Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Оборудование и ПО


Нетканых, искусственных и композицион. материалов/Оборудование и ПО/Новое оборудование фирмы Neumag для производства спанбонда

Новое оборудование фирмы Neumag для производства спанбонда

10 марта 2004
Технический текстиль №9, 2004

Айзенштейн Эмиль Михайлович

Будучи крупной машиностроительной фирмой в области производства и переработки химических волокон, Neumag GmbH не могла пройти мимо передовых тенденций, которые сегодня господствуют в этих отраслях. В частности, мимо триумфального шествия нетканых материалов (НМ) на промышленных и потребительских рынках. На основании своего богатого опыта и «ноу-хау» американской фирмы Ason (штат Флорида) немецким  специалистам удалось кардинально упростить существующую многоступенчатую схему получения НМ типа спанбонд. Патенты партнера и технический потенциал завода в г. Ноймюнстре позволили создать демонстрационную машину, преимущества которой отодвигают в тень существующие технологии, в частности, способную одновременно (на той же самой машине) перерабатывать несколько видов полиэфиров, для чего традиционно используется несколько машин.

Расширяя свою инновационную политику в области нетканых материалов, Neumag GmbH приобрела в апреле 2002 г. фирму Ason Spunbond Technology (AST) и организовала новую компанию Ason Neumag Corp., которая к настоящему времени разработала несколько оригинальных проектов оборудования для производства спанбонда. Подчиняясь философии рыночного лидера, Neumag GmbH приобрела права на технологию Nanoval, разработанную компанией Nanoval GmbH (Германия).1

Nanoval - передовая технология, по которой полотна производятся с такими же размерами элементарных нитей (филаментов), как и у получаемых традиционным способом аэродинамического формования (раздувом расплава полимера). При новой технологии очевидны ее преимущества по сравнению с технологией раздува:

  • получение нитей очень высокого качества размером от 2 микрон и выше;
  • значительное повышение прочности и производительности;
  • заметное снижение расхода электроэнергии. В целом это делает такой процесс привлекательным не только для ткани Nanоval, но и для некоторых специальных типов композиционных материалов с заданными  очень высокими «барьерные» свойствами. Возможности использования доступного и дешевого сырья (ПП и ПЭТ) еще больше убеждают в целесообразности применения этой технологии.

Создавая столь уникальное оборудование и процесс для производства спанбонда, Neumag, разумеется, заботилась о быстром возврате инвестиций, вложенных в эту разработку, ставшую в последние годы главным достижением фирмы. Этим, очевидно, и определялась программа презентации оборудования для специалистов.2

Презентация проходила в помещении, где была смонтирована опытно-промышленная линия для получения нетканых полотен типа спанбонда. К ней было привлечено основное внимание при осмотре оборудования и обсуждении докадов. Российскую делегацию кратко ознакомили с достижениями фирмы в области создания высокоэффективного оборудования для производств из ПЭT, ПА и ПП ковровых нитей (BCF) типа NPT и STM, штапельного волокна на линии мощностью 200-250 т/сут., а также с механической базой и исследовательскими лабораториями.

Комплектная линия, продемонстрированная на презентации (рис. 1), состоит из трех автономных по конструкции и назначению, но объединенных в одном непрерывном процессе установок: 1) плавильно-формовочной (изготовитель - фирма Neumag GmbH); 2) термобондинга и каландрирования (фирма Kuesters); 3) резки и намотки полотна (фирма Edelmann Maschinen).

В качестве сырья для получения спанбонда можно использовать любой термопластичный полимер в виде гранул - от широко известных (ПЭТ, ПА6 или 66, ПП) до появившихся сравнительно недавно (ПБТ, ПТТ, биологически разлагаемой ПЛА, полиуретанов  и других специальных полимеров). К достоинствам линии следует также отнести возможность формования бикомпонентных полотен.

Другими неоспоримыми преимуществами линии являются одностадийность и универсальность  техпроцесса, а также обеспечиваемые с ее помощью прекрасные технические характеристики продукции.

Технология Ason Spanbond (AST), используемая для конструирования и изготовления плавильно-формовочной установки (стадия непосредственного получения спанбонда), является новейшим направлением в производственной программе Neumag GmbH, позволившая ей обеспечить высокую гибкость для выпуска разнообразных и действительно уникальных нетканых материалов. Фирма предлагает эффективное преобразование технологии AST в высокорентабельную промышленную установку.

Кроме того, технология AST позволяет реализовать:

  • переработку различных видов полимеров с целью удовлетворения спроса на расширенный ассортимент продукции; при переходе от одного полимера и ассортимента к другому требуется сравнительно небольшое время: в частности, для перехода с полотна из ПП (150 г/м2) на ПЭТ (15 г/м2) требуется всего несколько часов;
  • формование нитей низкой линейной плотности, которое способствует высокой рентабельности продукции, ибо устраняет применение дорогостоящего и хрупкого материала типа мелтблаун (формование пленки через щелевую фильеру); производя тонкие нити, можно достигнуть улучшенной структуры и покрытия, а значит уйти от необходимости маскировать пятна и пробелы с помощью технологии мелтблаун, которая, в свою очередь, ослабляет НМ; использование одного процесса (спанбонд) вместо двух (спанбонд + мелтблаун) приводит к увеличению производительности и рентабельности установки;
  • повышенную скорость формования, которая обусловливает увеличение прочности нитей, достижение важных ее показателей - от высокой эластичности НМ до его значительного сопротивления к разрыву; одновременно повышение скорости формования способствует росту производительности установки и более быстрому сбыту готовой продукции;
  • производство бикомпонентного спанбонда - прерогатива технологии AST в области формования нитей из различных полимеров и получения НМ с улучшенными характеристиками и потенциальным снижением стоимости (рис. 2). Конфигурация бикомпонентных нитей: оболочка-ядро, бок о бок, «острова в море», сегментная и др.;
  • быстрый возврат инвестиций, который базируется на низких удельных капитальных вложениях за кг/м/рулон благодаря высокой скорости формования и, следовательно, возможности произвести большее количество спанбонда за минимальный срок; возможность гибкого управления ассортиментом продукции также помогает производителю переориентировать ее не более выгодные рынки в кратчайшие сроки и тем самым опередить конкурентов в извлечении максимальной прибыли.

Технические характеристики установки с применением технологии AST

Ширина полотна, м

вплоть до 5,5

Скорость движения полотна, мм/мин

вплоть до 600

Количество отверстий в фильере, отв/м

вплоть до 8000

Скорость формования из расплава, м/мин

вплоть до 8000

Производительность, кг/ч/м  ПП

вплоть до 240

ПЭТ

вплоть до 300

Поверхностная плотность материала, г/м2

10...150

Линейная плотность элементарной нити (филамента), денье

0,5...0,6

Плавильно-формовочная установка разработана с таким условием, чтобы обеспечить надежность поддержания вышеперечисленных параметров в течение длительного времени.

Установка термобондинга и каландирования


Термобондинг - важный способ упрочнения НМ, а каландры для его реализации заменяют сегодня традиционные способы. По сравнению с процессом сушки, проводимым с участием химических связей, термобондинг значительно менее энергоемок, более экологичен, обеспечивает лучшие показатели равномерности полотна и укладки волокон. Все это ведет к высокому качеству термически упрочненного НМ, оставляя в качестве главного признака высокую прочность и текстильный гриф. При этом не требуется дополнительная обработка.

Компания Kuesters постоянно совершенствует свою фирменную  конструкцию каландра.3 Каландры, действующие в составе установки, снабжены плавающими вальцами, которые благодаря  выравниванию прогиба полностью гарантируют равномерность давления независимо от его величины  по всей рабочей ширине каландра. В результате достигаются равномерное упрочнение материала и оптимальное соответствие давления выбранному типу волокна, поверхностной плотности НМ и рабочей скорости машины. Каландры могут поставляться шириной до 10 м. Они, как правило, оснащены высокотемпературным жидким (масло) теплоносителем, могут нагреваться до температуры 300°С и выше. В зависимости от типа волокна, поверхностной плотности НМ и скорости температура на поверхности каландра составляет 140...150°С для ПП и 230...240°С для ПЭТ.

Для большинства НМ (спанбонда) устанавливается  давление в рабочем диапазоне 20...100 Н/мм. Максимальное значение давления составляет обычно 150 Н/мм, в особых случаях - превышает это значение. Давление  реализуется от минимума до максимума бесступенчато, так что на одной машине можно получать различные продукты.

Компания Kuesters поставляет плавающие S-вальцы с гладкой (рис. 3) и гравированной (рис. 4) поверхностями. Первые используются для термобондинга, уплотнения, придания НМ скользкости, ламинирования, перфорирования, передачи давления, перевода чеканки, а также для предварительного выбора комбинации из следующих параметров: линия прижима, равномерность/неравномерность ширины продукта, температура вальцев, рабочая скорость, обкладка вальцев, поверхность вальцев, принадлежности, приборы и др. Применение гладких или гравированных вальцев обеспечивает реализацию заданных свойств НМ:  прочности, грифа, баланса волокон и веса НМ.     

Установка резки и намотки полотна


Для рациональной намотки после термобондинга (упрочнения) больших рулонов НМ (спанбонда) вплоть до стандартного диаметра 3200 мм в непрерывной рабочей области применяется установка контактной намотки типа 650-06, сконструированная фирмой  Edelmann. Скорость намотки соответствует при этом скорости предыдущей установки (термбондинг-каландр), размещенной в комплектной линии. Автоматическое изменение формы и размера рулона следует, исходя из предварительного выбора его диаметра или длины. Гидравлическая система приводит в действие транспорт для передачи больших рулонов.

Транспортная система обеспечивает связь до размотки рулонов на высокопроизводительной резательной машине марки 615-05. Транспортная система  картонных патронов принимает обратное направление пустых шпуль после размотки (предшествующий процесс) для намотки рулонов. После подвешивания больших  рулонов на ленточный конвейер и стыковки с предшествующей операцией следует продольная резка на узкие полотна.

Высокопроизводительная машина для резки рулонов марки 615-05 (рис. 5) может функционировать при скорости от 1800 м/мин. Диаметр намотки при этом составляет 1500 мм. Регулирование ширины резки достигается с помощью системы контроля расположения ножей. Регулирование ширины разрезанного полотна на картонной шпуле осуществляется точно так же. Благодаря взвешиванию рулонов при приемке и транспортировке, разрезанные рулоны безопасны до конечного пункта места их упаковки. Интегрирование машины резки картонных шпуль с шириной резки на резательной машине, автоматически самостоятельный выбор позиции ножей и интегрированная система, исключающая появление волнообразной  намотки, обусловливают максимальные качество, эффективность, скорость и комфортные условия работы.

В заключение отметим, что при планируемом ежегодном изготовлении трех комплектных линий, аналогичных представленной на презентации,  фирма Neumag GmbH способна организовать дополнительно 470 рабочих мест и около 200 рабочих мест  у своих смежников. В целом, одна такая комплектная линия (от загрузки гранулята до намотки готового полотна) в зависимости от вида сырья, производительности, поверхностной плотности, ширины спанбонда и других параметров оценивается фирмой от 10 до 15 млн. евро.

ПРИМЕЧАНИЯ

1 Chem. Fibers Jnt., 53, №4, Sept. 2003.

2 Презентация оборудования  была проведена 22-23 января 2004 г. в г. Ноймюнстер, в 100 км от г. Гамбурга, в центре научных разработок R&D фирмы Neumag GmbH. В состав центра входят 8 опытных установок и лабораторий для исследования и опытного производства ковровых нитей (BCF) и штапельного волокна.

В течение двух дней презентацию посетило около 80 специалистов из Германии, Франции, Финляндии, Швеции, Испании, Нидерландов, Бельгии, Австрии, Италии, Чехии, Дании, ОАЭ, Ирана, ЮАР, США и Китая. В состав российской делегации входили руководители и ведущие специалисты ОАО Щекиназот, ОАО Щекинское химволокно, ООО Химпроект и автор статьи. От фирм-поставщиков оборудования для присутствовали коллеги из компаний Eduard KuestersDibo, ABK Maschinery, Simens, Edelmann Maschinen, Lapp и др.

В ходе презентации были прослушаны следующие основные доклады: F. Moller (фирма Ason Neumag, США) «Основы технологии получения спанбонда по способу Ason; L.Gerking (фирма Nanoval, Германия) «Основы технологии Nanoval при получении спанбонда»; J.Walterfand (фирма Kuesters, Германия) «Оборудование для спанбонда от фирмы Kuesters»; G. Keiling (фирма Edelmann, Германия) - «Оборудование для спанбонда от фирмы Edelmann»; D. Laukien (фирма Neumag, Германия) - «Технический потенциал фирмы Neumag».

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ