Les extrudeurs utilisent de plus en plus de granulés sous-marins pour produire des polymères d'ingénierie, y compris des résines telles que la TEP, le nylon et le polycarbonate. Ces résines ont des caractéristiques «difficiles» telles que la faible viscosité et / ou le refroidissement rapide ou la température de fusion élevée.
Par rapport à la granulation des bandes, la granulation sous-marine présente les avantages d'une bonne qualité de particules, d'un degré élevé d'automatisation et d'un faible coût. Cependant, par rapport à des résines de produits de base moins sensibles telles que le polyéthylène, le polypropylène ou le polystyrène, il existe un plus grand risque de congélation de moisissures lors de la production de résines d'ingénierie telles que celles mentionnées dans le paragraphe précédent.
Les granulés sous-marins utilisent généralement des matrices circulaires avec 10 à 20 ou même des centaines de trous. Le système peut être conçu pour se composer de quelques centaines à près de 20000 livres par heure. (Des granulés encore plus grands sont utilisés pour la production d'extrusion.)
Raisons de congélation des trou de moisissure
Le diamètre du trou du moule est généralement de 0,125 pouces, mais pour les particules plus petites, il peut être aussi petit que 0,01 pouces ou aussi grand que 0,20 pouces. La sortie de chaque trou est d'environ 25 à 100 livres par heure, mais la sortie moyenne d'un trou de moule de 0,125 pouce est d'environ 30 livres par heure.
La clé de la granulation sous-marine est de transporter suffisamment de thermoplastique à travers les trous de moule pour maintenir les trous à la température de fusion de la résine, tandis que la tête de fonte et de moule entre en contact avec de l'eau à une température de plusieurs centaines de degrés plus bas. Les moules métalliques sont d'excellents conducteurs thermiques, donc à moins qu'il y ait un flux de polymère suffisant à travers les trous de moule, l'eau refroidira les trous et le polymère se solidifiera en eux. Cependant, le processeur ne peut pas savoir immédiatement que ce blocage s'est produit.
Le problème est que si un ou plusieurs trous de moule sont bloqués par le polymère, l'efficacité de la tête de moule diminuera. En fin de compte, les trous bloqués affecteront l'écoulement des trous environnants, entraînant des particules finies de forme plus grande et irrégulière et une diminution du rendement. En fin de compte, il est nécessaire de fermer complètement la ligne de production pour nettoyer les trous de moule.
Les principales raisons de congélation de moisissures sont les suivantes: séquence de démarrage inappropriée du polymère, du débit d'eau et de l'opération de coupe; Un chauffage et une isolation insuffisants du moule, ainsi que des fluctuations de processus. Ne pas considérer la formule du matériau (résine, niveau de remplissage et type de remplissage - absorbant ou conduite) peut également entraîner des problèmes. Mais vous ne pouvez pas modifier la recette pour plaire au granulateur, il doit être conçu pour exécuter la plupart des recettes.
Ajuster le processus de démarrage du granulateur
La plupart des gèles de trou de moisissure se produisent pendant le démarrage, lorsque la résine, l'eau de refroidissement et le coupeur doivent être démarrés dans le bon ordre. Si la résine commence à couler à travers le moule et que l'outil s'engage avant que l'eau n'atteigne la surface du moule, elle provoquera le trottoir et le blocage de la résine à l'extérieur des trous du réservoir d'eau. Si l'eau atteint la surface du moule avant que le polymère ne commence à s'écouler, un refroidissement excessif peut faire geler les pores.
Dans les premiers systèmes de granulation sous-marine, les opérateurs qualifiés contrôlaient manuellement cette séquence. À partir du début des années 1990, l'automatisation et le contrôle peuvent être réalisés grâce à des systèmes commerciaux de contrôle des PLC. La soupape de dérivation du polymère et le système de contournement d'eau de transformation permettent à PLC de contrôler plus précisément la synchronisation du polymère et de l'eau entrant dans le moule. Les granulateurs fabriqués depuis le milieu des années 1990 proposent des systèmes de coupe automatiques qui utilisent des moteurs hydrauliques, pneumatiques et servomagés pour contrôler la pression de coupe. Par conséquent, les systèmes entièrement automatisés d'aujourd'hui peuvent contrôler la séquence de démarrage en une fraction de seconde.
Optimiser la conception de moisissure
Une fois la ligne de production démarrée et en marche, la plupart des moules peuvent être évités de la congélation en maintenant un flux de matériau très constant à travers les trous de moule. Mais certains problèmes de congélation sont liés à la conception de la moisissure elle-même.
Le moule est chauffé par un chauffe-lampe de poche ou de l'huile chaude. Le chauffage électrique ne sera pas complètement uniforme car les cartouches d'encre sont principalement placées dans l'anneau autour des trous de moule, près du bord extérieur de la plaque de moule. Par conséquent, les trous autour de l'extérieur de la filière sont souvent plus chauds que les trous au centre. Le fabricant de moisissures a une fois tenté d'ajouter un cylindre au centre du moule, mais l'ingénierie s'est avérée maladroite
Par conséquent, les radiateurs cylindriques peuvent ne pas convenir à de grands moules ou à des matériaux avec une plage de température de fusion étroite, comme le nylon, qui peut avoir tendance à geler au centre du moule.
Par rapport aux radiateurs cylindriques, le chauffage de l'huile peut appliquer une chaleur plus uniforme sur une plus grande surface. Le système d'huile est configuré avec jusqu'à huit zones de moisissure. Mais le chauffage à l'huile est plus cher que les radiateurs cylindriques. Le chauffage à l'huile est couramment utilisé dans les lignes de production à haut débit de fabricants de résine ou de grandes usines de mélange. Récemment, il a été appliqué sur des systèmes plus petits pour obtenir un meilleur contrôle de la température.
Si la soupape d'huile est bloquée, les trous de moisissure dans la zone affectée du moule deviendront plus froids et pourraient geler, mais le reste du moule sera bien. Au début, la sortie peut ne pas changer. De même, comme les radiateurs cylindriques, le problème se manifestera comme des particules défectueuses.
Toutes les puces ont un certain type de couche d'isolation. La plupart des moules utilisent des plaques spéciales attachées au milieu de la surface du moule. Mais la plaque peut se desserrer. Ensuite, l'eau coule derrière eux, refroidissant les moules et provoquant potentiellement la congélation.
Une autre méthode d'isolation consiste à utiliser une conception de moisissure "creuse" avec des lacunes contenant le vide. S'il ne fait pas partie de la conception de modèle d'origine, il peut être modernisé sur la plupart des systèmes. Le vide est un bon isolant et ne peut pas être endommagé comme des panneaux d'isolation solides.
Réduire les fluctuations des processus
Tout type d'interruption du processus d'extrusion ou de fluctuation de sortie peut provoquer une congélation. Par exemple, l'extruder des matériaux recyclés à faible densité d'emballage peut provoquer des fluctuations dans la sortie de l'extrudeuse, conduisant à un flux de polymère incohérent et à la congélation des trous de moisissure de manière aléatoire. Les pompes à fonte en polymère peuvent être utilisées pour prévenir ces fluctuations et fournir un flux de matrice cohérent.
L'utilisation de changeurs d'écran de type skateboard discontinus peut également provoquer une interruption de débit et un piégeage de l'air, entraînant une perte temporaire de polymère s'écoulant vers les trous de moule. Peut provoquer une congélation aléatoire des trous de moisissure. La solution consiste à utiliser un changeur d'écran continu, qui peut remplacer instantanément les écrans sales sans interrompre le processus ou le piégeage de l'air.