【文章內(nèi)容簡介】 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(wěn)定在 177。 1℃ 的范圍內(nèi) 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 臥式空氣加熱器 U形發(fā)熱元件 折流板 測溫點 接線端 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 接收裝置 熔噴工藝中的接收裝置主要有： ? 滾筒式 ? 平網(wǎng)式 ? 立體成型 (芯軸 ) 美國 Accurate公司熔噴生產(chǎn)線的專利接收滾筒 ， 其內(nèi)部吸風(fēng)通道分多層 ， 以保證滾筒延軸線方向吸風(fēng)量的一致 。 德國 Reifenhaeuser公司的熔噴生產(chǎn)線采用了平網(wǎng)接收裝置 ， 其簾網(wǎng)周長固定 ， 轉(zhuǎn)動輥可左右移動 ， 以調(diào)節(jié)簾網(wǎng)成網(wǎng)工作面的水平位置 ， 從而達(dá)到改變?nèi)蹏娊邮站嚯x DCD的目的 ， Reifenhaeuser公司熔噴生產(chǎn)線的模頭系統(tǒng)的位置是固定的 。 美國 Accurate公司熔噴生產(chǎn)線的模頭系統(tǒng)以及螺桿擠出機(jī)等安裝在一個升降平臺上 ， 通過升降平臺來調(diào)節(jié)熔噴接收距離 ， 接收滾筒的水平位置不可調(diào) 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Accurate公司熔噴生產(chǎn)線的專利接收滾筒 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 生產(chǎn)熔噴濾芯時 ， 可采用立體接收裝置 ， 分間歇式立體接收和連續(xù)式立體接收 。 間歇式立體接收裝置的特點是 ， 整個接收裝置來回移動 ， 熔噴成形的超細(xì)纖維多層次地纏繞在轉(zhuǎn)動的芯軸或骨架上；成形時外表面采用成形壓輥整形；通過改變接收距離 ， 可生產(chǎn)具有密度梯度的濾芯；改變芯軸尺寸 ，可生產(chǎn)不同內(nèi)徑的濾芯；調(diào)節(jié)成形壓輥位置 ， 可生產(chǎn)不同外徑的濾芯 。 由于每根濾芯制成后需更換芯軸 ， 因此間歇式立體接收方式的制成率較低 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 間歇式立體接收裝置 熔噴模頭 接收芯軸 管狀濾芯 傳動頂針 往復(fù)移動 活頂針 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 連續(xù)式立體接收裝置 。 該裝置的接收芯軸呈懸臂梁形式 ， 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ， 接收芯軸呈空心狀 ， 內(nèi)配有用來輸出管狀濾芯的傳動軸 ， 該傳動軸頭端配有螺紋 ， 依靠管狀濾芯 (接收芯軸 )和螺紋頭的速度差產(chǎn)生的推力將管狀濾芯從接收芯軸上拔出并輸送至定長切割系統(tǒng) 。 定長切割系統(tǒng)控制較復(fù)雜 ， 一是正確計量切割濾芯的長度 ， 二是切割時刀具移動速度應(yīng)與管狀濾芯輸出速度保持同步 。連續(xù)式接收裝置生產(chǎn)具有密度梯度的濾芯時 ， 應(yīng)配置多個不同接收距離的熔噴模頭 。 和間歇式立體接收方式相比 ， 連續(xù)式接收裝置正常生產(chǎn)時沒有邊角料 ， 因此制成率要高得多 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 連續(xù)式立體接收裝置 熔噴模頭 1 熔噴模頭 1 管狀濾芯 管狀濾芯輸出螺紋頭 接收芯軸 螺紋頭傳動軸 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 輔助設(shè)備 熔噴生產(chǎn)線最主要的輔助設(shè)備就是模頭清潔爐 。 熔噴模頭生產(chǎn)一段時間后會發(fā)生堵孔現(xiàn)象 ， 影響產(chǎn)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(nèi)的聚合物和雜質(zhì) 。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(zhì) 。 較小的熔噴模頭可采用一般的電阻爐加熱保溫 ， 保溫溫度 420～ 450℃ ， 保溫時間 4～ 8小時 ， 并隨爐冷卻至常溫 。 大型的熔噴模頭通常不采用電阻爐 ， 因為尺寸較大的電阻爐溫度控制不精確 ， 而且缺乏溫度過高的保護(hù)機(jī)制 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Pollution Control Products公司的 SCTR系列清潔爐 ， 可設(shè)定的加熱溫度范圍為 428～ 482℃ ， 爐膛最長可達(dá)到 ， 采用推車將模頭或螺桿等送入爐膛 。該清潔爐采用輕質(zhì)柴油直燃加熱 ， 循環(huán)風(fēng)保證加熱溫度均勻 ， 自動噴水裝置防止?fàn)t溫過高 。 燃油式清潔爐運行成本低于電加熱方式 ， 但安裝和維護(hù)成本較高 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 焙燒除去殘留聚合物及雜質(zhì) 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 SCTR清潔爐 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 SCTR清潔爐的油槽和管路系統(tǒng) 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 二、典型熔噴設(shè)備介紹 德國 Reifenhauser公司熔噴生產(chǎn)線 德國 Reifenhauser公司 1984年開始生產(chǎn)紡粘法非織造布生產(chǎn)線， 1988年與美國 Exxon公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，開始研制熔噴法非織造布生產(chǎn)線。目前，該公司可提供單獨的紡粘生產(chǎn)線、熔噴生產(chǎn)線和生產(chǎn) SMS復(fù)合非織造布產(chǎn)品生產(chǎn)線中的熔噴部分以及全套 SMS生產(chǎn)線。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 德國 Reifenhauser公司的熔噴生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 德國 Reifenhauser公司的 Reicofil(SMS)生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 德國 Reifenhauser公司的 Reicofil單頭熔噴生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 德國 Reifenhauser公司的 Reicofil雙頭熔噴生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 德國 Reifenhauser公司的 Reicofil離線式 SMS復(fù)合生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 德國 Reifenhauser公司的 Reicofil熔噴生產(chǎn)線的熔噴模頭 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Accurate公司熔噴生產(chǎn)線 美國 Accurate公司與 Exxon公司在熔噴領(lǐng)域的合作始于 1967年，當(dāng)時 Accurate公司根據(jù) Exxon公司的要求制作了第一個 10英寸的熔噴模頭。 1970年～ 1980年期間， Accurate公司向幾乎所有的 Exxon專利被許可者提供熔噴模頭，規(guī)格從 10英寸實驗室用熔噴模頭、 20英寸、 40英寸、 68英寸，一直到 106英寸熔噴模頭， 106英寸熔噴模頭于 1976年提供給 KimberlyClerk公司在美國密西西比省的 Corinth工廠使用。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 廿十世紀(jì) 80年代初， Accurate公司的 Buehning博士運用流體動力學(xué)方面的知識，并利用公司為航天工業(yè)提供精密機(jī)械加工的經(jīng)驗與技術(shù)，設(shè)計并制造出新型的組合式熔噴模頭系統(tǒng)。該組合式熔噴模頭在熔噴成網(wǎng)均勻性、牽伸空氣速度一致性以及操作維護(hù)的簡單性等方面取得了顯著的效果。 1984年 Accurate公司開發(fā)出第一條 20英寸寬的熔噴生產(chǎn)線，包括空壓機(jī)、空氣加熱器、樹脂喂料機(jī)、擠出機(jī)、過濾網(wǎng)切換裝置、計量泵、組合式熔噴模頭系統(tǒng)、收集裝置、卷繞機(jī)等，全套設(shè)備由計算機(jī)控制。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 Accurate公司目前可提供 Accuweb標(biāo)準(zhǔn)熔噴系統(tǒng)以及 Ffwcm纖維成網(wǎng)系統(tǒng)，后者包括熔噴生產(chǎn)線主要部件和軟件部分，客戶可使用已有的擠出機(jī)和卷繞機(jī)等。 Accurate公司的熔噴設(shè)備目前作了一些改進(jìn)，在原來連續(xù)生產(chǎn)卷材的設(shè)備上可生產(chǎn)濾芯，而且濾芯的生產(chǎn)實現(xiàn)了自動切換。其次，熔噴模頭可與纖網(wǎng)輸出方向垂直安裝，也可以斜裝，因此改變產(chǎn)品門幅十分方便， 1～ 。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Biax fiberfilm公司熔噴系統(tǒng) 美國 Biax fiberfilm公司開發(fā)出一種具有多排噴絲孔并列排列的熔噴設(shè)備。該熔噴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與 Exxon公司不同，已申請美國專利 (USP 5476616； USP 4380570)。 Biax fiberfilm公司熔噴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，熔噴模頭系統(tǒng)的加熱依靠牽伸熱空氣，沒有其他的電加熱裝置，設(shè)備投資較小。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 聚合物熔體 1從毛細(xì)管 3中擠出，空氣腔 2中的牽伸熱空氣 4從篩網(wǎng) 5與毛細(xì)管 3組成的縫隙中噴出，并將從毛細(xì)管 3中擠出的聚合物熔體牽伸成超細(xì)纖維 7。由于采用多排噴絲孔，因此熔噴模頭每英寸長度上最多可有 332孔，這樣就大大提高了生產(chǎn)速度，增加了產(chǎn)量。工作寬度較大時，配置多個計量泵，以保證熔噴纖網(wǎng)單位面積質(zhì)量的均勻性。該系統(tǒng)通過更換模頭，可生產(chǎn) 1～ 50μm纖維細(xì)度范圍的熔噴非織造布，模頭工作寬度為 20英寸時，產(chǎn)量為 300kg/h(纖維直徑 10μm)， 纖維直徑為 10μm時，能耗分別為 、。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Biax fiberfilm公司的熔噴系統(tǒng) 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Biax fiberfilm公司熔噴系統(tǒng)原理圖 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 Biax fiberfilm公司熔噴模頭示意圖 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 NKK熔噴生產(chǎn)線 日本高度紙 ()工業(yè)株式會社 1986年起進(jìn)行熔噴工藝技術(shù)研究，目前已經(jīng)可以提供商業(yè)化的熔噴生產(chǎn)線。其熔噴生產(chǎn)線的特點是適應(yīng)各種原料，如聚丙烯、聚酯、聚乙烯、生物降解樹脂等均可使用，纖維細(xì)度可達(dá)到 1μ m， 纖網(wǎng)單位面積質(zhì)量為 3～ 300g/m2，纖網(wǎng)均勻度由于特殊的氣流分布系統(tǒng)而達(dá)到極高的水平。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 NKK熔噴生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 美國 J amp。 M公司 熔噴設(shè)備 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 其他熔噴工藝與設(shè)備 離心法熔噴工藝： 利用離心力使聚合物熔體變成短纖維并成網(wǎng)的熔噴法工藝。聚合物由輸送管 3經(jīng)過泵的作用而壓入到旋轉(zhuǎn)噴絲器 2中，從噴絲孔擠出，形成細(xì)絲。熔體細(xì)絲受到旋轉(zhuǎn)噴絲器轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力而牽伸成為短纖維，并向四周飛散，凝集在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)噴絲器周圍的凝網(wǎng)簾 1上，形成纖網(wǎng)后再經(jīng)過軋輥 5加固后卷繞成布卷 6。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 離心法熔噴工藝 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 利用兩股空氣流的熔噴工藝 聚合物熔體由泵打入噴絲器 2并從噴絲孔中擠出，一股高壓空氣流由管道 3導(dǎo)入噴絲孔的外側(cè)噴口，同時另一股空氣流進(jìn)入成網(wǎng)管道 5，噴絲孔擠出的聚合物熔體細(xì)流牽伸成短纖維并收集在成網(wǎng)簾 6上，形成纖網(wǎng) 7后卷成布卷 8。由于纖維在成網(wǎng)時尚未完全冷卻，因此纖維間可粘合，使纖網(wǎng)具有一定的強(qiáng)力，此外纖網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也較蓬松、孔隙度高。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設(shè)備 利用兩股空氣流的熔噴工藝 第九章 熔噴法工藝 167。 94 熔噴產(chǎn)品性能與應(yīng)用 一、熔噴法非織造布的結(jié)構(gòu)與性能 熔噴法非織造布的特點之一是纖維細(xì)度較小，通常小于 10μ m， 大多數(shù)纖維的細(xì)度在 1～ 4μ m。 第九章 熔噴法工藝 167。 94 熔噴產(chǎn)品性能與應(yīng)用 熔噴工藝是一個非穩(wěn)態(tài)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。由于這種區(qū)別于傳統(tǒng)紡絲工藝條件的非穩(wěn)態(tài)紡絲過程，造成了熔噴纖維粗細(xì)長短的不一致。 第九章 熔噴法工藝 167。 94 熔噴產(chǎn)品性能與應(yīng)用 從偏光顯微鏡上觀察可知 ， 這種在非均勻牽伸和冷卻條件成形的纖維 ， 其結(jié)晶和取向也是不均勻的 。 紡絲成網(wǎng)法非織造布纖網(wǎng)中纖維直徑的均勻度明顯好于熔噴纖維，紡粘工藝中，紡絲工藝條件是穩(wěn)態(tài)的，牽伸和冷卻條件變化波動較小，紡絲線上各點每一瞬時所流經(jīng)的聚合物質(zhì)量相等，紡絲線上某點的聚合物的密度、絲條橫截面面積和運動速度的乘積為常數(shù)，即服從流動連續(xù)性方程所描述的規(guī)律，紡粘工藝形成的纖維是連續(xù)不斷的長絲。 第九章 熔噴法工藝 167。 94 熔噴產(chǎn)品性能與應(yīng)用 熔噴聚丙烯纖維的 X光衍射圖只有 2個明顯的衍射峰 ，峰形不尖銳 ， 且有平臺出現(xiàn) ， 所表征的晶胞結(jié)構(gòu)主要是近于擬六方醞晶結(jié)構(gòu)和 α 晶型的 2種變體 ， 其中醞晶變體占優(yōu)勢 。 紡粘聚丙烯纖維具有 4個明顯的衍射峰 ， 比較尖銳衍射峰所表征的晶胞結(jié)構(gòu)主要是 α 晶