從回收PET瓶片到無(wú)紡布的加工工藝

1.簡(jiǎn)介

隨著(zhù)PET樹(shù)脂瓶的消費量的不斷增加，以及分類(lèi)和回收技術(shù)的不斷完善，越來(lái)越多的無(wú)紡布采用回收PET料或添加一定比例的回收PET，如PET瓶片。使用回收PET瓶片能夠顯著(zhù)地節省原料成本。

但是即使使用先進(jìn)的回收技術(shù)，當采用PET瓶片作為原料時(shí)，在PET熔體中也會(huì )發(fā)現外來(lái)顆粒。原料的價(jià)格和清潔度是緊密相連的。因此，使用回收PET瓶片，熔體過(guò)濾非常重要。一方面，熔融過(guò)濾是一個(gè)工具，持續地去除污染，降低旋轉包的污垢負荷。另一方面，它是一種平衡雜質(zhì)水平的工具。延長(cháng)過(guò)濾包使用壽命和減少結節頭，對加工工藝的經(jīng)濟性有至關(guān)重要的作用。

除了污染之外，使用PET瓶片通常會(huì )產(chǎn)生另一個(gè)問(wèn)題。與從定制PET原料相比，使用回收瓶片為原料的熔體具有顯著(zhù)地IV變化。因此，要想利用回收PET瓶片成功地生產(chǎn)出高質(zhì)量的終產(chǎn)品，就需要改進(jìn)質(zhì)量控制工具。

2. PET瓶片加工工藝中的過(guò)濾過(guò)程

過(guò)濾系統必須以盡可能高的速度從熔體中去除大量的外來(lái)顆粒。泥餅（污染物）會(huì )導致聚合物的降解，導致顏色和機械性能方面的質(zhì)量問(wèn)題。在紡粘生產(chǎn)中，一個(gè)恒定的和可重復性的IV是很重要的，它可以確保良好和可靠的加工性能。

傳統的過(guò)濾系統有幾個(gè)*的缺點(diǎn):

根據所使用的過(guò)濾系統的類(lèi)型，至少會(huì )出現以下一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。并影響使用回收材料的比例或終產(chǎn)品的質(zhì)量。

•過(guò)濾器濾網(wǎng)更換過(guò)程中的壓力下降或壓力激增，導致溫度和粘度變化，從而導致網(wǎng)裂;

•工藝缺陷，如熔體和泥餅停留時(shí)間長(cháng);

•出現死點(diǎn)和融化退化的風(fēng)險;

•更換濾芯成本高;

•在更換過(guò)濾器時(shí)，需處理沉重的和灼熱的設備部件;

•更換過(guò)濾器會(huì )產(chǎn)生大量聚合物廢料，需要回收或燃燒;

•需處理腐蝕性化學(xué)品和易燃液體;

•過(guò)濾細度受到限制;

•在過(guò)濾器更換期間，降解和破裂顆粒進(jìn)入熔體。

應用案例

位于德國伯賓根的約翰曼維爾公司在PET非織造布生產(chǎn)中使用了雙活塞反沖洗系統。這些系統不能使用回收料作為原料，比如回收瓶片。要求的過(guò)濾細度是28微米。更換濾網(wǎng)始終更換位置，終產(chǎn)品的質(zhì)量不穩定。

約翰曼維爾公司用德國格諾斯RSFgenius 175熔體過(guò)濾器替換了以前的雙活塞換網(wǎng)器后，便實(shí)現了使用回收料作為原料?，F在即使回收瓶片的比例升至100%，終產(chǎn)品的質(zhì)量也不受任何影響。

3.德國格諾斯熔體過(guò)濾器RSFgenius系列

在產(chǎn)品質(zhì)量、成本效益、易于操作和維護方面，RSFgenius代表了當今市場(chǎng)上所有過(guò)濾系統的高標準。它配備了一個(gè)集成的、高效的連續高壓反沖洗系統，允許多達400次使用過(guò)濾元件。

RSF系列產(chǎn)品包括三個(gè)主要部分-進(jìn)口塊，出口塊和一個(gè)過(guò)濾器盤(pán)之間旋轉。密封依靠是金屬與金屬的密封，縫隙非常狹窄，表面非常堅硬和平坦。保證與熔體接觸的所有部件不與環(huán)境接觸(例如氧氣)。

圖1：RSF系列運行模式

濾網(wǎng)位于過(guò)濾盤(pán)上的環(huán)形部分，通過(guò)熔體通道移動(dòng)。當熔體流過(guò)濾網(wǎng)時(shí)，污染物顆粒被攔截，壓差略有增加?？刂葡到y對壓力的增加作出反應，使過(guò)濾盤(pán)的指數上升1-2角度。因此，被污染的濾網(wǎng)連續地離開(kāi)熔體通道，而同時(shí)清潔的濾網(wǎng)被送入熔體通道，有效的過(guò)濾區域不變。由于這種操作方式，過(guò)濾系統運行過(guò)程持續不中斷，壓力保持不變。標準情況下，過(guò)濾器壓差的變化大2bar，同時(shí)可為嚴苛的應用提供定制。

在被污染的濾網(wǎng)重新進(jìn)入熔體通道之前，將被清洗，通過(guò)高壓清洗系統污染物。，已過(guò)濾的熔體從出口塊取出，虹吸到液壓驅動(dòng)的活塞中，然后以高壓和高速從后面射出，通過(guò)過(guò)濾盤(pán)和篩網(wǎng)進(jìn)入進(jìn)口塊。每次清洗只有一小段(大約1%的濾網(wǎng)面積)。反沖洗活塞的行程(=使用的熔體量)和速度(=清洗強度)可以自由調節，進(jìn)而實(shí)現優(yōu)化。因此，一方面清洗是非常有效的，但另一方面，使用的熔體量是小的(反沖洗損失小)。由于采用這種操作方式，篩網(wǎng)幾乎可以100%清洗，根據過(guò)濾細度可重復使用多達400次。這使得一個(gè)全自動(dòng)過(guò)濾(不需要任何操作員的注意)可能在一些應用幾個(gè)月。

在這之后，因為機械原因必須更換濾網(wǎng)。得益于過(guò)濾系統的專(zhuān)/利操作方式，進(jìn)行換網(wǎng)的同時(shí)，不會(huì )對生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生任何負面影響。根據線(xiàn)的大小，進(jìn)行一次完整的濾網(wǎng)更換大約需要15分鐘，可由車(chē)間操作人員進(jìn)行，不影響生產(chǎn)過(guò)程。

4.德國格諾斯在線(xiàn)粘度計VIS系列

一小部分聚合物熔體從主熔體通道轉移出來(lái)，用高精度齒輪泵將其泵入精密制造的狹槽毛細管中。測量了熔體溫度和熔體壓力(在兩個(gè)位置)?；趦炔坑嬎?，粘度計監測代表性剪切速率的值和相應的粘度?？梢栽O定不同的剪切速率，并通過(guò)相應的修正得到粘度和剪切速率的真實(shí)值。

圖2：在線(xiàn)粘度計VIS

產(chǎn)品設計非常緊湊?？砂惭b在兩個(gè)法蘭連接件之間?？筛鶕蛻?hù)要求設計0.5 - 2mm的熔體通道。該產(chǎn)品單元包括一個(gè)泵驅動(dòng)器、一個(gè)泵、壓力傳感器、溫度傳感器以及控制和評估電子設備。工藝參數的設置、評價(jià)和顯示，可以通過(guò)通過(guò)用戶(hù)友好的觸摸屏面，也可以集成到現有的控制系統中。

結合格諾斯多年的技術(shù)測量和加工技術(shù)，產(chǎn)品能夠實(shí)現無(wú)論材料條件（有水分殘余）都能夠在非常窄的帶寬中保持熔體質(zhì)量

粘度是通過(guò)熔體壓力和溫度來(lái)測量的，以此作為控制值，自動(dòng)調節M(mǎn)RS擠出機下放段的真空，從而保證恒定的熔體性能(粘度、分子量以及由此產(chǎn)生的機械性能)。

5.總結

將PET瓶片加工成非織造布會(huì )帶來(lái)一些挑戰，例如需要去除大量的污染物，需要監測和控制IV的變化。

得益于過(guò)程恒定的操作和快速交換過(guò)濾面積的能力，德國格諾斯全自動(dòng)過(guò)濾器RSFgenius非常適合PET回收應用。

•工藝和產(chǎn)品的一致性，即使使用100% PET后消費者瓶片;

•過(guò)濾精密度可達20微米(635目);

•過(guò)濾系統不影響熔體粘度和顏色的一致性;

•過(guò)濾器內所有熔體停留時(shí)間非常短;

•全自動(dòng)熔體過(guò)濾，控制過(guò)程和產(chǎn)品的一致性。

除了這些技術(shù)方面，使用自動(dòng)運行的德國格諾斯熔體過(guò)濾器RSFgenius也有很大的經(jīng)濟優(yōu)勢，它可以靈活地適應變化的雜質(zhì)水平。在使用回收PET料生產(chǎn)非織造布時(shí)，在雜質(zhì)水平變化的情況下，紡絲過(guò)程始終保持穩定。

后，可以自動(dòng)記錄和監測IV值變化，可以測量新開(kāi)發(fā)的在線(xiàn)粘度。格諾斯熔體過(guò)濾器設計緊湊，使用觸摸屏控制，和容易清洗，操作體驗非常好。