Introducere în producția și aplicarea țesăturilor nețesute suflate prin topire

Procesul de producție a țesăturilor nețesute topite este de a utiliza aer cald de mare viteză pentru a trage fluxul subțire de polimer topit extrudat din orificiul matriței, formând astfel fibre ultrafine și condensându-se pe perdea de plasă sau rolă și bazându-se pe Bonds în sine pentru a deveni o țesătură nețesută.

Comparație între fibra suflată prin topire și fibra filată:

• Lungimea fibrei: Spunbond este un filament, meltblown este o fibră scurtă.
• Rezistența fibrelor: Rezistența fibrelor Spunbond> Rezistența fibrelor Meltblown.
• Finețea fibrelor: Fibra meltblown este mai subțire decât fibra spun-bond.

Dispozitivele de suflare prin topire sunt împărțite în tipuri orizontale și verticale, în funcție de metodele lor de amplasare.

1. Fluxul procesului și echipamente

Procesul Meltblown

 Pregătirea polimerilor→extrusionarea topiturii→pompă de dozare→asamblarea matriței de suflare a topiturii→întinderea topiturii→răcire→dispozitiv de recepție

Echipamente incluse în pp meltblown linie de producție de țesături nețesute

Echipament principal: alimentator, extrudor cu șurub, pompă de dozare, ansamblu matriță meltblown, compresor de aer, încălzitor de aer, dispozitiv de recepție, dispozitiv de înfășurare. Pentru a produce poliester și alte materii prime, este necesar și un dispozitiv de uscare a așchiilor.

Echipamente auxiliare: cuptor de curățare a matrițelor, dispozitiv de aplicare electrostatică și dispozitiv de pulverizare etc.

1. Alimentator

Instalat pe buncărul extruderului. Funcția alimentatorului este de a aspira feliile de polimer în buncărul extruderului cu șurub. Acesta are de obicei o funcție automată. Cantitatea de alimentare pe unitate de timp poate fi stabilită în funcție de producția întregii linii de producție.

2. Extruder cu șurub

3. Pompă de dozare

4. Ansamblu cap matriță meltblown

Ansamblul matriței este cea mai importantă parte a echipamentului meltblown, incluzând în principal:

1. Sistem de distribuție a topiturii polimerice
2. Sistem de cap de matriță

Sistem de distribuție a topiturii polimerice

Sistemul de distribuție a topiturii polimerice poate asigura că topitura polimerică curge uniform pe lungimea matriței de suflare prin topire și are un timp de rezidență uniform, asigurând astfel că materialul nețesut suflat prin topire are proprietăți mai uniforme pe toată lățimea.

Sistem de matrițe

Sistemul capului matriței este compus din filieră, placă de gaz, elemente de încălzire și conservare a căldurii etc.

Uniformitatea produselor meltblown este strâns legată de matriță. În general, precizia de prelucrare a capului matriței meltblown este ridicată, astfel încât costul de fabricație al capului matriței este scump.

5. Încălzitor de aer

Procesul meltblown necesită mult aer cald. Aerul comprimat emis de compresorul de aer este dezumidificat și filtrat, apoi trimis la încălzitorul de aer pentru încălzire și apoi trimis la ansamblul matriței meltblown. Încălzitorul de aer este un recipient sub presiune și, în același timp, trebuie să reziste oxidării aerului la temperaturi ridicate, astfel încât materialul trebuie să fie oțel inoxidabil.

6. Dispozitiv de recepție

Principalele tipuri de dispozitive de recepție pentru procesul de topire-suflare sunt: tipul cu role, tipul cu ecran plat

Turnare tridimensională (mandrină): dispozitiv pentru producerea de elemente filtrante

Adoptă un dispozitiv de recepție tridimensional, împărțit în recepție intermitentă și recepție continuă.

Dispozitiv de recepție intermitentă

Dispozitivul de recepție se mișcă înainte și înapoi, iar fibrele sunt înfășurate pe mandrină în mai multe straturi; distanța de recepție este modificată pentru a produce un element filtrant cu un gradient de densitate;

Modificați dimensiunea mandrinei pentru a produce elemente filtrante cu diametre interioare diferite. După producerea fiecărui element filtrant, mandrina trebuie înlocuită, astfel încât eficiența producției este scăzută.

Dispozitiv de recepție continuă

Mandrina de recepție are forma unei grinzi cantilever și este prevăzută cu un arbore de transmisie pentru ieșirea elementului filtrant tubular. Capătul de cap al arborelui de transmisie este filetat, iar elementul filtrant tubular este scos din mandrina de recepție și transportat la sistemul de tăiere.

Atunci când se produc elemente filtrante cu gradienți de densitate, trebuie echipate mai multe capete de matriță cu distanțe de recepție diferite.

7. Echipamente auxiliare

Principalul echipament auxiliar al liniei de producție meltblown este cuptorul de curățare a matriței. Blocarea găurii va apărea după ce capul matriței meltblown este produs pentru o anumită perioadă de timp. În acest moment, capul matriței meltblown trebuie să fie înlocuit.

Matrița meltblown înlocuită trebuie să fie arsă pentru a îndepărta polimerul și impuritățile rămase în matriță. Șuruburile și spinnerele sunt de obicei prăjite pentru a îndepărta polimerii reziduali și impuritățile.

2. Materii prime utilizate în meltblown

În teorie, toate materiile prime pentru cipuri polimerice termoplastice (topire la temperatură ridicată, solidificare la temperatură scăzută) pot fi utilizate în procesul meltblown. Polipropilena este una dintre cele mai utilizate materii prime pentru tehnologia meltblown. În plus, materialele polimerice utilizate în mod obișnuit pentru tehnologia meltblown includ poliester, poliamidă, polietilenă, politetrafluoroetilenă, polistiren, PBT, EMA, EVA etc.

Tipul de polimer determină punctul său de topire și proprietățile reologice. Pentru fiecare materie primă polimerică, există un proces corespunzător de suflare a topiturii, cum ar fi temperatura de încălzire, raportul dintre lungimea și diametrul șurubului, forma șurubului, procesul de uscare a materiei prime etc., există anumite diferențe.

Materiile prime polimerice olefinice (cum ar fi polipropilena) au un grad ridicat de polimerizare, astfel încât temperatura de încălzire este mai mare decât punctul său de topire 100 ℃ sau mai mare poate fi topită fără probleme, în timp ce temperatura de încălzire a poliesterului este ușor mai mare decât punctul său de topire poate fi topită. Materiile prime olefinice nu trebuie, în general, să fie uscate. Poliesterul trebuie să fie uscat prin așchiere.

Greutatea moleculară și distribuția greutății moleculare a materiilor prime polimerice sunt cei mai importanți factori care afectează procesul de suflare prin topire și performanța țesăturilor nețesute suflate prin topire.

Pentru procesul de suflare prin topire, se consideră în general că greutatea moleculară scăzută și distribuția îngustă a greutății moleculare a materiilor prime polimerice sunt benefice pentru uniformitatea pânzei suflate prin topire. Cu cât este mai mică greutatea moleculară a polimerului, cu atât este mai mare indicele de curgere a topiturii (MFI, indicele de curgere a topiturii, se referă la greutatea topiturii care curge în 10 minute la o anumită presiune și temperatură), iar cu cât este mai mică vâscozitatea topiturii, cu atât este mai adecvat Procesul de suflare prin topire are un efect de tiraj mai slab.

3.structura și proprietățile țesăturilor nețesute suflate prin topire

Una dintre caracteristicile țesăturilor nețesute topite este că finețea fibrelor este mică, de obicei mai mică de 10 μm, iar cea mai mare parte a fineții fibrelor este de 1 până la 4 μm.

Diferitele forțe de pe întreaga linie de filare de la duza matriței meltblown la dispozitivul de recepție nu pot fi echilibrate (influența fluctuației forței de întindere a fluxului de aer la temperatură ridicată și de mare viteză, viteza și temperatura aerului de răcire etc.), ceea ce face ca fibra meltblown Diferite dimensiuni de finețe.

Uniformitatea diametrului fibrei în țesătura nețesută cu legătură filată este semnificativ mai bună decât cea a fibrei suflate prin topire, deoarece în procesul de legătură filată, condițiile procesului de filare sunt stabile, iar condițiile de tragere și răcire neschimbătoare.

Cristalinitatea și orientarea fibrelor suflate prin topire sunt mai mici decât cele ale metodei de legare prin filare. Prin urmare, rezistența fibrelor suflate prin topire este scăzută, iar rezistența pânzei de fibre este, de asemenea, scăzută. Rezistența mai multor fibre PP este după cum urmează:

Datorită rezistenței reduse a fibrelor topite, aplicarea practică a țesăturilor nețesute topite se datorează în principal caracteristicilor fibrelor sale ultrafine.

4.aplicarea țesăturilor nețesute suflate prin topire

În prezent, țesăturile nețesute suflate de topire sunt utilizate în principal pentru:

1 material filtrant

Filtrarea este separarea particulelor dispersate în gaz sau lichid.

Mecanismul de filtrare: depunerea prin cernere, depunerea electrostatică, depunerea prin difuzie etc.

Particulele sunt mai mari decât dimensiunea porilor materialului filtrant care urmează să fie cernut?

Studiile au arătat că: materialele filtrante cu o dimensiune a porilor între zece și zeci de microni pot capta praful de până la 1 µm. Pentru a îmbunătăți efectul de sedimentare al sită, este necesar să se reducă dimensiunea porilor materialului filtrant, adică să se reducă finețea fibrelor și să se crească densitatea materialului.

Materialele nețesute suflate prin topire au avantajele fibrelor fine, a porilor numeroși și a porilor de dimensiuni mici.

cerere:

Filtrarea gazelor: măști medicale, materiale filtrante pentru aparate de aer condiționat de interior.

Filtrarea lichidelor: filtrarea băuturilor, filtrarea apei.

Pentru a îmbunătăți efectul de filtrare, finețea fibrelor poate fi redusă și densitatea materialului filtrant poate fi crescută, dar aceasta va determina o creștere semnificativă a rezistenței la filtrare.

Prin urmare, materialul nețesut suflat prin topire trebuie să fie încărcat electrostatic, iar efectul său de filtrare poate fi îmbunătățit prin efectul electrostatic, adică tratamentul electret.

Țesătura nețesută suflată prin topire tratată cu electret are electricitate statică de lungă durată și se poate baza pe efectul electrostatic pentru a reține praful fin, astfel încât are avantajele unei eficiențe ridicate de filtrare și a unei rezistențe scăzute la filtrare.

Polipropilena are o rezistivitate electrică ridicată (7×1010Ω-cm) și o capacitate mare de injectare a sarcinilor. Este un material ideal pentru fabricarea fibrelor electret. Experimentele arată că, după 1440 de ore de depozitare în stare naturală a țesăturii nețesute din polipropilenă suflată prin topire finisată cu electret, eficiența filtrării rămâne neschimbată.

Influența finisajului electret asupra eficienței și rezistenței la filtrare a țesăturilor nețesute suflate prin topire

Se poate observa că rezistența la filtrare a țesăturii nețesute suflate prin topire nu s-a schimbat după finisarea cu electret, dar eficiența filtrării a fost îmbunătățită foarte mult, ceea ce este de neegalat de alte țesături nețesute.

2. Materiale medicale și de sănătate

Mască medicală: un material compozit (SMS) alcătuit din material filat pe straturile interioare și exterioare și din material topit suflat la mijloc.

3. Materiale de protecție a mediului (materiale de absorbție a uleiului)

Țesătura nețesută meltblown din polipropilenă este un material bun de absorbție a uleiului datorită proprietăților sale materiale și structurii microfibrelor. Acesta a fost utilizat pe scară largă în țările dezvoltate, cum ar fi Europa, America, Japonia etc., cum ar fi deversările marine de petrol, deversările de petrol de la echipamentele din fabrică și tratarea apelor uzate.

Țesătura nețesută meltblown din polipropilenă are proprietăți hidrofobe și lipofile, este rezistentă la acizi și baze puternice și are o densitate mai mică decât apa. După absorbția uleiului, aceasta poate pluti pe apă pentru o perioadă lungă de timp fără deformare și poate fi reciclată și depozitată pentru o perioadă lungă de timp. Țesăturile nețesute din polipropilenă suflată prin topire sunt transformate în corzi de absorbție a uleiului, lanțuri de absorbție a uleiului, perne de absorbție a uleiului etc. Absorbția de ulei poate atinge de 10-50 de ori greutatea sa.

4. Materiale de îmbrăcăminte (materiale de menținere a căldurii)

Materialele termoizolante trebuie să aibă proprietăți bune de izolare termică și să poată fi utilizate timp îndelungat fără a-și schimba proprietățile termoizolante.

Experimentele arată că structura ochiurilor de fibre este unul dintre principalii factori care afectează performanța de transfer de căldură a materialelor termoizolante.

Pentru materialul termoizolant compozit topit, grosimea acestuia are un efect redus asupra permeabilității la aer, în timp ce permeabilitatea la aer a fulgilor din fibre de poliester crește rapid pe măsură ce grosimea scade. Prin urmare, materialul termoizolant compozit meltblown are o rezistență puternică la vânt.

5. Separator baterie

Materialul diafragmei este o componentă importantă a bateriei și este adesea plasat între plăcile pozitivă și negativă. Funcția principală este de a izola plăcile pozitive și negative pentru a asigura fluxul dielectricului.

Materialul din polipropilenă are o rezistență excelentă la acizi și alcali. Materialul diafragmei din polipropilenă suflată prin topire are caracteristicile dimensiunii mici a porilor, porozității mari, rezistenței mici și schimbărilor diverse ale produsului.