纺粘法非织造布的粘合机理及热轧工艺对产品性能的影响

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
[ 1] 王延熹 . 非织造布生 产技术 [ M ] . 中国纺 织大学 出版社 , 1998 : 229.
另外, 在生产 低面密度产品 时, 轧机 线压力太 高 , 会造成轧点的磨损 , 也不利于纤维层的粘合 , 还 会产生缠辊。为了得到性能均一的产品, 避免轧辊 弯曲造成压力不均, 适当降低轧辊压力是必要的。 3 3 3 轧机速度对非织造布性能影响 图 4 所示是轧机线速度和强度的关系, 当温度 不变时 , 随着轧机线速度加快, 纤网接收热量减少 , 减弱了纤维间的熔融效果 , 使非织造 布强力降低。
[ 6] 储才元 , 李作攀 . 热粘合 非织造布 的工艺 参数及 其性能 模拟测 试 [ J] . 非织造布 , 1998 , ( 1 ): 40 . [ 7] 周宏晖 , 高兴元 . 热轧点 粘合薄型 聚酷非 织造粘 合衬基 布的研 制 [ J] . 产业用纺织品, 2002 , ( 4 ): 13~ 15 [ 8] 赵广兴 , 严灏景 . 热轧非 织造布粘 合结构的 形成 [ J] . 中 国纺织 大学学报 , 1992, ( 6) : 3 ~ 6.
。 ~ 160 之间, 而轧辊的
聚丙烯的熔点在 155
表面温度一般在 140 左右, 否则 容易产生缠辊现 象。温度是缠轧辊现象的主要原因。当两个钢辊温 度过高或温差过大都会产生缠辊现象。尤其光辊的 温度高于刻花辊的温度的时候, 更容易导致缠辊的 发生。因此, 在生产薄型产品时, 一般会使光辊的温 度稍低于花辊温度 , 这样不仅降低了缠辊现象有利
12
非织造布
第 19 卷第 3 期
的热量流向纤网表层 , 并逐渐传递到纤网内部。在 热传递的同时, 纤网厚度变薄 , 密度变大, 参见图 1 。 形变热是向纤网提供热量的另外一个重要来源 , 由 于两轧辊间的压力, 使喂入到钳口处的纤维高分子 产生宏观放热效应, 并且纤网在钳口处停留的时间 很短, 这也加剧纤网温度进一步上升。由于 C lapey ron 效应 (高聚 物分子受压时熔融所需的热量远比 常压下多 )的存在 , 对于聚丙烯纤维 , 压力使其熔融 温度增加值大概在 30 ~ 40 /100MP a 。所以熔
14
非织造布
第 19 卷第 3 期
究 [ J] . 河南纺织高等专科学校学报 , 2003, ( 2) : 42 ~ 45.
[ 2] 储才元 , 李作攀 . 热 粘合非织 造布的工 艺参数 及其 性能模 拟测 试 [ J] . 非织造布 , 1998, ( l): 39~ 43. [ 3] R. K. Dh ar m ad h ikary. Ther m al Bond ing of N onwoven Fab rics[ J] . Text ile Progress , 1995 , ( 2) : 1 ~ 23 . [ 4] 赵广兴 , 严灏景 . 热 轧非织造 布粘合结 构的形成 [ J] . 中国 纺织 大学学报, 1992 , ( 6 ): 8 . [ 5] 张琳芳 , 周予生 . 热 轧机纺粘 法生产非 织造布 的工 艺分析 与研
- 3 [ 3]
, 这就是热轧粘合
经一对钢辊进行热轧 , 上辊为花辊, 下辊为光辊, 采 用导热油进行加热。 实验仪器 : 采用 YG028型电子万能材料试验机 测试拉伸性能 , 夹持距离 200mm, 拉伸速度 100mm / m in , 试样宽度 5cm。 3 2 实验方案 在厂房设 备、 产品克 重一定的条 件下, 轧 机温 度、 轧机线速度和轧机间压力是影响热轧粘合非织 2 造布性能的主要因素。试验以 16g /m SS 聚丙烯纺 粘法非织造布为例 , 探讨热轧辊的温度、 线速度、 压 力三种指标对纵横向强力的影响。测试产品在不同 的温度、 速度和压力下强力的变化情况 , 其中轧机压 力是在轧机两端施加的 , 轧机会因此产生弯曲变形。 因此本实验轧机两端压力设为 4 0MP a 不变 , 通过 改变增压泵的数值来改变压力的大小。参数设置见 表 1 。
轧机的速度表达了纤网在钳口处的受热以及加压的 时间长短 , 即在钳口区的停留时间。合理的热传递 和聚合物熔融产生流动和扩散的效果是形成良好的 粘合结构的基础。当速度的增加时 , 纤网在钳口处 受热时间减少 , 热轧粘合过程不能充分完成。在一 定温度和压力不变条件下, 轧机速度随产品的面密 度的增加而减慢; 同时也可以适当增加轧辊的温度 和轧机压力来弥补生产速度的增大
[ 2]
融的高聚物的流动以及向相邻纤维表面的扩散 , 从 而形成良好的粘合。当纤维经过粘合后冷却 , 从而 使纤网转变为尺寸稳定的结构 结构。 由于钢辊压力是在两端施加, 因此会产生一定 的弯曲变形 , 所以在压力作用下 , 轧辊间的接触区域 不是一条直线, 而是一定宽度的接触区。机幅越宽 接触区宽度越大。设接触区的宽度为 h ( mm ), 纤网 经过轧辊表面的线速度为 v ( m / s) , 则纤网停留在接 触区的时间 t( s) 为: t= h 10 v
[ 7]

图 2 轧机温度和纵向强力的关系
3 3 2 轧机压力对非织造布性能影响 聚丙烯 的强力 随轧辊 的压力 增高 而升 高 ( 见 图 3) , 这是因为压力改善了轧辊与纤维间接触热量 的传递 , 熔体的流动和扩散改善 , 也改善了纤维表面 熔融粘结的效果。粘合点处越薄, 则基布密度越大 , 强力越大; 但是过高的压力不利于熔体的流动和扩 散 , 反而使产品强力下降。聚丙烯强力和辊间压力 [ 6] 存在下列经验关系 : - 3 L km = F 10 + 0 12 ( 2) 式中: L 非织造布横向断裂强度 , km; F 单位长度轧辊间压力, N / c m。 上式虽然表示了随着压力增加断裂强力线性增 加 , 但其影响程度远比温度和线速度小。
图 4 轧机速度和断裂强力的关系
பைடு நூலகம்
有文献 指出在当压力和速度不变时, 非织造 布的强力与轧辊的温度有近似的线性关系; 而在压 力和温度不变时, 产品强力与生产速度的倒数呈线 性关系, 因此, 为保证强力在提高生产速度时就必须 增加辊的温度。
[ 8]
4 结论
( 1) 热轧粘合是热学 力学机理共同作用的结 果, 纤网通过热传递、 变形热获取热量并伴随着高聚 物的流动过程和扩散过程。热轧粘合结构可以用薄 膜区 粘合区两相结构描述。 ( 2) 热轧产品中 , 粘合结构中的粘结点是产品 质量的关键。面密度一定的条件下 , 增加轧辊的温 度, 能促使高聚物充分软化、 熔融 , 增加粘结强度 , 有 助于增强薄型纺粘非织造布的强力。
1 纺粘工艺简介
纺粘法是利用熔融纺丝成网原理 , 是将聚丙烯 高分子聚合物在高温条件下加热熔融, 经螺杆挤出 机将高温熔体从喷丝孔挤出进入空气中形成细流 , 熔体细流经骤冷风冷却的同时 , 被空气动力学牵伸 系 统 以 一 定速 度 拉 伸 变 细 变 长 , 从 而 凝 固后 成 [ 1] 网 。其生产工艺流程为: 切片 干燥 螺杆挤压 机熔融 过滤 喷丝 冷却 分切 气流牵伸
2
生粘合即为面粘合 , 因此粘合点多 , 产品密实、 硬, 表 面光滑平整。 热轧粘合的机理是一个非常复杂的过程。主要 是利用热塑性合成纤维的特性, 当纤网在受到热轧 时, 压力和加热的作用使其表面发生形变和熔融 , 从 而在轧点处被粘合在一起, 形成具有一定牢度的非 织造布产品。即通过一对加热钢辊 , 在两轧辊钳口 组成热轧粘合区, 对喂入的纤网进行加热加压, 纤维 的厚度和密度发生变化 , 从而热传导性能发生变化, 导致纤网中部分纤维熔融、 流动、 扩散而产生粘结, 冷却后, 加固的纤网就是热轧非织造布。热轧粘合 机理见图 1 。
[ 4]
3 3 实验结果与讨论 3 3 1 温度对非织造布性能影响 由图 2 所示, 聚丙烯的拉伸强度和伸长率随轧 辊温度的升高而增大。其主要原因是该工艺范围内 温度的提高, 使纤维表面熔融效果得到改善 , 增加了 纤维间的粘结牢度。当轧机温度达到最大值时, 如 果再增加温度会导致纤维失去显微结构 , 变成结晶 度和取向度很差的薄膜, 将导致非织造布强力显著 下降。若热轧粘合温度偏低 , 纤网的粘合就不充分, 产品手感较柔软并且易弯曲 , 但降低拉伸强力, 同时 产生起毛
第 19 卷第 3 期 2011年 6 月
非织造布 N onwovens
Vo. l 19, N o . 3 Jun. , 2011
技术探讨
Techn ica l lnvestiga tions
纺粘法非织造布的粘合机理及热轧工艺 对产品性能的影响
张月庆 , 钱晓明
( 天津工业大学 , 天津 300160)
图 3 轧机压力和横向强力的关系
( 3) 其他条件不变的情况下 , 提高轧机的压力 有助于改善非织造布的力学指标 , 但是其影响有限, 过高的压力会造成轧点磨损和产生缠辊现象。 ( 4) 当温度和压力不变时, 生产速度增加, 非织 造布的强力会下降。这是因为热轧时间变短, 粘结 不完全造成的 , 可通过补偿温度和压力来维持强力 的稳定。 参考文献 :
表 1 试验参数设置
代号 1 温度 / 刻花辊 143 143 146 149 光辊 131 131 134 137 线速度 / ( m /m in ) 150 220 240 220 压力 /Pa 2 570 2 670 2 670 2 650
( 1)
2 3 4
时间 t 定义为停留时间 , 它由纤网线速度、 接触 区宽度决定。从而验证接触区宽度越大、 纤网速度 越小则纤网的停留时间越长。 2 2热轧粘合结构描述 通过电镜观察花纹辊热轧非织造布结构 , 得知 粘合结构分为规则形状的薄膜区以及纤维区两种结 构
[ 5]
。花纹辊非织造 布的结构可用 薄膜区
纤维
区两相结构模型描述。花纹辊的凸起部分形成粘合 结构的薄膜区, 纤维区 则对应花纹辊 的凹进部分。 钳口处的加热加压以及剪切力的作用使纤维在凸起 部熔融流动形成薄膜, 而没有被熔融的那部分纤维 则形成了纤维区 , 该部分纤维基本上保持了原有的 结构状态。热轧工艺 条件决定了薄 膜区的粘合效 果 , 当一根纤维至少穿越两个薄膜区才能更好的承 担负荷 , 这样才能形成良好的粘合结构。所以花纹 尺寸排列和几何形状关乎到产品的强力和柔软性。
3 热轧工艺对产品性能的影响
3 1 实验准备 原料: 采用上海赛科 S2040 聚丙烯。 设备: 国产 SS 纺粘线上进行, 幅宽 3 2m, 纤网
2011 年 ( 总第 85 期 ) 张月庆 , 钱晓明 : 纺粘法非织造布的粘合机理及热轧工艺对产品性能的影响
13
于生产的进行, 也改善了非织造布的手感。
收稿日期 : 2011 03 14 作者简介 : 张月庆 ( 1983- ), 男 , 在 读硕士 研究生 , 主要 研究方 向为 功能性非织造布。 图 1 热轧粘合机理示意图
当纤网在室温的条件下进入由热轧辊钳口组成 的热轧粘合区时, 热传递使纤网发生了很多物理变 化。由于轧辊表面具备较高的温度 , 所以轧辊表面
摘要: 从热学 力学角度分析了纺粘热轧非织造布的粘合结构的形成机理和两相结构的描述。 通 过实验研究不同的温度、 速度和压力下, 热轧工艺对产品强力和断裂伸长率的影响。 关键词 : 非织造布; 纺粘法; 热轧工艺; 粘合机理; 产品性能 ; 影响 中图分类号 : TS174 . 5 文献标识码: A 文章编号: 1005 2054( 2011) 03 0011 04
分丝铺网
热轧加固
卷绕
包装。
在纺粘法产品中 , 克重在 100g /m 以下的产品 , 普遍采用热轧法进行加固。长丝经铺网后 , 经过合 适的热轧工艺处理从而达到使用的强度和花纹。热 轧工艺和非织造热轧粘合结构对非织造布的质量起 着至关重要的作用。
2 热轧粘合机理
2 1 热轧粘合的机理 热轧非织造布分为点粘合、 面粘合、 表面粘合三 种热轧粘合方式。点粘合即刻花辊 /光 辊组合通过 在凸轧点处使纤维产生熔融粘合。该粘合方式常用 于薄型的非织造产品 , 如医疗卫生领域的手术服等。 当两个光辊组合在热轧粘合时 , 在纤维交叉点处产
相关文档
最新文档