Полипропиленовый нетканый материал стал одним из самых широко используемых гибких материалов в современной экономике, однако именно его успех создает все более сложную проблему утилизации. От спанбонда и плавленных медицинских масок до композитных хирургических халатов SMS, иглопробитых геотекстилей, гигиенических салфеток, пакетировщиков и перетяжек для одноразовой посуды — отходы из ПП нетканого материала образуются в огромных объемах в медицинских, санитарно-гигиенических, сельскохозяйственных, строительных и отраслях потребительских товаров. Лучшая линия по утилизации ПП нетканого материала с помощью австрийской технологии решает этот вызов, преобразовывая неразделенные отходы низкой плотности из нетканого материала в однородные, повторно используемые гранулы ПП с помощью интегрированного секатора-компактора и одношнековой линии экструзии. В настоящей статье рассматриваются вопросы, касающиеся материальной науки, архитектуры оборудования, эксплуатационных параметров, качественных показателей и сертификации, которые определяют успешную линию для утилизации ПП нетканого материала. Компания Polyretec, принадлежащая Wanplas Group, построила свою линию утилизации на основе данной австрийской платформы, скомбинировав надежную европейскую логику процессов и китайскую производственную мощь для осуществления эксплуатации, гарантирующей долговечность и экономичность оборудования.
Ключевой особенностью утилизации нетканых материалов из полипропилена не является сам полимер — это уже хорошо известный товарный полипропилен, а форма кормов. Нетканое полотно легкое, пухкое, электрически заряженное и часто загрязнено горячим клеевым составом, металлическими носовыми лентами, эластичными шнурами, печатной краской и влагой. Обычные методы утилизации, которые работают для жесткой реграндовой полипропилена или фрагментов пленки, здесь не подходят, поскольку материал не может постоянно подаваться в экструдер. Австрийский технологический подход решает эту проблему с помощью комбайна-зубеца, который предварительно обрабатывает материал путем трение и механического уплотнения, что увеличивает объемную массу в порядок раз, прежде чем материал достигнет цилиндра экструдера. В результате получается стабильный, непрерывный и энергоэффективный процесс, при котором выявляется утилизированный полипропилен, подходящий для требовательных применений в области литья методом инжекции, экструзии и переработки волокна.
Понимание отходов нетканого тканого материала из ПП: источники и характеристики материала
НП нетканое полотно не является единым материалом, а представляет собой семейство структур, полученных при помощи нескольких различных методов формирования полотна и скрепления. Каждый метод формирует уникальный набор физических характеристик, которые напрямую влияют на то, как материал должен подвергаться переработке. Первым заданием любого инженера по переработке является профилирование исходного материала, поскольку оптимальные настройки измельчительно-раздробляющего устройства, конструкция вала и стратегия фильтрации зависят от того, что именно поступает на завод. Линия, способная перерабатывать чистое срезанное обрезной материал (кругляк), будет настроена совершенно иначе, чем та, которая перерабатывает маски и салфетки после их использования потребителем.
Спруден, распрямленный и композитные структуры
Светоотворный нетканый материал изготавливается путем экструзии непрерывных нитей ПП на подвижный ленточный транспортер, а затем их термического или механического склеивания. Это основной продукт промышленности: торгово-условиечные сумки, сельскохозяйственные покрытия, обматывающие материалы для мебели и спинки для подгузников. Массовая доля этого материала варьируется от 15 до 150 граммов на квадратный метр, и при сборе его остатков в виде промышленного шлифованного обруча он относится к относительно чистым. Мелкозернистый нетканый материал образуется при помощи высокоскоростного нагрева помещенного в него воздуха; он обеспечивает фильтрационные и барьерные свойства в масках и дыхательных аппаратах, но очень хрупок, пылен и склонен к зарядам. SMS является композитом слоев спанбонда-мелкозернистого антидетонационного материала-спанбонда, комбинирующих устойчивость к повреждениям с барьерными свойствами для хирургических халатов и налокотников. Нитяно-голомненный геотекстиль представляет собой более тяжелую механически переплетенную сеть ПП и используется в гражданском строительстве для разделения, отвода и укрепления; он объемный и часто загрязнен минеральными частицами.
Послепродажные стоки и стоки гигиенического назначения
Самый быстрорастущий и самый трудный исходный сырье – это отходы гигиены и личной защиты: отброшенные маски, защитные халаты, салфетки и одноразовые рукава для сервировочного посуда. Эти потоки содержат масла для тела, лосьоны, краски, клей и специфичные запахи, требующие активной деволатилизации. Пакеты и рюкзаки из нетканого материала менее загрязнены, но часто имеют печатную деталь, а одноразовые рукава для сервировочного посуда и держатели чашек обычно не загрязнены и легко обрабатываются. Понимать это спектр крайне важно, поскольку линия переработки должна быть рассчитана на наигрубейший реальный случай, а не на средний.
Ключевые физические параметры корма
Пять параметров определяют принципы проектирования линии. Массовая доля (от 15 до 150 граммов на квадратный метр) установляет объемную мощность. Плотность — только 20–50 килограммов на кубометр для рыхлого материала — является самым большим препятствием. Содержание влаги в пределах 2–8 процентов необходимо удалить перед плавлением, чтобы избежать образования паровых пустот и гидролитической деградации. Электростатическое заряжение приводит к образунию мостов и неравномерной подаче. Загрязнения в виде полимерных масс красящих веществ, полимеров, термоплавких клеев, металлических носочек и резинок определяют стратегию фильтрации и разделения. В приведенной ниже таблице приведены типовые значения для различных типов исходного материала.
| Источник корма | Массовая доля (г/м²) | Масса на объём (кг/м³) | Влажность (%). | Типичные загрязнители |
|---|---|---|---|---|
| Обрез по периметру на основе тонкого волокна. | От 20 до 80 | 25–45 | 1-3 | Небольшое количество полиграфической краски и антистатического средства |
| Сорбционное фильтрующее средство на подложке из спутанных волокон. | От 15 до 40 | От 20 до 35 | 2 — 5 | Тонкие волокна, пыль, запах |
| SMS из композитного ППЭ | 40–90 | 25–50 | 3-7 | Разогревающийся клей – эластичный, с инкой, с запахом |
| Нужна иглоподшипниковая геотекстиль. | 100-150 (1-я категория) | 30–50 | 3-8 | Минеральные частицы, почва, стабилизатор УФ-излучения. |
| Снималки и отходы от гигиенических процедур. | от 30 до 70; | От 20 до 40 | 4-8 | Лotion, масла, запах, печать. |
| Упаковка и контейнеры | 50–120 | 30–50 | 2–4 | Тяжелые печатные чернила, ламинирование. |
Почему низкая общая толщина является ключевой проблемой переработки.
Удельная плотность представляет собой массу материала на единицу объема, и для неплотного нетканого ПП она составляет всего 20-50 килограммов на кубический метр. Чтобы представить это наглядно, кубический метр такого неплотного материала весит меньше одного взрослого человека. Экстремальная легкость является основной причиной почти всех проблем при сырьеобработке в традиционном переработке. Когда легкий, пушистый материал опускается в бункер экструдера, он плохо сыпется, задерживает воздух и формирует стабильные арки или мосты, которые блокируют горловину. Даже если он все-таки попадает в гвинт, низкая плотность наполнения не позволяет образуться стабильному давлению расплава, поэтому экструдер скачками и голодает.
Австрийским технологическим решением является устранение разницы в плотности до экструдирования. Измельчитель-компактор берет рыхлый материал, разрезает его на мелкие фрагменты и использует тепло трения, чтобы одновременно осушить и уплотнить его в плотный, горячий, свободно текущий агрегат с объемной массой 300-450 кг на кубометр. Это удесятерилоя улучшение, достаточный для стабильного процесса гравитационного или принудительного заполнения шнека. Без этого предиспаривающего шага операторы вынуждены использовать дозаторы-ротации, каплеобразное загрузку или отдельный агрегатор, что снижает производительность, увеличивает потребление энергии и повышает трудозатраты операторов.
Влажность усугубляет проблему. При уровне от 2 до 8 процентов вода, содержащаяся в корме, переходит в пар внутри барабана, образуя пустоты, выпрыгивания и нарушает структуру гранул. Барабанный измельчитель-закрывающий измельчает влагу с примерно 5 до менее 0,3 процента в процессе предварительной подготовки, поэтому экструдер работает исключительно с сухим, уплотненным материалом. Самым главным отличием истинной линии переработки нетканых материалов PP от переустроенной линии гранулирования полимеров является одное интегрированное отображение этого процесса.
Австрийская технологическая линия для одноэтапного резки - прессования vs двухступенчатой экструзии
Фраза «австрийская технология» в переработке полипропилена (ПП) относится к архитектурным решениям, разработанным европейскими производителями оборудования, такими как Erema и NGR, в которых секатор-компактор напрямую соединен с экструдером. Основная идея заключается в том, что предварительная обработка и плавление происходят в непрерывной, термически связанной последовательности, а не в отдельных машинах. Существуют два основных варианта: одноступенчая интегрированная линия и двухступенчатая линия. Оба они существенно отличаются от старого подхода, согласно которому агрегатор работает автономно, а затем подается отдельный экструдер.
Одноступенчатая интегрированная линия косилко-компактора
В одноступенчатом варианте конструкции точилка-компактор располагается непосредственно над или рядом с одношнековой экструдером. Отрезанные и нагретые трением пласты падают через короткую переходную область в токи корму шнека, поэтому практически отсутствует промежуток времени пребывания материала, а тепловые потери минимизированы. Экструдер получает горячий, сухой, уплотненный материал с контролируемой скоростью. Этот метод отличается компактностью, энергоэффективностью и хорошо подходит для переработки нетканых отходов с чистотой от умеренно загрязненных и более до чистых, таких как обрезки краев, утилизируемые отходы изделий, сортированные гуманитарные материалы.
Трасса двухуровневой экструзии.
Двухступенчатая конструкция используется с помощью первого экструдера для плавления, фильтрации и хомогенизации материала, после чего плавка переносится через помпу плавки или адаптер в второй экструдер, предназначенный для глубокой девотилизации и окончательного давления перед грануляцией. Это разделение имеет большое значение, когда состав является сильно пропитанным, имеет неприятный запах или содержит большое количество летучих веществ, поскольку вторая стадия может работать в длительной и глубокой вакуумной зоне без ущерба для стабильности плавильной массы. Однако это сопряжено с повышенными капитальными затратами, увеличенной площадью и большим энергопотреблением.
Обычный агломератор-плюс экструдер
В рамках существующего метода используется единовременный или непрерывный агломератор для уплотнения ткани, а затем агломераты перемещаются в отдельный экструдер вручную или путем сжатого воздуха. Такая разрыва в процессе приводит к потере тепла, образованию пыли, непостоянной температуре загрузочного материала и трудоемкому использованию. В современных немецко-австрийских линиях эта часть заменена прямым соединением, устраняющим от Sloan того несоразмерного цилиндра, который приводит к потере тепла. Таблица ниже показывает сравнение трех подходов.
| Аспекты | Одноступенчатый косилко-компактор | Двухступенчатая экструзия. | Агломератор / пресс-подборщик. |
|---|---|---|---|
| Связь процессов | Непрямая сцепка | Два экструдера в серии | Неподключенные машины |
| Отпечаток | Компактный | Большой | Большой с переходом. |
| Глубина деволемизации | умеренный. | Глубокая, специализированная стадия. | Ограниченный |
| Энергия на 1 кг | Низкий-середний. | Средний до высокий | Средний до высокий |
| Лучшее фураж | Чистая или умеренно замшелиста листа. | Тяжелое печатание, запах, нерастворимые в воде вещества. | Низкий объем, толерантные загрузки |
| Стоимость основного капитала. | Середний | Высокая | Низкий-середний. |
Компания Polyretec, принадлежащая заводу Wanplas, позиционирует свою линию гранулирования нового поколения в соответствии с данной философией, разработанной на основе австрийской модели. История проекта включает рециркуляционную систему переработки невульканизированной ткани Вьетнама и перчаток ПЭТ для группировки, которая ранее использовала машину Erema. Этот пример свидетельствует о том, что концепция интегрированной архитектуры режущего-склеивающего типа трансформируется между различными брендами и регионами, при этом сохраняется логика процесса.
Основной блок 1: резак-компактор
Резак-компактор является сердцем любой линии переработки нетканых материалов, и ее правильный размер и настройка определяют, будет ли линия функционировать вообще. Это вертикальная высокоскоростная камера с роторами, устланная фиксированными и вращающимися ножами. Ткани подводятся через тангенциальное отверстие для подачи, разрезаются на более мелкие части и отбрасываются от стенки камеры, где трение с загрузочным слоем и корпусом создает тепло. Это тепло высушивает пластины и делает ПП достаточно мягким, чтобы дать сцепление поверхности, в результате чего частицы сходятся в плотные агрегаты, когда они сжимаются вниз к выгрузке.
Классы объема и пропускная способность
Коммерческие режущие пресс-подборщики для этой области предлагаются с емкостью камеры в 300, 600, 900 и 1200 литров. Выбор зависит от производительности цепочки дальней обработки, поскольку пресс-подборщик должен быть способен предварительно переработать весь поток материала без перегрузки. 300-литровая установка подходит для пилотных и небольших коммерческих предприятий, в то время как 1200-литровая установка используется вместе с крупнейшими одношнековыми экструдерами для переработки большого объема послеконсумптруковой пластмассы.
| Объем утапливателя (л). | Типичная скорость вращения ротора (об/мин) | Скорость кромки режущего инструмента (м/сек). | Соответствующая винт (мм) | Около пропускной способности (кг/ч) |
|---|---|---|---|---|
| 300 | 900 до 1100 | От 30 до 38 | 90 до 105 | От 150 до 300 |
| 600 | 800 до 1000 | 34…42 | 105–120 | от 300 до 500 |
| 900 | 700 до 900 | 38–44 | от 120 до 135 | 500−800 |
| 1200 | От 600 до 800 | От 40 до 45 | 135–150 | 800 до 1200 |
Материал, износ и импульсное давление на диск.
Роторые и неподвижные ножи обычно изготавливаются из закаленной инструментальной стали или сплава с наконечниками из карбида вольфрама, чтобы противостоять износу от грязи, содержащейся в геотканях и окрашенных покрытиях. По мере износа ножей расширяется расстояние между острыми кромками, что приводит к снижению эффективности резки, а также к повышению трение и может вывести материал за оптимальный температурный диапазон. Регулярный осмотр расстояния между острыми кромками и своевременная смена ножей или их заточка являются важными пунктами технического обслуживания. Тактогенный прием питания расположен под углом, благодаря чему материал перенаправляется на расстояние от входного отверстия и не высыпается поверх горизонтального периметра камеры, благодаря чему максимально увеличивается время пребывания материала и повышается эффективность трения, что также повышает степень уплотнения.
Окно контроля температуры
Температура отработанной смеси из компактора составляет от 80 до 110 градусов Цельсия. Это преднамеренно ниже температуры плавления полипропилена в пределах от 160 до 165 градусов Цельсия. При правильном регулировании температура материала снижается, а он становится мягким и прилипающим, следовательно, частицы связываются в однородную массу, но окончательно не растворяются. Если температура повышается, материал растворяется, прилипает к ротору и образует опавшие части, которые забивают выпускной отвод. Контроль над этим процессом осуществляется за счет скорости ротора, скорости подачи, охлаждения камеры и рециркуляции процессного воздуха. Влажность снижается с 5 процентов до менее чем 0,3 процента, а показатель объемной массы увеличивается от 20 до 50 килограммов на кубический метр до 300-450 килограммов на кубический метр.
Основной блок 2: одношестровая экструдер
Спустя за обрезно-прессовым устройством расположен одношнековый экструдер – машина, которая растапляет, смешивает, обезвоживает и повышает давление на уплотненное ПП. При рециклировании невовлекаемого ПП предпочтительна конфигурация с одним шнеком перед настройкой с двойными шнеками, поскольку исходный материал уже предварительно подготовлен, а цель – равномерное, непрерывное нагревание, а не интенсивное смешивание. Шнек и цилиндр берут на себя основную работу, поэтому их геометрия и контроль температуры определяют качество гранул.
Диаметр винтов и отношение длины к диаметру
Стандартные диаметры — 90, 105, 120, 135 и 150 миллиметров. Длиннее винт, выражаемый как соотношение длины к диаметру (L/D) от 30 до 36, обеспечивает большее время пребывания для плавления, смешивания и выпуска. Более высокое значение L/D также поддерживает специальную зону деволатилизации, которая необходима для сырья, оставляющего запах (хигиенные добавки). Дизайн винта включает барьерную часть для разделения твердых веществ от расплава и смесительную головку в районе выпуска, предназначенную для растворения температуры и цвета, прежде чем осуществлять фильтрацию.
| Диаметр винтов (мм) | Коэффициент L/D | Температура зоны барабана (°C) | Температура расплава (ºС) | Вакуум (MPa). |
|---|---|---|---|---|
| 90 | 30–33 | 180-220 °С | 200–220 | — от 0,06 до 0,08 |
| 105 | 30–34 | 3. От 185 до | 200–222 | — от 0,06 до 0,09 |
| 120 | 12. 32 — | 4. От 185 до | 205–224 | — от 0,07 до 0,09 |
| 135 | 32–36 | От 190 до 230 | 205–225 | — от 0,07 до 0,09 |
| 150 | 6. От 33 до | От 190 до 230 | 208–225 × 270 × 20 мм | — от 0,08 до 0,09 |
Сcrew and Mixing Head (Снимая головка и резьбовой елемент)
Винт барьерного типа содержит вторичную оборотную часть, которая отделяет неизмеленные твердые частицы от пленки плавления, что повышает эффективность плавления и снижает риск наличия частиц неплавленного геля в грануляте. Размеренная секция обеспечивает стабильное давление перед смесительным головкой, которая является разделительным и диффузным элементом, обеспечивающим равномерное распределение температуры и включающим любой добавленный мастербатч или стабилизатор. Поскольку коренной материал для невосовой ткани уже является однородным полимером, смесительная головка не должна быть агрессивной; чрезмерное смешивание только ускорит термальное и окислительное разрушение.
Девалвакирование и вакуумирование.
Зона вентиляции, где воздух, остаточные пары влаги и летучие продукты разложения извлекаются в вакууме с давлением от минус 0,06 до минус 0,09 мегапаскаля. Для гигиены и использования как фуража эта зона является основным этапом контроля запахов. Правильно рассчитанный и закрытый вентиляционный отвод предотвращает распространенную ошибку «вентиляционного крошения», когда из вентиляционной линии вместо газа выходит материал. Температура в барабане зонируется от 180 до 230°C, в то время как фактическая температура плавления поддерживается на уровне 200-225°C, чтобы ограничить термическое разрушение цепи ПП.
Основной блок 3: фильтрация расплава и сменщик сетки
Даже после резки и уплотнения и экструзии расплав несет загрязнения: шлаки, перекрестно связанный гель, остатки печатной краски, фрагменты термопластичного клея, волокна бумажных этикеток и мелкий минеральный порошок. Удаление загрязнений путем фильтрации обеспечивает производство чистых гранул. Австрийская технологическая схема предполагает постоянный процесс фильтрации, что позволяет не прекращать производство даже при замене фильтра.
Непрерывный фильтрующий и экранный преобразователь ленты
Непрерывный ленточный фильтр пропускает расплав через бесконечную лазерно перфорированную ленту, которую медленно продвигают, чтобы загрязненный участок выносился из потока расплава и очищался или уничтожался, в то же время в процесс включается новый экран. Это обеспечивает почти постоянное давление. Двухколонный четырехустановный экран-сменщик позволяет менять два фильтровских пакета последовательно на нескольких позициях, что позволяет заменить один пакет, оставляя в то же время другой в рабочем состоянии; это — основной узел непрерывного режима работы. Оба этих типа конструкции предупреждают скачки давления и временные перерывы подшипникового типа.
Классификации микронов Lazer фильтров.
Лазерно перфорированные экраны доступны с размером от 56 до 150 микрометров. Выбор зависит от баланса: более мелкие экраны удаляют больше загрязнений, но повышают давление и сокращают срок службы экрана, в то время как более грубые экраны защищают скорость потока, но пропускают больше геля и частиц. Для легкозагрязненной штукатурки из спанбонда обычно используются экраны с размером от 100 до 150 микрометров; для печатной, адгезивно-загруженной или пыльной упаковки выбирают экраны с размером от 56 до 80 микрометров, несмотря на более высокие затраты на давление.
| Вид сетки | Микрон (µм) | Лучший корм | Отводное давление | Жизненный цикл фильтра |
|---|---|---|---|---|
| Лазерный фильтёр крупного разрешения | 150 | Чистый обрезной материал из спанбонда | Низкий. | Длинный |
| Лазерный фильтр, средний размер частиц | 100 | SMS, экономичный отпечаток | Середний | Середний |
| Лазерный фильтёр мелкого разрешения | 80 | Напечатанная, мутная, с высоким содержанием влаги | Высокая | Среднекороткие |
| Лазерный фильтр, для тонкодисперсных частиц | 56 | Пыльная, геотекстиль | Очень высокое качество. | Кратко |
Самопочищающаяся фильтрация
Самопочищающиеся фильтры против давления периодически переворачивают небольшой участок чистой расплавленной массы через сито, удаляя тем самым загрязняющие вещества, что продляет срок службы сит и стабилизирует давление. Площадь фильтрации должна соответствовать пропускной способности: слишком малая площадь требует частой замены и колебаний давления, а слишком большая площадь увеличивает стоимость и время пребывания расплава в фильтре. Уровень загрязнения исходного сырья, а не тип полимера, определяет требуемую плотность фильтрации и частоту очистки сит.
Основной блок 4: Способы гранулирования.
После фильтрации очищенная жидкая масса проходит через пресс-форму и режется на гранулы. Возможны три метода: водяное кольцевое гранулирование, подводное гранулирование и гранулирование при помощи полос. Выбор метода влияет на форму гранул, эффективность охлаждения, образования пыли и трудоемкость процесса.
| Метод | Охлаждение | Диапазон нормы MFR | Уровень пыли | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| Пелетирование с водяным кольцом | Водный кольцо, сухой воздух | Широкий диапазон (средний – высокий) | Низкий. | Рекомендуется для нетканых изделий из ПП |
| Подводное прессование гранул | Подводная вода. | Низкий до средний | Очень малый. | Высокий коэффициент throughput, низкое значение MFR |
| Пелетнирование ниток | Водяная ванна, сухое охлаждение. | Середний, чувствителен к теплу | Середний | Низкий объем, лаборатория, специализированные продукты |
Пеленание в водном кольце является стандартным методом рециклинга невощенных полипропиленовых волокон. Расплав выходит из пресс-образца вниз или по горизонтальной линии в вращающееся водное кольцо, которое сразу охлаждает и транспортирует нарезанные гранулы, после чего они обезвaporовываются и сушатся. Этот метод позволяет работать с широким диапазоном скоростей потока расплава, характерным для рециклированного полипропилена, производить одинаковые круглые гранулы с минимальным количеством отходов и поддерживать непрерывную работу с минимальным участием оператора. Работу под водой выполняют при высоких объемах переработки и подаче расплавов с низкой вязкостью, а скручивающее пеленание характерно для небольших объёмов или процесса, требующего низкой температуры, когда желательно использовать медленный контролируемый процесс.
Основной блок 5: вспомогательные системы.
Пять основных функциональных блоков поддерживаются вспомогательным оборудованием, которое защищает процесс и определяет качество конечных пельменей. Эти системы часто недооцениваются, но являются решающими для стабильной коммерческой деятельности.
Разделение металлов.
Отходы из неновой ткани из ПП, особенно маски и халаты, содержат металлические носовые полоски, скобки и проволоку. Магнитный сепаратор удаляет железосодержащие части перед компрессором, а детектор металла или устройство с гидромагнитной силой отсекает нежелезные фрагменты. Металл, поступающий в измельчительно-компрессорную машину или скрепер, повреждает ножи и цилиндр, поэтому отделение должно происходить на ранней стадии и быть неоткрыто для переговоров.
Пневматическая транспортировка, отведение воды и сортировка.
После гранулирования пневматическая система транспортировки перемещает гранулы в центрифугу для отвода поверхностной воды, а затем на вибрирующее сито, которое сортирует размер гранул и удаляет мелкие фракции и остатки. Усталое размер гранул обеспечивает равномерное подачу и улучшает внешний вид конечного продукта. Гомогенизационный бункер выравнивает вариации от одной партии к другой путем смешивания последовательных порций, что важно, когда состав сырья меняется.
Цикл обжаривания и сушки в процессе
Вода-прокладка и подводные системы циркулируют технологическую воду через фильтр и охладитель, чтобы поддерживать постоянную температуру и форму гранул. Чистая система циркуляции воды предотвращает загрязнение гранул и уменьшает биологические процессы. Этап сушки перед хранением в силосах гарантирует, что влажность окончательных гранул не превышает порога, необходимого для отсутствия дефектов в процессе литья под давлением.
Пропускная способность и энергопотребление
Объём линии зависит от диаметра винта и эта связь не линейна, потому что более крупные винты загружают больше, но они также способны обрабатывать более крупные потоки расплава. Цифры ниже представляют собой показатели для выгрузки нетканого ПВХ на линии с интегрированным одношнековым дробилко-компактором и предполагают умеренное загрязнение и соответствующую предварительную подготовку.
| Диаметр винтов (мм) | Производительность (кг/ч) | Специфическая энергия (кВтч/кг) | Относительная стоимость капитальных вложений |
|---|---|---|---|
| 105 | От 150 до 300 | от 0,30 до 0,40 | Середний |
| 120 | от 300 до 500 | 0,29–0,38 ккал/кг | Средний-высокий режим |
| 135 | от 400 до 700; | 0,28–0,36 ккал/кг | Высокая |
| 150 | 800 до 1200 | 0,28–0,35 ккал/кг | Очень высокое качество. |
Удельное энергопотребление обычно находится в диапазоне от 0,28 до 0,40 киловатт-час на килограм переработанных гранул из ПП. Более крупные линии склонны к более низкой границе, поскольку фиксированные расходы распределяются на большее количество продукции, а интегрированный измельчитель-пресс позволяет избежать двойного нагрева отдельного агломератора. Низкая бункерная плотность, высокий уровень всасываемой влажности и плотная фильтрация – все это приводит к увеличению удельного расхода. Операторы должны следить за удельным расходом энергии как за одним из стандартных показателей эффективности, так как постепенное увеличение этого значения часто сигнализирует о износе ножей, загрязнении сеточного фильтра или проблемах с отводами, пока они не приведут к браку продукции.
Показатели качества рециркулируемого PP.
Ценность переработанного ПП определяется небольшим числом измеримых параметров. Покупатели гранул переработанного ПП указанаи эти параметры в договорах, поэтому линия для переработки должна быть настроена так, чтобы все параметры соответствовали указанным в договоре.
Переменная скорость течения восковой массы
Новое сырье класса spunbond PP имеет показатель расхода расплава в диапазоне от 25 до 35 грамм за 10 минут. После утилизации, в процессе нагревания, термо-оксидативное разрывание цепей разрушает полимерные цепочки и, как правило, поднимает этот показатель до 30-45 грамм за 10 минут. Увеличение значения означает, что утилизируемый материал течет легче и как правило его легче направлять, но он немного слабее. Крупный скачок измененного значения МНР сигнализирует о чрезмерном тепловом объеме и должен быть исправлен путем понижения температуры расплава, сокращения времени нахождения и добавления стабилизатора.
Цвет, пепел, запах и механическое содержание
Индекс жёлтизны (YI) повышается при термической и окислительной обработке и при наличии остатков краски; его уровень может быть контролируется с помощью более низкой температуры обработки и, при необходимости, небольшим добавлением оптического отбеливателя или светоотражающего мастербатча. Содержание золы отражает неорганические примеси, такие как наполнители, минералы и бумага; его следует минимизировать с помощью качественной подачи и фильтрации. Запах оценивается по методу VDA 270 с использованием весовой шкалы, где ниже находится на вершине — именно этот фактор является ключевым критерием приемки для автомобилестроения и товаров, связанных с гигиеной. Удержание прочности растяжения на 80–95% от первичного сырья может быть достигнуто при чистом сырье, а количество черных точек на единицу площади контролируется фильтрацией и состоянием винтов.
| Индикатор. | Исходный полипропилен | Типичные параметры рециркулируемого PP. | Рукоятка управления |
|---|---|---|---|
| Скорость течения расплава (г/10 мин) | 25–35 | 30–45 | Температура, период пребывания, стабилизатор |
| Индекс желтения | Низкий. | Низкий до умеренный | Температура, базовый пигмент |
| Содержание песка (%): | Не более 0,1. | 0,1–1,5 | Разделение, фильтрация. |
| Класс запаха (VDA 270) | Класс 1-2 | Класс 2-4 | Вентиляция, дезодорирующее средство |
| Устойчивость на растяжение (%) | 100 | От 80 до 95 | Антиоксиданты, расширители цепи |
| Чёрные точки (в кг) | Минимальный. | Низкий. | Фильтрация, уход за винтовым механизмом. |
Улучшение качества с помощью добавок и модификации
Переработанный ПП зачастую требует целевого изменения с целью удовлетворения требований на технологическом этапе. Линия переработки идеально подходит для дозирования этих добавок, поскольку смесительный головка и процесс обваривания обеспечивают их равномерное распределение.
Стабилизация и продление цепочки.
Комбинированная антиоксидантная система из антиоксиданта 1010 и антиоксиданта 168, дозированная в пределах от 0,2 до 0,4 процента, восстанавливает термоокислительную защиту, потерянную в течение первого срока службы и рециклинга. Многофункциональный эпоксидный расширитель цепи в пределах от 0,3 до 0,8 процента взаимодействует с концами цепи, частично восстанавливая молекулярную массу, противодействуя повышению MFR и улучшая показатели пластичности и ударной вязкости. Эти две меры являются основой пригодного к продаже рециркулированного ПП.
Уплотнение, заполнение и контроль запаха.
Полиолефиновая эластомер (POE) в количестве от 5 до 10% улучшает ударопрочность и эластичность при низких температурах, что полезно для автомобильной и бытовой электроники. Филлер кальциевого карбоната в мастерах снижает затраты и улучшает жесткость для некритичных деталей, в то время как цветной готовый материал стандартизирует внешний вид при переменном входе. Активное химическое пятнистое удаление в лучшем варианте избрала работая в условиях вакуума позволяет решать проблему запахов из ряда сфер применения, а значит это решение стало четко спланированным на уровне ее наличия в конкретном предприятии.
| Дополнительные составляющие | Регулировка дозы. | Функция | Влияние на свойства |
|---|---|---|---|
| Антиоксидант 1010/168 | 0,2–0,4% | Термоокислительная стабилизация | Ограничения на рост МСР, сохранение прочности |
| Эпоксидный разбавитель. | 0,3–0,8 % | Восстановление молекул массы | Более высокая сила плавления, менее ломкий материал. |
| Уплотнитель POE. | 5–10% | Изменение закона при падении с утраснённого исполнения. | Повышение эффективности низко температурного воздействия. |
| Мастербаш с наполнителем в виде кальцинированной магнезии | Как требуется | Затраты и жесткость. | Более высокая степень жесткости, более низкая цена; |
| Мастер-гранула цвета | Как требуется | Стандартизация внешнего вида. | Соответствующие цвета между партиями. |
| Мастер-формула для дезодорантов. | Как требуется | Скрытие запаха и его поглощение | Низкое по стандарту VDA 270 |
Применение рециркулируемого полипропилена в производстве
Переработанный ПП из нетканого сырья является универсальной сырьевой основой. Точное применение зависит от конечной BFED, цвета, гигиенического класса и содержания пепла, к которому достигают заводы.
| Приложение | Процесс | Требования к качеству | Типичная пригодность загружаемого материала |
|---|---|---|---|
| Литые изделия ящики и корзины | Литье под давлением | Хорошая жесткость, низкий запах | Очищайте средне-загрязненные пленки. |
| Невидимые детали автомобильных интерьеров. | Литье под давлением | Низкий запах. Стабильное значение MFR. | Вентилируемый, стабилизированный |
| Перемотка геотекстиля | Вращение спинки | Высокая MFR, низкий гель | Чистый спанбонд |
| Обвязка и фасование. | Экструзия | Высокая натяжимость, низкое содержание сажи. | Фильтрованное, чистое |
| Тканые мешки и большие мешки с остатками. | Рулонная экструзия. | Хорошая пропускаемость. | Умеренное, стабилизировано |
| Компоненты мебели | Литье под давлением | Твердость, внешний вид. | Упрочненный, окрашенный. |
Широкий сегмент – это литье под давлением некритичных изделий длительного использования, где незначительное изменение МФР и небольшая потеря свойств являются неважными. Возможна переработка в новую геоткань или нетканый материал для чистого исходного сырья, что представляет наиболее циркулярный путь. По мере того как требования к устойчивости будут расширяться по мере продления срока действия в 2026 году и в последующие годы, спрос на сертифицированный переработанный ПП в этих приложениях продолжает расти, что укрепило деловое обоснование для специализированной линии рециркуляции ПП для производства нетканых материалов.
Сертификаты и нормативы
Продажа переработанного ПП в регулируемые или основанные на бренде цепочки поставок требует документооборота. Соответствующие стандарты опубликовываются в виде названий справочных документов в виде обычного текста и не должны быть размещены с гиперссылками в технической литературе.
Стандарты по использованию материя с содержанием вторичных ресурсов и методы отслеживания
Глобальный стандарт по рециркуляции (GRS) удостоверяет рециклируемый состав и ответственное обращение материалов по всей цепочке поставки и пользуется широким спросом у торговых марок. EuCertPlast удостоверяет европейский объем переработанного пластика в соответствии с установленными критериями. RecyClass оценивает возможность переработки и количество переработанного материала в упаковке из пластика. Стандарт ISO 14021 регламентирует заявления о влиянии на окружающую среду, такие как «объем использования переработанного материала», а EN 15343 определяет методы контроля и расчета количества переработанного пластика. Вместе эти стандарты позволяют переработчику доказать как количество, так и источник происхождения переработанного материала.
Законодательство по контакту с продуктами питания и одноразовому использованию
Для переработанного полипропилена, используемого в контакте с пищевыми продуктами, основным нормативным актом является директива ЕС 2022/1616, в соответствии с которой переработанный полипропилен должен производиться по утвержденной процедуре и должен считаться безопасным в соответствии с испытанием Европейской фармакопеей ЕАОП, подтверждающим удаление загрязняющих веществ. Достижение пищевого качества переработанного полипропилена из нетканого сырья затруднено, поскольку опалубка и ОПП содержат разнообразные загрязнители, а соблюдение гиперчистого процесса сложно. Поэтому большинство линий стремятся к производству промышленного качества. С точки зрения спроса, директива ЕС об одноразовых пластмассах (SUP) позиционирует переработанный полипропилен в соответствующие продукты, что косвенно повышает ценность переработанного полипропилена, полученного из надежных источников.
| Стандартная / регулируемая. | Область применения | Рекламный эффект применения нетипованного нетканного материала PP. |
|---|---|---|
| GRS (глобальный стандарт переработки) | Рециклируемый материал, ответственный процесс. | Требования к логистической цепочке бренда |
| EuCertPlast | Сертификация европейского переработанного пластика. | Доступ на рынок ЕС |
| Подтверждение непрерывности цикла материалов и оценка ветви материальной базы. | Подтверждение непрерывности цикла материалов и оценка ветви материальной базы. | Заявления о упаковке |
| ISO 14021 | Ставит на оправу безупречные экологические данные. | Маркировка переработанных материалов |
| EN 15347 | Отслеживание и расчеты содержания | Доказательство цепочки ответственности. |
| ЕС 2022/1616 | Переработанный пластик для контакта с пищевыми продуктами | Требования к влажности пищевого рПЭТ |
| Тест на воздействие ЕСФА | Валидация безопасности процесса переработки | Совместимость с пищевой продукцией |
| Директива ЕС SUP | Правила содержания одноразовых пластиковых изделий | Повод для возникновения спроса на рециклированный материал. |
Общие неисправности и диагностика
Даже хорошо настроенная линия может деградировать. Чаще всего проблемы, возникающие на линиях по переработке нетканых материалов из полипропилена, вызваны тем же низким значением удельной массы и высоким уровнем загрязнения исходного сырья. Раннее выявление предотвращает порчу и простои оборудования.
| Неисправность. | Вероятная причина. | Меры корректировки |
|---|---|---|
| Утапливатель забивается или закупоривается. | Избыточная температура, расстояние между ножом и материалом, избыток клея. | Снизить скорость вращения ротора, увеличить зазор, уменьшить количество подаваемого материала, охладить цикл. |
| Проскальзывание винта, плохое подавание | Низкая бункерная плотность, перекрытие, холодный прием | Проверьте уплотнение прессора, установите компрессор, проверьте подачу |
| 4. Извлечение материала из вентиляционного отверстия (материал от вентиляционного отверстия). | Слишком загруженная зона вентиляции – плохой вакуум, низкая температура расплава. | Сократить заполнение, увеличить вакуум, повысить температуру барабана; |
| Частое перерывание экрана. | Высокий уровень загрязнения, слишком мелкие сито, небольшая площадь. | Увеличение размера сетей, расширение области фильтра, улучшение предварительного сортирования. |
| Пеллеты с хвостами. | Ступор с тупым ножом, неправильная скорость, неравномерная температура плавления | Заточить ножи, настроить скорость среза и улучшить смешивание. |
| Запах сверх нормы | Недостаточная вентиляция, высокое содержание летучих компонентов корма | Усиление вакуума, добавление дезодоранта, двухступенчатый вариант. |
Неисправности чаще всего связывают с качеством подаваемых материалов. Дисциплинированный контроль качества поступающего сырья по источникам, удаление металлических примесей и отделение сильно печатного или загрязненного материала позволяет защитить всю линию. Фабрика «Полиретек» компании Wanplas поддерживает свои линии инженерным сопровождением и ежегодным бесплатным запасным оборудованием, что позволяет заменять изношенные детали — например, ножы, сита и кожухи цилиндра — перед поломкой, а не после нее.
Частые вопросы
Какая конфигурация линии для переработки нетканого ПП-материала является оптимальной?
Для большинства отходов из невоспламеняющегося полипропилена после промышленного использования или после использования потребителями наиболее эффективным вариантом является цепочка из одного этапа, которая непосредственно соединяет резально-отжимное устройство с однолотковым экструдером, а затем последовательно монтируется непрерывный фильтрующий элемент, фильтрация плавления и оборудование для зондирования и осаждения пеленгаты. Такая схема позволяет работать с отходами, имеющими очень небольшую массовую толщину, без различных агломераторов.
Почему массовая плотность является самой значительной проблемой при переработке ПП-сеток?
Свободная нетканная ткань из ПП имеет объемную плотность всего 20-50 килограммов на кубический метр. Такая объемная легкость делает непоследовательной подачу скрепером, приводит к сбросу и истощает экструдер. Пре-клеймер предварительно обтягивает материал с помощью термического нагревания и уплотнения трением, повышая его объемную плотность до 300-450 килограммов на кубический метр, прежде чем материал поступит в барабан.
В чем разница между одноступенчатым вырубающим прессом-компактором и двухстадийной экструзией?
В линейке с одним этапом устройство для резки и уплотнения непосредственно интегрировано в одношестровальный экструдер, поэтому предварительно нагретые уплотненные пластины непрерывно подаются в резьбовое горлышко. В двухступенчатой линии первый экструдер используется для плавления и филтрации расплава, а затем раствор соединяется со вторым экструдером для деволатилизации и окончательного прессования. Двухступенчатые системы подходят для смачиваемых, сильно загрязнённых или сильно пахнущих наполнителей.
До какой температуры нагревается резак-компактор и не растапливает ли он ПП?
Резак-компактор нагревает материал до температуры около 80–110 °C. Это значительно ниже температуры плавления полипропилена — 160–165 °C, поэтому полипропилен замещается, обезвоживается и агломерируется, а не полностью плавляется. Сохранение температурного диапазона позволяет избежать выделения расплава, который приведет к образованию комочков и закупорке системы.
Какой диаметр винтов следует выбрать для выхода из неподвижного полотна из ПП?
Однорожковая лента диаметром 105 миллиметров обычно обеспечивает производственный объем от 150 до 300 килограммов в час, лента диаметром 135 миллиметров – от 400 до 700 килограммов в час, а лента диаметром 150 миллиметров – от 800 до 1200 килограммов в час. Выберите диаметр в соответствии с ожидаемым объемом подачи, степенью загрязнения и требуемым качеством гранул.
Какой рейтинг микронизации фильтра плавления подходит для переработанного нетканого материала из PP?
Скрины лазерного фильтра с размером частиц от 100 до 150 микрометров обычно используются для слабозагрязненного шнурного и красильного полотна, а экраны с размером частиц от 56 до 80 микрометров применяются, если в рулонах есть мелкие волокна, пыль, этикетки из бумаги или остатки вспененного термоклея. Увеличение степени очистки повышает давление, и это сокращает срок службы экранов, поэтому рекомендуемый класс должен соответствовать реальному уровню загрязнения.
Водяное кольцо, подводное или цепочное гранулирование – что лучше?
Пелентирование с водным кольцом является предпочтительным методом переработки нетканых материалов из ПП, так как оно позволяет обрабатывать широкий диапазон скоростей плавления перерабатываемого ПП, минимизирует деформацию гранул и поддерживает непрерывную работу. Пелентирование под водой подходит для материалов с очень большой скоростью потока и низкой вязкостью материалов, а пелентирование нитей — для небольшом объеме или теплочувствительных рецептур.
Какую скорость течения плавления я могу ожидать от переработанного нетканого полипропилена?
Необработанный PP категории spunbond обычно имеет скорость потока расплава 25–35 грамм в течение 10 минут. После переработки термооксидативная цепная раздвоение обычно приводит к изменению этого значения до 30–45 грамм в течение 10 минут. Это увеличение ожидаемо и может быть компенсировано добавлением цепного удлинителя или смешением с необработанным материалом.
Как уменьшить неприятный запах в переработанном полипропилене из масок и салфеток?
Запах от масок, салфеток и средств индивидуальной защиты исходит от масляных веществ, лосьонов, красок и летучих продуктов разложения. Его можно уменьшить с помощью глубокой вакуумной деволатилизационной зоны с давлением от минус 0,06 до минус 0,09 мегапаскаля, добавления дезодорирующего мастичного материала и более длительного времени пребывания в разделенной по барабану секции. Финальный запах проверяется с помощью панели ВДА 270 сенсорного класса.
Может ли рециклируемый нетканый ПП соответствовать требованиям к контакту с пищей?
Переработанный ПП для контакта с пищевыми продуктами является сложным, поскольку требует соблюдения требований ЕС 2022/1616 и выполнения испытательного задания EFSA, свидетельствующего о том, что процесс переработки удаляет загрязняющие вещества до безопасных уровней. Большинство линий переработки нетканых материалов производят переработанный ПП промышленного класса; пищеваримый рПП можно получить только с помощью проверенного сверхчистого процесса и документально подтвержденной системы отслеживания.
Какие сертификаты необходимы для продажи переработанного ПП с сертификатами GRS или EuCertPlast?
GRS, или Global Recycled Standard, относится к переработанному содержанию и ответственной переработке. EuCertPlast проверяет европейский объем переработанного пластика после его использования потребителями. RecyClass оценивает возможность переработки и переработанное содержание, в то время как EN 15343 регулирует отслеживаемость и расчет переработанного содержания. ISO 14021 затрагивает самоопределяемые экологичные претензии.
Сколько энергии потребляет линия вторичного использования нетканых материалов в расчете на 1 кг?
Специфическая энергоемкость для линий с интегрированной одношнековой установкой резчиков-компакторов обычно составляет от 0,28 до 0,40 киловатт-часов на килограм переработанных гранулатов ПП. Ее величина растет при снижении объемной массы подаваемого материала, повышении влажности и увеличении степени очистки. Одноступенчатая схема, как правило, является более энергоэффективной в сравнении с установкой, в которой финишная обработка гранул осуществляется с помощью отдельного агрегата агломератора и экструдера.
Что вызывает образование комков или закупорку пилу-компактора?
Сгущение и засорение происходят, когда температура уплотнителя превышает окно размягчения ПП, когда зазор между ножами слишком тесен, когда погружаемый материал перегружен или когда в нем содержится слишком много клеевого вещества на основе термоплавких полимеров или эластомеров. Меры воздействия включают снижение скорости вращения ротора, расширение зазора между ножами, снижение скорости подачи и добавление цикла охлаждения перед уплотнением.
Заключение
Успешная линия переработки нетканых изделий из полипропилена с австрийской технологией определяется не какими-то отдельными машинами, а непрерывным, термически связанным последовательством от распиливального компактора до одноструйного экструдера, фильтрации расплава и гранулирования. Распиливальный компактор решает фундаментальную задачу – увеличить вязкостное давление изделий от 20-50 килограммов на куб. метр до 300-450 килограммов на куб. метр, при этом удаляется влага до 0,3%. Одноструйный экструдер затем расплавляет, смешивает и девольтилизует ПП при контролируемых температурах от 200 до 225 градусов Цельсия, экранировщик и лазерный фильтр удаляют примеси до 56 микрометров, а гранулирование с водяным кольцевым сепаратором обеспечивает равномерные гранулы с расходом энергии 0,28-0,40 киловатт-часа на каждый килограм.
Качество контролируется посредством таких меренных показателей, как скорость растворения, индекс золотистости, количество песка, индекс запаха по стандарту VDA 270 и степень удержания при растяжении, а затем он усовершенствуется с помощью антиоксиданта 1010/168, полиэфирного удлинителя цепи, ПОЭ-усиливателя, наполнителя, пигмента и дезодорантов. Полученный переработанный ПП применяется в инжекционном литье, повторном прядильном производстве георешеток, скотче для упаковки, тканых мешков и изготовлении мебельных деталей, и может быть сертифицирован в соответствии с GRS, EuCertPlast, RecyClass, ISO 14021 и EN 15343. Polyretec, фабрика Wanplas, объединяет эту логику процесса, разработанную в Австрии, с китайским производственным потенциалом и приверженность бренда Wanplas к идее «Обеспечить тепло всем клиентам по всему миру с помощью китайского пластикового оборудования», делая эту компанию надежным партнером для предприятий, строящих или модернизирующих линию рециркуляции ПП из нетканных материалов в 2026 году и позднее.
