Extrusion 6-2021

Blick in die aktivierte Plasmazone (Seitenansicht) Das „kalte“ Plasma hat den großen Vorteil, dass keine signifi- kante Wärmeeinwirkung von ihm ausgeht. Für die Aktivierung werden zwei Elektroden benötigt, von denen eine durch ein di- elektrisches Material geschützt ist. Als zweite Elektrode wird bei der Walzenreinigung die Walze selbst eingesetzt. Die ED TouchlessClean Walzenreinigung besteht also aus einem Reaktorbalken, in dem ein großer Teil der Elektronik steckt und der die geschützte Elektrode beinhaltet. Dieser Reaktorbalken wird über eine individuelle Anstellung parallel zur Walzenoberfläche montiert und im Betriebszustand auf den für das Plasma notwendigen Abstand gefahren. Mittels Abstandssensoren überwacht wird dieser auf ± 0,2 mm einge- halten. Da das Plasma berührungslos arbeitet, kann die Reini- gung der Walzen inline, also während des Produktionsprozes- ses betrieben werden. In der aktivierten Plasmazone werden durch im Plasma enthal- tene hochreaktive Spezies (unter anderem Ozon) alle organi- schen Bestandteile aufgespalten. Nahezu alle Kunststoffe ba- sieren auf Kohlenstoffverbindungen. Die Verschmutzungen der Walzenoberfläche werden somit zu einem großen Teil zu Koh- lenstoffdioxid und Wasser aufgespalten. Anorganische Be- standteile der Kunststoffschmelze werden durch die Plasmaan- wendung vereinzelt und können so von der laufenden Folie mitgenommen werden. In besonderen Einzelfällen kann das Plasma durch den Zusatz weiterer Gase dem Prozess angepasst werden. Dies kann zum Beispiel bei der Verarbeitung von PVC durch das im Material vorhanden Chlor notwendig sein. Die Entwicklung dieser berührungslosen, Inline-Walzenoberflä- chenreinigung ist so innovativ, dass Derichs dafür ebenfalls vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen eines ZIM-Projektes (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) über zwei Jahre unter der Projekt-Nr. ZF462902KO9 gefördert wurde. In diesen zwei Jahren wurde viel geforscht und, unterstützt durch viel Labor-, Werkstatt- und Recherchearbeit, zunächst ei- ne Demoversion hergestellt. Daraus weiterentwickelt wurde ein, für eine reelle Industrieanlage entwickeltes Funktionsmus- ter gefertigt. Das Funktionsmuster wurde bei einem Referenzkunden von Derichs in eine aktive Produktionsanlage eingebaut. Bei der Produktionsanlage handelt es sich um eine Flachfolienanlage mit einem senkrechten Drei-Walzen-Glättwerk. Walzengröße Durchmesser 600 mm, Ballenbreite 1300 mm. Ausstossleistung des Extruders circa 650 kg/h. Auf der Anlage wird R-PET in bis zu 18 unterschiedlichen Farben zu Tiefzieh-Folie für die Lebens- mittelindustrie im Dickenbereich von 310 bis 650 µm produ- ziert. Der übliche, händische Reinigungszyklus liegt je nach Fo- lie zwischen fünf und circa 40 Stunden. Für die Testphase, die von November 2020 bis Anfang Juli 2021 andauerte, wurden die Mitarbeiter geschult und von der Derichs und PlasmaGreen im Mittel alle zwei Wochen für ein bis drei Tage vor Ort unterstützt. Die Unterstützung durch Ver- antwortliche und Mitarbeiter war hervorragend. Die Herausfor- derung unter Industrie-Bedingungen aussagekräftige Daten für den Einsatz zu ermitteln war enorm. Gerade die häufigen Farb- und Dickenwechsel erschwerten es, reproduzierbare Situatio- nen zu generieren. Zudem erschwerten Anlagenstillstände, die nicht in einer Glättwerksreinigung begründet waren, die Test- läufe. Die Reinigungswirkung des ED TouchlessClean konnte Blick in die aktivierte Plasmazone (Längsansicht) Erste Demoversion – Plasma aktiv auf drei unterschiedlichen Oberflächengüten Funktions- muster ED TouchlessClean berührungs- lose Ober- flächen- reinigung 34 Wellrohre – Anwenderbericht Extrusion 6/2021