Pressemitteilung - Gneuss Kunststofftechnik GmbH

gneuss.de

Pressemitteilung - Gneuss Kunststofftechnik GmbH

Schaumplattenherstellung

Inhalt:

1. Extrusion von Polystyrol

2. Druck- und prozesskonstantes Filtriersystem

SFXmagnus

3. Vollautomatisches, selbstreinigendes, druck-

und prozesskonstantes Schmelzefiltriersystem

RSFgenius

4. Schlussbetrachtung

1. Extrusion von Polystyrol

Platten aus extrudiertem Polystyrolschaum werden in

der Bauindustrie wegen ihrer guten mechanischen

und dämmenden Eigenschaften vielfach zu

Isolationszwecken eingesetzt.

Die Herstellung solcher Platten basiert auf einem

Extrusionsprozess mit zwei hintereinander angeordneten

Extrudern. Der erste Extruder (Primärextruder)

wird verwendet, um das Material zu schmelzen und

eine homogene Mischung mit Additiven und Treibmitteln

zu erzeugen. Wegen der hervorragenden

Mischeigenschaften eines Zweischneckenextruders

kommt hierbei oftmals dieser Extrudertyp zum

Einsatz.

Die Schmelzetemperatur am Ausgang des Primärextruders

beträgt typischerweise ca. 230°C. Über eine

Schmelzeleitung wird das Material dann in einen

zweiten Extruder (Sekundärextruder, Kühlextruder)

befördert. Dieser Extruder wird hauptsächlich dazu

verwendet, die Schmelze zu fördern und zu kühlen,

so dass diese mit einer Temperatur von ca. 120°-

130°C aus der Breitschlitzdüse austritt. Produktionsanlagen

für die Herstellung von Schaumplatten

entsprechend diesem Konzept sind derzeit für Ausstoßleistungen

von mehr als 2.000 kg/h verfügbar.

Pressemitteilung

Seite 1 von 4

Störungsfreie Produktion und Prozesskonstanz durch Rotary Schmelzefiltration

Dr. Oliver Schmidt, Gneuß Kunststofftechnik GmbH

Fremdkörper in der Kunststoffschmelze können sich

in der Breitschlitzdüse festsetzen oder diese beschädigen.

In einem solchen Fall ist eine Produktionsunterbrechung

zum Austausch der Düse notwendig.

Diese Stillstände während der Unterbrechung und

Wiederanfahrzeit verursachen unvermeidliche Produktionsverluste

mit erheblichen Kosten, die somit

die Gesamtproduktionseffizienz senken.

Mögliche Quellen für Fremdkörper in der Kunststoffschmelze

sind:

� Verunreinigtes Rohmaterial oder Additive (z.B.

durch Transport, Ladevorgänge)

� Verunreinigtes Recyclingmaterial

� Metallteile

� Bedienungsfehler / Handlingfehler

� Prozessstörungen (degeneriertes Material)

Die Gewichtung der einzelnen Störquellen hängt

stark von den genauen Produktionsabläufen und

Materialströmen ab. Insbesondere in dem, aus

Kostengründen meist notwendigen, Recycling der

Randabschnitte, Fehlproduktionen oder Anfahrresten

können starke Verunreinigungen in den

Materialstrom gelangen.


Lediglich die Schmelzefiltration in der Produktionsanlage

bietet die Möglichkeit, sämtliche Störquellen

gleichzeitig und mit hundertprozentiger Sicherheit zu

eliminieren. Hierzu sind je nach Düsenspalt Filterfeinheiten

im Bereich von etwa 500 µm notwendig.

Wegen der hohen Viskosität nach dem Kühlextruder

erweist sich eine Schmelzefiltration in der Schmelzeleitung

zwischen Primär- und Sekundärextruder als

zweckmäßig.

Der Prozess der Schaumherstellung stellt an solche

Filtriersysteme folgende Anforderungen:

� Druckkonstantes Wechselprinzip: Der Wechsel

der Filterelemente muss druckkonstant erfolgen,

da Schwankungen des Druckniveaus zu Variationen

in der Schaumstruktur führen und

damit die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts

verändern.

� Vollautomatische Arbeitsweise: Um mögliche

Bedienfehler und den damit verbundenen

wirtschaftlichen Verlust auszuschließen, muss

der Filterelementwechsel automatisch erfolgen.

� Kurze Schmelzeverweilzeiten, rheologische

Optimierung: Die Schmelzeverweilzeit der gesamten

Schmelze ist möglichst gering zu halten,

damit keine Aktivierung so genannter Flammhemmer

erfolgt. Dies könnte je nach verwendeter

Rezeptur zu einer Freisetzung korrosiver

Stoffe und damit zu einer deutlichen Reduktion

der Maschinenlebensdauer führen. Flammhemmende

Zusätze werden aus Gründen des Brandschutzes

dem Endprodukt hinzugefügt. Diese

werden bereits im Primärextruder in die

Schmelze eingearbeitet und erfordern aufgrund

hoher Prozesstemperaturen in diesem Prozessabschnitt

eine genauere Betrachtung.

Die Viskosität des Materials ist - mit dem hinzugefügten

Gas und bei der relativ hohen Temperatur -

sehr gering, der Schmelzedruck liegt oft bei ca. 300

bar, so dass an das Filtriersystem hohe Anforderungen

hinsichtlich der Leckagefreiheit gestellt werden

müssen. Bereits dieses Anforderungsprofil

beschränkt die Auswahl der Siebwechseleinrichtungen

auf Rotary-Filtriersysteme.

Pressemitteilung

Seite 2 von 4

Druckverbrauch

100

80

60

50

30

10

Druckverbrauch des

Schmelzefiltriersystems

ca. 120°C

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

spezifische Durchsatzleistung [kg/hcm²]

Abb.1: Druckverbrauch für die Filtration als Funktion des

Schmelzeflusses für verschiedene Massetemperaturen

2. Druck- und prozesskonstantes

Filtriersystem SFXmagnus

Druckkonstante Rotary Filtriersysteme der Baureihe

SFXmagnus bestehen im Wesentlichen aus 3 Teilen:

einem Einlaufblock, einem Auslaufblock und der

rotierenden Siebscheibe.

Abb.2: Funktionsweise des SFXmagnus


Die rotierende Siebscheibe beinhaltet eine Anzahl

von nierenförmigen Kavitäten, unterteilt durch

dünne Rippen. Diese Kavitäten haben die Funktion

von Lochplatten bei konventionellen Siebwechslern,

sind aber ringförmig in der rotierenden Siebscheibe

angeordnet. Das Siebgewebe (das eigentliche Filtermedium)

wird in diese Kavitäten hineingelegt. Die

Scheibe ist mit ihrer Achse exzentrisch zu der Achse

des Schmelzekanals angeordnet und die Scheibe

rotiert durch die Schmelze. Der Schmelzekanal ist

rheologisch optimiert - ohne Totecken, in denen das

Material abbauen kann.

Der Schmelzedruck wird vor und nach dem Filter

erfasst. Sobald der Anstieg des Differenzdrucks den

eingestellten Sollwert übersteigt, wird die Siebscheibe

um einen festen Drehwinkel weiterbewegt, der

jedoch nur einem Bruchteil eines einzelnen Siebes

entspricht. Das bedeutet, dass ein sehr schmaler

Abschnitt (


Schmelzekanal die verschmutzte Siebfläche

gesäubert, indem der Schmutzkuchen durch ein

Hochdruck-Rückspülsystem vollständig entfernt

wird. Dies geschieht durch eine festgelegte (und

einstellbare) Menge filtrierter Schmelze, die dem

Auslaufblock entzogen und mit einem hohen Differenzdruck

(30 bis 80 bar) über die Siebscheibe

geschossen und danach nach außen abgeleitet wird.

Dieser Reinigungsvorgang ist einstellbar auf die

Prozessbedingungen und wird automatisch gesteuert.

Mit jedem Schuss wird lediglich ein kleines Segment

(ca. 1% der Siebfläche) gesäubert, so dass für jeden

Schuss ein festgelegter hoher Impuls zur Säuberung

zur Verfügung steht.. Durch die Steuerung der

Hydraulik sind sowohl der Weg des Rückspülkolbens

(= Schussvolumen zur Säuberung) als auch die

Geschwindigkeit (Intensität der Säuberung) frei

einstellbar. Das bedeutet, dass für jede Anwendung

ein optimales und minimiertes Schussvolumen zur

Abreinigung eingestellt werden kann. Durch dieses

Reinigungssystem werden die Siebe praktisch zu

100% gereinigt und die Filterelemente können viele

hundert Mal verwendet werden (abhängig von der

Filtrationsfeinheit). Das macht dieses System

besonders attraktiv, wenn ein hoher Prozentsatz an

recyceltem Material verwendet wird oder ein hoher

Automatisierungsgrad gewünscht ist.

Praxisbeispiel

Ein namhafter europäischer Hersteller für Schaumplatten

setzt die Rotary Technologie für XPS-

Boardanlagen ein. Eine Filtration >300 µm erweist

sich im vorliegenden Fall als ausreichend. Seit der

Installation des Filtersystems gibt es keine, durch

Fremdkörper verursachten Produktionsstörungen

mehr.

Das Filtersystem RSFgenius wurde nachträglich in

die Anlage (>>1000kg/h) integriert und arbeitet

vollautomatisch. Die Rückspülung der Siebe

ermöglicht einen Siebwechsel erst nach mehr als

12 Produktionswochen.

Pressemitteilung

Seite 4 von 4

Abb.4: Filtrationssystem RSFgenius 150 (patentiert)

kontinuierlich, druckkonstant und vollautomatisch

4. Schlussbetrachtung

Durch den Einsatz von Rotary-Filtriersystemen der

Baureihen SFXmagnus oder RSFgenius können die

durch Verschmutzungen verursachten Anlagenstillstände

bei der Herstellung von Schaumplatten sicher

vermieden werden. Dabei garantiert das Wechselprinzip

der Rotary-Filtriersysteme, dass der drukkempfindliche

Prozess zur Schaumherstellung nicht

gestört werden kann. Das Filtriersystem RSFgenius

zeichnet sich zusätzlich durch eine integrierte Siebreinigung

aus, die selbst bei hohen Verschmutzungsgraden

Siebstandzeiten von mehreren Monaten ermöglicht.

Die vollautomatische Arbeitsweise wird

hierbei auch höchsten Ansprüchen an den Automatisierungsgrad

der Gesamtanlage gerecht.

© 2008 Gneuß Kunststofftechnik GmbH

Mönichhusen 42

32549 Bad Oeynhausen

Deutschland

Tel: (+49) 57 31 / 53 07 0

Fax: (+49) 57 31 / 53 07 77

E-Mail: gneuss@gneuss.com

www.gneuss.com

Weitere Magazine dieses Users
Ähnliche Magazine