德國格諾斯生態(tài)環(huán)保地服務于短纖維的增長市場

PET纖維。應用合適的加工設備，能夠使兩種趨勢成為可能，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，通過將擠出線從單螺桿擠出機改造為MRS擠出機，一家制造商能夠提高三分之一以上的產量，提高纖維質量，并降低能源成本。

1985年，生產的天然和人造纖維約為3500萬噸，而2010年這一數(shù)字翻了一倍多，達到約8000萬噸。經過穩(wěn)定的增長，2010年對世界紡織工業(yè)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12公斤， [2]。專家們將這一巨大的增長歸功于消費者經濟狀況的改善，但也歸功于人們對技術纖維的接受程度的提高，從1985年到2010年，技術纖維在總數(shù)量中所占的比例從46%上升到68%——這是以犧牲棉花為代價的。與粘膠纖維一樣，聚酯纖維被認為有大的增長機會。隨著纖維產量的增加，預計在未來幾年內還會繼續(xù)增加，環(huán)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格使得應用回收料供應更加有利可圖。對于聚酯纖維而言，因其優(yōu)異的機械性能、易于加工和低材料成本等優(yōu)勢，需求正在穩(wěn)步增長，成為降低原材料成本的機會。后消費后回收(postconsumer reclaim)的使用通常來自PET瓶收集系統(tǒng)，使纖維生產更加經濟和環(huán)保。

纖維生產及應用

在短纖維加工工藝分為單步和兩步兩種不同的工藝。單步工藝沒有緩沖貯存，在生產加工后被裝罐收集；兩步法還有牽引和緩沖貯存: PET顆粒在擠出機中熔化后，通過精密模具、導向輥上方的冷卻風管和“太陽輪”排出，然后沉積在罐內。然后這些罐子被運送到紡絲車間，在那里纖維被拉伸，用蒸汽和熱量處理，卷曲，后被剪短。這些短的纖維就是紡紗用的人造短纖維。在后續(xù)工序中，纖維可以與其他纖維一起紡成紗線，然后進一步加工。通過不同的模具和版本，人造短纖維被制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(wèi)生用品的填充。

擠出生產線的部件

在以上的生產加工過程中，系統(tǒng)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板的擠出線，包括擠出機，負責溫和熔化和均質化的熔體；熔體過濾器，以確保一個干凈的熔體輸送到熔體泵，這一步驟在使用回收料時非常重要。依次下來，熔體泵為下游的噴絲板建立足夠的壓力。后，在線粘度計和相應的規(guī)則確保熔體在紡絲過程持續(xù)保持所需的粘度。

幾年來德國Gneuss公司在提供一種由多旋轉系統(tǒng)擠出機、RSFgenius旋轉熔體過濾器和VIS在線粘度計組成的擠出生產線，該組合在PET回收行業(yè)中享有盛名。這種*擠出生產線在短纖維生產中有*優(yōu)勢。

帶排氣和粘度控制的MRS擠出機

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

PET回收過程中存在的主要問題是，在擠出機的高溫下，水分會導致聚合物鏈水解降解，從而導致粘度下降。在現(xiàn)有的傳統(tǒng)工藝中，在加工前將進料烘干是很常見的。原料在大型干燥機中干燥，干燥時間可達8小時，溫度可達200℃。由于*的擠出機同時具有多種功能，因此，大面積車間的需求、投資成本、能耗和維護成本都可以降到低。

MRS擠出機設計為單螺桿擠出機，具有特殊的脫氣區(qū)，聚合物流被引導到一個旋轉的單螺桿轉鼓上。滾筒包含8個小型擠出機筒體，與主螺桿軸平行的“衛(wèi)星”螺桿。這些“衛(wèi)星”螺絲是由環(huán)形齒輪驅動的。當它們繞螺桿軸旋轉時，它們與主螺桿的旋轉方向相反。將擠出機筒體切割到MRS筒體中，筒體的開口約為30%，以確保杰出的熔體轉移到筒體中，使疏散過程不受阻礙。此外，因為與熔體接觸的所有表面的溫度都可以精確控制，熔體溫度得以精確控制。

大且不斷更新的聚合物表面積比同轉雙螺桿擠出機大約25倍，即使在非常中等的真空條件下也能實現(xiàn)的脫氣性能。與傳統(tǒng)的擠壓系統(tǒng)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，從而實現(xiàn)長鏈聚合物，并在無需原料預干燥的情況下設定纖維工藝所需的杰出的粘度。水分和其他揮發(fā)性成分可連續(xù)去除。

自動熔體過濾

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

該RSFgenius旋轉過濾系統(tǒng)與安裝在通過熔體通道的過濾盤上的圓環(huán)上的屏幕元素一起工作。當塑料熔體流過過濾器時，污物顆粒就會聚集在過濾器的表面，使得壓差略有增加。因此，被污染的過濾區(qū)域不斷地從熔融通道和新鮮過濾區(qū)域移出進入通道，而活性過濾區(qū)域沒有發(fā)生變化。由于這種操作方法，過濾系統(tǒng)連續(xù)運行，壓力恒定，這兩者都是至關重要的短纖維生產。濾網清洗也是全自動的，不會中斷生產過程。根據(jù)濾網的大小，濾網可使用多達400次，相當于幾天甚至幾周的全自動過濾，不需要人工操作。

用于記錄和控制的在線粘度計

粘稠度的合適設定是短纖維生產中重要的前提條件之一。這就是為什么Gneuss系統(tǒng)一般都配備了VIS在線粘度計，不僅可以在線監(jiān)測和記錄熔體粘度，還可以通過干預過程來控制粘度。小部分聚合物熔體通過高精度計量齒輪泵與主熔體通道分離。然后將其泵入精密制造的縫隙毛細管中。熔體溫度和熔體壓力都在兩點測量。在內部計算的基礎上，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，熔體質量也有可能保持在一個非常接近的公差范圍內。在使用壓力和溫度傳感器測定了熔體的粘度后，在MRS的真空疏散區(qū)進行控制，從而使熔體的粘度和機械性能保持在其標稱值。除了設置所需的產品特性，在線粘度計因此確保產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(jié)省能源

幾家短纖維生產商已經在使用MRS擠出生產線，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生產短纖維的公司——Prumyslova的Silon s. r.o.。Silon公司被認為是歐洲主要的短纖維生產商，其生產的MRS 130帶有真空裝置、RSFgenius 200熔體過濾器和齒輪泵(圖5)。

MRS擠出機取代了原纖維線上的單螺桿擠出機，大產量提高了約三分之一。已經介紹的多螺桿擠出機的優(yōu)點，即使是含水率高達2%的物料，也不再需要原有的干燥結晶裝置。這樣就有可能在不影響產品質量的情況下大幅度降低整個工廠的能源消耗。能耗的降低，以及更多的循環(huán)利用資源，在環(huán)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。▌