Экструдеры все чаще используют подводные пеллеты для производства инженерных полимеров, включая смолы, такие как ПЭТ, нейлон и поликарбонат. Эти смолы имеют «сложные» характеристики, такие как низкая вязкость и/или быстрое охлаждение или высокая температура расплава.
По сравнению с грануляцией полоса, подводная грануляция имеет преимущества хорошего качества частиц, высокой степени автоматизации и низкой стоимости. Однако, по сравнению с менее чувствительными товарными смолами, такими как полиэтилен, полипропилен или полистирол, существует больший риск замораживания плесени при производстве инженерных смол, таких как упомянутые в предыдущем абзаце.
Подводные пеллетизаторы обычно используют круговые штампы с 10-20 или даже сотнями отверстий. Система может быть разработана для составления от нескольких сотен до почти 20000 фунтов в час. (Еще более крупные пеллетизаторы используются для производства экструзии.)
Причины замораживания отверстий плесени
Диаметр отверстия плесени обычно составляет 0,125 дюйма, но для более мелких частиц он может быть до 0,01 дюйма или до 0,20 дюйма. Выход каждого отверстия составляет приблизительно 25-100 фунтов в час, но средняя мощность 0,125-дюймового отверстия плесени составляет приблизительно 30 фунтов в час.
Ключ к подводной грануляции состоит в том, чтобы переносить достаточно термопластики через отверстия плесени, чтобы сохранить отверстия при температуре плавления смолы, в то время как расплава и головка плесени вступают в контакт с водой при температуре на несколько сотен градусов ниже. Металлические формы являются отличными теплопроводниками, поэтому, если не будет достаточно полимерного потока через отверстия плесени, вода охлаждает отверстия, а полимер укрепится внутри них. Тем не менее, процессор не может сразу знать, что эта блокировка произошла.
Проблема заключается в том, что если одно или несколько отверстий для плесени блокируются полимером, эффективность головки плесени уменьшится. В конечном счете, заблокированные отверстия будут влиять на поток окружающих отверстий, что приведет к более крупной и неправильной форме готовых частиц и снижению урожайности. В конечном счете, необходимо полностью закрыть производственную линию, чтобы очистить отверстия плесени.
Основные причины замораживания плесени являются следующие: Неправильная начальная последовательность полимера, потока воды и работы резака; Недостаточный нагрев и изоляция плесени, а также колебания процесса. Не рассматривая формулу материала (смола, уровень наполнителя и тип наполнителя - поглощение или проведение тепла) также может привести к проблемам. Но вы не можете изменить рецепт, чтобы угодить грануляру, он должен быть разработан для запуска большинства рецептов.
Отрегулируйте процесс запуска гранулятора
Большая часть замораживания отверстий в виде отверстия происходит во время запуска, когда смола, охлаждающая вода и резак должны быть начаты в правильном порядке. Если смола начинает течь через плесень, а инструмент включается до того, как вода достигнет поверхности плесени, она вызовет смазочную и смоляную блокировку за пределами отверстий резервуара воды. Если вода достигает поверхности плесени до того, как полимер начинает течь, чрезмерное охлаждение может привести к замерзанию поры.
В ранних подводных системах грануляции квалифицированные операторы вручную контролировали эту последовательность. Начиная с начала 1990 -х годов, автоматизация и управление могут быть достигнуты с помощью коммерческих систем управления ПЛК. Клапан диверсии полимеров и система обхода водного обработки позволяет ПЛК более точно контролировать время полимера и воды, входящей в форму. Грануляторы, изготовленные с середины 1990-х годов, предлагают автоматические системы резки, которые используют гидравлические, пневматические и сервоприводы для контроля давления резания. Поэтому сегодняшние полностью автоматизированные системы могут контролировать последовательность запуска за долю секунды.
Оптимизировать дизайн плесени
После того, как производственная линия запускается и работает, большинство форм можно избежать из замораживания путем поддержания очень постоянного потока материала через отверстия плесени. Но некоторые проблемы замораживания связаны с самой конструкцией плесени.
Плесень нагревается фонариком или горячим маслом. Электрический нагрев не будет полностью равномерным, потому что чернильные картриджи в основном помещаются в кольцо вокруг отверстий плесени, рядом с внешним краем пластины плесени. Следовательно, отверстия вокруг внешней части матрицы часто горячее, чем отверстия в центре. Производитель плесени однажды попытался добавить цилиндр в центр формы, но инженерия оказалась неуклюжей
Следовательно, цилиндрические обогреватели могут не подходить для больших форм или материалов с узким диапазоном температур плавления, такими как нейлон, который может иметь тенденцию замерзнуть в центре формы.
По сравнению с цилиндрическими нагревателями, нагревание масла может наносить более однородное тепло на большую площадь. Масляная система настроена с до восьми зон плесени. Но нагревание масла дороже, чем цилиндрические обогреватели. Масляное отопление обычно используется в высокопроизводных производственных линиях производителей смол или крупных смесительных растений. Недавно он был применен в небольших системах для достижения лучшего контроля температуры.
Если масляный клапан блокирован, отверстия плесени в пораженной области формы станут холоднее и могут замерзнуть, но остальная часть формы будет хорошо. В начале вывод может не измениться. Точно так же, как и цилиндрические обогреватели, проблема будет проявляться как дефектные частицы.
Все чипы имеют некоторый тип изоляционного слоя. Большинство форм используют специальные пластины, прикрепленные к середине поверхности плесени. Но тарелка может ослабить. Затем вода течет позади них, охлаждая плесени и потенциально вызывает замораживание.
Другим методом изоляции является использование «пустой» конструкции плесени с пробелами, содержащими вакуум. Если он не является частью оригинальной конструкции шаблона, он может быть модифицирован в большинстве систем. Вакуум является хорошим изолятором и не может быть поврежден, как твердая изоляционная плата.
Уменьшить колебания процесса
Любой тип прерывания процесса экструзии или выходных колебаний может вызвать замораживание. Например, экструдирование переработанных материалов с низкой плотностью упаковки может вызвать колебания на выходе экструдера, что приводит к непоследовательному потоку полимера и замораживанию отверстий плесени случайным образом. Полимерные насосы расплава могут быть использованы для предотвращения этих колебаний и обеспечения постоянного потока матрица.
Использование прерывистых изменений экрана типа скейтборда также может вызвать прерывание потока и ловушку воздуха, что приводит к временной потере полимера, текущего в направлении отверстий плесени. Может вызвать случайное замораживание отверстий плесени. Решение состоит в том, чтобы использовать непрерывный размер экрана, который может мгновенно заменить грязные экраны, не прерывая процесс или захват воздуха.