欲保證無紡布生產中物料潔凈,方法之一是使用過濾系統。本文介紹兩款德國制造的過濾器,它們更換濾網時工藝不產生波動,同時能直接使用回收料進行生產以降低成本。
在紡粘法生產無紡布的工藝中,纖維抽絲和無紡布成布過程是合二為一的。聚合物原料經過擠出機以熔融狀態進入噴絲頭,再經紡絲后直接進入傳輸帶,最終形成無紡布。
紡粘生產線
無紡布生產的紡粘工藝
切片經過混合和喂料后,進入擠出機,再經過濾器,以熔體狀態進入熔體泵。通常,過濾器中裝有過濾網等部件,以將熔體中的雜質擋住,避免進入下游設備。
對于過濾器而言,最重要的要求是在過濾器更換濾網過程中,不對生產造成不良影響和不引起物料中斷或減少。熔體泵可增強熔體壓力,并確保熔體物料穩定輸送。
根據這種工藝,纖維噴絲板有不同的設計方式。通常,噴絲板系統配置了許多熔體泵,這些熔體泵需確保紡絲能順利進行。
噴絲板系統設計和精密控制,可以確保通過噴絲板的熔體平穩、無波動。另外,噴絲板中也有過濾器,以保證熔體均勻、潔凈。噴絲板的過濾器由多層織網組成,熔體中殘余的雜質被其阻擋,因而過濾網需定期更換。
在更換噴絲板過濾網時,需停止此工位工作,有時還需停止整條生產線運行。過濾網越細,噴絲板的壽命也越長。因此,噴絲板之前的過濾器應該盡可能多的除去熔體中的雜質,以增加過濾器的使用壽命。
紡粘工藝流程
熔紡工藝中,將熔體直接注射到熱的高速空氣流,熔體由液態變成纖維狀,纖維的直徑為0.5~30um,通常是2~7um。纖維和熱空氣一起進入堆積網,與冷空氣接觸后被冷卻、固化。
氣流波動造成纖維隨意取向,而纖維取向性的隨意化正是無紡布熔紡工藝的要求,因此,可滿足無紡布生產的同質化要求。這些不透明的無紡布具有低的撕裂強度、大的表面積和絕緣、過濾性能。
熔紡工藝的顯著特點是熔體被加熱到較高的溫度,因此,熔體流道的設計、噴絲板內部結構和熔體流的優化非常重要。
熔體流速過低或存在死角都將造成熔體熱降解,降解物料若進入噴絲頭則會在最終產品上形成破洞或黑塊,這樣將不得不停止整條生產線,以清潔傳輸帶。
工藝中,長絲擠出后進入冷空氣區,此時由于空氣流的變化和靜電等因素,纖維不粘在一起。
無紡布堆積過程發生在有孔的堆積帶,堆積帶輸送直到無紡布成卷、打包,單根長絲的直徑為15~ 35um。與熔紡工藝類似,纖維結構無序,但具有輕、保暖和高吸水性。與其它布料相比,無紡布具有極好的單位密度/重量的抗張強度,主要應用于防水密封材料、衛生用品或土工布,如防止水土流失等。
“Reicofil”工藝中,空氣遍布整個織布,而在后續工序,纖維分離并通過氣旋混合。
蘇拉集團(Saurer)旗下紐馬格(Neumag)提供給土耳其的生產線采用ASON Spunbound 技術。由于噴絲板、注射器和堆積帶位置可變,生產靈活性大大增強。因此,單一一條生產線可以生產許多種產品,而且切換時間非常短。同時,也可以使用不同的原料,如復合纖維以及目前在無紡布巿場增長極其迅速的聚酯材料。
無紡纖維的堆積
無紡布生產中的過濾系統
在無紡布生產過程中,熔體過濾系統的作用是除去熔體中的雜質,保護噴絲板。因為即使很小的雜質也可能迫使更換噴絲頭,造成整條生產線停車。同時,每個纖維的斷頭都可以導致無紡布的瑕疵和不規整。另外,在纖維紡絲過程中,也要求噴絲板更換頻率低。
對過濾細度的要求取決于無紡布的結構和應用領域,對于土工布產品,肉眼可見的雜質是允許的,而對于醫療用品,任何微小的雜質都必須被清除。噴絲板過濾器的過濾細度由最終產品和纖維的直徑決定,通常為20~75um。
多數情況下,更換噴絲板的過濾器只能在生產線停止階段進行,同時通過上游熔體過濾器泄壓。通常,上游熔體過濾器的過濾細度與噴絲板過濾器的過濾細度相當或更細,以達到延長噴絲板壽命。
在選擇過濾器類型時,必須考慮過濾器對熔體特性不會造成任何影響。死角、停留時間過長、空氣進入過濾器或氧化的熔體都可能導致聚合物降解、改變原料特性和造成產品質量缺陷,因而必須停機清理。
另一方面,原材料價格和營運成本的上升,要求必須考慮過濾系統的經濟因素,延長噴絲板過濾器的換網時間及改善產品質量可以節約成本。同時,也必須考慮投資和營運成本。
另外,需要著重考慮的是能否使用回收物料,由于原料占整個生產成本的比重極大,使用更加便宜的回收料更能快速回收投資,通常,投資過濾器的回收期應少于12 個月。 |