Die Infrarot-Drehrohr-Technologie trocknet Kunststoff-Schüttgüter höchst effizient. Darüber hinaus bringen die Anlagen von B.IRD Machinery Wärme schnell, günstig und einzigartig polymerschonend in Granulate, Mahlgüter, Folienschnitzel oder Pulver. Dies hilft Recyclern und Compoundeuren bei der Herstellung von Rezepturen und Blends. Die Schmelze-Homogenisierung im Extruder lässt sich durch die gezielte Vorbehandlung bestimmter Fraktionen mit der exakt steuerbaren Infrarot-Wärme deutlich verbessern. Die Materialausbeute wird erhöht. Auf der K 2025 sind die Geräte erstmals auf einer Messe zu sehen.

Gerade bei anspruchsvollen Materialmischungen aus Neuware und Recyclingfraktionen kann eine gezielte thermische Vorbehandlung entscheidend sein, um Qualitätseinbußen und Materialverluste zu vermeiden. Ein Beispiel aus der Praxis verdeutlicht die Vorteile: Ein Verarbeiter setzt bei der kontinuierlichen Produktion von dicken PET-Folien zum Tiefziehen seit über zwei Jahren ein B.IRD-Gerät ein. Die Folien werden aus rund 10-15 Prozent C-PET Neuware sowie in-house Regenerat (A-PET) und externen, gemischten Bottleflakes produziert.

Kein Materialabbau trotz unterschiedlicher Schmelzpunkte

Die unterschiedlichen Schmelzpunkte der Fraktionen machen die Extrusion besonders herausfordernd. C-PET kann bis zu 70 Prozent kristalline Anteile enthalten. Je höher dieser Anteil, desto höher ist die Temperatur, die zum Aufschmelzen benötigt wird. C-PET muss bis 280 °C erhitzt werden. A-PET wiederum schmilzt bereits bei 240 °C auf. Steigt die Temperatur der Gesamtschmelze auf 280°C, so beginnt sich der A-PET Anteil an der Schmelze bereits abzubauen.

Das in-house Material ist vollständig amorph, die Post-Consumer Flakes teilweise. Dies kann zu einem exponentiellen Materialabbau führen. Die amorphen Anteile der Rezeptur beginnen sich bereits zu zersetzen, bevor der kristalline Anteil der Rezeptur aufgeschmolzen ist. Der eigentliche Vorteil des PET, die Möglichkeit des Upcyclings, geht somit verloren. Letztlich kann dann nur noch Downcycling betrieben werden.

Die gezielte Vorbehandlung der C-PET Neuware mit einem B.IRD-Gerät reduziert die Schmelztemperatur der Gesamtrezeptur um drei bis sechs Grad Celsius. Damit werden die kritischen 280 °C im Gesamtsystem unterschritten und es ergeben sich erhebliche Verbesserungen bei Transparenz, Gelbfärbung sowie Material- und Produktfestigkeit. Dem Kunden stehen rund 20 kg/h mehr Material für das Endprodukt zur Verfügung, die zuvor durch die Schmelze-Filtration ausgesiebt wurden. Zudem werden die Gewichte der Produkte wegen der besseren Eigenschaften des Materials reduziert. Das B.IRD-Gerät hat sich mit der erhöhten Produktivität innerhalb weniger Monate amortisiert.

Durchsatz bis zu 200 kg/h, Temperatur bis zu 180 °C

Neuware und Regenerate (Industrial sowie Post-Consumer) sollten vor diesem Hintergrund wie unterschiedliche Rohstoffe behandelt werden. Es ist nicht zielführend, die Gesamtrezeptur durch einen einzigen großen Trockner und/oder Kristallisator zu fahren. Günstiger ist es, jede Rezepturkomponente konstant, reproduzierbar und schwankungsminimiert im Bereich ± 1-2 K einzustellen.

Dafür sind die kleineren, als Beistellgeräte konzipierten Modelle B.IRD 5 mit ihrem schnellen und effektiven Erwärmungspotenzial hervorragend geeignet. Dies gilt ebenso für die Herstellung von Blends und Compounds, bei denen Polymer- und Additivfraktionen unterschiedliche Schmelzpunkte oder Temperaturbeständigkeiten aufweisen. Ein Nebeneffekt kann zudem die Geruchsminderung bei bestimmten Fraktionen sein.

Weitere Einsatzvarianten

Bei Ausrüstung aller Rezepturkomponenten mit einer B.IRD-Behandlung kann fallweise auf eine Dosierung verzichtet werden. Je nach Rezeptur können die B.IRD-Maschinen dann kostenseitig im Bereich von Dosierstationen liegen.

Für reine Erwärmungsaufgaben liegt die Durchsatzmöglichkeit der B.IRD 5 zwischen 4 und 170 kg/h. Die gleichmäßige Temperierung des Materials auf ± 1-2 Kelvin kann dabei bis zu 180 °C garantiert werden. Wird eine niedrigere Temperatur gewünscht, lassen sich die Ausstoßleistungen auch weiter steigern. Je höher die gewünschte Durchsatzmenge, umso schneller wird der Prozess. Je nach Aufgabe steht Material schon nach zwei Minuten temperiert zur Verfügung. Weiterer Vorteil: Wird die ins Schüttgut eingebrachte Energie unmittelbar in den Schmelzprozess übernommen, wird die Scherung im Extruder reduziert und/oder die Durchsatzleistung erhöht.

„Die Erschließung der Infrarot-Temperierung für die Kunststoff-Verarbeitung steht gerade erst am Anfang. Das Potenzial zur deutlichen Verbesserung des Aufschmelzens von polymeren Stoffen mit B.IRD ist riesig,“ wirft Dr.-Ing. Frank van Lück, Technischer Unternehmensberater, den Blick in die Zukunft.

Bild ganz oben: Das B.IRD 5 Seriengerät Foto: B.IRD Machinery