23 Oktober 2009

Plas Mec: Fortschritt mit WPC-Schnellmischer

Durchsatzleistung und Agglomeratqualität verbessert

Wie bei kaum einer anderen Werkstoffgruppe steigt derzeit weltweit die Nachfrage nach Erzeugnissen aus Wood-Polymer-Composites (WPC) und damit nach Anlagen zu ihrer Herstellung und Verarbeitung. Insbesondere Europa hat noch einen erheblichen Nachholbedarf, hier wird für die nahe Zukunft mit starkem Wachstum gerechnet. Plas Mec Srl. (www.plasmec.it) gehört zu den Unternehmen, die von Anbeginn Anlagen zur WPC-Erzeugung liefern. Derzeit werden zur Aufbereitung vor allem geringfügig an das Material angepasste Heiz-/Kühlmischerkombinationen eingesetzt, die die Maschinenbauer aus dem Standardbaukasten zusammensetzen. Für PVC-Wood-Polymer-Composites funktioniert dies recht gut. Bei der Kombination von Polyolefinen (PE, PP) mit Holzfasern lässt das Ergebnis jedoch hinsichtlich Qualität und Durchsatzleistung zu wünschen übrig. Während des Mischens bilden sich Knollen, die in zusätzlichen Arbeitsschritten herausgesiebt und gemahlen werden müssen. Außerdem ist die Kühlleistung aufgrund des – der zerklüfteten Oberfläche der Agglomerate geschuldeten – schlechten Wärmeüberganges nicht effizient.

Effizienter Prozess für Materialkombination Polyolefin-Holzfasern
Plas Mec hat auf der Basis dieser Erfahrungen speziell für die Materialkombination Polyolefin – Holzfasern einen wesentlich effizienteren Prozess entwickelt. Dabei wird nicht nur die Durchsatzleistung und die Agglomeratqualität deutlich verbessert. Auch die erforderliche Gesamtinvestition für eine solche Anlage konnte reduziert und damit deren Wirtschaftlichkeit erhöht werden. Besondere Aufmerksamkeit widmeten die Entwicklungsingenieure auch der Sicherheit der Anlage. WPC können bis zu 80 Prozent Holzfasern enthalten, dementsprechend hoch ist auch die Konzentration an Holzstaub und damit die Gefahr einer Explosion. Die neue Mischanlage wurde deshalb durchgängig nach der ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG ausgelegt.

Kernstück der Anlage sind ein Schnellmischer mit integriertem Entfeuchtungssystem und ein neuer horizontaler Gebläsekühler. Vorgeschaltet sind je nach Anzahl der Komponenten Aufgabestationen, Materialförderung und Verwiegesysteme. Aus dem Nachbehälter wird der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff direkt zur Verarbeitungsmaschine oder zur Zwischenlagerung in Big Bags bzw. Tagessilos gefördert.

Der WPC-Schnellmischer erfüllt gleich drei Funktionen. Ein dreistufig angeordnetes, sichelförmiges, mit einer hochverschleißfesten keramischen Beschichtung versehenes Rührwerk zerkleinert die Holzfaser-Bündel. Im Zusammenspiel mit einem großen Übergangsradius im Behälter sorgt das Werkzeug zudem für eine hervorragende Mischtrombe. Da Holzfasern bis zu 25 Prozent Feuchtigkeit enthalten können, für den nachfolgenden Verarbeitungsschritt jedoch nur ein geringer Feuchtigkeitanteil zulässig ist, müssen die Holzfasern im Schnellmischer auch getrocknet werden. Plas Mec hat den WPC-Schnellmischer deshalb mit einem Vakuum-Entfeuchtungssystem ausgestattet, das den Feuchtegehalt auf einen Wert unter einem Prozent reduzieren kann. Um eine kurze Aufheizzeit der Mischung zu erreichen, lässt sich der doppelwandig aufgebaute Mischer mit einer deutlich erhöhten Umfangsgeschwindigkeit betreiben. Die Drehzahl lässt sich dabei zur optimalen Anpassung des Prozesses stufenlos variieren. Um die Explosionsgefahr beim Holzstaub zu bannen, ist der Schnellmischer mit einer Explosionsunterdrückungsanlage für Zone 20 ausgestattet.

Vom Schnellmischer gelangt das Gemisch aus Polymer (PP, PE), Holzfasern, Farbpigmenten, UV-Stabilisatoren, Flammschutzmitteln und Bioziden in den neuen horizontalen Hochleistungs-Gebläsekühler. Drei hocheffiziente Gebläse sorgen für eine schnellere und gleichmäßige Kühlung des Agglomerates. Die Knollenbildung, wie sie durch das Rühren in herkömmlichen Kühlmischern entsteht, sowie der nachfolgende Einsatz von Zerhackern oder Mühlen entfällt. Der Transport des Mischgutes bei diesem Luftkühler erfolgt ausschließlich horizontal. Der neue Kühler ermöglicht damit eine gleichmäßigere Korngrößenverteilung.

Eingesetzt im ersten Schritt des zweistufigen Verfahrens sorgt das neue WPC-Mischsystem für deutlich höhere Durchsätze bei der nachfolgenden Verarbeitung im Extruder und für gleichbleibend hohe Qualität der Erzeugnisse, da die Verweilzeit des Agglomerates in der Entgasungszone erheblich gesenkt und ein absolut homogenes Ausgangsmaterial in die Verarbeitungsmaschine dosiert werden kann. Die Effizienz des Einsatzes einer solchen WPC-Mischanlage steigt mit der Anzahl der zu beschickenden Extrusionsanlagen. Angeboten wird die Anlage in unterschiedlichen Größen, beginnend bei rund 50 kg (berechnet für einen PP-Anteil von 30% und einen Holzfaseranteil von 70%). Die größten WPC-Mischanlagen von Plas Mec fassen ca. 650 kg Ausgangsmaterial.

Nach den sehr guten Erfahrungen mit diesem System ist zur Zeit wiederum eine Komplettanlage im Bau, die im Ende Oktober/Anfang November im Technikum der Plas Mec Interessenten vorgeführt werden kann und für Kundenversuche bereit steht.

Source: Plasticker, 2009-10-22.

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