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      從回收PET瓶片到無(wú)紡布的加工工藝

      日期:2020-07-22瀏覽:2265次

      1.簡(jiǎn)介

       

      隨著PET樹脂瓶的消費(fèi)量的不斷增加,以及分類和回收技術(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瓶片能夠顯著地節(jié)省原料成本。

       

      但是即使使用先進(jìn)的回收技術(shù),當(dāng)采用PET瓶片作為原料時(shí),在PET熔體中也會(huì)發(fā)現(xiàn)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,熔體過濾非常重要。一方面,熔融過濾是一個(gè)工具,持續(xù)地去除污染,降低旋轉(zhuǎn)包的污垢負(fù)荷。另一方面,它是一種平衡雜質(zhì)水平的工具。延長(zhǎng)過濾包使用壽命和減少結(jié)節(jié)頭,對(duì)加工工藝的經(jīng)濟(jì)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濾過程

       

      過濾系統(tǒng)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(dǎo)致聚合物的降解,導(dǎo)致顏色和機(jī)械性能方面的質(zhì)量問題。在紡粘生產(chǎn)中,一個(gè)恒定的和可重復(fù)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(tǒng)的過濾系統(tǒng)有幾個(gè)*的缺點(diǎn):

      根據(jù)所使用的過濾系統(tǒng)的類型,至少會(huì)出現(xiàn)以下一個(gè)或多個(gè)問題。并影響使用回收材料的比例或終產(chǎn)品的質(zhì)量。

       

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

      •工藝缺陷,如熔體和泥餅停留時(shí)間長(zhǎng);

      •出現(xiàn)死點(diǎn)和融化退化的風(fēng)險(xiǎn);

      •更換濾芯成本高;

      •在更換過濾器時(shí),需處理沉重的和灼熱的設(shè)備部件;

      •更換過濾器會(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;

      •過濾細(xì)度受到限制;

      •在過濾器更換期間,降解和破裂顆粒進(jìn)入熔體。

       

      應(yīng)用案例

      位于德國(guó)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(tǒng)。這些系統(tǒng)不能使用回收料作為原料,比如回收瓶片。要求的過濾細(xì)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(wěn)定。

       

      約翰曼維爾公司用德國(guó)格諾斯RSFgenius 175熔體過濾器替換了以前的雙活塞換網(wǎng)器后,便實(shí)現(xiàn)了使用回收料作為原料。現(xiàn)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(guó)格諾斯熔體過濾器RSFgenius系列

      在產(chǎn)品質(zhì)量、成本效益、易于操作和維護(hù)方面,RSFgenius代表了當(dāng)今市場(chǎng)上所有過濾系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。它配備了一個(gè)集成的、高效的連續(xù)高壓反沖洗系統(tǒng),允許多達(dá)400次使用過濾元件。

       

      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)過濾器盤之間旋轉(zhuǎn)。密封依靠是金屬與金屬的密封,縫隙非常狹窄,表面非常堅(jiān)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(yùn)行模式

       

      濾網(wǎng)位于過濾盤上的環(huán)形部分,通過熔體通道移動(dòng)。當(dāng)熔體流過濾網(wǎng)時(shí),污染物顆粒被攔截,壓差略有增加。控制系統(tǒng)對(duì)壓力的增加作出反應(yīng),使過濾盤的指數(shù)上升1-2角度。因此,被污染的濾網(wǎng)連續(xù)地離開熔體通道,而同時(shí)清潔的濾網(wǎng)被送入熔體通道,有效的過濾區(qū)域不變。由于這種操作方式,過濾系統(tǒng)運(yùn)行過程持續(xù)不中斷,壓力保持不變。標(biāo)準(zhǔn)情況下,過濾器壓差的變化大2bar,同時(shí)可為嚴(yán)苛的應(yīng)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,通過高壓清洗系統(tǒng)污染物。,已過濾的熔體從出口塊取出,虹吸到液壓驅(qū)動(dòng)的活塞中,然后以高壓和高速?gòu)暮竺嫔涑觯ㄟ^過濾盤和篩網(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(qiáng)度)可以自由調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)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(jù)過濾細(xì)度可重復(fù)使用多達(dá)400次。這使得一個(gè)全自動(dòng)過濾(不需要任何操作員的注意)可能在一些應(yīng)用幾個(gè)月。

       

      在這之后,因?yàn)闄C(jī)械原因必須更換濾網(wǎng)。得益于過濾系統(tǒng)的專/利操作方式,進(jìn)行換網(wǎng)的同時(shí),不會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生任何負(fù)面影響。根據(jù)線的大小,進(jìn)行一次完整的濾網(wǎng)更換大約需要15分鐘,可由車間操作人員進(jìn)行,不影響生產(chǎn)過程。

       

      4.德國(guó)格諾斯在線粘度計(jì)VIS系列

      一小部分聚合物熔體從主熔體通道轉(zhuǎn)移出來(lái),用高精度齒輪泵將其泵入精密制造的狹槽毛細(xì)管中。測(cè)量了熔體溫度和熔體壓力(在兩個(gè)位置)。基于內(nèi)部計(jì)算,粘度計(jì)監(jiān)測(cè)代表性剪切速率的值和相應(yīng)的粘度。可以設(shè)定不同的剪切速率,并通過相應(yīng)的修正得到粘度和剪切速率的真實(shí)值。

       

      圖2:在線粘度計(jì)VIS

       

      產(chǎn)品設(shè)計(jì)非常緊湊。可安裝在兩個(gè)法蘭連接件之間。可根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)0.5 - 2mm的熔體通道。該產(chǎn)品單元包括一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)泵、壓力傳感器、溫度傳感器以及控制和評(píng)估電子設(shè)備。工藝參數(shù)的設(shè)置、評(píng)價(jià)和顯示,可以通過通過用戶友好的觸摸屏面,也可以集成到現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中。

       

      結(jié)合格諾斯多年的技術(shù)測(cè)量和加工技術(shù),產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)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

       

      粘度是通過熔體壓力和溫度來(lái)測(cè)量的,以此作為控制值,自動(dòng)調(diào)節(jié)MRS擠出機(jī)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(jī)械性能)。

       

      5.總結(jié)

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

       

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

       

      •工藝和產(chǎn)品的一致性,即使使用100% PET后消費(fèi)者瓶片;

      •過濾精密度可達(dá)20微米(635目);

      •過濾系統(tǒng)不影響熔體粘度和顏色的一致性;

      •過濾器內(nèi)所有熔體停留時(shí)間非常短;

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

       

      除了這些技術(shù)方面,使用自動(dòng)運(yùn)行的德國(guó)格諾斯熔體過濾器RSFgenius也有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),它可以靈活地適應(yīng)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,紡絲過程始終保持穩(wěn)定。

       

      后,可以自動(dòng)記錄和監(jiān)測(cè)IV值變化,可以測(cè)量新開發(fā)的在線粘度。格諾斯熔體過濾器設(shè)計(jì)緊湊,使用觸摸屏控制,和容易清洗,操作體驗(yàn)非常好。

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