Melt blowd proces ekstruzije je proces u jednom koraku, koji koristi brzi protok zraka za puhanje rastopljene termoplastične smole iz ekstrudera die na transporter ili tzv. Taj proces postoji od 1950-ih, a njegov značaj postaje sve značajniji od svog nastanka. Osnovni proces prikazan je na slici 1, koristeći ekstruder od otopljene ispuhane tkanine posebno dizajniran za upravljanje i kontrolu procesa.
Osnovne komponente procesa su sustav hranjenja smolom, sklop ekstrudera, mjerna pumpa, otopljeni sklop kalupa, kolektorska i vjetrobranska jedinica.
Sustav opskrbe smolom
Sirovina procesa puhanja taljenja je termoplastična smola u obliku čestica, koja se skladišti u vrećicama smole i gravitacijom transportira do ekstrudernog lijevka. Postoji mnogo različitih polimera dostupnih za rastopljenu ekstruziju. Ovi polimeri uključuju:
Polipropilen [PP]
Polikarbonata
Polibutilen tereftalat
Poliamid [PA]
Termoplastični poliuretani [TPU]
Elastični polipropilen [EPP]
Sklop ekstrudera
Sklop ekstrudera prima hranu za čestice iz sustava za hranjenje smole. Spiralni rotor sličan arhimedskoj spirali prolazi čestice kroz grijaći cilindar sklopa ekstrudera, gdje čestice dodiruju grijaći zid i tope se. Postoje tri područja u spiralnom rotoru - područje hrane, prijelazno područje i mjerno područje. Zona napajanja je dio rotora gdje materijal ulazi u ekstruder i počinje se topiti. Prijelaznu zonu karakterizira smanjena dubina i koristi se za homogenizaciju i komprimiranje polimerne hrane. Nakon što polimer dosegne rastopljeno stanje, šalje se u mjerno područje, što povećava pritisak za pripremu materijala za iscjedak kroz otopljeni sklop. Na izlaznom kraju područja mjerenja vijaka nalazi se grupa zaslona filtra, koja se koristi kao filtar za presretanje prljavštine ili polimernog bloka koji doseže mjernu pumpu.
Mjerna pumpa
Izlazna temperatura rastopljenog polimera je 250oC – 300oC i pod tlakom, a zatim se prenosi na mjernu pumpu. Mjerna pumpa je pumpa za pozitivno pomicanje dizajnirana za isporuku konstantnog volumena čiste polimerne smjese u sklop kalupa, uzimajući u obzir promjene procesa u temperaturi, tlaku ili viskoznosti rastopljenog polimera. Postoje dva brojača rotirajućih zupčanika koji se međusobno spajaju u pumpi. Kada se zupčanici okreću, oni izvlače rastopljeni polimer s usisne strane ili usisne strane crpke i isporučuju ga na stranu pražnjenja crpke. Izlaz mjerne pumpe zatim se šalje u sklop kalupa.
Rastopite puhani sklop kalupa
Postoje tri ključne komponente u sklopu kalupa - distribucija hrane, glava umiranja i razdjelnik zraka. Obično se koriste dvije vrste distribucije hrane; To su T-tip (može se suziti ili neurediti) i tip vješalice. Zbog ravnomjernog polimernog protoka, distribucija vješalice je češća.
Glava kalupa je ključna komponenta za određivanje ujednačenosti otopljene materijalne mreže koju proizvodi stroj. Glava za umiranje je čvrsta tolerancija širok, šuplji, konusni metalni dio, koji sadrži veliki broj malih rupa kroz koje će rastopljeni polimer formirati rastopljene netkane.
Razdjelnik zraka osigurava brzi zagrijani zrak ekstrudiranim vlaknima, koja izlaze iz glave. Kompresor zraka osigurava protok komprimiranog zraka, koji prvo pokreće plinsku ili električnu peć kroz izmjenjivač topline kako bi podigao temperaturu zraka na 230 ° C – 360 ° C pri brzini od 0,5 – 0,8 zvučne brzine (560 – 900 ft / s).
sakupljač
Zatim, rastopljeni polimer koji se istiskuje kroz rupu u glavi kalupa pokreće se brzim protokom vrućeg zraka iz razdjelnika zraka i tvori mikro vlakna kada se polimer dodatno proširi u protoku zraka (vidi sliku 2). Promjer ovih mikrovlakana kreće se od 0,1 mikrona do 15 mikrona. (nasuprot tome, celuloza vlakna su promjera oko 50 mikrona, a ljudska kosa promjera 120 mikrona.) Kako se vlakna protežu, pušu zajedno u polutopljenom stanju i prema zaslonu kolektora. Protok vrućeg zraka također uzrokuje usisavanje sekundarnog zraka iz okolnog okolnog zraka i pomaže u hlađenju i učvršćivanju mreže materijala za prikupljanje nastale na kolektoru, što je zategnuta metalna mreža spojena na transporter. Nakon što se vlakna izliječe, nasumično se polažu na kolektor, ranaju i vežu jedni s drugima kako bi se formirala mreža. Promjenom brzine kolektora i udaljenosti odvajanja između glave kalupa i kolektora može se ostvariti promjena gustoće mreže kako bi se prilagodila različitim primjenama. Vakuumska pumpa se obično koristi za usisavanje unutar kolektorske ploče. To pomaže u uklanjanju protoka vrućeg zraka i poboljšanju procesa netiranja na kolektoru.
Čekrk
Rashladna tkanina iz kolektora namotana je oko kartonske jezgre u jedinici za vjetar. Za mnoge vrste otopljenih netkanih spojeva postoji dovoljno prianjanja između vlakana, tako da je materijal pogodan za uporabu bez dodatnog prianjanja. U nekim primjenama može biti potrebna daljnja obrada materijala kako bi se promijenila svojstva materijala. Kada je potrebno dodatno lijepljenje, toplinsko lijepljenje je uobičajena tehnologija koja može povećati čvrstoću materijala, ali će dovesti do povećane krutosti i gubitka osjećaja tkanine.
Nakon bilo kakvog potrebnog lijepljenja, završava se proces proizvodnje otopljene ispuhane ekstruzije netkane tkanine. Ovisno o krajnjoj uporabi materijala, po potrebi se mogu koristiti dodatni procesi nakon proizvodnje, kao što je dodavanje kemikalija koje usporavaju plamen. Netkana tkanina se zatim prodaje pretvaraču, koji koristi netkanu tkaninu kao sirovinu za proizvodnju filter proizvoda, filtera za kavu, izolacijskih materijala ili medicinskih i kirurških maski o kojima se raspravlja u nastavku.
Varijabla procesa
Promjenom nekih radnih uvjeta i ulaza procesa, na karakteristike otopljenih netka mogu se utjecati i kontrolirati u određenoj mjeri. Ti čimbenici uključuju:
Vrsta korištenog polimera i njegova svojstva materijala, kao što je molekularna težina
Radni uvjeti ekstrudera, kao što je temperatura
Geometrija matrice, kao što su veličina otvora i broj otvora
Uvjeti protoka vrućeg zraka (temperatura, brzina)
Udaljenost između glave umiranja i zaslona kolektora
Brzina kolektora