آشنايي با خط تولید الیاف پلی استر

محصول تولیدی این واحد الیاف پلی استر کتان تایپ می باشد. الیاف کتان تایپ دسته ای از الیاف پلی استر هستند که دارای دنیر پایین بوده و به خاطر این ظرافت پایین میکرو دنیر و یا سیستم پنبه ای نیز نامیده می شوند. این محصول ماده اولیه تولید نخ های پلی استر و نخ های پلی استر پنبه می باشد که به عنوان ماده اولیه اصلی تولید انواع پارچه های پلی استر پنبه و سایر محصولات مورد استفاده قرار می گیرد.
الیاف پلی استر تکجزئی تولیدی در واحد به شکل الیاف سالید کتان تایپ سیستم پنبه ای میکرو دنیر از برش ها و اشکال مختلف می باشند .
توليد و مصرف فيلامنت هاي مصنوعي (سنتيتيک) از ۱۹۴۰ تجاري شد و امروزه سهم قابل توجهي از الياف مصرفي را شامل مي شود. اين الياف، داراي اختلافاتي با الياف طبيعي هستند، اما به دليل امکان آميزه کاري و اختلاط دو يا چند پليمر، علاوه بر اينکه روشي اقتصادي براي به دست آوردن الياف جديد با خواص مطلوب است، ترفندي کاملا شناخته شده براي دستيابي به يک سري خواص ويژه بدون نياز به سنتز پليمر جديد است.

الياف سنتيتيک اغلب به روش اکستروژن که عبارت است از خروج با فشار محلولي غليظ (با غلظتي مانند عسل) از سوراخ هاي کوچکي به نام رشته ساز توليد مي شوند که رشته هاي يکسره نيمه جامد پليمري را ايجاد مي کنند. از جمله روش هاي مهم توليد الياف مصنوعي، ذوب ريسي، خشک ريسي، تر ريسي و ژل ريسي است. در خشک ريسي و تر ريسي، ماده اي جامد در حلال حل شده که يا توسط دمش هواي گرم تبخير شده و يا در آب از ماده اصلي جدا مي شود که در صورت استفاده از ماده تبخير شدني، از خشک ريسي و در صورت سنگين بودن حلال، از روش هاي تر ريسي استفاده مي کنيم.
الياف طبيعي، معمولا داراي مقداري تجعد (پيچ خوردگي و يا موج) در طول خود هستند و به همين دليل، الياف حجيم مي شوند که از خواص مطلوب آنها به شمار مي آيد. اين خاصيت، کمتر در الياف مصنوعي ديده مي شود. امروزه سعي شده با روش هاي خاص (تکسچر ايزينگ) که در واقع مجموعه عملياتي براي مناسب ساختن فيلامنت هاي مصنوعي (از نقطه نظر زيردست، ظاهر، نوع بافت و…) براي توليد منسوجات است، اقدام به اصلاح خواص الياف شود.
حجيم بودن الياف، علاوه بر افزايش ميزان پوشانندگي، به قدرت عايق بندي گرمايي منسوجات کمک زيادي مي کند. در مقابل، الياف مصنوعي مثل پلي استر غالباً داراي سطح صاف و همچنين قاعده اي مدور هستند. پارچه هايي که با فيلامنت مصنوعي ممتد بافته مي شوند، لغزنده اند و علاوه بر عايق بندي گرمايي کم، قادر به انتقال رطوبت نبوده و به طور کلي، پوشش مطلوبي ندارند. از جمله خواص مناسب الياف مصنوعي مي توان به مقاومت سايشي بالاتر آنها در مقايسه با الياف طبيعي و در نتيجه سهولت شست و شو و خشک کردن آنها اشاره کرد.
اصولا با کوتاه کردن طول الياف مصنوعي، خواص آنها به الياف طبيعي نزديک تر مي شود. براي نزديک تر کردن خواص الياف مصنوعي به الياف طبيعي، معمولا بعد از کوتاه شدن به آنها تجعد داده مي شود. به کمک تکسچر ايزينگ و با استفاده از خاصيت ترموپلاستيکي الياف مصنوعي، مي توان ضمن حفظ طول ممتد فيلامنت ها، با ايجاد تغييراتي دائمي به صورت موج، حلقه و يا چين خوردگي، خواص فنريت (افزايش ازدياد طول تحت يک نيروي ثابت)، انتقال رطوبت، حجم مخصوص (کاهش وزن مخصوص و ازدياد ضريب پوشانندگي) و عايق بندي گرمايي بالا (ايجاد فضا بين الياف و در نتيجه محبوس کردن هوا)، کدرشدن سطح نخ (بر اثر نايکنواختي انعکاس نور از سطح آن و کاهش جلاي نخ) و زيردست را افزايش داد. مهم ترين الياف براي تکسچر ايزينگ، عبارتند از: پلي استر، نايلون۶، نايلون۶۶ و همچنين به مقدار کمتري پلي پروپيلن. از جمله شيوه هاي تکسچر ايزينگ الياف، مي توان به تغيير فرم به موازات محور فيلامنت و يا سطح قاعده فيلامنت اشاره کرد. در بحث تغييرات در سطح قاعده ليف، الياف پروفيلي، توخالي (ميان تهي)، الياف توخالي پروفيلي و الياف دوجزئي دخيل هستند.
پلي استر، اولين بار توسط «کاروترز» که براي شرکت Dupont کار مي کرد، به عنوان پليمر معرفي شد. در واقع، او کشف کرد که از ترکيب الکل ها و کربوکسيليک اسيدها، مي توان به طور موفقيت آميزي به الياف دست يافت. گروهي از دانشمندان انگليسي در ۱۹۳۹ تحقيقات کاروترز را دنبال کرده و در ۱۹۴۱ موفق شدند اولين الياف پلي استر را با نام تريلن توليد کنند. سپس، شرکت Dupont در ۱۹۴۶ تمام حقوق قانوني مربوط را خريد و الياف پلي استري را با نام Dacron به بازار معرفي کرد.
در سال ۱۹۵۸ الياف پلي استر ديگري با نام Kodel توسط Eastmen Chemical products معرفي شد و به همين ترتيب، بازار الياف پلي استر گسترش يافت. از آنجا که اين الياف ارزان قيمت و با دوام بودند، کارخانه هاي نساجي بسيار کوچک، به سمت استفاده از آنها حرکت کردند. به تازگي پلي استر به عنوان پليمري با زنجيرهاي بلند که از حداقل ۸۵درصد وزني يک استر و همچنين يک دي هيدريک الکل و يک ترفتاليک اسيد تشکيل مي شود، تعريف شده است. علت انتخاب نام «پلي استر» به دليل وجود اتصال هاي تکراري مونومرهاي استري در اين الياف است. استرها نيز از واکنش الکل و کربوکسيليک اسيد تشکيل مي شوند.

آشنايي با خط تولید الیاف پلی استر
پلي استرهاي مختلفي در بازار وجود دارند که دو نمونه از آنها، پلي اتيلن ترفتالات (PET) و پلي ۱و۴- سيکلوهگزيلن دي متيلن (PCDT) است.
به دليل کيفيت مطلوب الياف و پارچه هاي پلي استر، اين مواد داراي کاربردهاي مختلفي هستند. پلي استر به دليل سختي و دوام بالا، اغلب به عنوان تن پوش و لباس مورد استفاده قرار مي گيرد. پلي استر، ليفي مستحکم است که در برابر حرکت هاي سنگين و مستمر، مقاومت مي کند. خاصيت آب گريز آن باعث مي شود تا به عنوان ماده اي ايده آل در محيط هاي خيس يا نم دار مورداستفاده قرار گيرد. از آنجا که پلي استر مي تواند به هر شکلي قالبگيري شود، خواص عايقي معيني را مي توان در آن ايجاد کرد که يکي از اين روش ها، ساخت الياف توخالي است. اين فرايند باعث در تله افتادن هوا درون الياف مي شود که توسط بدن انسان گرم مي شود. اين هواي گرم در درون الياف باقي مي ماند و باعث گرم کردن بدن در هواي سرد مي شود. روش دوم، استفاده از الياف پيچ خورده در محصولي پرشده با الياف است. پيچ خوردگي ها به نگه داشتن هواي گرم کمک مي کنند. لذا پلي استر، ليفي ايده آل براي کاربردهاي اينچنيني است و از آنجا که شکل خود را حفظ مي کند، در نقطه مقابل پنبه و پشم که با مرور زمان خاصيت خود را از دست داده و قابليت به دام انداختن هواي گرم را از دست مي دهند، قرار مي گيرد. پلي استر، علاوه بر مصرف در پوشاک داراي کاربردهاي صنعتي مختلفي است که از آن جمله مي توان به استفاده در فرش، فيلترها، رگ هاي مصنوعي، طناب، فيلم و منسوجات خودرويي اشاره کرد.
ـ لباس: قابليت استفاده در هر نوع لباس
ـ لوازم خانگي: فرش، پرده، پارچه، رويه بالش، پوشش ديوار و مبلمان
ـ ساير کاربردها: قطعات داخل خودرو، شيلنگ آتش نشاني، تسمه هاي قوي، طناب و تور، نخ دوزندگي، نخ تاير و…
هم اكنون پروژه‌هاي چيپس پلي‌استر يزد و پتروشيمي‌هاي بندر امام به طور تقريبي هم‌زمان به بهره‌برداري رسيده‌اند. ظرفيت توليد شركت چيپس پلي‌استر يزد، سالا‌نه 70 هزار تن چيپس گريد الياف است (با مواد اوليه از پتروشيمي) و ظرفيت پتروشيمي‌هاي بندر امام (طبق برنامه قبلي) 352 هزار تن چيپس پلي‌استر و 235 هزار تن پلي‌استر ويژه توليد ظروف پت (PET) است. در حال حاضر از يك سو، در كشور ما كمترين سرمايه‌گذاري در توليد پلي‌استر نساجي چه در مقايسه با كشورهاي همسايه و چه ديگر نقاط قاره آسيا و همچنين مطابق با نياز داخلي انجام شده و از سوي ديگر، مازاد ظرفيت‌هاي قابل ملا‌حظه‌اي براي توليد پلي‌استر در سطح قاره آسيا وجود دارد. در سطح دنيا، مازاد ظرفيت‌ها، بحران‌ها، ركودهاي اقتصادي و كاهش مصرف جهاني، منجر به جنگ قيمت‌ها شده كه بهاي الياف پلي‌استر را تا پايين‌ترين حد ممكن كاهش داده است، اگر چه در حال حاضر برخي چشم‌اندازهاي اميدبخش براي بهبود بازار در سال‌هاي آتي وجود دارد كه بيش از هرچيز به بهبود وضعيت اقتصاد جهاني بستگي خواهد داشت.
سرمــــايه‌گذاري در صنعــــت پلـي‌استــــر كشــــور، دست‌آوردهايي شامل افزايش سطح ارزش افزوده چيپس پلي‌استر توليدي، رفع نيازهاي داخلي و كاهش يا قطع واردات، تكميل زنجيره توليدات نساجي كشور، تكميل زنجيره ارزش افزوده مبتني بر منابع نفتي و گازي و استفاده از مزيت‌هاي نسبي كشور را به همراه خواهد داشت. از ديدگاه ملي، پلي‌استر يك كالا‌ي استراتژيك براي صنعت نساجي كشور (و همچنين در امتداد صنايع پتروشيمي) محسوب مي‌شود كه هم اكنون بيش از نيمي از نياز داخلي توسط واردات رفع مي‌شود.
به رغم افزايش تقاضا براي پلي‌استر، هنوز سرانه مصرف پلي‌استر در ايران، در حدود 5/2 كيلوگرم، در مقايسه با 1/3 كيلوگرم براي چين، 6 تا 9 كيلوگرم براي آمريكا، ژاپن و اروپاي غربي و متوسط بالا‌ي 3 كيلوگرم در جهان است. از طرفي با توجه به نياز شديد و روزافزون جمعيت كشور به غذا، رقابت محصولا‌ت جايگزين پنبه موجب خواهد شد تا در چند سال آينده، در صورت تداوم شرايط موجود، توليد پنبه كشور افزايش قابل ملا‌حظه‌اي نيابد، همچنين مواردي از قبيل سهولت نگهداري و دوام بيشتر، گرايش به طرف مصرف پلي‌استر را تشديد خواهد كرد.

فرآیند تولید الیاف پلی استر

در شایعترین روش تولید الیاف تولید در دو مرحله انجام می شود. مرحله ذوب ریسی و مرحله کشش
در مرحله ذوب ریسی ابتدا مواد اولیه شامل گرانول های مواد ویرجین وارد وکیوم درایر ها می شوند. در پروسه ای که حدود 12 ساعت به طول می انجامد رطوبت مواد در شرایط خلا به حد قابل قبولی می رسد ( حدود 0.005) و سپس مواد اولیه از آنجا به هاپر ریخته می شوند. هاپر با شار کنترل شده ای مواد اولیه را داخل اکسترودر ریخته می شود. مواد تحت حرارت در اکسترودر ذوب شده و با گذشت از ماردون با روانروی مورد نظر پس از گذشت از فیلتر وارد اسپین بیم می شوند. پس از عبور از سردوشی های این دستگاه مواد به صورت رشته های در آمده و از آنجا به سالن کشش منتقل می شوند.
در سالن کشش این رشته ها با گذشت از مراحل مختلف کشش تحت حرارت و روغن ها و مواد خاص به ظرافت مورد نظر رسیده و در مراحل آخر توسط دستگاه کاتر به اندازه های مورد نیاز برش خورده می شوند. الیاف حاصل توسط دستگاه بیلر در عدل هایی با اندازه های قابل تغییر بسته بندی و کمربند کشی می شوند و در همان انتهای خط انبار می شوند.
مراحل مختلف تولید در نمودار زیر نشان داده شده است.
آشنايي با خط تولید الیاف پلی استر