从回收PET瓶片到无纺布的加工工艺

1.简介

随着PET树脂瓶的消费量的不断增加，以及分类和回收技术的不断完善，越来越多的无纺布采用回收PET料或添加一定比例的回收PET，如PET瓶片。使用回收PET瓶片能够显著地节省原料成本。

但是即使使用先进的回收技术，当采用PET瓶片作为原料时，在PET熔体中也会发现外来颗粒。原料的价格和清洁度是紧密相连的。因此，使用回收PET瓶片，熔体过滤非常重要。一方面，熔融过滤是一个工具，持续地去除污染，降低旋转包的污垢负荷。另一方面，它是一种平衡杂质水平的工具。延长过滤包使用寿命和减少结节头，对加工工艺的经济性有至关重要的作用。

除了污染之外，使用PET瓶片通常会产生另一个问题。与从定制PET原料相比，使用回收瓶片为原料的熔体具有显著地IV变化。因此，要想利用回收PET瓶片成功地生产出高质量的终产品，就需要改进质量控制工具。

2. PET瓶片加工工艺中的过滤过程

过滤系统必须以尽可能高的速度从熔体中去除大量的外来颗粒。泥饼（污染物）会导致聚合物的降解，导致颜色和机械性能方面的质量问题。在纺粘生产中，一个恒定的和可重复性的IV是很重要的，它可以确保良好和可靠的加工性能。

传统的过滤系统有几个*的缺点:

根据所使用的过滤系统的类型，至少会出现以下一个或多个问题。并影响使用回收材料的比例或终产品的质量。

•过滤器滤网更换过程中的压力下降或压力激增，导致温度和粘度变化，从而导致网裂;

•工艺缺陷，如熔体和泥饼停留时间长;

•出现死点和融化退化的风险;

•更换滤芯成本高;

•在更换过滤器时，需处理沉重的和灼热的设备部件;

•更换过滤器会产生大量聚合物废料，需要回收或燃烧;

•需处理腐蚀性化学品和易燃液体;

•过滤细度受到限制;

•在过滤器更换期间，降解和破裂颗粒进入熔体。

应用案例

位于德国伯宾根的约翰曼维尔公司在PET非织造布生产中使用了双活塞反冲洗系统。这些系统不能使用回收料作为原料，比如回收瓶片。要求的过滤细度是28微米。更换滤网始终更换位置，终产品的质量不稳定。

约翰曼维尔公司用德国格诺斯RSFgenius 175熔体过滤器替换了以前的双活塞换网器后，便实现了使用回收料作为原料。现在即使回收瓶片的比例升至100%，终产品的质量也不受任何影响。

3.德国格诺斯熔体过滤器RSFgenius系列

在产品质量、成本效益、易于操作和维护方面，RSFgenius代表了当今市场上所有过滤系统的高标准。它配备了一个集成的、高效的连续高压反冲洗系统，允许多达400次使用过滤元件。

RSF系列产品包括三个主要部分-进口块，出口块和一个过滤器盘之间旋转。密封依靠是金属与金属的密封，缝隙非常狭窄，表面非常坚硬和平坦。保证与熔体接触的所有部件不与环境接触(例如氧气)。

图1：RSF系列运行模式

滤网位于过滤盘上的环形部分，通过熔体通道移动。当熔体流过滤网时，污染物颗粒被拦截，压差略有增加。控制系统对压力的增加作出反应，使过滤盘的指数上升1-2角度。因此，被污染的滤网连续地离开熔体通道，而同时清洁的滤网被送入熔体通道，有效的过滤区域不变。由于这种操作方式，过滤系统运行过程持续不中断，压力保持不变。标准情况下，过滤器压差的变化大2bar，同时可为严苛的应用提供定制。

在被污染的滤网重新进入熔体通道之前，将被清洗，通过高压清洗系统污染物。，已过滤的熔体从出口块取出，虹吸到液压驱动的活塞中，然后以高压和高速从后面射出，通过过滤盘和筛网进入进口块。每次清洗只有一小段(大约1%的滤网面积)。反冲洗活塞的行程(=使用的熔体量)和速度(=清洗强度)可以自由调节，进而实现优化。因此，一方面清洗是非常有效的，但另一方面，使用的熔体量是小的(反冲洗损失小)。由于采用这种操作方式，筛网几乎可以100%清洗，根据过滤细度可重复使用多达400次。这使得一个全自动过滤(不需要任何操作员的注意)可能在一些应用几个月。

在这之后，因为机械原因必须更换滤网。得益于过滤系统的专/利操作方式，进行换网的同时，不会对生产过程产生任何负面影响。根据线的大小，进行一次完整的滤网更换大约需要15分钟，可由车间操作人员进行，不影响生产过程。

4.德国格诺斯在线粘度计VIS系列

一小部分聚合物熔体从主熔体通道转移出来，用高精度齿轮泵将其泵入精密制造的狭槽毛细管中。测量了熔体温度和熔体压力(在两个位置)。基于内部计算，粘度计监测代表性剪切速率的值和相应的粘度。可以设定不同的剪切速率，并通过相应的修正得到粘度和剪切速率的真实值。

图2：在线粘度计VIS

产品设计非常紧凑。可安装在两个法兰连接件之间。可根据客户要求设计0.5 - 2mm的熔体通道。该产品单元包括一个泵驱动器、一个泵、压力传感器、温度传感器以及控制和评估电子设备。工艺参数的设置、评价和显示，可以通过通过用户友好的触摸屏面，也可以集成到现有的控制系统中。

结合格诺斯多年的技术测量和加工技术，产品能够实现无论材料条件（有水分残余）都能够在非常窄的带宽中保持熔体质量

粘度是通过熔体压力和温度来测量的，以此作为控制值，自动调节MRS挤出机下放段的真空，从而保证恒定的熔体性能(粘度、分子量以及由此产生的机械性能)。

5.总结

将PET瓶片加工成非织造布会带来一些挑战，例如需要去除大量的污染物，需要监测和控制IV的变化。

得益于过程恒定的操作和快速交换过滤面积的能力，德国格诺斯全自动过滤器RSFgenius非常适合PET回收应用。

•工艺和产品的一致性，即使使用100% PET后消费者瓶片;

•过滤精密度可达20微米(635目);

•过滤系统不影响熔体粘度和颜色的一致性;

•过滤器内所有熔体停留时间非常短;

•全自动熔体过滤，控制过程和产品的一致性。

除了这些技术方面，使用自动运行的德国格诺斯熔体过滤器RSFgenius也有很大的经济优势，它可以灵活地适应变化的杂质水平。在使用回收PET料生产非织造布时，在杂质水平变化的情况下，纺丝过程始终保持稳定。

后，可以自动记录和监测IV值变化，可以测量新开发的在线粘度。格诺斯熔体过滤器设计紧凑，使用触摸屏控制，和容易清洗，操作体验非常好。