele klanten – uitgebreid getest. De reacties van de laatstgenoemden zijn positief, zo stelt hij. ‘Met name de toegevoegde functionaliteit en de voordelen bij de processing spreekt hen aan. Qua prijs zitten we soms fractioneel hoger dan de andere methodes, maar in de meeste gevallen gelijk of zelfs lager, maar daarvoor hebben we ook de nadelen van de tafel geveegd.’
Overigens is het biobased aspect van DLC geen thema voor de klanten van Innosolids die actief zijn in uiteenlopende sectoren als consumentengoederen (speelgoed, flessen, doppen) of in een B2B-omgeving (farma, bekabeling et cetera). ‘Onze klanten zijn puur geïnteresseerd in functionaliteit en prijs. Het laatste fluctueert aanzienlijk per sector, net zoals de prijs van pigmenten enorm kan variëren: van 2 tot 200 euro per kilo.’
Kader
Financiering speelt vanzelfsprekend een cruciale rol bij de doorontwikkeling van DLC, zeker omdat Innosolids de productie in eigen hand wil houden. ‘We hebben zelf kapitaal ingebracht. Verder hebben LIOF, samen met het gelieerde Nedermaas Ventures, een aandeel genomen in ons bedrijf en hebben we een financiële injectie gekregen van Teckle, het innovatieplatform van Rabobank Westelijke Mijnstreek.’ Van Kessel stelt dat zijn bedrijf met de investeringen sneller testsamples kan leveren en het vervolgens ook op multi-ton schaal kan produceren. ‘Tevens zullen wij flink gaan investeren in R&D-faciliteiten om te kunnen demonstreren dat ons concept werkt voor alle plastic eindproducten.’
