從回收PET瓶片到無紡布的加工工藝

1.簡介

隨著PET樹脂瓶的消費量的不斷增加，以及分類和回收技術的不斷完善，越來越多的無紡布采用回收PET料或添加一定比例的回收PET，如PET瓶片。使用回收PET瓶片能夠顯著地節省原料成本。

但是即使使用先進的回收技術，當采用PET瓶片作為(wei) 原料時，在PET熔體(ti) 中也會(hui) 發現外來顆粒。原料的價(jia) 格和清潔度是緊密相連的。因此，使用回收PET瓶片，熔體(ti) 過濾非常重要。一方麵，熔融過濾是一個(ge) 工具，持續地去除汙染，降低旋轉包的汙垢負荷。另一方麵，它是一種平衡雜質水平的工具。延長過濾包使用壽命和減少結節頭，對加工工藝的經濟性有至關(guan) 重要的作用。

除了汙染之外，使用PET瓶片通常會(hui) 產(chan) 生另一個(ge) 問題。與(yu) 從(cong) 定製PET原料相比，使用回收瓶片為(wei) 原料的熔體(ti) 具有顯著地IV變化。因此，要想利用回收PET瓶片成功地生產(chan) 出高質量的終產(chan) 品，就需要改進質量控製工具。

2. PET瓶片加工工藝中的過濾過程

過濾係統必須以盡可能高的速度從(cong) 熔體(ti) 中去除大量的外來顆粒。泥餅（汙染物）會(hui) 導致聚合物的降解，導致顏色和機械性能方麵的質量問題。在紡粘生產(chan) 中，一個(ge) 恒定的和可重複性的IV是很重要的，它可以確保良好和可靠的加工性能。

傳(chuan) 統的過濾係統有幾個(ge) *的缺點:

根據所使用的過濾係統的類型，至少會(hui) 出現以下一個(ge) 或多個(ge) 問題。並影響使用回收材料的比例或終產(chan) 品的質量。

•過濾器濾網更換過程中的壓力下降或壓力激增，導致溫度和粘度變化，從(cong) 而導致網裂;

•工藝缺陷，如熔體(ti) 和泥餅停留時間長;

•出現死點和融化退化的風險;

•更換濾芯成本高;

•在更換過濾器時，需處理沉重的和灼熱的設備部件;

•更換過濾器會(hui) 產(chan) 生大量聚合物廢料，需要回收或燃燒;

•需處理腐蝕性化學品和易燃液體(ti) ;

•過濾細度受到限製;

•在過濾器更換期間，降解和破裂顆粒進入熔體(ti) 。

應用案例

位於(yu) 德國伯賓根的約翰曼維爾公司在PET非織造布生產(chan) 中使用了雙活塞反衝(chong) 洗係統。這些係統不能使用回收料作為(wei) 原料，比如回收瓶片。要求的過濾細度是28微米。更換濾網始終更換位置，終產(chan) 品的質量不穩定。

約翰曼維爾公司用德國格諾斯RSFgenius 175熔體(ti) 過濾器替換了以前的雙活塞換網器後，便實現了使用回收料作為(wei) 原料。現在即使回收瓶片的比例升至100%，終產(chan) 品的質量也不受任何影響。

3.德國格諾斯熔體(ti) 過濾器RSFgenius係列

在產(chan) 品質量、成本效益、易於(yu) 操作和維護方麵，RSFgenius代表了當今市場上所有過濾係統的高標準。它配備了一個(ge) 集成的、高效的連續高壓反衝(chong) 洗係統，允許多達400次使用過濾元件。

RSF係列產(chan) 品包括三個(ge) 主要部分-進口塊，出口塊和一個(ge) 過濾器盤之間旋轉。密封依靠是金屬與(yu) 金屬的密封，縫隙非常狹窄，表麵非常堅硬和平坦。保證與(yu) 熔體(ti) 接觸的所有部件不與(yu) 環境接觸(例如氧氣)。

圖1：RSF係列運行模式

濾網位於(yu) 過濾盤上的環形部分，通過熔體(ti) 通道移動。當熔體(ti) 流過濾網時，汙染物顆粒被攔截，壓差略有增加。控製係統對壓力的增加作出反應，使過濾盤的指數上升1-2角度。因此，被汙染的濾網連續地離開熔體(ti) 通道，而同時清潔的濾網被送入熔體(ti) 通道，有效的過濾區域不變。由於(yu) 這種操作方式，過濾係統運行過程持續不中斷，壓力保持不變。標準情況下，過濾器壓差的變化大2bar，同時可為(wei) 嚴(yan) 苛的應用提供定製。

在被汙染的濾網重新進入熔體(ti) 通道之前，將被清洗，通過高壓清洗係統汙染物。，已過濾的熔體(ti) 從(cong) 出口塊取出，虹吸到液壓驅動的活塞中，然後以高壓和高速從(cong) 後麵射出，通過過濾盤和篩網進入進口塊。每次清洗隻有一小段(大約1%的濾網麵積)。反衝(chong) 洗活塞的行程(=使用的熔體(ti) 量)和速度(=清洗強度)可以自由調節，進而實現優(you) 化。因此，一方麵清洗是非常有效的，但另一方麵，使用的熔體(ti) 量是小的(反衝(chong) 洗損失小)。由於(yu) 采用這種操作方式，篩網幾乎可以100%清洗，根據過濾細度可重複使用多達400次。這使得一個(ge) 全自動過濾(不需要任何操作員的注意)可能在一些應用幾個(ge) 月。

在這之後，因為(wei) 機械原因必須更換濾網。得益於(yu) 過濾係統的專(zhuan) /利操作方式，進行換網的同時，不會(hui) 對生產(chan) 過程產(chan) 生任何負麵影響。根據線的大小，進行一次完整的濾網更換大約需要15分鍾，可由車間操作人員進行，不影響生產(chan) 過程。

4.德國格諾斯在線粘度計VIS係列

一小部分聚合物熔體(ti) 從(cong) 主熔體(ti) 通道轉移出來，用高精度齒輪泵將其泵入精密製造的狹槽毛細管中。測量了熔體(ti) 溫度和熔體(ti) 壓力(在兩(liang) 個(ge) 位置)。基於(yu) 內(nei) 部計算，粘度計監測代表性剪切速率的值和相應的粘度。可以設定不同的剪切速率，並通過相應的修正得到粘度和剪切速率的真實值。

圖2：在線粘度計VIS

產(chan) 品設計非常緊湊。可安裝在兩(liang) 個(ge) 法蘭(lan) 連接件之間。可根據客戶要求設計0.5 - 2mm的熔體(ti) 通道。該產(chan) 品單元包括一個(ge) 泵驅動器、一個(ge) 泵、壓力傳(chuan) 感器、溫度傳(chuan) 感器以及控製和評估電子設備。工藝參數的設置、評價(jia) 和顯示，可以通過通過用戶友好的觸摸屏麵，也可以集成到現有的控製係統中。

結合格諾斯多年的技術測量和加工技術，產(chan) 品能夠實現無論材料條件（有水分殘餘(yu) ）都能夠在非常窄的帶寬中保持熔體(ti) 質量

粘度是通過熔體(ti) 壓力和溫度來測量的，以此作為(wei) 控製值，自動調節MRS擠出機下放段的真空，從(cong) 而保證恒定的熔體(ti) 性能(粘度、分子量以及由此產(chan) 生的機械性能)。

5.總結

將PET瓶片加工成非織造布會(hui) 帶來一些挑戰，例如需要去除大量的汙染物，需要監測和控製IV的變化。

得益於(yu) 過程恒定的操作和快速交換過濾麵積的能力，德國格諾斯全自動過濾器RSFgenius非常適合PET回收應用。

•工藝和產(chan) 品的一致性，即使使用100% PET後消費者瓶片;

•過濾精密度可達20微米(635目);

•過濾係統不影響熔體(ti) 粘度和顏色的一致性;

•過濾器內(nei) 所有熔體(ti) 停留時間非常短;

•全自動熔體(ti) 過濾，控製過程和產(chan) 品的一致性。

除了這些技術方麵，使用自動運行的德國格諾斯熔體(ti) 過濾器RSFgenius也有很大的經濟優(you) 勢，它可以靈活地適應變化的雜質水平。在使用回收PET料生產(chan) 非織造布時，在雜質水平變化的情況下，紡絲(si) 過程始終保持穩定。

後，可以自動記錄和監測IV值變化，可以測量新開發的在線粘度。格諾斯熔體(ti) 過濾器設計緊湊，使用觸摸屏控製，和容易清洗，操作體(ti) 驗非常好。