Farbschlieren trotz Mischdüse

Zuerst: Herzlich willkommen im Forum!

Um die Übersichtlichkeit der beiden Programme zu verbessern, würde ich erstens die zweite Einspritzgeschwindigkeit komplett entfernen, inklusive der Umschaltpunkte und Drücke, da die Geschwindigkeiten sowieso identisch sind. Das gleiche gilt für die Stützpunkte 3 und 4 beim Nachdruck, da hier gar keine Zeiten hinterlegt sind. Diese Parameter werden also auch nicht aktiv. Das wird aber sicherlich nichts an den Farbschlieren ändern.

Wir benutzen Mischdüsen mit Kopf SMK 10 von ARBURG (158.760 Mischkopf L=50), Schnecke 25mm und haben in den meisten Fällen keine Probleme mit der Verteilung bei allen Polymeren und einem Einsatz von 2% Masterbatch.

Nun muss man aber auch sagen: Gerade die Polymere POM und PBT können dieses "Verteilungsproblem" auf Grund ihrer Kristallisation verursachen (besonders POM). Es ist eigentlich so, dass die Verteilung OK ist. Jedoch bilden die Kristallisationen Bereiche und Streifen, in den Spritzteilen, in und an denen das Licht anders gebrochen wird. Das zeigt sich dann als Schlieren. So haben wir bei Entwicklungen von MBs festgestellt, dass der Farbmittelgehalt bei diesen Produkten deutlich höher sein muss, um diese Schlierenbildung zu überfärben. Es kommt also bei diesen Produkten auf den Farbmittelgehalt in den MBs an. Der Einsatz der MBs bleibt dann trotzdem bei z.B. 2% und es hilft in der Regel auch nicht den prozentualen Einsatz zu erhöhen. Da müsste dann also mit dem Lieferanten bzw. den Herstellern gesprochen werden.

Eine Erhöhung des Staudruckes (wie bei dir auf 250bar) bringt keine bessere Verteilung. Die 150bar in unseren Parametersätzen sind schon sehr hoch, jedoch benötigen wir sie (standardisiert) um "Missbrauch" durch hohe Scherung z.B. bei Kunden zu simulieren.

Diese Mischschneckenspitzen, wie du sie von BASF z.B. angesprochen hast, haben bei uns, gegenüber den statischen Mischern grundsätzlich versagt - bei allen Polymeren. Mit den statischen Mischer (früher noch von SULZER, später dann direkt von ARBURG inklusive entsprechender Düse) haben wir grundsätzlich die besten Ergebnisse erreicht. Auch sogenannte "IGEL", Barriereschnecken und Schnecken mit einem sogenannte "Mad dog" (ähnlich einem kurzen Barriereschneckenbereich auf der Schnecke) waren für unser Eindrücke nicht optimal bzw. sogar schlecht. Nur mit den MKs erreichten wir nach maximal schon 10 Schuss eine homogene Farbverteilung. Optisch als auch messtechnisch.

Das ist Das, was wir als Erfahrungen als Compoundeur und auch Hersteller von Masterbatches in den vielen Jahren unserer Entwicklungen gemacht haben. Fertigteile (Musterplatten und Prüfkörper) stellen wir praktisch nur für unsere hauseigenen Prüfungen und externe Bemusterungen her.

Eine hohe Scherung und damit ggf. eine Schädigung der Schmelze konnte wir bisher nicht feststellen.

Fällt mir da noch ein:

Ich denke (und hoffe), dass ihr die Materialien nach allen Regeln der Kunst gut vorgetrocknet habt. Ggf. Sogar die MBs. Bitte auch das POM für 2 Stunden bei 80° vortrocknen.

Aufgefallen ist mir: 1% Batch in Makrolon. Damit werdet ihr evtl. grundsätzlich Probleme in der Farbverteilung bekommen. Sind die anderen beiden genau so niedrig dosiert? Dann solltet ihr euch Batches holen die mit mindestens 2% dosiert werden. Unsere Erfahrung läft dahin, dass alles unter 2% bei der Verteilung oft reine Glücksache ist.

Wir hatten lange Jahre mal einen Kunden, der von uns forderte ein PC-Batch mit 0,5% Einsatz zu liefern. Das schaften wir im Spritzguss nur mit einer kleinen Pulvermühle. Er hat es extrudiert.

Bei langsam gespritztem POM hast du in der Oberfläche meistens viel kleine Krater. Das hat natürlich visuell als auch farbmetrisch Einfluss auf die Farbe. Grundsätzlich kann es natürlich auch auf Grund der verwendeten Farbmittel durch Scherung zu Änderung der Farbe kommen. Empfindliche Farbmittel können praktisch zerfallen und erzeugen dann deutliche Farbumschläge (z.b. von gelb zu grün in Schlieren oder von rosa zu blauen Schlieren). Auch die Werkzeugoberflächentemperatur kann entscheidend sein.

Du müsstest dich also praktisch entscheiden, wie du einen reproduzierbaren Zyklus schaffst, mit dem du die Farben reproduzierbar erreichst. Ebenso müssen Farbmittel eingesetzt werden die sich nicht beim Spritzguss und den verwendeten Parametern in dem betreffenden Polymer ändern. Man kann auch nicht jedes Farbmittel in jedem Polymer und in jeder Kombination miteinander verwenden. Einige Kombinationen vertragen sich z.B. chemisch nicht. Kommen dann noch erhöhte Temperaturen oder starke Scherung hinzu wird die Farbabweichung schnell gravierend.

Dzodzo35

du hast da zwar die schönen ARBURG-Datenblätter reingestellt ... naja, sagt mir alles zu wenig - gib doch mal ganz einfach folgende Infos:

Art der Schnecke (Barriere- oder 3-Zonen-Schnecke?)
Temperaturempfehlung laut Datenblatt von ....°C bis ....°C und die zZt. eingestellte Temperaturen (beginnend) bei Einzug bis Düse
Max. möglicher Dosierweg (mm) der Maschine?
Ist-Dosierweg (mm)?
Dekompression (mm)?
Massepolster (mm)?
Umschaltpunkt (mm)?
Zykluszeit?
Umschaltung bei wieviel % Füllung lt. Füllstudie?
Einspritzzeit?
Anzahl Geschwindigkeitsprofilstufen beim Einspritzen?
Welches Einspritzprofil?

Mache dir dann mal einen Vorschlag ....

Empfehlung meinerseits

Zitat von Dzodzo35

Temperaturen (beginnend) bei Einzug bis Düse: 200-200-200-200-210°C

181°-189°-197°-205° 205°

Zitat von Dzodzo35

Dekompression (mm)? 3,18 mm

5 mm und Staudruck auf 60 bar (spezifisch)

Zitat von Dzodzo35

Umschaltpunkt (mm)? 7,96 mm

3mm bei geometrisch voll (Dosierung anpassen)

Zitat von Dzodzo35

Anzahl Geschwindigkeitsprofilstufen beim Einspritzen: 1 Stufe: 12 ccm/s | 38,2 mm/s

40 mms bis 50% Füllung -> 20 mms bis 80% Füllung -> 10 mms bis 100% Füllung -> Umschalten

Nachdruck so wenig wie möglich, so viel wie nötig

Hallo DZ,

wie mischt ihr das MB unter ? händisch, volumetrisch, gravimetrisch ... ?

Habt ihr auch schon mal hochkonzentriertes Micro-Batch ausprobiert?

(= sehr farbintensiv aufbereitet und durch seine geringe Korngröße bei gleichem oder kleinem %-Anteil noch besser in der Verteilung)

Zitat von Dzodzo35

Die Schlieren sind natürlich schon optisch auf die Musterplatten sichtbar und zusätzlich wurde durch Spektrophotometer die inhomogenität bestätigt.

Da wir aktuell mit PC mit Universalmasterbatch (lebensmittelkonform, daher nicht veränderbar) auf einer OFS X-Mischdüse ähnliche eklatante Probleme bzgl. Homogenisierung haben, wurde die Idee eines Spektrophotometers bereits angesprochen. Gibt es welche, die empfohlen werden können?

Zitat von Dzodzo35

Uni Masterbatche machen sehr oft Schlieren-Probleme

Woher kommen diese Schlieren Probleme?

Zitat von petersj

Diese Mischschneckenspitzen, wie du sie von BASF z.B. angesprochen hast, haben bei uns, gegenüber den statischen Mischern grundsätzlich versagt

Was verstehst du unter Mischschneckenspitzen?

Zitat von petersj

Ich denke (und hoffe), dass ihr die Materialien nach allen Regeln der Kunst gut vorgetrocknet habt. Ggf. Sogar die MBs.

Das Masterbatch haben wir auch mal sehr sorgfältig vorgetrocknet, was aber keinerlei positive Effekte nach sich zog.
Problematisch an der ganzen Sache ist, dass das Universal Masterbatch auf Harz Ester Basis schon bei ca.50°C anfängt aufzuschmelzen (Trocknung bei 40°C ca.4h) und durch meinen Aufsatztrockner auf der Maschine (120°C min. 6h, wenn keine Störung) habe ich 45°C am Einzug, was natürlich prädestiniert ist für Kondensat.

Was verstehst du unter Mischschneckenspitzen?

Rückstromsperre mit BASF-Ring ersetzen.

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Oder Twente Mixing Ring Bitte melden Sie sich an, um dieses Bild zu sehen.   Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen.

Universal Masterbatch auf Harz Ester Basis

Das kann auch das Problem sein. Es passt nicht zu 100% zu dem Rohmaterial.

Zitat von petersj

Universal Masterbatch auf Harz Ester Basis

Das kann auch das Problem sein. Es passt nicht zu 100% zu dem Rohmaterial.

Das wissen wir, aber der Hersteller besteht darauf, dass es Universal ist und zu jedem passt und es bei anderen ja auch funktionieren würde.
Klassische Verkäufer, die mit der Praxis recht wenig zu tun haben...

Zitat von petersj

Was verstehst du unter Mischschneckenspitzen?

Rückstromsperre mit BASF-Ring ersetzen.

Welche Probleme ergeben sich dadurch?

Ich würde aus vielen Jahren Erfahrung mit Einfärbprozessen nicht den Fokus zu sehr auf die Rückstromsperre richten. Wenn ich dass richtig erkenne, wird bei o. g. Prozess mit einen Staudruck in Höhe von 250 bar bei 20er Schnecke gearbeitet - dieses bedeutet, dass das Material gegen eine Kraft von 0,785 to(!!) in den Schneckenvorraum "gequält" wird.

Das ist für das Material besonders an den Flanken der Schneckenstege,

aber besonders extrem im Fließspalt zwischen *Sperrring und Dichtring* schädlich!

Daher muss immer klar sein, dass der Staudruck ein Parameter ist, der mehr Schaden als Nutzen anrichtet, ein Treiber für hohen Energieverbrauch ist er allemal! Beim Einfärben muss eine homogene Vermischung des Materials mit "Gefühl" erfolgen: a) das Material im Bereich des Zylinders zurückhaltend mit Staudrücken belasten und b) die Temperaturen so einstellen, dass eine einwandfreie Entgasung möglich ist, weil besonders auch der Sauerstoff im Granulat nicht mit in die plastische Masse eingemischt werden darf (chemische Reaktionen).

Beschreibe mal den Weg der Schmelze beim Einspritzen, beginnend ab Schneckenvorraum -> Heißkanal -> Kaltkanal oder nur Heißkanal, oder nur Kaltkanal?

Dzodzo35 ist es schlechter, besser oder wie vorher?

Benutzt ihr nur 1 Batch oder stellt ihr die gewünschte Farbe aus verschiedenen Batchen zusammen?

So wie sich das im letzten Bild zeigt, würde ich eher auf eine Schädigung durch den Scherspalt am Filmanguss tippen (Farbumschlag zu rot). Denn die Farbschlieren zeigen sich - so wie es aussieht - erst in der eigentlichen Musterplatte. Das würde wiederum darauf hinweisen, dass die oder das Batch nicht für euere Rohware geeignet sind oder das viel zu viel Temperatur gefahren wird.

Das der Hersteller sagt, dass das Batch für Vieles geeignet sei, mag ja sein. Bei euch würde es aber offensichtlich nicht geeignet sein.