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不斷攀升的能源成本壓力,加上環保大趨勢,讓節能成為塑料加工行業關心的熱點。其中,乾燥工序在擠出過程中會消耗大量的能源,同時還需要投資初始設備,也佔用時間和空間。為了大幅降低能耗及生產成本,機械製造商研發出免乾燥的擠出技術。

Energy savinghas become the buzzword of the plastics processing industry. Drying process inextrusion wastes tremendous amount of energy. It requires large investment inequipment as well as time and space. Thus, machine builders develop advancedtechnologies to bypass drying during extrusion, helping processors to saveenergy cost.



PTi與邦德拉公司聯手提供的免乾燥PET / PLA片材擠出系統。
PTi與邦德拉公司聯手提供的免乾燥PET / PLA片材擠出系統。

創新免乾燥片材系統高效節能

高性能片材擠出設備製造商PTi公司(Processing Technologies International)早年便與意大利路易基邦德拉機械製造公司(BANDERA)進入了十年戰略業務聯盟,聯手為北美市場提供PET / PLA片材擠出系統。

由於它們的吸濕性,PETPLA材料在被擠出時需要預乾燥,這意味着加工商必須投資於大型乾燥系統,而且還需要支付大量能源成本。不過,邦德拉公司的專利技術改變了這種情況。

該專利技術稱為高真空雙螺杆擠出機(High Vacuum Twin Screw Extruder / HVTSE)技術,採用單個常壓和兩個高真空排氣系統,以及同向旋轉雙螺杆擠出機。PTi公司的控制系統及下游設備則與雙螺杆擠出機結合,作為交鑰匙解決方案的一部分。

這種獨特的方法,允許水分和其它揮發物,以作為擠出工藝的一部分被移除。加工回收PET時,也可以省去材料的再結晶工序。與傳統方法相比,省去乾燥和結晶工序可以節能約高達30-35%,以大幅降低成本及減少碳排放。

這種生產規格的裝置可加工多種樹脂,包括rPET / PLA和工業PET / PLA

免結晶片材生產線兼具節能及機械優勢

Welex Converge CTS系統兼具節能及機械優勢。擠出解決方案供應商Welex公司的Converge CTS片材生產線也能夠為加工廠商省去乾燥和結晶工序。該生產線採用旋轉錐形雙螺杆技術,可加工水分含量高達2500ppmPETPLA,通過在進料區形成低度真空除去表面水分,無需對材料進行結晶或預乾燥。材料在擠出機的第一加工階段進行塑化,並在減壓段以大通風口形成高度真空的環境下,完全除去水分。

Welex Converge CTS系統組態有大型推力軸承,可產生較高的壓力,而較大的螺杆直徑能夠產生較大的扭矩。因此,生產線可以在較低的熔體溫度下高效地加工PETPLA。熔體溫度較低的好處包括節能、熔體強度較高、單體改性較少、不變色等。

Welex公司銷售總監Jim Nissel先生指出,熔體溫度與能源直接相關,因此較低的熔體溫度可以節省加熱和冷卻聚合物所需的能源。此外,省去了乾燥系統也進一步降低了能耗。

他稱,總體而言,這樣可以使能耗減少25%。同時,由於熔體強度較高,因而材料更容易加工,輥間隙處材料下垂度小,表面瑕疵也較少。此外,較少的單體改性可大幅減少拋光輥上的積垢。同時,較低的溫度可以保持顏色穩定。由於熱歷程導致的變黃程度較小,因此無需使用藍色母料來補償顏色變化。

除了加工優勢外, Welex Converge CTS系統的機械和操作優勢還包括:生產線總長度減少約20%,主要是因為螺杆長度和重量是傳統平行雙螺杆的一半;拆卸螺杆速度更快,幾乎不需要額外的間隙,並通過旋轉機筒完成;配有較大的進料口,可以添加填料,不需要因為配備側供料裝置而增加成本與設備複雜程度。

省卻強力真空系統的多螺杆擠出機

格諾斯加工單元(GPU)包含了MRS130多螺杆擠出機。

格諾斯公司(Gneuss)的專利MRS多螺杆擠出系統提供了高效排氣和高聚物熔體擠出,而且對氣體和所有添加劑的引入提供了高效的分散性。

MRS系統的能源要求較傳統技術少15 - 25%,因為它不需要預乾燥和強有力的真空系統。在加工PET時,和單螺杆擠出機比較,可以避免乾燥和結晶的前期處理,從而達到節省能源的目的。

據格諾斯公司指出,MRS系統亦比雙螺杆系統擁有更小的能源消耗。在PET的加工中,能夠獲得額外的能源節省,是因為MRS系統不需要強大的真空系統(<5mbar),也不需要原料的預乾燥。MRS系統在大多數情況下,可以提供足夠的壓力,所以不需要配置熔體泵去增加背壓。

該系統的設計是把高聚物熔體輸送到大的單螺杆料筒內,而料筒含有8個小的擠出螺杆腔體,和主螺杆平行。同時,在小腔體內有8個小的行星螺杆,並通過一個環形齒輪驅動。

行星螺杆在腔體中以和主螺杆相反的方向轉動,不對稱增加了高聚物熔體的表面切換。此外,擠出料筒中大約有30%開放 保證最佳熔體進入料筒,然後可經過沒有任何限制的分散。更重要的是,當所有表面接觸熔體時,熔體溫度可得到精確控制。

MRS多螺杆擠出系統可應用於:熱塑性片材、瓶到瓶回收加工、打包帶、PE / PP 回收、PA除濕加工、MRS 混合技術、纖維和薄膜廢料的直接回收。

具備經濟優勢的流延膜生產線

萊芬豪舍的Reitruder雙螺杆擠出機。萊芬豪舍(Reifenhäuser)的Reitruder雙螺杆擠出技術可以100%加工PET / rPET片材,配合高效率的真空系統,便不需要消耗大量能源及時間的預乾燥,經濟地生產高質量的PET薄膜。

Reitruder雙螺杆擠出機是萊芬豪舍PET流延膜生產線的關鍵元件,到目前為止,已有多條採用該技術的生產線在全球運行,證明其具有許多技術優勢。透過該技術,低分子量的組分會在熔體中被除去,從而改善最終成品的特性,例如強度及拼接。

由於配備專門針對高要求產品優化而設計的旋轉臂收卷機,所以可以卷取敏感的PET薄膜、傳統CPP薄膜和厚硬的PET薄膜,在許多情況下不需分切和再卷取。這樣就可以提高生產效率,降低成本。

泡罩薄膜就是其多種應用領域之一。利用這種特殊流延膜技術可以將薄膜厚度減小。這就是說,在該應用領域還具有成本優勢。從技術觀點出發,現在可以在一步工序中共擠出BOPET膜與阻隔膜複合結構的薄膜,這種工藝已成功應用於萊芬豪舍流延片材塗覆生產線中。

BOPET生產線相比,由於生產線尺寸較小,生產量較低,因而具有較高的靈活性,可以生產多種產品,大幅拓寬了生產線的適用範圍,賦予PET新的活力。

要點導讀:

  • 免乾燥技術可降低擠出過程中的能耗。
  • 免乾燥擠出技術常用於PETPLA材料。
  • 與傳統方法相比,省去乾燥和結晶前期工序,節能可高達15% - 35%
  • 部分先進系統更兼具設備尺寸較小、靈活性高的優勢。

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