1、.,第一章 熔噴法纖維成形技術(shù),.,熔噴法纖維成形技術(shù),一、概述 二、熔噴法纖維成形原理 三、熔噴法纖維成形設(shè)備 四、熔噴法主要生產(chǎn)工藝參數(shù) 五、熔噴法纖維（非織造布）產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用,.,一、概述,1、定義 熔噴法也是聚合物直接成網(wǎng)法中的一種，它是將螺桿擠出機(jī)擠出的高聚物熔體通過用高速高溫氣流噴吹或其它手段使熔體細(xì)流受到極度的拉伸而形成極細(xì)的纖維，然后聚集到成網(wǎng)滾筒或成網(wǎng)簾上形成纖網(wǎng)，最后經(jīng)自粘合作用得以加固而制成熔噴法纖維非織造布。,.,2、熔噴法纖維非織造布的發(fā)展與現(xiàn)狀 20世紀(jì)50年代初期 美國(guó)海軍研究所 研究氣流噴射紡絲法 放棄 20世紀(jì)70年代后期 美國(guó)艾克森公司 將該技術(shù)轉(zhuǎn)為民用

2、得到發(fā)展 我國(guó)開發(fā)較早，主要研究工藝?yán)碚摵彤a(chǎn)品開發(fā)，在生產(chǎn)設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)和制造方面落后,一、概述,.,二、熔噴法纖維成形原理,.,熔噴工藝原理,.,1.與紡粘法的異同,紡粘法 亦稱紡絲直接成布法，它是利用熔融紡絲等方法將聚合物切片經(jīng)熔融紡絲拉伸而形成的連續(xù)長(zhǎng)絲進(jìn)行鋪網(wǎng)，然后經(jīng)粘合、后整理等工序制成產(chǎn)品。,氣流成網(wǎng),熱軋粘合,針刺,或,., 聚合物都要在熔融狀態(tài)下由噴絲孔擠出, 纖網(wǎng)可經(jīng)熱粘合（面粘合或點(diǎn)粘合）或自身粘合加固成非織造布,紡粘法中：驟冷空氣冷卻，同時(shí)拉伸，形成連續(xù)長(zhǎng)絲，鋪放到成網(wǎng)簾上 熔噴法中：高速熱空氣噴吹，受到極度拉伸，形成超細(xì)短纖維，以極高速度飛向成網(wǎng)簾或凝網(wǎng)滾筒形成纖網(wǎng),

3、紡粘法：纖網(wǎng)加固方式多，除熱粘合外，還可采取針刺、水刺、化學(xué)粘合等多種手段 熔噴法：主要依靠熱粘合或自身粘合,相同點(diǎn),不同點(diǎn),1.與紡粘法的異同,.,2.傳統(tǒng)工藝流程,聚合物喂入熔融擠出纖維形成纖維冷卻成網(wǎng)粘合（固網(wǎng)） 切邊卷繞后整理或特殊整理,.,聚合物喂入 聚合物一般制成小球狀、顆粒狀的切片，倒入料桶或料斗，輸入螺桿擠出機(jī),.,熔融擠出 在螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料端，聚合物切片要與穩(wěn)定劑、增白劑等添加劑及色母粒等必需的原料，經(jīng)過充分?jǐn)嚢杌旌虾筮M(jìn)入螺桿擠出機(jī)，加熱成為熔體，最后由計(jì)量泵經(jīng)過濾器將熔體送入噴絲板。在熔噴工藝中，一般擠出機(jī)也借其剪切作用與熱降解作用來降低聚合物的分子量。,.,纖維形成 經(jīng)

4、過濾的清潔熔體要經(jīng)過分配系統(tǒng)，再均勻送入每組噴絲板，使每個(gè)噴絲孔的擠出量一致。熔噴纖維的噴絲板與其它紡絲成網(wǎng)法不同，噴絲孔必須排成一直線，上下兩側(cè)開有高速氣流的噴出孔。,傳統(tǒng)纖維成形,熔噴法纖維成形,.,纖維冷卻在噴絲板的兩側(cè)有大量的室溫空氣同時(shí)被吸入，與含有超細(xì)纖維的熱空氣流相混，使其降溫，熔融的超細(xì)纖維冷卻固化。,.,水平放置,垂直放置,成網(wǎng)在熔噴法纖維非織造布生產(chǎn)中，噴絲板可以水平放置，也可以垂直放置。如果水平放置，那么超細(xì)纖維噴在一圓形收集滾筒上成網(wǎng)；如果垂直放置，那么纖維落到一頂水平移動(dòng)的成網(wǎng)簾上凝集成網(wǎng)。,.,粘合（固網(wǎng)）上面談到的自身粘合加固，對(duì)于某些用途的熔噴布來說已經(jīng)足夠了，

5、如：要求纖網(wǎng)有較蓬松的結(jié)構(gòu)、良好的空氣保有率或空隙率等。而對(duì)于很多其它用途來說，單有自身粘合加固還不夠，還需要熱軋粘合、超聲波粘合或其它加固手段。,熱軋粘合,.,.,熔噴法纖維非織造布工藝特點(diǎn),工藝流程短，生產(chǎn)效率高； 纖維極細(xì)，纖網(wǎng)均勻度好，手感柔軟，在過濾、抗菌、吸附方面有突出的優(yōu)點(diǎn)； 纖維取向度較差，纖網(wǎng)強(qiáng)度低； 能耗大。,.,三、熔噴法纖維成形設(shè)備,熔噴生產(chǎn)線組成,德國(guó)Reifenhauser(萊芬豪斯）公司的熔噴法纖維非織造布生產(chǎn)線示意圖,.,核心,.,（1）喂料系統(tǒng),工大實(shí)驗(yàn)線喂入及螺桿擠出機(jī),.,（2）過濾系統(tǒng) （3）熔噴噴絲板（模頭）,.,.,均流管道,.,熔噴纖維噴絲板構(gòu)造,

6、噴絲板橫剖面示意圖,噴絲板立體結(jié)構(gòu)圖,一般熔噴噴絲板孔徑為0.30.4mm，噴絲孔間距為1216孔/cm。,.,熔噴纖維噴絲孔結(jié)構(gòu),最初的熔噴設(shè)備，其模頭為狹縫式雙槽形噴頭，即長(zhǎng)而窄的熱空氣噴出口分布在一排圓形噴絲孔的兩側(cè)。,1983年，Schwarz設(shè)計(jì)了方形和三角形紡絲孔，并申請(qǐng)了專利。這種噴頭不僅可以減少熔噴過程中聚合物的降解，還可以節(jié)約能量，在提高最終纖維強(qiáng)力的同時(shí)降低了成本。纖維的直徑能達(dá)到2m以下。,.,1995年，Schwarz又申請(qǐng)了圓形紡絲孔的熔噴設(shè)備。其紡絲孔的紡絲板與特殊的空氣蓋板組合，可形成一級(jí)和二級(jí)兩個(gè)空氣腔，保證了各個(gè)熔體孔周圍氣流的均勻分配，所以紡絲孔的排數(shù)可增加

7、（至少4排），不僅提高了生產(chǎn)率，還保證了熔噴纖維的質(zhì)量。,.,Reifenhauser公司的Reicofil熔噴模頭,Accurate公司熔噴模頭,.,Biax FiberFilm公司的多排孔熔噴模頭,.,小型熔噴線,.,正在生產(chǎn)的熔噴線,.,Reifenhauser公司的Reicofil單頭熔噴生產(chǎn)線,Reifenhauser公司的Reicofil雙頭熔噴生產(chǎn)線,.,雙組分熔噴系統(tǒng),.,Bi-Component Meltblown,雙組分模頭示意圖,.,四、熔噴法主要生產(chǎn)工藝參數(shù),1、熔融指數(shù)（MFI） 熔噴纖維布的強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率隨原料的MFI提高而降低。因此，為使熔體細(xì)流能在熱氣流噴吹過

8、程中得到較好的牽伸，要求原料的MFI盡可能高一些。,.,2、熱氣流速度 在相同溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和接收距離等條件下：,但氣流速度過大，易出現(xiàn)飛花，嚴(yán)重影響布面外觀,熱空氣速度纖維直徑非織造布手感由硬變軟，纖維纏結(jié)增多，纖網(wǎng)密實(shí)、光滑，強(qiáng)度有所增加,.,3、熱空氣噴射角 主要影響拉伸效果和纖維形態(tài),.,氣流與噴絲孔軸線不同夾角時(shí)的氣流速度場(chǎng),.,5、接收距離（DCD）,.,6、螺桿擠出速度,當(dāng)擠出量過大時(shí)，熔噴布的強(qiáng)度反而下降，尤其是MFI1000時(shí)更明顯。 強(qiáng)度達(dá)一定值后下降，可能是因?yàn)閿D出量過高時(shí)，絲條牽伸不充分，并絲嚴(yán)重，導(dǎo)致布面粘結(jié)纖維減少，從而使強(qiáng)度,在溫度不變的情況下：,.,五、熔噴法纖

9、維（非織造布） 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用,1、過濾材料,主要利用其超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)，這也是它最早及最大的應(yīng)用領(lǐng)域；對(duì)新型過濾材料的需求也是推動(dòng)熔噴纖維非織造布發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?用熔噴布進(jìn)行過濾，凈化后的氣體或液體中沒有濾材脫落的短絨現(xiàn)象。,.,目前全世界每年使用的熔噴濾材約2萬多噸，其中65用于液體過濾，如：飲料和食品衛(wèi)生過濾、水過濾、貴金屬回收過濾、油漆及涂料等化學(xué)產(chǎn)品過濾；35用于氣體過濾，如：室內(nèi)空調(diào)機(jī)過濾、氣水分離過濾、凈化室過濾等。,.,2、醫(yī)用材料,是目前熔噴布的第二大應(yīng)用領(lǐng)域，全世界每年的用量在1萬噸以上。 在該領(lǐng)域，用量最大的是外科手術(shù)衣、手術(shù)室帷簾及消毒包扎布，還有少量用作彈性繃帶、膠帶、

10、消炎止痛膜等。,.,3、衛(wèi)生材料,（1）在衛(wèi)生巾方面 將熔噴布插入衛(wèi)生巾的吸收芯中間，起毛細(xì)管轉(zhuǎn)移層作用 利用熔噴布的阻隔作用作為對(duì)液體滲透的阻隔層，用兩層熔噴布取代聚乙烯防滲膜 （2）在成人尿片方面 在生產(chǎn)過程中，將木漿粕的短纖維混入熔噴纖維流中，形成具有良好吸收性的特種熔噴布。,.,4、吸油材料,熔噴布作為吸油材料，吸油量可達(dá)自身重量的17倍。 一般是將熔噴布塞入一根由PET長(zhǎng)絲針織而成的網(wǎng)眼長(zhǎng)管中作為海上阻油、吸油的浮動(dòng)水柵；也可在海上拖輪的頭部安裝由PP熔噴布制成的集油裝置，連續(xù)地在海面清除油污。,.,5、服裝材料,（1）保暖材料 應(yīng)用最成功的是美國(guó)3M公司開發(fā)的特殊熔噴布：在熔噴成纖過程中，混入PET短纖，形成由彈性良好的PET短纖與PP超細(xì)纖維構(gòu)成的空氣保暖結(jié)