生产熔喷法非织造布的新型设备.pdf

1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 非 织 造 技 术 生产熔喷法非织造布的新型设备 E Glawion 立达自动化设备公司 德国 摘 要 描述了熔喷法非织造布的典型应用以及工艺的基本步骤与缺点 将熔喷法与 其他纤网成形工艺相结合便形成了复合材料 这开启了该工艺新应用领域之 门 而这是以前仅用熔喷法所难以实现的 介绍了德国立达自动化设备公司 为易于操作维修所做的优化设计 其特点包括纺丝头组合件的顶端装载以及 聚合物的链段分布 关键词 熔喷法 非织造布 设备 复合材料 图1 用于空气过滤的熔喷法非织造布的过滤等级 熔喷法可以说是纺粘法的后 起之秀 不但其生产线的尺寸和 产能较小 而且可加工的纤维更 细 线密度大约是纺粘法的十分之 一 这使得制成的纤网更加精致 完善 更适合实际应用 而这是纺 粘法用经济的方式所不能生产的 日常生活中熔喷法非织造产 品随处可见 以卫生用品为例 有 尿布 妇女用卫生用品 擦拭布以 及用于空气和液体的过滤材料 特别是用熔喷法可以轻松地实现 隔离效果 这是卫生用品在应用中 的一个关键特性 另一方面熔喷 法制成的纤网具有较低的机械强 度 这一点限制了它在其他很多领 域的应用 将熔喷法与其他纤网 成形工艺相结合便形成了复合材 料 这开启了该工艺新应用领域之 门 而这是以前仅用熔喷法所难以 实现的 1 典型的应用 人们对日用品性能要求的增 53 国际纺织导报2006年第7期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 非 织 造 技 术 图2 熔喷法工艺中喷嘴下纤网的形成 图3 熔喷法工艺中纺丝头组合件的顶部载荷 加促成了熔喷法在应用方面的成 功 由天然或合成纤维加工而成 的简单针刺纤维网不能满足精细 过滤应用的要求 它们仅用于预过 滤或量多的场合 熔喷法非织造布最重要和需 求量最大的应用领域是空气过滤 详细应用见图1中的过滤等级F5 F9 微粒直径为10 m时 虽然 可用过滤等级为F5 纤维直径不 小于10 m 面密度为60 100 g m 2的熔喷非织造布进行分离 但 是过滤等级为F9要求用纤维直径 接近1 m 面密度为140 180 g m 2的熔喷非织造布来分离 面密 度的增加使过滤性能更好 为了 实现F9过滤等级的性能需求 与 其他应用相比熔喷法非织造布生 产线的产能会减少50 以上 这 会导致该种熔喷法非织造布成本 的提高 捕集效果直接与过滤材 料中纤维的线密度及材料的面密 度相关 因而需要开发出一种更有 效的既能够捕集较小微粒又能够 提高捕集性能的材料 另一重要 特性是大容积 性 这样有利于 存储空间 从而 在使用期限内更加有效 其他重 要的标准则与纤维直径及面密度 相关 对于擦拭布的存储空间也有 相似的要求 它主要是吸收液体 当然对粘附性能的要求也很高 但 用于过滤时对粘附性的要求就较 低 因此可用捻度高的长丝来生 产擦拭布 而且产能相当高 然而 熔喷法非织造布最大的 消费是用于卫生领域 为了这一 目的 理想地将纤网强度及俘获性 能相结合的方式仍然是采用纺粘 熔喷 纺粘的结合方式 通常称为 S MS 具有S MS结构且面密度低 于10 g m 2 的非织造布最为普遍 能满足大多数需求 2 工艺的基本步骤及缺 点 虽然该工艺是由美国海军在 20世纪70年代初开发的 但是这 项原始专利应用的基本特点仍然 反映了当前的水平 聚合物熔融 体从一排呈毛细管状的直径约0 2 0 4 mm的喷嘴中挤出 喷嘴间 距不到1 mm 气隙位于这排毛细 管状物的两边 可通入250 300 的压缩气体 其顶端指向聚合物挤 出时易粘于喷丝板的交界处 这 股气流的速度接近声速 它将热的 长丝牵伸 最终的直径达1 10 m 当这股热气流向下流到成形 帘网处时就会与周围的空气相混 合 使得长丝冷却最后固化 当各 自到达传送带或纺粘层时 纤维仍 保留有足够的热量 可将纤维交界 处的长丝熔化 最终无需任何进一 步处 理 便 可 形 成 牢 固 的 纤 网 图 2 与先期广泛采用的纺粘 法不同的是无需轧光机 聚丙烯纤维仍然是最主要的 原料 占市场份额的90 之多 63 国际纺织导报2006年第7期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 非 织 造 技 术 图4 宽度为2 600 mm的EMBLO生产线 对于这种工艺重要的是使用的原 料应具有较低的粘度或较高的 MFI 熔体流动指数 值 低粘度 使生产较细长丝时气流量消耗减 少 目前标准的原料是聚丙烯纤 维 MFI800 但MFI1200甚至MFI 2000也可从某些供应商处获得 MFI值的改变主要取决于聚丙烯 聚合物的改变 但也可以通过机器 设备的参数设置而变化 甚至可能 需要一个新的挤出螺杆 当生产 的聚合物性能不同时会改变织物 的参数 这会带来新的性能及应 用 由于长丝的断头使得喷丝孔 的工作寿命有限 这会在熔喷非织 造布中形成闪光条痕 硬块及横 条 这些是由原料中带有微粒造 成的 在工艺中不断地形成固定的 闪光条痕 但主要是由于间断式生 产和模头顶端降解的熔融体污染 造成的 因此有必要对喷嘴进行 清洁 需要在生产中停车时更换新 的喷嘴 这会造成损失 使得生产 成本增加 清洁工序除更换喷嘴 外还包括过滤器及相关的垫圈的 更换 加 固 的 累积 程 度 可 主要 由 模 头 件与 凝 聚 带 或滚 筒 的 距 离来控制 通 常称为DCD 其间距越大 冷却 效 果 越 好 另 一 方 面 随着冷却 距离的增加 长丝 潜 在 的 加捻 趋 势 也 在增加 导致纤网成形时散乱 反 之 如果冷却距离太短 那么残留 在长丝中热量会非常高 使得长丝 像薄膜一样熔化或熔融在一起 如果这样的话 就必须降低其熔融 能力或者将周围的空气冷却下来 通过限制热空气流或简单的用水 撒在喷嘴上来进行骤冷 3 解决方案 基于40多年的合成纤维加工 经验 立达公司的EMBLO设计优 化得更易于操作和维修 其特点 包括纺丝头组合件的顶端装载以 及聚合物的链段分布 顶端装载 纺丝头组合件 图 3 使得必须经 常更换的喷丝板更换起来既快捷 又安全 不会因熔滴危及操作人 员 脏的纺丝头组合件在室内就 可用起重机转移然后进行清洁 而 新的纺丝头组合件可从预热的烤 箱处取出安装上去 由于对包含 熔体分配器的纺丝头组合件进行 清洁以及清洁后的再调整 残余物 造成的危险将减少 停车时间也 减少到不足1 h 与熔喷法现有其 他设备相比快很多 这些设备的纺 丝头组合件都是从底部移出 纺丝头组合件内聚合物的链 段分布使得改变聚合物时更加容 易 无需适应侧面的温度 这对于 较宽的聚合物选择范围来说是有 必要的 在纤网整体宽度上安装 质量均衡分布装置是很重要的 在生产较窄的纤网产品时 将这一 特点与纺丝头组合件的顶端装载 相结合是利用纺丝头组合件生产 较窄产品的基础 这会降低废料成 本 这种纺丝头组合件不会形成 严重的易于在成品中产生闪光条 痕或其他缺陷的熔融体停滞问题 同时 生产过程中空气流的实际宽 度较小 这有利于减少压缩气流的 消耗 空气流的分布是由许多分配 步骤组成的 这样能够确保在整体 宽度上的均匀分布 开始时从两 侧有足够尺寸的分布管道中吹出 空气 进一步的分配是对侧面进 行阻塞 且对冲模的纺丝头组合件 进行优化 使得压力损失达到最 小 如上所述 这样与其他设备相 比使得压缩空气的能量损失减少 达50 图 4 4 结语 总之 在蒸蒸日上的非织造材 料领域里 对熔喷法体系所进行的 改进极有可能生产出更具竞争力 的熔喷法产品 它能开发和生产 出独特的产品来满足广泛的需求 汪玲玲 译 李毓陵 校 下转第26页 83 国际纺织导报2006年第7期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 纺 纱 仪测得 21413 纱线强度 Alya VCL型化纤纱的强度 较传统聚酯纤维纱低5 10 这是由于其短纤维的长度分布所 致 尽管其梳理机产量可达88 kg h 但其纤维长度分布仍在正常 范围内 图 4 不同的纺纱工序 喂入量及 利用3个刺辊等对纱线的强度均 无明显影响 3 结语 Mossi Ghisolfi集团生产的 Alya VCL型聚酯纤维纱与棉纤维 很相似 对纺纱设备 纱线及后道 工序都有益 这种纤维也适于同 Matto Grosso棉纤维混合 即使是 采用两道并条 由于这种纤维长度较短 抱合 力较小 所以其加工性能很好 高 产优质 尤其在C 60型梳理机上 与传统等长牵切化纤相比 这种纤 维的梳理力减小 从纤维所承受的 负荷上可以明显地看出来 与传统等长牵切化纤相比 在 整个生产过程中 Alya VCL型化纤 对提高纱线的均匀度略有收效 但 可明显改善纱线的粗 细节 纱线 的强度明显下降 通过利用Com2 forSpin工艺加工混纺纱可大幅降 低其毛羽 雷立丽 译 李毓陵 校 Innovative polyester fiber on Rieter spinning machines Harald Schw ippl Rieter Spun Yarn System s W interthur Sw itzerland Abstract Alya VCL a new polyester fiber from Mossi Ghisolfi Brazil is described Alya VCL features a staple that resembles cotton Rieter has conducted extensive trials to study the processability of this innovative fiber on high2performance spinningmachines Alya VCL is intended to offer advantages in spinning properties as well as yarn and downstream processing properties The fiber is also suitable for blendingwithMatto Grosso cotton even in a processwith two drawframe passages Keywords polyester fiber spinning 上接第38页 New machine concept formeltblown nonwovens Er w in Glaw ion RieterAutom atik Gm bH Gro ostheim Ger m any Abstract Typical applications ofmeltblown nonwovens and basic function and weakness ofmeltblown process are de2 scribed The combination of meltblown and other nonwoven for ming processes to create composites has opened the doors to applications previously unavailable to thi