八章《熔喷非织造布》-非织造布技术-教学课件.ppt
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- 熔喷非织造布 熔喷非 织造 技术 教学 课件
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1、8-1 熔喷工艺发展历史与特点熔喷工艺发展历史与特点 8-2 熔喷工艺采用原料熔喷工艺采用原料8-3 熔喷生产流程与设备熔喷生产流程与设备 8-4 熔喷产品性能与应用熔喷产品性能与应用 熔喷法非织造布是聚合物挤压法非织造布的熔喷法非织造布是聚合物挤压法非织造布的一种,它是指在抽丝的同时,采用高速高压热气一种,它是指在抽丝的同时,采用高速高压热气流或其他手段(如离心力、静电力)对挤出的熔流或其他手段(如离心力、静电力)对挤出的熔体进行拉伸,使其成为超细的无规则的短纤维,体进行拉伸,使其成为超细的无规则的短纤维,然后凝聚到带有许多小孔的滚筒或网帘上形成纤然后凝聚到带有许多小孔的滚筒或网帘上形成纤维
2、网,再经自身粘合、热粘合或其他粘合方式加维网,再经自身粘合、热粘合或其他粘合方式加固而制成的非织造布。固而制成的非织造布。l定义:定义:利用化学纤维的纺丝原理,在聚合物纺丝利用化学纤维的纺丝原理,在聚合物纺丝成形过程中将纤维直接铺置成网,然后采用机成形过程中将纤维直接铺置成网,然后采用机械的、化学的或热的方法来加固纤维网而制成械的、化学的或热的方法来加固纤维网而制成的非织造布。的非织造布。l分类:分类:熔喷法熔喷法 纺丝成网法纺丝成网法 膜裂法膜裂法三、熔喷非织造工艺的特点三、熔喷非织造工艺的特点工艺流程短,生产效率高。工艺流程短,生产效率高。超细纤维网结构,均匀度好,超细纤维网结构,均匀度好
3、,手感柔软。手感柔软。过滤、阻菌、吸附、屏蔽、绝热等方面有突出的优点。过滤、阻菌、吸附、屏蔽、绝热等方面有突出的优点。纤维取向度较差,强力低。纤维取向度较差,强力低。能源消耗大,能源消耗大,1 1千克熔喷非织造布需千克熔喷非织造布需3-83-8度电。度电。1、聚丙烯、聚丙烯(PP)聚丙烯是熔喷工艺应用最多最早的一种聚合聚丙烯是熔喷工艺应用最多最早的一种聚合物。熔喷工艺应用的是普通纤维级聚丙烯原料,物。熔喷工艺应用的是普通纤维级聚丙烯原料,其分子量高,熔融流动指数(其分子量高,熔融流动指数(MFI)较低,通常较低,通常只有只有12g/10min。该种聚丙烯在熔喷时必须借助该种聚丙烯在熔喷时必须借
4、助于螺杆挤出机的超高温和剪切作用来降解。于螺杆挤出机的超高温和剪切作用来降解。随科技的进步,随科技的进步,MFI为为12的聚丙烯很快就为的聚丙烯很快就为MFI35的所取代,同时出现了专为熔喷工艺所用的所取代,同时出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯,其的聚丙烯,其MFI高达高达1500 g/10min。聚丙烯。聚丙烯MFI的提高,可降低螺杆挤出机的工作温度,提的提高,可降低螺杆挤出机的工作温度,提高熔体流动速率,延长熔喷模头寿命,降低能耗,高熔体流动速率,延长熔喷模头寿命,降低能耗,同时给选用添加剂以更大的灵活性。同时给选用添加剂以更大的灵活性。在一定的温度下,熔融状态的高聚物在在一定的温度下,熔融
5、状态的高聚物在一定负荷下,一定负荷下,10分钟内从规定直径和长度的分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量,单位为标准毛细管中流出的重量,单位为g/10min,熔体指数越大,流动性越好。通常情况下,熔体指数越大,流动性越好。通常情况下,聚合物分子量提高,则熔融指数减小。聚合物分子量提高,则熔融指数减小。美国熔喷工艺常用的聚丙烯切片的美国熔喷工艺常用的聚丙烯切片的MFI通常在通常在4001200g/10min之间,我国尚未批量生产,仍依赖于之间,我国尚未批量生产,仍依赖于进口。聚丙烯切片的进口。聚丙烯切片的MFI越高,则熔喷时能耗越小,但越高,则熔喷时能耗越小,但强力低。强力低。MFI高低
6、选择视产品用途而定,对于吸油材料以及高低选择视产品用途而定,对于吸油材料以及保暖材料等,仅考虑纤维细度的话,可使用高保暖材料等,仅考虑纤维细度的话,可使用高MFI的切的切片,产量高,能耗低。片,产量高,能耗低。2、聚酯、聚酯(PET)聚酯纤维工业化生产始于聚酯纤维工业化生产始于1953年,其性能优年,其性能优良,强度和弹性模量较高,耐热和耐日晒性能优良,强度和弹性模量较高,耐热和耐日晒性能优良,良,熔喷熔喷工艺应用较多的原料之一。工艺应用较多的原料之一。聚酯的熔点比聚丙烯要高得多,聚酯的熔点比聚丙烯要高得多,MFIMFI比聚丙比聚丙烯低。烯低。3、聚酰胺、聚酰胺(PA)聚酰胺纤维是世界上最早投
7、入工业化生产的聚酰胺纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维。聚酰胺合成纤维。聚酰胺66发明于发明于1935年,通过进一步的年,通过进一步的研究,于研究,于1937年又发明了用熔体纺丝法制造年又发明了用熔体纺丝法制造PA66纤维的技术。纤维的技术。1938年,德国的年,德国的Schlack发明了制取发明了制取PA6及生产纤维的技术,于及生产纤维的技术,于1941年开始工业化生产。年开始工业化生产。熔喷熔喷工艺所用的聚酰胺主要是工艺所用的聚酰胺主要是PA6,但用量不,但用量不及及PPPP和和PETPET。4、乙烯类聚合物乙烯类聚合物 熔喷工艺中应用较多的乙烯类聚合物有三种:熔喷工艺中应用较多的乙
8、烯类聚合物有三种:线性低密度聚乙烯线性低密度聚乙烯(LLDPE),乙烯醋酸乙烯共乙烯醋酸乙烯共聚物聚物(EVA),以及乙烯丙烯酸甲酯共聚物以及乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)。LLDPE应用最多,与聚丙烯熔喷法非织造布应用最多,与聚丙烯熔喷法非织造布相比,采用相比,采用LLDPE为原料的熔喷法非织造材料具为原料的熔喷法非织造材料具有低得多的弯曲刚度,因此手感更柔软,悬垂性有低得多的弯曲刚度,因此手感更柔软,悬垂性更好。更好。LLDPE耐耐射线照射的能力较好,因此更适射线照射的能力较好,因此更适合于医疗卫生产品。合于医疗卫生产品。一、熔喷工艺一、熔喷工艺流程流程 熔喷非织造工艺是采用高速高压热空气
9、流熔喷非织造工艺是采用高速高压热空气流对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,由此形成超细纤维并收集在凝网帘或滚筒上,由此形成超细纤维并收集在凝网帘或滚筒上,再经自身粘合或热粘合而成为熔喷法非织造布。再经自身粘合或热粘合而成为熔喷法非织造布。熔喷工艺流程为:熔喷工艺流程为:聚合物喂入聚合物喂入熔融挤出熔融挤出纤维形成纤维形成纤维纤维冷却粘合冷却粘合切边卷取切边卷取后整理后整理熔喷工艺原理 热空气热空气聚合物熔体冷却空气冷却空气接收装置至后道工序喷雾装置熔喷过程 二、熔喷系统组成二、熔喷系统组成 熔喷生产线的设备主要有:熔喷生产线的设备主要有:l上料机
10、上料机l螺杆挤压机螺杆挤压机l计量泵计量泵l熔喷模头组合件熔喷模头组合件l空压机空压机l空气加热器空气加热器l接收装置接收装置l卷绕装置卷绕装置l生产辅助设备:模头清洁炉、喷雾装置等生产辅助设备:模头清洁炉、喷雾装置等 1、上料机上料机 安装于挤出机料斗之上。主要作用是将聚合物切片定安装于挤出机料斗之上。主要作用是将聚合物切片定时定量的喂给螺杆挤压机,具有自动功能,可按整个生产时定量的喂给螺杆挤压机,具有自动功能,可按整个生产线的产量来设定单位时间的送料量。线的产量来设定单位时间的送料量。2、螺杆挤压机螺杆挤压机 主要作用是将聚合物切片加热成熔体,也可借其剪切主要作用是将聚合物切片加热成熔体,
11、也可借其剪切作用与热降解作用降低聚合物分子量,利于纤维成形。作用与热降解作用降低聚合物分子量,利于纤维成形。3、计量泵计量泵 主要作用是定量地将聚合物熔体输出经过滤器过滤后主要作用是定量地将聚合物熔体输出经过滤器过滤后输入熔喷模头。输入熔喷模头。4、熔喷模头组合件熔喷模头组合件 模头组合件是熔喷设备中最关键的部分,通常由以下模头组合件是熔喷设备中最关键的部分,通常由以下各部分组成:聚合物熔体分配系统,模头系统,牵伸热空各部分组成:聚合物熔体分配系统,模头系统,牵伸热空气管路通道,加热保温元件。气管路通道,加热保温元件。Exxon公司早期研制的熔喷模头5、空气加热器空气加热器 主要作用是产生熔喷
12、工艺需用大量的热空气。一般材主要作用是产生熔喷工艺需用大量的热空气。一般材料选用不锈钢。料选用不锈钢。熔喷工艺温度精度要求较高,牵伸空气温熔喷工艺温度精度要求较高,牵伸空气温度要求稳定在度要求稳定在1的范围内的范围内。6、接收装置接收装置 主要作用是凝聚冷却的超细纤维成为纤维网。熔喷工主要作用是凝聚冷却的超细纤维成为纤维网。熔喷工艺中的接收装置主要有:艺中的接收装置主要有:l 滚筒式滚筒式l 平网式平网式7、辅助设备辅助设备 熔喷生产线最主要的辅助设备就是模头清洁炉。模头熔喷生产线最主要的辅助设备就是模头清洁炉。模头生产一段时间后需要定期更换清洁,方法是高温焙烘。生产一段时间后需要定期更换清洁
13、,方法是高温焙烘。三、典型熔喷设备三、典型熔喷设备1、德国、德国Reifenhauser公司熔喷生产线公司熔喷生产线 德国德国Reifenhauser公司公司1984年开始生产纺粘法非织年开始生产纺粘法非织造布生产线,造布生产线,1988年与美国年与美国Exxon公司签订了技术转公司签订了技术转让协议,开始研制熔喷法非织造布生产线。目前,该让协议,开始研制熔喷法非织造布生产线。目前,该公司可提供单独的纺粘生产线、熔喷生产线和生产公司可提供单独的纺粘生产线、熔喷生产线和生产SMS复合非织造布产品生产线中的熔喷部分以及全套复合非织造布产品生产线中的熔喷部分以及全套SMS生产线。生产线。德国Reif
14、enhauser公司的熔喷生产线 德国Reifenhauser公司的Reicofil单头熔喷生产线 德国Reifenhauser公司的Reicofil双头熔喷生产线 德国Reifenhauser公司的Reicofil离线式SMS复合生产线 德国Reifenhauser公司的Reicofil熔喷生产线的熔喷模头 2、美国美国Accurate公司熔喷生产线公司熔喷生产线 1967 1967年制作出了第一个年制作出了第一个10英寸的熔喷模头。英寸的熔喷模头。1970年年1980年期间,年期间,生产出不同尺寸的生产出不同尺寸的熔喷模头,供工熔喷模头,供工厂使用。厂使用。2020世纪世纪80年代初,年代
15、初,Accurate公司的公司的Buehning博士博士设计出新型的组合式熔喷模头系统,在熔喷成网均匀设计出新型的组合式熔喷模头系统,在熔喷成网均匀性、牵伸空气速度一致性以及操作简单性等方面取得性、牵伸空气速度一致性以及操作简单性等方面取得了显著的效果。了显著的效果。1984年年Accurate公司开发出第一条公司开发出第一条20英寸宽的熔喷英寸宽的熔喷生产线,包括空压机、空气加热器、树脂喂料机、挤生产线,包括空压机、空气加热器、树脂喂料机、挤出机、过滤网切换装置、计量泵、组合式熔喷模头系出机、过滤网切换装置、计量泵、组合式熔喷模头系统、收集装置、卷绕机等,全套设备由计算机控制。统、收集装置、
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