熔喷法无纺布生产工艺介绍

1、第1，8章熔喷，第2，1节，第2节熔喷工艺原理和设备第3节熔喷原料第4节熔喷产品性能和应用第5节熔喷技术进步，第3，熔喷工艺是聚合物挤出非织造布的工艺之一，起源于20世纪50年代早期。20世纪50年代初，美国海军实验室为了收集核试验产生的放射性粒子，开始开发具有超微滤效果的过滤材料，并发表了1954年的研究结果。20世纪60年代中期，美国埃克森公司进一步开展了对该技术的研究，与Accurate公司合作制造了第一个熔断装置原畸形，并申请了专利。除了埃克森拥有熔喷技术的诀窍外，一些公司(例如美国3M、德国弗雷德nberg等)也成功开发了自己的熔喷非织造技术。第一节是4，在我国，熔喷非织造布的研究大

2、约在50年代末和60年代初，研究设备是间断的。到20世纪60年代末和70年代初期，中国的间歇保险丝式设备已超过台湾200多台。在大约92-94年间，美国、德国连续引进生产线。据推测，到目前为止，全国已启动了300多台间歇熔喷设备。2006年，全国熔喷非织造布的产量超过2万吨，其中70%左右连续使用熔喷设备生产。由于连续熔喷设备单线生产高，就业少，管理方便，今后开发熔喷非织造布生产主要是指连续熔喷设备的开发。从20世纪80年代开始，meltblown非织造布迅速增长，保持了1012年的增长率。5，1，熔喷工艺原理熔喷非织造布采用高速热空气，绘制压头喷涂丝孔挤压聚合物熔体微流，形成微纤维，凝聚在冷

3、凝幕或辊上，依靠自粘，成为非织造布。第二节熔喷工艺原理和设备，6，熔喷纤维和纺粘纤维比较：纤维长度：长丝纺丝，用短纤维熔化。纤维强度：纺粘纤维强力熔喷纤维强度。纤维的细腻度：熔喷纤维比纺粘纤维精细。7、熔喷装置采用水平和垂直方式布置。8，熔体工艺，海绵粘结方法，9，2，工艺和设备(a)熔体挤出模头组件准备熔体挤出模头组件熔体流动拉伸冷却接收器(b)喷发设备主要设备：进料器、螺杆挤出机、计量泵、熔断器压头组件、空气压缩机要生产涤纶等原料，还需要切片干燥装置。生产辅助设备主要有模具头清洁，静电应用装置，喷雾装置等。10，1。馈线安装在挤出机料斗上。进料器的功能是将聚合物切片吸入螺杆挤出机料斗，一般

4、具有根据整个生产线的产量设定单位时间进纸量的自动功能。11，2。螺杆挤出机见第6章相关内容。计量泵见第六章相关内容。4.meltblown组合压头组合是meltblown设备中最重要的部分：(1)聚合物熔胶分配系统，(2)压头系统，(12)聚合物熔胶分配系统，可确保聚合物熔胶在整个meltblown长度方向上均匀流动，并且具有固定的停留时间，从而使meltblown非织造布在总宽度上具有更均匀的性质目前，meltblown程序主要使用悬吊聚合物熔胶分配系统(t型分配系统中流体的分配不均匀)。13，衣架熔体分配系统图，流形，14，研究表明，流形倾斜角度对分配系统出口处的流量分配有显著影响。增加时

5、，聚合物熔体在分布系统中心的流速减少，两侧的流速增加。此外，熔体本身的特性还会影响熔体流动速率的均匀性，因此，在分配系统的几何形状确定后，聚合物原料必须具有适当的性能，因此熔体必须开发特殊的原料。15、(2)压头系统(压模)喷淋板、煤气板、加热保温元件等。Meltblown产品的均匀性与模具头密切相关。一般来说，熔铸模具头的加工精度高，模具制造成本高。喷丝孔通常是单行排列，长宽比大于10。16，该结构可获得较大的喷丝孔长宽比，压头清洗更方便，但需要较高的加工精度和装配精度，目前应用较少。Exxon早期开发的熔铸模头可以在上下模的结合面上各提供一个微小的凹槽，然后上下模结合在一起，形成一行喷丝孔

6、。17，Kasen meltblown，18，5。空气加热器meltblown过程需要大量的热空气。空气压缩机输出的压缩空气通过除湿过滤，传送到空气加热器加热，然后传送到熔喷压头部件。空气加热器也是抵抗高温空气氧化的压力容器，因此材料必须使用不锈钢。19，6。接收设备熔喷工艺接收器类型主要包括：鼓平网立体成形(芯轴):过滤器生产设备，20，21，美国J M公司熔喷设备，22，过滤器，过滤器结构为外部纤维粗糙，内部纤维精细，松散外部层，坚硬内部层直径增加结构。独特的梯度深层过滤形成具有多孔、高阻、高污染、大流量、低压降等特点的三维炉渣效果。23，三维成型(芯轴):三维接收单元，间歇接收和连续接收

7、。(1)间歇接收装置接收装置前后移动，纤维层缠绕在芯轴上；变更接收距离并产生具有密度梯度的过滤器。变更芯轴大小以产生不同直径的过滤器。生产效率低，因为在制作每个过滤器后必须更换芯轴。24，(2)连续接收单元接收芯轴悬臂(输出管过滤器的驱动轴，驱动轴头端有螺丝)将管过滤器从接收芯轴拉出，并输送到切割系统。生产带密度梯度的过滤器时，必须徐璐安装不同接收距离的多个压头。25，7。辅助设备熔喷生产线最重要的辅助设备是压头清洁器。Meltblown压模头在一定时间内生产后发生堵塞，此时需要更换meltblown压模头。更换的熔块压头必须以塑料方式去除压头内残留的聚合物和杂质。螺丝和喷板等通常使用焙烧方法

8、去除残留聚合物和杂质。26，焙烧脱除残留聚合物和杂质，27，SCTR清洁器，28，理论上热塑性(高温熔化，低温固化)聚合物切片原料均可用于熔体喷射工艺。聚丙烯是熔断过程中最常用的切片原料，此外，熔断过程中常用的聚合物切片原料包括聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯、PBT、EMA和EVA。第三节熔块原料、熔块、30、聚合物的种类决定了熔点和流变特性。每个聚合物原料都有相应的熔体喷射工艺，例如加热温度、螺杆长宽比、螺杆形式、原料干燥工艺等。烯烃和酯聚合物原料熔断过程的差异是31，烯烃聚合物原料(例如聚丙烯)的聚合度高，因此，超过100个熔点的加热温度成功熔化，如果聚酯加热温度略高

9、于熔点，则熔点可能会喷发。烯烃原料一般不需要干燥。涤纶必须用切片干燥。32、高分子原料的分子量和分子量分布是影响熔喷工艺和熔喷非织造布性能的最重要因素。对于Meltblown工艺，一般认为聚合物原料的分子量低，分子量分布窄，有助于meltblown纤维的均匀性。聚合物的分子量越低，熔体流动金志洙(MFI，melt flow index，在特定压力和温度下流动10分钟的熔体重量克数)越高，熔体粘度越低，熔体粘度越低，因此熔体喷射过程更适合弱的制图效果。第33，第4节熔喷产品性能和应用，本节主要内容：第一，熔喷非织造布的结构和性能2，影响熔喷产品性能的因素3，熔喷产品的应用，第34，第一，熔喷非织

10、造布的结构和性能熔喷非织造布的特点之一，纤维细度小，一般不到10米从熔喷压头喷丝孔到接收设备，整个辐射线的各种力不能保持平衡(高温高速气流的拉力波动、冷却空气的速度和温度等的影响)，熔喷纤维的细度大小各不相同。纺粘非织造布的纤维直径均匀性对熔块纤维相当好。在纺粘工艺中，纺丝工艺条件正常，制度和冷却条件波动较小。35，熔喷非织造布的扫描电镜，36，熔喷纤维的结晶度和取向度小于纺粘法。因此，熔喷纤维的强度低，纤维的强度也低。一些PP纤维强度如下：熔喷纤维强度低，因此熔喷非织造布实际使用时主要应用超细纤维特性。37，第二，影响熔喷产品性能的因素熔喷产品的性能主要指产品的强度、透气性、纤维直径等物理机

11、械特性，因此，熔喷工艺复杂性的影响因素更多。38，在线参数：可在熔体生产过程中根据需要调整的参数，例如熔体挤出量、熔体温度、拉伸热空气的温度和初始速度、接收距离等。离线参数：仅当设备不工作时才能调整的参数，如喷嘴孔形状、拉伸热空气通道大小、角度等。39，熔解金志洙(MFI)与熔解非织造布拉伸强度和破裂强度之间的关系，(a)聚合物聚合物的分子量越低，熔解流金志洙(MFI)越高，熔胶黏度越低，更适用于熔胶过程中的弱制图效果。熔体指数越高，保险丝形成单根纤维的强度越低，纤维的强度越低。40，熔融金志洙(MFI)与熔解非织造布断裂伸长的关系，41，实际生产中需要使用MFI大聚丙烯吗？MFI小型：可以生

12、产更强大的熔喷非织造布。MFI大：产量高，能耗低。因此，目前的趋势是使用更高的MFI原料。分子量高、MFI低的聚丙烯最先应用(12g/10min)。随着技术的发展，MFI为12的聚丙烯迅速被MFI35取代，MFI为1500(进口)的喷涂工艺用聚丙烯出现了。42，1，小孔直径光圈有助于微纤维制造。但是，小光圈处理更难。2、热空气喷射角度气流和模底角度。(b)离线参数，43，气流喷射角度的大小对拉伸效果有很大影响。高温高速牵伸热空气从meltblown组合模块的空气通道中喷出，两个气流相撞，形成了复杂的流场。该流场的数值模拟首先建立了理论模型，然后进行了数值分析，并利用实验结果进行了验证。44，气

13、流喷射角度为60，45，数值模拟结果对喷射丝孔轴和邻近区域、高气流速度、沿喷射丝孔轴平行、熔体微流拖动有利；远离喷雾孔，降低速度；角度越大，气流在喷射钢丝孔轴线方向的分量越大。但是80角及60角流场的效果没有太大的不同，80角在机械结构中很难实现。因此，生产商经常使用60的角度。46，1，热风速度(压力)直接影响熔喷纤维的细度。生产中气流的压力指示气流的速度，压力大则速度大。热空气速度：纤维直径；单纤维相对强度；纤维网络纤维之间的粘合效果，非织造布强度。(c)在线参数，47，气流速度对纤维细度的影响，48，2，熔体温度(熔体温度)表示熔断模具头的温度。温度越高，熔体粘度越低，纤维越细。但是，如

14、果熔体粘度太小，就会形成熔体长丝的过度牵伸，超小型纤维无法飞到空中收集，因此建议熔体喷射过程中聚合物熔体粘度不要小。49，除了纤维强度纤维本身的强度外，根据纤维之间的热粘合程度。热粘合程度特别受接收距离(DCD)的影响。3，接收距离(DCD-distance of collector to die)，50，DCD，热量空气冷却和扩散不足，改善粘合效果，减少产品柔软度(纤维再结合更多)。产品强力伸长。DCD、meltblown非织造布强度(拉伸、撕裂强度)和弯曲刚度降低；透气性增加。51，重新接合的meltblown纤维，52，4，熔胶挤出单位：g/hole/min如何调整此参数？怎么测试？突出

15、量增加，纤维直径增加，熔喷非织造布相对强度降低。53，突出量与纤维直径的关系，54，meltblown光纤网络中经常出现称为“shot”现象的超细纤维，未牵伸的块状聚合物。(高光)，熔体纤维网络中出现的“短”现象，55，“短”现象的主要原因是空气速度太小或熔体粘度过高，某些熔体灯丝未完全制图；熔体粘度太小：空气速度高时，喷射钢丝孔对熔体的夹点效果降低，如果熔体尚未被草稿纤维分离，则从喷射钢丝孔分离。要生产合适的产品，必须根据MFI不同的聚合物原料正确设置熔体挤出、熔体温度和制图热空气速度，并确保工艺参数之间存在相互依存关系。56，3，熔喷产品的应用，目前，熔喷非织造布主要用于过滤材料医疗和卫生

16、材料环境保护材料服装材料电池隔膜材料，57，过滤用于分离气体或液体中分散的颗粒物。过滤机制：屏过滤沉积、静电沉积、扩散沉积等。1，过滤材料，58，粒子必须大于过滤材料的光圈大小才能适合体质吗？研究结果表明，孔径大小的10 10微米之间的过滤材料能捕捉1米的灰尘。要提高屏幕过滤器沉积效果，必须减小过滤器孔径。也就是说，要减少纤维的细度，提高材料的密度。59、熔喷非织造布具有纤维精细、气孔多、孔径小的优点。应用：气体过滤器：医用口罩，室内空调过滤器材料。液体过滤：饮料过滤，水过滤。为了提高过滤效果，减少纤维的细度，提高过滤密度，但是过滤阻力可能会大大增加。因此，使用熔喷非织造布的静电，可以通过静电

17、效果提高过滤效果。也就是说，可以进行周中处理。60，在极地处理的熔喷非织造布具有永久性静电依赖静电效应收集微细灰尘的优点，过滤效率高，过滤阻力小。聚丙烯的电阻率(71010cm)高，电荷注入容量大，是制造酒中纤维的理想材料。实验结果表明，用柱状抛光处理的聚丙烯熔喷非织造布在自然状态下储存1440小时后，过滤效果保持不变。61，从极地对熔化的非织造布过滤效率及阻力的整理效果来看，磁极整理后，熔喷非织造布的过滤阻力保持不变，但过滤效果比其他非织造布提高了很多。62，2，医疗和卫生材料医疗口罩：内部和外部双层海绵粘结材料、中间喷涂材料制成的复合材料(SMS)。63，H1N1病毒大小：80nm120nm。64，3，环境保护材料(吸油材料)聚丙烯熔喷非织造布由于材料特性和超细纤维结构，已成为良好的吸油材料，在欧美、日本等发达国家广泛使用，包括海上溢油事故、工厂设备漏油、污水处理等。65，1989年春天，埃克森的“瓦尔德斯”号油轮在美国阿拉斯加附近威廉王子海峡搁浅，大规模漏油造成数千只海鸟和海洋生物死亡。聚丙烯熔喷非织造基吸油材料约2.6万吨被空运到现场，仅几天就清洁了海洋。这是熔喷非织造布成功处理海上溢油事故的事例。超