Introduction à la production et à l'application des tissus non tissés par fusion-soufflage

Le processus de production des tissus non-tissés par fusion-soufflage consiste à utiliser de l'air chaud à grande vitesse pour aspirer le mince flux de polymère fondu extrudé de l'orifice de la filière, formant ainsi des fibres ultrafines et se condensant sur le rideau de filet ou le rouleau, et s'appuyant sur les obligations elles-mêmes pour devenir un tissu non-tissé.

Comparaison de la fibre soufflée par fusion et de la fibre filée-liée :

• Longueur de la fibre : Le filé-lié est un filament, le fondu-soufflé est une fibre courte.
• Résistance des fibres : Résistance des fibres filées-liées> Résistance des fibres fondues-soufflées.
• Finesse de la fibre : La fibre soufflée par fusion est plus fine que la fibre filée-liée.

Les dispositifs de fusion-soufflage sont divisés en types horizontaux et verticaux en fonction de leurs méthodes de mise en place.

1. Déroulement du processus et équipement

Procédé de fusion-soufflage

 Préparation des polymères→ extrusion de la matière fondue→ pompe de dosage→ filière de soufflage de la matière fondue→ étirage de la matière fondue par ruissellement→ refroidissement→ dispositif de réception

Matériel inclus dans Ligne de production d'étoffes non tissées par fusion de pp

Equipement principalPour la production de polyester et d'autres matières premières, un dispositif de séchage des copeaux est également nécessaire. Pour produire du polyester et d'autres matières premières, un dispositif de séchage des copeaux est également nécessaire.

Équipements auxiliairesLes équipements de nettoyage des moules : four de nettoyage des moules, dispositif d'application électrostatique, dispositif de pulvérisation, etc.

1. Alimentateur

Installé sur la trémie de l'extrudeuse. La fonction de l'alimentateur est d'aspirer les tranches de polymère dans la trémie de l'extrudeuse à vis. Il est généralement doté d'une fonction automatique. La quantité d'alimentation par unité de temps peut être réglée en fonction de la production de l'ensemble de la ligne de production.

2. Extrudeuse à vis

3. Pompe doseuse

4. Assemblage de la tête de filière de fusion-soufflage

L'assemblage de la filière est la partie la plus critique de l'équipement de fusion-soufflage :

1. Système de distribution de polymère fondu
2. Système de tête de filière

Système de distribution de polymère fondu

Le système de distribution du polymère fondu peut garantir que le polymère fondu s'écoule uniformément sur la longueur de la filière de fusion-soufflage et a un temps de séjour uniforme, garantissant ainsi que le tissu non-tissé de fusion-soufflage a des propriétés plus uniformes sur la largeur.

Système de filière

Le système de tête de filière est composé de la filière, de la plaque à gaz, des éléments de chauffage et de préservation de la chaleur, etc.

L'uniformité des produits soufflés par fusion est étroitement liée à la filière. En général, la précision de traitement de la tête de filière de fusion-soufflage est élevée, de sorte que le coût de fabrication de la tête de filière est élevé.

5. Réchauffeur d'air

Le processus de fusion-soufflage nécessite beaucoup d'air chaud. L'air comprimé produit par le compresseur d'air est déshumidifié et filtré, puis envoyé au réchauffeur d'air pour être chauffé, avant d'être envoyé à l'assemblage de la filière de fusion-soufflage. Le réchauffeur d'air est un appareil sous pression qui doit en même temps résister à l'oxydation de l'air à haute température, c'est pourquoi le matériau utilisé doit être de l'acier inoxydable.

6. Dispositif de réception

Les principaux types de dispositifs de réception du processus de fusion-soufflage sont : le type à rouleaux, le type à écran plat.

Moulage tridimensionnel (mandrin) : dispositif de production d'éléments filtrants

Adopter un dispositif de réception tridimensionnel, divisé en réception intermittente et réception continue.

Dispositif de réception intermittent

Le dispositif de réception se déplace d'avant en arrière et les fibres sont enroulées sur le mandrin en plusieurs couches ; la distance de réception est modifiée pour produire un élément filtrant avec un gradient de densité ;

Modifier la taille du mandrin pour produire des éléments filtrants de différents diamètres intérieurs. Après la fabrication de chaque élément filtrant, le mandrin doit être remplacé, ce qui réduit l'efficacité de la production.

Dispositif de réception en continu

Le mandrin de réception se présente sous la forme d'une poutre en porte-à-faux, et il y a un arbre de transmission pour la sortie de l'élément filtrant tubulaire. La tête de l'arbre de transmission est filetée, et l'élément filtrant tubulaire est retiré du mandrin de réception et transporté vers le système de découpe.

Lors de la production d'éléments filtrants avec des gradients de densité, il convient d'équiper plusieurs têtes d'extrusion avec des distances de réception différentes.

7. Équipement auxiliaire

Le principal équipement auxiliaire de la ligne de production de produits soufflés par fusion est le four de nettoyage des filières. Le blocage du trou se produit après que la tête de filière de fusion-soufflage a été produite pendant un certain temps. La tête de filière doit alors être remplacée.

La filière de fusion-soufflage remplacée doit être cuite pour éliminer le polymère et les impuretés restant dans la filière. Les vis et les filières sont généralement grillées pour éliminer les polymères résiduels et les impuretés.

2. Matières premières utilisées dans le meltblown

En théorie, toutes les matières premières thermoplastiques (fusion à haute température, solidification à basse température) peuvent être utilisées dans le processus de fusion-soufflage. Le polypropylène est l'une des matières premières les plus utilisées pour la technologie de fusion-soufflage. En outre, les matériaux polymères couramment utilisés pour la technologie de fusion-soufflage comprennent le polyester, le polyamide, le polyéthylène, le polytétrafluoroéthylène, le polystyrène, le PBT, l'EMA, l'EVA, etc.

Le type de polymère détermine son point de fusion et ses propriétés rhéologiques. À chaque matière première polymère correspond un processus de fusion-soufflage, tel que la température de chauffage, le rapport longueur/diamètre de la vis, la forme de la vis, le processus de séchage de la matière première, etc.

Les matières premières polymères oléfines (telles que le polypropylène) ont un degré élevé de polymérisation, de sorte que la température de chauffage est supérieure à son point de fusion de 100 ℃ ou plus, ce qui permet une fusion-soufflage en douceur, tandis que la température de chauffage du polyester est légèrement supérieure à son point de fusion, ce qui permet une fusion-soufflage. Les matières premières d'oléfine n'ont généralement pas besoin d'être séchées. Le polyester doit être séché à l'aide de copeaux.

Le poids moléculaire et la distribution du poids moléculaire des matières premières polymères sont les facteurs les plus importants qui affectent le processus de fusion-soufflage et la performance des tissus non-tissés obtenus par fusion-soufflage.

Pour le procédé de fusion-soufflage, on estime généralement que le faible poids moléculaire et la distribution étroite du poids moléculaire des matières premières polymères sont bénéfiques pour l'uniformité de la nappe de fusion-soufflage. Plus le poids moléculaire du polymère est faible, plus l'indice d'écoulement de la matière fondue est élevé (l'indice d'écoulement de la matière fondue désigne le poids de la matière fondue qui s'écoule en 10 minutes sous une pression et une température données), et plus la viscosité de la matière fondue est faible, plus le procédé de fusion-soufflage convient.

3. la structure et les propriétés des tissus non-tissés obtenus par fusion-soufflage

L'une des caractéristiques des tissus non-tissés obtenus par fusion-soufflage est que la finesse des fibres est faible, généralement inférieure à 10 μm, et que la plupart des fibres ont une finesse de 1 à 4 μm.

Les différentes forces qui s'exercent sur l'ensemble de la ligne de filature, de la buse de la filière de fusion jusqu'au dispositif de réception, ne peuvent être équilibrées (influence de la fluctuation de la force d'étirement de la température élevée et du flux d'air à grande vitesse, de la vitesse et de la température de l'air de refroidissement, etc.

L'uniformité du diamètre de la fibre dans le tissu non tissé filé est nettement meilleure que celle de la fibre soufflée par fusion, car dans le processus de filage, les conditions de filage sont stables, et les conditions d'étirage et de refroidissement ne changent pas.

La cristallinité et l'orientation de la fibre soufflée par fusion sont inférieures à celles de la méthode de filage-liage. Par conséquent, la résistance de la fibre soufflée par fusion est faible, de même que la résistance de la nappe de fibres. La résistance de plusieurs fibres PP est la suivante :

En raison de la faible résistance des fibres obtenues par fusion-soufflage, l'application pratique des tissus non tissés obtenus par fusion-soufflage repose principalement sur les caractéristiques de ses fibres ultrafines.

4.l'application des tissus non tissés obtenus par fusion-soufflage

À l'heure actuelle, les tissus non-tissés obtenus par fusion-soufflage sont principalement utilisés pour :

1 matériau filtrant

La filtration est la séparation des particules dispersées dans un gaz ou un liquide.

Mécanisme de filtration : dépôt par tamisage, dépôt électrostatique, dépôt par diffusion, etc.

Les particules sont-elles plus grandes que la taille des pores du matériau filtrant à tamiser ?

Des études ont montré que : les matériaux filtrants dont la taille des pores est comprise entre dix et dix microns peuvent piéger des poussières jusqu'à 1 µm. Pour améliorer l'effet de sédimentation du tamis, il est nécessaire de réduire la taille des pores du matériau filtrant, c'est-à-dire de réduire la finesse des fibres et d'augmenter la densité du matériau.

Les matériaux non tissés obtenus par fusion-soufflage présentent les avantages suivants : fibres fines, nombreux pores et pores de petite taille.

l'application :

Filtration des gaz : masques médicaux, matériaux filtrants pour climatiseurs intérieurs.

Filtration des liquides : filtration des boissons, filtration de l'eau.

Pour améliorer l'effet de filtrage, la finesse des fibres peut être réduite et la densité du matériau filtrant peut être augmentée, mais cela entraînera une augmentation significative de la résistance au filtrage.

Par conséquent, le matériau non-tissé soufflé par fusion peut être chargé électrostatiquement et son effet filtrant peut être amélioré par l'effet électrostatique, c'est-à-dire le traitement par électret.

Le tissu non-tissé fusionné traité par électrorétraction possède une électricité statique durable et peut s'appuyer sur l'effet électrostatique pour piéger les poussières fines, ce qui lui confère les avantages d'une efficacité de filtration élevée et d'une faible résistance à la filtration.

Le polypropylène présente une résistivité électrique élevée (7×1010Ω-cm) et une grande capacité d'injection de charges. C'est un matériau idéal pour la fabrication de fibres à électret. Les expériences montrent qu'après 1440 heures de stockage du non-tissé de polypropylène soufflé à l'état naturel et fini par électret, l'efficacité de filtration reste inchangée.

Influence de la finition par électret sur l'efficacité de filtration et la résistance des tissus non-tissés obtenus par fusion-soufflage

On peut constater que la résistance à la filtration du tissu non-tissé soufflé par fusion n'a pas changé après la finition par électret, mais que l'efficacité de la filtration a été considérablement améliorée, ce qui est inégalé par d'autres tissus non-tissés.

2. Matériel médical et de santé

Masque médical : matériau composite (SMS) composé d'un matériau filé-lié sur les couches interne et externe, et d'un matériau fondu-soufflé au milieu.

3. Matériaux de protection de l'environnement (matériaux absorbant l'huile)

Le tissu non-tissé thermosoudé en polypropylène est un bon matériau d'absorption des hydrocarbures en raison de ses propriétés matérielles et de sa structure en microfibres. Il a été largement utilisé dans les pays développés tels que l'Europe, l'Amérique, le Japon, etc., notamment pour les déversements d'hydrocarbures en mer, les déversements d'hydrocarbures provenant d'équipements d'usine et le traitement des eaux usées.

Le tissu non-tissé en polypropylène soufflé par fusion possède des propriétés hydrophobes et lipophiles, résiste aux acides forts et aux alcalis, et a une densité inférieure à celle de l'eau. Après absorption d'huile, il peut flotter longtemps sur l'eau sans se déformer et peut être recyclé et stocké pendant longtemps. Les tissus non-tissés thermosoudés en polypropylène sont utilisés pour fabriquer des cordes, des chaînes et des coussins absorbant les hydrocarbures, etc. L'absorption d'huile peut atteindre 10 à 50 fois son poids.

4. Matériaux d'habillement (matériaux de maintien au chaud)

Les matériaux d'isolation thermique doivent avoir de bonnes propriétés d'isolation thermique et peuvent être utilisés pendant une longue période sans que leurs propriétés d'isolation thermique ne changent.

Les expériences montrent que la structure de la maille de fibre est l'un des principaux facteurs affectant les performances de transfert de chaleur des matériaux d'isolation thermique.

L'épaisseur du matériau d'isolation thermique composite soufflé par fusion a peu d'effet sur la perméabilité à l'air, tandis que la perméabilité à l'air des flocons de fibres de polyester augmente rapidement à mesure que l'épaisseur diminue. Par conséquent, le matériau d'isolation thermique composite soufflé par fusion présente une forte résistance au vent.

5. Séparateur de batterie

Le matériau de la membrane est un composant important de la batterie et est souvent placé entre les plaques positives et négatives. Sa fonction principale est d'isoler les plaques positives et négatives afin d'assurer la circulation du diélectrique.

Le polypropylène présente une excellente résistance aux acides et aux alcalis. Les membranes en polypropylène soufflé par fusion présentent les caractéristiques suivantes : pores de petite taille, grande porosité, faible résistance et divers changements de produits.