熔喷法无纺布生产工艺介绍ppt课件.ppt

第八章熔喷法（MeltBlowing）第一节概述
第二节熔喷的工艺原理与设备
第三节熔喷用原料
第四节熔喷产品性能和应用
第五节熔喷的技术进展
熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起源于20世纪50年代初。
20世纪50年代初，美国海军实验室为收集核试验产生的放射性微粒，开始研制具有超细过滤效果的过滤材料，1954年发表研究成果。
20世纪60年代中期，美国埃克森（Exxon）公司进一步对这一工艺进行研究，与精确（Accurate）公司合作制造出了第一台熔喷设备原型机，并申请了专利。目前，除了埃克森公司拥有熔喷技术的专有技术外，其它一些公司（如美国3M公司，德国Freudenberg公司等）也成功开发出了自己的熔喷非织造技术。我国，熔喷非织造布研究大约在50年代末、60年代初，所研究的设备是间歇式的。到60年代末、70年代初中国间歇式熔喷设备的台数已达到200台以上。大约在92-94年间从美国、德国引进连续式生产线。到目前为止，估计全国仍有300台以上的间歇式熔喷设备在运转。2006年全国熔喷非织造布的产量已超过2万吨，其中70%左右都是连续式熔喷设备生产的。由于连续熔喷设备单线产量高、用人少、管理方便，今后发展熔喷非织造布生产，主要指发展连续式熔喷设备。
从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布增长迅速，保持了10％～12％的年增长率。一、熔喷的工艺原理
熔喷非织造工艺是利用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上，并依靠自身粘合而成为非织造布。熔喷纤维和纺粘纤维比较：
纤维长度：
纺粘为长丝，熔喷为短纤维。
纤维强力：
纺粘纤维强力>熔喷纤维强力。
纤维细度：
熔喷纤维比纺粘纤维细。

熔喷装置按放置方式分有水平式和垂直式。熔喷过程二、工艺流程与设备
（一）熔喷的工艺流程
聚合物准备→熔融挤压→计量泵→熔喷模头组合件→熔体细流拉伸→冷却→接收装置
（二）熔喷设备
主要设备：上料机、螺杆挤出机、计量泵、熔喷模头组合件、空压机、空气加热器、接收装置、卷绕装置。
生产聚酯等原料，还需要切片干燥装置。生产辅助设备主要有模头清洁炉、静电施加装置和喷雾装置等。1.上料机
安装于挤出机料斗之上。上料机的功能是将聚合物切片抽吸至螺杆挤出机料斗，通常具有自动功能，可按整个生产线的产量来设定单位时间的送料量。2.螺杆挤出机
参见第六章相关内容。
3.计量泵
参见第六章相关内容。
4.熔喷模头组合件
模头组合件是熔喷设备中最关键的部分，其中最重要的部分包括：
(1)聚合物熔体分配系统
(2)模头系统
（1）聚合物熔体分配系统
保证聚合物熔体在整个熔喷模头长度方向上均匀流动并具有均一的滞留时间，从而保证熔喷法非织造布在整个宽度上具有较均匀的性质。
目前熔喷工艺中主要采用衣架型聚合物熔体分配系统（T型分配系统不能均匀分配流体）。衣架型熔体分配系统示意图研究表明，歧管倾斜角度对分配系统出口处的流率分布情况有显著影响。α增加，聚合物熔体在分配系统中央处的流速减小，而两边的流速增加。
另外熔体本身的性质对熔体流速的均匀性也有影响，因此分配系统的几何形状一旦确定，必定要求聚合物原料具有相应的性能，故熔喷必需开发专用原料。（2）模头系统（模头－die）
喷丝板、气板、加热保温元件等组成。
熔喷产品的均匀度与模头密切关系。通常，熔喷模头的加工精度要求高，故模头制造成本昂贵。
喷丝孔常呈单排排列，长径比大于10。
该种结构可得到较大的喷丝孔长径比，模头清洁较方便，但加工精度和装配精度要求高，目前应用较少。Kasen公司熔喷模头5.空气加热器
熔喷工艺需用大量的热空气。空压机输出的压缩空气经除湿过滤后输送到空气加热器加热，然后再送至熔喷模头组合件。空气加热器是压力容器，同时要抵抗高温空气的氧化作用，因此材料必须选用不锈钢。6.接收装置
熔喷工艺接收装置的类型主要有：
滚筒式
平网式
立体成型(芯轴)：生产滤芯用装置
滤芯立体成型(芯轴)：
采用立体接收装置，分间歇式接收和连续式接收。
(1)间歇式接收装置
接收装置来回移动，纤维多层缠绕在芯轴上；
改变接收距离，生产具有密度梯度的滤芯；
改变芯轴尺寸，生产不同内径的滤芯。
每根滤芯制成后需更换芯轴，因此生产效率较低。管状滤芯输出螺纹头7.辅助设备
熔喷生产线最主要的辅助设备就是模头清洁炉。熔喷模头生产一段时间后会发生堵孔现象，这时需要更换熔喷模头。
替换下来的熔喷模头需要用焙烧的方式除去残留在模头内的聚合物和杂质。螺杆和喷丝板等通常均采用焙烧的方法来除去残留聚合物及杂质。

焙烧除去残留聚合物及杂质SCTR清洁炉理论上讲，凡是热塑性（高温熔融，低温固化）聚合物切片原料均可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片