皮芯型聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合成型及产品性能的研究

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纺熔复合材料由于其“强度高,耐磨性好,屏蔽性能优异”的特点,一直是用即弃卫生用品和过滤领域的热点。在目前的非织造市场上,对卫生及医用方面的纺熔复合非织造布需求越来越大,企业之间的竞争也愈来愈激烈。不断提高产品的质量,降低生产成本,以扩大市场,获得最大的利润,这是市场的推动力,也是企业竞争的基本原则。本论文就如何提高用于卫生及医用方面纺熔复合产品的主要性能(力学性能、柔软度和阻隔性能)以及节约生产中的成本成为相关研究的主要课题。首先,基于国内外纺熔复合成型的相关研究,提出了采用皮芯型双组分聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合的方案。一方面是利用低熔点皮层热粘合纺熔复合的原理来提高产品柔软度和强度;另一方面皮层和芯层原料的价格及熔点差异可以节约成本和能耗。要实现这一目标,生产设备的效率和稳定性,工艺技术的先进和灵活性则是不容低估的关键因素。通过生产设备对纤网成型影响的研究,确定了用于PE挤出的单螺杆挤出机、用于PP和PET挤出的同向双螺杆挤出机、管道分配熔体形式的纺丝箱体、长径比为4:1的3.5m矩形喷丝板、双侧吹风的冷却、正压宽幅狭缝气流牵伸及烘房结构的热风粘合生产系统。其次,为了增强产品的阻隔性能和节约能耗,采用创新型的在线翻网复合技术。选取了直线成网和翻网成网三种不同面密度(13g/m2、18g/m2、24g/m2)的试样,对它们的透气性、力学性能以及孔径进行性能测试。结果显示,通过采用翻网成网技术,试样的平均孔径减小,透气性下降,阻隔性增强,断裂强力增大;通过网帘下风机的抽吸规律研究,得出经过翻网工艺后,生产能耗降低了30%左右,极大的节约了能耗。最后,将面密度为60g/m2的PE/PP皮芯双组分SMS复合材料和单组分SMS复合材料的性能(拉伸性能、柔软性能、孔径、透气性、耐静水压)进行了对比分析。结果显示,PE/PP皮芯双组分SMS非织造复合材料的柔软性、耐静水压性能、过滤性能均优于单组分SMS非织造复合材料;透气性和过滤阻力比单组分SMS非织造复合材料稍差;两种试样的纺粘纤维和熔喷纤维细度相差不大。因此皮芯双组分SMS复合材料在医疗卫生、室外防护、过滤等应用领域更有竞争优势。本文结合产品性能和生产能耗的分析,对皮芯型聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合生产线的设备系统特点、核心部件结构及机理进行详尽的介绍,对于皮芯双组分纺粘技术以及自主研发双组分SMS生产线具有一定的借鉴意义。
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