您好,歡迎訪問天台縣砳榮環保科技有限公司「官網」
砳榮環保-為更美好的工業環境而努力「官網」
聯系我們

砳榮環保-為更美好的工業環境而努力「官網」

地址:浙江省天台縣平橋鎮工業園區

電話:0576-89355395

傳真:0576-89355397

郵箱:sale@yeargood.cn

網址:www.yeargood.cn

微博:t.cn/Ais9tOFx

熔噴非織造布技術

發布時間:2020-03-11 13:55:12人氣:

      一、熔噴非織造布技術簡介

1熔噴法

熔噴法是將高聚物熔體通過高速高溫氣流噴吹,使熔體細流受到極度拉伸而形成超細纖維,然後凝聚到多孔滾筒或成網簾上形成纖網,再經自身粘合或熱粘合作用得以加固而制成非織造布的一種生產技術。

圖片1.png 

熔噴工藝流程示意圖

2、熔噴非織造布工藝特點

熔噴工藝流程短,設備簡單(不需要固結纖網的設備),生產效率高;能耗大,成本較高,對其應用領域的擴大有一定的消極影響;纖維極細(纖維直徑達微米級甚至納米級),比表面積大,纖網孔隙率高,纖網均勻度好,柔軟蓬松,尤其適用於過濾、吸液和保暖材料等;纖維和纖網強度低,取向度低,耐磨性差。

二、熔噴非織造布生產設備

Reifenhause公司的MB2400全自動熔噴生產線為例

整套熔噴設備由主機、加熱系統、潤滑系統、液壓系統、冷卻系統、電氣控制系統等。主機主要由喂入系統、螺杆擠出機、過濾裝置、計量泵、熔噴模頭組合件、接收裝置和卷取機構。生產聚酯及聚酰胺等熔噴非織造材料時,還需要進行切片幹燥、預結晶。

1、喂料系統

喂料系統采用德國AZOGMOHCO公司的P-320-38G型叁級料箱計量混料系統。喂料系統由3個料桶組成:1個主料桶、2輔料桶,主料桶加入聚合物切片,兩個輔料桶分別加入色母粒和功能母粒,且通過PLC/SBBL自動控制主料、色母粒及抗靜電劑的比例和喂入量。

圖片2.png圖片3.png 

叁級料箱計量混料系統料桶示意圖

實行定時定量喂料,滿足擠出量的要求通過PLC/SBBL控制系統自動控制切片、色母粒和功能母粒的比例;每一料桶有一料位水平指示儀,顯示計量桶中料的高度,由程序監控。混合作用定量加入的粒料在混合計量桶內進一步混合,桶內有一個螺旋攪拌器,通過攪拌使各種粒料混合均勻,再通過喂入管喂入螺杆擠壓機。

2、螺杆擠壓機

在螺杆擠出機的進料端,聚合物切片要與穩定劑、增白劑等添加劑及色母粒等必須的原料,經過充分攪拌混合後進入螺杆擠出機,加熱成熔體。采用RH801單螺杆擠壓機。

3、過濾裝置(濾網)

采用雙活塞過濾裝置,可保證生產中在線更換濾網。

      濾網采用的是複合濾網,共由5層組成,表面層目數較低,中間層目數較高,濾網的更換周期取決於使用原料的含雜情況。如果出現壓力達到設定值、擠出量明顯減少、螺杆擠壓機動力消耗增大等情況,應及時更換濾網。

4、計量泵

作用是精確計量,連續輸送高聚物熔體到紡絲模頭,並產生預定的壓力,以保證熔體能克服組件和噴絲頭的阻力從噴絲頭噴出,形成熔體細流。計量泵由1對精確齧合的齒輪、3塊泵板、2個輪軸和1幅聯軸器組成。

5、熔噴模頭組合件

模頭組合件(紡絲組件)是熔噴生產線中最關鍵的設備,它由聚合物熔體分配系統、模頭系統、拉伸熱空氣管路通道(熱氣流噴嘴和刀型閥)以及加熱保溫元件等組成。

(1)聚合物熔體分配系統

作用:保證聚合物熔體在整個熔噴模頭長度方向上均勻流動。

一般要滿足兩個條件:

①熔體流動時間上盡可能短且相同;

②熔體在流動中壓力降盡可能小且相同,以避免產生過多熱降解;還要避免因熔體流動死角造成聚合物的過度熱降解。

影響熔體分配均勻度的因素:

 ①歧管傾斜角度:隨著歧管傾斜角度的增加,聚合物熔體在分配系統中央處的動速率趨於減小,而兩邊的流動速率明顯增加;

②高聚物熔體本身:成纖高聚物熔體一般表現為非牛頓行為,應通過對高聚物的分子量及其分布進行並選用較高的溫度,以改善其流變性能。

圖片4.png

衣架型聚合物熔體分配系統示意圖

(2)模頭系統(模頭尖部)

由過濾層、預成型層和紡絲板組成。過濾層是由幾層濾網以鋁合金導架複合而成,對熔體起過濾作用,防止雜質阻塞噴絲孔;預成型層和紡絲板用螺絲固結在一起,用聚四氟乙烯進行密封,使熔體順利流入噴絲孔;模頭兩側設有小孔,用於安裝子彈式加熱器和溫度傳感器,對模頭進行加熱,使其保持所需的溫度。

圖片5.png 

模頭尖部組成

1-濾網2-預成型板3-紡絲板4-聚四氟乙烯密封

(3)噴絲板

熔噴法使用的噴絲板與其他紡絲成網法不同,其噴絲孔必須排成一條直線,上下兩側開有高速氣流的噴出槽。熔噴法噴絲孔的孔徑為0.3-0.4mm,噴絲孔間距12-16孔/cm。

圖片6.png

噴絲板結構圖

1-加熱元件2-熔體3-熱空氣4-噴絲板5-熱空氣噴出槽

狹縫式噴絲孔模頭Kimberly-Clark公司申請的專利,其噴絲孔不再是一個個單獨的孔,而像噴出熱空氣的空隙那樣,是一條連續的縫隙。因為從狹縫中擠出的熔體會形成薄膜,為了能生產出單根纖維,狹縫一側的壁上刻有溝槽;另一側壁則低於刻槽的這側。優點:可以降低噴絲孔的堵塞,減少維修費用、提高利用率。

(4)熱氣流噴嘴和刀型閥

熔噴紡絲成形是聚合物熔體從噴絲孔擠出後,經高溫高速熱氣流噴吹而完成的,所以模頭整個寬度上每一點的氣流速度應盡可能相同,否則無法保證成絲。熱氣流噴嘴安裝在模頭的兩側,加熱的氣流經刀型閥進入熱空氣通道。為了保證氣流的均勻分配,每個進氣管都配有刀型閥。

圖片7.png 

空氣噴吹風道的結構示意圖

1模頭2模頭尖3噴嘴邊緣4氣流調節閥

風道的調節和設置直接影響熱氣流的噴吹方向,決定著纖維的質量。風道的調節參數主要有噴嘴寬度W(0~13.5mm)和模頭尖至噴嘴邊緣的距離H(0~3mm)。

6、接收裝置(成網系統)

噴絲板水平放置,圓形收集滾筒上成網;噴絲板垂直放置,水平移動的成網簾上凝集成網。

7、切邊卷繞

在卷繞之前,先要將熔噴布兩邊的毛邊部分切去。

切邊部分:

①直接回收再利用;②作為半成品原料加工成最終產品。切邊後的布:全幅或分切成若幹部分卷繞成卷。

8、後整理或特殊整理

在熔噴工藝中,適當作一些變化,就可以極大地改變成品的物理機械特性,開發新產品,這也可以作為熔噴非織造布工藝變化靈活的一個優點。在熱氣流中導入含有短纖維或木漿纖維的氣流,使熔噴布具有更好的彈性、吸附性、強力等;將帶有超吸收的聚合物粉末或活性炭粒子吹入熱氣流,提高熔噴布的吸附性或過濾效率。

叁、熔噴法主要生產工藝參數(影響產品性能的因素)

1、熔融指數(MFI)

聚合物分子量越低,熔融流動指數(MFI)越高,熔體粘度越低,越能適合於熔噴工藝較弱的牽伸作用。分子量小,流動性能好,熔融指數高。熔融指數的高低不僅反映了高聚物本身的流動性能,而且與其制成的纖維及纖網的物理機械性能密切相關。熔噴纖維的結晶度和取向度比紡粘法的小。因此熔噴纖維的強度較差,故纖網的強力也較差。在螺杆速度相同的工藝條件下,高MFI的PP切片,可提高產量1/3;由於熱空氣溫度可降低,能耗也相應降低。

2、螺杆擠壓機各區的溫度

螺杆擠壓機各區的溫度,不僅會影響紡絲過程能否順利進行,而且對最終產品的手感及力學性能有很大影響。溫度設置不當,會產生堵塞噴頭、磨損噴絲孔、增加布面疵點及飛花等現象。

3、熱氣流速度

對纖維的線密度和產品的物理性能都有直接影響。

在相同溫度、螺杆轉速和接收距離等條件下:

①熱空氣速度增加,纖維直徑降低,非織造布手感由硬變軟,纖維纏結增多,纖網密實、光滑,強度有所增加;

②但氣流速度過大,易出現飛花,嚴重影響布面外觀。

4、熱空氣噴射角度

指氣流與模頭底面的夾角。高溫高速的牽伸熱空氣從熔噴組合模頭的空氣通道中噴射出來,兩股氣流發生碰撞,形成了複雜的流場。主要影響拉伸效果和纖維形態。熱空氣噴射角度接近90°時,將產生高度分散的湍流,使纖維在成網簾上形成無規則分布;角度越小,越容易形成平行的纖維束。

5、接收距離(DCD)

DCD增加縱橫向強度降低,彎曲強度降低,非織造布手感蓬松、柔軟,若用作過濾材料,過濾效率和過濾阻力減小。DCD減小,熱空氣冷卻和擴散不充分,粘合效果得到改善,產品蓬松度下降(纖維多呈團聚狀),強度提高。

6、聚合物熔體的擠出量

      在溫度不變的情況下:擠出量增加,熔噴布定量增加,強度提高(到達峰值後減小)當擠出量過大時,熔噴布的強度反而下降,尤其是MFI大於1000時更明顯:可能是由於擠出量過高時,絲條拉伸不充分,並絲嚴重,布面黏結纖維減少所致。

四、熔噴法產品應用

1、過濾材料

主要利用其超細纖維結構,這也是它最早及最大的應用領域;對新型過濾材料的需求也是推動熔噴非織造布發展的主要動力。用熔噴布進行過濾,淨化後的氣體或液體中沒有濾材脫落的短絨現象。目前全世界每年使用的熔噴濾材約2萬多噸,其中:

①65%用於液體過濾,如:飲料和食品衛生過濾、水過濾、貴金屬回收過濾、油漆及塗料等化學產品過濾;

②35%用於氣體過濾,如:室內空調機過濾、氣水分離過濾、淨化室過濾等。

2、醫用材料

目前熔噴布的第二大應用領域,全世界每年的用量在1萬噸以上。

在該領域,用量最大的是外科手術衣、手術室帷簾及消毒包紮布,還有少量用作彈性繃帶、膠帶、消炎止痛膜等。

3、衛生材料

4、吸油材料

PP熔噴法非織造布具有疏水親油的特性,耐強酸強堿,密度比水小,吸油後能長期浮於水面上而不變形,可循環使用和長期存放。

一般是將熔噴布塞入一根由PET長絲針織而成的網眼長管中作為海上阻油、吸油的浮動水柵;也可在海上拖輪的頭部安裝由PP熔噴布制成的集油裝置,連續地在海面清除油汙。

PP熔噴法非織造布制成吸油索、吸油鏈、吸油枕等,吸油量可達到自身重量的10-50倍。

5、服裝材料

①美國3M公司開發的特殊熔噴布:在熔噴成纖過程中混入PET短纖,形成由彈性良好的PET短纖與PP超細纖維構成的空氣保暖結構。

②國內天台縣砳榮環保科技有限公司率先開發熔噴保暖材料,帶來了中國熔噴非織造布發展的高峰。

6、擦布

利用PP天然的吸油性,制成各種用於有油汙染工作環境的擦布。

      采用適當的加濕添加劑,可制成具有親水性的PP熔噴擦布,用作醫院、高淨化室、精密機件、儀表、計算機房等處使用的高級擦布。

7、吸音隔音材料

熔噴雙組份吸音材料是由直徑在1-4μm的熔噴超細纖維和直徑3-7分特的短纖維組成的非織造材料。

當聲波振動通過熔噴雙組份材料中的纖維孔隙時,在摩擦損耗等作用下,導致通過的聲音的能量被轉化成熱能從而起到隔音、吸音的效果。

推薦資訊