So werden Compounds im Trockenschnitt granuliert

Der Mittelständler Sitraplas, Bünde, hat sich auf maßgeschneiderte Compounds für Hightech-Anwendungen spezialisiert. Über 300 verschiedene Produkte werden von 35 Mitarbeitern auf drei großen Anlagen und zwei Laborextrudern hergestellt. Das Angebotsspektrum umfasst Compounds auf Basis von Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA), Polybutylenterephthalat (PBT) und Polymethylmethacrylat (PMMA) sowie Polymerblends. Anwendung finden diese in der Automobil-, Elektro- und Elektronikindustrie, wo hohe technische Ansprüche mit ausgeprägten Vorstellungen von optischen und taktilen Eigenschaften zusammentreffen.

„Mit steigenden Ansprüchen werden die Kunststoffblends immer spezifischer“, sagt Sitraplas-CEO Tim Hencken über die Herausforderungen in der Herstellung neuer Compounds. Besonders herausfordernd sind dabei transparente Kunststoffe wie PC und PMMA. Sie werden etwa im Automotive-Bereich für Displayscheiben und die Ambientebeleuchtung eingesetzt. Aber auch selbstschmierende Produkte wie Drehregler und Knöpfe aus Kunststoff müssen wachsende Erwartungen erfüllen. Und dann ist da noch die Nachhaltigkeit – um ihr gerecht zu werden, müssen mehr Sekundärrohstoffe eingesetzt werden. „Für die Produktion von Sichtoberflächen in Hochglanz mit hohen Rezyklatanteilen ist Know-how und prozesstechnische Expertise nötig“, betont Hencken. Möglichst geschlossene Kunststoffkreisläufe zu erreichen, ist für den Compoundeur ein besonderes Anliegen. Insbesondere in der Automobilindustrie werden nachhaltige Produkte mit hoher Leistungsfähigkeit immer wichtiger. Um die Anforderungen der Anwender zu erfüllen und Compounds von hoher Qualität zu ermöglichen kommt es auch auf Prozessfertigkeit und das fachgerechte Verarbeiten der Rohstoffe an. Um sicherzustellen, dass die Compounds entsprechend ihren Einsatzzwecken qualitativ verarbeitet werden können, müssen die thermoplastischen Kunststoffstränge am Ende der Produktion materialschonend, sicher und exakt granuliert werden.

Für das Herstellen zylinderförmiger Granulate werden in der Compoundierung überwiegend Trockenschnitt-Stranggranuliersysteme eingesetzt. Die Anlagen verarbeiten geschmolzene Polymere zu trockenen, leicht handhabbaren Kunststoffgranulaten und vereinen dafür die Prozessschritte Strangformen, Kühlen, Trocknen, Granulieren und Sieben. Neben dem weit verbreiteten, konventionellen Wasserbad-Stranggranulieren kommen dafür auch Stranggranuliersysteme mit Bandzuführung zum Einsatz. Beim konventionellen Wasserbad-Stranggranulieren werden die vom Schmelzprozess noch erhitzten Polymerstränge in einem Wasserbad abgekühlt. Bei Stranggranuliersystemen mit Bandzuführung wird der Kunststoff durch Luft oder Wasserbesprühung abgekühlt. Beide Verfahren haben Vorteile: Das Wasserbad-Stranggranulieren als Stand der Technik punktet vor allem mit seiner Flexibilität und den günstigen Betriebskosten. Die Bandgranulierung eignet sich insbesondere für sehr brüchige oder wasserempfindliche Produkte und für Kunststoffe, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen.

Sitraplas setzt beide Produktionsverfahren ein. Der Hersteller vertraut seit Jahrzehnten auf Stranggranulatoren von Maag. Die Produktgruppe Automatik umfasst vielfältige Systeme für die Stranggranulierung im Nass- und Trockenschnitt inklusive Trockner und Zubehör. Jüngster Neuzugang bei Sitraplas: ein Einbandgranuliersystem EBG für die Trockenschnitt-Stranggranulierung mit Bandzuführung. Es wurde speziell für das Compoundieren von wasserempfindlichen, hochgefüllten und brüchigen Produkten entwickelt. Die Besonderheit des EBG-Systems besteht darin, dass die Polymerstränge direkt auf ein Band oder eine Wasserrutsche abgelegt werden und der gesamte Transport vom Düsenkopf bis zum Granulator aktiv stattfindet. Der Vorteil dabei: Kommt es während des Betriebs zu Strangabrissen, wird das Produkt automatisch wieder dem Granulator zugeführt. Damit kann dieses System speziell bei sehr brüchigen oder hoch gefüllten Compounds und Masterbatches gegenüber der konventionellen Wasserbadgranulierung punkten. Als weiterer Vorteil lassen sich mit der Bandzuführung auch elastische und flexible Polymere einfach und effizient handhaben. Dies zahlt sich insbesondere beim Herstellen kleiner Chargen aus – so wie beim Unternehmen aus Bünden, wo von manchen Produkten nur 25 kg hergestellt werden. „Solche Mengen fordert die Automobilindustrie zum Bespiel für Fahrzeuge im Premiumsegment, für die der Markt lukrativ, aber auch sehr klein ist“, verrät Hencken. Durch den Fokus auf qualitativ hochwertige Compounds mit geringem Volumen für solche Anwendungen unterscheidet sein Unternehmen kaum noch zwischen den klassischen Bereichen Labor und Produktion: „Beides liegt bei uns nah beieinander – wir sind quasi ein Technikum mit angehängter Produktion“, so Hencken. „Für genau diese gefragte Flexibilität ist das Maag-System sehr gut geeignet. Auch mit der Qualität und dem Service sind wir immer sehr zufrieden. Deshalb haben wir uns zur Stärkung unserer Fähigkeiten im Bereich der kundenspezifischen Produkte mit flexiblen Anforderungen auch wieder an unseren Partner gewendet.“

In Sachen Flexibilität fügt sich das neue EBG-System nahtlos in die Maschinenlandschaft bei Sitraplas ein. „Schon bevor das Compound aufs Band kommt, ist Variabilität gefragt – bei der Zusammensetzung, der Verarbeitung und vielen weiteren Variablen“, sagt der Sitraplas-CEO über den Entstehungsprozess neuer Polymerblends. „Genauso variabel ist die EBG, sie kann auf ganz unterschiedliche Arten genutzt werden.“ Zwar werden die Compounds selbst nur mit Luft gekühlt, doch für die Düsen bietet die Maag-Anlage Flexibilität: Sie können bei Bedarf mit Wasser gekühlt werden, auch Kombinationen mit Luft und Wasser sind möglich. Der geschlossene Kreislauf mit Wärmetauscher und Kühlsystem bewährt sich zudem bei der Produktion von selbstschmierenden Kunststoffen: „Manche Additive können dabei das Kühlwasser beeinflussen“, so Hencken. Da es im Kreis gefahren wird, ist das Containment sichergestellt und der Aufwand für die Aufbereitung wird reduziert. Die Flexibilität über alle Herstellbereiche hinweg ist aus Sicht des Sitraplas-CEOs das große Plus der Anlage: „Wir ändern nicht nur laufend die Chargengrößen oder die Stranganzahl. Viele unserer Produkte sind wirklich Unikate und haben zum Beispiel ein ganz individuelles Abkühlverhalten. All diese Anforderungen können wir mit der Maag-Anlage ganz nach unseren Wünschen erfüllen.“ Sitraplas hat sich selbst das Ziel vorgeschrieben, bis 2025 die Emission von Treibhausgasen auf null zu reduzieren. Für die Mission, nicht nur die Produktion, sondern auch die Produkte ganz auf Nachhaltigkeit zu trimmen, sieht Hencken Maag als geeigneten Partner. Die Anlagen unterstützen zum einen darin, immer anspruchsvollere und spezifischere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Produkte zu erfüllen. Zum anderen könne mit den flexiblen Granuliersystemen auch der Einsatz von Rezyklaten kontinuierlich erhöht und so die Vision der zirkulären Wertschöpfungskette von Kunststoffen in die Realität überführt werden.

Quelle: Maag

K 2022: Stand 9, Halle A02