熔喷法非织造布结构与性能分析

2. 3 断裂强力及断裂伸长的测定 ( FZ / T 60005 - 91) 实验方法 :宽度 50 ±0. 5mm ,长度满足夹持距 离 200mm , 拉 伸 速 度 100 ±10mm /m in, 预 加 张 力 2N ,记录最大断裂强力及断裂伸长或记录每个试样 的强力 ———伸长曲线 。分别计算纵 、横向 5 块试样 的平均断裂强力及断裂伸长率 。平均断裂伸长率结 果精确到 0. 5%。
(7) 热风机与加热器 :提供纺丝气流拉伸时所 用的热空气的温度与压力 ,用电加热 ,耗电量较大 。
(8) 卷取机采用全自动卷取 ,将熔喷布成卷包 装 。熔喷法非织造布的纤维特点是超细 ,其纤维直 径最小可达到 0. 5μm ,一般在 1 ～5μm 之间 。纤维 越细 ,熔喷布质量越好 ,但产量相对减少 。由于纤维 超细 ,其比表面积大 ,吸附能力强 ,这是熔喷布最突 出的优点 。
0. 46 28. 50
100. 00 12. 40 50. 81
50. 81
0. 49 30. 50
100. 00 11. 20 43. 82
43. 82
0. 38 26. 30
100. 00 13. 30 59. 14
59. 14
0. 61 35. 50
表 4 纵向断裂强力及断裂伸长统计
项 目 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
1 熔喷法非织造布生产流程概述
熔喷法非织造布是 20世纪 50年代首先在美国 研制成功的 ,我国也曾在 60年代初进行过研制 。它 由高熔融指数的聚丙烯切片直接纺丝成布 ,是一种 高新技术产品 。目前 ,美国的年产量约为 l5万 t,我 国的年产量为 5 000 t。
熔喷法非织造布的生产过程是 :将聚丙烯切片 ( FR400 - 1200)通过螺杆挤压机使其熔融 ,经过喷 丝孔 将 其 喷 出 成 为 纤 维 状 , 并 在 高 速 ( 13 000m / m in)热气流的喷吹下 ,使之受到强大拉伸 ,形成极 细的短纤维 ,这些短纤维被吸附在成网帘上 ,由于纤 维凝聚成网后仍能保持较高的温度 ,从而使纤维间 相互粘连成为熔喷法非织造布 ,最后进行成卷打包 。 其生产流程如图 1所示 。
0. 32 13. 80
100. 00 16. 60 22. 32
22. 32
0. 30 13. 40
100. 00 15. 20 20. 83
20. 83
0. 26 12. 50
100. 00 15. 80 19. 66
19. 66
0. 25 11. 80
表 2 纵向断裂强力及断裂伸长统计
项 目 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
19. 66 14. 99 19. 16 8. 16 8. 16
17. 76 13. 48 17. 03 7. 29 7. 23
0. 07 0. 05 0. 07 0. 02 0. 02
11. 80 9. 00 11. 50 4. 90 4. 91
表 6 纵向撕破强力统计
起始长度 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
摘 要 :介绍了熔喷法非织造布的生产流程 、应用领域 、性能测试 、实验分析 、结构性能与适应产品 , 对熔喷非织造布结构与性能进行了分析 。 关键词 :非织造布 ;熔喷法 ;聚丙烯 ;短纤维 ;过滤 ;介绍 中图分类号 : TS174. 81 文献标识码 : A 文章编号 : 1005 - 2054 (2005) 03 - 0035 - 05
(4) 用特制扳手将夹头盖旋开 ,并取出夹头垫 片 ,放入试样后 ,盖上夹头及夹头盖 ,并用扳手旋紧 夹头盖 。
(5) 将已放入试样的夹头置于上交架下端的夹
2005年 (总第 51期 )
徐家福等 :熔喷非织造布结构与性能分析
37
头托架中 ,打开上支架挚动扳手 。 (6) 用左手扳动启动杆 ,使下支架带动冲破弹
40. 61 49. 60 40. 29
表 7 横向撕破强力测试结果
起始长度 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
/mm
/N
/mm
/%
/J
/s
115. 17 116. 30 114. 99 117. 05 117. 89
3. 80 4. 70 3. 90 3. 90 4. 30
17. 49 25. 49 15. 33 24. 99 16. 66
实验仪器 :南通宏大 HD026N电子织物强力仪。
表 1 纵向断裂强力及断裂伸长测试结果
起始长度 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
/mm
/N
/mm
/%
/J
/s
100. 00 17. 6 25. 49
25. 49
0பைடு நூலகம் 37 15. 30
100. 00 17. 10 22. 99
22. 99
(2) 计量泵 :其作用是精确计量 ,控制产量和纤 维的细度 ,为齿轮泵 ,将熔体连续输送到喷丝头 。
(3) 熔体过滤器 :其作用是将熔体中的杂质过 滤掉 ,以免堵塞喷丝孔 。
(4) 输送网帘 :将熔喷纤维均匀接收铺在网上 , 向前输送 ,其下面有吸风机 ,将上面下来的热风排 出。
(5) 纺丝箱体 :是熔喷工艺的关键设备 ,有 1块 长条形喷丝板 ,板上布满一长列喷丝孔 ,一般每 m
9. 98
9. 99 15. 61 9. 99
表 3 横向断裂强力及断裂伸长测试结果
起始长度 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
/mm
/N
/mm
/%
/J
/s
100. 00 11. 80 51. 65
51. 65
0. 48 31. 00
100. 00 12. 30 47. 48
47. 48
平均值
4. 12 19. 99
17. 18 0. 06 12. 00
最大值
4. 70 25. 49
21. 92 0. 09 15. 30
最小值
3. 80 15. 33
13. 33 0. 04 9. 20
均方差
0. 36
4. 85
4. 12 0. 01 2. 91
变异系数 / % 8. 74
24. 28
/mm
/N
/mm
/%
/J
/s
平均值
4. 60 14. 02
12. 55 0. 05 8. 42
最大值
5. 50 19. 66
17. 76 0. 07 11. 80
最小值
3. 80
8. 16
7. 23 0. 02 4. 90
均方差
0. 76
5. 65
5. 10 0. 02 3. 39
变异系数 / % 16. 52 40. 29
15. 19 21. 92 13. 33 21. 35 14. 13
0. 05 0. 09 0. 04 0. 07 0. 05
10. 50 15. 30 9. 20 15. 00 10. 00
表 8 横向撕破强力统计
起始长度 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
/mm
/N
/mm
/%
/J
/s
第201035卷年第9月3期
非织造布 Nonwovens
Vol. 13, No. 3 Sep t. , 2005
分析与测试 Ana lys is & Exp e rim e n t
熔喷法非织造布结构与性能分析
徐家福 1 ,杨雅光 2 ,郭秉臣 2
(1. 天津大学 ,天津 300110; 2. 天津工业大学 ,天津 300160)
4 012. 5 242. 5
22
0
13
0
17. 5
0
试样 5
长约有 1 500个喷孔 。喷丝板两侧面装有热空气喷
管 ,下装有热空气喷孔 ,与喷丝孔成 50°角 ,使纤维
喷出之后 ,即刻用高速热空气进行气流拉伸 ,把纤维
吹断 ,成为超细纤维 。
(6) 喂料系统 :由 3个计量斗组成 ,分别用于计
量白色切片 、色母粒 、添加剂 , 3 种组分进入下面的 混合搅拌器混合均匀 ,即投入生产 。
表 9 试样过滤效率实验数据
项目 试样 1 试样 2
粒径 /μm 0. 3
0. 5
空白样 1# 12 853 8 582
空白样 2# 12 570 8 332 平均值 12 711. 5 8 457
试样 1# 118
75
试样 2# 131 平均值 124. 5
66 70. 5
试样 3 试样 4
1
3
4 017 256 4 008 229
23. 98 29. 13 24. 29
2. 5 顶破强力的测定 ( FZ / T 60019 - 1994) 实验仪器 :常州第二纺织机械厂 03 - 421 顶破
强力实验机 。
实验方法 : (1) 截取直径为 6cm 的圆形试样 5块 。 (2) 选择重锤 ,使测试值位于满刻度 20% ～ 80%之间 。 (3) 关闭挚动扳手 ,取下试样夹头 ,将其置于夹 头固定板的槽孔内 。
0. 2523g; 平均值 : 0. 25234g; 所测试样克重 : 25. 23g /m2 。
2. 2 厚度的测定 ( FZ / T 60004 - 1991) 实验仪器 :常州第二纺织机械厂 YG141; 所得数据 : 19. 5 ×0. 01mm , 18. 0 ×0. 01mm ,
19. 6 ×0. 01mm , 19. 1 ×0. 01mm , 18. 1 ×0. 01mm; 平均值 : 18. 86 ×0. 01mm。
子等速下降 。 (7) 试样破裂后 ,记录强力读数 。如试样滑出
或由于变形过大顶不破 ,数据不予记录 。 (8) 扳动回复扳手 ,下支架回升 ,同时将被动指
针回零 。 (9) 连续测试 5块试样 ,并计算平均值 。 所得数据 : 2. 0kg, 1. 9kg, 1. 9kg, 1. 8kg, 1. 7kg; 平均值 : 1. 86kg。
2. 6 刚柔性的测定 (侧面悬臂法 ) 试样尺寸 : 20cm ×2. 5cm; 所 得 数 据 : 6. 8cm , 6. 9cm , 6. 5cm , 6. 4cm ,
6. 5cm; 平均值 : 6. 62cm。
2. 7 过滤效率的测定 实验仪器 : CLJ - 03A 激光尘埃粒子计数器 ; 流量 : 2. 83L /m in。
11. 26
11. 26 17. 02 11. 27
2. 4 撕破强力的测定 ( FZ / T 60006 - 1991) 实 验 方 法 : 先 裁 成 宽 为 50mm , 长 度 不 小 于 200mm 的条样 , 10mm 长切口 ,上下夹钳之间的隔距 100 ±1mm ,下夹钳的牵引速度 100mm /m in。
2 熔喷法非织造布的性能测试
2. 1 每 m2 克重的测定 ( FZ / T 60003 - 1991) 试样尺寸 : 100cm ×100cm; 实验仪器 :电子天平 ;
3 6
非织造布
第 13卷第 3期
所得 数 据 : 0. 2523g, 0. 2525g, 0. 2522g, 0. 2524g,
1. 螺杆挤出机 ; 2. 计量泵 ; 3. 熔喷装置 ; 4. 接收网 ; 5. 卷绕装置 ; 6. 喂料装置 图 1 熔喷法非织造布生产流程图
熔喷法非织造布连续性生产线的设备高约 6m , 宽约 5m ,长约 20m ,其生产设备如下 :
收稿日期 : 2005 - 06 - 07
(1) 螺 杆 挤 压 机 : 螺 杆 直 径 一 般 为 100 ～ 120mm ,长 /径比为 30,其目的是将切片熔化 。
/N
/mm
/%
/J
/s
平均值
16. 64 22. 26
22. 25 0. 30 13. 36
最大值
17. 60 25. 49
25. 49 0. 37 15. 30
最小值
15. 20 19. 66
19. 66 0. 25 11. 80
均方差
0. 95
2. 22
2. 22 0. 04 1. 33
变异系数 / % 5. 77
/N
/mm
/%
/J
/s
平均值
12. 20 50. 58
50. 58 0. 48 30. 36
最大值
13. 30 59. 14
59. 14 0. 61 35. 50
最小值
11. 20 43. 82
43. 82 0. 38 26. 30
均方差
0. 77
5. 69
5. 69 0. 08 3. 42
变异系数 / % 6. 31
实验仪器 :南通宏大 HD026N电子织物强力仪。
表 5 纵向撕破强力测试结果
起始长度 断裂强力 断裂伸长 断裂伸长率 断裂功 断裂时间
/mm
/N
/mm
/%
/J
/s
110. 68 111. 15 112. 46 111. 99 112. 74
4. 90 5. 50 5. 00 3. 80 3. 80