Εισαγωγή στην παραγωγή και την εφαρμογή των μη υφασμένων υφασμάτων με τήξη

Η διαδικασία παραγωγής των μη υφασμένων υφασμάτων meltblown περιλαμβάνει τη χρήση υψηλής ταχύτητας θερμού αέρα για να τραβήξει το λεπτό ρεύμα από το λιωμένο πολυμερές που εκτοξεύεται από την οπή του μοχλού, σχηματίζοντας έτσι εξαιρετικά λεπτές ίνες που συμπυκνώνονται στο δίχτυ ή στον κύλινδρο και εξαρτώνται από τις ίδιες τις δεσμούς για να γίνουν ένα μη υφασμένο ύφασμα.

Σύγκριση ινών meltblown και spun-bond:

• Μήκος ινών: Τα spunbond είναι ίνες, τα meltblown είναι κοντές ίνες.
• Αντοχή ινών: Η αντοχή των ινών spunbond > η αντοχή των ινών meltblown.
• Λεπτότητα ινών: Οι ίνες meltblown είναι λεπτότερες από τις ινές spun-bond.

Τα συστήματα melt-blowing χωρίζονται σε οριζόντια και κάθετα ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησής τους.

1. Ροή διαδικασίας και εξοπλισμός

Διαδικασία meltblown

 Προετοιμασία πολυμερούς → έκκριση λιωμένου πολυμερούς → αντλία μέτρησης → συναρμολόγηση μοχλού meltblown → τράβηγμα λιωμένου πολυμερούς → ψύξη → συσκευή λήψης

Εξοπλισμός που περιλαμβάνεται στο γραμμή παραγωγής μη υφασμένων υφασμάτων pp meltblown

Κύριος εξοπλισμός: τροφοδότης, σπιράλ εκχυλιστής, αντλία μέτρησης, συναρμολόγηση μοχλού meltblown, συμπιεστής αέρα, θερμαντήρας αέρα, συσκευή λήψης, συσκευή τυλίγματος. Για την παραγωγή πολυεστέρα και άλλων πρώτων υλών, απαιτείται επίσης συσκευή στεγνώματος κρυστάλλων.

Βοηθητικός εξοπλισμός: φούρνος καθαρισμού μοχλού, συσκευή εφαρμογής στατικού ηλεκτρισμού και συσκευή ψεκασμού, κ.λπ.

1. Τροφοδότης

Εγκαθίσταται στο κάδο του εκχυλιστή. Η λειτουργία του τροφοδότη είναι να τραβάει τα κομμάτια πολυμερούς στον κάδο του σπιράλ εκχυλιστή. Συνήθως διαθέτει αυτόματη λειτουργία. Η ποσότητα τροφοδοσίας ανά μονάδα χρόνου μπορεί να ρυθμιστεί ανάλογα με την παραγωγή της ολόκληρης γραμμής παραγωγής.

2. Σπιράλ εκχυλιστής

3. Αντλία μέτρησης

4. Συναρμολόγηση μοχλού meltblown

Η συναρμολόγηση μοχλού είναι το πιο κρίσιμο μέρος του εξοπλισμού meltblown, κυρίως περιλαμβάνει:

1. Σύστημα κατανομής λιωμένου πολυμερούς
2. Σύστημα μοχλού

Σύστημα κατανομής λιωμένου πολυμερούς

Το σύστημα κατανομής λιωμένου πολυμερούς μπορεί να διασφαλίσει ότι το λιωμένο πολυμερές ρέει ομοιόμορφα κατά μήκος του μοχλού meltblown και έχει ομοιόμορφο χρόνο διαμονής, εξασφαλίζοντας έτσι ότι το μη υφασμένο ύφασμα meltblown έχει πιο ομοιόμορφες ιδιότητες σε όλο το πλάτος.

Σύστημα μοχλού

Το σύστημα μοχλού αποτελείται από τον σπινιάριο, την πλάκα αερίου, τα στοιχεία θέρμανσης και θερμομόνωσης, κ.λπ.

Η ομοιομορφία των προϊόντων meltblown συνδέεται στενά με το μοχλό. Γενικά, η ακρίβεια επεξεργασίας του μοχλού meltblown είναι υψηλή, οπότε το κόστος κατασκευής του μοχλού είναι ακριβό.

5. Θερμαντήρας αέρα

Η διαδικασία meltblown απαιτεί πολλά ποσά ζεστού αέρα. Ο συμπιεσμένος αέρας που παράγεται από τον συμπιεστή αέρα αφυγραίνεται και φιλτράρεται και στη συνέχεια στέλνεται στον θερμαντήρα αέρα για θέρμανση, και στη συνέχεια στέλνεται στη συναρμολόγηση μοχλού meltblown. Ο θερμαντήρας αέρα είναι δοχείο υψηλής πίεσης, και ταυτόχρονα πρέπει να αντιστέκεται στην οξείδωση του υψηλής θερμοκρασίας αέρα, οπότε το υλικό πρέπει να είναι ανοξείδωτο ατσάλι.

6. Συσκευή λήψης

Οι κύριοι τύποι συσκευών λήψης της διαδικασίας meltblown είναι: τύπος κύλινδρου, τύπος επίπεδης οθόνης

Τρισδιάστατη διαμόρφωση (μανδρίλα): συσκευή για την παραγωγή στοιχείων φίλτρου

Υιοθετείται τρισδιάστατη συσκευή λήψης, χωρισμένη σε διακοπτόμενη λήψη και συνεχή λήψη.

Διακοπτόμενη συσκευή λήψης

Η συσκευή λήψης κινείται προς τα εμπρός και προς τα πίσω, και οι ίνες τυλίγονται στη μανδρίλα σε πολλά στρώματα· η απόσταση λήψης αλλάζει για να παράγεται ένα στοιχείο φίλτρου με πυκνότητα που ποικίλλει·;

Αλλάζετε το μέγεθος της μανδρίλας για να παράγετε στοιχεία φίλτρου με διαφορετικές εσωτερικές διαμέτρους. Μετά την κατασκευή κάθε στοιχείου φίλτρου, πρέπει να αντικαθίσταται η μανδρίλα, οπότε η αποδοτικότητα παραγωγής είναι χαμηλή.

Συνεχής συσκευή λήψης

Η μανδρίλα λήψης έχει τη μορφή καντιλέβρας, και υπάρχει ένας άξονας μετάδοσης για την έξοδο του σωληνωτού στοιχείου φίλτρου. Η κεφαλή του άξονα μετάδοσης είναι βιδωτή, και το σωληνωτό στοιχείο φίλτρου τραβιέται από τη μανδρίλα λήψης και μεταφέρεται στο σύστημα κοπής.

Όταν παράγεται στοιχεία φίλτρου με πυκνότητα που ποικίλλει, πρέπει να εφοδιάζονται πολλοί μοχλοί με διαφορετικές αποστάσεις λήψης.

7. Βοηθητικός εξοπλισμός

Ο κύριος βοηθητικός εξοπλισμός της γραμμής παραγωγής meltblown είναι ο φούρνος καθαρισμού μοχλού. Θα συμβεί καταστροφή των οπών μετά από κάποιο χρονικό διάστημα λειτουργίας του μοχλού meltblown. Τότε πρέπει να αντικαθίσταται ο μοχλός meltblown.

Ο αντικατασταθέν μοχλός meltblown πρέπει να καεί για να αφαιρεθούν το πολυμερές και οι παράγοντες που έχουν μείνει στο μοχλό. Συνήθως, οι βίδες και οι σπινιάριοι ψήνονται για να αφαιρεθούν τα υπολείμματα πολυμερούς και παραγόντων.

2. Πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται στο meltblown

Θεωρητικά, όλες οι πρώτες ύλες πολυμερούς θερμοπλαστικού (λιώνουν σε υψηλή θερμοκρασία, στερεώνονται σε χαμηλή θερμοκρασία) μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη διαδικασία meltblown. Η πολυπροπυλένιο είναι μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες πρώτες ύλες για την τεχνολογία meltblown. Επίσης, οι συνηθισμένες πρώτες ύλες πολυμερούς για την τεχνολογία meltblown περιλαμβάνουν πολυεστέρα, πολυαμίδιο, πολυαιθυλένιο, πολυτετραφθοροαιθυλένιο, πολυστυρένιο, PBT, EMA, EVA, κ.λπ.

Ο τύπος του πολυμερούς καθορίζει το σημείο λιώσης και τις ρεολογικές ιδιότητες του. Για κάθε πρώτη ύλη πολυμερούς, υπάρχει μια αντίστοιχη διαδικασία melt blowing, όπως η θερμοκρασία θέρμανσης, η αναλογία μήκους προς διάμετρο του σπιράλ, η μορφή του σπιράλ, η διαδικασία στεγνώματος της πρώτης ύλης, κ.λπ., υπάρχουν ορισμένες διαφορές.

Οι πρώτες ύλες πολυμερούς ολεφινών (όπως η πολυπροπυλένιο) έχουν υψηλό βαθμό πολυμερισμού, οπότε η θερμοκρασία θέρμανσης είναι υψηλότερη από το σημείο λιώσης τους και μπορεί να λιωθεί ομαλά στους 100 ℃ ή πάνω, ενώ η θερμοκρασία θέρμανσης της πολυεστέρας είναι ελαφρώς υψηλότερη από το σημείο λιώσης της και μπορεί να λιωθεί. Οι πρώτες ύλες ολεφινών γενικά δεν χρειάζονται στεγνώματος. Η πολυεστέρα πρέπει να στεγνώσει σε κρυστάλλους.

Το μοριακό βάρος και η κατανομή μοριακού βάρους των πρώτων υλών πολυμερούς είναι οι πιο σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία meltblown και τις ιδιότητες των μη υφασμένων υφασμάτων meltblown.

Για τη διαδικασία meltblown, γενικά θεωρείται ότι το χαμηλό μοριακό βάρος και η στενή κατανομή μοριακού βάρους των πρώτων υλών πολυμερούς είναι ευεργετικά για την ομοιομορφία του υφάσματος meltblown. Όσο χαμηλότερο είναι το μοριακό βάρος του πολυμερούς, τόσο υψηλότερος είναι ο δείκτης ροής λιωμένου πολυμερούς (MFI, δείκτης ροής λιωμένου πολυμερούς, αναφέρεται στο βάρος του λιωμένου πολυμερούς που ρέει σε 10 λεπτά υπό συγκεκριμένη πίεση και θερμοκρασία), και όσο χαμηλότερη είναι η ιξώδεια του λιωμένου πολυμερούς, τόσο πιο κατάλληλη είναι η διαδικασία meltblown με μικρότερο αποτέλεσμα τράβηγματος.

3. Δομή και ιδιότητες των μη υφασμένων υφασμάτων meltblown

Ένα από τα χαρακτηριστικά των μη υφασμένων υφασμάτων meltblown είναι ότι η λεπτότητα των ινών είναι μικρή, συνήθως κάτω από 10 μm, και η περισσότερη λεπτότητα των ινών είναι από 1 έως 4 μm.

Οι διάφορες δυνάμεις σε ολόκληρη τη γραμμή περιστροφής από την οπή του μοχλού meltblown έως τη συσκευή λήψης δεν μπορούν να ισορροπηθούν (η επίδραση της διακύμανσης της δύναμης τράβηγματος του υψηλής θερμοκρασίας και της υψηλής ταχύτητας του αέρα, η ταχύτητα και η θερμοκρασία του ψυχρού αέρα, κ.λπ.), που κάνει τις ίνες meltblown να έχουν διαφορετικά μεγέθη λεπτότητας.

Η ομοιομορφία της διαμέτρου των ινών στο ύφασμα μη υφασμένων υφασμάτων spun bond είναι σημαντικά καλύτερη από αυτή των ινών meltblown, διότι στη διαδικασία spun bond οι συνθήκες περιστροφής είναι σταθερές, και οι συνθήκες τράβηγματος και ψύξης δεν αλλάζουν.

Η κρυσταλλικότητα και η κατεύθυνση των ινών meltblown είναι μικρότερες από αυτές της μεθόδου spun-bond. Επομένως, η αντοχή των ινών meltblown είναι κακή, και η αντοχή του υφάσματος ινών είναι επίσης κακή. Η αντοχή αρκετών ινών PP είναι η εξής:

Λόγω της κακής αντοχής των ινών meltblown, η πρακτική εφαρμογή των μη υφασμένων υφασμάτων meltblown οφείλεται κυρίως στα χαρακτηριστικά των εξαιρετικά λεπτών ινών τους.

4. Εφαρμογή των μη υφασμένων υφασμάτων meltblown

Προς το παρόν, τα μη υφασμένα ύφασματα meltblown χρησιμοποιούνται κυρίως για:

1 υλικό φίλτρου

Η φιλτραρισμός είναι η διαχωρισμός των σωματιδίων που διασκορπίζονται σε αέριο ή υγρό.

Filtration mechanism: sieving deposition, electrostatic deposition, diffusion deposition, etc.

Are the particles larger than the pore size of the filter material to be sieved?

Μελέτες έχουν δείξει ότι: τα φιλτρακιά υλικά με μέγεθος πόρων μεταξύ δέκα και δεκάδες μικρονίων μπορούν να συλλαμβάνουν σκόνη έως 1 µm. Για να βελτιωθεί η επίδραση της καθίζησης του διχτυού, είναι απαραίτητο να μειωθεί το μέγεθος των πόρων του φιλτρακιού υλικού, δηλαδή να μειωθεί η λεπτότητα των ινών και να αυξηθεί η πυκνότητα του υλικού.

Τα μη υφαντά υλικά meltblown έχουν τα πλεονεκτήματα των λεπτών ινών, πολλών πόρων και μικρού μεγέθους πόρων.

εφαρμογή:

Φίλτρα αερίων: ιατρικές μάσκες, φιλτρακιά υλικά για εσωτερικούς κλιματιστές.

Φίλτρα υγρών: φίλτρα ποτών, φίλτρα νερού.

Για να βελτιωθεί η φιλτρακιά επίδραση, μπορεί να μειωθεί η λεπτότητα των ινών και να αυξηθεί η πυκνότητα του φιλτρακιού υλικού, αλλά αυτό θα προκαλέσει σημαντική αύξηση της αντίστασης φιλτραρίσματος.

Επομένως, ας φορτιστεί ηλεκτροστατικά το μη υφαντό υλικό meltblown, και η φιλτρακιά του επίδραση μπορεί να βελτιωθεί μέσω της ηλεκτροστατικής επίδρασης, δηλαδή μέσω θερμοηλεκτρικής επεξεργασίας.

Το μη υφαντό υλικό meltblown με θερμοηλεκτρική επεξεργασία έχει μακροχρόνια στατική ηλεκτρική ενέργεια και μπορεί να στηρίζεται στην ηλεκτροστατική επίδραση για να συλλαμβάνει λεπτή σκόνη, οπότε έχει τα πλεονεκτήματα υψηλής φιλτρακιάς αποτελεσματικότητας και χαμηλής αντίστασης φιλτραρίσματος.

Η πολυπροπυλένιο έχει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση (7×1010Ω·cm) και μεγάλη χωρητικότητα φόρτισης. Είναι ιδανικό υλικό για την κατασκευή θερμοηλεκτρικών ινών. Πειράματα δείχνουν ότι μετά από 1440 ώρες αποθήκευσης του μη υφαντού υλικού meltblown πολυπροπυλενίου με θερμοηλεκτρική επεξεργασία σε φυσική κατάσταση, η φιλτρακιά αποτελεσματικότητα παραμένει αμετάβλητη.

Η επίδραση της θερμοηλεκτρικής επεξεργασίας στη φιλτρακιά αποτελεσματικότητα και αντίσταση των μη υφαντών υλικών meltblown

Βλέπεται ότι η αντίσταση φιλτραρίσματος του μη υφαντού υλικού meltblown δεν έχει αλλάξει μετά τη θερμοηλεκτρική επεξεργασία, αλλά η φιλτρακιά αποτελεσματικότητα έχει βελτιωθεί πολύ, κάτι που δεν έχει συγκριθεί με άλλα μη υφαντά υλικά.

2. Ιατρικά και υγειονομικά υλικά

Ιατρική μάσκα: ένα συνθετικό υλικό (SMS) αποτελούμενο από υλικό spun-bond στις εσωτερικές και εξωτερικές στρώσεις, και υλικό meltblown στη μέση.

3. Υλικά προστασίας περιβάλλοντος (υλικά απορρόφησης λαδιού)

Το μη υφαντό υλικό meltblown πολυπροπυλένιο είναι ένα καλό υλικό απορρόφησης λαδιού λόγω των υλικών του χαρακτηριστικών και της δομής των μικροϊνών. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε αναπτυγμένες χώρες όπως Ευρώπη, Αμερική, Ιαπωνία κ.α., όπως σε θαλάσσιες διαρροές λαδιού, διαρροές λαδιού από εργοστασιακό εξοπλισμό και επεξεργασία λυμάτων.

Το μη υφαντό υλικό meltblown πολυπροπυλένιο έχει υδροφοβικές και λιποφιλικές ιδιότητες, αντέχει σε ισχυρά οξέα και αλκάλια, και έχει χαμηλότερη πυκνότητα από το νερό. Μετά την απορρόφηση λαδιού, μπορεί να πλέει στην επιφάνεια του νερού για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να παραμορφώνεται και μπορεί να ανακυκλωθεί και να αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα μη υφαντά υλικά meltblown πολυπροπυλένιο κατασκευάζονται σε σχοινιά απορρόφησης λαδιού, αλυσίδες απορρόφησης λαδιού, μαξιλάρια απορρόφησης λαδιού κ.α. Η απορρόφηση λαδιού μπορεί να φτάσει τις 10-50 φορές το βάρος τους.

4. Υλικά ρούχων (υλικά κρατήσεως ζέστης)

Τα υλικά θερμομόνωσης πρέπει να έχουν καλές θερμομονωτικές ιδιότητες και να μπορούν να χρησιμοποιούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να αλλάζουν τις θερμομονωτικές τους ιδιότητες.

Πειράματα δείχνουν ότι η δομή του ινικού διχτυού είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας των υλικών θερμομόνωσης.

Για το συνθετικό υλικό θερμομόνωσης meltblown, το πάχος του έχει μικρή επίδραση στη διαπερατότητα του αέρα, ενώ η διαπερατότητα των φύλλων από ίνες πολυεστέρα αυξάνεται γρήγορα όσο μειώνεται το πάχος. Επομένως, το συνθετικό υλικό θερμομόνωσης meltblown έχει ισχυρή αντίσταση στον αέρα.

5. Διαχωριστής μπαταρίας

Το υλικό διαφράγματος είναι σημαντικό συστατικό της μπαταρίας και τοποθετείται συχνά μεταξύ των θετικών και αρνητικών πλακών. Η κύρια λειτουργία του είναι να μονώνει τις θετικές και αρνητικές πλάκες για να εξασφαλίζει τη ροή του ηλεκτρολύτη.

Το υλικό πολυπροπυλένιο έχει εξαιρετική αντοχή σε οξέα και αλκάλια. Το υλικό διαφράγματος meltblown πολυπροπυλένιο έχει χαρακτηριστικά μικρού μεγέθους πόρων, μεγάλη πορώδεια, μικρή αντίσταση και ποικιλία στις μεταβολές των προϊόντων.