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從回收PET瓶片到無紡布的加工工藝

日期:2020-07-22瀏覽:174次

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瓶片作為原料時,在PET熔體中也會發現外來顆粒。原料的價格和清潔度是緊密相連的。因此,使用回收PET瓶片,熔體過濾非常重要。一方麵,熔融過濾是一個工具,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重要的作用。

 

除了汙染之外,使用PET瓶片通常會產生另一個問題。與從定製PET原料相比,使用回收瓶片為原料的熔體具有顯著地IV變化。因此,要想利用回收PET瓶片成功地生產出高質量的最終產品,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熔體中去除大量的外來顆粒。泥餅(汙染物)會導致聚合物的降解,導致顏色和機械性能方麵的質量問題。在紡粘生產中,一個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。

 

傳統的過濾係統有幾個眾所周知的缺點:

根據所使用的過濾係統的類型,至少會出現以下一個或多個問題。並影響使用回收材料的比例或最終產品的質量。

 

•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,從而導致網裂;

•工藝缺陷,如熔體和泥餅停留時間長;

•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;

•更換過濾器會產生大量聚合物廢料,需要回收或燃燒;

•需處理腐蝕性化學品和易燃液體;

•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。

 

應用案例

位於德國伯賓根的約翰曼維爾公司在PET非織造布生產中使用了雙活塞反衝洗係統。這些係統不能使用回收料作為原料,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,最終產品的質量不穩定。

 

約翰曼維爾公司用德國格諾斯RSFgenius 175熔體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原料。現在即使回收瓶片的比例升至100%,最終產品的質量也不受任何影響。

 

3.德國格諾斯熔體過濾器RSFgenius係列

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

 

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

圖1:RSF係列運行模式

 

濾網位於過濾盤上的環形部分,通過熔體通道移動。當熔體流過濾網時,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通道,而同時清潔的濾網被送入熔體通道,有效的過濾區域不變。由於這種操作方式,過濾係統運行過程持續不中斷,壓力保持不變。標準情況下,過濾器壓差的變化最大2bar,同時可為嚴苛的應用提供定製。

 

在被汙染的濾網重新進入熔體通道之前,將被清洗,通過高壓清洗係統汙染物。,已過濾的熔體從出口塊取出,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,進而實現優化。因此,一方麵清洗是非常有效的,但另一方麵,使用的熔體量是最小的(反衝洗損失最小)。由於采用這種操作方式,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月。

 

在這之後,因為機械原因必須更換濾網。得益於過濾係統的專/利操作方式,進行換網的同時,不會對生產過程產生任何負麵影響。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從主熔體通道轉移出來,用高精度齒輪泵將其泵入精密製造的狹槽毛細管中。測量了熔體溫度和熔體壓力(在兩個位置)。基於內部計算,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

 

產品設計非常緊湊。可安裝在兩個法蘭連接件之間。可根據客戶要求設計0.5 - 2mm的熔體通道。該產品單元包括一個泵驅動器、一個泵、壓力傳感器、溫度傳感器以及控製和評估電子設備。工藝參數的設置、評價和顯示,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,產品能夠實現無論材料條件(有水分殘餘)都能夠在非常窄的帶寬中保持熔體質量

 

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

 

5.總結

將PET瓶片加工成非織造布會帶來一些挑戰,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粘度和顏色的一致性;

•過濾器內所有熔體停留時間非常短;

•全自動熔體過濾,控製過程和產品的一致性。

 

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

 

最後,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。格諾斯熔體過濾器設計緊湊,使用觸摸屏控製,和容易清洗,操作體驗非常好。

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