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无纺布生产中的熔体过滤加工

Dec.2018 | 新闻中心
欲保证无纺布生产中物料洁净,方法之一是使用过滤系统。本文介绍两款德国制造的过滤器,它们更换滤网时工艺不产生波动,同时能直接使用回收料进行生产以降低成本。
在纺粘法生产无纺布的工艺中,纤维抽丝和无纺布成布过程是合二为一的。聚合物原料经过挤出机以熔融状态进入喷丝头,再经纺丝后直接进入传输带,最终形成无纺布。
纺粘生产线
无纺布生产的纺粘工艺
切片经过混合和喂料后,进入挤出机,再经过滤器,以熔体状态进入熔体泵。通常,过滤器中装有过滤网等部件,以将熔体中的杂质挡住,避免进入下游设备。
对于过滤器而言,最重要的要求是在过滤器更换滤网过程中,不对生产造成不良影响和不引起物料中断或减少。熔体泵可增强熔体压力,并确保熔体物料稳定输送。
根据这种工艺,纤维喷丝板有不同的设计方式。通常,喷丝板系统配置了许多熔体泵,这些熔体泵需确保纺丝能顺利进行。
喷丝板系统设计和精密控制,可以确保通过喷丝板的熔体平稳、无波动。另外,喷丝板中也有过滤器,以保证熔体均匀、洁净。喷丝板的过滤器由多层织网组成,熔体中残余的杂质被其阻挡,因而过滤网需定期更换。
在更换喷丝板过滤网时,需停止此工位工作,有时还需停止整条生产线运行。过滤网越细,喷丝板的寿命也越长。因此,喷丝板之前的过滤器应该尽可能多的除去熔体中的杂质,以增加过滤器的使用寿命。
纺粘工艺流程
熔纺工艺中,将熔体直接注射到热的高速空气流,熔体由液态变成纤维状,纤维的直径为0.5~30um,通常是2~7um。纤维和热空气一起进入堆积网,与冷空气接触后被冷却、固化。
气流波动造成纤维随意取向,而纤维取向性的随意化正是无纺布熔纺工艺的要求,因此,可满足无纺布生产的同质化要求。这些不透明的无纺布具有低的撕裂强度、大的表面积和绝缘、过滤性能。
熔纺工艺的显著特点是熔体被加热到较高的温度,因此,熔体流道的设计、喷丝板内部结构和熔体流的优化非常重要。
熔体流速过低或存在死角都将造成熔体热降解,降解物料若进入喷丝头则会在最终产品上形成破洞或黑块,这样将不得不停止整条生产线,以清洁传输带。
工艺中,长丝挤出后进入冷空气区,此时由于空气流的变化和静电等因素,纤维不粘在一起。
无纺布堆积过程发生在有孔的堆积带,堆积带输送直到无纺布成卷、打包,单根长丝的直径为15~35um。与熔纺工艺类似,纤维结构无序,但具有轻、保暖和高吸水性。与其它布料相比,无纺布具有极好的单位密度/重量的抗张强度,主要应用于防水密封材料、卫生用品或土工布,如防止水土流失等。
“Reicofil”工艺中,空气遍布整个织布,而在后续工序,纤维分离并通过气旋混合。
苏拉集团(Saurer)旗下纽马格(Neumag)提供给土耳其的生产线采用ASON Spunbound技术。由于喷丝板、注射器和堆积带位置可变,生产灵活性大大增强。因此,单一一条生产线可以生产许多种产品,而且切换时间非常短。同时,也可以使用不同的原料,如复合纤维以及目前在无纺布巿场增长极其迅速的聚酯材料。
无纺纤维的堆积
无纺布生产中的过滤系统
在无纺布生产过程中,熔体过滤系统的作用是除去熔体中的杂质,保护喷丝板。因为即使很小的杂质也可能迫使更换喷丝头,造成整条生产线停车。同时,每个纤维的断头都可以导致无纺布的瑕疵和不规整。另外,在纤维纺丝过程中,也要求喷丝板更换频率低。
对过滤细度的要求取决于无纺布的结构和应用领域,对于土工布产品,肉眼可见的杂质是允许的,而对于医疗用品,任何微小的杂质都必须被清除。喷丝板过滤器的过滤细度由最终产品和纤维的直径决定,通常为20~75um。
多数情况下,更换喷丝板的过滤器只能在生产线停止阶段进行,同时通过上游熔体过滤器泄压。通常,上游熔体过滤器的过滤细度与喷丝板过滤器的过滤细度相当或更细,以达到延长喷丝板寿命。
在选择过滤器类型时,必须考虑过滤器对熔体特性不会造成任何影响。死角、停留时间过长、空气进入过滤器或氧化的熔体都可能导致聚合物降解、改变原料特性和造成产品质量缺陷,因而必须停机清理。
另一方面,原材料价格和营运成本的上升,要求必须考虑过滤系统的经济因素,延长喷丝板过滤器的换网时间及改善产品质量可以节约成本。同时,也必须考虑投资和营运成本。
另外,需要着重考虑的是能否使用回收物料,由于原料占整个生产成本的比重极大,使用更加便宜的回收料更能快速回收投资,通常,投资过滤器的回收期应少于12个月。
无纺布生产要求工艺连续和压力稳定,以确保纺丝过程连续。德国格诺斯(Gneuβ)研制的过滤器,熔体流道过滤面积大,采用具有专利技术的旋转式过滤技术

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