Mit Infrarot-Trocknung von TPU alles im Griff

Aachen, 8. August 2025 – Bei der Trocknung von TPU vor der Verarbeitung kann einiges schiefgehen. In den Trichtern der herkömmlichen Trockenluft-Trockner werden die elastomeren Thermoplaste durch lange Wärmestandzeiten und Druck durch nachfließendes Granulat belastet. Die Trocknungsrate kann uneinheitlich werden, das führt zu Ausschuss. Auf der K 2025 zeigt B.IRD Machinery, dass es auch anders geht. Das neue Infrarot-Drehrohrsystem B.IRD 5 reduziert die Trocknungszeiten auf 10 bis 30 Minuten. In kontinuierlicher Förderung werden konstante Materialqualitäten an die Folgemaschine geliefert.

Die Verarbeitung von TPU gilt aufgrund seiner hohen Feuchteempfindlichkeit und engen Prozessfenster als besonders anspruchsvoll. Mit der IR-Drehrohr-Technologie vereinfacht sich der Vorgang erheblich. In laufenden Reihentests untersucht B.IRD Machinery ein TPU auf Polyether-Basis mit Shore-Härte 85A. Es wird als verbreiteter Standard-Typ vorrangig im Spritzgießen eingesetzt.

Dabei konnte mit Messungen nach Karl Fischer bereits nachgewiesen werden, dass der B.IRD-Prozess das Material auf die erforderlichen Restfeuchten trocknet. Die Behandlung von feuchtekonditioniertem Material in einem B.IRD 5-Drehrohr mit 130 °C in normaler Umgebungsluft dauert maximal 30 Minuten. Jegliche Luftbehandlung entfällt, der Taupunkt spielt keine Rolle. Die Ergebnisse können verglichen werden mit einer Referenztrocknung über sechs Stunden bei 110 °C in Trockenluft mit einem Taupunkt von -40 °C. Bei frisch geöffneter Sackware werden herkömmlich drei bis vier Stunden benötigt, mit B.IRD je nach Durchsatz 12 bis 25 Minuten.

Die Zeiteinsparung um mehr als 90 Prozent ist nicht nur wirtschaftlich von Vorteil. Denn technisch gesehen hat das Material durch die kurze Verweilzeit in der Wärme kaum Gelegenheit zur Degradation. Diese wird in etlichen TPU-Datenblättern bei zu langen Standzeiten in hoher Wärme als Gefahr ausgewiesen. Blasenbildung und mangelnde Schichthaftung bei den Spritzgieß-Produkten zählen zu den resultierenden Schwierigkeiten, die viele Verarbeiter in der Praxis erlebt haben.

Lufttrocknung von TPU erfordert oft besondere Maßnahmen

Im Idealfall sollte das Material in den Trocken-Trichtern oder -Silos gleichmäßig durchrieseln und damit ebenso gleichmäßig in der dann unkritischen Wärmezeit stehen. Das entspricht aber nicht immer der physikalischen Wirklichkeit. Die Massen-Druckverhältnisse an den sich verengenden Trichterwänden führen bei manchen technischen Thermoplasten zu längeren Verweilzeiten von Granulat-Körnern an den Rändern. Die Körner in der Mitte rutschen schneller durch, so dass es zu unterschiedlichen Behandlungszeiten und zu Übertrocknungen kommt.

TPU neigt bei längerer Standzeit (>2h) und unter Druck von darüberliegendem Granulat zur Bildung von Agglomerationen. Diese Agglomerationen basieren nicht auf Verschmelzung, sondern auf Haftung in Form von „loser Anbackung“. Unter leichter mechanischer Belastung zerfallen die Ansammlungen schlagartig wieder in einzelne Granulatkörner.

In einem Trichter führt die Agglomeration häufig zu sich ausweitenden „no-flow"-Bereichen, ausgehend insbesondere von den Rändern. Die agglomerierten Granulate verweilen teilweise sehr lange im Trocknungsraum, während das restliche Material im zentralen Bereich beschleunigt nach unten durchläuft.

Gelegentlich löst sich ein größerer Bereich des Agglomerats und wird dann durch die Strömung mit ausgetragen. Für den nachfolgenden Schmelzprozess resultieren starke Schwankungen der Qualität des Input-Materials. Schnelllaufende Körner sind eher untertrocknet, aufgelöste Agglomerate teilweise stark übertrocknet: Ausschuss ist vorprogrammiert.

Die B.IRD-Vorteile: Zeit, Energie, Materialeffizienz, höhere Flexibilität

Dieser Effekt kann durch Sondermaßnahmen am Trockner wie Klopfer, Rührer, Druckluft und anderes abgemildert werden. Im Drehrohr-Prozess mit B.IRD werden die Granulatkörner dagegen unter stetiger Durchmischung zwangsgefördert. Massedruck bedingte Agglomerationen sind so von vorneherein ausgeschlossen.

Neben der wertvollen Zeitersparnis spart der B.IRD-Prozess für die gleichen Trocknungsergebnisse im ppm-Bereich auch bis zu 70 Prozent Energie im Vergleich zur herkömmlichen Trocknung. Die Infrarot-Trocknung ist ein einstufiger Prozess, bei dem Granulate und inneres Wasser durch Strahlung erwärmt werden. Weder ist eine Erwärmung der Luft erforderlich noch müssen Trockenmittel für die Regeneration aufbereitet werden.

Durchsatz von 4 bis 100 kg/h

Die Durchsatzleistung von B.IRD 5 für die Trocknung liegt je nach Variante zwischen 4 bis 100 kg/h. Die Menge verarbeitungsbereiten Materials kann spezifisch auf den nachfolgenden Verarbeitungsprozess abgestimmt werden. Mit der stetig durchmischenden Fördertechnik, der präzise definierbaren Durchlaufzeit und der exakt austarierten Infrarot-Leistung ist die gleichmäßige Temperierung jedes einzelnen Korns in der Größenordnung von ±1 Kelvin gegeben. Die Nachfolgemaschine erhält somit eine konstante Input-Qualität. Dies und die etwas höhere Übergabetemperatur der B.IRD-Granulate erleichtern die Einstellungen für ein stabiles Verarbeitungsfenster beim Spritzgießen.

Schließlich vereinfacht die B.IRD-Technologie schnelle Materialwechsel. Die Verkürzung der Aufbereitungszeiten sowie gegebenenfalls die kurze Zeit für einen Drehrohrwechsel bei Materialumstellungen erleichtern die flexiblere Auslastung von Spritzgießmaschinen.

 „Die Energie- und Materialeffizienz wird mit B.IRD optimiert, die Produktivität der Prozesse deutlich erhöht. Maschinen können besser ausgelastet werden und die Qualität der hergestellten Teile ist auch noch höher.“ zieht B.IRD-Geschäftsführer Daniel Stricker das Fazit.

Ausstellerdatenblatt