熔喷非织造布技术

1、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。热气流熠体入口热气流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

2、设备以Reifenhaus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

3、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。滤网采用的是复合滤网，共由5层组成，表面层目数较低，中间层目数较高，滤

4、网的更换周期取决于使用原料的含杂情况。 如果出现压力达到设定值、挤出量明 显减少、螺杆挤压机动力消耗增大等情况，应及时更换滤网。4 .计量泵作用是精确计量，连续输送高聚物熔体到纺丝模头， 并产生预定的压力，以保证熔体能克服组件和喷丝头的阻力从喷丝头喷出，形成熔体细流。计量泵由 对精确啮合的齿轮、3块泵板、2个轮轴和1幅联轴器组成。5.熔喷模头组合件模头组合件（纺丝组件）是熔喷生产线中最关键的设备，它由聚合物熔体分 配系统、模头系统、拉伸热空气管路通道（热气流喷嘴和刀型阀）以及加热保温元 件等组成。（1）聚合物熔体分配系统作用：保证聚合物熔体在整个熔喷模头长度方向上均匀流动。一般要满足两个条件：

5、熔体流动时间上尽可能短且相同；熔体在流动中压力降尽可能小且相同， 以避免产生过多热降解；还要避免 因熔体流动死角造成聚合物的过度热降解。影响熔体分配均匀度的因素：歧管倾斜角度：随着歧管倾斜角度的增加，聚合物熔体在分配系统中央处的动速率趋于减小，而两边的流动速率明显增加；高聚物熔体本身：成纤高聚物熔体一般表现为非牛顿行为， 应通过对高聚 物的分子量及其分布进行并选用较高的温度，以改善其流变性能。衣架型聚合物熔体分配系统示意图（2）模头系统（模头尖部）由过滤层、预成型层和纺丝板组成。过滤层是由几层滤网以铝合金导架复合 而成，对熔体起过滤作用，防止杂质阻塞喷丝孔；预成型层和纺丝板用螺丝固结 在一起，

6、用聚四氟乙烯进行密封，使熔体顺利流入喷丝孔；模头两侧设有小孔， 用于安装子弹式加热器和温度传感器，对模头进行加热，使其保持所需的温度。模头尖部组成1-滤网2-预成型板3-纺丝板4-聚四氟乙烯密封(3)喷丝板熔喷法使用的喷丝板与其他纺丝成网法不同，其喷丝孔必须排成一条直线，上下两侧开有高速气流的喷出槽。熔喷法喷丝孔的孔径为0.3-0.4mm,喷丝孔间距 12-16 孔/cm。喷丝板结构图1-加热元件2-熔体3-热空气4-喷丝板5-热空气喷出槽狭缝式喷丝孔模头Kimberly-Clark公司申请的专利，其喷丝孔不再是一个个 单独的孔，而像喷出热空气的空隙那样，是一条连续的缝隙。因为从狭缝中挤出 的

7、熔体会形成薄膜，为了能生产出单根纤维，狭缝一侧的壁上刻有沟槽；另一侧 壁则低于刻槽的这侧。优点：可以降低喷丝孔的堵塞，减少维修费用、提高利用 率。(4)热气流喷嘴和刀型阀熔喷纺丝成形是聚合物熔体从喷丝孔挤出后，经高温高速热气流喷吹而完成 的，所以模头整个宽度上每一点的气流速度应尽可能相同，否则无法保证成丝。 热气流喷嘴安装在模头的两侧，加热的气流经刀型阀进入热空气通道。为了保证 气流的均匀分配，每个进气管都配有刀型阀。空气喷吹风道的结构示意图1模头2模头尖3喷嘴边缘4气流调节阀风道的调节和设置直接影响热气流的喷吹方向，决定着纤维的质量。风道的调节参数主要有喷嘴宽度 W(013.5mm)和模头尖

8、至喷嘴边缘的距离 H(03mm)。6 .接收装置(成网系统)喷丝板水平放置，圆形收集滚筒上成网；喷丝板垂直放置，水平移动的成网 帘上凝集成网。7 .切边卷绕在卷绕之前，先要将熔喷布两边的毛边部分切去切边部分：直接回收再利用；作为半成品原料加工成最终产品。 切边后的布：全幅 或分切成若干部分卷绕成卷。8 .后整理或特殊整理在熔喷工艺中，适当作一些变化，就可以极大地改变成品的物理机械特性， 开发新产品，这也可以作为熔喷非织造布工艺变化灵活的一个优点。在热气流中 导入含有短纤维或木浆纤维的气流，使熔喷布具有更好的弹性、吸附性、强力等； 将带有超吸收的聚合物粉末或活性炭粒子吹入热气流，提高熔喷布的吸附

9、性或过 滤效率。三、熔喷法主要生产工艺参数（影响产品性能的因素）1 .熔融指数（MFI）聚合物分子量越低，熔融流动指数（MFI）越高，熔体粘度越低，越能适合于 熔喷工艺较弱的牵伸作用。分子量小，流动性能好，熔融指数高。熔融指数的高 低不仅反映了高聚物本身的流动性能，而且与其制成的纤维及纤网的物理机械性 能密切相关。熔喷纤维的结晶度和取向度比纺粘法的小。因此熔喷纤维的强度较 差，故纤网的强力也较差。在螺杆速度相同的工艺条件下，高 MFI的PP切片， 可提高产量1/3;由于热空气温度可降低，能耗也相应降低。2 .螺杆挤压机各区的温度螺杆挤压机各区的温度，不仅会影响纺丝过程能否顺利进行， 而且对最终

10、产 品的手感及力学性能有很大影响。温度设置不当，会产生堵塞喷头、磨损喷丝孔、 增加布面疵点及飞花等现象。3 .热气流速度对纤维的线密度和产品的物理性能都有直接影响。在相同温度、螺杆转速和接收距离等条件下：热空气速度增加，纤维直径降低，非织造布手感由硬变软，纤维缠结增多， 纤网密实、光滑，强度有所增加但气流速度过大，易出现飞花，严重影响布面外观。4 .热空气喷射角度指气流与模头底面的夹角o高温高速的牵伸热空气从熔喷组合模头的空气通道中喷射出来，两股气流发生碰撞，形成了复杂的流场。主要影响拉伸效果和纤 维形态。热空气喷射角度接近90时，将产生高度分散的湍流，使纤维在成网帘 上形成无规则分布；角度越

11、小，越容易形成平行的纤维束。5 .接收距离（DCD）DCD增加纵横向强度降低，弯曲强度降低，非织造布手感蓬松、柔软，若用作过滤材料，过滤效率和过滤阻力减小。DCD减小，热空气冷却和扩散不充分，粘合效果得到改善，产品蓬松度下降（纤维多呈团聚状），强度提高。6 .聚合物熔体的挤出量在温度不变的情况下：挤出量增加，熔喷布定量增加，强度提高 （到达峰值后减 小）当挤出量过大时，熔喷布的强度反而下降，尤其是MFI大于1000时更明显： 可能是由于挤出量过高时，丝条拉伸不充分，并丝严重，布面黏结纤维减少所致。四、熔喷法产品应用1 .过滤材料主要利用其超细纤维结构，这也是它最早及最大的应用领域；对新型过滤材

12、料的 需求也是推动熔喷非织造布发展的主要动力。 用熔喷布进行过滤，净化后的气体 或液体中没有滤材脱落的短绒现象。目前全世界每年使用的熔喷滤材约 2万多吨, 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、油漆及涂料等化学产品过滤；35%用于气体过滤，如：室内空调机过滤、气水分离过滤、净化室过滤等。2 .医用材料目前熔喷布的第二大应用领域，全世界每年的用量在1万吨以上。在该领域，用量最大的是外科手术衣、手术室帷帘及消毒包扎布，还有少量用作 弹性绷带、胶带、消炎止痛膜等。3 .卫生材料4 .吸油材料PP熔喷法非织造布具有疏水亲油的特性，耐强酸强碱，密度比水小，吸油 后能长期浮于水面上而不变形，可循环使用和长期存放。一般是将熔喷布塞入一根由PET长丝针织而成的网眼长管中作为海上阻油、吸油的浮动水栅；也可在海上拖轮的头部安装由 PP熔喷布制成的集油装置，连续 地在海面清除油污。PP熔喷法非织造布制成吸油索、吸油链、吸油枕等，吸油量可达到自身重量的 10-50 倍。5 .服装材料美国3M公司开发的特殊熔喷布：在熔喷成纤过程中混入 PET短纤，形成由 弹性良好的PET短纤与PP超细纤维构成的空气保暖结构。国内天津泰达洁净材料有限公司率先开发熔喷保暖材料，带来了中国熔喷非织造布发展的高峰。6 .擦布利用PP天