第八章 熔噴法課件

1、1第八章第八章 熔噴法熔噴法（melt blowing）2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 熔噴的工藝原理與設備熔噴的工藝原理與設備第三節(jié)第三節(jié) 熔噴用原料熔噴用原料第四節(jié)第四節(jié) 熔噴產(chǎn)品性能和應用熔噴產(chǎn)品性能和應用第五節(jié)第五節(jié) 熔噴的技術(shù)進展熔噴的技術(shù)進展3 熔噴法工藝是熔噴法工藝是聚合物擠壓法非聚合物擠壓法非織造工藝中的一種，織造工藝中的一種，起起源于源于2020世紀世紀5050年代初。年代初。 2020世紀世紀5050年代初，美國海軍實驗室為收集核試驗產(chǎn)生年代初，美國海軍實驗室為收集核試驗產(chǎn)生的的放射性放射性微粒，開始研制具有微粒，開始研制具有超細過濾效果超細過濾效果的過濾材料，的過濾

2、材料，19541954年發(fā)表研究成果。年發(fā)表研究成果。 2020世紀世紀6060年代中期，美國?？松甏衅冢绹？松╡xxonexxon）公司進一）公司進一步對這一工藝進行研究，與精確（步對這一工藝進行研究，與精確（accurateaccurate）公司合作）公司合作制造出了第一臺熔噴設備原型機，并申請了專利。目前，制造出了第一臺熔噴設備原型機，并申請了專利。目前，除了?？松緭碛腥蹏娂夹g(shù)的專有技術(shù)外，其它一些公除了?？松緭碛腥蹏娂夹g(shù)的專有技術(shù)外，其它一些公司（如美國司（如美國3m3m公司，公司，德國德國freudenbergfreudenberg公司等）也成功開公司等）也成功開

3、發(fā)出了自己的熔噴非織造技術(shù)。發(fā)出了自己的熔噴非織造技術(shù)。 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述4 我國，熔噴非織造布研究大約在我國，熔噴非織造布研究大約在50年代末、年代末、60年代年代初，所研究的設備是初，所研究的設備是間歇式間歇式的。到的。到 60 年代末、年代末、 70 年代年代初中國間歇式熔噴設備的臺數(shù)已達到初中國間歇式熔噴設備的臺數(shù)已達到 200 臺以上。大約臺以上。大約在在 92-94 年間從美國、德國引進年間從美國、德國引進連續(xù)式連續(xù)式生產(chǎn)線。到目前生產(chǎn)線。到目前為止，估計全國仍有為止，估計全國仍有 300 臺以上的間歇式熔噴設備在運臺以上的間歇式熔噴設備在運轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。2006 年全國熔噴非織

4、造布的產(chǎn)量已超過年全國熔噴非織造布的產(chǎn)量已超過 2萬萬 噸，其噸，其中中 70% 左右都是連續(xù)式熔噴設備生產(chǎn)的。由于連續(xù)熔噴左右都是連續(xù)式熔噴設備生產(chǎn)的。由于連續(xù)熔噴設備單線產(chǎn)量高、用人少、管理方便，今后發(fā)展熔噴非設備單線產(chǎn)量高、用人少、管理方便，今后發(fā)展熔噴非織造布生產(chǎn)，主要指發(fā)展連續(xù)式熔噴設備?？椩觳忌a(chǎn)，主要指發(fā)展連續(xù)式熔噴設備。 從從20世紀世紀80年代開始，熔噴法非織造布增長迅速，年代開始，熔噴法非織造布增長迅速，保持了保持了1012的年增長率。的年增長率。5一、熔噴的工藝原理一、熔噴的工藝原理 熔噴非織造工藝是熔噴非織造工藝是利利用用高速熱空氣高速熱空氣對模頭噴絲孔擠對模頭噴絲孔擠

5、出的聚合物熔體細流進行牽伸，由此形成超細纖維并出的聚合物熔體細流進行牽伸，由此形成超細纖維并凝凝聚聚在凝網(wǎng)簾或滾筒上，在凝網(wǎng)簾或滾筒上，并依靠并依靠自身粘合而成為非織造布自身粘合而成為非織造布。第二節(jié)第二節(jié) 熔噴工藝原理與設備熔噴工藝原理與設備熱空氣熱空氣熱空氣熱空氣聚合物熔體聚合物熔體冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流接收裝置接收裝置 熔噴工藝原理示意圖熔噴工藝原理示意圖6熔噴纖維和紡粘纖維比較：熔噴纖維和紡粘纖維比較：l纖維長度：纖維長度： 紡粘為長絲，熔噴為紡粘為長絲，熔噴為短纖維短纖維。l纖維強力：纖維強力： 紡粘纖維強力紡粘纖維強力熔噴纖維強力。熔噴纖維強力。l纖維細度：纖維細度： 熔

6、噴纖維比紡粘纖維細。熔噴纖維比紡粘纖維細。 7熔噴裝置按放置方式分有熔噴裝置按放置方式分有水平式和垂直式水平式和垂直式。熱空氣熱空氣熱空氣熱空氣聚合物熔體聚合物熔體冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流接收裝置接收裝置水平式水平式垂直式垂直式8熔噴過程熔噴過程 紡粘法紡粘法9二、工藝流程與設備二、工藝流程與設備（一）（一）熔噴的工藝流程熔噴的工藝流程 聚合物準備聚合物準備熔融擠壓熔融擠壓計量泵計量泵熔噴模頭組合件熔噴模頭組合件熔體細流拉伸熔體細流拉伸冷卻冷卻接收裝置接收裝置（二）熔噴設備（二）熔噴設備 主要設備：上料機、螺桿擠出機、計量泵、主要設備：上料機、螺桿擠出機、計量泵、熔噴模頭熔噴模頭組合件

7、組合件、空壓機、空氣加熱器、接收裝置、卷繞裝置。、空壓機、空氣加熱器、接收裝置、卷繞裝置。 生產(chǎn)聚酯等原料，還需要切片干燥裝置。生產(chǎn)輔助生產(chǎn)聚酯等原料，還需要切片干燥裝置。生產(chǎn)輔助設備主要有設備主要有模頭模頭清潔爐、靜電施加裝置和噴霧裝置等。清潔爐、靜電施加裝置和噴霧裝置等。101.1.上料機上料機 安裝于擠出機料斗之上。上料機的功能是將聚合安裝于擠出機料斗之上。上料機的功能是將聚合物切片抽吸至螺桿擠出機料斗，通常具有自動功能，物切片抽吸至螺桿擠出機料斗，通常具有自動功能，可按整個生產(chǎn)線的產(chǎn)量來設定單位時間的送料量?？砂凑麄€生產(chǎn)線的產(chǎn)量來設定單位時間的送料量。112.2.螺桿擠出機螺桿擠出機

8、參見第六章相關(guān)內(nèi)容。參見第六章相關(guān)內(nèi)容。3.3.計量泵計量泵 參見第六章相關(guān)內(nèi)容。參見第六章相關(guān)內(nèi)容。4.4.熔噴模頭組合件熔噴模頭組合件 模頭組合件是熔噴設備中最關(guān)鍵的部分，其中最重模頭組合件是熔噴設備中最關(guān)鍵的部分，其中最重要的部分包括：要的部分包括：l(1)(1)聚合物熔體分配系統(tǒng)聚合物熔體分配系統(tǒng)l(2)(2)模頭系統(tǒng)模頭系統(tǒng)12（1）聚合物熔體分配系統(tǒng)聚合物熔體分配系統(tǒng) 保證聚合物熔體在保證聚合物熔體在整個熔噴模頭長度方向上均勻流整個熔噴模頭長度方向上均勻流動動并具有均一的滯留時間，從而保證熔噴法非織造布在并具有均一的滯留時間，從而保證熔噴法非織造布在整個寬度上具有較均勻的性質(zhì)。整個

9、寬度上具有較均勻的性質(zhì)。 目前熔噴工藝中主要采用目前熔噴工藝中主要采用衣架型衣架型聚合物熔體分配系聚合物熔體分配系統(tǒng)（統(tǒng)（t t型分配系統(tǒng)不能均勻分配流體）。型分配系統(tǒng)不能均勻分配流體）。 13 衣架型熔體分配系統(tǒng)示意圖衣架型熔體分配系統(tǒng)示意圖 歧管歧管14 研究表明，研究表明，歧管傾斜角度歧管傾斜角度對分配系統(tǒng)出口處的流率對分配系統(tǒng)出口處的流率分布情況有顯著影響。分布情況有顯著影響。增加，聚合物熔體在分配系統(tǒng)增加，聚合物熔體在分配系統(tǒng)中央處的流速減小，而兩邊的流速增加。中央處的流速減小，而兩邊的流速增加。 另外另外熔體本身的性質(zhì)熔體本身的性質(zhì)對熔體流速的均勻性也有影響，對熔體流速的均勻性也有

10、影響，因此分配系統(tǒng)的幾何形狀一旦確定，必定要求聚合物原因此分配系統(tǒng)的幾何形狀一旦確定，必定要求聚合物原料具有相應的性能，故料具有相應的性能，故熔噴熔噴必需必需開發(fā)專用原料開發(fā)專用原料。歧管歧管15（2）模頭系統(tǒng)（模頭系統(tǒng)（模頭模頭diedie） 噴絲板、氣板、加熱保溫元件等組成。噴絲板、氣板、加熱保溫元件等組成。 熔噴產(chǎn)品的均勻度與模頭密切關(guān)系。通常，熔噴模熔噴產(chǎn)品的均勻度與模頭密切關(guān)系。通常，熔噴模頭的加工精度要求高，故模頭制造成本昂貴。頭的加工精度要求高，故模頭制造成本昂貴。 噴絲孔噴絲孔常呈單排常呈單排排列，長徑比大于排列，長徑比大于1010。 16 該種結(jié)構(gòu)可得到該種結(jié)構(gòu)可得到較大較大

11、的噴絲孔的噴絲孔長徑比長徑比，模頭清潔，模頭清潔較方便，但加工精度和裝配精度要求高，目前應用較方便，但加工精度和裝配精度要求高，目前應用較少。較少。 exxon exxon公司早期研制的熔噴模頭，上下模體結(jié)合面公司早期研制的熔噴模頭，上下模體結(jié)合面上各自加工出微細的凹槽，然后上下模體貼合即可形上各自加工出微細的凹槽，然后上下模體貼合即可形成一排噴絲孔。成一排噴絲孔。17kasen公司熔噴模頭公司熔噴模頭185.空氣加熱器空氣加熱器 熔噴工藝需用大量的熱空氣?？諌簷C輸出的壓縮空熔噴工藝需用大量的熱空氣?？諌簷C輸出的壓縮空氣經(jīng)除濕過濾后輸送到空氣加熱器加熱，然后再送至氣經(jīng)除濕過濾后輸送到空氣加熱器

12、加熱，然后再送至熔噴模頭組合件。空氣加熱器是壓力容器，同時要抵熔噴模頭組合件?？諝饧訜崞魇菈毫θ萜鳎瑫r要抵抗高溫空氣的氧化作用，因此材料必須選用不銹鋼?？垢邷乜諝獾难趸饔?，因此材料必須選用不銹鋼。u形發(fā)熱元件形發(fā)熱元件折流板折流板測溫點測溫點接線端接線端196.接收裝置接收裝置 熔噴工藝接收裝置熔噴工藝接收裝置的類型的類型主要有：主要有：l 滾筒式滾筒式l 平網(wǎng)式平網(wǎng)式l 立體成型立體成型(芯軸芯軸) ：生產(chǎn)濾芯用裝置生產(chǎn)濾芯用裝置 2021美國美國j & m公司熔噴設備公司熔噴設備22濾芯濾芯 濾芯的結(jié)構(gòu)為外層纖維粗，內(nèi)層纖維細，外層疏松，內(nèi)層濾芯的結(jié)構(gòu)為外層纖維粗，內(nèi)層纖維細，

13、外層疏松，內(nèi)層緊密的漸變徑漸緊結(jié)構(gòu)。獨特的梯度深層過濾形成了立體濾緊密的漸變徑漸緊結(jié)構(gòu)。獨特的梯度深層過濾形成了立體濾渣效果，具有高孔隙率、高截留率、大納污量、大流量、低渣效果，具有高孔隙率、高截留率、大納污量、大流量、低壓降的特點。壓降的特點。 23立體成型立體成型(芯軸芯軸)： 采用采用立體立體接收裝置，分接收裝置，分間歇式接收和連續(xù)式接收間歇式接收和連續(xù)式接收。(1) 間歇式接收裝置間歇式接收裝置接收裝置來回移動，纖維多層纏繞在芯軸上；接收裝置來回移動，纖維多層纏繞在芯軸上；改變接收距離，生產(chǎn)具有密度梯度的濾芯；改變接收距離，生產(chǎn)具有密度梯度的濾芯；改變芯軸尺寸，生產(chǎn)不同內(nèi)徑的濾芯。改變

14、芯軸尺寸，生產(chǎn)不同內(nèi)徑的濾芯。 每根濾芯制成后需更換芯軸，因此每根濾芯制成后需更換芯軸，因此生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率較低較低。 熔噴模頭熔噴模頭接收芯軸接收芯軸管狀濾芯管狀濾芯往復移動往復移動活頂活頂針針24管狀濾芯輸出螺紋頭熔噴模頭1熔噴模頭2管狀濾芯接收芯軸螺紋頭傳動軸（2）連續(xù)）連續(xù)式接收裝置式接收裝置 接收芯軸呈懸臂梁形式，內(nèi)有輸出管狀濾芯的傳動軸，接收芯軸呈懸臂梁形式，內(nèi)有輸出管狀濾芯的傳動軸，傳動軸頭端有螺紋，將管狀濾芯從接收芯軸上拔出并輸送傳動軸頭端有螺紋，將管狀濾芯從接收芯軸上拔出并輸送至切割系統(tǒng)。至切割系統(tǒng)。 生產(chǎn)有密度梯度的濾芯時，應配多個不同接收距離的生產(chǎn)有密度梯度的濾芯時，應配

15、多個不同接收距離的模頭。模頭。257. 輔助設備輔助設備 熔噴生產(chǎn)線最主要的輔助設備就是模頭清潔爐。熔熔噴生產(chǎn)線最主要的輔助設備就是模頭清潔爐。熔噴模頭生產(chǎn)一段時間后會發(fā)生堵孔現(xiàn)象，這時需要更換噴模頭生產(chǎn)一段時間后會發(fā)生堵孔現(xiàn)象，這時需要更換熔噴模頭。熔噴模頭。 替換下來的熔噴模頭需要用焙燒的方式除去殘留在替換下來的熔噴模頭需要用焙燒的方式除去殘留在模頭內(nèi)的聚合物和雜質(zhì)。螺桿和噴絲板等通常均采用焙模頭內(nèi)的聚合物和雜質(zhì)。螺桿和噴絲板等通常均采用焙燒的方法來除去殘留聚合物及雜質(zhì)。燒的方法來除去殘留聚合物及雜質(zhì)。 26焙燒除去殘留聚合物及雜質(zhì)焙燒除去殘留聚合物及雜質(zhì) 27sctr清潔爐清潔爐 28

16、理論上講，凡是理論上講，凡是熱塑性熱塑性（高溫熔融，低溫固化）（高溫熔融，低溫固化）聚合物聚合物切片原料均可用于熔噴工藝。切片原料均可用于熔噴工藝。聚丙烯聚丙烯是熔噴工是熔噴工藝應用最多的一種切片原料，除此之外，熔噴工藝常藝應用最多的一種切片原料，除此之外，熔噴工藝常用的聚合物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四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、氟乙烯、聚苯乙烯、pbt、ema、eva等。等。 第三節(jié)第三節(jié) 熔噴用原料熔噴用原料熔噴熔噴30 聚合物的種類決定了其聚合物的種類決定了其熔點及流變性能熔點及流變性能。對于每一。對于每一種聚合物原料，均有對應的熔噴工藝，如

17、在加熱溫度、種聚合物原料，均有對應的熔噴工藝，如在加熱溫度、螺桿長徑比、螺桿形式、原料干燥工藝等方面都有一定螺桿長徑比、螺桿形式、原料干燥工藝等方面都有一定的差異。的差異。原料品種原料品種 模頭溫度模頭溫度熱空氣溫度熱空氣溫度干燥工藝干燥工藝烯烴類烯烴類較高較高較高較高一般不需要一般不需要酯類酯類較低較低較低較低需要需要烯烴類和酯類聚合物原料熔噴工藝的差異烯烴類和酯類聚合物原料熔噴工藝的差異31 烯烴類聚合物原料烯烴類聚合物原料(如聚丙烯如聚丙烯)的聚合度較高，因此加的聚合度較高，因此加熱溫度高于其熱溫度高于其熔點熔點100以上方能順利熔噴，而聚酯加以上方能順利熔噴，而聚酯加熱溫度稍高于其熔點

18、就可熔噴。烯烴類原料一般不需要熱溫度稍高于其熔點就可熔噴。烯烴類原料一般不需要干燥。而聚酯必須進行切片干燥。干燥。而聚酯必須進行切片干燥。32 聚合物原料的分子量及分子量分布是影響熔噴工藝聚合物原料的分子量及分子量分布是影響熔噴工藝和熔噴法非織造布性能最主要的因素。對熔噴工藝來說，和熔噴法非織造布性能最主要的因素。對熔噴工藝來說，一般認為聚合物原料一般認為聚合物原料分子量低、分子量分布窄有利分子量低、分子量分布窄有利于熔于熔噴纖網(wǎng)的均勻性。噴纖網(wǎng)的均勻性。聚合物分子量越低，熔融流動指數(shù)聚合物分子量越低，熔融流動指數(shù)(mfi,melt flow index,(mfi,melt flow inde

19、x,指在一定的壓力及溫度下指在一定的壓力及溫度下,10,10分分鐘所流出的融體的重量克數(shù)鐘所流出的融體的重量克數(shù)) )越高，熔體粘度越低，越越高，熔體粘度越低，越能適合于熔噴工藝較弱的牽伸作用。能適合于熔噴工藝較弱的牽伸作用。33第四節(jié)第四節(jié) 熔噴產(chǎn)品性能和應用熔噴產(chǎn)品性能和應用 本節(jié)主要內(nèi)容：本節(jié)主要內(nèi)容：l一、熔噴非織造布的結(jié)構(gòu)與性能一、熔噴非織造布的結(jié)構(gòu)與性能l二、影響熔噴產(chǎn)品性能的因素二、影響熔噴產(chǎn)品性能的因素l三、熔噴產(chǎn)品的應用三、熔噴產(chǎn)品的應用34一、熔噴非織造布的結(jié)構(gòu)與性能一、熔噴非織造布的結(jié)構(gòu)與性能 熔噴法非織造布的熔噴法非織造布的特點之一是纖維細度較小特點之一是纖維細度較小，

20、通常，通常小于小于10m，大多數(shù)纖維細度在，大多數(shù)纖維細度在14m。 從熔噴模頭噴絲孔到接收裝置的整條紡絲線上各種從熔噴模頭噴絲孔到接收裝置的整條紡絲線上各種作用力無法保持平衡（高溫高速氣流的拉伸力波動、作用力無法保持平衡（高溫高速氣流的拉伸力波動、冷卻空氣的速度和溫度等的影響），冷卻空氣的速度和溫度等的影響），使熔噴纖維細度使熔噴纖維細度大小不一。大小不一。 紡粘法非織造布纖網(wǎng)中紡粘法非織造布纖網(wǎng)中纖維直徑的均勻度纖維直徑的均勻度明顯好于明顯好于熔噴纖維，因紡粘工藝中，紡絲工藝條件是穩(wěn)態(tài)的，熔噴纖維，因紡粘工藝中，紡絲工藝條件是穩(wěn)態(tài)的，牽伸和冷卻條件變化波動較小。牽伸和冷卻條件變化波動較小。

21、35熔噴非織造纖網(wǎng)的掃描電鏡熔噴非織造纖網(wǎng)的掃描電鏡36 熔噴纖維的結(jié)晶度和取向度比紡粘法的小。因此熔噴纖維的結(jié)晶度和取向度比紡粘法的小。因此熔噴纖維的熔噴纖維的強度較差，故纖網(wǎng)的強力也較差強度較差，故纖網(wǎng)的強力也較差。幾種。幾種pp纖維的強度如下表：纖維的強度如下表：pp短纖維短纖維紡粘紡粘pp纖維纖維熔噴熔噴pp纖維纖維纖維單強纖維單強（cn/dtex）3.96.42.94.91.52.0 因熔噴成形的纖維強度較差，熔噴法非織造布實因熔噴成形的纖維強度較差，熔噴法非織造布實際應用時，主要是應用際應用時，主要是應用其超細纖維其超細纖維的特點。的特點。 37 二、影響熔噴產(chǎn)品性能的因素二、影響

22、熔噴產(chǎn)品性能的因素 熔噴產(chǎn)品的性能主要指物理機械性能，如產(chǎn)品的熔噴產(chǎn)品的性能主要指物理機械性能，如產(chǎn)品的強力、透氣性、纖維直徑等，因熔噴工藝復雜故影響強力、透氣性、纖維直徑等，因熔噴工藝復雜故影響因素較多。因素較多。 影響產(chǎn)品影響產(chǎn)品性能因素性能因素聚合物原料聚合物原料工藝參數(shù)工藝參數(shù)在線參數(shù)在線參數(shù)離線參數(shù)離線參數(shù)38 l在線參數(shù)在線參數(shù)：在熔噴生產(chǎn)過程中可按需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，：在熔噴生產(chǎn)過程中可按需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，如如熔體擠出量熔體擠出量、熔體溫度、拉伸熱空氣的溫度和初始、熔體溫度、拉伸熱空氣的溫度和初始速度、接收距離等。速度、接收距離等。l離線參數(shù)離線參數(shù)：只能在設備不運轉(zhuǎn)時才能調(diào)節(jié)的參數(shù)，

23、：只能在設備不運轉(zhuǎn)時才能調(diào)節(jié)的參數(shù)，如噴絲孔的形狀、拉伸熱空氣通道尺寸和夾角等。如噴絲孔的形狀、拉伸熱空氣通道尺寸和夾角等。 39 熔融指數(shù)熔融指數(shù)(mfi)與熔噴非織造布拉伸強力和頂破強力的關(guān)系與熔噴非織造布拉伸強力和頂破強力的關(guān)系 （一）聚合物（一）聚合物 聚合物分子量越低，熔融流動指數(shù)聚合物分子量越低，熔融流動指數(shù)(mfi)越高，熔越高，熔體粘度越低，越能適合于熔噴工藝較弱的牽伸作用。體粘度越低，越能適合于熔噴工藝較弱的牽伸作用。 熔融指數(shù)越高，熔噴形成單纖維的強力越低，纖網(wǎng)熔融指數(shù)越高，熔噴形成單纖維的強力越低，纖網(wǎng)的強力也低。的強力也低。40 熔融指數(shù)熔融指數(shù)(mfi)與熔噴非織造布

24、斷裂伸長的關(guān)系與熔噴非織造布斷裂伸長的關(guān)系 41 實際生產(chǎn)中，應選用實際生產(chǎn)中，應選用mfi大的聚丙烯還是小呢？大的聚丙烯還是小呢？ mfi?。嚎缮a(chǎn)強力較高的熔噴非織造布。?。嚎缮a(chǎn)強力較高的熔噴非織造布。 mfi大：產(chǎn)量高、能耗低。因此當前趨勢是采用大：產(chǎn)量高、能耗低。因此當前趨勢是采用較高較高的的mfi原料。原料。 最早應用最早應用的的聚丙烯，其分子量高，聚丙烯，其分子量高，mfi較低較低（12g/10min）。）。 隨科技的進步，隨科技的進步，mfi為為12的聚丙烯很快就為的聚丙烯很快就為mfi35的的所取代，同時出現(xiàn)了專為熔噴工藝所用的聚丙烯，其所取代，同時出現(xiàn)了專為熔噴工藝所用的聚

25、丙烯，其mfi高達高達1500（進口）。（進口）。42 1 1、噴孔直徑、噴孔直徑 孔徑小有利于紡制造超細纖維。但小的孔徑加工較孔徑小有利于紡制造超細纖維。但小的孔徑加工較為困難。為困難。2 2、熱空氣噴射角度、熱空氣噴射角度 氣流與模頭底面的夾角氣流與模頭底面的夾角。 （二）離線參數(shù)（二）離線參數(shù)43 氣流噴射角度的氣流噴射角度的大小大小對拉伸效果有很大影響。對拉伸效果有很大影響。 高溫高速的牽伸熱空氣從熔噴組合模頭的空氣通道高溫高速的牽伸熱空氣從熔噴組合模頭的空氣通道中噴射出來，中噴射出來，兩股氣流發(fā)生碰撞兩股氣流發(fā)生碰撞，形成了復雜的流場。，形成了復雜的流場。對此流場的數(shù)值模擬，首先是建

26、立理論模型，然后進對此流場的數(shù)值模擬，首先是建立理論模型，然后進行數(shù)值求解，最后用實驗結(jié)果進行驗證。行數(shù)值求解，最后用實驗結(jié)果進行驗證。44流流場場計計算算結(jié)結(jié)果果的的速速度度矢矢量量圖圖氣流氣流氣流氣流 氣流噴射角度為氣流噴射角度為6045 數(shù)值模擬的結(jié)果表明：數(shù)值模擬的結(jié)果表明：l噴絲孔軸線上和鄰近區(qū)域，氣流速度高，且沿噴絲孔噴絲孔軸線上和鄰近區(qū)域，氣流速度高，且沿噴絲孔軸線平行，對熔體細流牽伸的有利條件；軸線平行，對熔體細流牽伸的有利條件；l遠離噴絲孔，速度減??；遠離噴絲孔，速度減?。籰夾角越大，氣流在噴絲孔軸線方向的分量越大。夾角越大，氣流在噴絲孔軸線方向的分量越大。 但是，但是，80

27、夾角和夾角和60夾角流場產(chǎn)生的效果相差不夾角流場產(chǎn)生的效果相差不大，同時，大，同時，80夾角在機械結(jié)構(gòu)上較難實現(xiàn)。夾角在機械結(jié)構(gòu)上較難實現(xiàn)。 因此生產(chǎn)上常采用因此生產(chǎn)上常采用60 的夾角的夾角。46 1 1、熱空氣的速度（壓力）、熱空氣的速度（壓力） 直接影響熔噴纖維細度。生產(chǎn)中用氣流的直接影響熔噴纖維細度。生產(chǎn)中用氣流的壓力壓力來表來表示氣流的速度，壓力大則速度大。示氣流的速度，壓力大則速度大。 熱空氣速度熱空氣速度：l纖維直徑纖維直徑；l單纖維相對強力單纖維相對強力 ；l纖網(wǎng)中纖維間的粘合效果纖網(wǎng)中纖維間的粘合效果，非織造布強度，非織造布強度。 （三）在線參數(shù)（三）在線參數(shù)47氣流壓力氣流

28、壓力(mpa)纖纖維維直直徑徑( m)氣流速度對纖維細度的影響氣流速度對纖維細度的影響48 2 2、熔噴溫度（熔體溫度）、熔噴溫度（熔體溫度） 指指熔噴模頭熔噴模頭的溫度。溫度越高，熔體粘度越低，纖的溫度。溫度越高，熔體粘度越低，纖維越細。維越細。 但熔體但熔體粘度過小粘度過小會造成熔體細絲的會造成熔體細絲的過度牽伸過度牽伸，形成，形成的的超短超細超短超細的纖維會飛散到空中而的纖維會飛散到空中而無法收集無法收集，因此熔，因此熔噴工藝中聚合物熔體粘度并不是越小越好。噴工藝中聚合物熔體粘度并不是越小越好。 49 纖網(wǎng)強力除取決于纖網(wǎng)強力除取決于纖維本身的強力纖維本身的強力外還取決于外還取決于纖維纖

29、維之間的熱粘合程度之間的熱粘合程度。熱粘合程度受。熱粘合程度受接收距離接收距離(dcd)(dcd)的影的影響尤為顯著。響尤為顯著。3 3、接收距離（、接收距離（dcd-distance of collector to diedcd-distance of collector to die）熱空氣熱空氣熱空氣熱空氣聚合物熔體聚合物熔體冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流接收裝置接收裝置50 熱空氣熱空氣熱空氣熱空氣聚合物熔體聚合物熔體冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流冷卻氣流接收裝置接收裝置 dcd，熱空氣冷卻和擴散不充分，粘合效果得到，熱空氣冷卻和擴散不充分，粘合效果得到改善，產(chǎn)品蓬松度下降（改善，產(chǎn)品蓬松

30、度下降（纖維多呈團聚狀纖維多呈團聚狀）。）。產(chǎn)品強產(chǎn)品強力提高。力提高。 dcd，熔噴非織造布強力（拉伸、頂破撕破強力），熔噴非織造布強力（拉伸、頂破撕破強力）及彎曲剛度均下降；透氣率增長。及彎曲剛度均下降；透氣率增長。 51團聚狀排列的熔噴纖維團聚狀排列的熔噴纖維 524 4、熔體擠出量、熔體擠出量 單位：單位：g/hole/min 該參數(shù)如何調(diào)節(jié)？如何測試？該參數(shù)如何調(diào)節(jié)？如何測試？ 擠出量增加，纖維直徑增加，熔噴非織造布的相對強擠出量增加，纖維直徑增加，熔噴非織造布的相對強度減小。度減小。擠出量增加擠出量增加 氣流作用力削氣流作用力削 弱，纖維直徑增加弱，纖維直徑增加纖維相對強度下降纖維

31、相對強度下降纖維根數(shù)減少纖維根數(shù)減少纖網(wǎng)相對強力下降纖網(wǎng)相對強力下降粘合部位減小，纖粘合部位減小，纖網(wǎng)相對強力下降網(wǎng)相對強力下降53擠出量 (g/hole/min)纖維直徑 ( m)擠出量與纖維直徑的關(guān)系擠出量與纖維直徑的關(guān)系54 熔噴纖網(wǎng)中常出現(xiàn)沒有牽伸成超細纖維的熔噴纖網(wǎng)中常出現(xiàn)沒有牽伸成超細纖維的團塊狀聚團塊狀聚合物合物，稱為，稱為“shot”現(xiàn)象。（亮點）現(xiàn)象。（亮點）熔噴纖網(wǎng)中出現(xiàn)的熔噴纖網(wǎng)中出現(xiàn)的“shot”現(xiàn)象現(xiàn)象55 “shot”現(xiàn)象成因主要有：現(xiàn)象成因主要有：l空氣速度太小或熔體粘度太高，部分熔體細絲未完空氣速度太小或熔體粘度太高，部分熔體細絲未完全牽伸；全牽伸；l熔體粘度太

32、小：空氣速度高時，噴絲孔對熔體的握熔體粘度太小：空氣速度高時，噴絲孔對熔體的握持作用減弱，熔體還沒有被牽伸成纖維便脫離噴絲孔；持作用減弱，熔體還沒有被牽伸成纖維便脫離噴絲孔； 可見，要生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，熔噴工藝應根據(jù)不可見，要生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，熔噴工藝應根據(jù)不同同mfi的聚合物原料，正確設置熔體擠出量、熔噴溫的聚合物原料，正確設置熔體擠出量、熔噴溫度和牽伸熱空氣速度，并應注意到這些工藝參數(shù)之間度和牽伸熱空氣速度，并應注意到這些工藝參數(shù)之間存在著相互依賴的關(guān)系。存在著相互依賴的關(guān)系。 56三、熔噴產(chǎn)品的應用三、熔噴產(chǎn)品的應用 目前，熔噴法非織造布主要用于：目前，熔噴法非織造布主要用于：l過濾材料

33、過濾材料l醫(yī)療衛(wèi)生材料醫(yī)療衛(wèi)生材料l環(huán)境保護材料環(huán)境保護材料l服裝材料服裝材料l電池隔膜材料電池隔膜材料57 過濾就是將分散于氣體或液體中的顆粒狀物質(zhì)分離過濾就是將分散于氣體或液體中的顆粒狀物質(zhì)分離出來。出來。 過濾機理：篩濾沉積、靜電沉積過濾機理：篩濾沉積、靜電沉積、擴散沉積等。、擴散沉積等。 1、過濾材料、過濾材料 58 是否顆粒大于過濾材料的孔徑尺寸才能被篩濾？是否顆粒大于過濾材料的孔徑尺寸才能被篩濾？ 研究表明：孔徑尺寸在十至幾十研究表明：孔徑尺寸在十至幾十微米微米之間的過濾材之間的過濾材料，能捕集料，能捕集1m的塵埃。的塵埃。 提高提高篩濾沉積篩濾沉積效果就要減小濾材孔徑，即效果就要

34、減小濾材孔徑，即減小纖減小纖維細度、提高材料的密度。維細度、提高材料的密度。59 熔噴非織造材料具有熔噴非織造材料具有纖維細、孔隙多而孔隙尺寸小纖維細、孔隙多而孔隙尺寸小的優(yōu)點的優(yōu)點。 應用：應用：l 氣體過濾：醫(yī)用口罩、室內(nèi)空調(diào)機過濾材料。氣體過濾：醫(yī)用口罩、室內(nèi)空調(diào)機過濾材料。l 液體過濾：飲料過濾、水過濾。液體過濾：飲料過濾、水過濾。 為提高過濾效果，可減小纖維細度、增加濾材的密為提高過濾效果，可減小纖維細度、增加濾材的密度，但會造成度，但會造成過濾阻力過濾阻力的明顯增加。的明顯增加。 因此讓熔噴非織造材料帶靜電，可通過靜電效應提因此讓熔噴非織造材料帶靜電，可通過靜電效應提高其過濾效果，

35、即進行高其過濾效果，即進行駐極處理駐極處理。60 駐極處理駐極處理的熔噴非織造布，因帶有持久的靜電，可的熔噴非織造布，因帶有持久的靜電，可依靠依靠靜電效應靜電效應捕集微細塵埃，因此具有過濾效率高，過捕集微細塵埃，因此具有過濾效率高，過濾阻力低等優(yōu)點。濾阻力低等優(yōu)點。 聚丙烯具有較高的電阻率聚丙烯具有較高的電阻率(71010cm)，注入電荷，注入電荷的容量較大，是一種制造駐極纖維的理想材料。實驗表的容量較大，是一種制造駐極纖維的理想材料。實驗表明，經(jīng)駐極整理的聚丙烯熔噴非織造布在自然狀態(tài)下存明，經(jīng)駐極整理的聚丙烯熔噴非織造布在自然狀態(tài)下存放放1440小時后，濾效保持不變。小時后，濾效保持不變。

36、61駐極整理對熔噴法非織造布濾效及阻力的影響駐極整理對熔噴法非織造布濾效及阻力的影響 接收距離接收距離(mm) 100150200250駐極駐極 未駐未駐極極 駐極駐極 未駐未駐極極 駐極駐極 未駐未駐極極 駐極駐極 未駐未駐極極 螺桿螺桿轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(8rpm) 濾效濾效() 97.7553.2994.8836.594.1341.2592.543.5阻力阻力(pa) 3.683.682.942.942.212.212.152.15螺桿螺桿轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(12rpm) 濾效濾效() 94.525.7591.023.084.517.7583.7520.0阻力阻力(pa) 2.942.941.961.960

37、.980.980.980.98 可見，駐極整理后熔噴非織造布的過濾阻力并無變化，而濾可見，駐極整理后熔噴非織造布的過濾阻力并無變化，而濾效卻提高很多，這是其它非織造布所無法比擬的。效卻提高很多，這是其它非織造布所無法比擬的。62 2、醫(yī)療衛(wèi)生材料、醫(yī)療衛(wèi)生材料 醫(yī)用口罩：里外兩層用紡粘材料，中間用熔噴材料制醫(yī)用口罩：里外兩層用紡粘材料，中間用熔噴材料制成的復合材料（成的復合材料（sms）。）。63h1n1病毒大小：病毒大?。?0nm120nm 。64 3、環(huán)境保護材料（吸油材料）、環(huán)境保護材料（吸油材料） 聚丙烯熔噴法非織造布因其聚丙烯熔噴法非織造布因其材料特性材料特性和微纖結(jié)構(gòu)和微纖結(jié)構(gòu)而成

38、為良好的吸油材料，在歐美、日本等發(fā)達國家已而成為良好的吸油材料，在歐美、日本等發(fā)達國家已得到廣泛應用，如海上溢油事故、工廠設備漏油以及得到廣泛應用，如海上溢油事故、工廠設備漏油以及污水處理等。污水處理等。65 1989年春，美國阿拉斯加附近的威廉王子海峽，年春，美國阿拉斯加附近的威廉王子海峽，埃克森公司的?？松镜摹巴郀柕滤雇郀柕滤埂碧柼栍洼営洼営|礁事故，造成大觸礁事故，造成大面積漏油，原油泄漏導致成千上萬只海鳥和海洋生物面積漏油，原油泄漏導致成千上萬只海鳥和海洋生物死亡。當時空運了大約死亡。當時空運了大約2.6萬噸以聚丙烯熔噴非織造布萬噸以聚丙烯熔噴非織造布為主的吸油材料到現(xiàn)場，僅用了幾天

39、時間就清理了海為主的吸油材料到現(xiàn)場，僅用了幾天時間就清理了海面，這是熔噴法非織造布成功用于海上溢油事故處理面，這是熔噴法非織造布成功用于海上溢油事故處理的典范。的典范。 溢出溢出5000萬升原油，萬升原油，污染污染2000多公里的海多公里的海岸線岸線 工作人員在拯救一只工作人員在拯救一只被漏油污染的海鳥被漏油污染的海鳥 66 聚丙烯熔噴法非織造布具有聚丙烯熔噴法非織造布具有疏水親油疏水親油的特性，耐強的特性，耐強酸強堿，酸強堿，密度比水小，吸油后能長期浮于水面上而不密度比水小，吸油后能長期浮于水面上而不變形變形，可循環(huán)使用和長期存放。聚丙烯熔噴法非織造，可循環(huán)使用和長期存放。聚丙烯熔噴法非織造

40、布制成吸油索、吸油鏈、吸油枕等，吸油量可達到自布制成吸油索、吸油鏈、吸油枕等，吸油量可達到自身重量的身重量的1050倍倍。吸油索吸油索 67吸油材料的應用吸油材料的應用68 4、服裝材料（保暖材料）、服裝材料（保暖材料） 保暖材料應具有良好的保暖性，并能較長期使用保暖材料應具有良好的保暖性，并能較長期使用而不改變其保暖性。而不改變其保暖性。69 實驗表明，實驗表明，纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)是影響保暖材料傳熱性是影響保暖材料傳熱性能的主要因素之一。能的主要因素之一。 對于熔噴復合保暖材料，其對于熔噴復合保暖材料，其厚度對透氣性能厚度對透氣性能影響較小影響較小，而聚酯纖維絮片，而聚酯纖維絮片隨厚度減小透氣

41、性隨厚度減小透氣性迅速上升迅速上升。因此熔噴復合保暖材料抗風能力較。因此熔噴復合保暖材料抗風能力較強。強。 70 5、電池隔膜、電池隔膜 隔膜材料是蓄電池的重要組成部件，常置于正負極板隔膜材料是蓄電池的重要組成部件，常置于正負極板之間，主要功能是絕緣正負極板，保證電介質(zhì)的流動。之間，主要功能是絕緣正負極板，保證電介質(zhì)的流動。 聚丙烯材料具有優(yōu)良的耐酸堿性能，聚丙烯熔噴法隔聚丙烯材料具有優(yōu)良的耐酸堿性能，聚丙烯熔噴法隔膜材料具有孔徑小、孔率大、電阻小以及產(chǎn)品變化多樣的膜材料具有孔徑小、孔率大、電阻小以及產(chǎn)品變化多樣的特點。特點。 正極板上是二氧化鉛（正極板上是二氧化鉛（pbo2），），負極板上是

42、絨狀鉛（負極板上是絨狀鉛（pb）。）。 每一個每一個正、負極板之間都隔著正、負極板之間都隔著多孔的超細纖多孔的超細纖維物質(zhì)（電池隔膜），維物質(zhì)（電池隔膜），其中吸附著硫其中吸附著硫酸（酸（h2so4）電解液，這個纖維物質(zhì)）電解液，這個纖維物質(zhì)（或硅膠物質(zhì)）是電化學反應過程中（或硅膠物質(zhì)）是電化學反應過程中液相傳輸和氣相傳輸?shù)耐ǖ溃驼?、液相傳輸和氣相傳輸?shù)耐ǖ?，它和正、負極板群被緊密地裝配在一起，形成負極板群被緊密地裝配在一起，形成一個一個2v的電池單體。圖中的電池單體。圖中6個個2v的單的單格串聯(lián)成格串聯(lián)成12v的電池的電池 71第五節(jié)第五節(jié) 熔噴技術(shù)的發(fā)展趨勢熔噴技術(shù)的發(fā)展趨勢72一、模頭寬度和個數(shù)的增加一、模頭寬度和個數(shù)的增加 l1967：精確公司制造世界首個：精確公司制造世界首個254mm(10)寬噴頭；寬噴頭；l1969：1016mm的噴頭；的噴頭；l19701979：25417