第八章《熔喷非织造布》 非织造布技术 教学课件
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熔喷非织造布技术一、熔喷非织造布技术简介1、熔喷法熔喷法是将高聚物熔体通过高速高温气流喷吹,使熔体细流受到极度拉伸而形成超细纤维,然后凝聚到多孔滚筒或成网帘上形成纤网,再经自身粘合或热粘合作用得以加固而制成非织造布的一种生产技术。
熔喷工艺流程示意图2.熔喷非织造布工艺特点熔喷工艺流程短,设备简单(不需要固结纤网的设备),生产效率高;能耗大,成本较高,对其应用领域的扩大有一定的消极影响;纤维极细(纤维直径达微米级甚至纳米级),比表面积大,纤网孔隙率高,纤网均匀度好,柔软蓬松,尤其适用于过滤、吸液和保暖材料等;纤维和纤网强度低,取向度低,耐磨性差。
二、熔喷非织造布生产设备以Reifenhause公司的MB2400全自动熔喷生产线为例:整套熔喷设备由主机、加热系统、润滑系统、液压系统、冷却系统、电气控制系统等。
主机主要由喂入系统、螺杆挤出机、过滤装置、计量泵、熔喷模头组合件、接收装置和卷取机构。
生产聚酯及聚酰胺等熔喷非织造材料时,还需要进行切片干燥、预结晶。
1.喂料系统喂料系统采用德国AZOGMOHCO公司的P-320-38G型三级料箱计量混料系统。
喂料系统由3个料桶组成:1个主料桶、2辅料桶,主料桶加入聚合物切片,两个辅料桶分别加入色母粒和功能母粒,且通过PLC/SBBL自动控制主料、色母粒及抗静电剂的比例和喂入量。
三级料箱计量混料系统料桶示意图实行定时定量喂料,满足挤出量的要求通过PLC/SBBL控制系统自动控制切片、色母粒和功能母粒的比例;每一料桶有一料位水平指示仪,显示计量桶中料的高度,由程序监控。
混合作用定量加入的粒料在混合计量桶内进一步混合,桶内有一个螺旋搅拌器,通过搅拌使各种粒料混合均匀,再通过喂入管喂入螺杆挤压机。
2.螺杆挤压机在螺杆挤出机的进料端,聚合物切片要与稳定剂、增白剂等添加剂及色母粒等必须的原料,经过充分搅拌混合后进入螺杆挤出机,加热成熔体。
采用RH801单螺杆挤压机。
3.过滤装置(滤网)采用双活塞过滤装置,可保证生产中在线更换滤网。
熔喷法非织造布20世纪50年代的东、西方两大阵营冷战时期,美国海军通过收集高层大气中的放射性尘埃微粒的方法,掌握当时苏联的核试验动态,开发了一种能捕获超细微粒的过滤材料,这些过滤材料就是早期的熔喷法非织造布产品。
20世纪60年代中期,美国埃克森(EXXON)公司取得了熔喷法非织造布技术专利,并成为如今的熔喷法生产工艺基础。
在专利保护期满以后,EXXON公司将拥有的熔喷专利技术转让给美国的精确公司(ACCURATE)、3M公司、捷迈公司(J&M)、金佰利克拉克公司(Kimberly-Clark)、德国的科德宝公司(Freudenberg)、莱芬豪舍(Reifenhäuser)公司,这些公司利用EXXON 专利、分别开发出具有各种特点的应用熔喷技术。
半个世纪以来,虽然熔喷技术有了长足的发展,但主流工艺仍然是EXXON工艺。
就是仅有一排喷丝孔,牵伸热气流从两侧吹出的结构。
此外,美国的双轴纤维膜公司(Biax Fiberfilm)还开发了一种有多排喷丝孔,牵伸热气流从与喷丝孔同心的环形通道吹出的新型结构(简称Biax工艺)。
EXXON工艺所用的喷丝板组件结构如下:日本的旭化成、仓敷、NKK及KASEN公司、意大利的UNIVERSAL公司等。
外,、Nordson、其中比较有特点的是Biax 公司,突破传统熔喷原理,采用多排孔,最多可达20排喷丝孔,密度高达332孔/英寸,纤维直径1-50μm,采用水雾对纤维冷却,成布强度高,手感柔软。
Nordson公司采用J&M公司的技术改变过去单独用高温热空气带动熔体从喷丝孔喷出的方法,而是当熔体已纤维状喷出时经过一骤冷装置用侧吹风使之骤冷,使纤维在骤冷的条件下成形,有一定的结晶度和取向度,改变了过去熔喷纤维没有强度的弱点,纤维的连续长度也大为提高,且纤网蓬松、外观和悬垂性好,是熔喷工艺的一个突破。
采用聚冷技术可以减少喷丝板到网帘之间的距离(DCD)是熔喷工艺的一个特点,现在已经有多家设备制造厂采用这一技术。