ENGMíchačka provozující 40 mm dvoušnekovou linku zřídka dostane stejnou peletu dvakrát po přesunutí stejné směsi TPE do 75 mm stroje. Tvrdost Shore A se posune o dva nebo tři body, olej migruje na povrch pelet a pramen se přilepí na dopravník. Průměr šroubu je zřídkakdy skutečnou příčinou. Co se obvykle změnilo, je hustota točivého momentu, kapacita podávání kapaliny a dráha chlazení mezi matricí a peletizérem.
Zde je krátká odpověď: nejprve opravte hustotu točivého momentu, poté architekturu podávání a poté peletizační cestu. Při skládání TPE tato tři rozhodnutí interagují mnohem silněji než u tuhého PVC nebo neplněného polypropylenu, protože tavenina je měkká, formulace často obsahuje 30 až 50 hmotnostních procent oleje a polymer je buď lehce zesíťovaný, nebo není zesíťován vůbec.
Níže uvedené části procházejí každým rozhodnutím v pořadí, s tolerancemi, omezeními a kompromisy na úrovni dílny, které ve skutečnosti rozhodují o tom, zda čára udrží sazbu.
Čím se liší směs TPE od směsi tuhých plastů
TPE je rodina, nikoli jeden polymer. Styrenové blokové kopolymery postavené na SEBS nebo SEPS, dynamicky vulkanizovaném TPV, termoplastické olefinové směsi a TPU, to vše prochází slučovací linkou a každý z nich požaduje od sudu něco jiného.
Typ na bázi SEBS běžně nese 100 až 200 phr parafinového procesního oleje. Tento olej se musí vtlačit do pryžového středního bloku, aniž by se zničily koncové bloky polystyrenu, které dodávají materiálu jeho pevnost. TPV obsahuje kaučukovou fázi, která musí být dostatečně tvrdá, aby se rovnoměrně rozptýlila, ale ne tak tvrdá, aby degradovala. TPU je citlivý na vlhkost a zbytková voda v krmivu vytváří bubliny, povrchové vady a měřitelnou ztrátu mechanických vlastností.
| Rodina TPE | Hlavní úkol skládání | Poptávka po krmení | Typická cesta peletizace |
|---|---|---|---|
| SEBS / SEPS, olej prodloužený | Distribuujte olej do pryžové fáze, aniž byste rozbili tvrdé bloky | Po proudu vstřikování kapaliny plus gravimetrický přívod polymeru | Vodní kroužkové řezání horké plochy nebo řezání pod vodou |
| TPV (PP / EPDM) | Dynamická vulkanizace za řízeného smyku a doby zdržení | Přesné dávkování léčiv a oleje | Podvodní peletizace |
| TPO směsi | Rovnoměrně rozložte plnivo a pigment | Boční podavač pro mastek nebo uhličitan vápenatý | Pramen nebo vodní kroužek |
| TPU | Kontrolujte vlhkost a omezte tepelnou historii | Sušené krmivo, uzavřená doprava | Podvodní peletizace |
Společným tématem je, že většina formulací TPE nese alespoň dva proudy, které tuhá plastická směs nenese: kapalinu a prášek s nízkou sypnou hustotou. Dostat tyto dva proudy do taveniny řízenou rychlostí je jediným největším určujícím faktorem toho, zda linka běží stabilně po celou směnu. Stejná logika řídí procesy reakčního vytlačování, kde se polymer spíše zabudovává do sudu než se pouze taví, jak je popsáno v práci na TPU reakční vytlačovací linky .
Hustota točivého momentu je první specifikací, kterou je třeba opravit
Specifický točivý moment je nejužitečnější jediné číslo pro srovnání souběžně rotujících dvoušnekových strojů. Vypočítá se jako točivý moment na každém hřídeli dělený třetí mocninou osové vzdálenosti a vyjádřený v Nm/cm³. Konvenční kompaundační stroj má kolem 9 Nm/cm³. Konstrukce s vysokým točivým momentem dosahují 11 až 13,5 Nm/cm³ a Kunwei uvádí, že jeho stroj orientovaný na směsi dosahuje 14 Nm/cm³.
Obrázek 1: Široce používané třídy krouticího momentu pro souběžně se otáčející dvoušnekové míchací stroje s hodnotou 14 Nm/cm³, jak uvádí Kunwei pro svou řadu směsí.
Hustota točivého momentu se přímo převádí na volný objem a použitelnou rychlost šroubu. Absorpce 150 phr oleje vyžaduje dostatek volného objemu pro nasátí kapaliny, aniž by se shromažďovala na trysce. Udržení neporušeného elastomeru citlivého na teplo vyžaduje dosažení potřebné míchací práce při nízkých otáčkách. Stroj s vyšším kroutícím momentem provádí obě práce najednou, protože stejný výkon je dodáván s menším počtem otáček, takže každý kilogram TPE má menší celkovou historii střihu.
Toto je důvod dvoušnekové extrudéry s vysokým kroutícím momentem se staly výchozí volbou pro skládání TPE a TPV spíše než volitelným upgradem. Kompromis je mechanický: drážkované hřídele, ložiska převodovky a šroubové prvky musí být dimenzovány na zatížení, takže údaj o 14 Nm/cm³ je věrohodný pouze tehdy, když je celé hnací ústrojí vyrobeno tak, aby tomu odpovídalo.
Vysoce výkonná řada KTS Technické parametry Zobrazit produkt → Architektura krmení: vstřikování oleje, plnička a boční krmítka
Většina linek TPE, které nedosahují jmenovitého výkonu, je omezena proti proudu, nikoli u šroubu. Nejdůležitější jsou tři rozhodnutí o krmení.
Bod vstřikování kapaliny
Olej je vstřikován do části sudu za tavným těsněním, nikdy do plnicího hrdla. Vstřikovací potrubí by mělo být trasováno teplem a průtok by měl být řízen zubovým čerpadlem nebo gravimetrickou dávkovací jednotkou spíše než gravitací. Typická formulace SEBS přijímá 100 až 200 phr parafinového oleje, takže v tvrdosti Shore je okamžitě viditelné kolísání rychlosti o několik procent.
Přidání prášku a plniva
Mastek, uhličitan vápenatý, zpomalovače hoření a barevné prášky mají všechny nízkou objemovou hustotu a mají tendenci fluidizovat se v plnicím hrdle, což způsobuje hladovění šneku a způsobuje rázy. Boční podavač, který aplikuje mírný podtlak na vstupním bodě, zhutňuje prášek, když vstupuje do barelu, zvyšuje efektivní objemovou hustotu a stabilizuje rychlost podávání.
Boční podavač Boční podavač se používá pro nucené podávání prášku, krátkých vláken nebo premixového materiálu, který může flexibilně vyhovět potřebám procesu nebo zvýšit dávkované množství. Na... Zobrazit produkt → Gravimetrické ovládání
Podavače se ztrátou hmotnosti jsou standardním vybavením linek TPE, protože automaticky korigují posun hustoty mezi dávkami plniva a postupnou změnu sypné hmotnosti pelet, jak se mění obsah oleje. Objemové krmení je přiměřené pouze tehdy, když je složení fixní a suroviny pocházejí z jediného kvalifikovaného zdroje.
Teplota taveniny, smyk a odstranění těkavých látek
Taveniny TPE jsou měkké a citlivé na teplo, takže profil sudu obvykle stoupá k mísícímu vrcholu a poté před matricí opět klesá. Vysoká teplota matrice způsobuje, že tavenina je příliš tekutá na to, aby se dala čistě řezat, zatímco příliš chladná matrice zvyšuje tlak v hlavě a může způsobit prasknutí taveniny.
Obrázek 2: Ilustrativní nastavené hodnoty pro olejem prodlouženou směs SEBS, s chladnou zónou nástřiku, směšovacím vrcholem blízko zóny tři a klesajícím profilem směrem k matrici.
Na lince TPE jsou typické dva vakuové porty. První je umístěna bezprostředně po zóně vstřikování oleje, aby odstranila lehké těkavé látky a veškerou vlhkost nesenou plnivem. Druhý sedí blízko matrice, aby odstranil zbytkovou vodu. Běžnou chybou je provozování obou portů na stejné úrovni vakua; výstupní port normálně potřebuje silnější vakuum, protože tavenina je tenčí a volný povrch je menší.
Peletizace: Pramen, vodní kroužek nebo podvodní
Cesta peletizace rozhoduje o úrovni prachu, tvaru pelet a míře pozornosti obsluhy, kterou linka vyžaduje.
| Trasa | Jak to funguje | Nejlépe sedí | Pozor na |
|---|---|---|---|
| Pramen se vzduchem chlazeným dopravníkem | Tavenina opouští matrici, ochlazuje se na dlouhém dopravníku a poté je rozřezávána pásovým peletizérem | Nízký až střední výkon, snadná vizuální kontrola kvality taveniny | Druhy bohaté na olej se lepí na pás; vyšší prašnost |
| Řezání horkého povrchu vodního kroužku | Pelety jsou řezány na čele matrice a vhazovány do rotujícího vodního prstence | Střední výkon, kulaté pelety, střední investiční náklady | Regulace teploty čela matrice musí být přísná |
| Podvodní peletizace | Řezání probíhá v komoře naplněné vodou přímo na matrici | Vysoký výkon, uzavřený systém, nízká prašnost, dobré pro měkké taveniny | Vyšší kapitál; nutná úprava vody a výměna obrazovky |
U jakostí SEBS bohatých na olej se obvykle dává přednost řezání vodním prstencem a podvodním řezáním, protože pelety jsou zchlazeny v okamžiku, kdy jsou řezány, což se uzamkne ve tvaru dříve, než může olej migrovat. Peletizace provazce má stále své místo ve zkušebních pracích a v malosériové výrobě, kde schopnost vidět pramen stojí více než extra výkon.
Podvodní peletizace Podvodní povrchové řezání za tepla znamená, že materiál je ve vodě rozřezán na částice a přímo sleduje tok vody do potrubí pro chlazení a tvarování. Zobrazit produkt → Jak do sebe zapadá kompletní linka na směsi TPE
Linka TPE běží v pevné sekvenci a každá fáze omezuje následující. Podavače nastavují poměr, boční podavač nastavuje rychlost plnění, extrudér nastavuje práci míchání a peletizátor nastavuje konečnou formu částic.
Obrázek 3: Schematické uspořádání slučovací linky TPE, od gravimetrického plnění přes dvoušnekový extrudér do peletizéru.
Výběr průměru šroubu se řídí požadovaným výkonem, nikoli naopak. Rozsah strojů zhruba od 8 mm do 177 mm pokrývá vše od laboratorního pokusu s několika kilogramy za hodinu až po plnou průmyslovou výrobu a zkoušky na malém stroji by měly probíhat při stejném specifickém točivém momentu a stejné době setrvání jako na výrobní jednotce, jinak nebude zvětšení fungovat.
Často kladené otázky o směsi TPE
Jedná se o tavné míšení termoplastického elastomerního základu, jako je SEBS, SEPS, TPV nebo TPU s procesním olejem, plnivem, antioxidantem a barvou, následované peletizací do volně tekoucích granulí, které lze vstřikovat do formy nebo extrudovat.
Velkoobjemový šnek s hnětacími bloky pro rozdělovací míchání, krátkou disperzní částí a tavným těsněním umístěným před portem pro vstřikování oleje. Měkké taveniny TPE obvykle ztrácejí kvalitu s agresivními smykovými prvky.
Olej nebyl před lisováním plně absorbován. Před řezáním zkontrolujte, že vstřikovací bod sedí za správným těsněním taveniny, že vakuový port po proudu funguje a že teplota matrice umožňuje překrytí povrchu pramene nebo matrice.
Při míchání TPE zůstává kaučuková fáze nezesíťovaná a je jednoduše změkčena olejem. Při výrobě TPV je kaučuková fáze zesíťována uvnitř extrudéru, zatímco plastová fáze zůstává termoplastická, což vyžaduje přísnější vytvrzovací dávkování a kontrolu doby zdržení.
Výrobní linky běžně provozují 100 až 200 phr parafinového oleje na jakosti SEBS, což je zhruba polovina hmotnosti hotové směsi. Kromě toho je omezujícím faktorem obvykle kapacita chlazení taveniny spíše než vstřikovací systém.
Často ano, ale potřebuje revizi. Kritickými body jsou objem bez šroubů, dostupnost výstupního vstřikovacího portu a vakuových portů, jmenovitý krouticí moment převodovky a to, zda peletizér zvládne měkkou, mírně lepkavou taveninu.
