Mann+Hummel ProTec: Exakt dosiert zum hochwertigen Vliesstoff

Prozessstabiles Dosieren aller Komponenten direkt im Produktionsprozess, das ist eine der Kernkompetenzen von MANN+HUMMEL ProTec. Der Vliesstoffhersteller RKW Gronau setzt bei seiner neuen Spinnvliesanlage auf genau diese Kompetenz. In die Anlage integriert ist das für bis zu neun Rezepturkomponenten konzipierte gravimetrische Dosier- und Mischsystem SOMOS Gramix S9.

Aus Wirtschaftlichkeitsgründen und zur Wahrung der Flexibilität beim Produktwechsel kommen zur Spinnvliesherstellung individuell aufbereitete Fertigcompounds in der Regel kaum oder gar nicht zum Einsatz. RKW Gronau setzt dem Grundmaterial die entsprechenden Additive – abgestimmt auf den Einsatz des Produkts – stets im Prozess inline zu. Bei der dort Ende 2008 in Betrieb genommenen neuen Spinnvliesanlage ist hierzu das gravimetrische Dosier- und Mischsystem der Baureihe SOMOS Gramix S9 für insgesamt sechs Rezepturkomponenten und einen Gesamtmaterialdurchsatz von 1 000 kg/h ausgelegt worden. Produziert wird auf der Anlage eine breite Palette hochwertiger Vliesstoffe, abgestimmt auf die unterschiedlichsten Anwendungen.

Die fünf Dosierstationen für die Nebenkomponenten bestehen aus jeweils einer Trichterwaage und einer dem Massedurchsatz angepassten Dosierschnecke – die zentral geführte Hauptkomponente fließt nach der Trichterwaage dem Materialeinzug des Extruders frei zu. Eventuelle Abweichungen im Materialstrom von den Soll-Vorgaben werden verzögerungsfrei korrigiert. Die Wägezellen arbeiten mit einer Genauigkeit von ± 0,015 % und stellen so eine hohen Dosier- und Wiederholgenauigkeit sicher.

Da RKW Gronau auch Funktionsadditive wie UV-Stabilisatoren und Flammschutzmittel als Masterbatch in geringen Konzentrationen zudosiert, fiel die Entscheidung zugunsten einer gravimetrischen Dosierung. Eine kostenmäßig zwar günstigere volumetrische Dosierung hätte hier das Risiko erhöht, dass sich eventuelle Schwankungen im Schüttgewicht aufgrund von Ungleichmäßigkeiten in der Korngrößenverteilung des Additivs auch in zeitlich-örtlichen Eigenschaftsschwankungen im produzierten Vlies widerspiegeln würden.

Auf die Herstellung von synthetischen Vliesstoffen spezialisiert, produziert der zur RKW SE (www.rkw-group.com), Frankenthal, gehörende Standort Gronau zum größten Teil Spinnvlies auf der Basis von Polypropylen (PP). Insgesamt sind dafür heute drei Linien mit einer Gesamtkapazität von 12 500 Tonnen jährlich produktiv. Mit dem jüngsten Anlagenzugang 2008 kann RKW Gronau neuerdings gleich zwischen zwei Technologien zum Verfestigen des erzeugten Wirrlagen-Vlieses nach der Spinndüse wählen: dem Thermobondieren (Spunbonding), wie bei den bereits vorhandenen Spinnvliesanlagen, und nun auch dem jüngeren Wasserstrahlverfestigen (Spunlace-Verfahren). Hierbei werden die Filamentlagen in mehreren Stufen mit hauchdünnen Wasserstrahlen unter einem Druck von 250 bar beaufschlagt. Statt die Filamentlagen wie konventionell punktuell miteinander zu verschweißen, verschlaufen sie unter der Wasserstrahlbehandlung in allen Richtungen intensiv miteinander.

Wasserstrahlverfestigtes Vlies ist sehr viel weicher und geschmeidiger im Griff als ein herkömmliches Spinnvlies. Zusätzlich zur verbesserten Haptik resultieren gleichzeitig verbesserte mechanische Kennwerte: Insbesondere die Höchstzugkraft in Querrichtung steigt durch das Verschlaufen der Filamente deutlich. Eine mitentscheidende Voraussetzung hierfür schafft die Dosierstation Gramix S9, indem sie den Extruder mit einem kontinuierlichen, rezepturgetreuen und längshomogenen Massestrom versorgt.

Aus dem Modulbaukasten aufgabengerecht konfiguriert
Die Wägetrichter der Dosierstation lassen sich modular aus einem gestaffelten Standardgrößen-Baukasten individuell auf die jeweilige Verarbeitungsmaschine anpassen. Bei dem für die Spinnvliesanlage installierten System hat der Wägebehälter für die Hauptkomponente ein Volumen von 100 l, geeignet für Durchsätze von 100 bis 1 200 kg/h. Für die Nebenkomponenten gibt es zwei kleinere Dosiereinheiten mit 6 l Behältervolumen (für Durchsätze von 1 bis 60 kg/h) und drei 25-Liter-Wägeeinheiten für Durchsätze von 12 bis 300 kg/h. Die unter den Trichterwaagen angeordneten, mit stufenlos regelbaren Servomotoren angetriebenen Dosierschnecken fördern die Nebenkomponenten kontinuierlich in die totraumfreie Mischzone, wo sie mit der frei zulaufenden Hauptkomponente zusammenfließen. Aus Sicherheitsgründen folgt bei der Spinnvliesanlage danach ein Metallseparator, um eventuell mitgeschleppte, selbst kleinste Metallpartikel vor dem Einzug des Materials in den Extruder auszusortieren. Gefahren wird der Extruder stets im überfütterten Zustand, um kein Abreißen einzelner Filamente am Spinnbalken durch unzureichende Materialzuführung zu riskieren.

Sinken die Materialmengen in den Wägetrichtern auf ein vorgegebenes Minimum, wird automatisch und in kürzester Zeit aus den darüber angeordneten gefüllten Vorratsbehältern Material nachgefüllt. Diese Behälter sind mit Saugförderstationen ausgestattet, um sofort neues Material aus den Silos bzw. aus den Vorratsgebinden nachzufördern. Für den zur Saugförderung an den Förderstationen erforderlichen Unterdruck sorgt ein zentraler Vakuumerzeuger (Drehkolbengebläsestation), kombiniert mit einem Zentralfilter, um aus der Förderluft mitgetragene Staubpartikel aufzufangen und abzuscheiden.

Kontinuierlich überwacht und geregelt werden alle Funktionen und Komponenten zur Materialförderung und Materialdosierung mit der leistungsfähigen, bedienerfreundlichen Mikroprozessorsteuerung Simatic S7. Die Kommunikation mit der Spinnvliesanlagensteuerung findet über eine Profibus-Schnittstelle statt. Grundsätzlich kann die S7-Steuerung allerdings sogar den Extruder und die nachfolgende Abzugseinheit ebenfalls regeln.

Mann+Hummel ProTec GmbH, Bensheim

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