Trocknungsanlage für vorimprägnierte PU-Schäume

Annina Schopen,

Dichte Fenster aus der Mikrowelle

Dichtungsbänder für Fenster- und Türanschlüsse, Dehnfugen und Trennwände müssen viel aus- und gut dichthalten. Deshalb werden häufig Quell- oder Kompribänder eingesetzt. Ein Dichtungsspezialist wollte die Produktion dieser Bänder ohne Qualitätsverlust energie- und kosteneffizienter gestalten. Weiss Technik konnte dafür eine Lösung bieten.

Die Mikrowellen-Trocknungsanlage arbeitet mit einem Wirkungsgrad von 90 Prozent und sichert die zuverlässige Trocknung der imprägnierten Bänder. © Weiss

Für Anwendungen, bei denen eine hohe Fugendichtigkeit gefordert ist, bietet ein Dichtungsspezialist spezielle Kompribänder an. Diese Bänder aus PU-Schaum dehnen sich nach dem Einbau langsam aus und dichten dadurch dauerhaft ab. Dabei verhindert eine spezielle Kunstharzpolymer-Imprägnierung das Eindringen von Kälte und Feuchtigkeit. Die Imprägnierung hat überdies einen UV- und Alterungsschutz und ist flammenhemmend.

Das Imprägnieren der PU-Schäume ist ein einfacher, aber energieintensiver Prozess, bei dem das Imprägnat in einem Tauchbad aufgetragen wird. Da die Restfeuchte für die Weiterverarbeitung nur etwa 10 % betragen darf, muss der Wasseranteil anschließend deutlich reduziert werden. Um die energieeffiziente Trocknungstechnik zu erhalten, ohne auf zuverlässige Trocknungsergebnisse zu verzichten, wurde Weiss mit der Entwicklung einer entsprechenden Lösung beauftragt.

Bestehenden Prozess mit Mikrowellentechnik optimieren

Als Partner für wärmetechnische Speziallösungen entwickelte Weiss eine energieeffiziente Trocknungsanlage. Dabei wurde auf die Mikrowellen-Technologie zurückgegriffen, die sich nach einer ersten Analyse ideal für das sichere und effiziente Trocknen der feuchten, Imprägnat-getränkten PU-Schäume eignet. Entscheidend dafür ist der elektrische Verlustwert der Schäume, der über 0,01 liegt, was bedeutet, dass die Bänder die Mikrowellenstrahlung hervorragend absorbieren. Dadurch können sie gezielt bestrahlt und von innen heraus erwärmt und getrocknet werden.

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Anders als bei herkömmlichen Öfen muss dabei nicht der gesamte Ofen erwärmt werden. Die Mikrowellen bewirken einen direkten Energieeintrag in das zu trocknende Werkstück, die Umgebungsluft bleibt kalt. Dadurch benötigen Mikrowellen-Trocknungsanlagen erheblich weniger Energie. Die von Weiss realisierte PU-Schaum-Trocknungsanlage realisiert so einen Wirkungsgrad von 90 %.

Mit dem hexagonalen Aufbau sichert die Vötschoven-VHM-Mikrowellenanlage einen effizienten und homogenen Trocknungsvorgang. © Weiss

Die neue Trocknungsanlage wurde als Durchlaufanlage konzipiert und realisiert. Nach der Imprägnierung in einem Tauchbad laufen die Bänder aus PU-Schaum durch den Mikrowellentrockner. Dabei reicht die Transportgeschwindigkeit von >2 m/min und wird automatisch an die jeweilige Materialstärke des PU-Schaums angepasst. Das Transportband besteht aus mikrowellentransparentem glasfaserverstärktem PTFE und hat keinen Einfluss auf die Mikrowellenstrahlung. Damit kann fast die gesamte Energie in die Bänder eingebracht werden. Beim Ein- und Austritt in den Mikrowellentrockner durchlaufen die Bänder einen Mikrowellen-Eingangs- beziehungsweise Ausgangsfilter.

Homogene Trocknung für optimale Qualität

Herzstück der Anlage ist das Mikrowellensystem mit einer Vötschoven-VHM-Mikrowellenanlage mit einer Frequenz von 2,45 GHz. Die patentierte hexagonale Kammergeometrie und die patentierte Position der Mikrowelleneinkopplung sind entscheidend für die homogene Feldverteilung und damit die gleichmäßige Trocknung der PU-Schäume. Dieses zeigt sich auch in der Praxis. Die Qualitätskontrolle der fertigen Kompribänder bestätigt, dass die Feuchteabweichung, bezogen auf eine ganze Rollenbahn, über das Volumen nur 1 – 2 % beträgt und damit innerhalb des geforderten Toleranzbereiches liegt. Dadurch ist der anfallende Verschnitt beim nachgelagerten Cutting minimal.

Steuerung und Prozessüberwachung

Gesteuert wird die Trocknungsanlage über die Weiss-Simpac-Steuerung. Sie ermöglicht die kontinuierliche Datenaufzeichnung zur Dokumentation der Prozessparameter, zur Fehleranalyse und für Predictive-Maintenance-Applikationen. Für die Prozesskontrolle sind darüber hinaus spezielle Infrarotkameras in der Mikrowellenkammer installiert. Mit deren Daten lässt sich die Oberflächentemperatur des Prozessgutes flächig auswerten.

Wie die Prozesskontrolle noch weiter optimiert werden kann, untersuchte das universitäre Forschungsprojekt Smart tomographic sensors for advanced industrial process control („Tomocon“). Das Ergebnis: Tomographische Sensoren messen zuverlässig die Feuchte im Schaummaterial und sind daher künftig gute Mittel zur Regelung und Qualitätssicherung bei der Schaumtrocknung. In der Summe überzeugt die Mikrowellen-Trocknungsanlage technisch und wirtschaftlich und hilft dem Dichtungshersteller dabei, die Produktion der Bänder effizienter und ohne Qualitätsverlust zu gestalten.

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