SMS复合法非织造布生产技术Microsoft Office Word 文档.docx
SMS复合非织造布生产技术-SMS复合法非纲造布1 .非烟造布的定义非织造布也叫“无幼布”、台湾地区称“不织布”,国家标准称为“非织造布”。简洁说就是一种不用“织”的布。非织造布生产技术是融合了化纤、纺织、造纸、皮革、期料等行业特点的新技术CSMS复合非织造布是由幼粘法,熔喷法两种不同纺丝工艺纤网复合的产品,具有三层以上的多层结构“国际标准化组织和我国对“非织造布”都有标准的定义。2 .符号的宗义S:是英文SpunBond的笫一个字母,是''纺粘法纺丝系统”的代号,有时也称“SB”系统M:是英文Me1.tB1.own的第一个字母,是“熔喷法纺丝系统”的代%有时也称“MB”系统SMS:是英文SpunBondMc1.tB1.own/SpunBond的第一个字母的缩写,是”纺粘法/熔喷法/纺粘法复合式非织造布”的统称,在一般表述时,并不考虑详细产品中所包含的各种纤网的层数与排列结构,生产SMS产品的设备叫SMS生产线,在设备型号或生产线标识中还常常有其他符号,其详细含义如下:X;是生产线中的一个未定系统,一般预留出安装位置,只有在描述设备时才出现“X”,而在描述产品时是不能带上这个“X”的。符号后面的“数字”是幼丝系统的编号,目前各制造商的数字编号的方法和定义不统一,常见的ft如下两类:i种是纺丝系统代号+由上游至下游的依次编号,这种编号的特点是能清楚表示某一个系统的纺丝工艺、与在成网机上的详细位置。如一条SSMMMS生产线,各系统的编号为;SB1.,SB2,MB3,MB4,MB5,SB6。其次种是同类型纺丝系统代号+由上游至卜游同类型妨丝系统的依次编号。这种编号的特点是明确表示采纳同一纺丝工艺的系统数量、但无法确定在成网机上的详细位置。如一条SSMMMS生产线,各系统的编号为;SB1.,SB2,MB1.,MB2,MB3,SB30SMS非织造布是阻隔型产品,产品的上、F两个表面必需为“纺粘纤网”,为粘纤维直任较粗、较匀称、耐磨,纤维间的空隙很大,具布较好的机械力学性能,除了能为夹在中间的燧喷层纤网供应防护、加强作用外,在纤维直径较细时,还能供应肯定的阻隔功能、SMS非织造布的阻隔性能主要由“熔喷层纤网”供应,熔喷纤维直径比SMS型产品更细,结构致密、平均孔径更小,但机械性能差。熔喷层的纤维密度越高,产品的阻隔性能也越好,4.制造SMS产品的主要方法目前,制造SMS产品的主要工艺有“一步法”,“两步法”,“一步半法”三种方法。1 1)一步法这种工艺的特点是运用原料切片,利用纺粘法、熔喷法两种工艺,干脆将原料熔融后纺丝成网,只要合理排列不同工艺的幼丝系统,就可以使产品具有不同的结构,将各层纤网登整复合后,一股都是用热轧机固结成布。图1莱芬豪舍公司“一步法”SMMS生产线示意图采纳“步法”工艺的生产线结构困难,是当今技术含量最高的设备,代表r一个国家的非织造布装备的最高水平,购置价格很高.“步法”的特点是熔体干脆纺丝成网,各个纺丝系统的状态可独立调整,生产过程的可控性强,T1.生条件好,运行速度高,能随意调整各层纤网的比例、可生产各种规格的SMS型产品,是当今的主流工艺。(2)二步法用二步法生产SMS产品时,按肯定依次,将纺粘布成拈,熔喷布成品退卷,按依次叠层,然后用热轧机固结,复合成SMS产品C事实上“两步法”工艺也就是广茂应用的林层豆合技术,还可以复合其他材料,并可依据材料或最终产品的要求,采纳不同的方法,如超声波、热熔胶等将三层(或更多层)材料固结在起。(3)“一步半法”在二步法中,还可以将现场生产的熔喷层纤网代替熔喷布产品,从而派生出所谓“一步半法”宓合工艺。这种一步法工艺的熔喷层含量能随意调整,能生产熔喷层含量较少的产品,运行速度也较快,有较高的生产效率,产品的质殖也优于“两步法”。虽然设备的价格低于“一步法”、但要比“两步法”设备高许多。二.SMS生产线的经济技术指标由于不同商家制造的SMS生产线基本都是运用Exxon的塔喷纺丝工艺,因此其差异主要表现在纺粘系统所运用的纺丝工艺。按应用机型的数所排序,目前我国SMS生产线纺粘系统应用的纺丝工艺顺次是:宽狭健负压牵伸工艺,这是全球的主流工艺,其典型代表为谯国的莱芬豪舍公司(ReifenhaUSer)的设备、绝大部分的国产机型也属这种工艺;其次是管式牵伸工艺,如意大利STP公司的设备;宽狭缝正压牵伸工艺,如美国诺信(Nordson)公司、FI本NKK公司的生产线等。2 .纺丝系统的蛆合方式目前我国几乎拥有世界1:流行的全部机型,包括:SMS,SSMS,SMXS,SMMS,SSMMS,SSM-MS,SSMMXS,SMMMS,SMMM-S,SMMMXS,SSMMMS,SSMMMMS等,其中还有一次成网与二次成网两种成网方式。目前国产SMS生产线的幼丝系统组合形式有:SMS,SSMS,SMXS,SMMS,SSMMS,SSM-MS五种。运用一次成网工艺的生产线只有一台成网机,全部纺丝系统的纤网都铺放在这台成网机上,这是当今常见的主流工艺(图2)。运用二次成网工艺的生产线有两台成网机,全部纺丝系统分别布置在两台成网机上,而产生的全部纤网最终都铺放在第一成网机上、并进行叠层复合,这是种已有二十多年历史的成网方式(图3)。图3运用二次成网工艺的SMS生产线3 .主要设备JU在SMS生产线中,主要的设备配置方:纺粘法纺丝系统:宽狭缝(负压、正压)牵伸,管式牵伸;熔喷法纺丝系统:EXXON系统,快装式喷丝板:成网机:高速型,大型生产线股配抗静电网带:热轧机:双程、三混,轧辍挠度补偿方式:S辑自动挠度补偿;中凸+轴线交叉+外加弯矩补偿型,小幅宽生产线会用加大根径+中凸+轴线交叉补偿;在线后整理系统(选配系统):KissRo1.1.或喷盘上液系统,热风干燥;在线检测装置(选配系统);表面缺陷检测;卷绕机:单接触转或双接触转型,锯齿形刀横切断,母卷直径16003200mm;注:“母卷”是指干脆从生产线卷绕机卸卜.的未经切边与分切的尺度很长,卷径较大的布卷。离线分切机:主动放卷型,圆盘形分切刀,母卷直径2200Omm,自卷直任1000mm。注:“子卷”是指已经分切加工的、长度较短,卷径较小的最终产品布卷。4 .生产线的技术指标SMS产品的性能、质量是纺粘法、熔喷法非织造布生产技术的综合反映,也代表了相关工艺技术的水平。(1)纺丝系筑效与排列方式目前国内已能制造有5个纺丝系统的生产线,引进生产线的纺丝系统可达7个,都是运用聚丙烯(PP)原料,个别双组分生产线还用到PE;(2)产品定他国(gm2)一般为1580gm2,最新机型能生产10gm2规格的产品,产品的定量越小,生产线的技术水平也越高;(3)首型产品的匀称度匀称度CV值可达到3的水平,比一般的纺粘布好,有时用单个样品的最大偏差率来表示,一股应限制在土(46)%。(4)产品名义幅宽规格(m)生产线的规格以最终产品的幅宽来定义,有1.,6m,2.4m,3.2m,4.2m,5.0m等。引进设备的幅宽都A32m,国内还有一些与1.6m,2.4m幅宽规格相近的生产线。国产设备的幅宽主要花1.6m,2.4m,3.2m三种规格。(5)运行速度(mmin)国产设备的运行速度在200400mmin,引进设备的运行速度在400600mmint最高可达8001000mmin;(6)装机容(kW或kVA)是指生产线中全部设备在流程设备、协助设备、公用工程系统的装机功率(kW)或装机容房(kVA),与所运用的纺丝工艺和生产实力相关。装机容量偏小,可以节约投资成本,但设备的负栽率会较高,牢性卜降,进行工艺调整的余地少,反应慢、调控实力较差。当设备的负载率大于80%、甚至常常满栽运行时,就是设备容显偏小的表现。装机容应偏大,会增加投资成本(包括公用工程系统),与供电系统的运行费用。但设备的负栽率较低,牢靠性上升,工艺调整空间较宽,反应快、调控实力较强。宽幅、多纺丝系统生产线的装机容殖可大于5000kW.装机容量是确定生产线供电系统容量的依据,供电系统的容啾(或变压器的容量)般在装机容量的55%65%范围。5.SMS生产线的锐济指标(1)生产实力(kg/h)a.坊隹系筑的生产实力(kg/mh)是一个纺丝系统每一米幅宽在一小时内的“熔体挤出51”,是不考虑产品的合格品率的,计量单位为(kg/mh),能便于对不同的系统进行比较。纺丝系统的总生产实力等于单位幅宽“产能”乘以“幅宽”,常用来估算原料的消耗量。国外PP纺粘系统的最大产能为240kgmh,熔喷系统为80kgmh;国产纺粘系统的最大产能为180kgmh,熔喷系统为50kgmho在SMS产品中熔喷层的比例为20%时,引进生产线的SMS产品产能为400kg/mh,SMMS产品产能为600kgmh,国产的SMS产能为250kgm.h,SMMS产能为450kgmh,均比引进设备小。b.生产线的生产实力(kg/h)生产线的“生产实力”是全部纺丝系统生产实力的总和,这是一个理论值,除了在技术上用“kg/h”表示外,有时还会用一年的生产实力“t/a”表示,与“实际产量”是不同的概念。当以“t/a”表示时,将与设将利用率或生产线的有效运行时间有关,更能体现生产线的技术水平,因此必需注明每一年的有效生产时间与产品的规格,否则没有实际意义。目前对“年有效运行时间”定义混乱,一般在72008000小时之间,导致同样配盟的生产线,不同制造商报告的生产实力有很大差异。C.SMS生产线的生产实力由于SMS产品中的熔喷层比例会随着产品的性能要求而变更,因此SMS型生产线的生产实力除了与产品的定量规格有关外,还与纤网的比例安排、投入运行的纺丝系统数盘等因素有关。另外,由于单个熔喷系统的挤出量仅为纺粘系统挤出量的四分之一左右,在SMS生产线中,在最大挤出破状态,熔喷层的最高比例仅为20%,假如大于此数,纺粘系统就要降速运行,生产线的实际挤出屈就小于理论挤出量。而在比例小于20%时,假如生产线不能以更高的速度使纺粘系统满栽运行,生产线的实际挤出盘也小于理论挤出成,这也是一些生产线由于无法高速运行而导致实际产能偏低的缘由。(2)产(kgh或ta)产城是指纺丝系统或生产线在单位时间内的“合格产品”数量,实际“产殖”会受市.场因素,产品结构,管理水平,技术水平,合格品率,设备方效运行时间,人员素养等因素的影响,(3)产能利用率生产线的“生产实力”是按理论挤出量计算的,并没有考核“设备利用率”和产品的“合格品率”;而“产51”则是真实的合格产品数玷。因此,生产线的实际产量一般小于生产实力,一股为后者的(6090)%,这个指标称为“产能利用率”,是反映生产线技术水平,企业管理水平,经营状况的最客观指标。目前,运营管理较好的生产线,其产能利用率可达80%90%、甚至更高,而我国全行业的产能利用率多年来均处于70%的水平。(4)影哨产能利用率的主要因素由于SMS型生产线的纺丝系统较多,正常状况下的设备利用率会比纺丝系统较少的生产线低,干脆影响产能利用率,主要缘由:a由于熔喷系统喷物板运用周期比纺粘系统短,换喷丝板的次数、频度会蝌加,会占用生产线较多的有效生产时间;b与单个纺丝系统的生产线相比,设备数量多、故障也较多,停机时间增加;c运行速度较快、设备简洁发生故障,导致生产线停产的几率增加;d.正常状况1.SMS产品的一次合格品率会较低,主要缘由:*.由于熔喷层外露简洁发生豌热轧机轧辑现象,加上运行速度较快,“缩幅”现象增加。因此SMS生产线正常的铺网宽度要比独立的纺粘系统或熔喷系统更宽,因此要切除的边料较多,原料的一次利用率(合格品数量/投料量)偏低。*.不同幅宽生产线的边料损耗率也不一样,生产线或产品的幅宽越窄,原料的利用率越低;按边料总幅宽均为25Omm计算,不同帽宽生产线的边料损耗率如下:表1不同幅宽生产线边料损耗率幅宽(mm)16002400320042005200损耗率()13.519.437.255.624.59*山干SMS生产线采纳离线分切,分切过程产生废、次品的几率增加,而且还会因卷长计量误差或预留量太多,导致“母卷”的尾(剩)料偏多;*.由于母卷的底线分切加工时间最少滞后于生产线一个母卷的生产时间,导致分切过程产生的边、废料不能在当批次产品生产过程中得到与时回收;* .每次开机、停机所需的时间较长,产生的开机不良品数量较多;* .每次转换产品的颜色或规格(gm2)所产生的过渡布数最较多;* .SMS生产线的生产实力较大,如由于市场缘由,批产量较小时,因开、停机,转产产生的废品、过渡布所占比例会上升。进行生产统计时,合格品率是合格品数最与投入原料总量的比例。综合以上多个因素,以32m帽宽为例,在不计算回收的条件卜,一般的纺粘系统(三)合格品率可达95%,而SMS生产线的合格品率一般不高于90%,对纺丝系统较多的生产线,或批址较小时,合格品率还要低一些。而在回收状态,合格品率会上升。(5)单位产品能耗(kWht)由于产品中含有能耗较多的熔喷层,SMS产品的能耗处于纺粘布与熔喷布之间,即大于幼粘布、而小于熔喷布。还与对产品的性能要求有关,而且与投入运行的熔喷系统数故、纺粘系统与熔喷系统的挤出量匹配关系很大,这是运行管理中亟需关注的问题。生产线的总能耗:生产线的耗能盘加上为产品服务的公用工程耗能虽。单位产品能耗=总能耗/合格品总数。在合格品数献相同的的情形下,能耗与纤维细度有较大关联,纤维越细,能耗越大。因此要结合产拈的质量、而不能仅凭能耗的多少来评价生产线的技术水平。目前SMS产品的能耗水平一般在1500-2200kWht,运用不同纺丝工艺的生产线,其能耗也会存较大差异。三.我国SMS产业的现状1.SMS技术的发展筒史1959年,美国杜邦(DUPOnt)公司首先胜利开发聚济纺丝成网法非织造材料,德国的科德堡(FreUdenberg)公司,德国的许奇(1.urgi)公司在同一时期也进行这个技术的开发探讨。在1986年,广东省从德国莱芬豪舍公司引进了第一条纺粘法非统造布生产线。在1992年,安徽省从美国精确公司引进了第一条熔喷法非织造布生产线。同年山东省从意大利“摩登"MeccanicheModerne公司引进了第一条“一步半法”SMS非织造布生产线,这是我国最早出现的成套SMS设备。美国金白利(Kimbe1.y-C1.ark)公司在上世纪80年头初领先开发了将纺粘布与熔喷布相复合的专利技术,至1994年专利爱护期满以后,各国都接连利用这种技术来生产SMS型复合非织造布。我国直至2000年才从镌国引进了第一条“一步法”SMS生产线。2006年中国制造的第一条SMS生产线投入了运行,目前中国已成为世界上最大的SMS型非织造布装备制造国,已有大肽设备出口到世界各地,也是世界上SMS生产线数收最多,机型最齐备的国家,对推动全球的非织造布产业发展发挥了很大的作用:2 .产业规模至2013年九月份,我国已投入运行的SMS型生产线约63条,年生产实力约43万吨,2012年的实际产员有22万吨;目前国内已在运行的机型有12个:SMS,SSMS,SMXS,SMMS,SSMMS,SSM-MS,SSMMXS,SMMMS,SMMM-S,SMMMXS,SSMMMS,SSMMMMS;产品名义幅宽有:1.6m,2.4m,3.2m,4.2m或者相近的规格;在63条生产线中,有三个纺丝系统的SMS型生产线有38条,占总数的60.3%;才四个纺丝系统的SMMS或SSMS生产线才12条,占总数的19.1%;有五个或更多个纺丝系统的生产线有13条,占总数的20.6%。国产设备约占生产线总数的70%。预料以后仅方三个纺丝系统的SMS生产线的占比会越来越少。1.6m幅宽生产线20条,占总数的31.7%;2.4m幅宽生产线8条,占总数的12.7%;3.2m幅宽生产线31条,占总数的492%;4.2m幅宽生产线4条,占总数的6.3%;其中幅宽为1.6,2.4m的均为国产机型,幅宽4.2m的全为引进设备。3 .国内水平虽然目前国内已具有设计、制造纺粘、熔喷系统的实力,但在工艺原理上并没彳突破其原形设备的概念,外形相像,仅尺寸略有差异。快装式熔喷喷蜕板已得到普与运用。在生产实力、运行速度、牢靠性等方面有待改进。一个是纺丝箱体存在漏熔体现象,纺粘箱体大部分都是运用导热油加热。另个是宽幅(3200mm)喷轨板加工工艺仍方待探究和改进。在近几年,我国SMS产业取得长足进步,产品的质破得到明显改进。在产品的匀称度、物理性能(强力、伸长率等),纤维的直径,性能的离散性等方面与外国产品仍存在明显差距。4 .SMS技术的发展趋势目前SMS技术的发展趋势是:多纺丝系统(最多为7个),高速度(600mmin)x宽幅(3.2,4.2,5.2m)、高产能(20000吨/年)、细纤度、双蛆份、大卷径(3000mm)离线高速(1500mmin)分切加工。5 .国内、外的设备制造商国外:德国莱芬豪舍公司,意大利STP公司,美国诺信公司,日本NKK等。曾运用过的核心设备品牌有日本KaSen公司,德国Enka公司,德国纽玛格公司等品牌;国内有十多家企业曾制造过SMS生产线,主要分布在北京,大连,广东,湖南,河南,江苏,浙江等城市与地区。6 .主流备供应商目前全球能供应成套爆喷设备的制造商方:德国的莱芬豪舍(Reifenhauser)公司、德国纽玛格公司,美国希尔斯(HinS)公司,意大利STP公司、瑞士汇达公司(Rieter)、日本NKK公司等。国内仅有三家企业具有设计、制造熔喷系统(含纺丝箱与纺丝组件)的实力,目前国内有不少生产线运用H本卡森(KASEN)公司、或德国恩卡(ENKA)公司制造的喷丝板与纺丝箱体。*7.其他形式磨嘴系毓图4Biax公司有8排同心圆喷丝孔的熔喷系统除了上述运用EXXon工艺的设备制造商外,美国的双轴(Biax-Fiberfi1.m)公司还开发出了一种有多排喷丝孔的机型。BiaX熔喷系统特点:气流通道与熔体通道同心布置,牵伸气流以环形喷出,可以有多排(16)喷丝孔,孔密度可达250个/英寸(9843个/米),产fit是EXXoN工艺的5倍,喷丝板的长度可以模块式组合,能耗比EXXoN工艺低许多。B.纺粘系统的代表性机型与特点1.主要纺题工艺纺粘法非织造布生产工艺是上世纪五十年头,分别由美国的杜邦(DuPont)公司和德国科德宝(FreUdenberg)公司开发的非织造布生产技术,在六十年头中期起先了工业化生产。七十年头后,在美、例、英、法、H等国形成了工业生产规模,八十年头到九十年头是纺粘法工艺快速发展,并趋于成熟的一个阶段。图5采纳赖科非工艺的纺粘法纺丝系统在1986年,中国从德国引进了运用“赖科菲”(Reieofi1.-1,简写为RF1.型)工艺的第条纺粘法非织造布生产线,这是我国纺粘法纺丝系统所应用的基础技术和基础机型,目前已发展到RF4型.虽然我国还引进、并仿制过些其他国家制造的I多个机型,如意大利的NWT、STP,美国NoRDSoN,日本NKK等,但主流机型还是基于赖科菲工艺,目前的性能类似ReiCofi1-m(RF3)02 .流程,特点亘踵纺丝系统计量阻介爆tnH煨体过流长卜口而1T纺上祀H体蚀吸Itfpp"I.见H"It-H成?机H-+-HH1.BiH.:机H产屉I分G-H产品1图6纺粘法非织造布生产流程图虽然纺粘法生产线有多种纺丝工艺,事实上其差异主要反映在纺丝牵伸工艺方面,而其他过程或设备则都是大同小异的。图6是一条通用纺粘法非织造布生产流程图,我国拥有量最多的主流机型为宽狭缝低压牵伸工艺,其次是管式牵伸工艺与宽狭缝正压牵伸工艺。3 .舒网的互补性在纺丝铺网过程中,抽吸风的匀称性对纤网的匀称性有很大的影响,在抽吸气流较强的位置,纤维会离开气流较弱的区域而向这个位置移动,使纤网的密度增加。当有多个纺丝系统时,如在上游系统铺成的纤网中,会出现纤维密度较高的云斑区、或纤维较少的稀网区。到了下游的纺丝系统,由于云斑区的阻力大、流量偏小;稀网区的阻力小、流量较大,新的纤维会随着气流趋向稀网区运动,而较少覆盖在云斑区表面C这种运动就起到“填平补齐”的效果,改善r纤网的匀称度,这就是铺网过程的“互补性”。“互补性”的正面作用是提高了产品的匀称度,因此,多个同类型纺丝系统生产线的产品质量要比单个纺丝系统的好.但在SA(S生产线中,这种互补性也有负面作用.纺粘纤网与熔喷纤网是两种特性不同的纤网。假如纺粘纤网有缺陷、而用熔喷纤网去“填平补齐”,客观上就会造成熔喷纤网分布的不匀称,将导致产品的静水压与物理性能出现较大的离散性。因此要求生产线最上游的坊丝系统要有较好匀称度。4 .产副标点(1)纤维细度静水压(mm)图7S层纤维细度对15gm2SMS产品静水压的影响纺粘纤维的直径一般在1525um,即相当于1.440dtex,由于在SMS生产线中,纺粘纤维的细度会影响纤网的匀称度和遮盖性,进而影响产品的阻隔性能和机械物理性能-依据试验,当纺粘纤维的细度小于Id后,其对静水乐的贡献将很明显,已接近燧喷纤网了。因此,希望纺粘纤网的纤维要有较细的直径,目前国产设备的纤维细度一般在1.6-2.5d(旦)。注:计算PP纤维细度(d)的阅历公式:0.006429D2(den),其中D为纤维的直径(m)o(2)匀称度常常用产品重量(俗称厚薄)分布的“底散系数”“CV”值的大小评价产品的匀称度,CV值越小、产品越匀称。目前薄型SMS产品的匀称度CV值一般在3.0-5.0之间,厚型产品的CV值一般小于3。在相关的产品技术要求中,还用单个样品的偏差率来表示产品的匀称性,这是一个比CV值耍求更高的指标,产品中不能出现个别偏差特殊大的样品。由于存在上述互补性的问题,因此出现了CV值小而物理性能离散,或CV值较大,但表面看起来却较为匀称两种现象。五.博喂系统的纺丝工艺1.主要纺丝工艺熔喷系统的纤维有多种接收方式,如网带接收、轻筒接收等,但在“一步法”SMS生产线都是运用成网机的网带来接收。2 .生产流程,特点熔喷法非织造布的生产流程与纺粘法特别相像,所不同的是熔喷系统是用热的气流牵伸,其次是熔喷纤网是依低自身的余热粘结成布的,冷却气流既可以运用制冷风,也可以运用环境风。因此,生产流程中没方固结纤网的设备,也不肯定有冷却风系统。取料船!辽I丁仲风机加热器1I汁合HqtH挤至机卜枢体过泄涔H"二泵卜TG绶第1区而记;J三三I按装置H-处理H力机H产而图9熔喷法非织造布的生产流程3 .纺丝蛆件的结构熔喷系统的纺丝蛆件结构比纺粘系统困难,随着技术进步,在SMS生产线中,纺丝组件都采纳r“快装式”结构,将组件在纺丝箱体安装好后,不用再进行调整便可投入运行。纺丝组件一般包括:喷丝板、气刀、安排板、熔体滤网、端封板、紧固件等,有的喷丝板还装有温度/压力传感器,用于干脆测后熔体的温度和压力。喷丝板的两个斜面的夹角(也就是两条“气隙”间的夹角)一般在6090°范件|,目前多为60°,只有少数机型为90°。在喷丝板的尖端、沿CD方向加工有一列喷丝孔,用于SMS生产线时,喷丝孔的直径般在0.300.35mm范雨。这是喷丝板最薄弱的部位,因此最简洁受到外力的损伤、或在不当的工艺条件下损坏。焰体进入方向图10熔喷法喷丝板的主要工艺参数名称喷丝板是纺丝系统中价格很高的一个精密加工件,一般运用高温性能良好的材料制造,常用材料的牌号是0CC7Ni4Cu4Nb'1.Cr1.7Ni2,外国牌号为SUS630、SUS431等。喷丝板的斜面与刀板斜面间的间隙叫“气隙"(Airgap),其大小对牵伸气源压力、流量有很大影响,一般状况下,两侧的气隙宽度是对称、并相等的,随着机型不同,常用尺寸约在0801.60mm。两块刀板的出风侧平面与喷丝板尖端之间的距离叫“锥缩”(SetBack),锥缩值只能取正值,实际尺寸约在062mm,不能取负值(即喷丝板尖端不能突出刀板平面),不然会出现“晶点”(是粒状物,为一种产品缺陷),不能正常纺丝。两块刀板相对的尖端间距离为“出风口”宽度,各种机型的宽度都不相同,一般约在1.O1.6mm范固。随着熔喷技术日益成熟,大部分纺丝组件已制成不行调的固定结构,只有一些早期的产品仍运用厚薄不同的垫片调整结构尺寸。气隙尺寸、出风11宽度是纺丝组件气流阻力最大的部位,干脆影响到牵伸风机的选型(压力和流量)。4 .嬉嘴系端主要工艺参数熔喷系统在运行过程中,影响产品阻隔性能的主要工艺参数有:(1)原料的流清特性MF1.原料的流淌特性越好、纤维越细,产品的静水压会较高;在保持纺丝箱体压力不变的条件下,熔体的温度可以较低,方肯定的节能作用;或在温度相同的条件卜.,在较大的挤出砧状态仍能使熔体压力处于平安范圉.目前,几乎100%的SMS生产线都是运用PP原料,原料的MFI>1500u原料的MF1.会影响产品的强力,MF1.越大,产品的强力会越小。246260274288302(C)1009080706050403020100图11熔体温度、流淌性与产品静水压的关系熔喷系统对原料的可纺性要求较高,市场供应的原料性能良莠不齐,有的原料保存期很短,生产过程简洁出现断丝、粒状物、品点,产品有异味等,常常由于性前不稳定而难于运用C(2)嬉体的温度熔体的温度越高、熔体的流淌性越好,越简洁获得较细的纤维,产品会有较高的静水压,但温度偏高除了简洁产生“飞花”或出现“晶点”外,也会增加能量消耗。在运用PP原料时,熔体的温度一般在250280°C之间。(3)嬉体的流纤维的直径与熔体的流成成正比,流最越小,纤维越细,这是在同样的产品规格和结构比例时,SMMS比SMS有更高静水压的缘由.因为两个M系统的流量仅为一个M系统的一半,流成削减,纤维就较细,静水压就上升了。但流显不能太小,否则无法稳定纺丝,(4)率伸,流的湿度牵伸气流的温度越高,供应应熔体的热或越多,纤维越简洁牵伸,产品的脯水压也越高。偏高的牵伸气流温度同样会导致产生花或出现“品点”、并增加能量消耗。牵伸气流的温度一般不宜低于熔体温度,常规的辜仲气流温度>嬉体冰度+IO1.表2静水压与牵伸气流温度的关系(样品IOg/m2)气流的温度nC270290310330产品静水压mmH2O180275290370(5)卓伸,流的速度(压力)牵伸气流的速度越高,熔体被牵伸的速度也越高,简洁获得较细直径的纤维,但偏高的牵伸气流速度同样会导致产生飞花或出现晶点、并增加能fit消耗。牵伸气流的速度与纺丝系统(喷丝板与气流安排装置)的结构、阻力,牵伸风机的输出压力和流眩有关。在阻力大的系统(如喷丝板的气隙较窄),风机要有较高的输出压力,才能获得较高的牵伸速度。大部分熔喷系统的牵伸气流速度都在超音速(340ms)他圉,即速度高于20000mmin,远高于纺粘系统的气流速度。一些早期机型要求的压力较高,目前牵伸风机输出的压力一般不高于O15MPa°(6)牵伸气流的流牵伸肯定重量的熔体须要消耗相对应流量的牵伸热气流,在喷丝板气隙宽度肯定的条件卜,流盘越大,供应应熔体的能最越多,越简洁获得较高的牵伸速度,偏大的牵伸气流城也会导致产生飞花或出现晶点、并增加能消耗,还会带来猛烈的噪音。牵伸气流的流M与压力是两个不同的概念,流增是通过特定面积的气流体积或重量,与熔体的挤出用相关;而压力是指气流克服阻力实力的大小,牵伸气流系统的阻力大(如气隙较小)时,就须要较高的压力才能获得较高的速度与流最一般利用变更风机转速的方法来调整流目前熔喷系统基本都是运用''容积式”牵伸风机(如罗茨风机、螺旋风机),在系统阻力不变的情形下,牵伸气流的流量与转速成线性关系(正比例)。因此,通过变更风机的速度便能调幡流Bh与此同时,输出的压力也会同步变更。熔喷系统所须要的牵伸气流地与熔体的挤出显有肯定的对应关系:熔喷系统的空气消耗量/熔体挤出Gt的比例=540(平均值=22.5)所以会有这么大的变更他阴,主要是与纤维直径的大小、产品用途等有关。纤维直径越细,须要的流贷也越多,这也是不同厂家制造的设备,其配置的风机性能力较大差异的缘由,按上述比例计算,相当于每米幅宽、平均每小时消耗的牵伸气流流量(标准状态风机入口的流场)约为100Om3/mh0系统正常运行时,风机的运行频率应在额定频率的80%90%范国内,如运行频率高于此值,表明配置的风机性能偏低,工艺应变实力不佳。生产线在运行期间,假如牵伸气流系统发生故障,熔体会在没有牵伸和冷却的状态滴落在成网机的网带面匕产生大面积的严竣污染,导致生产线停产或网带报废。因此,熔喷系统必需配置网带应急强护装置,以便在应急状态爱护网带的平安。(7)抽吸风机的流抽吸风机的作用是汲取牵伸气流,使铺网过程稳定进行,除了汲取牵伸气流外,抽吸风机还要汲取大R的环境气流,使纤网得到充分冷却、并能稳定贴附在网带面匕防止发生飞花现象。由于熔喷纤网的密度很高,气流通过阻力很大,因此要求抽吸风机要彳T较高的压力才能克服阻力、透过纤网和网带将网面上的气流抽走。如抽吸风机的流出太大,会在网面形成面积很大的负压区,两侧的气流会挤压产品,使幅宽变窄;假如邻近的网带底下没有钢板支承,下方的气流会上窜、使纤网鼓起,形成褶皱。风机的压力与抽吸风箱的“入口面积”与结构有关,面积越小、要求的压力越高,风机的压力一般在613kPa,有的机型达20kPa,其流放可达牵伸气流量的610倍,一般为100oo20000m3m2h,气流穿透纤网和网带时的速度常在1025ms范囤。当抽吸风箱入口的纤网许多、甚至发生积累时,假如不与时降低抽吸风机的速度,风机就有可能发生“喘振”,喘振是种具有破坏性的现象发生喘振时,设备、网带甚至连车间的厂房都可能产生猛烈的噪音和振动,要尽瞌避开这种运行状态出现。(8)接收距离DCD80706050Ig40J野30志201】。U20406080100120140160180200DCD(mm)图12熔喷系统DCD与纤维直径的关系接收距离(DCD)对SMS产品的性能影响很大,DCD增加,纤网密度降低,透气实力变大,静水压下降;由于纤维间的粘合较紫,产品的手感蓬松,而强力下降,并丝现象增加;DCD降低,纤网密度、静水压变大,但透气性能变型;由于冷却过程较长,纤网的温度上升,自粘合较好、强力增加,但手感偏硬挺。在肯定范围内,随着DCD增加、纤维的直径会变小;假如超出这个m,气流的速度与丝条的速度差异削减,牵伸功能消逝,纤维的直径不会再有变更。过大的DCD并不能使纤维变得更细,最明显的影响就是并丝增加(图13),静水压下降,产品会受两侧气流的压缩而使幅宽变窄;过小的DCD会使纤维得不到充分的牵伸,纤网得不到充分的冷却,最明显的影响是简洁出现“6花”,使产品被污染,也会影响静水压。图13不同DCD的丝条运动状态过程(垂干脆收)SMS生产线中的熔喷系统,常用的DCD调整范用比独立的熔喷生产线小,一般在80300mm之间,实际运用范围多在100200mm之间,而独立熔喷系统的DCD调整范困约在80800mm之间。(9)环如度由于熔喷纤网是依旅余热固结、环境空气冷却的,因此环境温度对产品的物理性能影响很大,环境温度越高,对产品的负面影响越大,如强力下降、简洁出现晶点等。在生产过程中会发觉产品的质量还会随着环境(昼夜、季节)温度的变更而波动。为了有效限制生产过程,有的燧喷系统配置有冷却侧吹风系统,利用紧靠在喷丝板出口两侧、对称、相向布置的喷口吹出冷却风,使喷丝板喷出的气流和纤维得到冷却,冷却侧吹风的流量较大,一般为牵伸气流量的68倍;出口风速一般在1020ms范困,冷却风的温度常为1215C;10g12熔喷布1.gn2烙喷布+7g2纺粘布5 .阻雌与过流性6005004003002001000图14在为粘布支承下熔喷布静水压提高了由于熔喷层的纤维直径很小,平均孔径细,结构致密。因此,熔喷层纤网是形成SMS产品阻隔性能的主要结构。而在纺粘层纤网的防护作用下,熔喷层对抵挡静水压的实力得到加强、使阻隔性能得到大幅度加强。当纺粘纤维直径较小时,纺粘层纤网本身也能供应肯定的阻隔性能,其至达到与熔喷纤网的相近的阻隔效果,因此也可以通过降低纺粘纤维细度的方法改善阻隔性能。当SMS产品用作过滤材料时,阻隔性能就相当于过滤性能,阻隔性能好,过滤性能就较高。6 .透气性SMS产拈的透气性会随着总定量规格的增加而下降,也会随着熔喷层所占比例的增加而变小。产品的静水压与透气性存在一种互补关系,即存在种“此消彼长”的关系,两者不能同时达到最大值。图15SMS产品的静水压与透代性关系对于有多个M系统的生产线,在生产同一规格的产品时,有较多个M系统投入运行时,纤维较细,产M就有较高的静水压,为了使产品的透气性满意要求,就要用较大的DCD或稍低的温度;只运用较少M系统时,纤维变粉,产品就有较好的透气性,为了使产拈的静水压满意要求,就要用较高的熔体温度和较小的DCD来增加纤网的密度。7 .对机械性能的影哨熔喷纤网的强度受熔喷纤维强度与纤维间的粘合强度两个因素的影响,由于熔喷纤维的结晶度和取向度比幼粘纤维小。因此,熔喷纤维的强度远小于纺粘纤维;而熔喷纤网是依靠自身余热粘结的,纤网的固结强度也不如纺粘纤网,因此熔喷纤网的强力也较差。表3各种PP纤维的强度比较纤维名称短纤维纺粘纤维熔喷纤维单丝强度cN/dtex3.96.42.94.91.52.0假如SMS产品中的熔喷层所占比例较多时,则纺粘层所占的比例会变少,SMS产品的强力会呈下降趋势,断裂伸长率也会变小。8 .匀需度对其他指标*做性的彩嘀在SMS产拈中,熔喷系统的质量是SMS产品质量的核心,生产过程中出现的许多质®问题和不良品的成因多与熔喷系统相关。熔喷纤网主要供应阻隔性能。假如纺粘纤网分布不匀称,符使产品的断裂强力和伸长率出现较大的离散性。假如熔喷纤网分布不匀称,将使产品的静水压和透气性能出现较大的离散修六.纺粘工艺与嬉嗔工艺的比较虽然纺粘法和熔喷法均属熔体纺丝成网工艺,由于原理和设备上的差异,从产品性能、工艺参数等方面来看,两者间的差异还是较大的。在学术界,对纺粘法非织造布的纤维是“连续纤维”这一观点早已取得共识,而对熔喷法纤维的属性却有不同看法。早期的观点都说熔喷纤维是不同纤维的长度,与同一纤维不同位置的粗细也不同的“短纤维”;而通过大破的探讨和实