第八章熔喷法.ppt
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第八章 熔喷法工艺
§8-1 熔喷工艺原理与过程 §8-2 熔喷产品性能与应用
§8-1 熔喷工艺原理与过程
一、熔喷工艺原理与过程 熔喷非织造工艺是采用高速热空气流对模头喷丝
孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤 维并收集在凝网帘或滚筒上，同时自身粘合而成为熔 喷法非织造布。
熔喷工艺过程主要为： • 熔体准备 • 过滤 • 计量 • 熔体从喷丝孔挤出 • 熔体细流牵伸与冷却 • 成网
对于熔喷复合保暖材料，其厚度对透气性能影响 较小，而聚酯纤维絮片随厚度减小透气性迅速上升。 熔喷复合保暖材料中的熔喷法非织造布具有超细纤维 结构，因此抗风能力较强。
熔喷保暖材料应用
3、吸油材料
聚丙烯熔喷法非织造布因其材料特性和微纤结构 而成为性能良好的吸油材料，在欧美、日本等发达国 家已得到广泛应用，如海上溢油事故、工厂设备漏油 以及污水处理等。1989年春，美国阿拉斯加附近的威 廉王子海峡发生油轮触礁事故，造成大面积漏油。严 重污染了海面。当时空运了大约2.6万吨以聚丙烯熔喷 法非织造布为主的吸油材料到现场，仅用了几天时间 就清理了海面，这是熔喷法非织造布成功用于海上溢 油事故处理的典范。
熔喷工艺原理
聚合物熔体
热空气
Baidu Nhomakorabea热空气
冷却空气
冷却空气
喷雾装置
至后道工序 接收装置
1、熔体准备
熔喷非织造工艺使用聚酯、聚酰胺等切片原料时， 必须对切片进行干燥预结晶。聚丙烯切片通常不需要 干燥。熔喷工艺主要采用螺杆挤出机对聚合物切片进 行熔融并压送熔体。
固体切片进入螺杆后，首先在螺杆进料段被输送 和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气并逐渐熔化， 然后在螺杆计量段中进一步混和塑化，并达到一定的 温度，以一定的压力输送到计量泵。
2、保暖材料
保暖材料应具有良好的保暖性，可防止或减少由 导热、对流和辐射所引起的热损失，并能较长期使用 而不改变其保暖性。实验表明，纤网结构是影响保暖 材料传热性能的主要因素之一。
熔喷复合保暖材料和聚酯纤维絮片的传热率均随 蓬松率的增加而提高。蓬松率提高，纤网中空气流动 加快，对流热损失也相应加大。
二、产品应用 目前，熔喷法非织造布的主要用于：
过滤材料 医疗卫生用材料 环境保护材料 服装材料 电池隔膜材料 擦拭材料
其中过滤材料应用最广，其次是医疗卫生用
材料、环境保护材料、服装材料、电池隔膜材料 以及擦拭材料等。
1、过滤材料
熔喷法非织造布早期的应用主要是过滤材料，熔 喷法非织造布具有纤维细、结构蓬松、孔隙多而孔隙 尺寸小的优点，通过适当的后整理，是一种性能优良 的过滤材料。
2、过滤
熔喷工艺中，聚合物熔体进入模头之前，应经过 过滤，以滤去杂质和聚合反应后残留的催化剂。常用 过滤介质有细孔烧结金属、多层细目金属筛网、石英 砂等。
3、计量
熔喷工艺中采用齿轮计量泵进行熔体计量，高聚 物熔体经准确计量后才送至熔喷模头，以精确控制纤 维细度和熔喷法非织造布的均匀度。
4、 熔体从喷丝孔挤出
5、熔体细流牵伸与冷却 熔喷工艺中，从模头喷丝孔挤出的熔体细流发生
膨化胀大的同时，受到两侧高速热空气流的牵伸，处 于粘流态的熔体细流被迅速拉细。同时，两侧的室温 空气掺入牵伸热空气流，使熔体细流冷却固化成形， 形成超细纤维。
6、 成网 熔喷工艺中，经牵伸和冷却固化的
超细纤维在牵伸气流的作用下，吹向凝 网帘或滚筒，凝网帘下部或滚筒内部均 设有真空抽吸装置，由此纤维收集在凝 网帘或滚筒上，依靠自身热粘合或其他 加固方法成为熔喷法非织造布。
模头喷丝孔出口处到接收帘网或滚 筒的距离称为熔喷接收距离DCD。
§8-2 熔喷产品性能与应用
一、影响熔喷法非织造布产品性能的因素
熔喷工艺的复杂性，决定了影响熔喷法非织造布 产品性能的因素较多。聚合物原料性能以及熔喷工艺 条件直接影响产品的性能。
影响熔喷法非织造布性能的工艺参数分在线参数 和离线参数。在线参数是指在熔喷生产过程中可按需 调节的变量，主要有聚合物熔体挤出量与温度、牵伸 热空气速度和温度以及熔喷接收距离等。离线参数是 指只能在设备不运转时才能调节的变量，如熔喷模头 喷丝孔形状、牵伸热空气通道尺寸及导入角度等等。
熔喷法非织造布在过滤领域的应用有气体过滤和 液体过滤，气体过滤方面有已经大量推广应用的医用 防菌口罩、室内空调机过滤材料、汽水分离过滤材料、 净化室过滤材料等。其中医用防菌口罩采用熔喷法非 织造布作为过滤介质可大大减少细菌的透过率，其阻 菌率高达98％以上，而且佩戴时没有任何不舒服的感 觉。在液体过滤方面，熔喷法非织造布可用于饮料和 食品过滤、水过滤、贵金属回收过滤、油漆和涂料等 化学药品过滤等。熔喷法非织造布可与其它材料复合 并制成可换式滤芯或滤袋等用于各种过滤装置中。
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。
熔体形成超细纤维首先要通过入口区和孔流区。 在入口区，聚合物熔体由锲状导入口缩紧进入喷丝毛 细孔之前，在入口处熔体流速加快，散失的部分能量 以弹性能贮存在熔体内。其后，熔体细流进入喷丝孔 孔流区，在该区域，剪切速率增大，大分子构象发生 改变，排列比较规整。
聚丙烯熔喷法非织造布具有疏水亲油的特性，耐 强酸强碱，密度比水小，吸油后能长期浮于水面上而 不变形，可循环使用和长期存放。聚丙烯熔喷法非织 造布制成吸油缆、吸油索、吸油链、吸油枕等，吸油 量可达到自身重量的10～50倍。
研究表明，聚丙烯熔指越高，熔喷成形单纤维的 强力越低。
熔喷接收距离(DCD)影响熔喷纤网的蓬松度和纤维 之间的热粘合程度。
通常情况下，减小接收距离，牵伸热空气冷却和 扩散不充分，熔喷纤维之间的热粘合得到改善，但产 品的蓬松度下降，密度增加，此时纤网中的纤维多数 呈团聚状排列。
当接收距离增大时，纺丝线上纤维丝条和牵伸热 空气的温度均迅速下降，造成熔喷纤网中纤维之间热 粘合效率降低，纤维之间粘连频度下降，此时熔喷纤 网具有较高的蓬松度，纤网强力仅取决于纤维之间的 缠结和抱合，同时可观察到多数纤维呈伸直状态，并 出现较严重的并丝现象。随着熔喷接收距离的增大， 熔喷法非织造布的断裂强力、顶破强力、撕破强力以 及弯曲刚度均呈下降趋势，而透气率呈增长趋势。
§8-1 熔喷工艺原理与过程 §8-2 熔喷产品性能与应用
§8-1 熔喷工艺原理与过程
一、熔喷工艺原理与过程 熔喷非织造工艺是采用高速热空气流对模头喷丝
孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤 维并收集在凝网帘或滚筒上，同时自身粘合而成为熔 喷法非织造布。
熔喷工艺过程主要为： • 熔体准备 • 过滤 • 计量 • 熔体从喷丝孔挤出 • 熔体细流牵伸与冷却 • 成网
对于熔喷复合保暖材料，其厚度对透气性能影响 较小，而聚酯纤维絮片随厚度减小透气性迅速上升。 熔喷复合保暖材料中的熔喷法非织造布具有超细纤维 结构，因此抗风能力较强。
熔喷保暖材料应用
3、吸油材料
聚丙烯熔喷法非织造布因其材料特性和微纤结构 而成为性能良好的吸油材料，在欧美、日本等发达国 家已得到广泛应用，如海上溢油事故、工厂设备漏油 以及污水处理等。1989年春，美国阿拉斯加附近的威 廉王子海峡发生油轮触礁事故，造成大面积漏油。严 重污染了海面。当时空运了大约2.6万吨以聚丙烯熔喷 法非织造布为主的吸油材料到现场，仅用了几天时间 就清理了海面，这是熔喷法非织造布成功用于海上溢 油事故处理的典范。
熔喷工艺原理
聚合物熔体
热空气
Baidu Nhomakorabea热空气
冷却空气
冷却空气
喷雾装置
至后道工序 接收装置
1、熔体准备
熔喷非织造工艺使用聚酯、聚酰胺等切片原料时， 必须对切片进行干燥预结晶。聚丙烯切片通常不需要 干燥。熔喷工艺主要采用螺杆挤出机对聚合物切片进 行熔融并压送熔体。
固体切片进入螺杆后，首先在螺杆进料段被输送 和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气并逐渐熔化， 然后在螺杆计量段中进一步混和塑化，并达到一定的 温度，以一定的压力输送到计量泵。
2、保暖材料
保暖材料应具有良好的保暖性，可防止或减少由 导热、对流和辐射所引起的热损失，并能较长期使用 而不改变其保暖性。实验表明，纤网结构是影响保暖 材料传热性能的主要因素之一。
熔喷复合保暖材料和聚酯纤维絮片的传热率均随 蓬松率的增加而提高。蓬松率提高，纤网中空气流动 加快，对流热损失也相应加大。
二、产品应用 目前，熔喷法非织造布的主要用于：
过滤材料 医疗卫生用材料 环境保护材料 服装材料 电池隔膜材料 擦拭材料
其中过滤材料应用最广，其次是医疗卫生用
材料、环境保护材料、服装材料、电池隔膜材料 以及擦拭材料等。
1、过滤材料
熔喷法非织造布早期的应用主要是过滤材料，熔 喷法非织造布具有纤维细、结构蓬松、孔隙多而孔隙 尺寸小的优点，通过适当的后整理，是一种性能优良 的过滤材料。
2、过滤
熔喷工艺中，聚合物熔体进入模头之前，应经过 过滤，以滤去杂质和聚合反应后残留的催化剂。常用 过滤介质有细孔烧结金属、多层细目金属筛网、石英 砂等。
3、计量
熔喷工艺中采用齿轮计量泵进行熔体计量，高聚 物熔体经准确计量后才送至熔喷模头，以精确控制纤 维细度和熔喷法非织造布的均匀度。
4、 熔体从喷丝孔挤出
5、熔体细流牵伸与冷却 熔喷工艺中，从模头喷丝孔挤出的熔体细流发生
膨化胀大的同时，受到两侧高速热空气流的牵伸，处 于粘流态的熔体细流被迅速拉细。同时，两侧的室温 空气掺入牵伸热空气流，使熔体细流冷却固化成形， 形成超细纤维。
6、 成网 熔喷工艺中，经牵伸和冷却固化的
超细纤维在牵伸气流的作用下，吹向凝 网帘或滚筒，凝网帘下部或滚筒内部均 设有真空抽吸装置，由此纤维收集在凝 网帘或滚筒上，依靠自身热粘合或其他 加固方法成为熔喷法非织造布。
模头喷丝孔出口处到接收帘网或滚 筒的距离称为熔喷接收距离DCD。
§8-2 熔喷产品性能与应用
一、影响熔喷法非织造布产品性能的因素
熔喷工艺的复杂性，决定了影响熔喷法非织造布 产品性能的因素较多。聚合物原料性能以及熔喷工艺 条件直接影响产品的性能。
影响熔喷法非织造布性能的工艺参数分在线参数 和离线参数。在线参数是指在熔喷生产过程中可按需 调节的变量，主要有聚合物熔体挤出量与温度、牵伸 热空气速度和温度以及熔喷接收距离等。离线参数是 指只能在设备不运转时才能调节的变量，如熔喷模头 喷丝孔形状、牵伸热空气通道尺寸及导入角度等等。
熔喷法非织造布在过滤领域的应用有气体过滤和 液体过滤，气体过滤方面有已经大量推广应用的医用 防菌口罩、室内空调机过滤材料、汽水分离过滤材料、 净化室过滤材料等。其中医用防菌口罩采用熔喷法非 织造布作为过滤介质可大大减少细菌的透过率，其阻 菌率高达98％以上，而且佩戴时没有任何不舒服的感 觉。在液体过滤方面，熔喷法非织造布可用于饮料和 食品过滤、水过滤、贵金属回收过滤、油漆和涂料等 化学药品过滤等。熔喷法非织造布可与其它材料复合 并制成可换式滤芯或滤袋等用于各种过滤装置中。
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。
熔体形成超细纤维首先要通过入口区和孔流区。 在入口区，聚合物熔体由锲状导入口缩紧进入喷丝毛 细孔之前，在入口处熔体流速加快，散失的部分能量 以弹性能贮存在熔体内。其后，熔体细流进入喷丝孔 孔流区，在该区域，剪切速率增大，大分子构象发生 改变，排列比较规整。
聚丙烯熔喷法非织造布具有疏水亲油的特性，耐 强酸强碱，密度比水小，吸油后能长期浮于水面上而 不变形，可循环使用和长期存放。聚丙烯熔喷法非织 造布制成吸油缆、吸油索、吸油链、吸油枕等，吸油 量可达到自身重量的10～50倍。
研究表明，聚丙烯熔指越高，熔喷成形单纤维的 强力越低。
熔喷接收距离(DCD)影响熔喷纤网的蓬松度和纤维 之间的热粘合程度。
通常情况下，减小接收距离，牵伸热空气冷却和 扩散不充分，熔喷纤维之间的热粘合得到改善，但产 品的蓬松度下降，密度增加，此时纤网中的纤维多数 呈团聚状排列。
当接收距离增大时，纺丝线上纤维丝条和牵伸热 空气的温度均迅速下降，造成熔喷纤网中纤维之间热 粘合效率降低，纤维之间粘连频度下降，此时熔喷纤 网具有较高的蓬松度，纤网强力仅取决于纤维之间的 缠结和抱合，同时可观察到多数纤维呈伸直状态，并 出现较严重的并丝现象。随着熔喷接收距离的增大， 熔喷法非织造布的断裂强力、顶破强力、撕破强力以 及弯曲刚度均呈下降趋势，而透气率呈增长趋势。