멜 트블로운 부직포의 생산 및 응용 소개

멜 트블로운 부직포의 생산 공정은 고속 열풍을 사용하여 다이의 오리피스에서 압출 된 폴리머 용융물의 얇은 흐름을 끌어 당겨 초 미세 섬유를 형성하고 그물 커튼 또는 롤러에 응축시켜 본드 자체에 의존하여 부직포가되는 것입니다.

멜트블로운 파이버와 스펀 본드 파이버의 비교:

• 섬유 길이: 스펀본드는 필라멘트, 멜트블로운은 짧은 섬유입니다.
• 섬유 강도: 스펀본드 섬유 강도 > 멜트블로운 섬유 강도.
• 섬유 섬도: 멜트블로운 파이버는 스펀 본드 파이버보다 가늘습니다.

멜트 블로잉 장치는 배치 방식에 따라 수평형과 수직형으로 나뉩니다.

1. 프로세스 흐름 및 장비

멜트블로운 프로세스

 폴리머 준비→용융 압출→계량 펌프→용융 블로잉 다이 조립→용융 세류 연신→냉각→수납 장치

다음에 포함된 장비 PP 멜트블로운 부직포 생산 라인

주요 장비피더, 스크류 압출기, 계량 펌프, 멜트블로운 다이 어셈블리, 공기 압축기, 공기 히터, 수신 장치, 와인딩 장치. 폴리에스테르 및 기타 원료를 생산하려면 칩 건조 장치도 필요합니다.

보조 장비다이 세정로, 정전기 도포 장치, 스프레이 장치 등

1. 피더

압출기의 호퍼에 설치됩니다. 피더의 기능은 폴리머 슬라이스를 스크류 압출기의 호퍼로 빨아들이는 것입니다. 일반적으로 자동 기능이 있습니다. 단위 시간당 공급량은 전체 생산 라인의 생산량에 따라 설정할 수 있습니다.

2. 스크류 압출기

3. 계량 펌프

4. 멜트블로운 다이 헤드 어셈블리

다이 어셈블리는 멜트블로운 장비에서 가장 중요한 부분으로, 주로 다음을 포함합니다:

1. 폴리머 용융 분배 시스템
2. 다이 헤드 시스템

폴리머 용융 분배 시스템

폴리머 용융 분배 시스템은 폴리머 용융물이 멜 트블로운 다이의 길이를 따라 균일하게 흐르고 균일 한 체류 시간을 가지도록하여 멜 트블로운 부직포가 폭에 걸쳐보다 균일 한 특성을 갖도록 보장 할 수 있습니다.

다이 시스템

다이 헤드 시스템은 방적구, 가스 플레이트, 가열 및 보온 요소 등으로 구성됩니다.

멜트블로운 제품의 균일성은 다이와 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 멜트블로운 다이 헤드의 가공 정확도가 높기 때문에 다이 헤드의 제조 비용이 비쌉니다.

5. 에어 히터

멜트블로운 공정에는 많은 양의 뜨거운 공기가 필요합니다. 공기 압축기에서 출력된 압축 공기는 제습 및 여과된 후 가열을 위해 에어 히터로 보내진 다음 멜트블로운 다이 어셈블리로 보내집니다. 에어 히터는 압력 용기인 동시에 고온 공기의 산화에 저항해야 하므로 소재는 스테인리스 스틸이어야 합니다.

6. 수신 장치

멜트블로운 공정 수신 장치의 주요 유형은 롤러형, 평면형입니다.

3차원 성형(맨드릴): 필터 요소 생산용 장치

간헐적 수신과 연속 수신으로 구분되는 3차원 수신 장치를 채택합니다.

간헐적 수신 장치

수신 장치는 앞뒤로 움직이고 섬유는 맨드릴에 여러 층으로 감겨 있으며 수신 거리가 변경되어 밀도 구배를 가진 필터 요소를 생성합니다;

맨드릴의 크기를 변경하여 내경이 다른 필터 요소를 생산합니다. 각 필터 요소를 만든 후에는 맨드릴을 교체해야 하므로 생산 효율이 낮습니다.

연속 수신 장치

수신 맨드릴은 캔틸레버 빔 형태이며 튜브형 필터 요소를 출력하기 위한 전송 샤프트가 있습니다. 전송 샤프트의 헤드 엔드는 나사산이 있고 튜브형 필터 요소는 수신 맨드릴에서 당겨져 절단 시스템으로 이송됩니다.

밀도 구배가 있는 필터 요소를 생산할 때는 수신 거리가 다른 여러 개의 다이 헤드를 장착해야 합니다.

7. 보조 장비

멜트블로운 생산 라인의 주요 보조 장비는 다이 세척로입니다. 멜트블로운 다이 헤드가 생산된 후 얼마 동안 구멍 막힘이 발생합니다. 이때 멜트블로운 다이 헤드를 교체해야 합니다.

교체된 멜트블로운 다이를 소성하여 다이에 남아있는 폴리머와 불순물을 제거해야 합니다. 나사 및 방적구는 일반적으로 잔류 폴리머와 불순물을 제거하기 위해 구워집니다.

2. 멜트블로운에 사용되는 원자재

이론적으로는 모든 열가소성(고온 용융, 저온 응고) 폴리머 칩 원료를 멜트블로운 공정에 사용할 수 있습니다. 폴리프로필렌은 멜트블로운 기술에 가장 널리 사용되는 칩 재료 중 하나입니다. 또한 멜트블로운 기술에 일반적으로 사용되는 폴리머 칩 재료로는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, PBT, EMA, EVA 등이 있습니다.

폴리머의 종류에 따라 융점과 유변학적 특성이 결정됩니다. 각 폴리머 원료마다 가열 온도, 나사 길이 대 직경 비율, 나사 형태, 원료 건조 공정 등과 같은 해당 용융 블로잉 공정이 있으며, 특정 차이가 있습니다.

올레핀 폴리머 원료 (예 : 폴리 프로필렌)는 중합도가 높기 때문에 가열 온도가 녹는점 100 ℃ 이상이면 원활하게 멜 트블로운 할 수 있고 폴리 에스테르 가열 온도가 녹는점보다 약간 높으면 멜 트블로운 할 수 있습니다. 올레핀 원료는 일반적으로 건조할 필요가 없습니다. 폴리에스터는 칩 건조해야 합니다.

고분자 원료의 분자량과 분자량 분포는 멜트블로운 공정과 멜트블로운 부직포의 성능에 영향을 미치는 가장 중요한 요소입니다.

멜 트블로운 공정의 경우 일반적으로 폴리머 원료의 저 분자량과 좁은 분자량 분포가 멜 트블로운 웹의 균일성에 유리하다고 믿어집니다. 폴리머의 분자량이 낮을수록 용융 유동 지수 (MFI, 용융 유동 지수, 특정 압력과 온도에서 10 분 안에 흘러 나오는 용융물의 무게를 나타냄)가 높고 용융 점도가 낮을수록 더 적합합니다. 멜 트블로운 공정은 드래프트 효과가 더 약합니다.

3. 멜 트블로운 부직포의 구조 및 특성

멜 트블로운 부직포의 특징 중 하나는 섬유 섬도가 일반적으로 10μm 미만으로 작고 대부분의 섬유 섬도가 1 ~ 4μm라는 것입니다.

멜 트블로운 다이 노즐에서 수신 장치까지 전체 방사 라인에 가해지는 다양한 힘 (고온 및 고속 기류의 연신력 변동, 냉각 공기의 속도 및 온도 등의 영향)의 균형을 맞출 수 없으므로 멜 트블로운 섬유의 미세도가 다릅니다.

스펀 본드 부직포 웹에서 섬유 직경의 균일 성은 스펀 본드 공정에서 방적 공정 조건이 안정적이고 통풍 및 냉각 조건이 변하지 않기 때문에 멜 트블로운 섬유보다 훨씬 우수합니다.

멜트블로운 섬유의 결정성과 방향성은 스펀 본드 방식보다 작습니다. 따라서 멜트블로운 섬유의 강도가 약하고 섬유 웹의 강도도 약합니다. 여러 PP 섬유의 강도는 다음과 같습니다:

멜 트블로운 섬유의 강도가 낮기 때문에 멜 트블로운 부직포의 실제 적용은 주로 초극세 섬유의 특성 때문입니다.

4. 멜 트블로운 부직포의 적용

현재 멜트블로운 부직포는 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다:

필터 재료 1개

여과는 기체 또는 액체에 분산된 입자상 물질을 분리하는 것입니다.

여과 메커니즘: 체질 증착, 정전기 증착, 확산 증착 등

입자가 체질할 필터 재료의 기공 크기보다 큰가요?

연구에 따르면 기공 크기가 10~수십 마이크론인 필터 재료는 최대 1µm의 먼지를 걸러낼 수 있습니다. 체의 침전 효과를 개선하려면 필터 재료의 기공 크기, 즉 섬유의 미세도를 줄이고 재료의 밀도를 높여야 합니다.

멜트블로운 부직포 소재는 섬유가 미세하고 기공이 많으며 기공 크기가 작다는 장점이 있습니다.

응용 프로그램입니다:

가스 여과: 의료용 마스크, 실내 에어컨용 필터 재료.

액체 여과: 음료 여과, 물 여과.

필터링 효과를 향상시키기 위해 섬유의 미세도를 줄이고 필터 재료의 밀도를 높일 수 있지만 필터링 저항이 크게 증가하게 됩니다.

따라서 멜 트블로운 부직포 소재를 정전기로 충전하고 정전기 효과, 즉 일렉 트릿 처리를 통해 필터링 효과를 향상시킬 수 있습니다.

일렉트릿 처리된 멜트블로운 부직포는 정전기가 오래 지속되고 정전기 효과를 이용해 미세먼지를 포집할 수 있어 여과 효율이 높고 여과 저항이 낮다는 장점이 있습니다.

폴리프로필렌은 전기 저항이 높고(7×1010Ω-cm) 전하 주입 용량이 큽니다. 일렉트릿 섬유를 만드는 데 이상적인 소재입니다. 실험에 따르면 일렉트릿으로 완성된 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포를 자연 상태로 1440시간 보관해도 여과 효율은 변하지 않는 것으로 나타났습니다.

일렉트릿 마감이 멜트블로운 부직포의 여과 효율 및 저항에 미치는 영향

멜 트블로운 부직포의 여과 저항은 일렉 트릿 마감 후에도 변하지 않았지만 여과 효율은 다른 부직포와 비교할 수없는 많이 개선되었음을 알 수 있습니다.

2. 의료 및 건강 자료

의료용 마스크: 내층과 외층은 스펀본드 소재로, 중간은 멜트블로운 소재로 만든 복합 소재(SMS)입니다.

3. 환경 보호 재료(유흡착 재료)

폴리프로필렌 멜트블로운 부직포는 소재의 특성과 극세사 구조로 인해 기름을 잘 흡수하는 소재입니다. 유럽, 미국, 일본 등 선진국에서는 해양 기름 유출, 공장 설비에서 발생하는 기름 유출, 하수 처리 등에 널리 사용되고 있습니다.

폴리프로필렌 멜 트블로운 부직포는 소수성 및 친유성 특성을 가지고 있으며 강산 및 알칼리에 강하고 물보다 밀도가 낮습니다. 기름을 흡수한 후에도 변형 없이 오랫동안 물 위에 떠 있을 수 있으며 재활용 및 장기 보관이 가능합니다. 폴리 프로필렌 멜 트블로운 부직포는 기름 흡수 코드, 기름 흡수 체인, 기름 흡수 베개 등으로 만들어집니다. 오일 흡수량은 무게의 10~50배에 달할 수 있습니다.

4. 의류 소재(보온 소재)

단열재는 단열 특성이 우수해야 하며, 단열 특성의 변화 없이 오랫동안 사용할 수 있어야 합니다.

실험 결과 섬유 메시 구조가 단열재의 열전달 성능에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나임을 알 수 있습니다.

멜트블로운 복합 단열재의 경우 두께는 공기 투과성에 거의 영향을 미치지 않지만 폴리에스테르 섬유 플레이크의 공기 투과성은 두께가 감소함에 따라 급격히 증가하는 반면, 멜트블로운 복합 단열재는 공기 투과성이 강합니다. 따라서 멜트블로운 복합 단열재는 내풍성이 강합니다.

5. 배터리 분리기

다이어프램 소재는 배터리의 중요한 구성 요소이며 양극판과 음극판 사이에 배치되는 경우가 많습니다. 주요 기능은 양극판과 음극판을 절연하여 유전체의 흐름을 보장하는 것입니다.

폴리프로필렌 소재는 내산성 및 내알칼리성이 우수합니다. 폴리프로필렌 멜트블로운 다이어프램 소재는 기공 크기가 작고 다공성이 크며 저항이 작고 제품 변화가 다양한 특성을 가지고 있습니다.