Atmungsaktive Sport- und Outdoorkleidung liegt voll im Trend. In Kombination mit dem Fast-Fashion-Motto und dem „Masse-statt-Klasse-Prinzip“ sorgt dies weltweit für eine verstärkte Nachfrage nach PET-Fasern. Dies wiederum führt dazu, dass immer mehr Produktionsreste bei der Faserherstellung anfallen. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen müssen die Faserreste sinnvoll aufbereitet und wiedereingesetzt werden, was Faserhersteller und -aufbereiter vor teilweise große Herausforderungen stellt.
Gleich mehrere Kunden, darunter große Faserhersteller in China und Weißrussland, entschieden sich daher für Schlüsselkomponenten der Gneuß Kunststofftechnik GmbH aus Bad Oeynhausen. Mit diesen konnten sie bestehende Faserlinien mit geringen Investitionskosten so umrüsten, dass die kompletten Faserabfälle zu hochqualitativen Fasern verarbeitet werden können.
Retrofit von Schlüsselkomponenten zur Anlagenoptimierung
Produktionsprozesse, die vorher nur auf die Verarbeitung von Neuware ausgelegt waren und damit unter bekannten Bedingungen gleichbleibend hohe Qualitäten erzielten, werden nun bei höherer Recyclingquote durch Verschmutzungen und stark schwankende Materialqualitäten empfindlich gestört oder unterbrochen. Konstante mechanische Eigenschaften und gleichmäßige Einfärbbarkeit der Fasern oder spezielle Anforderungen, wie sehr feine Fasern oder der Einsatz im direkten Körperkontakt können mit den vorhandenen Produktionsanlagen nicht mehr realisiert werden. Es sind daher Anlagen gefragt, die auf der einen Seite Recyclingware – auch in minderer Qualität – verarbeiten können und andererseits aus dieser ein hochwertiges Endprodukt ohne Verunreinigungen generieren können.
Die Systemlösungen von Gneuß ermöglichen einen erhöhten Einsatz an Recyclingware. Jede dieser Maschinenkomponenten ist einzeln, aber auch in Kombination erhältlich und kann in eine bestehende Produktionslinie nachgerüstet werden. So lässt sich mit vergleichsweise niedrigen Investitionskosten ein ideales Ergebnis erzielen.
Hauptkomponente MRS-Extruder
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| Aufnahme während der Installation einer MRS-Extrusionslinie bei Suzhou Shenghong Fiber Co. Ltd |
Dem Extruder fällt bei der Verarbeitung von PET-Faserresten eine besondere Aufgabe zu, schließlich muss der Kunststoff nicht nur aufgeschmolzen und homogenisiert, sondern möglichst auch entfeuchtet und von flüchtigen Bestandteilen befreit werden. Während Post-Consumer-Abfälle vor allem Feuchtigkeit und unterschiedlichste feste Schmutzpartikel enthalten können, sind die Produktionsabfälle aus der Faserherstellung in der Regel mit Spinnölen versetzt, die zwar für die Verarbeitung wichtig sind, das Recycling jedoch erschweren. Egal welche Form der thermischen Reinigung der Reststoffe erforderlich ist, der Multi-Rotation-System-Extruder der Gneuß Kunststofftechnik übernimmt diese Aufgabe.
Verantwortlich dafür ist sein besonderer verfahrenstechnischer Aufbau auf Basis eines Einschneckenextruder. Dank der enorm großen Schmelzeoberfläche, die im mehrwelligen Mittelteil des Extruders entsteht, lässt sich eine hohe Entgasungs- und Dekontaminationsleistung erzielen und Spinnöle werden effektiv entfernt. Eine thermische Vorbehandlung der Reste ist dabei nicht erforderlich.
Dies war für den weißrussischen Verarbeiter Mogilevkhimvolokno aus Mogilev, der zu den größten osteuropäischen Herstellern von Stapelfasern gehört, ein wichtiger Faktor einen MRS 90 in seine bestehende Linie nachzurüsten. Bei einer Leistung von rund 350 kg/h werden in diesem alle in der Produktion anfallenden und agglomerierten Faserreste ohne weitere Vorbereitung verarbeitet, dekontaminiert und anschließend in einem Polykondensationsreaktor wieder zu PET mit einem definierten IV-Wert aufpolymerisiert.
Ähnlich sieht es bei dem großen chinesischen Faserproduzenten Suzhou Shenghong Fiber Co. Ltd aus, der einen MRS 130 mit einer Leistung von bis zu 800 kg/h betreibt. Auch hier werden die Faserabfälle zunächst zerkleinert, im MRS aufgeschmolzen und thermisch gereinigt, bevor sie im Polykondensationsreaktor wieder auf den gewünschten IV-Wert gebracht und danach zu POY und FDY-Garnen verarbeitet werden. Erstmalig können so auch verstreckte Fasern mit hohen Recyclinganteilen erstellt werden.
MRS-Extruder sind weltweit für die Verarbeitung von PET-Reststoffen im Einsatz. So auch bei der südamerikanischen Textil Valerio, die einen MRS 90 mit einer Leistung von 450 kg/h betreibt, um aus sehr schmutzigen Bottle Flakes, Stapelfasern herzustellen.
Mechanische Reinigung unerlässlich
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| Siebscheibe und Filterelemente des vollautomatischen Rotary-Filtriersystem RSFgenius |
Gerade bei Verwendung von stark verschmutzten Bottle-Flakes, wie bei dem südamerikanischen Gneuß-Kunden, ist die mechanische Schmelzereinigung unerlässlich. Valerio entschied sich für einen RSFgenius 90. Wie alle Schmelzefilter aus Bad Oeynhausen arbeitet der RSFgenius mit einer rotierenden Siebscheibe.
Besonders in Recyclinganwendungen sind geringe Materialverluste und seltene Filterelementwechsel wichtig, um eine hohe Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses zu gewährleisten. Daher arbeitet der RSFgenius nicht nur druck- und prozesskonstant, sondern führt die Reinigung der Filterelemente durch ein integriertes Rückschusskolbensystem auch vollautomatisch durch. Für dieses wird ein kleiner Anteil filtrierter Schmelze per Hochdruckimpuls regelmäßig über einen schmalen Spalt durch das verschmutzte Sieb geschossen. Die hierfür benötigte Menge ist frei einstellbar und entspricht in der Praxis etwa 0,01 % bis 1 % (bei sehr hoher Verschmutzung) des Durchsatzes. So können die Filterelemente je nach Filterfeinheit bis zu 400 Mal wiederverwendet werden, was eine vollautomatische Filtration ohne jeglichen Personaleinsatz von mehreren Wochen in einigen Anwendungen bedeutet.
Von der Maschinenkomponente Filter, die auch als Einzelaggregat verfügbar ist und in jede bestehende Linie integriert werden kann, sind auch die beiden großen Faserhersteller in Weißrussland und China überzeugt. Sie setzen gemäß ihrer Durchsatzleistung einen RSFgenius 90 bzw. einen RSFgenius 175 ein und sorgen somit für eine saubere Schmelze. Dies ist gerade für die Faserherstellung essenziell, da Fremdpartikel die Spinndüse verstopfen und zu einem Faserabriss führen könnten, was wiederum die Produktionseffizienz stark einschränken würde.
