使用熔體過濾器優化紡粘無紡布生產工藝

工藝簡介

在紡粘生產(chan) 中，纖維生產(chan) 和無紡布卷筒生產(chan) 結合在一起。聚合物通過擠出機進入熔融狀態，熔體(ti) 通過精細模具排出，並直接沉積在輸送帶上。然後，以這種方式沉積的無紡布被粘合並纏繞起來。

大部分是無紡布生產(chan) 的基本材料是塑料顆粒，它們(men) 通過混合和配料係統後被輸送到擠出機。擠出機塑化並均勻化塑料熔體(ti) 。經過過濾後，塑料熔體(ti) 流入熔體(ti) 泵。過濾係統包括真實的過濾介質，大部分為(wei) 篩網，篩網截留汙染沉積物。過濾係統的基本要求是：當用幹淨的濾網或濾芯替換汙染的濾網或濾芯時，不會(hui) 造成熔體(ti) 流動中斷或減少，進而影響生產(chan) 過程。熔體(ti) 泵提供壓力提升，並有助於(yu) 為(wei) 下遊紡絲(si) 梁提供穩定的熔體(ti) 流動。根據不同的工藝，有不同的紡絲(si) 束設計。紡絲(si) 束包括許多紡絲(si) 泵，塑料纖維通過紡絲(si) 泵進行紡絲(si) 。

紡絲(si) 束的設計和準確控製工藝確保了熔體(ti) 從(cong) 紡絲(si) 束中均勻、順暢地排出。使用旋壓包過濾器均勻化流動剖麵並確保熔體(ti) 純度。例如，這個(ge) 過濾器通常由不同的線布層組成。熔體(ti) 流中的汙染導致紡絲(si) 組件過濾器堵塞，因此需要不時地更換。更換時，至少一個(ge) 紡紗站必須停止運轉，在某些情況下，整個(ge) 紡紗線必須停止運轉。

紡絲(si) 組件過濾器的細度越小 （通常是20-75 μm），紡絲(si) 組件的壽命越短。

因此，安裝在紡絲(si) 束上遊的聚合物熔體(ti) 過濾器必須在汙染物到達紡絲(si) 包過濾器之前盡可能地去除汙染物，從(cong) 而盡可能地保持紡絲(si) 包過濾器之間的時間間隔。

圖2和圖3：Neumag紡粘生產(chan) 線

在非織造布被沉積和粘接之前，根據生產(chan) 工藝的不同，模具的設計和下遊生產(chan) 線部分的設計有很大的不同。

在熔體(ti) 噴出過程中，熔體(ti) 被直接注入到一個(ge) 高溫(230℃-360℃)、高速(150m/s - 250 m/s)的氣流中。熔體(ti) 在仍處於(yu) 液態的情況下被拉伸成微纖維。纖維的直徑範圍為(wei) 0、5 ~ 30μm，2 ~ 7μm為(wei) 典型。熱氣流帶著纖維流向一個(ge) 沉積屏，在那裏它們(men) 與(yu) 周圍的冷空氣接觸。然後纖維冷卻並凝固。氣流撞擊沉積屏;空氣從(cong) 它的背部排出。由於(yu) 氣流的紊流和由此造成的隨機方向，所產(chan) 生的無紡布就能達到所要求的均勻性。采用熔融吹製法生產(chan) 的無紡布的特點是微纖維的隨機分布，具有較低的平均撕裂強度和一個(ge) 大的表麵，保證具有優(you) 良的絕緣性能和過濾性能。

在熔融噴出過程中，熔體(ti) 大多被加熱到非常高的溫度，以保持流動特性。因此，重要的是熔體(ti) 通道的設計，特別是紡絲(si) 束的內(nei) 部結構設計，以確保更好的熔體(ti) 流動。流速過低甚至出現死點都不可避免地導致聚合物熔體(ti) 的熱降解。由於(yu) 滴料在旋轉模的板上堆積，因此產(chan) 生的降解材料會(hui) 導致網孔或結塊。這可以使它有必要清洗運輸帶，這涉及到停止整個(ge) 生產(chan) 線。

圖4和圖5：纖維沉積在無紡布上

通過紡粘工藝，將長絲(si) 擠壓到冷空氣流中。由於(yu) 空氣流動或靜電電荷，直到無紡布生產(chan) 開始後纖維才會(hui) 沉積在穿孔沉積帶上並粘在一起，同時空氣從(cong) 傳(chuan) 送帶下麵排出。傳(chuan) 送帶將纖維輸送到更遠的地方，這樣纖維就可以卷繞起來。單絲(si) 保持為(wei) 無窮纖維，纖維直徑比熔融吹製工藝高(15-35 μm)。與(yu) 熔噴過程相似，其纖維結構是隨機的，但通常具有高透光性和透氣性以及高儲(chu) 液能力。與(yu) 其他紡織結構相比，經整理的非織造布網具有更優(you) 良的抗拉強度。紡粘非織造布的應用領域包括例如防水信封，衛生產(chan) 品或土工織物。

在紡粘生產(chan) 過程中，由於(yu) 工藝類型的不同，擠壓和沉積之間的過程控製有相當大的差異。

在“Reicofil”生產(chan) 工藝中網幅寬度的空氣通過文丘裏區（Venturi-zone）被吸入。在下麵的區域中纖維通過空氣湍流分離和混合。

Neumag公司提供基於(yu) Ason紡粘技術的一攬子解決(jue) 方案。通過旋轉梁、萃取射流和沉積帶的位置變化，實現高度的靈活性。同一條生產(chan) 線可用於(yu) 生產(chan) 大量不同的產(chan) 品，且更換時間短。此外，能夠加工各種聚合物，例如雙組分纖維或聚酯，以適應快速增長的非織造市場。

無紡布生產(chan) 工藝中的熔體(ti) 過濾

在無紡布生產(chan) 中，熔體(ti) 過濾的主要目的應該是防止噴絲(si) 頭或紡絲(si) 梁上的孔堵塞，因為(wei) 即使是非常少量的孔堵塞也必須更換模具，並可能導致整個(ge) 生產(chan) 線的關(guan) 閉。每一根缺失的細絲(si) 都會(hui) 導致無紡布網出現細小的斑點或不規則瑕疵。與(yu) 紡紗或短纖維紡紗不同，在非織造製造中，噴絲(si) 頭在操作過程中通常不會(hui) 發生變化。

要求的過濾細度是由製造中的非織造布的結構和預期用途所決(jue) 定的，它們(men) 可能有很大的不同。例如，對於(yu) 土工織物，可見的沉積物是可以容忍的，而對於(yu) 醫療產(chan) 品，任何微小的外來物質都必須排除在外。旋壓式過濾器的細度必須根據終產(chan) 品和長絲(si) 直徑的要求來確定。在這種情況下，典型的細度範圍為(wei) 20到75μm。

由於(yu) 在大多數情況下，旋轉包過濾器隻能在生產(chan) 線關(guan) 閉時更換，必須通過使用上遊熔體(ti) 過濾器來消除過濾器上的壓力。通常，附加熔體(ti) 過濾器的細度在紡絲(si) 組件過濾器的篩細度範圍內(nei) ，甚至更低，確保熔體(ti) 過濾器有更長的使用壽命。在選擇過濾器類型時，還應考慮到後者不應引起聚合物結構的任何變化。死點、熔體(ti) 停留時間過長或由篩網改變或氧化熔體(ti) 顆粒引入的空氣會(hui) 導致聚合物降解，從(cong) 而改變物質流動特性。一般來說，汙染物在模切處堆積會(hui) 造成非織造布網的質量缺陷，而為(wei) 了清潔沉積區域，就需要不時地關(guan) 閉生產(chan) 線。

的從(cong) 經濟效益方麵考慮，尤其是在原材料價(jia) 格和運營成本不斷上漲的背景下，過濾變得越來越重要。通過適當的手段，延長更換旋轉包過濾元件的間隔時間和提高產(chan) 品質量，進而實現節約成本。在這種情況下，投資成本和經營成本也必須考慮在內(nei) 。熔體(ti) 過濾技術可以在許多方麵的應用中使回收材料。由於(yu) 原材料成本占了製造成本的大部分，任何由於(yu) 使用便宜的可回收材料而節省下來的成本，都可以帶來巨大的投資回報，即使對於(yu) 投資成本很高的過濾係統也是如此。通常一個(ge) 高效的熔體(ti) 過濾係統的投資回報大多少於(yu) 12個(ge) 月。

Rotary Filtration Systems德國格諾斯全自動換網過濾器

德國格諾斯全自動熔體(ti) 過濾器SFXmagnus係列

SFX係列過濾係統的重要特點是濾網有效麵積，以及設計緊湊，操作容易，換網過程對產(chan) 品質量沒有任何影響。熔體(ti) 和汙染物的停留時間都很短(<1分鍾)。

SFX係列的設計基於(yu) 格諾斯專(zhuan) /利的旋轉技術，其特點是一個(ge) 過濾盤在兩(liang) 個(ge) 過濾塊之間旋轉。過濾盤*被過濾塊封裝，更大程度地降低外部對過濾係統中熔體(ti) 的影響。濾網位於(yu) 濾盤上的環形圖案中。

SFX係列基於(yu) 非常硬和平的金屬密封，沒有任何密封元件，這使得該係統運行時幾乎沒有磨損。當過濾器上遊有一定的壓力時，過濾器被索引(大約8度角)通過液壓或氣動驅動。

索引步驟將小部分麵積的濾網引入熔體(ti) 通道，同時去除小麵積的髒濾網。有效的過濾區域始終保持不變。

由於(yu) 旋轉過濾是小麵積轉動，保證了清洗被汙染的濾網不影響生產(chan) 加工過程。在係統左側(ce) 區域，能夠手動更換髒濾網。更換過程也不影響生產(chan) 加工過程。

德國格諾斯全自動熔體(ti) 過濾器RSFgenius係列

在產(chan) 品質量、成本效益、易於(yu) 操作和維護方麵，RSFgenius代表了當今市場上所有過濾係統的更高標準。它配備了一個(ge) 集成的、高效的連續高壓反衝(chong) 洗係統，允許多達400次使用過濾元件。

RSF係列產(chan) 品包括三個(ge) 主要部分-進口塊，出口塊和一個(ge) 過濾器盤之間旋轉。密封依靠是金屬與(yu) 金屬的密封，縫隙非常狹窄，表麵非常堅硬和平坦。保證與(yu) 熔體(ti) 接觸的所有部件不與(yu) 環境接觸(例如氧氣)。

濾網位於(yu) 過濾盤上的環形部分，通過熔體(ti) 通道移動。當熔體(ti) 流過濾網時，汙染物顆粒被攔截，壓差略有增加。控製係統對壓力的增加作出反應，使過濾盤的指數上升1-2角度。因此，被汙染的濾網連續地離開熔體(ti) 通道，而同時清潔的濾網被送入熔體(ti) 通道，有效的過濾區域不變。由於(yu) 這種操作方式，過濾係統運行過程持續不中斷，壓力保持不變。標準情況下，過濾器壓差的變化大2bar，同時可為(wei) 嚴(yan) 苛的應用提供定製。

在被汙染的濾網重新進入熔體(ti) 通道之前，將被清洗，通過高壓清洗係統汙染物。，已過濾的熔體(ti) 從(cong) 出口塊取出，虹吸到液壓驅動的活塞中，然後以高壓和高速從(cong) 後麵射出，通過過濾盤和篩網進入進口塊。每次清洗隻有一小段(大約1%的濾網麵積)。反衝(chong) 洗活塞的行程(=使用的熔體(ti) 量)和速度(=清洗強度)可以自由調節，進而實現優(you) 化。因此，一方麵清洗是非常有效的，但另一方麵，使用的熔體(ti) 量是小的(反衝(chong) 洗損失小)。由於(yu) 采用這種操作方式，篩網幾乎可以100%清洗，根據過濾細度可重複使用多達400次。這使得一個(ge) 全自動過濾(不需要任何操作員的注意)可能在一些應用幾個(ge) 月。

在這之後，因為(wei) 機械原因必須更換濾網。得益於(yu) 過濾係統的專(zhuan) /利操作方式，進行換網的同時，不會(hui) 對生產(chan) 過程產(chan) 生任何負麵影響。根據線的大小，進行一次完整的濾網更換大約需要15分鍾，可由車間操作人員進行，不影響生產(chan) 過程。

直接使用回收料

直接使用回收材料可以抵消原料價(jia) 格的上漲。有效的過濾能夠保證產(chan) 品質量。特別是在這種情況下，選擇一個(ge) 過濾細度是有用的，它低於(yu) 必要的紡絲(si) 組件的細度，中斷生產(chan) 的次數應該與(yu) 為(wei) 紡絲(si) 組件的變化在一個(ge) 水平。

由於(yu) 沉澱量大，普通的過濾係統的運行成本(由工藝變化和中斷引起)很快就會(hui) 抵消使用原材料節省下來的資金，因此必須使用全自動和壓力恒定的過濾係統。

上述中的德國格諾斯旋轉過濾係統SFXmagnus和RSFgenius的設計確保了這些係統即使在關(guan) 鍵應用上也能保證過程恒定的過濾。

結論

無紡布的生產(chan) 對聚合物熔體(ti) 的純度和質量提出了苛刻的要求。為(wei) 了保證聚合物熔體(ti) 的純度，必須使用過濾係統或換網過濾器。然而這些設備有可能會(hui) 導致在濾波器變化過程中的處理幹擾。由德國格諾斯Gneuss生產(chan) 的SFXmagnus和RSFgenius換網過濾器，能夠*避免處理幹擾的係統。因此，確保了無紡布製造商在使用回收料的同時，絲(si) 毫不降低產(chan) 品品質，增加停機時間，為(wei) 無紡布製造商提供了大幅降低成本的可能性。