熔喷法工艺ppt课件
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熔喷工艺知识
美国海军实验室研究并开发用于收集上层大气中放射 性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。 20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一 步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。 20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发， 一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制造， 其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。
通常的方法是尽量保证每孔聚合物和热空气的 流量相等，可采用了较长的聚合物熔体分配通道 以及迷宫式热空气通道。
熔喷模头清洁处理时应注意防止变形和损伤。
36
（5）熔喷超细纤维成形机理
1） 熔体从喷丝孔挤出
熔喷工艺与传统纺丝具有相似原理，聚合物熔 体从模头喷丝孔挤出的历程可分为入口区、孔流 区和膨化区。
5
四、熔喷非织造工艺的特点：
1、能耗大； 2、超细纤维纤网结构； 3、过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点； 4、纤维取向度较差； 5、纤维强力低；
6
§8-1 熔喷聚合物原料及性能
一、熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求 从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均
可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的 一种切片原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合 物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙 烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯 等。
4
三、我国熔喷非织造工艺的发展情况
我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年 代中期，80年代中后期，熔喷法非织造布在我国 得到推广应用，主要产品有过滤材料、吸油材料、 保暖材料、电池隔膜等。
我国现有熔喷法非织造布生产线60多条，其 中引进1.5m~2.5m幅宽生产线6条，其余为国产间 歇式生产线，生产能力为1万吨/年。由于间歇式 与连续式熔喷非织造布产品相互间具有不可替代 性，因此两种工艺方法仍将相辅相成。
通常的方法是尽量保证每孔聚合物和热空气的 流量相等，可采用了较长的聚合物熔体分配通道 以及迷宫式热空气通道。
熔喷模头清洁处理时应注意防止变形和损伤。
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（5）熔喷超细纤维成形机理
1） 熔体从喷丝孔挤出
熔喷工艺与传统纺丝具有相似原理，聚合物熔 体从模头喷丝孔挤出的历程可分为入口区、孔流 区和膨化区。
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四、熔喷非织造工艺的特点：
1、能耗大； 2、超细纤维纤网结构； 3、过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点； 4、纤维取向度较差； 5、纤维强力低；
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§8-1 熔喷聚合物原料及性能
一、熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求 从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均
可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的 一种切片原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合 物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙 烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯 等。
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三、我国熔喷非织造工艺的发展情况
我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年 代中期，80年代中后期，熔喷法非织造布在我国 得到推广应用，主要产品有过滤材料、吸油材料、 保暖材料、电池隔膜等。
我国现有熔喷法非织造布生产线60多条，其 中引进1.5m~2.5m幅宽生产线6条，其余为国产间 歇式生产线，生产能力为1万吨/年。由于间歇式 与连续式熔喷非织造布产品相互间具有不可替代 性，因此两种工艺方法仍将相辅相成。
东华大学熔喷纺粘法ppt
NONWOVEN
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纺丝成网的主要设备——螺杆挤压机
NONWOVEN
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1、切片输送、原料配备
远距离输送原料最常用的是气流 输送法，根据输送气流压力高低不同 ，气流输送可分为高压气流输送和低 压气流输送；低压气流输送方法较多 ，而最常见的是真空上料系统。 三组分原料配比设备
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料斗
计量泵
纺丝箱
冷却风 螺杆挤出机 牵伸装置 分丝 至卷绕 成网装置
加固
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原料输送及配料
螺杆挤出机
纺丝箱体 计量泵 纺丝组件 冷却装置
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熔体纺丝的主要设备——螺杆挤压机
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一、切片干燥
1、切片干燥目的
去除水分 防止水解：聚合度减低，强度降低 防止气泡丝 一般PA、PET湿切片的含水率0.4-0.5% 干 燥 后 常规纺： 含水率0.01~0.02% 高速纺：含水率0.003%~0.005%
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（1）干燥塔
干燥塔分上下两段，上段是预结晶 器5，下段是充填式干燥器7。预结 晶器内有一特殊设计的搅拌器4，能 使切片保持不断运动。预结晶器与 充填式干燥器之间用可调式料位管6 连接。 干燥塔的特点是预结晶器与干燥器 均为充填式，安装在一个塔内，设 备简单，管道少．占地空间小。 （2）热风系统
膜裂法
目前，纺丝成网工艺以熔融纺丝为主，溶剂纺较 少，而湿纺未见有工业化生产的报道。
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纺粘法工艺原理
聚合物切片送入螺杆挤出机，经熔融、挤压、过滤、 计量后，由喷丝孔喷出，长丝丝束经气流冷却牵伸后，均 匀铺放在凝网帘上，形成的长丝纤网经热粘合、化学粘合 或针刺加固后成为纺丝成网法非织造材料。 工艺流程 聚合物切片→切片烘燥→熔融挤压→纺丝→冷却→ →牵伸→分丝→铺网→加固→切边→卷绕
熔喷法无纺布生产工艺介绍
精品课件
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1.上料机 安装于挤出机料斗之上。上料机的功能是将聚合
物切片抽吸至螺杆挤出机料斗，通常具有自动功能， 可按整个生产线的产量来设定单位时间的送料量。
精品课件
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2.螺杆挤出机 参见第六章相关内容。
3.计量泵 参见第六章相关内容。
4.熔喷模头组合件 模头组合件是熔喷设备中最关键的部分，其中最重
该种结构可得到较大的喷丝孔长径比，模头清洁
较方便，但加工精度和装配精度要求高，目前应用
较少。
精品课件
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Kasen公司熔喷模头
精品课件
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5.空气加热器
熔喷工艺需用大量的热空气。空压机输出的压
缩空气经除湿过滤后输送到空气加热器加热，然后再
送至熔喷模头组合件。空气加热器是压力容器，同时
要抵抗高温空气的氧化作用，因此材料必须选用不锈
第八章 熔喷法 （Melt Blowing）
精品课件
1
第一节 概述 第二节 熔喷的工艺原理与设备 第三节 熔喷用原料 第四节 熔喷产品性能和应用 第五节 熔喷的技术进展
精品课件
2
第一节 概 述
熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起 源于20世纪50年代初。
20世纪50年代初，美国海军实验室为收集核试验产 生的放射性微粒，开始研制具有超细过滤效果的过滤材料， 1954年发表研究成果。
垂直式
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熔喷过程
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纺粘法
二、工艺流程与设备 （一）熔喷的工艺流程
聚合物准备→熔融挤压→计量泵→熔喷模头组合件→ 熔体细流拉伸→冷却→接收装置 （二）熔喷设备
主要设备：上料机、螺杆挤出机、计量泵、熔喷模头 组合件、空压机、空气加热器、接收装置、卷绕装置。
熔喷法 (3)ppt课件
熔喷系统
熔喷系统原理图
16
▪ Biax熔喷头示意图
1－聚合物熔体 2－空气腔 3－毛细管 4－热空气流 5－喷嘴中心板 6－ 空气盖板 7－挤出的纤维
喷丝板结构示意图
17
❖ 日本NKK熔喷生产线
18
❖ 其他
美国J & M公司熔喷设备
19
❖ 熔喷非织造布发展趋势
▪ 复合——纺粘一熔喷复合生产线
滤效 (％)
阻力 (Pa)
100
驻极
未驻 极
150
驻极
未驻 极
97.75 53.29 94.88 36.5
3.68 3.68 2.94 2.94
94.5 25.75 91.0 23.0
2.94 2.94 1.96 1.96
200
驻极
未驻 极
250
驻极
未驻 极
94.13 41纤维过滤材料生产方法 ❖ ▲熔喷是一种快速成纤工艺，采用高速热空气对
挤出细丝进行拉伸（现在改用其它方法拉伸也 可），直接由聚合物或树酯一步制成超细纤维网 或产品。 ❖ ▲熔喷法包括：闪纺法、静电法、离心法
1
熔喷法
1
熔喷法工艺原理
2
熔喷工艺与产品性能
3
典型熔喷技术和设备及其发展
l-螺杆挤压机 2-计量泵 3-喷头 4-成网机 5-纺粘设备 6-复合机 7-卷绕分切机
20
▪ 复合——熔喷一薄膜复合生产线
l一挤压机 2一计量泵 3一喷头 4一成网机 5一薄膜退卷机 6一复合机 7一卷绕分切机
21
▪ 复合——纺粘一熔喷－薄膜“三合一”复合
l-纺粘法非织造布 2-挤压机 3-喷头 4-成网机 5-薄膜退卷机 6-复合机 7-卷绕分切机
熔喷系统原理图
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▪ Biax熔喷头示意图
1－聚合物熔体 2－空气腔 3－毛细管 4－热空气流 5－喷嘴中心板 6－ 空气盖板 7－挤出的纤维
喷丝板结构示意图
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❖ 日本NKK熔喷生产线
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❖ 其他
美国J & M公司熔喷设备
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❖ 熔喷非织造布发展趋势
▪ 复合——纺粘一熔喷复合生产线
滤效 (％)
阻力 (Pa)
100
驻极
未驻 极
150
驻极
未驻 极
97.75 53.29 94.88 36.5
3.68 3.68 2.94 2.94
94.5 25.75 91.0 23.0
2.94 2.94 1.96 1.96
200
驻极
未驻 极
250
驻极
未驻 极
94.13 41纤维过滤材料生产方法 ❖ ▲熔喷是一种快速成纤工艺，采用高速热空气对
挤出细丝进行拉伸（现在改用其它方法拉伸也 可），直接由聚合物或树酯一步制成超细纤维网 或产品。 ❖ ▲熔喷法包括：闪纺法、静电法、离心法
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熔喷法
1
熔喷法工艺原理
2
熔喷工艺与产品性能
3
典型熔喷技术和设备及其发展
l-螺杆挤压机 2-计量泵 3-喷头 4-成网机 5-纺粘设备 6-复合机 7-卷绕分切机
20
▪ 复合——熔喷一薄膜复合生产线
l一挤压机 2一计量泵 3一喷头 4一成网机 5一薄膜退卷机 6一复合机 7一卷绕分切机
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▪ 复合——纺粘一熔喷－薄膜“三合一”复合
l-纺粘法非织造布 2-挤压机 3-喷头 4-成网机 5-薄膜退卷机 6-复合机 7-卷绕分切机
第八章《熔喷非织造布》 非织造布技术 教学课件
德国Reifenhauser公司的Reicofil单头熔喷生产线
§8-3 熔喷生产流程与设备
德国Reifenhauser公司的Reicofil双头熔喷生产线
§8-3 熔喷生产流程与设备
德国Reifenhauser公司的Reicofil离线式SMS复合生产线
§8-3 熔喷生产流程与设备
德国Reifenhauser公司的Reicofil熔喷生产线的熔喷模头
§8-2 熔喷工艺采用原料
4、乙烯类聚合物 熔喷工艺中应用较多的乙烯类聚合物有三种：
线性低密度聚乙烯(LLDPE)，乙烯－醋酸乙烯共 聚物(EVA)，以及乙烯－丙烯酸甲酯共聚物(EMA)。
LLDPE应用最多，与聚丙烯熔喷法非织造布 相比，采用LLDPE为原料的熔喷法非织造材料具 有低得多的弯曲刚度，因此手感更柔软，悬垂性 更好。LLDPE耐γ射线照射的能力较好，因此更适 合于医疗卫生产品。
聚合物挤压法非织造布
定义： 利用化学纤维的纺丝原理，在聚合物纺丝成
形过程中将纤维直接铺置成网，然后采用机械 的、化学的或热的方法来加固纤维网而制成的 非织造布。
分类： 熔喷法 纺丝成网法 膜裂法
§8-1 熔喷工艺发展历史与特点
一、国外发展简况
➢ 1951年—1954年，美国海军研究所开始研究开发超细纤维过 滤材料，用气流喷射纺丝法生产出超细纤维非织造布，是熔 喷法非织造布的先驱。
聚合物原料性能：分子量、熔融指数、熔点等
在线参数：生产过程中可按需调节的变量 熔喷工艺条件
离线参数：设备不运转时才能调节的变量
§8-4 熔喷产品性能与应用
1、熔融指数 研究表明：熔融指数越高，熔喷成形单
纤维的强力越低，断裂伸长越小。
§8-4 熔喷产品性能与应用
§8-3 熔喷生产流程与设备
德国Reifenhauser公司的Reicofil双头熔喷生产线
§8-3 熔喷生产流程与设备
德国Reifenhauser公司的Reicofil离线式SMS复合生产线
§8-3 熔喷生产流程与设备
德国Reifenhauser公司的Reicofil熔喷生产线的熔喷模头
§8-2 熔喷工艺采用原料
4、乙烯类聚合物 熔喷工艺中应用较多的乙烯类聚合物有三种：
线性低密度聚乙烯(LLDPE)，乙烯－醋酸乙烯共 聚物(EVA)，以及乙烯－丙烯酸甲酯共聚物(EMA)。
LLDPE应用最多，与聚丙烯熔喷法非织造布 相比，采用LLDPE为原料的熔喷法非织造材料具 有低得多的弯曲刚度，因此手感更柔软，悬垂性 更好。LLDPE耐γ射线照射的能力较好，因此更适 合于医疗卫生产品。
聚合物挤压法非织造布
定义： 利用化学纤维的纺丝原理，在聚合物纺丝成
形过程中将纤维直接铺置成网，然后采用机械 的、化学的或热的方法来加固纤维网而制成的 非织造布。
分类： 熔喷法 纺丝成网法 膜裂法
§8-1 熔喷工艺发展历史与特点
一、国外发展简况
➢ 1951年—1954年，美国海军研究所开始研究开发超细纤维过 滤材料，用气流喷射纺丝法生产出超细纤维非织造布，是熔 喷法非织造布的先驱。
聚合物原料性能：分子量、熔融指数、熔点等
在线参数：生产过程中可按需调节的变量 熔喷工艺条件
离线参数：设备不运转时才能调节的变量
§8-4 熔喷产品性能与应用
1、熔融指数 研究表明：熔融指数越高，熔喷成形单
纤维的强力越低，断裂伸长越小。
§8-4 熔喷产品性能与应用
熔喷法无纺布生产工艺介绍ppt课件
管状滤芯输出螺24纹头
7. 辅助设备
熔喷生产线最主要的辅助设备就是模头清洁炉。熔 喷模头生产一段时间后会发生堵孔现象，这时需要更换 熔喷模头。
替换下来的熔喷模头需要用焙烧的方式除去残留在 模头内的聚合物和杂质。螺杆和喷丝板等通常均采用焙 烧的方法来除去残留聚合物及杂质。
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焙烧除去残留聚合物及杂质
粘度越低，越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用。 熔融指数越高，熔喷形成单纤维的强力越低，纤网
的强力也低。
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熔融指数(MFI)与熔喷非织造布拉伸强力和顶破强力的关系
熔融指数(MFI)与熔喷非织造布断裂伸长的关系
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实际生产中，应选用MFI大的聚丙烯还是小呢？
MFI小：可生产强力较高的熔喷非织造布。
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第一节 概 述
熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起 源于20世纪50年代初。
20世纪50年代初，美国海军实验室为收集核试验产生 的放射性微粒，开始研制具有超细过滤效果的过滤材料， 1954年发表研究成果。
20世纪60年代中期，美国埃克森（Exxon）公司进一 步对这一工艺进行研究，与精确（Accurate）公司合作制 造出了第一台熔喷设备原型机，并申请了专利。目前，除 了埃克森公司拥有熔喷技术的专有技术外，其它一些公司 （如美国3M公司，德国Freudenberg公司等）也成功开发 出了自己的熔喷非织造技术。
热空气
冷却气流
冷却气流
接收装置
熔喷工艺原理示意图
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熔喷纤维和纺粘纤维比较： 纤维长度：
纺粘为长丝，熔喷为短纤维。 纤维强力：
熔喷法无纺布生产工艺介绍
聚合物准备→熔融挤压→计量泵→熔喷模头组合件→ 熔体细流拉伸→冷却→接收装置 （二）熔喷设备
主要设备：上料机、螺杆挤出机、计量泵、熔喷模头 组合件、空压机、空气加热器、接收装置、卷绕装置。
生产聚酯等原料，还需要切片干燥装置。生产辅助 设备主要有模头清洁炉、静电施加装置和喷雾装置等。
9
1.上料机 安装于挤出机料斗之上。上料机的功能是将聚合
压降的特点。
22
立体成型(芯轴)： 采用立体接收装置，分间歇式接收和连续式接收。
(1) 间歇式接收装置 ➢接收装置来回移动，纤维多层缠绕在芯轴上； ➢改变接收距离，生产具有密度梯度的滤芯； ➢改变芯轴尺寸，生产不同内径的滤芯。 每根滤芯制成后需更换芯轴，因此生产效率较低。
熔喷模头 管状滤芯
活顶 针
纺粘法非织造布纤网中纤维直径的均匀度明显好于 熔喷纤维，因纺粘工艺中，纺丝工艺条件是稳态的， 牵伸和冷却条件变化波动较小。
34
熔喷非织造纤网的扫描电镜
35
熔喷纤维的结晶度和取向度比纺粘法的小。因此 熔喷纤维的强度较差，故纤网的强力也较差。几种PP 纤维的强度如下表：
PP短纤维 纺粘PP纤维 熔喷PP纤维
气流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力(MPa)
47
2、熔喷温度（熔体温度） 指熔喷模头的温度。温度越高，熔体粘度越低，纤
维越细。 但熔体粘度过小会造成熔体细丝的过度牵伸，形成
的超短超细的纤维会飞散到空中而无法收集，因此熔 喷工艺中聚合物熔体粘度并不是越小越好。
48
3、接收距离（DCD-Distance of Collector to Die）
41
（二）离线参数 1、喷孔直径 孔径小有利于纺制造超细纤维。但小的孔径加工较 为困难。 2、热空气喷射角度
主要设备：上料机、螺杆挤出机、计量泵、熔喷模头 组合件、空压机、空气加热器、接收装置、卷绕装置。
生产聚酯等原料，还需要切片干燥装置。生产辅助 设备主要有模头清洁炉、静电施加装置和喷雾装置等。
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1.上料机 安装于挤出机料斗之上。上料机的功能是将聚合
压降的特点。
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立体成型(芯轴)： 采用立体接收装置，分间歇式接收和连续式接收。
(1) 间歇式接收装置 ➢接收装置来回移动，纤维多层缠绕在芯轴上； ➢改变接收距离，生产具有密度梯度的滤芯； ➢改变芯轴尺寸，生产不同内径的滤芯。 每根滤芯制成后需更换芯轴，因此生产效率较低。
熔喷模头 管状滤芯
活顶 针
纺粘法非织造布纤网中纤维直径的均匀度明显好于 熔喷纤维，因纺粘工艺中，纺丝工艺条件是稳态的， 牵伸和冷却条件变化波动较小。
34
熔喷非织造纤网的扫描电镜
35
熔喷纤维的结晶度和取向度比纺粘法的小。因此 熔喷纤维的强度较差，故纤网的强力也较差。几种PP 纤维的强度如下表：
PP短纤维 纺粘PP纤维 熔喷PP纤维
气流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力(MPa)
47
2、熔喷温度（熔体温度） 指熔喷模头的温度。温度越高，熔体粘度越低，纤
维越细。 但熔体粘度过小会造成熔体细丝的过度牵伸，形成
的超短超细的纤维会飞散到空中而无法收集，因此熔 喷工艺中聚合物熔体粘度并不是越小越好。
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3、接收距离（DCD-Distance of Collector to Die）
41
（二）离线参数 1、喷孔直径 孔径小有利于纺制造超细纤维。但小的孔径加工较 为困难。 2、热空气喷射角度
东华大学熔喷纺粘法ppt
连，为加快干燥速度创造有利条件。
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切片干燥设备
间歇式干燥机（真空干燥机）
连续干燥设备 回转充填式 BM式 KF式
连续式瓶片短纤切片干燥机
FBM158系列连续干燥机
倾斜式真空干燥机
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3、切片干燥设备
NONWOVEN
（一）真空转鼓干燥装置
切片进出口 真空抽吸
组成
转鼓部分（主体，倾角250）
于小批量、多品种及一些特殊品种的生产。
NONWOVEN
真空转鼓干燥装置
15
NONWOVEN
抽真空部分 ❖ 抽真空系统的管线与转鼓
之间采用特殊的结构连接。 轴头中有1根真空管，其左 端与真空系统相连，右端 伸入转鼓内，其上接弯管， 弯管伸入转鼓上部空间， 并在顶部装有除尘器，防 止粉末通过真空管抽出。
NONWOVEN
料斗
计量泵 纺箱
螺杆挤出机 分丝
成网装置
冷却风 牵伸装置
加固
至卷绕
NONWOVEN
原料输送及配料 螺杆挤出机 纺丝箱体 计量泵 纺丝组件 冷却装置
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熔体纺丝的主要设备——螺杆挤压机
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一、切片干燥 1、切片干燥目的
去除水分
防止水解：聚合度减低，强度降低 防止气泡丝
（2）热风系统
KF公司 ：上下两 区由开小 孔的倒锥 形不锈钢 板分割， 小孔尺寸 小于切片 ，热风经 小孔上升
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布勒式干燥器（德国Buhler公司，习惯上成为BM式 ） 预结晶器与干燥塔分开安装 BM式干燥的预结晶有间歇 和连续两种形式。
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（三）充填式干燥装置
切 片
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切片干燥设备
间歇式干燥机（真空干燥机）
连续干燥设备 回转充填式 BM式 KF式
连续式瓶片短纤切片干燥机
FBM158系列连续干燥机
倾斜式真空干燥机
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3、切片干燥设备
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（一）真空转鼓干燥装置
切片进出口 真空抽吸
组成
转鼓部分（主体，倾角250）
于小批量、多品种及一些特殊品种的生产。
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真空转鼓干燥装置
15
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抽真空部分 ❖ 抽真空系统的管线与转鼓
之间采用特殊的结构连接。 轴头中有1根真空管，其左 端与真空系统相连，右端 伸入转鼓内，其上接弯管， 弯管伸入转鼓上部空间， 并在顶部装有除尘器，防 止粉末通过真空管抽出。
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料斗
计量泵 纺箱
螺杆挤出机 分丝
成网装置
冷却风 牵伸装置
加固
至卷绕
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原料输送及配料 螺杆挤出机 纺丝箱体 计量泵 纺丝组件 冷却装置
NONWOVEN
熔体纺丝的主要设备——螺杆挤压机
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一、切片干燥 1、切片干燥目的
去除水分
防止水解：聚合度减低，强度降低 防止气泡丝
（2）热风系统
KF公司 ：上下两 区由开小 孔的倒锥 形不锈钢 板分割， 小孔尺寸 小于切片 ，热风经 小孔上升
NONWOVEN
布勒式干燥器（德国Buhler公司，习惯上成为BM式 ） 预结晶器与干燥塔分开安装 BM式干燥的预结晶有间歇 和连续两种形式。
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（三）充填式干燥装置
切 片
9熔喷法工艺
9熔喷法工艺
▪ 从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布增长迅速，保持 了10～12％的年增长率。1990年全世界已有70多条熔喷 生产线，年产量达到5万吨以上。美国的Kimble-clark公 司为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷 非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料，即SMS复合材 料，大量应用于手术服、过滤材料等，有力地推动了熔 喷非织造布的发展。随着复合技术的应用和熔喷法非织 造布的应用开发，目前，世界熔喷法非织造布的年产量 已超过10万吨。
美国海军实验室研究并开发用于收集上层大气中放 射性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。 ▪ 20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一 步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。 ▪ 20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发， 一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制 造，其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。
9熔喷法工艺
对于聚合物熔体来说，要求均匀发生降解，避免 聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀，分子量分 布离散。同时还要求不能过度降解。 4、含杂
熔喷工艺所用的模头的喷丝孔直径较小，若聚合 物原料含杂多，易引起喷丝孔堵塞。因此，改善聚合 物切片原料生产环境，优化切片生产工艺，降低切片 含杂量，可有效延长熔喷模头更换周期，减少耗能， 降低产品生产成本。
9熔喷法工艺
聚丙烯用于熔喷工艺有以下特点： (1)聚合物熔体粘度可以按需控制
熔体粘度控制方法主要有：使用氧化剂或过氧化 剂；依靠螺杆挤出机的机械剪切作用；控制工作温度 进行热降解。对于MFI较低的聚丙烯，通常同时采用 以上三种方法来控制熔体粘度，以便熔喷形成超细纤 维。 (2)分子量分布(MWD)可控制
第一章 熔喷法纤维成形技术 PPT课件
①纺粘法中：骤冷空气冷却，同时拉伸， 形成连续长丝，铺放到成网帘上
熔喷法中：高速热空气喷吹，受到极 度拉伸，形成超细短纤维，以极高速度 飞向成网帘或凝网滚筒形成纤网
②纺粘法：纤网加固方式多，除热粘 合外，还可采取针刺、水刺、化学粘 合等多种手段
熔喷法：主要依靠热粘合或自身粘 合
2.传统工艺流程
聚合物喂入 —→熔融挤出 —→纤维形成—→纤维冷 却—→成网—→粘合（固网）—→ 切边卷绕—→后整 理或特殊整理
一、概述
2、熔喷法纤维非织造布的发展与现状
• 20世纪50年代初期 美国海军研究所 研究气流 喷射纺丝法 放弃
• 20世纪70年代后期 美国艾克森公司 将该技 术转为民用 得到发展
• 我国开发较早，主要研究工艺理论和产品开发， 在生产设备的研究、设计和制造方面落后
二、熔喷法纤维成形原理
Primary Air
• 聚合物喂入 —— 聚合物一般制成小球状、颗粒 状的切片，倒入料桶或料斗，输入螺杆挤出机
熔融挤出 —— 在螺杆挤出机的进料端，聚合物 切片要与稳定剂、增白剂等添加剂及色母粒等必 需的原料，经过充分搅拌混合后进入螺杆挤出机， 加热成为熔体，最后由计量泵经过滤器将熔体送 入喷丝板。在熔喷工艺中，一般挤出机也借其剪 切作用与热降解作用来降低聚合物的分子量。
聚合物 A
熔体过滤器 隔热层
纺丝箱体
热空气通入 (LH)
冷却空气 (LH)
聚合物 B
螺杆挤出机 #2 熔体过滤器
热空气通入 (RH) 冷却空气 (RH)
空气抽吸装置
成网帘 卷绕
双组分熔喷系统
Bi-Component Meltblown
双组分模头示意图
四、熔喷法主要生产工艺参数
熔喷法中：高速热空气喷吹，受到极 度拉伸，形成超细短纤维，以极高速度 飞向成网帘或凝网滚筒形成纤网
②纺粘法：纤网加固方式多，除热粘 合外，还可采取针刺、水刺、化学粘 合等多种手段
熔喷法：主要依靠热粘合或自身粘 合
2.传统工艺流程
聚合物喂入 —→熔融挤出 —→纤维形成—→纤维冷 却—→成网—→粘合（固网）—→ 切边卷绕—→后整 理或特殊整理
一、概述
2、熔喷法纤维非织造布的发展与现状
• 20世纪50年代初期 美国海军研究所 研究气流 喷射纺丝法 放弃
• 20世纪70年代后期 美国艾克森公司 将该技 术转为民用 得到发展
• 我国开发较早，主要研究工艺理论和产品开发， 在生产设备的研究、设计和制造方面落后
二、熔喷法纤维成形原理
Primary Air
• 聚合物喂入 —— 聚合物一般制成小球状、颗粒 状的切片，倒入料桶或料斗，输入螺杆挤出机
熔融挤出 —— 在螺杆挤出机的进料端，聚合物 切片要与稳定剂、增白剂等添加剂及色母粒等必 需的原料，经过充分搅拌混合后进入螺杆挤出机， 加热成为熔体，最后由计量泵经过滤器将熔体送 入喷丝板。在熔喷工艺中，一般挤出机也借其剪 切作用与热降解作用来降低聚合物的分子量。
聚合物 A
熔体过滤器 隔热层
纺丝箱体
热空气通入 (LH)
冷却空气 (LH)
聚合物 B
螺杆挤出机 #2 熔体过滤器
热空气通入 (RH) 冷却空气 (RH)
空气抽吸装置
成网帘 卷绕
双组分熔喷系统
Bi-Component Meltblown
双组分模头示意图
四、熔喷法主要生产工艺参数
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聚合物切片原料的性能与熔喷工艺密切相关，主 要的参数有： • 聚合物种类 • 分子量及其分布 • 聚合物降解性能 • 切片形状 • 含杂
6
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
1、聚合物种类 聚合物种类不同时，分子结构差异很大，决定了
熔点及流变性能的不同。对于每一种聚合物原料，均 有对应的熔喷工艺，如在加热温度、螺杆长径比、螺 杆形式、原料干燥艺的特点： • 能耗大 • 超细纤维纤网结构 • 过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点 • 纤维取向度较差 • 纤维强力低
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
一、熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求 从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均可用
于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片 原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料有 聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、 PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯等。
分子量分布越集中，大分子的分子量均等性好，
便于均匀受热、熔融并得到均匀的纤网，因此，熔喷 工艺要求聚合物原料的分子量分布尽量集中。
3、聚合物降解性能
聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量
分布。通常有三种降解方式：化学、机械剪切和热降
解。聚合物熔喷时或熔喷前，可采用氧或过氧衍生物
来实现化学降解，增加挤压速率、热量和熔体滞留时
烯烃类和酯类聚合物原料熔喷工艺的差异
原料品种
模头温度 热空气温度 干燥工艺
烯烃类
较高
较高
一般不需要
酯类
较低
较低
需要
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
烯烃类聚合物原料(如聚丙烯)的聚合度较高，因 此加热温度高于其熔点100℃以上方能顺利熔喷，而聚 酯加热温度稍高于其熔点就可熔喷。烯烃类聚合物原 料几乎不含水，因此熔喷时一般不需要干燥。而聚酯 中含有微量水分，加热后由于水分的存在会导致酯类 的水解，产生不利于非织造布产品质量的副反应物， 因此必须进行切片干燥。 2、分子量及其分布
8
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
通常，聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工艺设
计时主要考虑MFI。而其他热塑性高聚物熔喷时考虑 用熔体粘度或特性粘度来反映原料的分子量大小。
采用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较高的熔 喷法非织造布。但目前的趋势是采用较高的MFI切片
原料，这样可提高产量，降低加热温度，从而降低能 耗。
第九章 熔喷法工艺
§9-1 熔喷工艺应用的原料 §9-2 熔喷工艺原理与过程 §9-3 熔喷设备 §9-4 熔喷产品性能与应用 §9-5 熔喷工艺理论与进展
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第九章 熔喷法工艺
发展简况： 熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起源
于20世纪50年代初。 1951年，美国Arther.D.Littll’Inc公司开始研究用气流
间均可达到机械剪切降解和热降解的目的。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
对于聚合物熔体来说，要求均匀发生降解，避免 聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀，分子量分 布离散。同时还要求不能过度降解。 4、含杂
熔喷工艺所用的模头的喷丝孔直径较小，若聚合 物原料含杂多，易引起喷丝孔堵塞。因此，改善聚合 物切片原料生产环境，优化切片生产工艺，降低切片 含杂量，可有效延长熔喷模头更换周期，减少耗能， 降低产品生产成本。
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第九章 熔喷法工艺
从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布增长迅速，保持 了10～12％的年增长率。1990年全世界已有70多条熔喷 生产线，年产量达到5万吨以上。美国的Kimble-clark公 司为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷 非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料，即SMS复合材 料，大量应用于手术服、过滤材料等，有力地推动了熔 喷非织造布的发展。随着复合技术的应用和熔喷法非织 造布的应用开发，目前，世界熔喷法非织造布的年产量 已超过10万吨。
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第九章 熔喷法工艺
我国熔喷非织造工艺的发展情况 我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年代中期，
80年代中后期，熔喷法非织造布在我国得到推广应用， 主要产品有过滤材料、吸油材料、保暖材料、电池隔膜 等。我国现有熔喷法非织造布生产线60多条，其中引进 1.5m~2.5m幅宽生产线6条，其余为国产间歇式生产线， 生产能力为1万吨/年。由于间歇式与连续式熔喷非织造 布产品相互间具有不可替代性，因此两种工艺方法仍将 相辅相成。
聚合物原料的分子量及分子量分布是影响熔喷工 艺和熔喷法非织造布性能最主要的因素。对熔喷工艺 来说，一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄 有利于熔喷纤网的均匀性。聚合物分子量大小与其熔 融流动指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成 正比。也即聚合物分子量越低，MFI越高，熔体粘度 越低，越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用。
喷射－静电纺丝法生产聚苯乙烯超细纤维非织造布，取 得了相关美国专利。
美国海军实验室研究并开发用于收集上层大气中放 射性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。 20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一 步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。 20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发， 一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制 造，其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
二、常用原料 1、聚丙烯(PP)
聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种聚合物。熔喷 工艺最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其分子量 高，MFI较低，通常只有12g/10min。该种聚丙烯在熔 喷时必须借助于螺杆挤出机的高温和剪切作用来降解。
随科技的进步，MFI为12的聚丙烯很快就为MFI35 的所取代，同时出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯， 其MFI高达1500。聚丙烯MFI的提高，可降低螺杆挤出 机的工作温度，提高熔体流动速率，有利于减少过度 降解聚合物的形成，延长熔喷模头寿命，减少能耗， 同时给选用添加剂以更大的灵活性。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
1、聚合物种类 聚合物种类不同时，分子结构差异很大，决定了
熔点及流变性能的不同。对于每一种聚合物原料，均 有对应的熔喷工艺，如在加热温度、螺杆长径比、螺 杆形式、原料干燥艺的特点： • 能耗大 • 超细纤维纤网结构 • 过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点 • 纤维取向度较差 • 纤维强力低
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
一、熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求 从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均可用
于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片 原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料有 聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、 PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯等。
分子量分布越集中，大分子的分子量均等性好，
便于均匀受热、熔融并得到均匀的纤网，因此，熔喷 工艺要求聚合物原料的分子量分布尽量集中。
3、聚合物降解性能
聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量
分布。通常有三种降解方式：化学、机械剪切和热降
解。聚合物熔喷时或熔喷前，可采用氧或过氧衍生物
来实现化学降解，增加挤压速率、热量和熔体滞留时
烯烃类和酯类聚合物原料熔喷工艺的差异
原料品种
模头温度 热空气温度 干燥工艺
烯烃类
较高
较高
一般不需要
酯类
较低
较低
需要
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
烯烃类聚合物原料(如聚丙烯)的聚合度较高，因 此加热温度高于其熔点100℃以上方能顺利熔喷，而聚 酯加热温度稍高于其熔点就可熔喷。烯烃类聚合物原 料几乎不含水，因此熔喷时一般不需要干燥。而聚酯 中含有微量水分，加热后由于水分的存在会导致酯类 的水解，产生不利于非织造布产品质量的副反应物， 因此必须进行切片干燥。 2、分子量及其分布
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
通常，聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工艺设
计时主要考虑MFI。而其他热塑性高聚物熔喷时考虑 用熔体粘度或特性粘度来反映原料的分子量大小。
采用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较高的熔 喷法非织造布。但目前的趋势是采用较高的MFI切片
原料，这样可提高产量，降低加热温度，从而降低能 耗。
第九章 熔喷法工艺
§9-1 熔喷工艺应用的原料 §9-2 熔喷工艺原理与过程 §9-3 熔喷设备 §9-4 熔喷产品性能与应用 §9-5 熔喷工艺理论与进展
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第九章 熔喷法工艺
发展简况： 熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起源
于20世纪50年代初。 1951年，美国Arther.D.Littll’Inc公司开始研究用气流
间均可达到机械剪切降解和热降解的目的。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
对于聚合物熔体来说，要求均匀发生降解，避免 聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀，分子量分 布离散。同时还要求不能过度降解。 4、含杂
熔喷工艺所用的模头的喷丝孔直径较小，若聚合 物原料含杂多，易引起喷丝孔堵塞。因此，改善聚合 物切片原料生产环境，优化切片生产工艺，降低切片 含杂量，可有效延长熔喷模头更换周期，减少耗能， 降低产品生产成本。
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第九章 熔喷法工艺
从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布增长迅速，保持 了10～12％的年增长率。1990年全世界已有70多条熔喷 生产线，年产量达到5万吨以上。美国的Kimble-clark公 司为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷 非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料，即SMS复合材 料，大量应用于手术服、过滤材料等，有力地推动了熔 喷非织造布的发展。随着复合技术的应用和熔喷法非织 造布的应用开发，目前，世界熔喷法非织造布的年产量 已超过10万吨。
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第九章 熔喷法工艺
我国熔喷非织造工艺的发展情况 我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年代中期，
80年代中后期，熔喷法非织造布在我国得到推广应用， 主要产品有过滤材料、吸油材料、保暖材料、电池隔膜 等。我国现有熔喷法非织造布生产线60多条，其中引进 1.5m~2.5m幅宽生产线6条，其余为国产间歇式生产线， 生产能力为1万吨/年。由于间歇式与连续式熔喷非织造 布产品相互间具有不可替代性，因此两种工艺方法仍将 相辅相成。
聚合物原料的分子量及分子量分布是影响熔喷工 艺和熔喷法非织造布性能最主要的因素。对熔喷工艺 来说，一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄 有利于熔喷纤网的均匀性。聚合物分子量大小与其熔 融流动指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成 正比。也即聚合物分子量越低，MFI越高，熔体粘度 越低，越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用。
喷射－静电纺丝法生产聚苯乙烯超细纤维非织造布，取 得了相关美国专利。
美国海军实验室研究并开发用于收集上层大气中放 射性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。 20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一 步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。 20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发， 一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制 造，其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。
10
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
二、常用原料 1、聚丙烯(PP)
聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种聚合物。熔喷 工艺最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其分子量 高，MFI较低，通常只有12g/10min。该种聚丙烯在熔 喷时必须借助于螺杆挤出机的高温和剪切作用来降解。
随科技的进步，MFI为12的聚丙烯很快就为MFI35 的所取代，同时出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯， 其MFI高达1500。聚丙烯MFI的提高，可降低螺杆挤出 机的工作温度，提高熔体流动速率，有利于减少过度 降解聚合物的形成，延长熔喷模头寿命，减少能耗， 同时给选用添加剂以更大的灵活性。