Veredelte Kunststoffe, deren Eigenschaften durch einen oder mehrere Zuschlagstoffe zielführend gesteuert werden können, bezeichnet man als Compound. Die Reihe der Zuschlagstoffe ist lang und von Compound zu Compound individuell. Interessant sind für die Rohstoff-Automation vor allem Verstärkungstoffe wie Glasfasern, Füllstoffe (Kreide, Talkum, etc.), Pigmente (Titandioxid, Oxide, etc.) und Additive.
All diese Rohstoffe müssen neben dem Basispolymer dem Extrusionsprozess sicher zugeführt werden. Dazu wird ein entsprechendes System zur Rohstoff-Automation benötigt, das den besonderen Eigenschaften der verschiedenen Zuschlagsstoffe gerecht wird.
Das Handling von Polymeren gestaltet sich weitestgehend unkritisch. Jedoch müssen hierbei vielfältige Produkte zusammengeführt und gemischt werden. Hierfür werden die einzelnen Polymerkomponenten duch unseren AZO®MIXOMAT rezepturgesteuert angesaugt, exakt gewogen und schließlich homogenisiert. Die so erzeugten Vormischungen werden in einen nachfolgenden Pufferbehälter entleert und es kann sofort mit einer neuen Mischung begonnen werden. Durch die extra große Reinigungstür ist der MIXOMAT besonders leicht zu reinigen, wodurch auch schnelle Rezepturwechsel leicht zu realisieren sind.
Glasfaser wird als Zuschlagstoff verwendet, um das Basispolymer zu verstärken und widerstandsfähiger zu machen. Diese verstärkende Eigenschaft geht jedoch mit einer hohen Abrasivität einher und wirkt somit schleißend auf die Verarbeitungs- und Handlingssysteme. Werden hier nicht die passenden Werkstoffe und Systeme gewählt, kann dies zu einer erheblich geringeren Standzeit der Anlage führen.
Um dem Verschleiß weitestgehend vorzubeugen, wird häufig versucht die Fasern mittels Schwerkraft direkt aus dem Verpackungsgebinde dem Prozess zuzuführen. Wo dies nicht möglich ist, werden Fördersysteme benötigt, die auf diese speziellen Anforderungen ausgelgt sind.
Hierfür bietet sich unsere AZO Dichtstrom-Förderung an, die durch die Zufuhr von Sekundärluft die Reibung des geförderten Rohstoffs an der Rohrwand deutlich reduziert und somit auch höhere Fördergeschwindigkeiten und -Distanzen ermöglicht. In Kombination mit Leitungen aus einem abrasionsunempfindlichen Material, kann eine lange Standzeit bei hoher Effizienz erreicht werden.
Die wohl am häufisten eingesetzten Füllstoffe in der Compoundierung sind Kreide und Talkum. Zwei Rohstoffe, die je nach Anwendung substituierbar sind, jedoch unterschiedliches Verhalten im Handling aufweisen. Beiden gemein ist jedoch, dass sie ein sehr schlechtes Fließverhalten haben und ohne zusätzliche Maßnahmen nur schwer ausgetragen werden können.
Abhilfe lässt sich hier durch Fluidisierung mit Luft oder anderen Gasen schaffen. Das Fluidisierungsgas kann hierbei entweder punktuell über Düsen bzw. Membranen eingeleitet werden, oder großflächig über Trichter, die mit permeablen Textilien ausgekleidet sind. Das Gas lockert das Produkt in sich auf und reduziert durch somit entstehende Luftpolster die Wandreibungskräfte, sodass der Rohstoff zu fließen beginnt.
Speziell bei Talkum muss hierbei jedoch darauf geachtet werden, dass es durch die Fluidisierung nicht zum sogenannten "Schießen", also dem unkontrollierten Materialfluss und damit einer Überfüllung des nachgeschalteten Prozess, kommt. Dies kann durch den Einsatz von Schleusen mit engen Spaltmaßen verhindert werden.
Titandioxid ist in der Compoundierung auch bekannt als "Weißmacher" und wird unter anderem bei der Herstellung von Fensterprofilen eingesetzt. Dabei ist der Rohstoff gleich in zweierlei Hinsicht nicht ganz einfach: Zum einen ist er sowohl kohäsiv als auch adhäsiv und neigt somit zu starken Anhaftungen an Oberflächen und einem schlechten Fließverhalten. Zum anderen ist er lungengängig und wurde von der europäischen Union als potentiell krebserregend eingestuft. Für das sichere und effiziente Handling von Titandioxid müssen in der Rohstoff-Automation also einige Vorkehrungen getroffen werden.
Durch den Einsatz von Vibrationsböden mit eingebauter Belüftung lässt sich das Anhaften des Pulvers vermeiden und das Austragen ermöglichen. Die Ablagerung des Pulvers in Rohrleitungen kann durch den Einsatz von Schlauchsystemen umgangen werden. Durch die Flexibilität des Schlauchs und eine entsprechende Montage findet konstant eine leichte Bewegung statt, die dafür sorgt, das eventuell abgelagertes Material wieder abplatzt.
Der Schutz des Bedienpersonals wird durch spezielle Aufgabestationen ermöglicht. Big-Bag-Entleerstationen oder Sackaufgabestationen, die mit einer Glovebox ausgestattet sind, ermöglichen das Öffnen und Entleeren der Gebinde in den nachfolgenden Prozess, ohne das Personal mit dem Produkt in Kontakt zu bringen.
Gummi-Granulate und Elastomere erhöhen als Zuschlagsstoff die Elastizität und werden besonders bei der Herstellung von TPE eingesetzt. Diese Elastizität der Zuschlagstoffe sorgt jedoch auch für eine erhöhte Klumpenbildung und Anhaftung der Rohstoffe bei der Zufuhr zum Herstellungsprozess, der bei der Konzeption der Anlage Rechnung getragen werden muss – so zum Beispiel durch den Einsatz von Klumpenbrechern.
Bei AZO setzen wir zum Klumpenbrechen auf Stachelwalzen. Stachelwalzen sind einseitig gelagerte Wellen mit aufgeschweisten Schneidgeometrien. Diese Wellen werden durch einen Motor in Drehbewegung versetzt. Die permanente Bewegung sorgt dafür, dass die Rohstoffe immer wieder aufgelockert werden und verhindern somit die Bildung von Klumpen sowie das Anhaften.