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Effiziente, rentable Kunststoffextrusion beginnt mit Materialkenntnissen

Effiziente, rentable Kunststoffextrusion beginnt mit Materialkenntnissen

In (sehr) alten Zeiten war es nicht nötig, die Monate zu nennen. Der Mond kommt alle 29-1/2Tage voll (es dauert nur 27,322 Tage, um die Erde zu umrunden, aber der Unterschied besteht darin, dass unsere Achse auf den Nordstern zeigt und sich alles um die Sonne dreht). Die Länge des Tages verriet den Menschen, dass es an der Zeit war – oder nicht –, ihre landwirtschaftliche Arbeit zu erledigen, und so überlebten sie.

Die Römer benannten gerne Dinge, also begannen sie mit dem ersten Agrarmonat und nannten ihn Martius, nach Mars, dem Kriegsgott und Beschützer der Bauern. (Das wusste ich auch nicht.) Mars war auch eine große Sache in Rom, weil er der Vater von Romulus und Remus war, die Rom gründeten. (Wenn Sie solche Kleinigkeiten mögen, spenden Sie an Wikipedia, wo ich dieses Zeug lerne). April kommt von der Wurzel abri und bedeutet öffnen; Mai ist von Maia, der Mutter von Merkur; und June ist von Juno, Jupiters Königin. Juli und August sind von Julius und Augustus, den Cäsaren (Kaisers, Czars), und September-Oktober-November-Dezember, die „Glut“, sind nur von den Zahlen 7-8-9-10, die sie zu den längsten gemacht haben Nächte um den 21. Dezember, die Wintersonnenwende. Das ließ etwas Zeit bis zum Wiedererwachen des Frühlings (der Tagundnachtgleiche, 21. März), also fügten sie den Januar hinzu, nach Janus, einem zweigesichtigen Unsterblichen, der sowohl nach vorne als auch nach hinten blickt (für die Zukunft planen, aus der Vergangenheit lernen). Julius Caesar organisierte das Jahr, und später schlossen sich die christlichen Kirchen verschiedenen Methoden an, um mit den 365,25 Tagen umzugehen, die die Erde braucht, um einmal um die Sonne zu kreisen.

Nach dem Januar war Zeit für einen weiteren Monat, den die Römer Februar nannten, weil sie ein Reinigungsfest namens Februa hatten, ein letztes Fest, bevor die Arbeit des neuen Jahres in Martius wieder begann. Und diese Reinheit ist mein Einstieg in die Extrusion – wir wollen unsere Materialien kennen, damit wir sie sinnvoll und gewinnbringend einsetzen können.

Alle Kunststoffe enthalten Zusatzstoffe – einige offensichtlich, andere unsichtbar

Zunächst einmal ist kein Kunststoff zu 100 % rein, wenn er in den Extruder kommt. Alle von ihnen haben Zusatzstoffe – einige sind offensichtlich, wie Farbstoffe, und andere sind unsichtbar, wie Lichtstabilisatoren, die verhindern, dass die ultravioletten Strahlen der Sonne die Moleküle brechen und den Kunststoff verfärben oder schwächen.

HMM – how much matters – ist mein Lieblingsakronym. Ich winde mich, wenn ich die Worte „darin“ höre, wie in „es hat Zucker drin“ oder „da ist BPA drin“. Ich möchte schreien: „ Wie viel ist drin?“ aber normalerweise tue ich das nicht. Oft will/muss der Sprecher vermeiden, sich mit der tatsächlichen Menge auseinanderzusetzen. Additive sind Paradebeispiele: Wir können nicht wissen, dass eine Verbindung ausreichend vor Abbau durch Sonnenlicht (UV) geschützt ist, ohne zu wissen, um was für ein Additiv es sich handelt, wie gleichmäßig es gemischt ist und wie viel davon darin enthalten ist.

Das BPA-Problem ist noch schlimmer, da diese Verbindung (Bisphenol A) nur mit Polycarbonat und keinem anderen extrudierbaren Material in Verbindung gebracht wird. Es ist kein Inhaltsstoff und nichts davon sollte im Plastik verbleiben. Dennoch wird seine Präsenz in jeder Hinsicht gefürchtet, und seine Abwesenheit wird auf Etiketten lautstark angepriesen. Es ist, als würde man eine Flasche Trinkwasser als „fettfrei“ kennzeichnen.

Verwaltung von Materiallieferanten

Was ist in Ihrem Material und wie viel? Einige Lieferanten wollen es Ihnen nicht sagen, damit Sie es woanders nicht billiger herstellen lassen, aber das kann durch Geheimhaltungsvereinbarungen gehandhabt werden, oder indem Sie nur angeben, welche Zutaten, aber nicht wie viel, oder indem Sie eher die Leistung als den Inhalt angeben. Aus diesem Grund kaufen wir Polyolefine basierend auf Schmelzindex und Feststoffdichte, vorzugsweise nach Bereichen (z. B. Schmelzindex 1,8 bis 2,2) und nicht nach Durchschnittswerten. Andere Eigenschaften können ebenfalls spezifiziert werden, wie etwa Partikelgröße, Schüttdichte, Zugfestigkeit (Festigkeit, Dehnung, Modul) und Optik. Denken Sie daran, dass einige Tests das Material weniger beeinträchtigen als die tatsächliche Extrusion, aber dies kann in den Kaufspezifikationen berücksichtigt werden.

Bei PVC und einigen anderen Polymeren ist das nicht so einfach. Ein Drehmoment-Rheometer oder ein Extruder in Laborgröße ist nützlich, aber die Häufigkeit des Bedarfs rechtfertigt möglicherweise nicht die Kosten für das Testgerät im Vergleich zu einem nahe gelegenen öffentlichen Labor. Es rechtfertigt auch kein Nichtstun. Wenn das Volumen groß genug ist, formulieren die Verarbeiter ihre eigenen, oft mit PVC, benötigen aber eine gute Mischausrüstung und müssen sich dennoch mit Schwankungen bei Mischungen und Inhaltsstoffen auseinandersetzen.

Nichtpolymere Verunreinigungen können von außen eindringen, wie z. B. eine Serviette, die achtlos in einen Mülleimer geworfen wird, der für den Werfer wie Müll aussieht. Es gibt einen klassischen Fall von Insektenfragmenten, die dem Harzlieferanten zugeschrieben, aber schließlich auf Fliegen zurückgeführt werden, die im Silo des Verarbeiters leben (wahre Geschichte – Details auf Anfrage).

Bildschirmspiele

Das ist der Zweck des Screenings. Einige Extruder verwenden immer noch keine Siebe, da die Anwendung nicht empfindlich auf Verunreinigungen reagiert (sind Sie sicher?) und die Siebe den Gegendruck erhöhen und den Motor härter arbeiten lassen, was die Schmelztemperatur erhöhen und entweder den Abbau fördern oder mehr Additiv erfordern kann Kosten, um dies zu verhindern. Siebe halten das Grobe draußen und lösen die speziellen Probleme bei der Aufbereitung von Recycling; helfen, supersaubere Fasern, Filamente und dünne Filme zu erzielen; und kann eine stabile Durchflussrate sicherstellen, selbst wenn die Siebe mehr Verunreinigungen zurückhalten. Zu viele Details für hier.

Haben wir es selbst gemacht? Gefärbte Partikel und Schlieren sind manchmal das Ergebnis von Abbau innerhalb des Extruders. Das Material kann in einer Laborlinie einen klaren Film bilden, ist aber in einer Produktionslinie viel länger heiß und kann dort beginnen, sich zu zersetzen. Dies ist ein Zusammenspiel aus Straffung der Fließwege in Kopf und Düse, zu langsamem Lauf (mehr Verweilzeit), Schmelzetemperatur (Schneckendesign, Heizungseinstellungen, Viskosität) und der thermischen Stabilität des Feeds, was aber kritisch ist nicht einfach zu messen. Es kann jedoch leicht zu beheben sein, durch mehr Antioxidans/Stabilisator, niedrigere Schmelzviskosität oder niedrigere Hitzeeinstellungen. Es gibt ein Gleichgewicht der Produktionsrate, das besagt, dass schneller = heißer = früherer Abbau und häufigere Reinigungsabschaltungen, während langsamere kühlere Schmelze erhalten und länger ohne Abschaltung laufen können.

Aufräumen oder nicht aufräumen?

Reinigungscompounds vermeiden Abschaltungen, indem sie die im Inneren erzeugte Kontamination herausdrücken und im Idealfall ein sauberes Inneres hinterlassen. Nichts ist jedoch ideal. Reinigungsverbindungen funktionieren oft wie angegeben, aber es gibt viele Reinigungsprinzipien, und Sie brauchen eine, die auf Ihren Materialien und Ihrem System funktioniert und mehr Geld spart als es kostet. In vielen Fällen geht durch Abschaltungen Produktionszeit verloren, aber wenn sie sorgfältig durchgeführt werden, kann weniger Material verbraucht werden. Die Reinigungsanbieter werden helfen, aber es sind reale Versuche erforderlich, und jeder Fall ist anders. Einige Verarbeiter stellen ihre Säuberungen aus Schrott/Abschnitt her, der mit Füllstoffen und/oder zusätzlichem Antiox/Stabilisator gemischt ist.

Während wir uns also langsam und vorsichtig aus unserer Pandemie herausbewegen, machen Sie einen Februar-Affäre (draußen wie die Römer) und stellen Sie weiterhin nützliche Produkte mit unseren ungiftigen Kunststoffmaterialien her.

 

Allan Griff Über den Autor

Allan Griff ist ein erfahrener Extrusionsingenieur, der im technischen Dienst eines großen Harzlieferanten begann und nun viele Jahre lang selbstständig als Berater, Sachverständiger in Rechtsfällen und insbesondere als Ausbilder über Webinare und Seminare, beide öffentlich, tätig ist und intern, und jetzt in seiner virtuellen Version. Er schrieb Plastics Extrusion Technology , das erste praktische Extrusionsbuch in den Vereinigten Staaten, sowie das Plastics Extrusion Operating Manual, das fast jedes Jahr aktualisiert wird und neben Englisch auch auf Spanisch und Französisch erhältlich ist. Erfahren Sie mehr auf seiner Websitewww.griffex.comoder senden Sie ihm eine E-Mail an[email protected].

In naher Zukunft oder vielleicht jemals sind keine Live-Seminare geplant, da sein virtuelles audiovisuelles Seminar noch besser ist als live, sagt Griff. Keine Reisen, kein Warten auf Live-Termine, dieselben PowerPoint-Folien, aber mit Audio-Erklärungen und einer schriftlichen Anleitung. Sehen Sie in Ihrem eigenen Tempo zu; Die Gruppenteilnahme wird zu einem einheitlichen Preis angeboten, einschließlich des Rechts, Fragen zu stellen und ausführliche Antworten per E-Mail zu erhalten. Rufen Sie 301/758-7788 an oder senden Sie eine E-Mail [email protected] für weitere Informationen.

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