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PVC-Herstellung

Grundsätzlich werden PVC-Produkte aus rohem PVC-Pulver durch einen Prozess von Hitze und Druck geformt.Die beiden wichtigsten Herstellungsverfahren sind die Extrusion für Rohre und das Spritzgießen für Formstücke.

Die moderne PVC-Verarbeitung erfordert hochentwickelte wissenschaftliche Methoden, die eine präzise Kontrolle der Prozessvariablen erfordern.Das Polymermaterial ist ein frei fließendes Pulver, das den Zusatz von Stabilisatoren und Verarbeitungshilfsmitteln erfordert.Formulierung und Mischung sind kritische Phasen des Prozesses und es werden strenge Spezifikationen für eingehende Rohstoffe, Dosierung und Mischung eingehalten.Die Zufuhr zu den Extrusions- oder Formmaschinen kann direkt in Form einer „Trockenmischung“ erfolgen oder zu einer körnigen „Mischung“ vorverarbeitet werden.

Extrusion

Polymer und Zusatzstoffe (1) werden genau abgewogen (2) und durch Hochgeschwindigkeitsmischen (3) verarbeitet, um die Rohstoffe zu einer gleichmäßig verteilten Trockenmischung zu vermischen.Durch Reibungswärme wird eine Mischtemperatur von etwa 120°C erreicht.In verschiedenen Phasen des Mischprozesses schmelzen die Additive und überziehen nach und nach das PVC-Polymergranulat.Nach Erreichen der erforderlichen Temperatur wird die Mischung automatisch in eine Kühlkammer abgelassen, die die Temperatur schnell auf etwa 50 °C senkt, wodurch die Mischung zum Zwischenlager (4) transportiert werden kann, wo eine gleichmäßige Temperatur- und Dichtekonsistenz erreicht wird.

Das Herzstück des Prozesses, der Extruder (5), verfügt über einen temperaturgesteuerten, in Zonen unterteilten Zylinder, in dem sich Präzisions-„Schrauben“ drehen.Moderne Extruderschnecken sind komplexe Geräte, die sorgfältig konstruiert wurden und über unterschiedliche Schneckengänge verfügen, um die im Material entstehende Kompression und Scherung in allen Phasen des Prozesses zu kontrollieren.Die von allen großen Herstellern verwendete Konfiguration mit zwei gegenläufigen Schnecken bietet eine verbesserte Verarbeitung.

Die PVC-Trockenmischung wird in den Zylinder und die Schnecken dosiert, die dann die Trockenmischung durch Hitze, Druck und Scherung in den erforderlichen „Schmelzzustand“ überführen.Beim Durchlauf durch die Schnecken durchläuft das PVC mehrere Zonen, die den Schmelzestrom verdichten, homogenisieren und entlüften.In der letzten Zone wird der Druck erhöht, um die Schmelze durch den Kopf- und Düsensatz (6) zu extrudieren, der entsprechend der erforderlichen Rohrgröße und den Fließeigenschaften des Schmelzestroms geformt ist.Sobald das Rohr die Extrusionsdüse verlässt, wird es kalibriert, indem es durch eine Präzisionsdimensionierungshülse mit externem Vakuum geführt wird.Dies reicht aus, um die äußere PVC-Schicht auszuhärten und den Rohrdurchmesser während der Endkühlung in kontrollierten Wasserkühlkammern (8) zu halten.

Das Rohr wird vom Abzieher oder Abzug (9) mit konstanter Geschwindigkeit durch die Kalibrier- und Kühlvorgänge gezogen.Bei der Verwendung dieser Ausrüstung ist die Geschwindigkeitskontrolle sehr wichtig, da die Geschwindigkeit, mit der das Rohr gezogen wird, die Wandstärke des Endprodukts beeinflusst.Bei Rohren mit Gummiringverbindungen wird der Abzug in geeigneten Zeitabständen verlangsamt, um das Rohr im Bereich der Muffe zu verdicken.

Ein Inline-Drucker (10) markiert die Rohre in regelmäßigen Abständen mit der Kennzeichnung nach Größe, Klasse, Typ, Datum, Standardnummer und Extrudernummer.Eine automatische Trennsäge (11) schneidet das Rohr auf die erforderliche Länge.

Am Ende jedes Rohrstücks (12) wird mit einer Anformmaschine eine Muffe geformt.Es gibt zwei allgemeine Formen von Steckdosen.Für Rohre mit Gummiringverbindung wird ein zusammenklappbarer Dorn verwendet, während für Muffen mit Lösungsmittelverbindung ein einfacher Dorn verwendet wird.Für Gummiringrohre ist eine Fase am Stutzen erforderlich, die entweder an der Sägestation oder am Bördelgerät ausgeführt wird.
Das fertige Produkt wird zur Inspektion und abschließenden Laborprüfung und Qualitätsabnahme in Lagerbereichen gelagert (13).Die gesamte Produktion wird gemäß der entsprechenden australischen Norm und/oder den Spezifikationen des Käufers getestet und geprüft.

Nach der Inspektion und Abnahme wird das Rohr bis zum endgültigen Versand gelagert (14).

Bei Rohren aus orientiertem PVC (PVC-O) folgt auf den Extrusionsprozess ein zusätzlicher Expansionsprozess, der unter genau definierten und sorgfältig kontrollierten Temperatur- und Druckbedingungen stattfindet.Bei der Expansion kommt es zur molekularen Orientierung, die die für PVC-O typische hohe Festigkeit verleiht.

Spritzgießen

PVC-Fittings werden im Hochdruck-Spritzgussverfahren hergestellt.Im Gegensatz zur kontinuierlichen Extrusion ist das Formen ein sich wiederholender zyklischer Prozess, bei dem in jedem Zyklus ein „Schuss“ Material in eine Form gefördert wird.

PVC-Material, entweder in Form eines Trockenmischpulvers oder in Form einer körnigen Verbindung, wird durch Schwerkraft aus einem Trichter über der Einspritzeinheit in den Zylinder eingespeist, in dem sich eine Hubkolbenschnecke befindet.

Das Fass wird mit der erforderlichen Menge Kunststoff befüllt, indem die Schnecke rotiert und das Material zur Vorderseite des Fasses fördert.Die Position der Schraube wird auf eine vorgegebene „Schussgröße“ eingestellt.Während dieses Vorgangs „plastifizieren“ Druck und Hitze das Material, das nun im geschmolzenen Zustand darauf wartet, in die Form eingespritzt zu werden.

All dies geschieht während des Abkühlzyklus des vorherigen Schusses.Nach einer voreingestellten Zeit öffnet sich die Form und das fertig geformte Fitting wird aus der Form ausgeworfen.

Dann schließt sich die Form und der geschmolzene Kunststoff wird unter hohem Druck in die Vorderseite des Zylinders eingespritzt, indem die Schnecke nun als Kolben fungiert.Der Kunststoff gelangt in die Form, um das nächste Fitting zu formen.

Nach der Injektion beginnt die Wiederaufladung, während das geformte Fitting seinen Abkühlzyklus durchläuft.