Anche gli estrusori devono resistere al calore

Jun 25, 2023

Allan Griff | 18 settembre 2022

La settimana scorsa ha fatto molto caldo su gran parte del Nord America, un po’ meno qui nella East Bay della California, dove qualsiasi temperatura superiore a 80° F è chiamata ondata di caldo. Alcuni di voi in altri stati potrebbero considerarlo un sollievo estivo. Alcuni anni fa, ho visitato un cliente nella Central Valley della California quando c'erano 105°F vicino all'estrusore e 105°F all'esterno. Penso che la settimana scorsa sia stato anche peggio.

Non esiste il freddo. Ne ho parlato nel mio articolo sul calore, "Un argomento caldo, letteralmente, nella tecnologia di estrusione".

Il calore è il movimento delle molecole, quindi senza molecole non abbiamo temperatura, ma tutta la materia è costituita da molecole, comprese l’acqua, l’aria, tutta la plastica e noi. È tutta chimica, nessuna magia organica o naturale di alcun altro tipo.

Ci rinfreschiamo sudando: si perdono 540 calorie per ogni grammo d'acqua che ci sfugge e diventa acqua nell'aria o sui nostri vestiti. L'acqua nell'aria è umidità. Se l'aria è “piena” (satura), non possiamo rinfrescarci sudando. Possiamo fare la doccia con acqua più fredda, bere qualcosa di freddo o evitare movimenti che generano calore, ma un estrusore non può fare nessuna di queste cose. Sia noi che l'estrusore possiamo usare i ventilatori, ma la macchina non suderà.

In un estrusore dobbiamo mettere del calore per ammorbidire la plastica quanto basta per formarla, ma poi dobbiamo togliere nuovamente il calore per utilizzare il prodotto. Questo viene spesso fatto facendo passare il prodotto attraverso l'acqua. Funziona perché l’acqua alla pressione a livello del mare è abbastanza fredda da indurire (congelare) qualsiasi plastica. Alcuni estrusi, come fogli e film cast, vengono raffreddati facendoli passare su rulli metallici, che solitamente vengono raffreddati con acqua. Alcuni prodotti, in particolare la pellicola soffiata, vengono raffreddati soffiando aria sulla plastica emergente. Quest'aria può essere preraffreddata per accelerare la produzione, ma dove l'umidità è elevata, l'aria troppo fredda può condensare l'acqua sulle superfici degli anelli d'aria. Inoltre, come l’aria condizionata di casa o dell’ufficio, rendere l’aria più fredda ha un costo. Conosci i numeri del denaro e mantieni i tubi isolati per contenere i costi. Ricorda, inoltre, che la velocità di raffreddamento influisce sulle proprietà fisiche, quindi è possibile che si raffreddi troppo velocemente.

Tutte le materie plastiche si restringono mentre si raffreddano, alcune molto più di altre. Il raffreddamento deve essere gestito, né troppo veloce né troppo lento, e nel modo più uniforme possibile attorno alla superficie del prodotto. Pensa a un tubo che galleggia sull'acqua di raffreddamento, con la metà inferiore immersa e la metà superiore aperta all'aria (o al vuoto). Ciò potrebbe spiegare le variazioni di spessore all'interno del prodotto.

Anche la misurazione della temperatura fa parte della gestione del raffreddamento. Disponiamo di termometri a infrarossi per la misurazione senza contatto e termocoppie ad immersione nella testa di estrusione oltre ad una posizione tradizionale ma meno utile all'estremità della vite. La temperatura del metallo (testa e matrice) non è la temperatura di fusione. Non dimenticare di registrare e visualizzare i valori in modo da non doverli annotare. Puoi anche impostare allarmi se escono dall'intervallo desiderato.

Misurare con un infrarosso un prodotto irregolare o rotondo mentre esce dalla sua fustella richiede una mano molto ferma o, meglio ancora, un misuratore fisso. Fai dei giri scansionando il dispositivo su e giù e osservando il punto più alto. In alcuni mercati sono comuni i misuratori laser. C'è ancora bisogno di registrare la storia. Assicurati di fare qualcosa, perché non vuoi volare alla cieca con una variabile così importante. Conoscere le risposte alla domanda: "Cosa succede se la massa fusa esce troppo calda o troppo fredda?"

L'acqua cittadina è il mezzo di raffreddamento più comune, ma può essere assistita con la refrigerazione a un costo aggiuntivo. In alcuni casi, l'acqua può essere raffreddata mediante evaporazione e rimessa in circolo. La tecnologia per i sistemi di raffreddamento interni agli impianti è ben nota e dovrebbe essere possibile confrontare i costi per decidere in merito alle azioni da intraprendere. Nelle aree in cui la temperatura esterna varia notevolmente, sia da stagione a stagione che da giorno e notte, è necessario prestare attenzione a come ciò potrebbe mantenere bassi i costi di raffreddamento. Ricordo una piccola linea in cui il dispositivo di controllo della temperatura era un grande tamburo pieno d'acqua che un uomo riempiva continuamente di neve dall'esterno per mantenerla a 0°C. Era inverno nel nord-est. Non sono sicuro di cosa abbiano fatto quando fuori la neve si è sciolta.