德國格諾斯生態環保地服務於短纖維的增長市場

PET纖維。應用合適的加工設備，能夠使兩(liang) 種趨勢成為(wei) 可能，即不斷增長的工程纖維的需求以及可回收材料的使用。例如，通過將擠出線從(cong) 單螺杆擠出機改造為(wei) MRS擠出機，一家製造商能夠提高三分之一以上的產(chan) 量，提高纖維質量，並降低能源成本。

1985年，生產(chan) 的天然和人造纖維約為(wei) 3500萬(wan) 噸，而2010年這一數字翻了一倍多，達到約8000萬(wan) 噸。經過穩定的增長，2010年對世界紡織工業(ye) 來說是特殊的一年——8.6%的纖維記錄了過去25年來強勁的增長。達到了人均消耗量約為(wei) 12公斤， [2]。專(zhuan) 家們(men) 將這一巨大的增長歸功於(yu) 消費者經濟狀況的改善，但也歸功於(yu) 人們(men) 對技術纖維的接受程度的提高，從(cong) 1985年到2010年，技術纖維在總數量中所占的比例從(cong) 46%上升到68%——這是以犧牲棉花為(wei) 代價(jia) 的。與(yu) 粘膠纖維一樣，聚酯纖維被認為(wei) 有大的增長機會(hui) 。隨著纖維產(chan) 量的增加，預計在未來幾年內(nei) 還會(hui) 繼續增加，環保意識增加和原材料資源日益減少越來越明顯。此外，不斷上漲的原材料價(jia) 格使得應用回收料供應更加有利可圖。對於(yu) 聚酯纖維而言，因其優(you) 異的機械性能、易於(yu) 加工和低材料成本等優(you) 勢，需求正在穩步增長，成為(wei) 降低原材料成本的機會(hui) 。後消費後回收(postconsumer reclaim)的使用通常來自PET瓶收集係統，使纖維生產(chan) 更加經濟和環保。

纖維生產(chan) 及應用

在短纖維加工工藝分為(wei) 單步和兩(liang) 步兩(liang) 種不同的工藝。單步工藝沒有緩衝(chong) 貯存，在生產(chan) 加工後被裝罐收集；兩(liang) 步法還有牽引和緩衝(chong) 貯存: PET顆粒在擠出機中熔化後，通過精密模具、導向輥上方的冷卻風管和“太陽輪”排出，然後沉積在罐內(nei) 。然後這些罐子被運送到紡絲(si) 車間，在那裏纖維被拉伸，用蒸汽和熱量處理，卷曲，後被剪短。這些短的纖維就是紡紗用的人造短纖維。在後續工序中，纖維可以與(yu) 其他纖維一起紡成紗線，然後進一步加工。通過不同的模具和版本，人造短纖維被製成中空纖維或者多組分纖維，廣泛應用在多種領域，如睡袋，冬季夾克，枕頭和衛生用品的填充。

擠出生產(chan) 線的部件

在以上的生產(chan) 加工過程中，係統中的各種組件扮演著重要的角色。這篇文章更詳細地研究了到噴絲(si) 板的擠出線，包括擠出機，負責溫和熔化和均質化的熔體(ti) ；熔體(ti) 過濾器，以確保一個(ge) 幹淨的熔體(ti) 輸送到熔體(ti) 泵，這一步驟在使用回收料時非常重要。依次下來，熔體(ti) 泵為(wei) 下遊的噴絲(si) 板建立足夠的壓力。後，在線粘度計和相應的規則確保熔體(ti) 在紡絲(si) 過程持續保持所需的粘度。

幾年來德國Gneuss公司在提供一種由多旋轉係統擠出機、RSFgenius旋轉熔體(ti) 過濾器和VIS在線粘度計組成的擠出生產(chan) 線，該組合在PET回收行業(ye) 中享有盛名。這種*擠出生產(chan) 線在短纖維生產(chan) 中有*優(you) 勢。

帶排氣和粘度控製的MRS擠出機

MRS擠出機在PET回收過程中起著關(guan) 鍵的作用，它不僅(jin) 保證了塑料的熔化和均勻化，而且通過特殊的疏散區，使熔體(ti) 粘度達到合適的設定。MRS擠出機*的設計使熔體(ti) 麵積更大化成為(wei) 可能。

PET回收過程中存在的主要問題是，在擠出機的高溫下，水分會(hui) 導致聚合物鏈水解降解，從(cong) 而導致粘度下降。在現有的傳(chuan) 統工藝中，在加工前將進料烘幹是很常見的。原料在大型幹燥機中幹燥，幹燥時間可達8小時，溫度可達200℃。由於(yu) *的擠出機同時具有多種功能，因此，大麵積車間的需求、投資成本、能耗和維護成本都可以降到低。

MRS擠出機設計為(wei) 單螺杆擠出機，具有特殊的脫氣區，聚合物流被引導到一個(ge) 旋轉的單螺杆轉鼓上。滾筒包含8個(ge) 小型擠出機筒體(ti) ，與(yu) 主螺杆軸平行的“衛星”螺杆。這些“衛星”螺絲(si) 是由環形齒輪驅動的。當它們(men) 繞螺杆軸旋轉時，它們(men) 與(yu) 主螺杆的旋轉方向相反。將擠出機筒體(ti) 切割到MRS筒體(ti) 中，筒體(ti) 的開口約為(wei) 30%，以確保傑出的熔體(ti) 轉移到筒體(ti) 中，使疏散過程不受阻礙。此外，因為(wei) 與(yu) 熔體(ti) 接觸的所有表麵的溫度都可以精確控製，熔體(ti) 溫度得以精確控製。

大且不斷更新的聚合物表麵積比同轉雙螺杆擠出機大約25倍，即使在非常中等的真空條件下也能實現的脫氣性能。與(yu) 傳(chuan) 統的擠壓係統相比，在初始含水率很高的情況下，25 - 40mbar的真空就足以達到預期的效果。通過這種工藝工程設計，可以通過去除水分來改變水解的化學平衡反應，從(cong) 而實現長鏈聚合物，並在無需原料預幹燥的情況下設定纖維工藝所需的傑出的粘度。水分和其他揮發性成分可連續去除。

自動熔體(ti) 過濾

在回用過程中，熔體(ti) 流中的少量雜質和水分一樣是一個(ge) 障礙。這些雜質，如沙子、紙張或標簽的殘留物會(hui) 導致問題，特別是在生產(chan) 極細的短纖維的過程中。此外，熔體(ti) 必須從(cong) 噴絲(si) 板均勻無脈衝(chong) 地輸送出來。為(wei) 此，在短纖維生產(chan) 線上采用了“旋流包過濾器”，使流動輪廓均勻化，保證了熔體(ti) 的純度。通常由多層金屬絲(si) 網組成。熔體(ti) 流中的雜質會(hui) 導致自旋包堵塞，堵塞後必須進行更換，更換職能在關(guan) 閉產(chan) 線時完成。如果采用spinpack的細網格(通常20 - 75μm), 更換會(hui) 更加頻繁。因此，在擠出機和旋壓機之間安裝一個(ge) 熔體(ti) 過濾器很有必要。

該RSFgenius旋轉過濾係統與(yu) 安裝在通過熔體(ti) 通道的過濾盤上的圓環上的屏幕元素一起工作。當塑料熔體(ti) 流過過濾器時，汙物顆粒就會(hui) 聚集在過濾器的表麵，使得壓差略有增加。因此，被汙染的過濾區域不斷地從(cong) 熔融通道和新鮮過濾區域移出進入通道，而活性過濾區域沒有發生變化。由於(yu) 這種操作方法，過濾係統連續運行，壓力恒定，這兩(liang) 者都是至關(guan) 重要的短纖維生產(chan) 。濾網清洗也是全自動的，不會(hui) 中斷生產(chan) 過程。根據濾網的大小，濾網可使用多達400次，相當於(yu) 幾天甚至幾周的全自動過濾，不需要人工操作。

用於(yu) 記錄和控製的在線粘度計

粘稠度的合適設定是短纖維生產(chan) 中重要的前提條件之一。這就是為(wei) 什麽(me) Gneuss係統一般都配備了VIS在線粘度計，不僅(jin) 可以在線監測和記錄熔體(ti) 粘度，還可以通過幹預過程來控製粘度。小部分聚合物熔體(ti) 通過高精度計量齒輪泵與(yu) 主熔體(ti) 通道分離。然後將其泵入精密製造的縫隙毛細管中。熔體(ti) 溫度和熔體(ti) 壓力都在兩(liang) 點測量。在內(nei) 部計算的基礎上，VIS確定了代表剪切速率和相應代表粘度的值。因此，在聚酯的加工過程中，即使進料的水分含量有波動，熔體(ti) 質量也有可能保持在一個(ge) 非常接近的公差範圍內(nei) 。在使用壓力和溫度傳(chuan) 感器測定了熔體(ti) 的粘度後，在MRS的真空疏散區進行控製，從(cong) 而使熔體(ti) 的粘度和機械性能保持在其標稱值。除了設置所需的產(chan) 品特性，在線粘度計因此確保產(chan) 生更少的廢料和高成本效益的過程得到保證。

吞吐量增加，節省能源

幾家短纖維生產(chan) 商已經在使用MRS擠出生產(chan) 線，其中包括一家巴西領/先的PET加工公司、一家白俄羅斯公司，以及捷克共和國唯/一一家由rPET生產(chan) 短纖維的公司——Prumyslova的Silon s. r.o.。Silon公司被認為(wei) 是歐洲主要的短纖維生產(chan) 商，其生產(chan) 的MRS 130帶有真空裝置、RSFgenius 200熔體(ti) 過濾器和齒輪泵(圖5)。

MRS擠出機取代了原纖維線上的單螺杆擠出機，大產(chan) 量提高了約三分之一。已經介紹的多螺杆擠出機的優(you) 點，即使是含水率高達2%的物料，也不再需要原有的幹燥結晶裝置。這樣就有可能在不影響產(chan) 品質量的情況下大幅度降低整個(ge) 工廠的能源消耗。能耗的降低，以及更多的循環利用資源，在環保性和經濟性上完美地順應了不斷增長的短纖維市場需求。▌