Homogenes Mischen fester und flüssiger Komponenten
PUR- oder PIR-basierte Compounds für Flammschutz und eine nachhaltige Hartschaum-Produktion
2022 hat Hennecke die Produktlinie Environmental Technologies mit Maschinen und Add-ons für eine nachhaltigere Produktion eingeführt. Neu ist der ECOFILLER PLUS, der eine In-Line-Dosierung und daher äußerst homogene Vermischung beziehungsweise Compoundierung von flüssigen mit festen Komponenten ermöglicht. So können zerkleinerte Schnittreste und Produktionsabfälle wieder in den Produktionsprozess zurückgeführt werden, was eine abfalllose Produktion ermöglicht. Darüber hinaus können auch weitere Feststoffe, wie z. B. pulverförmige Flammschutzmittel, absolut homogen in die Rezeptur eingearbeitet werden.
Der nachhaltige Produktbereich Environmental Technologies ist seit zwei Jahren ein Schwerpunktthema der Hennecke GROUP. Sie zielt darauf ab, den Kunden umweltfreundliche Technologien und Dienstleistungen entlang des Polyurethan-Verarbeitungsprozesses anzubieten. Ein wichtiges Thema ist dabei die Vermeidung von Produktionsabfällen bzw. die Rückführung dieser Abfälle in den Produktionsprozess. In diesem Rahmen hat Hennecke-OMS – der Sandwich-Panel-Spezialist innerhalb der Hennecke GROUP – mit einem bereichsübergreifenden Team den ECOFILLER PLUS entwickelt, der nun als Add-on zu den bestehenden Dosiereinheiten angeboten wird. Er eignet sich für die gängigsten Hartschaumanwendungen innerhalb der Sandwich-PanelProduktion und ist im Produktportfolio der Hennecke GROUP die perfekte Ergänzung für die PANELMASTER-Produktionslinien von Hennecke-OMS. „Mit dem neuen ECOFILLER PLUS schaffen Anwender einen entscheidenden Mehrwert und können das Eigenschaftsspektrum ihrer Endprodukte bei der Erzeugung von Polyurethan-Compounds deutlich verbessern, zum Beispiel in punkto Nachhaltigkeit“, erklärt Pierpaolo Azzalin, Head of Sales Hennecke-OMS.
Verschwendungsfreie Produktion möglich
Selbst bei der sehr rohstoffeffizienten Produktion von Sandwich-Paneelen fallen je nach Form und Art des Endproduktes Schnittreste an. Dieser Verschnitt vergeudet nicht nur wertvolle Rohstoffe, sondern muss auch entsorgt werden und verursacht somit vermeidbare Kosten. Hier setzt die Neuentwicklung von Hennecke an: Sie ermöglicht es, den Verschnitt wieder in den Produktionsprozess zurückzuführen. Der ECOFILLER PLUS ist in der Lage, sehr schnell die flüssigen Komponenten der Polyurethan-Mischung mit den recycelten, festen Materialien in Pulverform zu kombinieren. „Im Rahmen unserer Nachhaltigkeitsstrategie achten wir nicht nur selbst darauf, Abfälle zu reduzieren, sondern möchten auch unseren Kunden ermöglichen, nachhaltiger zu produzieren, indem sie wertvolle Rohstoffe recyceln, um damit die Umwelt zu schonen und Kosten zu sparen“, so Andrea Mariani, President BU Italy.
Flammschutz: einfach und sicher
Ein weiteres wichtiges Anwendungsszenario für ECOFILLER PLUS ist die Verbesserung des Brandverhaltens von Produkten auf Basis von Polyurethan (PUR) oder Polyisocyanurat (PIR). Die Vorschriften und Anforderungen an die Materialien – insbesondere bei der Herstellung von Dämmplatten – werden immer strenger und stellen die Hersteller vor besondere, neue Herausforderungen. Durch den Einsatz von flüssigen und festen Rohstoffkomponenten ermöglicht ECOFILLER PLUS den Anwendern, flammhemmende Compounds zu entwickeln, zu testen und in die PUR- oder PIR-Formulierung für die Massenproduktion einzuarbeiten. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren den Herstellern, mit eigenen und selbst entwickelten Rezepturen das Brandverhalten der Endprodukte entscheidend zu verbessern. Ein Beispiel hierfür sind Dämmplatten mit flexibler Deckschicht zur energetischen Dämmung von Hauswänden.
Diese Anwendung ist auch im Hinblick auf die Klimakrise nicht zu unterschätzen. Die Industrie benötigt nachhaltige Flammschutzmittel, die mit dem ECOFILLER PLUS unter den realen Bedingungen einer Massenproduktion getestet werden können. Noch wichtiger ist, dass im Bereich der Gebäudedämmung mehr denn je Produkte gefragt sind, die nicht nur hinsichtlich Eigenschaften wie Steifigkeit, Dichte und Wärmeleitfähigkeit, sondern auch in Bezug auf den Flammschutz sehr leistungsfähig sein müssen, und zwar unabhängig von der jeweiligen Anwendung. Wohngebäude, Industriegebäude und Kühlräume sind nur einige Beispiele. Bisher gelten die strengsten Vorschriften in den asiatischen Ländern, aber auch die westliche Welt wird in den nächsten Jahren die Messlatte höher legen und von den Herstellern Anpassungen verlangen.
Festes und Flüssiges homogen verbinden
Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung des ECOFILLER PLUS bestand darin, eine vollkommen gleichbleibende Homogenität der festen und flüssigen Komponenten zu erreichen, sodass die Konzentration der festen Bestandteile an jeder Stelle des Endprodukts konstant ist. Dies garantiert nicht nur eine durchgehend hohe Qualität, sondern auch eine gleichmäßige Brandschutzwirkung an allen Stellen des Endprodukts. Der Schlüssel dazu liegt in den verschiedenen Sektionen des ECOFILLER PLUS und seines innovativen Mischsystems.
Die Feststoffdosiereinheit hat ein Fassungsvermögen von 110 Litern. Hier erfolgt die Pulverdosierung im dynamischen Mischer durch ein innovatives Trichtersystem, einen Doppelschneckendosierer und eine volumetrische Pumpe, die durch spezielle elektronische Wägezellen unterhalb des Trichters exakt gesteuert wird. Die Dosierung des Polyols erfolgt über eine Dosierpumpe, die individuell einstellbare Durchflussmenge wird über spezielle Durchflussmesser in einem geschlossenen Kreislauf – je nach programmierter Rezeptur – automatisch geregelt. Sobald die gewünschte Durchflussrate erreicht ist, werden die festen und flüssigen Anteile über eine Förderschnecke in den eigentlichen Mischbereich transportiert. Hier sorgen speziell angeordnete Stifte und Gegenstifte für eine effektive und gleichmäßige Vermischung der beiden Komponenten.
Auf der Auslassseite gelangt das homogene Gemisch nun nahezu drucklos in einen Tank, wo eine Saugmembranpumpe ein Rückfließen verhindert. Von dort transportiert eine Förderschnecke es in den Rührbehälter. In diesem 250 Liter fassenden Doppelmanteltank aus Kohlenstoffstahl sorgt ein Spezialrührwerk für eine dauerhaft gute Durchmischung der Feststoffanteile mit der Flüssigkeit und damit für eine einwandfreie Qualität bis zum nächsten Einsatz in der nächsten Produktionscharge. Das integrierte Temperiersystem sorgt dafür, dass die Temperaturen sowohl in den Rohstoff- als auch in den Mischtanks unabhängig von den äußeren Bedingungen stets konstant und in einem optimalen Prozessfenster gehalten werden.
Vielseitig einsetzbar
Der ECOFILLER PLUS kann in einem Durchflussbereich von 1,66 bis 18,2 l/min arbeiten und Materialien mit einer Viskosität von 5.000 bis 20.000 mPas sowie einer Pulvergröße von 50 µm bis 200 µm verarbeiten. Dadurch ist er für viele unterschiedliche zu verarbeitende Feststoffe und zahlreiche Endprodukte einsetzbar. Zudem können Rezepturen und das Verhältnis von Polyol zu Pulver jederzeit während der Produktion über das HMI angepasst werden. Der ECOFILLER PLUS garantiert nicht nur die sofortige, optimale und gleichmäßige Vermischung von festen und flüssigen Medien, sondern verkürzt auch die Mischzeit erheblich, was eine schnellere Produktion ermöglicht.
Der Prozess in Kürze
Die festen Stoffe in Pulverform sowie das Polyol werden für den Mischprozess vorbereitet und dann in die Mischkammer geleitet.
In der Mischkammer sorgen speziell angebrachte Stifte und Gegenstifte für eine schnelle und gleichmäßige Vermischung der Medien.
Im „finalen“ Arbeitsbehälter wird die fertige Mischung optimal konditioniert und bis zur Verwendung in der nächsten Produktionscharge aufbewahrt.
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