Extruders använder alltmer undervattenspelletisering för att producera tekniska polymerer, inklusive hartser som PET, nylon och polykarbonat. Dessa hartser har "svåra" egenskaper såsom låg viskositet och/eller snabb kylning eller hög smälttemperatur.
Jämfört med stripgranulering har undervattensgranulering fördelarna med god partikelkvalitet, hög grad av automatisering och låg kostnad. Jämfört med mindre känsliga råvaruhartser såsom polyeten, polypropen eller polystyren finns det emellertid en större risk för frysning av mögel när man producerar tekniska hartser såsom de som nämns i föregående stycke.
Undervattenspelletisatorer använder vanligtvis cirkulära matriser med 10 till 20 eller till och med hundratals hål. Systemet kan utformas för att sammansätta var som helst från några hundra till nästan 20000 pund per timme. (Även större pelletisatorer används för extruderingsproduktion.)
Skäl för frysning av mögelhål
Diametern på mögelhålet är vanligtvis 0,125 tum, men för mindre partiklar kan den vara så liten som 0,01 tum eller så stor som 0,20 tum. Utgången från varje hål är cirka 25-100 pund per timme, men den genomsnittliga utgången för ett 0,125-tums mögelhål är cirka 30 pund per timme.
Nyckeln till undervattensgranulering är att transportera tillräckligt med termoplast genom mögelhålen för att hålla hålen vid hartsens smältningstemperatur, medan smält- och mögelhuvudet kommer i kontakt med vatten vid en temperatur flera hundra grader lägre. Metallformar är utmärkta termiska ledare, så om det inte finns tillräckligt med polymerflöde genom mögelhålen, kommer vatten att kyla hålen och polymeren kommer att stelna in i dem. Processorn kan dock inte omedelbart veta att denna blockering har inträffat.
Problemet är att om ett eller flera mögelhål är blockerade av polymer kommer effektiviteten hos mögelhuvudet att minska. I slutändan kommer blockerade hål att påverka flödet av omgivande hål, vilket resulterar i större och oregelbundet formade färdiga partiklar och en minskning av utbytet. I slutändan är det nödvändigt att helt stänga av produktionslinjen för att rengöra formhålen.
De främsta orsakerna till frysning av mögel är följande: felaktig startsekvens för polymer, vattenflöde och skärning; Otillräcklig uppvärmning och isolering av formen, samt processfluktuationer. Att inte överväga materialformeln (harts, fyllnadsnivå och fyllnadstyp - värmeabsorberande eller ledande) kan också leda till problem. Men du kan inte ändra receptet för att behaga granulatorn, det bör vara utformat för att köra de flesta recept.
Justera startprocessen för granulatorn
De flesta frysningar i mögelhål inträffar under start, när hartset, kylvatten och skärare måste startas i rätt ordning. Om hartset börjar flyta genom formen och verktyget engagerar sig innan vattnet når mögelytan, kommer det att orsaka smetning och hartsblockering utanför vattentankens hål. Om vatten når mögelytan innan polymeren börjar flyta, kan överdriven kylning få porerna att frysa.
I tidiga undervattensgranuleringssystem kontrollerade skickliga operatörer manuellt denna sekvens. Från början av 1990 -talet kan automatisering och kontroll uppnås genom kommersiella PLC -kontrollsystem. Polymerledningsventilen och bearbetar vattenomgångssystemet gör det möjligt för PLC att mer exakt kontrollera tidpunkten för polymer och vatten som kommer in i formen. Granulatorer som tillverkas sedan mitten av 1990-talet erbjuder automatiska skärsystem som använder hydrauliska, pneumatiska och servomotorer för att kontrollera skärtrycket. Därför kan dagens helt automatiserade system styra startsekvensen i en bråkdel av en sekund.
Optimera mögeldesign
När produktionslinjen har startats kan de flesta formar undvikas från frysning genom att upprätthålla ett mycket konstant materialflöde genom formhålen. Men vissa frysproblem är relaterade till själva formkonstruktionen.
Formen upphettas av en ficklampa värmare eller varm olja. Elektrisk uppvärmning kommer inte att vara helt enhetlig eftersom bläckpatronerna huvudsakligen placeras i ringen runt formhålen, nära den yttre kanten på mögelplattan. Därför är hålen runt utsidan av matrisen ofta varmare än hålen i mitten. Mögeltillverkaren försökte en gång lägga till en cylinder i mitten av formen, men konstruktionen visade sig vara klumpig
Därför kanske cylindriska värmare inte är lämpliga för stora formar eller material med ett smalt smälttemperaturområde, såsom nylon, som kan tendera att frysa i mitten av formen.
Jämfört med cylindriska värmare kan oljeuppvärmning applicera mer enhetlig värme över ett större område. Oljesystemet är konfigurerat med upp till åtta mögelzoner. Men oljevärme är dyrare än cylindriska värmare. Oljeuppvärmning används ofta i produktionslinjer med hög produktion av hartstillverkare eller stora blandningsanläggningar. Nyligen har det tillämpats på mindre system för att uppnå bättre temperaturkontroll.
Om oljeventilen är blockerad kommer formhålen i det drabbade området på formen att bli kallare och kan frysa, men resten av formen kommer att vara bra. I början kan utgången inte ändras. På samma sätt, som cylindriska värmare, kommer problemet att manifestera sig som defekta partiklar.
Alla chips har någon typ av isoleringslager. De flesta formar använder specialplattor som är fästa i mitten av mögelytan. Men plattan kan lossa. Sedan rinner vattnet bakom dem, kyler formarna och kan orsaka frysning.
En annan isoleringsmetod är att använda en "ihålig" formkonstruktion med luckor som innehåller vakuum. Om det inte är en del av den ursprungliga malldesignen kan den eftermonteras på de flesta system. Vakuum är en bra isolator och kan inte skadas som fasta isoleringsbrädor.
Minska processfluktuationer
Varje typ av extruderingsprocessavbrott eller utgångsfluktuation kan orsaka frysning. Exempelvis kan extruderande återvunna material med låg förpackningstäthet orsaka fluktuationer i utgången från extrudern, vilket leder till inkonsekvent polymerflöde och frysning av mögelhålen på ett slumpmässigt sätt. Polymersmältpumpar kan användas för att förhindra dessa fluktuationer och ge konsekvent matflöde.
Användningen av diskontinuerlig skateboard -skärmväxlare kan också orsaka flödesavbrott och fällluft, vilket resulterar i tillfällig förlust av polymer som flyter mot mögelhålen. Kan orsaka slumpmässig frysning av mögelhål. Lösningen är att använda en kontinuerlig skärmväxlare, som direkt kan ersätta smutsiga skärmar utan att avbryta processen eller fånga luft.