Die direkte Antwort: Recyceltes Filament kann mit der Zähigkeit von Neuware mit 4,5 cN/dtex mithalten
Recyceltes Polyesterfilament Garn aus Post-Consumer-PET-Flaschen erreicht mittlerweile durchweg eine Festigkeit von 4,0 bis 4,5 cN/dtex , ein Sortiment, das mit Standard-Polyester-Filamenttypen identisch ist, die in Bekleidung und Heimtextilien verwendet werden. Der entscheidende Faktor ist die Schmelzfiltrationsstufe: ein kontinuierlicher Polymerfilter mit einem 15 bis 20 Mikron absolute Nennleistung Entfernt feste Verunreinigungen bis zu einer Größe von unter 0,02 mm pro Kilogramm und verhindert so einen Filamentbruch beim Hochgeschwindigkeits-Strecktexturieren. Sobald die Grenzviskosität wiederhergestellt ist 0,62 bis 0,68 dl/g Durch die Festkörperpolykondensation gewaschener Flocken werden die resultierenden Filamente auf Rundstrick- und Greiferwebmaschinen auf die gleiche Weise verarbeitet wie Neuware, ohne dass die Maschineneinstellungen angepasst werden müssen.
Daher ist der praktische Ausgangspunkt für jede Spezifikation kein Kompromiss bei der Festigkeit, sondern vielmehr eine verschärfte Anforderung an die Farbkonsistenz und die Gleichmäßigkeit der Filamente, die bei der Verwendung hochwertiger Rohstoffe die einzige verbleibende Lücke zwischen recyceltem und neuem Filament bleiben.
Die Recyclingkette von der Flasche bis zur Filamentspule
Gebrauchte PET-Flaschen werden gesammelt, nach Farben sortiert und zu Flocken gemahlen. Die Flocken werden einer Heißwäsche unterzogen 85 bis 90 Grad Celsius mit einer 2 %igen Natriumhydroxidlösung, um Etiketten und Klebstoffe zu entfernen, gefolgt von einer abschließenden Spülung und Trocknung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von unter 50 ppm. Die gereinigten Flocken werden dann einem Festkörper-Polykondensationsreaktor zugeführt, wo unter Vakuum und bei 200 bis 210 Grad Celsius die Grenzviskosität nach Schmelz- und Abbaukontrollen von 0,72 dl/g in Flaschenqualität auf 0,66 dl/g in Faserqualität ansteigt, was zu einer stabilen Schmelze führt.
Die Schmelze passiert den 15-Mikron-Filter direkt vor der Spinndüse, wo sie durch Löcher extrudiert wird 0,25 bis 0,35 mm Durchmesser . Nach dem Abschrecken und dem Auftragen eines Spinnfinishs wird das unverstreckte Garn verstreckt und thermofixiert, um die gewünschte Ausrichtung und Kristallinität zu erreichen. Ein 72-Filament-Garn aus recyceltem Polyester mit 150 Denier, das in einem Verhältnis von 2,8 bis 3,2 verstreckt wird, ergibt normalerweise vollständig verstrecktes Garn mit einer Bruchdehnung von 25 bis 35 Prozent und einem 10-%-Modul von 2,5 bis 3,0 cN/dtex.
Mechanische Eigenschaften im Vergleich: Neuware im Vergleich zu recyceltem Filament
| Eigentum | Reines Polyesterfilament | Recyceltes Polyesterfilament |
|---|---|---|
| Zähigkeit (cN/dtex) | 4,2–4,8 | 4,0–4,5 |
| Bruchdehnung (%) | 28–35 | 26–33 |
| Schrumpfung durch kochendes Wasser (%) | 5,0–7,0 | 5,5–7,5 |
| Uster-Ebenheit (CVm %) | 1,0–1,3 | 1,2–1,6 |
| Farb-L*-Wertabweichung (dE) | 0,3–0,5 | 0,7–1,2 |
Die Daten zeigen, dass recyceltes Filament zu einer etwas größeren Gleichmäßigkeitsschwankung führt, was sich in einer geringfügigen Verringerung der Erstqualitätsrate des Stoffes niederschlägt. Bei sorgfältiger Partiemischung kann ein Stricker eine erstklassige Qualität erwarten über 92 Prozent im Vergleich zu 96 Prozent bei Neuware, eine Lücke, die angesichts des geringeren CO2-Fußabdrucks pro Kilogramm wirtschaftlich akzeptabel ist.
Stabilität des Spinnprozesses an Industrieanlagen
Recycelte Polymerschmelze hat eine breitere Molekulargewichtsverteilung als Neuware, was das Zugresonanzfenster erweitert. Auf einer typischen Ziehtexturiermaschine, die bei läuft 650 Meter pro Minute , wird die optimale erste Heiztemperatur im Vergleich zu Frischgarn um 10 bis 15 Grad Celsius gesenkt, um Engstellen zu vermeiden. Das D/Y-Verhältnis sollte auf 1,6 bis 1,7 statt auf 1,7 bis 1,8 eingestellt werden, um gebrochene Filamente unter 0,5 pro Kilogramm zu halten.
Bei der Luftstrahltexturierung von recyceltem Polyesterfilament wird die Voreilung zur Strahldüse leicht erhöht: 18 bis 22 Prozent Überfütterung im Vergleich zu 15 bis 18 Prozent bei Neuware, was die geringfügig geringere Schmelzfestigkeit des recycelten Polymers ausgleicht. Durch diese Anpassung wird eine Maschenstabilität erreicht, die der von texturierten Neugarnen entspricht.
Farbkonsistenz und Färbeverhalten
Die größte technische Hürde bei recyceltem Polyesterfilament ist der schwache blaue oder grüne Unterton des Originalflaschenkunststoffs, gemessen als b*-Wertverschiebung von minus 0,5 bis minus 1,2 im CIELab-Raum im Vergleich zu reinem Polymer. Dies erfordert eine spektrophotometerbasierte Sortierung der Ballenpartien vor der Extrusion. Die akzeptable dEab-Abweichung von Kegel zu Kegel sollte bei stückgefärbten Stoffen, die für dasselbe Kleidungsstück bestimmt sind, unter 1,5 gehalten werden.
Die Dispersionsfarbstoffaufnahme, gemessen als K/S-Wert, ist bei gleicher Färbetemperatur praktisch identisch mit der von Neupolyester, mit einer Abweichung von weniger als 2 Prozent über die Charge hinweg. Das Färben bei 130 Grad Celsius mit handelsüblichen Egalisiermitteln führt zu einer wiederholbaren Farbanpassung; Ein leichter Anstieg des Oligomergehalts kann jedoch einen doppelten Reduktions-Klärschritt erfordern, um Fleckenbildung auf den Fertigwaren zu verhindern.
Rohstoffqualitäten und ihr Leistungsbereich
- Klare Flaschenflocken (Klasse A): 98 % Transparenz, geeignet für halbmattes Rundfilament, Festigkeit über 4,3 cN/dtex.
- Hellblaue Flaschenflocken (Klasse B): Wird für lösungsgefärbtes schwarzes Filament oder eine 50/50-Mischung mit Klarlack verwendet, um melierte Effekte zu erzielen.
- Postindustrielle Polyesterabfälle: Garnabfälle und Faserabfälle werden erneut pelletiert, wodurch Filamente mit einer Grenzviskosität über 0,60 dl/g entstehen, begrenzt auf grobe Denier über 300D.
Fazit: Ziel ist eine Zähigkeit von 4,2 cN/dtex mit einer IV-Flocke von 0,66
Recyceltes Polyesterfilament ist kein Kompromissmaterial mehr. Durch die Beschaffung sauberer, klarer Flocken mit einer minimalen Grenzviskosität von 0,70 dl/g vor der Extrusion und das Filtrieren der Schmelze durch ein 15-Mikron-Sieb können Filamenthersteller Garne liefern, die mit der gleichen Effizienz wie Neuware weben und stricken. Die empfohlene Spezifikationsgrenze für recyceltes Filament in Textilqualität in voller Stärke ist eine Zähigkeit von mindestens 4,2 cN/dtex, eine Dehnung von mindestens 28 Prozent und ein Uster-CVm von nicht mehr als 1,8 %. Die Einhaltung dieser drei Zahlen garantiert, dass das nachhaltige Produkt keine Verschlechterung der Stoffleistung erzwingt, sodass Marken recycelte Inhalte verwenden können, ohne die Schnitt- und Nähprozesse zu verändern.
