Bei der Verarbeitung von hygroskopischen (d. h. Wasser aufnehmenden) und hydrolyseempfindlichen Polykondensaten mittels Extrusion ist die Schmelzeentgasung eine kostengünstige Alternative zur aufwendigen Vortrocknung. Bevor der Schmelze jedoch das Wasser entzogen werden kann, muss der Rohstoff zunächst aufgeschmolzen werden. Dies führt bereits zu einem hydrolytischen Molekulargewichtsabbau. Die Höhe des Abbaus ist abhängig vom Wassergehalt des Rohstoffs und kann durch die anschließende Entgasung nicht vollständig rückgängig gemacht werden. Bei schwankenden Rohstofffeuchten, wie sie in der betrieblichen Praxis stets vorkommen, sind daher bisher immer Schwankungen in der Produktqualität feststellbar.
In der vorliegenden Arbeit wird für die Verarbeitung zweier Polykondensate Polyethylenterephthalat (PET) und Polyamid (PA) auf einem Einschnecken-Entgasungsextruder eine neuartige Qualitätsregelung vorgestellt. Hierzu werden im wesentlichen zwei Effekte genutzt:
· Die Höhe des hydrolytischen Abbaus wirkt sich direkt auf das Molekulargewicht der Schmelze und damit auf dessen Fließfähigkeit aus.
· Die Höhe des Entgasungsdrucks bestimmt die Menge des aus der Schmelze abgeführten Wassers. In konventionellen Anlagen wurde die Höhe des Entgasungsdrucks über einen Vakuumpumpenstand bisher konstant gehalten.
Bei dem entwickelten PID-basierten Regelkreis dient die Schmelzeviskosität als Regelgröße. Sie wird kontinuierlich online in einem Bypass-Rheometer ermittelt. Eine abweichende Rohstofffeuchte bewirkt aufgrund der abweichenden Hydrolyse eine Abweichung der Regelgröße von dem vorgegebenen Sollwert. Die Regelung greift über eine Anpassung des Entgasungsdrucks (Stellgröße) ein. Dies führt zu einer angepassten Entgasungsleistung und passt auf diese Weise die Schmelzeviskosität dem ursprünglichen Sollwert an. Trotz schwankender Rohstofffeuchten kann so eine stets konstante Folienqualität sichergestellt werden.
