Cleaning ASACLEAN granulates for injection molding and extrusion = reduced costs, increased productivity and quality

Vhodné kvalitní èistící materiály slouží k rychlému odstranìní reziduí plastù pøi zmìnì materiálu a k snadnìjšímu pøejezdu z jednoho odstínu na další. Výsledkem je úspora èasu urèeného k výrobì, snížení zmetkovitosti a úspora materiálu urèeného ke zpracování. Èistící materiály jsou jak kapalné, tak pevné ve formì prášku nebo granulátu. Hlavní pozici na trhu pøedstavují èistící granuláty pro jednoduchost jejich použití a velkou podobnost se zpracovávaným plastem. 

V souèasnosti je nabídka èistících granulátù již široká, ale dominantní postavení na trhu zaujímají èistící granulát ASACLEANvyrábìné japonskou spoleènosti  ASAHI KASEI. Tyto materiály jsou vhodné pro všechny procesy zpracování polymerù. Pomocí uvedených èistících granulátù lze èistit jak komoru a šneku, tak hlavy i horké vtoky a samotné formy.

ASACLEAN je èistící granulát, kde do vhodného plastového nosièe jsou zapracována aditiva typu tenzidù - detergentù, úèinných antioxidantù a tepelných stabilizátorù. Èistícího efektu je dosaženo trojím úèinkem. Jednak z dùvodù rozdílného reologického chování zpracovávaného plastu dochází k mechanickému èištìní. Dále pùsobením chemických reaktivních látek obsažených v èistícím granulátu dochází k narušení úsad na kovových èástech zaøízení. Vysoká úroveò tepelné stabilizace èistícího granulátu zabrání degradaci polymerních zbytkù. ASACLEAN neobsahuje žádná abrazivní aditiva a v doporuèeném teplotním intervalu (podle konkrétního typu od 180 °C do 360°c) nezpùsobí poškození kovového povrchu nebo ucpání horkých vtokù. ASACLEANje jako jeden z mála èistících granulátù vhodný pro odstávky strojù, tzv. „SEALING”, což je jedna z nejúèinnìjších forem èištìní válce a šneku.

Situace øešitelné pomocí èistícího granulátu

-       Nekontrolovatelný výskyt neèistot a barevných šmouh

-       Zvýšená zmetkovitost po pøerušení výroby a odstávkách

-       Výskyt èerných teèek v èirém nebo transparentním materiálu

-       Èasovì nároèný pøechod na jiný materiál nebo barevný odstín

-       Problémy pøi mechanickém èištìní s vytahováním šneku

-       Deformace horkých kanálù, neprùchodnost kavit

Posouzení plastových materiálù z pohledu složitosti èištìní

Pro zvolení vhodného zpùsobu èištìní je nutné vzít v úvahu tyto hlavní faktory:

-       Zpùsob provozování výrobního zaøízení – zejména velikost vstøikované dávky

-       Typ použitého polymeru

-       Aditivace použitého polymeru (barva; plniva, retardéry, modifikátory, procesní aditiva,…)

Pokud se komora vstøikovací stroje naplní jen zèásti, granule plastu se mohou dostat do nepoužívané èásti stroje a po degradaci vlivem teplotního namáhání zpùsobit kontaminaci používaného plastu. Aditivace polymerù èasto ovlivòuje jejich teplotní stabilitu a fyzikální a mechanické vlastnosti. Zejména smìsné materiály (blendy) s obsahem kompatibilizátorù jsou citlivé na podmínky zpracování – èasto dochází k napalování na stìny zaøízení a následné degradaci.

Z pohledu charakteru zpracovávaného plastu je možné rozdìlit polymery následujícím zpùsobem na „mìkké“  komoditní plasty typu PP, PE, PVC, TPE,… a mìkké plasty speciální  a citlivé èi reaktivní typu TPO, POM, TPU. Styrenové netransparentní plasty (ABS, HIPS) a technické netransparentní plasty (PA, PC, PC/ABS, PBT, PPO…) tvoøí další skupiny. Speciální oblastí jsou materiálové blendy typu napø. PC/PET; ASA/PA6; PBT/PE. Mezi nároèné plasty patøí zejména transparentní polymery napø. PC, PMMA, TABS, PET, PETG, SAN, COC a další. Samostatnou oblast pøedstavují vysokoteplotní inženýrské plasty.

(LCP, PEEK, PEI atd.). Každá uvedená skupina plastù vykazuje charakteristické rysy vyžadující použití specifických postupù èištìní.  

Postup pøi výskytu problémù s kvalitou výrobkù

Pøi výskytu tmavých èástic nebo viditelné kontaminace tmavším materiálem je vhodné použít èistící granulát. Pøi každé odstávce stroje se do komory nasype èistící granulát a sníží teplota, pokud to provozní podmínky dovolí, nejlepší je stroj vypnout a nechat vychladnout. Po zchladnutí znova ohøát na procesní teplotu a vystøíkat èistící materiál pøed formou.

Pøi výskytu barevných skvrn se èasto jedná o pigment, který pøi zpracování vytváøí tenkou vrstvu na povrchu zaøízení a v nepravidelných intervalech dochází k uvolnìní tìchto nánosù do materiálu. Øešením je postup SEALING; pokud ho nelze z provozních dùvodù aplikovat používá se èistící materiál se zvýšenou úèinností – s obsahem krátkých skelných vláken – napø. ASACLEAN CG nebo NEW EX.

Èerné teèky èasto pocházejí z plniv èi retardérù, které díky elektrostatické interakci mívají tendenci k usazování na kovových èástech výrobního zaøízení. V pøípadì výskytu èerných teèek aplikujeme èistící granulát vždy, kdy je stroj odstaven déle než 15 minut. Nejvhodnìjší je stroj odstavit s èistícím materiálem uvnitø stoje.

Èištìní vstøikovacích strojù

Pøi ukonèení výroby se do násypky vstøikovacího stroje nasype ASACLEAN a stroj se ponechá v provozu, dokud nevychází z trysky zøetelnì svìtlý ASACLEAN. Pokud je to možné, tryska se uzavøe (napø. najetím k formì). Ve válci se nastaví maximální bezpeèný zpìtný tlak, aby se èistící materiál dostal i do „mrtvých“ zón. Minimální doba pùsobení pro vyèištìní je 3-5 minut, pøi prodloužení této doby lze dosáhnout ještì lepšího výsledku. Doba pobytu èistícího granulátu pøi teplotách nad 300 °C nesmí pøesáhnout 30 minut. Pokud se pøi pøejezdù mìní teplota zpracovávaného materiálu, vždy se ponechá pøi zvyšování (snižování) teploty ASACLEAN uvnitø stoje. Termooxidaèní aditiva obsažená v èistícím granulátu zabrání vzniku degradovaného polymeru. Po dosažení pracovní teploty pro následující polymer nebo po ukonèení doby èištìní se uvolní tryska a materiál se za pomocí šneku vypustí ze zaøízení. Pøi vypouštìní je výhodné použít co nejvyšší rychlost. Pokud by byly viditelné stopy neèistot ve vypuštìném použitém èistícím granulátu, lze èistící cyklus opakovat. Pokud ASACLEAN po èištìní neobsahuje neèistoty, nasype se do dávkovaèe následující polymer a jeho pomocí se vytlaèí zbytky èistícího granulátu ze stroje.

Tab. 1. Typické množství ASACLEANU na èištìní v závislosti na prùmìru šneku - vstøikování

Nejèastìji používanými typy pro vstøikovací stroje jsou ASACLEAN GL2, urèený pro teploty 180°C - 360°C, vhodný pro bìžné polymery typu PA, ABS, PC/ABS, PBT, PS a další. Pro èištìní transparentních materiálù typu se nejèastìji používá ASACLEAN NewE. Pro èištìní pøi zpracování PMMA byl speciálnì vyvinut materiál ASACLEAN NewM.

Pro vysokoteplotní plasty typu PC se používá ASACLEAN PT, který èistí pøi teplotách 200°C - 360°C;  popøípadì typ SX vhodný pro použití v intervalu 300°C - 370°C.

Èištìní extruzních linek

ASACLEAN je vhodný pro èištìní všech typù  extruzních technologií – vyfukování, extruze desek, trubek, profilù, i pro vstøiko-vyfukování. Pøi ukonèování extruzní výroby se zaène dávkovat ASACLEAN. Pøed zahájením dávkování je potøeba ovìøit, že teplota zpracování odpovídá teplotnímu rozsahu èistícího granulátu. Pro správný výsledek èištìní je potøeba aby tavný index zpracovávaného polymeru a èistícího granulátu mìl srovnatelnou hodnotu. Pokud se hodnoty od sebe výraznì liší, je vhodné smíchat v pomìru 1:1. Pøi èištìní extruzní linky se používá nízkých otáèek šneku, dokud není stroj naplnìn. V pøípadì èištìní koextruzní linky se použije cca 20% pøedpokládané hmotnosti èistícího granulátu do pøíslušné násypky. Odstranìní sít je nutné pouze v pøípadì, jsou-li hustší než 80 mesh u  jednošnekových nebo 200 mesh u dvoušnekových extruderù. Èím déle se ASACLEAN nechá pùsobit ve válci, tím lépe se mùže projevit èistící efekt. Doporuèuje se ponechat ASACLEAN po celé délce šneku po dobu 10-15 minut. Poté se upraví teplota linky pro následující výrobu. Pøi teplotách nad 300°C však tato doba nesmí pøekroèit 30 minut. ASACLEAN se vytlaèí pøi støídavých otáèkách šneku. Aby se ASACLEAN co nejvíce odstranil, mìlo by být èištìní zakonèeno rychlejšími otáèkami.

Nejsou-li pøi vizuální kontrole taveniny na ASACLEANU patrné žádné zbytky degradovaného polymeru, èištìní je ukonèeno. Pokud je následující polymer zpracováván pøi jiné teplotì, tak teplotní nastavení vždy upravujeme pøi naplnìném stroji ASACLEANEM. Pøi vytlaèování ASACLEANU plynule pøecházíme na zpracování následujícího polymeru.

Tab. 2. Typické množství ASACLEANU na èištìní v závislosti na prùmìru šneku - extruze

Metoda SEALING

Technologické postup, pøi kterém je ponechán vhodný èistící materiál po delší dobu – napø. po dobu odstávky pøes noc nebo víkend. Pøi SEALINGU je ponechán èištìný stroj bez ohøevu, až dojde ke ztuhnutí èistièe uvnitø stroje. Objemová kontrakce materiálu v závislosti na teplotì spoleènì s dùkladným pùsobením chemických složek umožní vyèištìní i tìch míst výrobního zaøízení, kde dochází k pomalejšímu toku taveniny materiálu. Výhodou tohoto zpùsobu èištìní je i prevence degradace zbytkù plastu v zaøízení.

Èištìní horkých vtokù

Na základì zkušeností a spolupráce s firmami INCOE a ARBURG byl vyvinut nový,

velmi úèinný postup èištìní horkých vtokù, který je obdobou metody „SEALING“.

K èištìní horkých vtokù doporuèujeme následující typy ASACLEAN:

ASACLEAN UB - interval použití 170 – 320°C, Vhodný pro všechny „mìkké“ plasty.

ASACLEAN New E - interval použití 170 – 280°C Vhodný pro transparentní plasty. Zkracuje dobu mléèného zabarvení výliskù.

ASACLEAN GL2 - pro technické plasty v rozmezí 180 – 360°C.

ASACLEAN PT - interval použití 200°C – 360°C – urèený pro PC.

ASACLEAN New M - interval použití 180 – 320°C - urèený pro PMMA.

ASACLEAN SX - interval použití  300 – 390°C. Speciálnì vyvinutý pro èištìní horkých vtokù  pøi vysokých teplotách. Pro plasty zpracovávané nad 350°C.

ASACLEAN UB, PT a New M se mohou lisovat v režimu výroby do formy pøes horké vtoky; ASACLEAN GL2, New E a SX  se používají k prostøíknutí horkých vtokù do otevøené formy v teplotním režimu výroby.

Souhrn

Ekonomický efekt aplikace èistících granulátù znamená výrazný pøíspìvek pro snížení nákladù na zpracování nejen u transparentních a citlivých materiálù, stejnì tak v pøípadì èastých zmìn barev èi materiálù pøedstavuje zásadní pøíspìvek pro dosažení maximální kvality a produktivity zpracování plastù ve všech oblastech zpracování polymerù.

Zpracování s využitím firemních materiálù spoleènosti ASAHI KASEI, Japonsko.

VELOX CMS s.r.o. »