第八章《熔喷非织造布》 非织造布技术

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。 20世纪60年代中期，美国Exxon公司进一步对熔喷工艺进行 改进，5年后生产出超细纤维，申请了专利。 20世纪70年代，其他公司研制熔喷非织造布技术，如美国３ Ｍ、德国Freudenberg、日本的旭化成、ＮＫＫ等 ；美国 Exxon公司将此技术转为民用，进入工业化生产。 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，主 要供应商有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。 21世纪，朝着复合化、细旦化、自动化等方向发展 。
§8-1 熔喷工艺发展历史与特点
二、国内发展简况
20世纪50年代末，核工业部、北京化工研究院开始研究。
20世纪80年代，上海纺织科学研究院和中国纺织大学联合研制 出了间歇式熔喷非织造生产线，数十条简易设备投入生产。 20世纪90年代天津泰达、安徽奥宏、江阴金凤引进了3条连续 式熔喷非织造布生产线；02年，天津泰达又引进2条生产线； 04年，山东俊富引进1条生产线。 截至2005年底，国内共有连续式生产线23条，间歇式生产线 300余条，年生产能力为3万吨，约占世界总产量的10%。
§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。
§8-3 熔喷生产流程与设备
一、熔喷工艺流程 熔喷非织造工艺是采用高速高压热空气流 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， 再经自身粘合或热粘合而成为熔喷法非织造布。 熔喷工艺流程为： 聚合物喂入→熔融挤出→纤维形成→纤维 冷却粘合→切边卷取→后整理
§8-3 熔喷生产流程与设备
§8-2 熔喷工艺采用原料
2、聚酯(PET) 聚酯纤维工业化生产始于1953年，其性能优 良，强度和弹性模量较高，耐热和耐日晒性能优 良，熔喷工艺应用较多的原料之一。 聚酯的熔点比聚丙烯要高得多，MFI比聚丙 烯低。
§8-2 熔喷工艺采用原料
3、聚酰胺(PA) 聚酰胺纤维是世界上最早投入工业化生产的 合成纤维。聚酰胺66发明于1935年，通过进一步的 研究，于 1937 年又发明了用熔体纺丝法制造 PA66 纤维的技术。 1938 年，德国的 Schlack 发明了制取 PA6及生产纤维的技术，于1941年开始工业化生产。 熔喷工艺所用的聚酰胺主要是PA6，但用量不 及PP和PET。
§8-1 熔喷工艺发展历史与特点
三、熔喷非织造工艺的特点

工艺流程短，生产效率高。 超细纤维网结构，均匀度好，手感柔软。 过滤、阻菌、吸附、屏蔽、绝热等方面有突出的优点。 纤维取向度较差，强力低。 能源消耗大，1千克熔喷非织造布需3-8度电。
§8-2 熔喷工艺采用原料
1、聚丙烯(PP) 聚丙烯是熔喷工艺应用最多最早的一种聚合 物。熔喷工艺应用的是普通纤维级聚丙烯原料， 其分子量高，熔融流动指数（MFI）较低，通常 只有12g/10min。该种聚丙烯在熔喷时必须借助 于螺杆挤出机的超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 g/10min 。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，延长熔喷模头寿命，降低能耗， 同时给选用添加剂以更大的灵活性。

生产辅助设备：模头清洁炉、喷雾装置等
§8-3 熔喷生产流程与设备
1、上料机 安装于挤出机料斗之上。主要作用是将聚合物切片定 时定量的喂给螺杆挤压机，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。 2、螺杆挤压机 主要作用是将聚合物切片加热成熔体，也可借其剪切 作用与热降解作用降低聚合物分子量，利于纤维成形。 3、计量泵 主要作用是定量地将聚合物熔体输出经过滤器过滤后 输入熔喷模头。 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，通常由以下 各部分组成：聚合物熔体分配系统，模头系统，牵伸热空 气管路通道，加热保温元件。
熔融流动指数定义
在一定的温度下，熔融状态的高聚物在 一定负荷下，10分钟内从规定直径和长度的 标准毛细管中流出的重量，单位为g/10min， 熔体指数越大，流动性越好。通常情况下， 聚合物分子量提高，则熔融指数减小。
§8-2 熔喷工艺采用原料
美 国 熔 喷 工 艺 常 用 的 聚 丙 烯 切 片 的 MFI 通 常 在 400~1200g/10min 之间，我国尚未批量生产，仍依赖于 进口。聚丙烯切片的MFI越高，则熔喷时能耗越小，但 强力低。 MFI高低选择视产品用途而定，对于吸油材料以及 保暖材料等，仅考虑纤维细度的话，可使用高MFI的切 片，产量高，能耗低。
第八章 熔喷法非织造布
§8-1 §8-2 §8-3 §8-4 熔喷工艺发展历史与特点 熔喷工艺采用原料 熔喷生产流程与设备 熔喷产品性能与应用
§8-1 熔喷工艺发展历史与特点
熔喷法非织造布是聚合物挤压法非织造布的 一种，它是指在抽丝的同时，采用高速高压热气 流或其他手段（如离心力、静电力）对挤出的熔 体进行拉伸，使其成为超细的无规则的短纤维， 然后凝聚到带有许多小孔的滚筒或网帘上形成纤 维网，再经自身粘合、热粘合或其他粘合方式加 固而制成的非织造布。
熔喷工艺原理
聚合物熔体 热空气 热空气
冷却空气 冷却空气
喷雾装置
至后道工序
接收装置Biblioteka Baidu
§8-3 熔喷生产流程与设备
熔喷过程
§8-3 熔喷生产流程与设备
二、熔喷系统组成 熔喷生产线的设备主要有： 上料机 螺杆挤压机 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