第三節熔噴設備
一、熔噴系統組成
熔噴生產線的設備主要有:上料機,螺桿擠出機,計量泵,熔噴模頭組合件,空壓機,空氣加熱器,接收裝置,卷繞裝置。
1、上料機
上料機的功能是將聚合物切片抽吸至螺桿擠出機料斗,通常具有自動功能。
2、螺桿擠出機
3、計量泵
4、熔噴模頭組合件
通常由以下各部分組成:
<>聚合物熔體分配系統
<>模頭系統
<>牽伸熱空氣管路通道
<>加熱保溫元件
5、空氣加熱器
空氣加熱器的發熱元件為不銹鋼電加熱管。加熱器內腔設置多個折流板,可延長空氣在加熱器內腔滯留時間,以提高熱交換效率。適當增加加熱管數量,提高空氣加熱器的裝機功率,可縮短生產線開車升溫時間。熔噴工藝對牽伸空氣加熱器的溫度控制精度要求較高,牽伸空氣溫度要求穩定在±1℃的范圍內。
6、接收裝置
熔噴工藝中的接收裝置主要有:
<>滾筒式
<>平網式
<>立體成型(芯軸)
7、輔助設備
熔噴生產線最主要的輔助設備就是模頭清潔爐。熔噴模頭生產一段時間后會發生堵孔現象,影響產品均勻性和外觀,這時需要更換熔噴模頭。替換下來的熔噴模頭需要用焙燒的方式除去殘留在模頭內的聚合物和雜質。螺桿和噴絲板等通常均采用焙燒的方法來除去殘留聚合物及雜質。
第四節熔噴產品性能與應用
一、熔噴法非織造布的結構與性能
熔噴法非織造布的特點之一是纖維細度較小,通常小于10μm,大多數纖維的細度在1~4μm。熔噴工藝是一個非穩態的紡絲過程,從熔噴模頭噴絲孔到接收裝置的整條紡絲線上,各種作用力不能保持動平衡,由于這種非穩態紡絲過程,造成了熔噴纖維粗細長短的不一致。
觀察熔噴聚丙烯纖維和紡粘聚丙烯纖維的X衍射照片,兩者晶區取向程度和晶格大小是不同的。紡粘聚丙烯纖維的德拜環上的弧狀斑點比較明顯,纖維結晶區取向程度明顯要高于熔噴聚丙烯纖維。
二、影響熔噴法非織造布產品性能的因素
影響熔噴法非織造布性能的工藝參數分在線參數和離線參數。在線參數是指在熔噴生產過程中可按需調節的變量,主要有聚合物熔體擠出量與溫度、牽伸熱空氣速度和溫度以及熔噴接收距離等。離線參數是指只能在設備不運轉時才能調節的變量,如熔噴模頭噴絲孔形狀、牽伸熱空氣通道尺寸及導入角度等等。
熔噴法非織造布的強度與纖網單位面積質量以及密度相關。通常,隨著纖網單位面積質量的增加,熔噴法非織造布的縱橫向強度均有所增加。
通常情況下,減小接收距離,牽伸熱空氣冷卻和擴散不充分,熔噴纖維之間的熱粘合得到改善,但產品的蓬松度下降,密度增加,此時纖網中的纖維多數呈團聚狀排列。
聚合物熔體擠出量越大,則整條熔噴生產線的產量也越大。但對于一定的熔噴設備來講,其產量受到工藝條件的制約,如熔噴模頭噴絲孔數量、牽伸熱空氣速度(流量)等。
在每一種螺桿轉速條件下,熔噴纖維直徑都隨牽伸熱空氣速度增加而減小;隨聚合物熔體擠出量增加而增大。同時,牽伸熱空氣速度增大到一定程度時,對減小纖維直徑的作用減弱。
熔噴工藝中,牽伸熱空氣速度除了影響纖維細度之外,還影響到產品的強度。通常,提高牽伸熱空氣速度,有利于提高纖維單強并改善纖網中纖維之間的熱粘合程度,從而提高熔噴法非織造布的拉伸強度和頂破強度。
熔噴溫度是指熔噴模頭的工作溫度,可用以調節聚合物熔體的粘度。在其它工藝條件不變時,聚合物熔體粘度越低,熔體細絲可牽伸得越細。
三、產品應用
目前,熔噴法非織造布的主要用于:
<>過濾材料
<>醫療衛生用材料
<>環境保護材料
<>服裝材料
<>電池隔膜材料
<>擦拭材料
其中過濾材料應用最廣,其次是醫療衛生用材料、環境保護材料、服裝材料、電池隔膜材料以及擦拭材料等。