Wie können Sie Ihren Prozess optimieren, um die häufigsten Qualitätsprobleme bei Stranggranulaten zu lösen?
Qualitativ hochwertige, stranggranulierte Kunststoffcompounds sind die Voraussetzung für den Erfolg aller nachgelagerten Prozessschritte. Im Allgemeinen wird die Qualität von Compounds nicht allein durch die Produktrezeptur und die Verarbeitungsparameter beim Compoundieren bestimmt, sondern auch durch den Granulierprozess. Die dafür verwendete Technologie hat großen Einfluss auf die Compoundqualität.
Der Compoundierprozess mit Doppelschneckenextrudern ist in der Regel sehr komplex. Deshalb ist es nicht immer leicht, auftretende Probleme zu lokalisieren. Bereits geringe Anpassungen der Prozessparameter können eine Kettenreaktion auslösen und zu Veränderungen des Granulierergebnisses führen. Dennoch ist es wichtig, die häufigsten Probleme zu kennen, die bei der Stranggranulierung auftreten können. Mögliche Ursachen und deren Lösungen werden im Folgenden beschrieben.
Was sind mögliche Ursachen für Qualitätsschwankungen bei Stranggranulaten?
Grobkörniges bzw. raues Granulat
Grobkörnige Granulate zeichnen sich durch ihre raue Oberfläche aus. Je nach Rezeptur kann diese Rauheit vollkommen normal und unter Umständen sogar gewünscht sein. Eine raue Oberfläche kann allerdings auch durch ein verfahrensbedingtes Problem verursacht werden. Während gut dispergierte Füllstoffe für glatte Oberflächen sorgen, sind andere, wie z. B. Nylon-Glasfasern, dafür bekannt, dass sie generell ein "griffiges" Granulat erzeugen. Wenn die Oberfläche Ihrer Granulate nicht rau sein soll oder das Granulat plötzliche Oberflächenveränderungen aufweist, sollten Sie sicherstellen, dass die Materialzuführung präzise und die Einarbeitung im Extruder ausreichend sind. In diesem Fall kann es erforderlich sein, die Dosiervorrichtung, die Fallleitungen oder die Schneckenkonfiguration des Doppelschneckenextruders anzupassen, um das Produkt zu optimieren.
Ein weiteres häufiges Problem in diesem Zusammenhang ist der sogenannte "Stick-Slip-Effekt", der auftreten kann, wenn die Schmelze den Spritzkopf verlässt. Zunächst sollten Sie versuchen, die Temperatur des Spritzkopfs auf die der Schmelze oder leicht darüber einzustellen. Führt dies nicht zu den gewünschten Verbesserungen, sollten Sie auf eine Lochleiste mit mehr Löchern umsteigen, um so die Fließgeschwindigkeit im Spritzkopf zu verringern.
Feuchtes Granulat
Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt der Granulate ist in der Regel nicht erwünscht. Dieser kann unter Umständen sogar zu chemischen Reaktionen führen, die die Eigenschaften des Granulats verändern. Um die Feuchtigkeit der Pellets zu reduzieren, empfiehlt es sich, entweder die Abkühlungsdauer des Strangs im Wasserbad zu verkürzen, die Wassertemperatur zu erhöhen oder die Dauer der Abkühlung an der Luft zu verlängern, um die Verdunstung der Feuchtigkeit vor dem Schneiden des Strangs zu verstärken. Nur wenn die Stränge genügend Zeit zum Trocknen haben, wir dem Produkt ausreichend Feuchtigkeit entzogen, so dass keine unerwünschten Effekte während der Schnittphase auftreten.
Gleichzeitig ist es sehr wichtig, Veränderungen der Umgebungsbedingungen im Auge zu behalten. Eine hohe Luftfeuchtigkeit sowohl beim Compoundieren als auch im Lager der Rohmaterialien wirkt sich auf einige Produkte negativ aus. In diesen Fällen können zusätzliche Aggregate erforderlich sein.
Partikel im Strang
Partikel im Strang können ein weiteres Problem darstellen. In der Regel ist dies auf Schwierigkeiten beim Mischen, Dosieren oder beim Fließverhalten im Spritzkopf zurückzuführen. Mögliche Lösungen, die Sie in Betracht ziehen können, sind Veränderungen der Prozessparameter, die Optimierung der Schneckenkonfiguration, das Reinigen der Lochleiste, das Spülen des Spritzkopfs, das Sicherstellen einer gleichmäßigen Fließgeschwindigkeit und Anpassungen an der Lochleiste.
Fein- und Staubanteile im Produkt
Ein hoher Fein- oder Staubanteil im Produkt ist in der Regel nicht erwünscht. Dies kann vor allem bei der Verarbeitung von spröden Materialien auftreten. Für solche Produkte ist eine hohe Strangtemperatur beim Schneiden wichtig. Dies kann durch die Verkürzung der Kühlstrecke im Wasser oder durch die Erhöhung der Wassertemperatur erreicht werden. Um einen sauberen Schnitt sicher zu stellen, sollten auch der Schneidspalt und der Verschleiß der Granuliermesser überprüft werden.
Verformungen am Granulat
Wenn Ihre Granulate Verformungen aufweisen und nicht so aussehen, wie es sein sollte, sind höchstwahrscheinlich die Bildung von Verkettungen oder Agglomerationen der Grund. Je nach Ausprägung der Verformung kann dies unterschiedliche Ursachen haben. Und damit sind auch unterschiedliche Maßnahmen zur Lösung in Betracht zu ziehen. Häufig ist das Produkt entweder zu heiß (weich) oder der Schneidspalt ist zu groß. Weitere Ursachen können Verschleiß an den Granuliermessern, zu eng angeordnete Löcher am Spritzkopf oder nicht ausreichend separierte Stränge sein.
Einzug der Stränge
In manchen Fällen kann es auch vorkommen, dass die Stränge nicht korrekt in die Granulierung eingezogen werden. Dies kann unter anderem auf einen mangelhaften Produktionsstart, eine zu hohe oder zu niedrige Abzugsgeschwindigkeit, Verschleiß an den Einzugswalzen oder auf einen zu geringen Anpressdruck der Einzugswalze zurückgeführt werden.