Prozessbedingte Anforderungen an die Polymerfiltration

Die besonderen Eigenschaften von Polymerschmelzen stellen hohe Anforderungen an die eingesetzten Filterelemente.

Hohe Viskosität und Differenzdruck

Polymerschmelzen weisen eine deutlich höhere Viskosität als flüssige Medien auf. Um einen konstanten Volumenstrom durch das Filterelement zu gewährleisten, sind entsprechend hohe Differenzdrücke erforderlich. Die poröse Struktur muss diese Belastung dauerhaft aufnehmen, ohne sich zu verdichten oder ihre Filtrationseigenschaften zu verändern.

Thermische Dauerbelastung

Die Filtration erfolgt bei Temperaturen, die oberhalb der Schmelztemperatur des jeweiligen Polymers liegen. Der Filterwerkstoff muss unter diesen Bedingungen formstabil bleiben und darf weder mechanisch noch strukturell beeinträchtigt werden.

Gleichmäßige Belastung der Filterfläche

Eine homogene Porenstruktur ist entscheidend, um bevorzugte Strömungskanäle zu vermeiden. Ungleichmäßige Durchströmung führt bei Schmelzen schnell zu lokalen Überlastungen, Druckspitzen oder Verblockungen.

Prozessstabilität und Standzeit

Polymerfiltration ist häufig als kontinuierlicher Prozess ausgelegt. Schwankungen im Druckverlust oder im Durchfluss wirken sich unmittelbar auf die Prozessführung aus. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an eine stabile Filtrationsleistung über längere Standzeiten.

Geeignete SIPERM®-Werkstoffe für die Polymerfiltration

In der Polymerfiltration steht nicht die allgemeine Werkstoffauswahl im Vordergrund, sondern die Zuverlässigkeit der Filtration unter Schmelzbedingungen. Entscheidend sind dabei die mechanische Stabilität der porösen Struktur, die gleichmäßige Durchströmung der Schmelze sowie das Verhalten des Filterelements unter dauerhaft hohem Differenzdruck und erhöhter Temperatur.

SIPERM® R – poröser Edelstahl für die Schmelzefiltration

Für die Filtration von Polymerschmelzen werden überwiegend poröse Filterelemente aus SIPERM® R eingesetzt. Der Werkstoff erfüllt die Anforderungen an Temperaturbeständigkeit und Festigkeit, die für den Einsatz in Extrusions- und Spinnanlagen erforderlich sind.

Die poröse Struktur von SIPERM® R ermöglicht eine definierte Abscheidung fester Verunreinigungen aus der Schmelze bei gleichzeitig gleichmäßiger Durchströmung. Dadurch wird verhindert, dass sich bevorzugte Strömungskanäle ausbilden, die zu lokalen Überlastungen oder frühzeitigem Verblocken führen könnten.

Neben der reinen Abscheidung trägt die Filtration mit porösem Edelstahl zur Homogenisierung der Polymerschmelze bei. Die Schmelze wird über die gesamte Filterfläche verteilt, wodurch lokale Inhomogenitäten reduziert werden. Einschüsse wie Gelteilchen können innerhalb der porösen Struktur zerteilt werden, was sich positiv auf die Weiterverarbeitung und die resultierende Produktqualität auswirkt.

Aufgrund dieser Eigenschaften ist SIPERM® R besonders für Anwendungen geeignet, bei denen hohe Reinheitsanforderungen an Folien, Fasern oder technische Kunststoffprodukte gestellt werden und gleichzeitig ein stabiler, kontinuierlicher Prozess erforderlich ist.

Typische Filterelemente und Filteraufbauten

In der Praxis kommen in der Polymerfiltration unterschiedliche Filterkonzepte zum Einsatz, die an die jeweilige Prozessführung angepasst sind.

Ein häufig verwendetes Konzept sind mehrlagig aufgebaute Tellerfilter, bei denen mehrere poröse Filterelemente übereinander geschichtet werden. Diese Anordnung ermöglicht eine abgestufte Filtration und eine gleichmäßigere Belastung der einzelnen Filterlagen. Gleichzeitig lassen sich Standzeiten verlängern, ohne den Durchfluss signifikant zu beeinträchtigen.

Darüber hinaus werden poröse Filterelemente aus SIPERM® R auch als:

• Scheibenfilter

• Plattenelemente

• kundenspezifische Formteile

eingesetzt. Die Auslegung der Geometrie erfolgt in Abhängigkeit von Durchsatz, Schmelzeeigenschaften, verfügbarer Einbaulänge und gewünschter Standzeit.