【正文】 較尖銳衍射峰所表征的晶胞結構主要是 α 晶型 ， 屬單斜晶系 。 第九章 熔噴法工藝 167。 94 熔噴產(chǎn)品性能與應用 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 ， 其結晶和取向也是不均勻的 。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長短的不一致。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 利用兩股空氣流的熔噴工藝 第九章 熔噴法工藝 167。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)具有一定的強力，此外纖網(wǎng)的結構也較蓬松、孔隙度高。 93 熔噴設備 離心法熔噴工藝 第九章 熔噴法工藝 167。熔體細絲受到旋轉噴絲器轉動產(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。 93 熔噴設備 其他熔噴工藝與設備 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。 93 熔噴設備 NKK熔噴生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。其熔噴生產(chǎn)線的特點是適應各種原料，如聚丙烯、聚酯、聚乙烯、生物降解樹脂等均可使用，纖維細度可達到 1μ m， 纖網(wǎng)單位面積質量為 3～ 300g/m2，纖網(wǎng)均勻度由于特殊的氣流分布系統(tǒng)而達到極高的水平。 93 熔噴設備 美國 Biax fiberfilm公司熔噴模頭示意圖 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 美國 Biax fiberfilm公司的熔噴系統(tǒng) 第九章 熔噴法工藝 167。該系統(tǒng)通過更換模頭，可生產(chǎn) 1～ 50μm纖維細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 、。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。 第九章 熔噴法工藝 167。該熔噴系統(tǒng)的結構與 Exxon公司不同，已申請美國專利 (USP 5476616； USP 4380570)。 第九章 熔噴法工藝 167。 Accurate公司的熔噴設備目前作了一些改進，在原來連續(xù)生產(chǎn)卷材的設備上可生產(chǎn)濾芯，而且濾芯的生產(chǎn)實現(xiàn)了自動切換。 第九章 熔噴法工藝 167。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的簡單性等方面取得了顯著的效果。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 美國 Accurate公司熔噴生產(chǎn)線 美國 Accurate公司與 Exxon公司在熔噴領域的合作始于 1967年，當時 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。 93 熔噴設備 德國 Reifenhauser公司的 Reicofil離線式 SMS復合生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 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 熔噴設備 德國 Reifenhauser公司的熔噴生產(chǎn)線 第九章 熔噴法工藝 167。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。 93 熔噴設備 SCTR清潔爐的油槽和管路系統(tǒng) 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 焙燒除去殘留聚合物及雜質 第九章 熔噴法工藝 167。 燃油式清潔爐運行成本低于電加熱方式 ， 但安裝和維護成本較高 。 93 熔噴設備 美國 Pollution Control Products公司的 SCTR系列清潔爐 ， 可設定的加熱溫度范圍為 428～ 482℃ ， 爐膛最長可達到 ， 采用推車將模頭或螺桿等送入爐膛 。 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機制 。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 。 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 。 93 熔噴設備 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。 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 。 定長切割系統(tǒng)控制較復雜 ， 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與管狀濾芯輸出速度保持同步 。 93 熔噴設備 連續(xù)式立體接收裝置 。 第九章 熔噴法工藝 167。 間歇式立體接收裝置的特點是 ， 整個接收裝置來回移動 ， 熔噴成形的超細纖維多層次地纏繞在轉動的芯軸或骨架上；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)不同內徑的濾芯；調節(jié)成形壓輥位置 ， 可生產(chǎn)不同外徑的濾芯 。 93 熔噴設備 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。 美國 Accurate公司熔噴生產(chǎn)線的模頭系統(tǒng)以及螺桿擠出機等安裝在一個升降平臺上 ， 通過升降平臺來調節(jié)熔噴接收距離 ， 接收滾筒的水平位置不可調 。 93 熔噴設備 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 ， 其內部吸風通道分多層 ， 以保證滾筒延軸線方向吸風量的一致 。 第九章 熔噴法工藝 167。 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。 加熱器內腔設置多個折流板 ， 可延長空氣在加熱器內腔滯留時間 ， 以提高熱交換效率 。 空氣加熱器是壓力容器 ， 同時要抵抗高溫空氣的氧化作用 ， 因此材料必須選用不銹鋼 。 93 熔噴設備 空氣加熱器 熔噴工藝需用大量的熱空氣 。 93 熔噴設備 Accurate公司熔噴模頭 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 Nippon Kodoski公司熔噴模頭 第九章 熔噴法工藝 167。 熔噴模頭清潔處理時應注意防止變形和損傷。 目前 ，世界上熔噴非織造生產(chǎn)線的制造商均有自己的設計特點 。 93 熔噴設備 Exxon公司專利 3,825,379中有關的熔噴模頭 第九章 熔噴法工藝 167。對于機械鉆孔等，由于加工上的難度，噴絲孔的長徑比不能做到很大，但模頭壽命較長。其他噴絲孔的加工方法有機械鉆孔、電弧深孔加工等。 93 熔噴設備 Exxon公司專利 3,825,379中有關的熔噴模頭，這也是目前熔噴工藝中常用的結構。 第九章 熔噴法工藝 167。先在上下模體結合面上各自加工出微細的凹槽，然后上下模體貼合，校正后即可形成一排噴絲孔。 第九章 熔噴法工藝 167。熔噴法非織造布的均勻度與模頭設計、制造有密切關系。 第九章 熔噴法工藝 167。目前熔噴工藝中主要采用衣架型聚合物熔體分配系統(tǒng)，詳細討論見167。 熔噴模頭組合件 模頭組合件是熔噴設備中最關鍵的部分，通常由以下各部分組成： ? 聚合物熔體分配系統(tǒng) ? 模頭系統(tǒng) ? 牽伸熱空氣管路通道 ? 加熱保溫元件 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 螺桿擠出機 參見第八章相關內容。上料機的功能是將聚合物切片抽吸至螺桿擠出機料斗，通常具有自動功能，可按整個生產(chǎn)線的產(chǎn)量來設定單位時間的送料量。 第九章 熔噴法工藝 167。 93 熔噴設備 一、熔噴系統(tǒng)組成 熔噴生產(chǎn)線的設備主要有： ? 上料機 ? 螺桿擠出機 ? 計量泵 ? 熔噴模頭組合件 ? 空壓機 ? 空氣加熱器 ? 接收裝置 ? 卷繞裝置 生產(chǎn)聚酯及聚酰胺熔噴非織造材料時，還需要切片干燥保溫裝置。 間歇式熔噴生產(chǎn)線的產(chǎn)品是塊狀的，產(chǎn)量也比進口設備低。 92 熔噴工藝原理與過程 國內間歇式熔噴生產(chǎn)設備的接收方式與進口連續(xù)式生產(chǎn)線相比有很大差異，國產(chǎn)間歇式熔噴生產(chǎn)線的接收滾筒由不銹鋼鋼板卷成，熔噴超細纖維直接接收在滾筒上，沒有真空抽吸作用。 模頭噴絲孔出口處到接收簾網(wǎng)或滾筒的距離稱為熔噴接收距離 DCD。 計算結果表明，對于相同平均纖維直徑而言，纖維細化所消耗的動能，單分散性分布纖維比多分散性分布纖維要低得多。 92 熔噴工藝原理與過程 當聚合物細化為纖維時，纖維動能可表達為： ? ?42232 821 dMMVE ????式中： M － 聚合物流量 V － 纖維速度 ρ－ 聚合物密度 d － 纖維直徑 Shambaugh用上式計算了具有相同平均纖維直徑(10μ m)而直徑分布不同的纖維動能 ， 比較如下： ::1:: 321 ?EEE 第九章 熔噴法工藝 167。 ? 纖維直徑分布呈多分散性時，將消耗更多的動能。 Shambaugh研究了聚丙烯熔噴工藝的能耗，其要點如下： ? 纖維的細化主要取決于熱空氣的動能。 PET熔噴時，通常在牽伸氣流兩側噴水，以加快熔體細流冷卻固化的過程。 第九章 熔噴法工藝 167。比較而言，熔噴工藝就比較容易生產(chǎn)超細纖度的纖網(wǎng)，熱空氣速度 400～ 600(m/s)在實際生產(chǎn)中已被普遍應用。 9000/d得出與纖度的函數(shù)關系。 92 熔噴工藝原理與過程 紡絲成網(wǎng)法工藝中紡絲速度 (VF)與纖維細度的關系 第九章 熔噴法工藝 167。 第九章 熔噴法工藝 167。 92 熔噴工藝原理與過程 熔體細流牽伸與冷卻 熔噴工藝中，從模頭噴絲孔擠出的熔體細流發(fā)生膨化脹大的同時，受到兩側高速熱空氣流的牽伸，處于粘流態(tài)的熔體細流被迅速拉細。熔噴工藝要求膨化脹大率 X的值較小，這樣可保證纖維牽伸平穩(wěn)，斷頭減小，纖維條干均勻性好。 92 熔噴工藝原理與過程 聚合物熔體的膨化脹大與聚合物分子量、熔體溫度以及噴絲孔長徑比有關，通常，聚合物分子量減小、熔體溫度升高以及噴絲孔長徑比增大，熔體膨化脹大率減小。 第九章 熔噴法工藝 167。 膨化區(qū)熔體細流直徑大于噴絲孔徑的膨化現(xiàn)象 ，表現(xiàn)出熔體彈性和流動曲線的非牛頓性 ， 可解釋為高聚物柔性長鏈分子的粘彈性的宏觀表現(xiàn) 。 92 熔噴工藝原理與過程 熔體細流的流速在毛細管中呈拋物線分布，孔壁速度小，中心速度大，形成明顯的徑向速度梯度，這是非牛頓流體的特征。其后，熔體細流進入噴絲孔孔流區(qū)，在該區(qū)域，剪切速率增大，大分子構象發(fā)生改變，排列比較規(guī)整。 熔體形成超細纖維首先要通過入口區(qū)和孔流區(qū)。 92 熔噴工藝原理與過程 計量 熔噴工藝中采用齒輪計量泵進行熔體計量，高聚物熔體經(jīng)準確計量后才送至熔噴模頭，以精確控制纖維細度和熔噴法非織造布的均勻度。常用過濾介質有細孔燒結金屬、多層細目金屬篩網(wǎng)、石英砂等。 固體切片進入螺桿后，首先在螺桿進料段被輸送和預熱，繼而經(jīng)螺桿壓縮段壓實、排氣并逐漸熔化，然后在螺桿計量段中進一步混和塑化，并達到一定的溫度，以一定的壓力輸送到計量泵。聚丙烯切片通常不需要干燥。 92 熔噴工藝原理與過程 熔噴過程 第九章 熔噴法工藝 167。 92 熔噴工藝原理與過程 熔噴工藝原理 熱空氣 熱空氣 聚合物熔體 冷卻空氣 冷卻空氣 接收裝置 至后道工序 噴霧裝置 第九章 熔噴法工藝 167。 92 熔噴工藝原理與過程 一、熔噴工藝原理與過程 熔噴非織造工藝是采用高速熱空氣流對模頭噴絲孔擠出的聚合物熔體細流進行牽伸，由此形成超細纖維并收集在凝網(wǎng)簾或滾筒上，同時自身粘合而成為熔噴法非織造布。 EMA熔噴非織造材料通常用作熱粘合材料 ， 用于生產(chǎn)各種疊層復合材料 。 由于 MA側鏈的存在 ，最終產(chǎn)品的模量低 、 彈性好 。 溫