《熔喷法纤维成形技术ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《熔喷法纤维成形技术ppt课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章第一章 熔喷法纤维成形技术熔喷法纤维成形技术1熔喷法纤维成形技术一、概述一、概述二、熔喷法纤维成形原理二、熔喷法纤维成形原理三、熔喷法纤维成形设备三、熔喷法纤维成形设备四、熔喷法主要生产工艺参数四、熔喷法主要生产工艺参数 五、熔喷法纤维（非织造布）产品特点及应用五、熔喷法纤维（非织造布）产品特点及应用2一、概述一、概述1 1、定义、定义熔熔喷喷法法也也是是聚聚合合物物直直接接成成网网法法中中的的一一种种，它它是是将将螺螺杆杆挤挤出出机机挤挤出出的的高高聚聚物物熔熔体体通通过过用用高高速速高高温温气气流流喷喷吹吹或或其其它它手手段段使使熔熔体体细细流流受受到到极极度度的的拉拉伸伸而而形形成
2、成极极细细的的纤纤维维，然然后后聚聚集集到到成成网网滚滚筒筒或或成成网网帘帘上上形形成成纤纤网网，最最后后经经自自粘粘合合作作用用得得以以加加固固而而制制成成熔熔喷喷法法纤纤维维非非织织造造布。布。32 2、熔喷法纤维非织造布的发展与现状、熔喷法纤维非织造布的发展与现状2020世世纪纪5050年年代代初初期期 美美国国海海军军研研究究所所 研研究究气气流流喷射纺丝法喷射纺丝法 放弃放弃2020世世纪纪7070年年代代后后期期 美美国国艾艾克克森森公公司司 将将该该技技术转为民用术转为民用 得到发展得到发展我我国国开开发发较较早早，主主要要研研究究工工艺艺理理论论和和产产品品开开发发，在生产设备
3、的研究、设计和制造方面落后在生产设备的研究、设计和制造方面落后 一、概述一、概述4二、熔喷法纤维成形原理二、熔喷法纤维成形原理5熔喷工艺原理熔喷工艺原理61.1.与纺粘法的异同与纺粘法的异同纺粘法纺粘法亦称亦称纺丝直接成布法纺丝直接成布法，它是利用熔融纺丝等方，它是利用熔融纺丝等方法将聚合物切片经熔融纺丝拉伸而形成的法将聚合物切片经熔融纺丝拉伸而形成的连续长连续长丝丝进行铺网，然后经粘合、后整理等工序制成产进行铺网，然后经粘合、后整理等工序制成产品。品。气流成网 热轧粘合针刺或7 聚聚合合物物都都要要在在熔熔融融状状态态下下由由喷喷丝丝孔挤出孔挤出 纤纤网网可可经经热热粘粘合合（面面粘粘合合或
4、或点点粘粘合合）或或自自身身粘粘合合加加固成非织造布固成非织造布纺纺粘粘法法中中：骤骤冷冷空空气气冷冷却却，同同时时拉拉伸伸，形成形成连续长丝连续长丝，铺放到成网帘上，铺放到成网帘上 熔熔喷喷法法中中：高高速速热热空空气气喷喷吹吹，受受到到极极度度拉拉伸伸，形形成成超超细细短短纤纤维维，以以极极高高速速度度飞向成网帘或凝网滚筒形成纤网飞向成网帘或凝网滚筒形成纤网纺纺粘粘法法：纤纤网网加加固固方方式式多多，除除热热粘粘合合外外，还还可可采采取取针针刺刺、水水刺刺、化化学学粘粘合等多种手段合等多种手段 熔熔喷喷法法：主主要要依依靠靠热热粘粘合合或或自自身身粘粘合合相同点相同点不同点不同点1.1.与
5、纺粘法的异同与纺粘法的异同82.2.传统工艺流程传统工艺流程聚聚合合物物喂喂入入熔熔融融挤挤出出纤纤维维形形成成纤纤维维冷冷却却成成网网粘粘合合（固固网网） 切切边边卷卷绕绕后后整整理理或特殊整理或特殊整理9聚聚合合物物喂喂入入 聚聚合合物物一一般般制制成成小小球球状状、颗颗粒粒状状的切片，倒入料桶或料斗，输入螺杆挤出机的切片，倒入料桶或料斗，输入螺杆挤出机10熔融挤出熔融挤出 在螺杆挤出机的进料端，聚合物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切片要与稳定剂、增白剂等添加剂及色母粒等必需的原料，经过充分搅拌混合后进入螺杆挤出机，需的原料，经过充分搅拌混合后进入螺
6、杆挤出机，加热成为熔体，最后由计量泵经过滤器将熔体送加热成为熔体，最后由计量泵经过滤器将熔体送入喷丝板。在熔喷工艺中，一般挤出机也借其剪入喷丝板。在熔喷工艺中，一般挤出机也借其剪切作用与热降解作用来降低聚合物的分子量。切作用与热降解作用来降低聚合物的分子量。11纤维形成纤维形成 经过滤的清洁熔体要经过分配系经过滤的清洁熔体要经过分配系统，再均匀送入每组喷丝板，使每个喷丝孔的统，再均匀送入每组喷丝板，使每个喷丝孔的挤挤出量一致出量一致。熔喷纤维的喷丝板与其它纺丝成网法。熔喷纤维的喷丝板与其它纺丝成网法不同，喷丝孔必须不同，喷丝孔必须排成一直线排成一直线，上下两侧开有，上下两侧开有高高速气流的喷出
7、孔速气流的喷出孔。传统纤维成形熔喷法纤维成形12纤维冷却纤维冷却在喷丝板的两侧有大量的在喷丝板的两侧有大量的室温空气室温空气同时被吸入，与含有超细纤维的热空气流相混，同时被吸入，与含有超细纤维的热空气流相混，使其降温，熔融的超细纤维使其降温，熔融的超细纤维冷却固化冷却固化。13水平放置垂直放置成网成网在熔喷法纤维非织造布生产中，喷丝板可以在熔喷法纤维非织造布生产中，喷丝板可以水平放水平放置置，也可以，也可以垂直放置垂直放置。如果水平放置，那么超细纤维喷在。如果水平放置，那么超细纤维喷在一圆一圆形收集滚筒形收集滚筒上成网；如果垂直放置，那么纤维落到一上成网；如果垂直放置，那么纤维落到一顶水平移顶
8、水平移动的成网帘动的成网帘上凝集成网。上凝集成网。14粘粘合合（固固网网）上上面面谈谈到到的的自自身身粘粘合合加加固固，对对于于某某些些用用途途的的熔熔喷喷布布来来说说已已经经足足够够了了，如如：要要求求纤纤网网有有较较蓬蓬松松的的结结构构、良良好好的的空空气气保保有有率率或或空空隙隙率率等等。而而对对于于很很多多其其它它用用途途来来说说，单单有有自自身身粘粘合合加加固固还还不不够够，还还需需要要热热轧轧粘粘合合、超超声声波波粘粘合合或或其其它加固手段。它加固手段。 热轧粘合15保暖材料过滤材料16熔喷法纤维非织造布工艺特点熔喷法纤维非织造布工艺特点工艺流程短，生产效率高；工艺流程短，生产效率
9、高；纤纤维维极极细细，纤纤网网均均匀匀度度好好，手手感感柔柔软软，在在过过滤滤、抗菌、吸附方面有突出的优点抗菌、吸附方面有突出的优点；纤维取向度较差，纤维取向度较差，纤网强度低；纤网强度低；能耗大。能耗大。17三、熔喷法纤维成形设备三、熔喷法纤维成形设备熔喷生产线组成熔喷生产线组成德国德国Reifenhauser(Reifenhauser(莱芬豪斯）莱芬豪斯）公司的熔喷法纤维非织造布生产线示意图公司的熔喷法纤维非织造布生产线示意图18电气控制系统熔喷设备主机加热系统润滑系统液压系统冷却系统核心喂料系统螺杆挤压机过滤系统纺丝组件喷丝模头接收网系统卷绕机构19（1 1）喂料系统）喂料系统工大实验线
10、喂入及螺杆挤出机20（2 2）过滤系统）过滤系统（3 3）熔喷喷丝板（模头）熔喷喷丝板（模头）21模头使熔体流经每个喷丝孔的阻力和流经时间相等模尖（下部）均流管道：（上部） 过滤层：预成形板：喷丝板对熔体起过滤作用，防止杂质阻塞喷丝孔使熔体顺利流入喷丝孔22均流管道23熔喷纤维喷丝板构造熔喷纤维喷丝板构造喷丝板横剖面示意图喷丝板立体结构图一般熔喷喷丝板孔径为一般熔喷喷丝板孔径为0.30.4mm，喷丝孔间距为，喷丝孔间距为1216孔孔/cm。24熔喷纤维喷丝孔结构熔喷纤维喷丝孔结构最初的熔喷设备，其模头为最初的熔喷设备，其模头为狭缝式双槽形喷头狭缝式双槽形喷头，即长而窄，即长而窄的热空气喷出口分
11、布在一排圆形喷丝孔的两侧。的热空气喷出口分布在一排圆形喷丝孔的两侧。1983年，年，Schwarz设计了设计了方形方形和和三三角形纺丝孔角形纺丝孔，并申请了专利。这种喷，并申请了专利。这种喷头不仅可以头不仅可以减少减少熔喷过程中熔喷过程中聚合物的聚合物的降解降解，还可以，还可以节约能量节约能量，在，在提高最终提高最终纤维强力的同时降低了成本纤维强力的同时降低了成本。纤维的。纤维的直径能达到直径能达到2m以下。以下。251995年年，Schwarz又又申申请请了了圆圆形形纺纺丝丝孔孔的的熔熔喷喷设设备备。其其纺纺丝丝孔孔的的纺纺丝丝板板与与特特殊殊的的空空气气盖盖板板组组合合，可可形形成成一一级
12、级和和二二级级两两个个空空气气腔腔，保保证证了了各各个个熔熔体体孔孔周周围围气气流流的的均均匀匀分分配配，所所以以纺纺丝丝孔孔的的排排数数可可增增加加（至至少少4排排），不不仅仅提提高高了了生生产产率率，还，还保证了熔喷纤维的质量保证了熔喷纤维的质量。26Reifenhauser公司的公司的Reicofil熔喷模头熔喷模头Accurate公司熔喷模头公司熔喷模头27Biax FiberFilm公司的多排孔熔喷模头公司的多排孔熔喷模头28小型熔喷线小型熔喷线29正在生产的熔喷线正在生产的熔喷线30Reifenhauser公司的公司的Reicofil单头熔喷生产线单头熔喷生产线 Reifenhau
13、ser公司的公司的Reicofil双头熔喷生产线双头熔喷生产线 31双组分熔喷系统双组分熔喷系统螺杆螺杆螺杆螺杆挤挤出机出机出机出机 #1#1螺杆螺杆螺杆螺杆挤挤出机出机出机出机 #2#2计计量量量量泵泵熔体熔体熔体熔体过滤过滤器器器器熔体熔体熔体熔体过滤过滤器器器器纺丝纺丝箱体箱体箱体箱体冷却空气冷却空气冷却空气冷却空气 (LH)(LH)冷却空气冷却空气冷却空气冷却空气 (RH)(RH)空气抽吸装置空气抽吸装置空气抽吸装置空气抽吸装置成网帘成网帘成网帘成网帘隔隔隔隔热层热层卷卷卷卷绕绕聚合物聚合物 A聚合物聚合物 B热热空气通入空气通入空气通入空气通入 (LH)(LH) 热热空气通入空气通入
14、空气通入空气通入 (RH)(RH)32Bi-Component MeltblownBi-Component Meltblown双组分模头示意图双组分模头示意图33四、熔喷法主要生产工艺参数四、熔喷法主要生产工艺参数1、熔融指数（、熔融指数（MFI）熔熔喷喷纤纤维维布布的的强强度度和和断断裂裂伸伸长长率率随随原原料料的的MFI提提高高而而降降低低。因因此此，为为使使熔熔体体细细流流能能在在热热气气流流喷喷吹吹过过程程中中得得到到较较好好的的牵牵伸伸，要要求求原原料料的的MFI尽尽可可能高一些。能高一些。34 2、热气流速度、热气流速度在相同温度、螺杆转速和接收距离等条件下：在相同温度、螺杆转速和
15、接收距离等条件下：但气流速度过大，易出现飞花，严重影响布面外观但气流速度过大，易出现飞花，严重影响布面外观热热空空气气速速度度纤纤维维直直径径非非织织造造布布手手感感由由硬硬变变软软，纤纤维维缠缠结结增增多多，纤纤网网密密实实、光光滑滑，强度有所增加强度有所增加353、热空气喷射角、热空气喷射角主要影响主要影响拉伸效果拉伸效果和和纤维形态纤维形态角度角度细流形成平细流形成平行纤维束行纤维束非织造布非织造布均匀性差均匀性差角角度度趋趋于于9090产产生生高高度度分分散散而而湍湍动的气流动的气流纤纤维维在在成成网网帘帘上上形形成成无无规分布规分布各各向向同同性性性性能能好好36气流与喷丝孔轴线不同
16、夹角时的气流速度场气流与喷丝孔轴线不同夹角时的气流速度场375、接收距离（、接收距离（DCD）纵纵横横向向强强度度，弯弯曲曲强强度度，非非织织造造布布手手感感蓬蓬松松、柔柔软软，若若用用作作过过滤滤材料，过滤效率和过滤阻力材料，过滤效率和过滤阻力接收距离接收距离386、螺杆挤出速度、螺杆挤出速度 当当挤挤出出量量过过大大时时，熔熔喷喷布布的的强强度度反反而而下下降降，尤尤其其是是MFI1000时更明显。时更明显。 强强度度达达一一定定值值后后下下降降，可可能能是是因因为为挤挤出出量量过过高高时时，丝丝条条牵牵伸伸不不充充分分，并并丝丝严严重重，导导致致布布面面粘粘结结纤纤维维减减少少，从从而而
17、使使强强度度在温度不变的情况下：在温度不变的情况下：挤出量挤出量熔喷布定量熔喷布定量，强度，强度39五、熔喷法纤维（非织造布）五、熔喷法纤维（非织造布）产品特点及应用产品特点及应用1 1、过滤材料、过滤材料 主主要要利利用用其其超超细细纤纤维维结结构构，这这也也是是它它最最早早及及最最大大的的应应用用领领域域；对对新新型型过过滤滤材材料料的的需需求求也也是是推推动熔喷纤维非织造布发展的主要动力。动熔喷纤维非织造布发展的主要动力。 用用熔熔喷喷布布进进行行过过滤滤，净净化化后后的的气气体体或或液液体体中中没有滤材脱落的短绒现象没有滤材脱落的短绒现象。40目目前前全全世世界界每每年年使使用用的的熔
18、熔喷喷滤滤材材约约2 2万万多多吨吨，其其中中6565用用于于液液体体过过滤滤，如如：饮饮料料和和食食品品卫卫生生过过滤滤、水水过过滤滤、贵贵金金属属回回收收过过滤滤、油油漆漆及及涂涂料料等等化化学学产产品品过过滤滤；3535用用于于气气体体过过滤滤，如：室内空调机过滤、气水分离过滤、净化室过滤等。如：室内空调机过滤、气水分离过滤、净化室过滤等。 412 2、医用材料、医用材料是目前熔喷布的第二大应用领域，全世界每年的用量在是目前熔喷布的第二大应用领域，全世界每年的用量在1 1万吨以上。万吨以上。在该领域，用量最大的是外科手术衣、手术室帷帘及消在该领域，用量最大的是外科手术衣、手术室帷帘及消毒
19、包扎布，还有少量用作弹性绷带、胶带、消炎止痛膜等。毒包扎布，还有少量用作弹性绷带、胶带、消炎止痛膜等。423 3、卫生材料、卫生材料（1 1）在）在卫生巾卫生巾方面方面 将熔喷布插入卫生巾的吸收芯中间，起毛细管转移层作用将熔喷布插入卫生巾的吸收芯中间，起毛细管转移层作用 利利用用熔熔喷喷布布的的阻阻隔隔作作用用作作为为对对液液体体渗渗透透的的阻阻隔隔层层，用用两两层层熔喷布取代聚乙烯防渗膜熔喷布取代聚乙烯防渗膜（2 2）在）在成人尿片成人尿片方面方面 在在生生产产过过程程中中，将将木木浆浆粕粕的的短短纤纤维维混混入入熔熔喷喷纤纤维维流流中中，形成具有良好吸收性的特种熔喷布。形成具有良好吸收性的
20、特种熔喷布。434 4、吸油材料、吸油材料熔喷布作为吸油材料，吸油量可达自身重量的熔喷布作为吸油材料，吸油量可达自身重量的1717倍。倍。一一般般是是将将熔熔喷喷布布塞塞入入一一根根由由PETPET长长丝丝针针织织而而成成的的网网眼眼长长管管中中作作为为海海上上阻阻油油、吸吸油油的的浮浮动动水水栅栅；也也可可在在海海上上拖拖轮轮的的头头部安装由部安装由PPPP熔喷布制成的集油装置，连续地在海面清除油污。熔喷布制成的集油装置，连续地在海面清除油污。445 5、服装材料、服装材料（1）保暖材料）保暖材料 应应用用最最成成功功的的是是美美国国3M公公司司开开发发的的特特殊殊熔熔喷喷布布：在在熔熔喷喷
21、成成纤纤过过程程中中，混混入入PET短短纤纤，形形成成由由弹弹性性良良好好的的PET短短纤纤与与PP超超细纤维构成的空气保暖结构。细纤维构成的空气保暖结构。（2）用即弃劳动服）用即弃劳动服 主主要要采采用用SMS复复合合布布，除除手手术术衣衣外外，已已成成功功用用于于工工业业用用途途的保护服。的保护服。456 6、擦布、擦布主主要要是是利利用用PPPP天天然然的的吸吸油油性性，制制成成各各种种用用于于有有油油污污染染工工作作环境的擦布。环境的擦布。随随着着熔熔喷喷加加工工技技术术的的进进步步，采采用用适适当当的的加加湿湿添添加加剂剂，可可制制成成具具有有亲亲水水性性的的PPPP熔熔喷喷擦擦布布，用用作作医医院院、高高净净化化室室、精精密密机机件件、仪表、计算机房等处使用的仪表、计算机房等处使用的高级擦布高级擦布。4647
