Extruders gebruiken in toenemende mate onderwater pelletisatie om technische polymeren te produceren, waaronder harsen zoals PET, nylon en polycarbonaat. Deze harsen hebben "moeilijke" kenmerken zoals lage viscositeit en/of snelle koeling of hoge smelttemperatuur.
Vergeleken met stripgranulatie heeft onderwatergranulatie de voordelen van goede deeltjeskwaliteit, hoge mate van automatisering en lage kosten. In vergelijking met minder gevoelige grondstoffenharsen zoals polyethyleen, polypropyleen of polystyreen, is er echter een groter risico op het bevriezen van schimmels bij het produceren van engineeringharsen zoals die in de vorige paragraaf.
Onderwaterpelletizers gebruiken meestal cirkelvormige matrijzen met 10 tot 20 of zelfs honderden gaten. Het systeem kan worden ontworpen om overal een paar honderd tot bijna 20000 pond per uur samen te stellen. (Nog grotere pelletizers worden gebruikt voor extrusieproductie.)
Redenen voor het bevriezen van schimmelgat
De diameter van het schimmelgat is meestal 0,125 inch, maar voor kleinere deeltjes kan deze zo klein zijn als 0,01 inch of zo groot als 0,20 inch. De uitgang van elk gat is ongeveer 25-100 pond per uur, maar de gemiddelde uitgang van een vormgat van 0,125 inch is ongeveer 30 pond per uur.
De sleutel tot onderwatergranulatie is om voldoende thermoplast te transporteren door de schimmelgaten om de gaten bij de smelttemperatuur van de hars te houden, terwijl de smelt- en schimmelkop in contact komt met water bij een temperatuur honderden honderden graden lager. Metaalvormen zijn uitstekende thermische geleiders, dus tenzij er voldoende polymeerstroom door de vormgaten is, zal water de gaten afkoelen en het polymeer erin stold. De processor kan echter niet onmiddellijk weten dat deze blokkade is opgetreden.
Het probleem is dat als een of meer schimmelgaten worden geblokkeerd door polymeer, de efficiëntie van de schimmelkop zal afnemen. Uiteindelijk zullen geblokkeerde gaten de stroom van omliggende gaten beïnvloeden, wat resulteert in grotere en onregelmatig gevormde afgewerkte deeltjes en een afname van de opbrengst. Uiteindelijk is het noodzakelijk om de productielijn volledig af te sluiten om de schimmelgaten te reinigen.
De belangrijkste redenen voor het bevriezen van schimmels zijn als volgt: onjuiste startsequentie van polymeer, waterstroom en snijder; Onvoldoende verwarming en isolatie van de schimmel, evenals processchommelingen. Het niet overwegen van de materiaalformule (hars, vulniveau en vulstoftype - warmteabsorberen of uitvoeren) kan ook leiden tot problemen. Maar u kunt het recept niet wijzigen om de granulator te plezieren, het moet worden ontworpen om de meeste recepten uit te voeren.
Pas het opstartproces van de granulator aan
De meeste ijsgat bevriezen treedt op tijdens het opstarten, wanneer de hars, het koelwater en de snijder in de juiste volgorde moeten worden gestart. Als de hars door de mal begint te stromen en het gereedschap ingaat voordat het water het schimmeloppervlak bereikt, veroorzaakt dit smeren en harsblokkade buiten de gaten van de watertank. Als water het schimmeloppervlak bereikt voordat het polymeer begint te stromen, kan overmatige koeling de poriën bevriezen.
In vroege onderwatergranulatiesystemen beheersten bekwame operators deze reeks handmatig. Vanaf het begin van de jaren negentig kan automatisering en controle worden bereikt via commerciële PLC -besturingssystemen. Het polymeerafleidingsklep en het proces van het proces van het proces van het proces kunnen PLC nauwkeuriger de timing van polymeer en water die de mal binnendringt nauwkeuriger regelen. Granulatoren vervaardigd sinds het midden van de jaren negentig bieden automatische snijsystemen die hydraulische, pneumatische en servo-motoren gebruiken om de snijdruk te regelen. Daarom kunnen de volledig geautomatiseerde systemen van vandaag de opstartreeks in een fractie van een seconde regelen.
Optimaliseer schimmelontwerp
Zodra de productielijn is gestart en actief, kunnen de meeste vormen worden vermeden door bevriezen door een zeer constante stroom materiaal door de vormgaten te handhaven. Maar sommige bevriezingsproblemen zijn gerelateerd aan het schimmelontwerp zelf.
De mal wordt verwarmd door een zaklampverwarming of hete olie. Elektrische verwarming zal niet volledig uniform zijn omdat de inktpatronen voornamelijk in de ring rond de schimmelgaten worden geplaatst, nabij de buitenrand van de schimmelplaat. Daarom zijn de gaten rond de buitenkant van de matrijs vaak heter dan de gaten in het midden. De schimmelfabrikant probeerde ooit een cilinder in het midden van de mal toe te voegen, maar de engineering bleek onhandig te zijn
Daarom zijn cilindrische kachels mogelijk niet geschikt voor grote vormen of materialen met een smal smelttemperatuurbereik, zoals nylon, dat de neiging kan hebben om in het midden van de schimmel te bevriezen.
In vergelijking met cilindrische kachels kan olieverwarming meer uniforme warmte aanbrengen op een groter gebied. Het oliesysteem is geconfigureerd met maximaal acht schimmelzones. Maar olieverwarming is duurder dan cilindrische kachels. Olieverwarming wordt vaak gebruikt in productielijnen met een hoog output van harsfabrikanten of grote mengfabrieken. Onlangs is het op kleinere systemen toegepast om een betere temperatuurregeling te bereiken.
Als de olieklep is geblokkeerd, worden de schimmelgaten in het getroffen gebied van de schimmel kouder en kunnen het bevriezen, maar de rest van de mal is prima. In het begin kan de uitvoer niet veranderen. Evenzo, net als cilindrische kachels, zal het probleem zich manifesteren als defecte deeltjes.
Alle chips hebben een soort isolatielaag. De meeste vormen gebruiken speciale platen bevestigd in het midden van het schimmeloppervlak. Maar de plaat kan loskomen. Dan stroomt het water erachter, afkoelt de vormen en veroorzaakt mogelijk bevriezing.
Een andere isolatiemethode is om een "hol" schimmelontwerp te gebruiken met openingen met vacuüm. Als het geen deel uitmaakt van het originele sjabloonontwerp, kan het op de meeste systemen worden achtergesteld. Vacuüm is een goede isolator en kan niet worden beschadigd als vaste isolatieborden.
Verminder processchommelingen
Elk type extrusieprocesonderbreking of outputfluctuatie kan bevriezing veroorzaken. Het extruderen van gerecyclede materialen met lage verpakkingsdichtheid kan bijvoorbeeld schommelingen in de output van de extruder veroorzaken, wat leidt tot inconsistente polymeerstroom en bevriezen van de vormgaten op een willekeurige manier. Polymeltpompen kunnen worden gebruikt om deze schommelingen te voorkomen en een consistente matrijsstroom te bieden.
Het gebruik van schermwisselaars van discontinue skateboardtype kan ook stroomonderbreking en vallucht veroorzaken, wat resulteert in tijdelijk verlies van polymeer dat naar de schimmelgaten stroomt. Kan willekeurig bevriezing van schimmelgaten veroorzaken. De oplossing is om een continue schermwisselaar te gebruiken, die onmiddellijk vuile schermen kan vervangen zonder het proces te onderbreken of lucht te vangen.