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文檔簡介
1、張立飛,工藝與設(shè)備,NONWOVEN,聚合物直接成網(wǎng)法概述,聚合物直接成網(wǎng)法非織造布的定義:利用化學(xué)纖維的紡絲原理,在聚合物的紡絲成形過程中使纖維直接鋪置成網(wǎng),然后纖網(wǎng)經(jīng)機(jī)械、化學(xué)或加熱方法加固而成非織造布,或利用薄膜的生產(chǎn)原理,直接使薄膜分裂成纖維狀的制品(非織造布)。 紡絲成網(wǎng)法 (紡粘法、閃紡法、濕法紡絲成網(wǎng)) 熔噴法 膜裂法,目前,紡絲成網(wǎng)工藝以熔融紡絲為主,溶劑紡較少,而濕紡未見有工業(yè)化生產(chǎn)的報道,NONWOVEN,紡粘法工藝原理 聚合物切片送入螺桿擠出機(jī),經(jīng)熔融、擠壓、過濾、計(jì)量后,由噴絲孔噴出,長絲絲束經(jīng)氣流冷卻牽伸后,均勻鋪放在凝網(wǎng)簾上,形成的長絲纖網(wǎng)經(jīng)熱粘合、化學(xué)粘合或針刺加
2、固后成為紡絲成網(wǎng)法非織造材料,工藝流程,聚合物切片切片烘燥熔融擠壓紡絲冷卻 牽伸分絲鋪網(wǎng)加固切邊卷繞,NONWOVEN,NONWOVEN,原料輸送及配料 螺桿擠出機(jī) 紡絲箱體 計(jì)量泵 紡絲組件 冷卻裝置,NONWOVEN,熔體紡絲的主要設(shè)備螺桿擠壓機(jī),NONWOVEN,1、切片干燥目的,一、切片干燥,NONWOVEN,提高切片的含水均勻性,使紡絲穩(wěn)定,NONWOVEN,提高切片的結(jié)晶度和軟化點(diǎn) 含水無定形PET:軟化點(diǎn)7080 干燥后(0.01%):軟化點(diǎn)210 這使得切片進(jìn)入螺桿擠出機(jī)后,不易在進(jìn)料段軟化發(fā)生環(huán)結(jié)阻料現(xiàn)象。 切片干燥的主要目的:提高切片的干燥質(zhì)量,使其含水率盡可能低,并力求均
3、勻,盡可能減少紡絲過程聚合物的粘度下降,保證成品質(zhì)量,NONWOVEN,無定形結(jié)構(gòu)PET切片,烘燥后具有一定結(jié)晶度的PET切片,NONWOVEN,通常以熱空氣干燥PET切片,可分兩個階段: 第一階段為預(yù)結(jié)晶階段,熱空氣溫度為120150; 第二階段為干燥階段,熱空氣溫度為160180。 預(yù)結(jié)晶可提高PET切片的軟化點(diǎn),從而使切片不易粘連,為加快干燥速度創(chuàng)造有利條件,2、切片干燥原理,NONWOVEN,切片干燥設(shè)備 間歇式干燥機(jī)(真空干燥機(jī)) 連續(xù)干燥設(shè)備 回轉(zhuǎn)充填式 BM式 KF式,連續(xù)式瓶片短纖切片干燥機(jī),FBM158系列連續(xù)干燥機(jī),傾斜式真空干燥機(jī),NONWOVEN,3、切片干燥設(shè)備,NO
4、NWOVEN,一)真空轉(zhuǎn)鼓干燥裝置,組成,轉(zhuǎn)鼓部分(主體,傾角250) 抽真空部分(真空泵及附屬裝置) 加熱部分,參數(shù):容量7006000kg,干燥時間1024h,真空度一般大于740Pa。 特點(diǎn):干燥質(zhì)量高,更換品種容易,可在較低溫度下干燥切片,適合易氧化或熱敏性的高聚物。干燥過程中特性粘度降低小,但干燥時間長,產(chǎn)量低,不適合連續(xù)化生產(chǎn),一般用于小批量、多品種及一些特殊品種的生產(chǎn),NONWOVEN,15,真空轉(zhuǎn)鼓干燥裝置,NONWOVEN,抽真空系統(tǒng)的管線與轉(zhuǎn)鼓之間采用特殊的結(jié)構(gòu)連接。軸頭中有1根真空管,其左端與真空系統(tǒng)相連,右端伸入轉(zhuǎn)鼓內(nèi),其上接彎管,彎管伸入轉(zhuǎn)鼓上部空間,并在頂部裝有除塵
5、器,防止粉末通過真空管抽出。 轉(zhuǎn)動的軸頭與不轉(zhuǎn)動的真空管之間采用填料密封,抽真空部分,NONWOVEN,NONWOVEN,NONWOVEN,二)RD型回轉(zhuǎn)圓筒干燥裝置(由回轉(zhuǎn)圓筒和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)組成) 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,連續(xù)化操作,生產(chǎn)能力大,干燥時間短、操作方便、干燥效率高,但由于切片停留時間不一致,造成干燥后的切片含水量不均勻。因此,一般其后需設(shè)置充填干燥器,NONWOVEN,由于抄板形成的斜錐體內(nèi)腔和下落時熱風(fēng)的吹動,切片被逐漸移向出料端。切片的劇烈運(yùn)動,可防止切片在高溫下發(fā)生粘結(jié),但由于切片下落的高度不同,鼓風(fēng)向前吹移的距離不同,因而不能保證切片先進(jìn)先出使得干燥后的切片含水不夠均勻,濕切片進(jìn)
6、入回轉(zhuǎn)圓筒后,隨筒體緩慢旋轉(zhuǎn),被內(nèi)壁上的抄板帶到一定的高度,逐漸散落下來,并被熱風(fēng)吹拂,切片溫度迅速升高,將水分蒸發(fā)并帶走同時發(fā)生結(jié)晶,軟化點(diǎn)升高,NONWOVEN,三)充填式干燥裝置 可保證切片干燥時間一致,干燥質(zhì)量較好,可直接連續(xù)喂入螺桿擠出機(jī)料斗,設(shè)備也較簡單。 直立圓筒,上半?yún)^(qū)裝有立式攪拌裝置,切片在攪拌下完成預(yù)結(jié)晶,經(jīng)中部爐柵攪拌器落入下半?yún)^(qū),再充分干燥至紡絲要求的含水率,NONWOVEN,干燥效率極高,適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn),但設(shè)備較復(fù)雜,四)沸騰式干燥裝置,連續(xù)式,NONWOVEN,KF式干燥器(德國Karl Fisher公司生產(chǎn)的連續(xù)式氣流干燥設(shè)備,五)組合式干燥裝置:預(yù)結(jié)晶器、充
7、填干燥器和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng),較好地運(yùn)用了切片干燥原理,故干燥效率高,干燥質(zhì)量好且穩(wěn)定,NONWOVEN,1)干燥塔 干燥塔分上下兩段,上段是預(yù)結(jié)晶器5,下段是充填式干燥器7。預(yù)結(jié)晶器內(nèi)有一特殊設(shè)計(jì)的攪拌器4,能使切片保持不斷運(yùn)動。預(yù)結(jié)晶器與充填式干燥器之間用可調(diào)式料位管6連接。 干燥塔的特點(diǎn)是預(yù)結(jié)晶器與干燥器均為充填式,安裝在一個塔內(nèi),設(shè)備簡單,管道少占地空間小。 (2)熱風(fēng)系統(tǒng),KF公司:上下兩區(qū)由開小孔的倒錐形不銹鋼板分割,小孔尺寸小于切片,熱風(fēng)經(jīng)小孔上升,NONWOVEN,布勒式干燥器(德國Buhler公司,習(xí)慣上成為BM式,預(yù)結(jié)晶器與干燥塔分開安裝 BM式干燥的預(yù)結(jié)晶有間歇和連續(xù)兩種形式,
8、NONWOVEN,1)干燥塔 中心桿上有撞擊棒,切片不斷撞擊到,粘結(jié)的粒子團(tuán)塊破碎分開。中心桿由氣缸帶動上下提升振動23次,加強(qiáng)了撞擊,使出料干凈。 (2)熱風(fēng)系統(tǒng) 預(yù)結(jié)晶風(fēng)機(jī)、預(yù)結(jié)晶加熱器和旋風(fēng)分離器構(gòu)成了結(jié)晶回風(fēng)的加熱和循環(huán)系統(tǒng)。 BM式設(shè)備干燥系統(tǒng)主要的三個特點(diǎn):預(yù)結(jié)晶時間短、干燥均勻性好、切片可經(jīng)過多次混合而得到充分干燥,NONWOVEN,干燥用熱空氣采用壓縮空氣 沸騰式預(yù)結(jié)晶設(shè)備與充填式干燥器連在一起。 整個系統(tǒng)簡單、高效,操作容易,維修量低,運(yùn)轉(zhuǎn)中無任何調(diào)整,質(zhì)量穩(wěn)定,改變各種工藝參數(shù)靠自動控制系統(tǒng)來調(diào)整;以壓縮空氣為干燥氣源可得到露點(diǎn)極低的干燥空氣;壓縮空氣除濕成本低,能耗也低,
9、羅森式干燥器(英國Rosin公司,NONWOVEN,4、切片干燥工藝條件 預(yù)結(jié)晶時間和溫度 溫度:TgTm,越高,結(jié)晶完成時間越短;但是濕切片開始接觸溫度較高,易發(fā)生粘連。 沸騰床:不易粘連,T可達(dá)160180,t:815min 攪拌式:T可達(dá)120140 ,t: 815min 轉(zhuǎn)鼓干燥:T:120 以下,t: 815min,NONWOVEN,干燥溫度 T越高,t越短,干燥效果越好,但T太高,切片粘度降增加,變黃。溫度不超過180 . 轉(zhuǎn)鼓真空干燥: 120140 熱風(fēng)干燥: 160以上。 干燥時間 與干燥溫度有關(guān),一般在4h以上。 風(fēng)速 大,干燥時間縮短,太大,切片粉塵增多,NONWOVEN
10、,5、切片干燥應(yīng)注意的問題 不同批號的切片不能混合使用 防止異物混入切片,以免堵塞管道 及時清除切片中的粉末 確保干切片含水率的均勻性 注意氣候變化對空氣露點(diǎn)的影響,NONWOVEN,干燥切片的貯存:干燥后的切片含水率極低,容易重新吸濕,應(yīng)防止干切片貯存過程中的重新吸濕。一般是將干燥的切片放入切片貯桶,標(biāo)上批號及凈重。大規(guī)模生產(chǎn)中,一般是將干切片用空氣或氮?dú)饬髦苯虞斔椭谅輻U擠出機(jī)上的干切片貯桶中供紡絲用。 PA在較高的出料溫度下與空氣接觸,易氧化變黃。PA干切片一般用氮?dú)廨斔?,PET切片對氧的敏感性小,采用減濕后的干空氣輸送。還可以使用加入料桶的切片不冷卻而保持一定的溫度,進(jìn)行熱料紡絲,并通入
11、熱氮?dú)饬鬟M(jìn)行循環(huán),進(jìn)一步干燥,NONWOVEN,熔融擠壓:固體切片進(jìn)入螺桿后,首先在螺桿進(jìn)料段被輸送和預(yù)熱,繼而經(jīng)螺桿壓縮段壓實(shí)、排氣并逐漸熔化,然后在螺桿計(jì)量段中進(jìn)一步混和塑化,并達(dá)到一定的溫度,以一定的壓力輸送至后道工序,二、紡絲,NONWOVEN,紡絲 紡絲工藝過程與傳統(tǒng)紡絲類似,為: 熔融擠壓過濾靜態(tài)混和計(jì)量熔體分配 擠出成形冷卻 過濾可去除聚合物熔體中一些凝膠和細(xì)小的固體粒子。靜態(tài)混和,是指聚合物熔體輸送管道中靜態(tài)混和器對聚合物熔體的均勻混和作用。計(jì)量和熔體分配可精確控制產(chǎn)量和纖維細(xì)度的一致性。 聚合物熔體從噴絲孔擠出,經(jīng)歷入流、微孔流動、出流、變形和穩(wěn)定的流變過程,NONWOVEN
12、,入流區(qū),孔流區(qū),出流區(qū),擠出膨化脹大,流動速度急劇增大,動能增加。分子構(gòu)象發(fā)生改變,貯存變形彈性能,“入口效應(yīng),流速不同,靠近孔壁速度小,孔中心速度大,存在徑向速度梯度,聚合物熔體從微孔擠出后即產(chǎn)生“膨化脹大”現(xiàn)象,其原因是高彈形變的迅速恢復(fù),直徑較大的空間 較小的微孔,熔體,穩(wěn)定:熔體細(xì)流固化成為纖維,直徑穩(wěn)定,NONWOVEN,NONWOVEN,NONWOVEN,紡絲成網(wǎng)的主要設(shè)備螺桿擠壓機(jī),NONWOVEN,NONWOVEN,1、切片輸送、原料配備,原料由人工拆袋倒人料倉,在料倉底部插進(jìn)吸嘴。A、B、C分別由吸嘴及其接管抽送到受料器上部,在受料器的底部裝有電動機(jī)驅(qū)動的注料齒盤,物料通過
13、齒孔落入攪拌器的料斗,混合后進(jìn)入螺桿擠壓機(jī),三組分原料配比設(shè)備,采用三組分配料裝置,一為白色切片一為色母粒,還有一個為添加劉,遠(yuǎn)距離輸送原料最常用的是氣流輸送法,根據(jù)輸送氣流壓力高低不同,氣流輸送可分為高壓氣流輸送和低壓氣流輸送;低壓氣流輸送方法較多,而最常見的是真空上料系統(tǒng),NONWOVEN,2、 螺桿擠出機(jī) 紡絲成網(wǎng)工藝一般使用單螺桿擠出機(jī),主要由熔融擠出系統(tǒng)(螺桿和套筒)、傳動系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)等構(gòu)成,NONWOVEN,熔融擠出裝置:主要由螺桿和套筒組成,作用是將固體的物料擠壓,外加熱,使其熔融成均勻的熔體,并以一定的溫度、壓力和排出量從螺桿頭部擠出,經(jīng)熔體管道送至紡絲裝
14、置進(jìn)行紡絲。 加熱和冷卻系統(tǒng):主要由鋁套加熱器和水冷卻夾套組成,其作用是通過對套簡的加熱和冷卻,保證高聚物在工藝要求的溫度范圍內(nèi)擠出,NONWOVEN,傳動系統(tǒng):主要由變速電動機(jī)和齒輪傳動箱組成,其作用是保證螺桿以需要的扭矩和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定而均勻地工作。 電器控制系統(tǒng):由溫度、壓力和轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)構(gòu)成,一方面通過熔體壓力傳感控制電動機(jī)按所需要的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),另一方面通過測溫元件控制加熱、冷卻系統(tǒng)按設(shè)定溫度工作,NONWOVEN,由電動機(jī)、聯(lián)軸或皮帶及皮帶輪、減速箱、軸承及減速箱冷卻系統(tǒng)等組成。 通常使用直流電動機(jī)或變頻調(diào)速電動機(jī),功率大小取決于擠出物料的品種、非織造布的生產(chǎn)能力及螺桿結(jié)構(gòu)等因素。 對于年產(chǎn)
15、3000t的PP紡粘生產(chǎn)線或年產(chǎn)3500t的PET紡粘生產(chǎn)線,擠出機(jī)電動機(jī)的功率約為160180kw。 其傳動系統(tǒng)應(yīng)保持?jǐn)D出機(jī)機(jī)頭的熔體壓力始終處于基本穩(wěn)定,從而實(shí)現(xiàn)纖維細(xì)度均勻不變。維持機(jī)頭(濾后)壓力穩(wěn)定最常用的方法是采用壓力反饋控制裝置,1)傳動部分,NONWOVEN,擠出機(jī)筒選用耐溫、耐壓、高強(qiáng)度、耐磨的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合管材。 機(jī)簡加熱系統(tǒng):分為電阻加熱器、電感加熱器、以油或蒸汽為介質(zhì)的夾套式加熱器等幾種形式。由于電加熱器使用方便,不污染環(huán)境,易于控制。目前絕大多數(shù)非織造布生產(chǎn)線都直接使用電加熱的方法。在電加熱器中使用較多的是電阻加熱器。 機(jī)筒的冷卻當(dāng)物料溫度過高時,需要及時將
16、熱量排出,以免影響產(chǎn)品性能。因此,在擠出機(jī)的每個加熱處需要裝一套冷卻器(大部分國產(chǎn)設(shè)備末裝),實(shí)行熱冷PID控制,2)擠出機(jī)機(jī)筒及其加熱冷卻系統(tǒng),NONWOVEN,機(jī)筒冷卻方式主要有風(fēng)冷、水冷兩種。風(fēng)冷卻是在每個加熱段設(shè)一臺小型鼓風(fēng)機(jī),并在加熱器的內(nèi)或外表面設(shè)一定的溝槽,以提高冷卻效果,提高加熱均勻性,防止空氣無規(guī)則流動。特點(diǎn):溫度波動小,冷卻速度緩慢,系統(tǒng)體積大,噪音大。冷卻效果與環(huán)境溫度有關(guān),也影響環(huán)境的溫度。 水冷卻是在加熱器內(nèi)側(cè)裝設(shè)水管或水環(huán),用通入的冷卻水進(jìn)行冷卻,冷卻水的通入量用電磁閥控制。特點(diǎn):冷卻速度快,系統(tǒng)體積小,無噪音,對環(huán)境溫度無影響。目前應(yīng)用較多,但水管易堵塞和銹蝕。
17、擠出機(jī)進(jìn)料口處必須安裝水冷卻套。冷卻水套中通入1530的軟水或自來水,防止物料過早受熱變粘而堵塞下料口,以提高進(jìn)料能力。另一方面,冷卻水套也能阻止擠出機(jī)機(jī)身的熱量傳至螺桿的止推軸承與減速器,確保傳動系統(tǒng)正常工做,NONWOVEN,等距不等深螺桿,不等深不等距螺桿,Add Your Text,螺桿擠出機(jī)的特征主要反映在 螺桿結(jié)構(gòu),長區(qū)漸變型螺桿 短區(qū)漸變型螺桿 突變型螺桿 計(jì)量型螺桿,3)螺桿,必須使用高強(qiáng)度、耐磨(及耐腐蝕)的合金鋼制成。國內(nèi)常用材料是38CrMoAl,國外常用的材料為34CrMoNi7、31CrMo12等氮化鋼,表面硬度為HVl0001100,NONWOVEN,單螺桿擠出機(jī)的
18、規(guī)格,NONWOVEN,漸變型:等距不等深,漸變型:等深不等距,NONWOVEN,突變型,魚雷頭螺桿,NONWOVEN,螺桿的結(jié)構(gòu)特征,螺距,長徑比,螺槽深度,螺桿分段與分段長度,螺桿直徑,壓縮比,NONWOVEN,螺桿直徑 通常指螺桿的外徑,對擠出機(jī)有決定性的影響,直徑加大,擠出機(jī)產(chǎn)量增加,但加熱和驅(qū)動能耗均增加,螺桿分段示意圖 螺桿工作部分尺寸,NONWOVEN,螺桿長徑比L/D 指螺桿工作長度(不包括魚雷頭及附件)與外徑之比。聚合物切片在這個工作長度上被加熱熔化、壓縮和輸送。加熱面積和切片停留時間都與螺桿長度成正比。 長徑比大,有利于切片原料的混和塑化、提高熔體壓力和減少逆流以及漏流損失
19、。若螺桿太長,聚合物切片在高溫下停留時間增加,對某些熱穩(wěn)定性差的聚合物會引起熱分解,同時,機(jī)械制造難度加大,所以,螺桿長度是有限度的。 目前,加工塑料的螺桿L/D一般為1520,加工纖維時,L/D一般為2030,甚至高達(dá)35,常用的是2530,NONWOVEN,壓縮比 指螺桿進(jìn)料口處螺槽容積與計(jì)量段最后一個螺槽容積之比。等距不等深螺桿的壓縮比可用下式計(jì)算: 主要取決于聚合物性質(zhì)、狀態(tài)和切片截面形狀,通常為2.53.5,加工PET時,常采用3.0左右,加工PP時,最小為2.8,式中:D螺桿直徑 d1進(jìn)料口螺桿根徑 d2出料口螺桿根徑,NONWOVEN,螺距與螺槽深度 螺桿直徑一定時,螺距決定了螺
20、桿的螺旋角,由此影響螺紋的推進(jìn)力。通常螺桿的螺旋角取1738。 螺槽深度對產(chǎn)量和質(zhì)量均有較大的影響,深螺槽產(chǎn)量大,但對熔體壓力反應(yīng)靈敏;螺槽淺則產(chǎn)量小,但塑化作用好,擠出量穩(wěn)定。加工PET時一般采用淺槽螺桿,NONWOVEN,螺桿與套筒之間的間隙 衡量擠出的重要參數(shù),特別是在計(jì)量段,對螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量影響很大。 通常,漏流流量與間隙的三次方成正比,所以,在保證螺桿與套筒之間不產(chǎn)生刮磨的條件下,應(yīng)盡可能地采用較小的間隙。 通常,小螺桿間隙應(yīng)小于0.002D,大螺桿應(yīng)小于0.005D。 間隙過大,漏流增加,擠出機(jī)壓力不穩(wěn),波動大,NONWOVEN,螺桿分段與分段長度 螺桿分進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段,
21、三段長度的分配與被加工的聚合物切片性質(zhì)有關(guān)。 加工塑料等非結(jié)晶聚合物時,由于此類聚合物沒有明顯的熔點(diǎn),而且有明顯的高彈形變,因此需要螺桿的壓縮段較長,一般為螺桿全長的5055,聚合物切片原料在一個較長的距離內(nèi)逐漸被壓縮、軟化至熔融。 結(jié)晶型的成纖高聚物有熔點(diǎn),而無明顯的高彈形變,加工此類聚合物的螺桿的壓縮段較短。如加工PET僅為螺桿直徑的45倍,NONWOVEN,物料特性,進(jìn)料段,計(jì)量段 (均化段,壓縮段(塑化段或熔融段,Tg 玻璃態(tài),Tf 粘流態(tài),Tg TTf 高彈態(tài),特點(diǎn),螺槽深度相等,容積不變,螺槽深度相等的淺螺槽,螺槽容積逐漸減小,作用,輸送固體物料,將物料均化、穩(wěn)壓、計(jì)量并輸出,壓實(shí)
22、物料,使物料發(fā)生相變并排氣,螺桿擠出機(jī)的分段,NONWOVEN,熔體在均化段輸送中的流動形式,NONWOVEN,1)正流(順流,也是“拖曳流動”,是沿著螺槽向機(jī)頭方向的流動,是螺桿旋轉(zhuǎn)時螺紋斜棱的推動力在螺槽z軸方向作用的結(jié)果,體積流量,用QD表示。也正是由于這種正流,才使纖維擠出,NONWOVEN,也是“壓力流動”,流動方向與正流相反,是由機(jī)頭、口模、過濾網(wǎng)等對塑料反壓所引起的結(jié)果。 逆流的體積流量,用QP表示,b、逆流,NONWOVEN,是在反壓作用下,從螺桿與機(jī)筒的間隙沿著螺桿軸向料斗方向的流動。一般情況下,由于很小,漏流比正流和逆流小得多。 漏流的體積流量,用QL表示,c、漏流,NON
23、WOVEN,是指沿x軸方向的流動。在螺桿中,橫流形成一種環(huán)流,對總的生產(chǎn)率影響不大,但對塑料的混合、熱交換和塑化影響很大。 橫流的體積流量,用QT表示,d、橫流,NONWOVEN,a、按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算(對擠出機(jī)生產(chǎn)能力進(jìn)行多次實(shí)際調(diào)查、實(shí)測,并分析總結(jié)而得,不全面) QnD2 上式中:Q為擠出量,cm3/s;D為螺桿直徑,cm;n為螺桿轉(zhuǎn)速,r/s;為系數(shù),一般為0.0030.007。 b、按理論公式計(jì)算 QQDQPQL 上式中,QD為正流流量;QP為逆流流量;QL為漏流流量,擠出機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算,NONWOVEN,NONWOVEN,普通螺桿是不帶混煉結(jié)構(gòu)的單螺紋螺桿,當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速提高到一定程度時
24、,聚合物原料在螺桿擠出機(jī)中停留時間縮短,使物料來不及熔融就進(jìn)入計(jì)量段,導(dǎo)致熔體質(zhì)量下降,擠出壓力和擠出量波動。這主要是固體切片在熔融過程中,固體床發(fā)生破裂,破裂后的碎塊失去控制,不能及時熔化而浮于熔體中。這種碎塊顆粒會引起熔體溫度、壓力的差異和影響殘留水分的排除。針對上述的問題,目前出現(xiàn)了一些新型螺桿,主要有分離型螺桿、銷釘型螺桿等,新型螺桿,NONWOVEN,1)分離型螺桿 螺桿在壓縮段及計(jì)量段前部設(shè)主副兩條螺紋。能及時將熔融物料與固體床分離,使固體床熔融速度加快。分離型螺桿均化段的螺槽深度比普通螺桿螺槽深度深些,阻力小,熔體輸送能力大。分離型螺桿的生產(chǎn)能力可以比普通螺桿提高25左右,NON
25、WOVEN,2)銷釘型螺桿(分流型螺桿) 設(shè)置在螺桿頭部或計(jì)量段的銷釘,具有分流、剪切和混合的作用,通過銷釘?shù)募ち覕嚢?,?xì)化和粉碎熔體中的顆粒物料,促使其加速熔化。設(shè)置銷釘后,螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量和普通螺桿相比,可以提高30左右,NONWOVEN,3) 雙螺桿擠出機(jī),指在一根兩相連孔道組成截面的料筒內(nèi)由兩根相互嚙合或相切的螺桿組成的擠出裝置,具有以下優(yōu)點(diǎn),由摩擦產(chǎn)生的熱量較少 物料所受到的剪切比較均勻 輸送能力較大,擠出量比較穩(wěn)定 物料在機(jī)筒內(nèi)停留時間較短 機(jī)筒可以自動清潔,NONWOVEN,紡絲箱體,NONWOVEN,一般都安裝兩套過濾系統(tǒng)。 第一道過濾系統(tǒng)(又稱粗過濾):濾掉尺寸較大的雜質(zhì),以
26、延長第二道過濾系統(tǒng)的使用時間,保護(hù)計(jì)量泵和紡絲泵,并有助于物料壓縮時的排氣和塑化作用。濾網(wǎng)的孔徑取決于紡絲的品種和技術(shù)要求,一般在2080um范圍內(nèi)。 第二道過濾系統(tǒng)(又稱精過濾器):過濾那些較細(xì)微的雜質(zhì)、晶點(diǎn)等,保證連續(xù)不斷地紡絲,濾網(wǎng)形狀根據(jù)噴絲板形狀大小而定,一般為多層矩形濾片,3、熔體過濾器結(jié)構(gòu)種類,NONWOVEN,對于精過濾器,大部分廠家以選用方孔網(wǎng)為主,方孔網(wǎng)價格低,開孔率較大,但其缺點(diǎn)是孔徑變形大,濾網(wǎng)強(qiáng)度差,需要用骨架網(wǎng)進(jìn)行加固。 目前也有用目數(shù)來衡量方孔網(wǎng)濾孔大小的,但同樣的目數(shù),因不銹鋼絲的直徑不同、編織工藝的差別在顯微鏡下觀察,其孔徑大小差別較大,過濾精度相差較大,所以
27、用目數(shù)來衡量過濾網(wǎng)孔徑的大小是不確切的,NONWOVEN,精確計(jì)量、連續(xù)輸送成纖高聚物熔體,產(chǎn)生預(yù)定的壓力,保證紡絲熔體克服紡絲組件或噴絲頭的阻力,從噴絲板噴出,在水、空氣或凝固浴中形成初生纖維,4、計(jì)量泵,計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速范圍1040r/min,輸送的液體粘度很高,流動阻力較大,如果轉(zhuǎn)速過高,液體不能及時充滿齒谷,形成空蝕現(xiàn)象,泵就失去計(jì)量作用,也會加劇泵的磨損,縮短壽命。但轉(zhuǎn)速過低,又會增加泵的回流量,降低泵的效率,NONWOVEN,NONWOVEN,工作原理:當(dāng)一對一互相嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動時,在熔體吸入口形成負(fù)壓,熔體就從吸入口吸入,充滿于齒輪的齒間隙之中。齒谷間的熔體在齒輪的帶動下緊貼著“8”
28、字形孔的內(nèi)壁回轉(zhuǎn)近一周后送至出口腔,由于齒輪的齒隙容積是恒定的,所以計(jì)量泵每轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn),輸出的容積是恒定,從而保證了計(jì)量泵具有高精度的計(jì)量,計(jì)量泵,NONWOVEN,計(jì)量泵每轉(zhuǎn)輸出的聚合物熔體量稱為計(jì)量泵的公稱流量,泵的實(shí)際流量與理論流量之比稱為泵的容積效率。影響容積效率的因素很多,有泵結(jié)合面的密封性能、造成熔體回流的間隙、轉(zhuǎn)速、進(jìn)出口熔體壓力、熔體粘度等。 齒輪計(jì)量泵的總效率是容積效率和機(jī)械效率的乘積。精度較高的齒輪泵,總效率通常為0.900.95。 計(jì)量泵是一種高精度的紡絲部件,我國已有系列化產(chǎn)品,NONWOVEN,紡絲泵的轉(zhuǎn)速決定了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。 Q=qn q-紡絲泵每轉(zhuǎn)排量 cm3/r
29、- 熔體密度 g/cm3 n - 紡絲泵轉(zhuǎn)速 r/min 由于紡絲泵是靠熔體進(jìn)行自潤滑,當(dāng)其吸入側(cè)未充滿熔體前,不能高速運(yùn)轉(zhuǎn),更不能長時間空車高速轉(zhuǎn)動,以免產(chǎn)生過度磨損。為了防止紡絲泵在熔體溫度偏低或排出壓力太高的狀態(tài)下超負(fù)荷工作,在傳動裝置中設(shè)計(jì)有專門的銷子,一旦超負(fù)荷,銷子就會被剪斷,使紡絲泵與傳動系統(tǒng)脫離,避免因超負(fù)荷造成紡絲泵損壞。這種情況一般發(fā)生在開機(jī)或加速階段,正常運(yùn)轉(zhuǎn)時較少發(fā)生,NONWOVEN,紡粘法非織造布計(jì)量泵的種類 滌綸紡粘生產(chǎn)線及部分丙綸紡粘生產(chǎn)線采用圓形小噴絲板,一般每個噴絲板配備一個小計(jì)量泵,其每一轉(zhuǎn)的容積為612cm3。每個計(jì)量泵均由一個變頻電動機(jī)或直流電動機(jī)驅(qū)動
30、,也有共用一條長軸,由一個電動機(jī)帶動長軸轉(zhuǎn)動的,NONWOVEN,窄狹縫式丙綸紡粘法非織造布采用外嚙合二齒輪泵,泵容量在15cm3/r左右,每個紡絲泵供應(yīng)一套紡絲組件紡絲。每個紡絲泵由1臺電動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動,所有紡絲泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度由調(diào)速裝置控制。每個紡絲泵電動機(jī)都裝有交流變頻調(diào)速器,可以調(diào)整每個紡絲泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。它的優(yōu)點(diǎn)是可以通過調(diào)整某個紡絲泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來調(diào)整產(chǎn)品的均勻度,NONWOVEN,長狹縫式紡粘法生產(chǎn)線,每個紡絲箱體僅用1臺計(jì)量泵,也有1臺紡絲箱體用48臺計(jì)量泵,共同將熔體注入到一塊長狹縫式的長噴絲板上。僅有一臺計(jì)量泵的紡絲線,泵入口及出口只有1條熔體通道、十分簡單,結(jié)構(gòu)緊湊。設(shè)備容易布置,
31、占用空間小,無論是系統(tǒng)的可靠性,還是運(yùn)行管理、設(shè)備維護(hù)等方面都比使用多臺紡絲泵的生產(chǎn)線具有更為突出的優(yōu)點(diǎn),其生產(chǎn)線極少因紡絲泵故障而影響生產(chǎn),1臺紡絲泵連續(xù)安全運(yùn)行5萬6萬小時是完全可能的,NONWOVEN,5、紡絲箱體 作用是保持由擠出機(jī)送至箱體的熔體經(jīng)各個紡絲位都有相同的溫度和壓力降,保證熔體均勻地分配到每個紡絲位。 一般紡絲箱體內(nèi)裝有計(jì)量泵、紡絲組件、熔體管道和加熱保溫幾個系統(tǒng),紡粘法所用的紡粘箱體大部呈長方形,其橫向?qū)挾热Q于紡絲組件和熔體輸送管路的配置尺寸,高度取決于紡絲座的尺寸,縱向長度取決于噴絲方法與噴絲位數(shù)目。紡絲箱體一般用810mm厚的鋼板焊接而成,NONWOVEN,紡粘法非
32、織造布的紡絲箱體形式較多,有一個箱體僅裝有一塊長噴絲板,也有一個箱體裝有多個紡絲位的噴絲板,還有由一個個短型小紡絲箱體并呈一定傾斜角度排列組成非織造布的幅寬所需用的多組箱體相組合的箱群。 非織造布紡絲箱體長度由布的幅寬決定,一般非織造布的幅寬有1.6m、2.4m、4.4m、5m及6m各種不同尺寸,箱體長度要保證幅寬的實(shí)現(xiàn)。 為了保證熔體出擠出機(jī)后溫度恒定,使紡絲順利進(jìn)行,紡絲箱體內(nèi)必須具備加熱裝置,而且箱殼具有優(yōu)良的保溫層,NONWOVEN,NONWOVEN,紡絲箱體內(nèi)的熔體管道 對于熔體管道的基本要求是:熔體經(jīng)管道的時間要短、壓力降要小,各紡絲位上的壓力降和時間要相同,以保證每個紡絲孔能均勻
33、一致的噴絲,確保絲質(zhì)均勻一致。 熔體管道的分配方式有分歧式與放射式兩種。放射式接頭少,只需一個分配頭,從分配頭到紡絲位的長度要相等,通過不同彎曲形式,保證其阻力相同。分歧式配置管路內(nèi)徑不同,但要保證熔體壓力降相同,NONWOVEN,NONWOVEN,采用寬狹縫式生產(chǎn)紡粘法非織造布,一個紡絲箱體僅有一塊長條式大噴絲板,在這種紡絲箱體內(nèi),熔體的分配不是用管道,而是在紡絲組件熔體入口處加一塊月牙形、溝槽由深到淺的熔體分配板,使熔體均勻分配到噴絲板的各個噴絲孔,NONWOVEN,作用:將計(jì)量泵送來的熔體或溶液進(jìn)行最后一次過濾,混合均勻后分配到每一個噴絲孔中,形成均勻的細(xì)流。 組成:熔體分配板、噴絲板、
34、熔體過濾器、密封件等,6、 紡絲組件,陶氏紡絲箱結(jié)構(gòu),NONWOVEN,對組件的要求: 熔體應(yīng)均勻地分配到噴絲頭的各個小孔,通道阻力應(yīng)相等,組件內(nèi)不能有死角,以免熔體停留時間過長而發(fā)生裂解或形成凝膠。 密封良好,無漏漿現(xiàn)象。 過濾作用好,使用周期長。 組件拆裝方便; 凡與熔體直接接觸的零件均需耐高溫,耐腐蝕,NONWOVEN,熔體由計(jì)量泵定量均勻的壓入噴絲頭組件,紡絲噴絲頭組件由噴絲板、分配板、過濾網(wǎng)、過濾砂及組件本體組成,熔體中的機(jī)械雜質(zhì)和凝集粒子被組件中的過濾網(wǎng)和過濾砂進(jìn)一步過濾,并在組件內(nèi)進(jìn)一步充分混合,防止溫度粘度的差異,同時由于熔體在高壓力下通過高阻力的過濾網(wǎng)和過濾砂,使熔體產(chǎn)生極高
35、的剪切速率,即改善熔體的流動性能,又使熔體溫度瞬時均勻提高,從而保證了噴出熔體細(xì)流質(zhì)量的均一,NONWOVEN,過濾網(wǎng)下有一塊多孔形的熔體分配板,其作用是將濾后的熔體均分分配到噴絲板的各個噴絲孔中,使熔體細(xì)流均勻的噴出,保證纖維的粗細(xì)及品質(zhì)均一。 紡絲組件是在高溫(200300)和高壓下(79MPa)工作的,因此,組件的密封十分重要,必須使用特制的耐高溫、耐高壓的密封件和不銹鋼螺絲,將其在一個特制的工具上,將組件組裝好、密封好,并在保溫爐中,使組件達(dá)到與熔體一致的溫度下,保持48h方可使用,NONWOVEN,噴絲板作用:將熔體轉(zhuǎn)變成細(xì)流,經(jīng)風(fēng)冷卻凝固成絲條。 紡粘法非織造布生產(chǎn)一般選用矩形噴絲
36、板,圓形次之,根據(jù)纖網(wǎng)寬度要求可采用單塊大型噴絲板,也可由多塊拼接而成,也有部分PET紡粘用圓形噴絲板,矩形噴絲板,圓形噴絲板,NONWOVEN,91,紡粘法用噴絲板,紡絲用噴絲板,NONWOVEN,NONWOVEN,熔紡噴絲頭,NONWOVEN,噴絲板的噴絲孔結(jié)構(gòu) 噴絲孔主要由導(dǎo)孔和微孔組成。 導(dǎo)孔:引導(dǎo)熔體連續(xù)平穩(wěn)地進(jìn)入微孔,在導(dǎo)孔和微孔的連接處要使熔體收縮比較緩和,避免在入口處產(chǎn)生死角和出現(xiàn)蝸旋狀的熔體,保證熔體流動的連續(xù)穩(wěn)定。 微孔:孔徑根據(jù)熔體流量、粘度和絲的細(xì)度等確定。(所謂的紡絲孔直徑就是指該孔直徑,噴絲板噴絲孔及導(dǎo)孔形狀,NONWOVEN,PP融化溫度較低,驟冷比較困難,PP擠
37、出膨化較大, 故PP紡絲成網(wǎng)用噴絲板上的最多孔數(shù)設(shè)計(jì)比PET和PA少,噴絲孔的設(shè)計(jì):包括噴絲孔的孔數(shù)、孔的排列和孔的形狀、孔的尺寸等要素。 微孔長徑比:增大長徑比有助于熔體的彈性松弛,減少出口處的彈性脹大,對紡絲有力,但加工較困難。微孔的長徑比一般取1.52。 從噴絲板導(dǎo)孔到微孔間過渡區(qū)的導(dǎo)角大小和臨界剪切速率有密切關(guān)系。入口導(dǎo)角小,熔體流體比較穩(wěn)定。導(dǎo)孔與微孔間的過渡角太小,制造比較困難,NONWOVEN,噴絲板在使用一定周期后,由于噴絲板組件的過濾層上積聚殘留物使過濾壓力升高,影響零件的安全使用。此外,發(fā)生噴絲孔的堵塞,影響成品絲纖度需及時進(jìn)行更換及清洗。噴絲組件一般使用周期為515天。
38、噴絲板的清洗順序:高溫處理洗滌吹凈檢查組裝 其中高溫方法主要用真空爐熱解法。 洗滌是將經(jīng)高溫處理過噴絲零件,放入洗滌槽中用溫水進(jìn)行洗滌,洗滌的方法可采用超聲波洗滌方式,NONWOVEN,噴絲板上孔的分布應(yīng)均勻,且孔與孔之間應(yīng)用足夠的間距,使冷卻風(fēng)均勻吹到每1根絲條上,提高冷卻效果。 矩形噴絲板用直線形排列,圓形噴絲板以同心圓或分區(qū)均勻排列方式為最多,NONWOVEN,NONWOVEN,7、單體抽吸裝置,在紡絲過程中,特別是對加入某些添加劑的共混紡絲,往往會有單體析出。 作用:當(dāng)單體從高聚物熔體中分離出來時,將這些分子量小的物質(zhì)抽走,以免單體向上附著在噴絲板上,弄臟了噴絲板(孔)而影響紡絲,或向
39、下被牽伸風(fēng)吸走時,冷凝附著在牽伸器(或擺絲器)上導(dǎo)致并絲。如果單體附在絲條上,會降低絲條的強(qiáng)度,使疵點(diǎn)增多,影響顏色,NONWOVEN,Reicofil型紡絲箱體所用的單體抽吸管安裝在箱體下方靠近噴絲板的位置。 抽吸管采用方形不銹鋼管,抽吸口離噴絲板很近,目的在于將隨熔體從噴絲板擠出的單體立刻抽走。 由于單體抽吸管下方緊接側(cè)吹風(fēng)冷卻風(fēng)管,在風(fēng)箱上部吹出的冷卻風(fēng)也很靠近單體抽吸口因此單體抽吸必須得到控制,不過量抽吸帶走冷卻風(fēng),不導(dǎo)致噴絲板被冷卻而影響正常紡絲,NONWOVEN,為達(dá)到抽風(fēng)均勻,支管要對稱連接,以求阻力均衡。 從紡絲箱體外接管口到冷凝器進(jìn)口的連接管道需要保溫,盡量不讓單體在管內(nèi)冷凝
40、。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須考慮能拆卸,以便于人工清洗抽吸管道風(fēng)出現(xiàn)冷凝的單體。 須保證冷凝器的功能,保持冷卻水暢通,要經(jīng)常清潔冷凝器,保持冷凝效果。一方面不讓單體抽進(jìn)風(fēng)機(jī)被冷凝,有損風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行,另一方面將抽出溫度較高的氣體,通過冷凝器把氣溫降下來,以讓風(fēng)機(jī)保持正常風(fēng)壓運(yùn)行。 抽風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓選擇應(yīng)與冷卻室的冷卻風(fēng)壓相關(guān),當(dāng)冷卻風(fēng)壓力改變時,能通過支管節(jié)流調(diào)節(jié)或風(fēng)機(jī)調(diào)速改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇方面要考慮如下要點(diǎn),NONWOVEN,單體抽吸裝置是生產(chǎn)線系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié),其操作也要和生產(chǎn)線的運(yùn)行操作相適應(yīng)。例如生產(chǎn)線剛開車時,因熔體、噴絲板對外界的熱量尚不平衡,單體抽吸裝置可先不開,以免造成噴絲板溫度
41、低而影響紡絲,等紡絲正常了再開單體抽吸裝置。 單體抽吸裝置的抽吸風(fēng)量過大,熔體熱量損失大,板面溫度低,初生纖維溫度低,延伸性能下降;風(fēng)量小,熔體散發(fā)的熱量及單體不易散發(fā)掉,影響熔體的冷卻,并且揮發(fā)性單體冷凝后易粘附在牽伸器上,影響紡絲質(zhì)量,NONWOVEN,該過程與熔體細(xì)流的變形同時進(jìn)行。從噴絲板擠出的絲束溫度相當(dāng)高,冷卻可防止絲條之間的粘連和纏結(jié),配合拉伸,使粘流態(tài)的熔體細(xì)流逐漸變成穩(wěn)定的固態(tài)纖維。 熔體離開噴絲板10mm左右對其進(jìn)行冷卻吹風(fēng)。要求在一定長度內(nèi),對每根單絲均能進(jìn)行均勻性冷卻。 紡粘法的冷卻吹風(fēng)一般采用側(cè)吹風(fēng),即由一側(cè)或相對兩側(cè)進(jìn)行吹風(fēng),8、冷卻吹風(fēng)裝置,NONWOVEN,纖維
42、冷卻風(fēng)箱,絲條的冷卻,紡絲成網(wǎng)工藝常采用單面?zhèn)却岛碗p面?zhèn)却档男问?,冷卻介質(zhì)為潔凈空調(diào)風(fēng),風(fēng)量應(yīng)保證流動方式為穩(wěn)定的層流狀態(tài),從而避免絲條振動,影響絲條的均勻性,NONWOVEN,對冷卻吹風(fēng)設(shè)備來說,要求制冷效果好,滿足生產(chǎn)工藝需要。溫控靈敏,冷風(fēng)風(fēng)溫恒定平穩(wěn),誤差范圍小,所以在設(shè)計(jì)制造空調(diào)風(fēng)機(jī)設(shè)備時,采用水溫控制、探針和風(fēng)溫控制,探針檢測制冷效果并及時反饋、及時自動調(diào)整壓縮機(jī)工作狀態(tài)。 送風(fēng)平穩(wěn)可調(diào),現(xiàn)在大部分制冷系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速,可根據(jù)生產(chǎn)工藝需要調(diào)整送風(fēng)量,保證風(fēng)速、風(fēng)壓穩(wěn)定,NONWOVEN,管式牽伸工藝,噴絲板都是由小型矩形板或圓形噴絲板,從噴絲板噴出的絲束頭數(shù)少,一般由單面?zhèn)认?/p>
43、吹風(fēng)即可達(dá)到生產(chǎn)要求。 另外,噴絲系統(tǒng)一般分成前后兩排,在設(shè)計(jì)制造冷卻吹風(fēng)風(fēng)室時,把風(fēng)室設(shè)計(jì)在兩排絲束的中間,向兩邊吹風(fēng),使兩排絲束獲得同樣的冷卻效果,NONWOVEN,所用的噴絲板長度在600mm左右,由于噴絲板較長,采用長距離吹風(fēng),冷卻效果較差,距風(fēng)窗較遠(yuǎn)處的絲束無法冷卻,需要采用雙面?zhèn)却碉L(fēng)方法進(jìn)行冷卻。 每隔150160mm就要設(shè)計(jì)安裝一個風(fēng)窗。在150mm范圍內(nèi)安裝一個風(fēng)窗,還要留下纖維絲束的運(yùn)動空間,所以在窄狹縫牽伸工藝中,冷風(fēng)風(fēng)窗的厚度一般設(shè)計(jì)在7080mm范圍,但厚度較小,設(shè)計(jì)制造困難,容易出現(xiàn)冷風(fēng)分配不均的問題,窄狹縫式牽伸,NONWOVEN,采用雙面?zhèn)却碉L(fēng),也有采用單面?zhèn)却碉L(fēng)
44、裝置。由于其噴絲板長達(dá)數(shù)米,因而其吹風(fēng)沿噴絲板的長度達(dá)數(shù)米之長。 雙面吹風(fēng)時,其一邊可以移動推開,以便裝拆噴絲板時移開,待拆裝完噴絲板之后,再移回原位,寬狹縫式牽伸,NONWOVEN,9、組件清洗設(shè)備,清洗主要是用物理、化學(xué)的方法,將粘附的聚合物在高溫下煅燒、溶解、氧化或水解除去,再進(jìn)行水洗、堿(酸)清洗,然后再進(jìn)行超聲波清洗。 (一)煅燒法及水蒸汽保護(hù)煅燒法 采用耐火材料砌成爐膛,電加熱板加熱,白金電阻或熱電偶溫度計(jì)控制和指示溫度。燃燒時,將被清洗的物件放入爐內(nèi),在450時煅燒46h,除去灰塵即可。 清洗噴絲板還要用超聲波清洗,壓縮空氣吹干鏡檢合格后備用。本法簡單易行但勞動強(qiáng)度大,不易清洗干
45、凈,且當(dāng)組件或過濾器內(nèi)殘留物料多時,會產(chǎn)生大火及高溫,被清洗物易被高溫?zé)龎淖冃?NONWOVEN,煅燒法具有以下特點(diǎn): 清潔效率較差,處理周期為10h,甚至更長,燃燒時很難除盡碳的殘?jiān)?,這樣會增加后道補(bǔ)充清洗的難度。 設(shè)備投資費(fèi)用對于碳鋼結(jié)構(gòu)的較低,其運(yùn)行費(fèi)用屬中低等。 環(huán)境保護(hù)差,大量廢氣散發(fā),污染空氣,炭黑粘附室內(nèi)墻壁及機(jī)具,惡化環(huán)境。 應(yīng)用范圍最廣,所有的高聚物幾乎都能采用煅燒處理。 對組件有損傷、由于煅燒爐內(nèi)的工作狀況不規(guī)律,產(chǎn)生明火時對溫度控制困難,會導(dǎo)致組件過熱,伴隨著產(chǎn)生變形和損傷,甚至使噴絲板微孔處產(chǎn)生金相結(jié)構(gòu)的破壞與腐蝕,NONWOVEN,二)真空煅燒清洗法,吸收了煅燒法簡便
46、、不需要任何溶劑和輔助材料的優(yōu)點(diǎn),克服了在空氣中燃燒處理噴絲板不易干凈和產(chǎn)生明火導(dǎo)致被處理件退火變形的缺點(diǎn)。特別適用于處理異形、細(xì)孔等噴絲板,亦可處理過濾器濾芯、計(jì)量泵和其它紡絲部件。 工作原理:先升溫到300,保持一定時間,使被處理件上的聚合物熔化,流到底部的廢料收集罐中。待基本流完以后,開始第二階段的升溫。大約在350 左右,殘留的聚合物開始分解,真空泵抽真空,升溫到500左右時,進(jìn)行第二階段的保溫。同時通入少量空氣,對殘留物進(jìn)行氧化。在真空狀態(tài)下,殘留聚合物的熱分解及氧化分解較快,產(chǎn)生的氣體和灰分微粒抽走,整個過程大約68h可完成,NONWOVEN,真空清洗爐包括爐體和控制盤兩部分。爐體
47、采用輻射加熱,真空泵和爐體連在一起,爐蓋密封圈用水冷卻保護(hù),爐底部有廢料收集罐??刂票P上裝有微機(jī)溫度和程序控制儀、記錄儀。清洗時間和溫度等程序輸入電腦以后,升溫、保溫、降溫、開關(guān)真空泵等均可自動進(jìn)行。 該設(shè)備清洗效果較好,對環(huán)境無污染,操作方便,近年來推廣較快,NONWOVEN,三) 三氧化二鋁流動床法,將清洗物放入清洗爐內(nèi),用壓縮空氣吹動經(jīng)電加熱的三氧化二鋁小顆粒,使?fàn)t內(nèi)形成一個溫度均勻的浴床。被清洗物件上的聚合物、油污和有機(jī)物等迅速高溫分解。 清洗介質(zhì)最好選粒徑為0.10.15mm,由30型和70型組成的實(shí)心氧化鋁顆粒,其對被清洗物的磨損量小,且控溫效果好。粒徑和堆積密度較小的介質(zhì)不但有利
48、于流化,而且節(jié)約能量。但是,為了避免介質(zhì)嵌入噴絲孔內(nèi),選用的粒徑應(yīng)遠(yuǎn)小于孔徑,而過細(xì)的介質(zhì)(如粉狀)因粘附力大,不利于熱的傳導(dǎo),故應(yīng)綜合考慮。 不能用于熔體過濾器濾芯的清洗,NONWOVEN,四) 三甘醇法,具有溫度低、安全、無毒、清洗效果好、對設(shè)備無損壞等特點(diǎn),尤其適用于熔體過濾的清洗。 利用三甘醇在沸點(diǎn)時(常壓時為285),能溶解聚酯的原理達(dá)到清洗的目的。 清洗步驟是將被清洗物放入有加熱系統(tǒng)的三甘醇槽內(nèi),從室溫升至2655,保溫約6h,再讓其自然冷卻到約100;取出被清洗物,放入95左右的熱水槽中清洗約20min,再在溫度為6070的10NaOH溶液中浸12h后,用熱水清洗。若是噴絲板和熔
49、體過濾器濾芯,則要求進(jìn)行超聲波清洗,NONWOVEN,省去酸洗,清洗后的噴絲板光澤明亮,對噴絲孔的損傷小,可延長噴絲板、計(jì)量泵、齒輪泵和過濾器、濾芯的使用壽命,但成本高,約為鹽浴的67倍,清洗后的熔體過濾器濾芯的使用壽命延長一倍以上。 三甘醇清洗法屬于溶劑法,它的特點(diǎn)為: 清潔周期長、需612h、清潔工序較多。 基建與設(shè)備投資高,溶劑清洗罐及其溶劑回收的費(fèi)用是各種方法中成本最高的,其運(yùn)行費(fèi)用也高。 環(huán)境保護(hù)難,三甘醇對人體有害,要集中專門處理。 對組件的損傷較小,一般溶劑的工作溫度低于315,對金屬組件不起化學(xué)反應(yīng),是各種方法中對組件、噴絲板損傷最小的方式,特別適用于熔體過濾器濾芯的清洗,NO
50、NWOVEN,五) 超聲波清洗法,一種對液體浴發(fā)生充分而強(qiáng)有力的機(jī)械振動的設(shè)備,這種設(shè)備以聲波來達(dá)到清洗的目的,因而起到對被清洗物表面的洗滌作用,釋放出103350kPa級的能量,以便松散、消除污物的污垢及雜質(zhì)。 嚴(yán)禁清洗池缺水、斷水,以防止損壞超聲裝置,NONWOVEN,紡絲生產(chǎn)操作注意事項(xiàng),對于干燥設(shè)備必須嚴(yán)格按要求開、關(guān)機(jī),正常開車時,要先啟動空壓、回風(fēng)風(fēng)機(jī)開關(guān),保證干燥塔內(nèi)有空氣流動,再啟動加熱器;關(guān)機(jī)順序正好相反。 開車前46h螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度升到?jīng)]定值,同時開啟冷卻水閥,流量調(diào)節(jié);在停車時,先關(guān)閉螺桿擠出機(jī)各區(qū)加熱,2h后關(guān)冷卻水人口閥,切斷紡絲控制格總電源。 熔體充分預(yù)熱一段時
51、間,再開啟計(jì)量泵,在紡絲組件出絲約20min后即可投入生產(chǎn)。停車時,要計(jì)量泵繼續(xù)排料510min,到熔體管道內(nèi)物料基本排完后,即可停計(jì)量泵。 生產(chǎn)中要時常檢查噴絲板出絲情況,有否漏漿、飄絲、堵孔、硬頭絲等現(xiàn)象,如出現(xiàn)要及時處理,NONWOVEN,紡絲生產(chǎn)常見的故障、疵點(diǎn)及處理辦法,NONWOVEN,紡絲工藝計(jì)算,單位時間紡絲機(jī)產(chǎn)量,NONWOVEN,單位時間成品產(chǎn)量,NONWOVEN,泵速、產(chǎn)品規(guī)格、幅寬及成品據(jù)黯然速度之間的相互換算,NONWOVEN,單孔的擠出量,NONWOVEN,熔體擠出速度v0 單根成網(wǎng)長絲直徑dL 噴絲頭拉伸比,Q:泵通量;n:噴絲孔的孔數(shù);d0:噴絲孔直徑 dL:長
52、絲纖維直徑;vL:紡絲速度,P235,NONWOVEN,三、牽伸,牽伸的目的:牽伸中纖維大分子或聚集態(tài)結(jié)構(gòu)單元發(fā)生舒解,并沿纖維軸向排列取向,分子間作用力增強(qiáng),從而使纖維的斷裂強(qiáng)度明顯提高、延伸度下降,耐磨性,耐疲勞強(qiáng)度明顯提高。 牽伸是手段,取向是獲得的結(jié)果。取向后使溫度迅速降到聚合物玻璃化溫度以下,“凍結(jié)”取向結(jié)果,防止解取向。 牽伸是賦予聚合物纖維高強(qiáng)度的重要手段,a)未取向的自然狀態(tài) (b)取向的大分子,NONWOVEN,牽伸的分類,羅拉機(jī)械牽伸,氣流牽伸,紡粘法生產(chǎn)工藝與化學(xué)纖維最大區(qū)別是采用氣流牽伸和直接成布,牽伸成為紡粘法的技術(shù)核心問題。 機(jī)械牽伸的纖維成束片狀,對纖維的鋪網(wǎng)均勻
53、性極為不利,NONWOVEN,氣流牽伸采用空氣噴射的方法利用高速氣流對纖維的摩擦進(jìn)行牽伸,是以流動力學(xué)、空氣動力學(xué)為基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù),分正壓牽伸和負(fù)壓牽伸。氣流速度達(dá)到3000-4000m/min或更高。 目前世界上紡粘法的氣流牽伸基本上形成三大流派,即管式牽伸、寬狹縫式牽伸和窄狹縫式牽伸(按設(shè)備分)。 在風(fēng)壓上有正壓牽伸、負(fù)壓牽伸和正負(fù)壓相結(jié)合的牽伸,NONWOVEN,NONWOVEN,管式牽伸以意大利STP公司為代表,現(xiàn)在意大利摩登(Modern)公司,ORV公司及我國自行研制的紡粘法生產(chǎn)線(南海錦龍公司、浙江利達(dá)公司)均使用管式牽伸)。 將纖維分成許多小束,在直徑為10mm左右的不銹鋼管中
54、,用噴射氣流(壓縮空氣)牽動纖維高速前進(jìn),形成牽伸,1、管式牽伸,氣流拉伸形式(從拉伸設(shè)備形式,NONWOVEN,高壓空氣從空氣進(jìn)門1進(jìn)入風(fēng)室2,通過環(huán)形切口3進(jìn)入長絲通道4與長絲相交成一定角度,也可與長絲平行而下。 長絲由吸絲嘴a進(jìn)入,在高速氣流扶持下通過噴嘴,從而得到牽伸。 牽伸噴嘴的供風(fēng)壓力及環(huán)形切口3的大小,可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整。 若想提高牽伸效果,可增加噴管d的長度。魯奇公司的噴管長度為25m,牽伸效果顯著,NONWOVEN,在管式牽伸機(jī)中,常使用擺片進(jìn)行擺絲,擺片的運(yùn)動頻率可達(dá)6001400次min,絲束在高速系統(tǒng)的扶持下迅速撞擊擺片,在撞擊作用下被分散開,并在擺片的左右擺動和成
55、網(wǎng)簾的前進(jìn)雙重作用下,纖維以s形軌跡鋪置在成網(wǎng)機(jī)上。 測定各種牽伸管風(fēng)速、風(fēng)壓主要用風(fēng)速儀。由于用風(fēng)速儀測風(fēng)速時需要進(jìn)入成網(wǎng)機(jī)內(nèi),操作困難,所以在生產(chǎn)過程中,多數(shù)廠家采用測試各牽伸管入口真空度的方法,NONWOVEN,在管式牽伸工藝中,纖維的質(zhì)量主要取決于牽伸風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)壓。牽伸風(fēng)風(fēng)速愈高,纖維牽伸比愈大,纖維的線密度愈低,纖維強(qiáng)度愈高,手感愈好。纖維撞擊擺片的作用力愈大,分散愈好,非織造布的平方米重量偏差率愈小。 風(fēng)速過大易發(fā)生斷絲現(xiàn)象,而牽伸風(fēng)風(fēng)速較小時纖維較粗,易發(fā)生并絲現(xiàn)象。 牽伸風(fēng)風(fēng)壓愈大,牽伸風(fēng)對纖維的握持作用愈強(qiáng),纖維的運(yùn)行速度愈快,牽伸比愈大,纖維的質(zhì)量愈好,非織造布愈均勻。但
56、是,在一定的生產(chǎn)工藝條件下,牽伸風(fēng)風(fēng)速過高,易引起斷絲,影響紡絲穩(wěn)定,NONWOVEN,若各個牽伸管的牽伸風(fēng)速、風(fēng)壓不同會造成纖維的牽伸比不同,引起纖維粗細(xì)不均。 牽伸管風(fēng)速過高的牽伸管入口處的真空度高,補(bǔ)充風(fēng)風(fēng)速會更大,會使相鄰牽伸管的絲束改變位置進(jìn)入牽伸風(fēng)速高的牽伸管中,造成分絲不均、影響無紡布表面的均勻度。絲束遷移時還會引起掛絲現(xiàn)象,使非織造布出現(xiàn)云狀花或硬塊。因此,在調(diào)整各牽伸風(fēng)速時,要盡可能地確保各牽伸管的風(fēng)速均勻,NONWOVEN,窄狹縫式牽伸以意大利NWT公司為代表。目前采用這種技術(shù)的還有我國沈陽非織造布中心、上海合成纖維研究所、沈陽六0六研究所等單位。 在距噴絲板下面4050c
57、m處,每個噴絲板相應(yīng)設(shè)一臺4050cm的窄狹縫式牽伸器,利用壓縮空氣向狹縫高速噴射,從而牽動纖維高速向前進(jìn)行牽伸。 屬典型的低壓拉伸,牽伸風(fēng)風(fēng)壓在0.025MPa左右,風(fēng)速在2000mmin左右,纖維牽伸比在200300之間,纖維牽伸倍數(shù)低,纖維的取向度低,剩余的牽伸比較大,纖維線密度一般在35dtex,2、窄狹縫式牽伸,NONWOVEN,由于絲束與牽伸風(fēng)氣流呈平行狀態(tài)運(yùn)行,絲條不易被擾亂,對分絲有利,均勻度較高。在窄縫式工藝中,絲束是靠兩側(cè)氣流共同作用進(jìn)行冷卻的,冷卻效果較好,有利于提高噴絲板的噴絲孔密度。但是,絲束同時受兩側(cè)冷卻作用,易向中心集中,在冷卻效果相對較弱的中心部位,纖維易并結(jié)與
58、粘結(jié),產(chǎn)生并絲現(xiàn)象。 影響纖維線密度的主要因素是紡絲泵的泵供量與牽伸風(fēng)風(fēng)速,泵供量低,牽伸風(fēng)風(fēng)速高,纖維的線密度就低,反之則相反。另外,纖維的線密度還與聚合物的質(zhì)量有關(guān),聚合物的熔體粘度低,流動性好,在同樣的牽伸風(fēng)作用下,纖維的線密度就低,NONWOVEN,寬狹縫牽伸以德國萊芬豪舍(Reifenhause)公司為代表。目前采用這種技術(shù)的還有日本NKK公司、美國諾信(Nordson)公司、日本神戶制鋼公司、中國紡織機(jī)械集團(tuán)公司。 采用一塊整體長條形噴絲板噴絲,然后進(jìn)入一條長狹縫式的牽伸設(shè)備,隨著氣流的高速前進(jìn)牽動纖維高速向前進(jìn)行牽伸。 通過調(diào)節(jié)噴嘴的位置和噴射牽伸壓縮空氣流量、壓力等參數(shù),在同一
59、條生產(chǎn)線上既可生產(chǎn)丙綸產(chǎn)品,又可生產(chǎn)滌綸產(chǎn)品,3、寬狹縫牽伸,NONWOVEN,正壓牽伸:由狹縫入口部射入壓縮空氣。 日本NKK、美國諾信,NONWOVEN,137,窄縫式氣流牽伸裝置,正壓拉伸工藝(DOCAN紡絲成網(wǎng)工藝,NONWOVEN,138,窄縫式氣流牽伸裝置,噴嘴式氣流牽伸裝置,NONWOVEN,兩種氣流牽伸噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖,NONWOVEN,一種長絲氣流拉伸管示意圖,NONWOVEN,負(fù)壓牽伸:從狹縫底部進(jìn)行大量吸氣,抽動狹縫內(nèi)的空氣高速從上而下前進(jìn),從而帶動纖維高速向前,形成牽伸,成為負(fù)壓牽伸 德國萊芬豪舍,NONWOVEN,抽吸式負(fù)壓拉伸工藝,Recofil-型 Recofil寬
60、幅狹縫氣流拉伸裝置,典型的抽吸式負(fù)壓拉伸工藝,NONWOVEN,正負(fù)壓相結(jié)合的牽伸:下面抽風(fēng)、上面射入壓縮空氣,使纖維在寬狹縫內(nèi)受到上推下拉的作用而高速向前,完成牽伸。 這種牽伸方法可以使纖維前進(jìn)的速度大大提高,萊芬豪舍公司的Reicofil 型設(shè)備即采用此技術(shù),效果非常好,NONWOVEN,牽伸裝置,a)機(jī)械拉伸 (b)圓管式拉伸 (c)圓形噴絲板狹縫拉伸 (d)矩形噴絲板狹縫拉伸,NONWOVEN,一種氣流牽伸裝置,NONWOVEN,氣流分絲法,利用空氣動力學(xué)的coanda效應(yīng),氣流在一定形狀的管道中擴(kuò)散,形成紊流達(dá)到分絲目的,機(jī)械分絲法,絲束牽伸后與擋板等撞擊達(dá)到分絲目的,靜電分絲法,絲
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