摘要:聚合物都要在熔融状态下由喷丝孔挤出公司的熔喷法纤维非织造布生产线示意图
关键词:熔喷布、成型、工艺
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熔喷纤维非织造布
熔喷法也是聚合物直接成网方法之一。 是将螺杆挤出机挤出的聚合物熔体,通过高速高温气流吹送或其他手段,使其受到极度拉伸。 形成超细纤维,然后聚集在纤网辊或纤网帘上形成纤网,最后通过自粘作用加固,制成熔喷纤维非织造布。
熔喷纤维形成原理
熔喷工艺原理
1、与纺粘法的异同
纺粘
又称直接纺丝法,它是采用熔融纺丝等方法挤出机图片,将聚合物切片通过熔融纺丝拉伸形成的连续长丝铺成,然后经过粘合、后整理等工序制成产品。
相似之处
① 聚合物必须以熔融状态从喷丝头挤出
②纤网可通过热粘合(面粘合或点粘合)或自粘合加固成无纺布
b 差异
①纺粘法中:经骤冷空气骤冷,同时拉伸形成连续长丝,铺在网帘上
熔喷法中:喷出高速热空气,并受到极限拉伸,形成超细短纤维,以极高的速度飞向网帘或冷凝辊,形成纤网。
②纺粘法:增强纤维网的方法有很多种。 除了热粘合之外,还可以使用针刺、水刺、化学粘合等各种方法。
熔喷法:主要依靠热粘合或自粘合
2、传统工艺
聚合物喂入→熔融挤出→纤维形成→纤维冷却→纤网成型→粘合(固定纤网)→切边收卷→后整理或特殊整理
3、熔喷纤维非织造布的工艺特点
⑴工艺流程短,生产效率高;
⑵纤维极细,纤网均匀度好,手感柔软,在过滤、抗菌、吸附等方面具有突出优势;
⑶纤维取向差,纤网强度低;
⑷能耗高。
熔喷纤维成型设备
熔喷生产线组成
德国莱芬豪瑟 (Reifenhauser)
公司熔喷纤维非织造布生产线示意图
(1) 供料系统
工达实验型线喂料螺杆挤出机
(2)过滤系统
(3)熔喷喷丝板(模头)
均压管
熔喷纤维喷丝板结构
一般熔喷喷丝板孔径为0.3~0.4mm,喷丝板孔间距为12~16孔/cm。
熔喷纤维喷丝孔结构
原来的熔喷设备的模头采用狭缝式双槽喷嘴,即狭长的热风喷嘴分布在一排圆形喷丝孔的两侧。
1983年,施瓦茨设计了方形和三角形的纺丝孔并申请了专利。 这种喷嘴不仅可以减少熔喷过程中聚合物的降解,而且可以节省能源,提高最终纤维强度,同时降低成本。 纤维直径可达2μm以下。
1995年,施瓦茨申请了带有圆形纺丝孔的熔喷设备。 喷丝孔喷丝板与特制风罩的组合可形成一主两副两个气室,保证每个熔体孔周围气流分布均匀,因此可增加喷丝孔排数(至少4排),既提高了生产率,又保证了熔喷纤维的质量。
Reifenhauser的Reicofil单头熔喷生产线
Reifenhauser的Reicofil双头熔喷生产线
熔喷法主要生产工艺参数
1. 熔融指数(MFI)
熔喷纤维布的强度和断裂伸长率随着原料MFI的增大而降低。 因此,为了保证热风注射过程中能够更好地引出细小的熔体流,要求原料的MFI尽可能高。
2、热风流速
在温度、螺杆转速、接收距离相同的条件下:
热风速度↑→纤维直径↓→无纺布手感由硬变软,纤维缠结增加,纤网致密光滑,强力增加
但如果气流速度太高,就容易出现飞花,严重影响布料的外观。
3、热风喷射角度
主要影响拉伸效果和纤维形态。
气流与喷丝孔轴线不同角度下的气流速度场
▼
4、接收距离(DCD)
5、螺杆挤出速度
当温度不变时:
挤出量↑→熔喷布数量↑、强度↑
熔喷纤维(无纺布)产品特点及应用
1、过滤材料
主要利用其超细纤维结构,这也是其最早、最大的应用领域; 对新型过滤材料的需求也是熔喷纤维非织造布发展的主要驱动力。
采用熔喷布过滤,净化后的气体或液体中不会出现滤材脱落的掉毛现象。
目前,全球每年使用熔喷过滤材料超过2万吨,其中65%用于液体过滤,如:饮料和食品卫生过滤、水过滤、贵金属回收过滤、油漆和过滤等。涂料等化工产品过滤; 35%用于气体过滤挤出机图片,如:室内空调过滤、气水分离过滤、洁净室过滤等。
2、医用材料
目前是熔喷布第二大应用领域,全球年消费量超过1万吨。
该领域用量最大的是手术衣、手术室帘、无菌敷料,少量用作弹力绷带、胶带、消炎镇痛膜等。
3、卫生材料
(一)在卫生巾方面
★ 将熔喷布插入卫生巾吸水芯中部,作为毛细传递层
★ 利用熔喷布的阻隔功能作为防止液体渗透的阻隔层,用两层熔喷布代替聚乙烯防渗膜
(二)在成人纸尿裤方面
生产过程中,将木浆短纤维混入熔喷纤维流中,形成具有良好吸收性的特种熔喷布。
4、吸油材料
熔喷布作为吸油材料,最多可吸自重17倍的油。
一般将熔喷布塞入由PET长丝编织而成的长网管中,作为浮水围油栏,在海上拦截、吸油; 近海拖船的船头上还可以安装PP熔喷布制成的收集器。 油污装置,不断清除海面油污。
5、服装材质
(1)保温材料
最成功的应用是美国3M公司开发的特种熔喷布:在熔喷成纤过程中,将PET短纤维混合,形成由PET短纤维和PP超纤组成的保暖结构。 - 纤维细,弹性好。
(2)一次性工作服
主要采用SMS复合布,除手术衣外,已成功应用于工业用途防护服。
6.清洁布
主要利用PP的天然吸油性,制作各种针对油污工作环境的擦拭巾。
随着熔喷加工技术的进步,采用适当的加湿助剂,亲水性PP熔喷擦拭布可制成医院、高洁净室、精密机械、仪器、计算机房等使用的高档擦拭布。 。