Schlüsselwort: Gestaltoptimierung[DNB]

In dieser Arbeit werden neuartige verstellbare Dispergierringe für den Einsatz in einem Planetwalzenextruder, entsprechend dem methodischen Konstruieren, entwickelt, bewertet und in Versuchen beurteilt. Im Vordergrund der Entwicklung steht die schnelle Verstellbarkeit der Spaltbreiten zum Wellengrund und die damit verbundene Zeitersparnis und Kostenreduktion bei einer Veränderung der Compoundieranforderung im Vergleich zu den bisher eingesetzten nicht verstellbaren Dispergierringen in einem Laborextruder. Neben der Verstellbarkeit wird zusätzlich eine bessere Dispergierung von zu Agglomerierung neigenden Farbpulvern in Polymerschmelzen angestrebt. Als mechanische Bewertungskriterien werden die Belastbarkeit und die Positionierungsmöglichkeiten des Dispergierrings betrachtet. Als vergleichbares Maß der Funktionalität zwischen nicht verstellbaren und verstellbaren Dispergierringen wird die spezifische Antriebsenergie verwendet. Die Entwicklung der Dispergierringe in Bezug auf eine homogene Verteilung der Additive wird zum einen über Mikroskopie und dazugehöriger Bildanalyse der Partikelverteilung und zum anderen über die Farbmessung am Granulat mittels Farbdifferenzen bewertet. Die Analyse der Farbdifferenzen spielt bei diesem Teil der Betrachtung eine übergeordnete Rolle. Als Farbpulver wird Cu-Phthalocyanin verwendet, welches auf herkömmlichen Doppelschneckenextrudern schwierig einzumischen ist. Der Einsatz von verstellbaren Dispergierringen mit verschiedenen Antriebslösungen und Durchflussvarianten bietet grundsätzlich eine Möglichkeit, den Zeitaufwand bei dem Wechsel von nicht verstellbaren Dispergierringen an Laborextrudern zu optimieren. Die damit verbundenen Personalkosten und Kosten auf Grund von Stillstand werden maßgeblich verbessert. Die Verteilung von nanoskaligen Additiven in der Schmelze auf einem Planetwalzenextruder mit verstellbaren Dispergierringen bietet zusätzlich eine homogene, sehr fein dispergierte Verteilung der Pigmente im Gegensatz zu nicht verstellbaren Dispergierringen oder der Herstellung von Compounds auf einem Doppelschneckenextruder mit Ein-Stufen-Prozess. Für die Herstellung eines reproduzierbaren Masterbatches mit eng tolerierten Farbdifferenzen sind neben der Verteilung weitere Faktoren vorhanden. Die Schwankung der Prozessparameter sowie die Toleranzen der Ausgangsstoffe führen zu unerwünschten Farbschwankungen. Die eingesetzte Farbmessung am Granulat bietet Vorteile gegenüber der Farbmessung an Farbplättchen.