一、熔喷的工艺原理

      熔喷非织造工艺是利用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上，并依靠自身粘合而成为非织造布。

熔喷纤维和纺粘纤维比较：

      纺粘为长丝，熔喷为短纤维。

      纺粘纤维强力>熔喷纤维强力。

      熔喷纤维比纺粘纤维细。

熔喷装置按放置方式分有水平式和垂直式。

二、工艺流程与设备

（一）熔喷的工艺流程

   聚合物准备→熔融挤压→计量泵→熔喷模头组合件→熔体细流拉伸→冷却→接收装置

（二）熔喷设备

   主要设备：上料机、螺杆挤出机、计量泵、熔喷模头组合件、空压机、空气加热器、接收装置、卷绕装置。

    生产聚酯等原料，还需要切片干燥装置。生产辅助设备主要有模头清洁炉、静电施加装置和喷雾装置等。

1.上料机

   安装于挤出机料斗之上。上料机的功能是将聚合物切片抽吸至螺杆挤出机料斗，通常具有自动功能，可按整个生产线的产量来设定单位时间的送料量。

2.螺杆挤出机

   参见第六章相关内容。

3.计量泵

   参见第六章相关内容。

4.熔喷模头组合件

   模头组合件是熔喷设备中最关键的部分，其中最重要的部分包括：

(1)聚合物熔体分配系统

(2)模头系统

1）聚合物熔体分配系统

   保证聚合物熔体在整个熔喷模头长度方向上均匀流动并具有均一的滞留时间，从而保证熔喷法非织造布在整个宽度上具有较均匀的性质。

   目前熔喷工艺中主要采用衣架型聚合物熔体分配系统（T型分配系统不能均匀分配流体）。

衣架型熔体分配系统示意图

研究表明，歧管倾斜角度对分配系统出口处的流率分布情况有显著影响。α增加，聚合物熔体在分配系统中央处的流速减小，而两边的流速增加。

   另外熔体本身的性质对

熔体流速的均匀性也有影响，因此分配系统的几何形状一旦确定，必定要求聚合物原料具有相应的性能，故熔喷必需开发专用原料。

（2）模头系统（模头－die）

   喷丝板、气板、加热保温元件等组成。

   熔喷产品的均匀度与模头密切关系。通常，熔喷模头的加工精度要求高，故模头制造成本昂贵。

   喷丝孔常呈单排排列，长径比大于10。

       

Exxon公司早期研制的熔喷模头，上下模体结合面上各自加工出微细的凹槽，然后上下模体贴合即可形成一排喷丝孔。

该种结构可得到较大的喷丝孔长径比，模头清洁较方便，但加工精度和装配精度要求高，目前应用较少。

5.空气加热器

      熔喷工艺需用大量的热空气。空压机输出的压缩空气经除湿过滤后输送到空气加热器加热，然后再送至熔喷模头组合件。空气加热器是压力容器，同时要抵抗高温空气的氧化作用，因此材料必须选用不锈钢。

6.接收装置

    熔喷工艺接收装置的类型主要有：

      滤芯

滤芯的结构为外层纤维粗，内层纤维细，外层疏松，内层紧密的渐变径渐紧结构。独特的梯度深层过滤形成了立体滤渣效果，具有高孔隙率、高截留率、大纳污量、大流量、低压降的特点。

立体成型(芯轴)：

    采用立体接收装置，分间歇式接收和连续式接收。

(1) 间歇式接收装置

  每根滤芯制成后需更换芯轴，因此生产效率较低

熔喷生产线最主要的辅助设备就是模头清洁炉。熔喷模头生产一段时间后会发生堵孔现象，影响产品均匀性和外观，这时需要更换熔喷模头。替

换下来的熔喷模头需要用焙烧的方式除去残留在模头内的聚合物和杂质。螺杆和喷丝板等通常均采用焙烧的方法来除去残留聚合物及杂质。

      较小的熔喷模头可采用一般的电阻炉加热保温，保温温度420～450℃，保温时间4～8小时，并随炉冷却至常温。大型的熔喷模头通常不采用电阻炉，因为尺寸较大的电阻炉温度控制不精确，而且缺乏温度过高的保护机制。

熔喷用原料

理论上讲，凡是热塑性（高温熔融，低温固化）聚合物切片原料均可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA等。

熔喷产品的应用

目前，熔喷法非织造布主要用于：

1、过滤材料   

     过滤就是将分散于气体或液体中的颗粒状物质分离出来。

  过滤机理：筛滤沉积、静电沉积、扩散沉积等。      

熔喷非织造材料具有纤维细、孔隙多而孔隙尺寸小的优点。 应用：

为提高过滤效果，可减小纤维细度、增加滤材的密度，但会造成过滤阻力的明显增加。

      因此让熔喷非织造材料带静电，可通过静电效应提高其过滤效果，即进行驻极处理。

2、医疗卫生材料

      医用口罩：里外两层用纺粘材料，中间用熔喷材料制成的复合材料（SMS）。

3、环境保护材料（吸油材料）

  聚丙烯熔喷法非织造布因其材料特性和微纤结构而成为良好的吸油材料，在欧美、日本等发达国家已得到广泛应用，如海上溢油事故、工厂设备漏油以及污水处理等。

4、服装材料（保暖材料）

保暖材料应具有良好的保暖性，并能较长期使用而不改变其保暖性。

实验表明，纤网结构是影响保暖材料传热

性能的主要因素之一。

      对于熔喷复合保暖材料，其厚度对透气性能影响较小，而聚酯纤维絮片随厚度减小透气性迅速上升。因此熔喷复合保暖材料抗风能力较强。  

5、电池隔膜

      隔膜材料是蓄电池的重要组成部件，常置于正负极板之间，主要功能是绝缘正负极板，保证电介质的流动。

      聚丙烯材料具有优良的耐酸碱性能，聚丙烯熔喷法隔膜材料具有孔径小、孔率大、电阻小以及产品变化多样的特点。

      正极板上是二氧化铅（PbO2），负极板上是绒状铅（Pb）。 每一个正、负极板之间都隔着多孔的超细纤维物质（电池隔膜），其中吸附着硫酸（H2SO4）电解液，这个纤维物质（或硅胶物质）是电化学反应过程中液相传输和气相传输的通道，它和正、负极板群被紧密地装配在一起，形成一个2V的电池单体。图中6个2V的单格串联成12V的电池