Lösemittelprozess für Laserfiltersiebe

Seit ihrer Einführung vor über hundert Jahren haben Kunststoffe immer mehr an Bedeutung gewonnen und sind heute nicht mehr wegzudenken. Anstatt nach der Entsorgung deponiert oder verbrannt zu werden, gelangen Kunststoffe heute dank Recycling zunehmend zurück in den Produktionskreislauf.

In speziellen Recyclinganlagen werden sie zerkleinert, vorgetrocknet und gereinigt. Anschließend wird das Altmaterial in Extrusionseinheiten aufgeschmolzen, verdichtet und fein filtriert. Das aufbereitete Material kann anschließend erneut in der Kunststoffproduktion eingesetzt werden. Für die Qualität des Rezyklats spielt insbesondere die Filtration der Kunststoffschmelze eine zentrale Rolle. Entsprechend hohe Anforderungen gelten für die dabei eingesetzten Filterkomponenten. 

Filtersiebe für saubere Kunststoffschmelzen

Auf die Fertigung von Extruderschnecken und Filtriersieben für die Kunststoffverarbeitung ist die 3S Schnecken + Spindeln + Spiralen Bearbeitungsges.m.b.H. (3S) spezialisiert. Das 1991 gegründete Unternehmen ist Teil der auf Kunststoffrecyclingmaschinen und -anlagen spezialisierten Erema-Gruppe und arbeitet mit Herstellern kunststofftechnischer Maschinen und Anlagen weltweit zusammen.
Zu den hochpräzise gefertigten Produkten, die 3S in Roitham erzeugt, gehören Filtriersiebe aus Chromstahl für sogenannte Laserfilter zur Eliminierung unerwünschter  Störstoffe wie Papier, Holz, Aluminium oder Fremdpolymere aus der Kunststoffschmelze. Dies ist notwendig, um einen kontinuierlich hohen Schmelzedurchsatz aufrechtzuerhalten. Die dafür eingesetzten Filtersiebe stellt 3S selbst her.

Wärmebehandlung wird in die Fertigung integriert

Die zur Vorbehandlung eingesetzten Filtersiebe werden bei 3S in einem patentierten Laserverfahren gefertigt. Zum Einsatz kommen dafür Maschinen, die das Unternehmen selbst konstruiert und auf Basis handelsüblicher CNC-Bearbeitungszentren aufgebaut hat. Nach der Laserbehandlung und dem Entfernen der dabei entstehenden Rückstände werden die Filterscheiben wärmebehandelt.

„Diese Prozessschritte hatten wir bis vor kurzem an ein darauf spezialisiertes Dienstleistungsunternehmen ausgelagert“, berichtet Michael Danner, Produktionsleiter Roitham bei der 3S Schnecken + Spindeln + Spiralen Bearbeitungsges.m.b.H. „Zur Erhöhung unserer Wertschöpfung und der Prozesssicherheit erledigen wir diese nun im eigenen Haus.“ Dazu installierte 3S eine Anlage des bisherigen Dienstleisters, der auf diesem Gebiet auch als Anlagenbauer auftritt.

Zu diesem Teil der Prozesskette gehört auch das Reinigen der Teile vor der Wärmebehandlung, um sie von Verschmutzungen und Emulsionen zu befreien. Dabei stellen die Filtriersiebe besondere Herausforderungen an die Reinigungstechnik: Die gelaserten Löcher in den Filterkomponenten sind so fein, dass sie mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Aufgrund der Oberflächenspannung kann selbst ein Wassertropfen nicht hindurchfließen. Neben der hohen Korrosionsneigung der Chromstahllegierung ist dies ein weiterer Grund, warum wässrige Reinigungsverfahren hier nur bedingt geeignet sind. 

Gleiches gilt allerdings auch für viele andere Verfahren, die mit geringem Mediendruck agieren. Michael Danner folgte daher der Empfehlung des bisherigen Wärmebehandlers, der dieselbe Problemstellung zu meistern hatte, und wandte sich an die herstellerunabhängigen Reinigungstechnik-
Spezialisten der MAP Pamminger GmbH.

Lösemittel statt wässriger Reinigung

MAP Pamminger empfahl eine kompakte Reinigungsanlage EcoCcore von Ecoclean. „Um die Filtriersiebe optimal aufnehmen zu können, ist die Anlage mit dem erhöhten Korbmaß von 670 x 480 x 400 mm ausgeführt“, präzisiert Gerald Leeb, geschäftsführender Gesellschafter der MAP Pamminger GmbH. „Die Körbe von Kögel verfügen über einen einhändig arretierbaren Deckel und gefederte Fachstangen zum Separieren der Teile.“

Die modular aufgebaute Anlage ist mit einer Stellfläche von 4.663 x 1.940 mm sehr kompakt und ermöglicht Bedienern eine ergonomische Handhabung sowie kurze Abläufe. Ein 7-Zoll-Farbdisplay mit Piktogrammen und Teilevisualisierung unterstützt die Programmierung und Bedienung der Anlage. Über eine integrierte Rollenbahn lassen sich die Körbe parallel zum Reinigungsprozess bestücken und entnehmen.

Da die Reinigung mit der EcoCcore von Ecoclean in einem geschlossenen System erfolgt, entstehen keine Dampfschwaden, was zusammen mit dem geringen Geräuschpegel die Belastung am Arbeitsplatz reduziert.

Elf Minuten für Waschen und Trocknen

Die Reinigung der Filtriersiebe erfolgt in einem automatisiert ablaufenden, mehrstufigen Prozess. Dieser besteht aus je einem Grob- und Feinwaschgang mit dem Entfettungsmittel JAEKOCLEAN™O-H 61 S von der CSC JÄKLECHEMIE GmbH & Co. KG in Nürnberg.
Gleichzeitig findet eine Ultraschallreinigung statt, anschließend werden die Teile mit Reinigungsmitteldampf beaufschlagt und abschließend vakuumgetrocknet. Dennoch dauert der gesamte Reinigungslauf pro Charge nur elf Minuten.

„Die EcoCcore kombiniert die Vorteile der Lösemittelreinigung mit intuitiver Bedienung und geringem Platzbedarf“, erklärt Gerald Leeb. „Darüber hinaus ist sie unter anderem durch die Beheizung der Flutbehälter mittels Wärmerückgewinnung durch die Destillation besonders energieeffizient.“

Destillation verlängert Medienstandzeit

Durch die kontinuierliche Destillation wird das Reinigungsmedium laufend aufbereitet, wodurch sich der Lösemittelverbrauch reduziert. Der automatische Austrag des Öls mit reduziertem Lösemittelanteil in einen externen Sammelbehälter hilft, die Entsorgungskosten zu minimieren.

So wird für den Austausch des Reinigungsmittels ein Intervall von drei bis vier Jahren erwartet. Zudem ist das hauseigene Personal von 3S nach kurzer Einweisung in der Lage, routinemäßige Wartungstätigkeiten bei Bedarf selbständig auszuführen. Für Wartungs- und Servicearbeiten sind die relevanten Komponenten über große Schwenktüren schnell zugänglich.

„Bei einer Anlagenkapazität von jährlich bis zu 20.000 Filtersieben kommen längere Anlagenstillstände nicht infrage, schon gar nicht ungeplante“, ergänzt Michael Danner. „Die Ecoclean-Reinigungsanlage erfüllt unsere hohen Ansprüche an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.“

Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgte innerhalb von nur zwei Tagen Mitte 2024. Seither arbeitet die EcoCcore störungsfrei im Ein- bis Zweischichtbetrieb. „Das Reinigungsergebnis ist tadellos, ebenso die Betreuung durch MAP Pamminger“, freut sich Michael Danner. „Neben den Wärmebehandlungsanlagen selbst hat uns diese kompakte und pflegeleichte Anlage ermöglicht, einen bis dahin für uns ungewohnten Prozess zu integrieren und so unsere Wertschöpfung wesentlich zu erhöhen.“

Ecoclean GmbH
www.ecoclean-group.net

MAP Pamminger GmbH
www.teilereinigung-pamminger.at