SKZ: Effizienter Reinigen durch innovative Reinigungsgranulate

Zeitauswertung

Kosten senken – nur wie? Diese Frage drängt sich bei vielen Kunststoff verarbeitenden Unternehmen immer häufiger in den Vordergrund. Denn vor allem durch die Forderung nach häufigen und schnellen Farb- und Materialwechseln, sowohl bei der Aufbereitung/Herstellung als auch bei der Verarbeitung von Kunststoffen, die meist auf Schneckenmaschinen erfolgen, entstehen den Unternehmen hohe Kosten. Daher ist es unumgänglich, diese Kosten zu minimieren, um die Flexibilität und somit auch die Produktivität zu steigern.

Eine Kostenersparnis kann z.B. durch eine effiziente Reinigung des Aufschmelzaggregats erzielt werden. Jede Firma verfolgt zur Schnecken- und Zylinderreinigung jedoch häufig ihre eigene Strategie. Hierbei kommen verschiedene Reinigungsverfahren oder auch Kombinationen von diesen zum Einsatz: Oft wird nur mit naturfarbenem Polymer gespült oder die Schnecke mechanisch oder mittels Pyrolyse gereinigt. Die Reinigung der Maschine führt durch Stillstandzeiten zu zusätzlichen Kosten.

Insbesondere die Reinigung von Polycarbonat oder von Hochtemperaturthermoplasten erweist sich als sehr schwierig, sodass bislang am Markt erhältliche Reinigungsgranulate an ihre Grenzen stoßen. Folglich ist meist ein aufwändiges Schneckenziehen mit anschließender mechanischer Reinigung erforderlich. Allerdings führt dies gerade bei größeren Anlagen zu erheblichen Verzögerungen und Stillstandzeiten im laufenden Betrieb.

In Zusammenarbeit mit dem SKZ wurden verschiedene Reinigungsmethoden an Extrudern und bei Spritzgussanwendungen getestet. Versuche zur Reinigung von Polycarbonat verarbeitenden Maschinen wurden mit High Performance Cleaning Reinigungsgranulaten von "acano" gmbh sowie mit handelsüblichen Granulaten durchgeführt (siehe Abbildung). Ein genauer Versuchs- und Bewertungsablauf machten die Ergebnisse vergleichbar. Zusätzlich wurden alternative Reinigungsverfahren, wie die Kombination aus Sandstrahlen und Ultraschallbad bzw. aus Pyrolyse und Ultraschallbad untersucht und der Zeit- und Energieaufwand ermittelt. Anhand der Ergebnisse konnte schließlich auch eine ökologische Bewertung erfolgen. Aufgrund des geringen Prozessabfalls ist bei der mechanischen Reinigung das Umweltbelastungspotenzial im Gegensatz zur Verwendung von Reinigungsgranulaten sehr gering. Betrachtet man allerdings die Lebenszykluskostenanalyse haben Reinigungsgranulate einen deutlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren, denn die relativ kurzen Reinigungszeiten rufen niedrige Maschinen- und Personalkosten hervor. Durch die Zusammenarbeit mit dem SKZ konnte der Bereich Hochtemperaturthermoplaste, wie PPS, PPSU und PEEK neben Polycarbonat getestet werden. Die HPC-Reinigungsgranulate der "acano" gmbh sind für einen Temperaturbereich von 160°C bis 380°C geeignet. Des Weiteren sind bei einem Reinigungsprozess mit den Reinigungsgranulaten der "acano" gmbh keine Temperaturänderungen oder Einwirkzeiten mehr nötig. Es zeigte sich, dass nicht nur beim Spritzguss und der Extrusion, sondern auch bei Blasfolienanwendungen sowie bei Extrusionswerkzeugen von einer optimalen Reinigungswirkung auszugehen ist. Bei der Produktion der "acano" Reinigungsgranulate wurde besonders darauf geachtet, dass alle Chemikalien und Bestandteile lebensmittelkonform sind, sodass keine gesundheitsgefährdenden oder unangenehm riechenden Stoffe entstehen und die Nitrierschicht der Schnecke nicht beschädigt wird. Somit sind die HPC-Reinigungsgranulate der "acano" gmbh auch bei Anwendungen im Lebensmittelsektor einsetzbar.

Die Herstellung und der Vertrieb der Reinigungsgranulate erfolgt über die "acano" gmbh. Diverse Reinigungsgranulate sind für verschiedene Anwendungen vorhanden, wie beispielsweise für den Einsatz bei Standardkunststoffen (PE, PP, Polyamide, PBT, PET, ABS), bei glasklaren Polymeren (PS, PC), bei Hochtemperaturthermoplasten (PPS, PPSO, PEEK) sowie zum Herausspülen von Verbrennungen und Vercrackungen.

Das Forschungsprojekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die AiF im Rahmen des Förderprogramms "Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand" (ZIM) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Weitere Informationen: www.skz.de, www.acano.eu

SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Würzburg

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