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热粘合


2、clapeyron效应 高聚物分子受压时熔融所需的热量远比常 压下多,这就是所谓的clapeyron效应。对聚丙 烯纤维来说,压力使其熔融温度提高的范围约 为38℃/kbar。 在热轧粘合过程中,轧辊钳口将使聚合物 的熔融温度提高,因此,合理选择轧辊温度和 压力的配合是非常重要的。
3、流动过程 在热轧粘合过程中,纤网中部分纤维在温 度和压力的作用下发生熔融,同时还伴随着熔 融的高聚物的流动过程,这也是形成良好粘合 结构的条件之一。轧辊温度升高将有利于熔融 高聚物的流动。
产品应用 热轧法非织造材料广泛应用于用即弃产品的制造, 如手术衣帽、口罩、妇女卫生巾、婴儿尿裤、成人失 禁垫以及各种工作服和防护服等,此外,热轧法非织 造材料还大量应用于服装衬布、电缆电机绝缘材料、 电池隔膜、箱包衬里、包装材料、涂层基布等。
二、热轧粘合工艺过 程及机理 热轧粘合非织 造工艺是利用一对 或两对钢辊或包有 其它材料的钢辊对 纤网进行加热加压, 导致纤网中部分纤 维熔融而产生粘结, 冷却后,纤网得到 加固而成为热轧法 非织造材料。
热粘合加固纤网的特点: • 利用高分子聚合物材料的熔融特性粘结纤网, 取代了化学粘合剂,产品更加符合卫生要求。 • 非织造专用梳理机输出纤网速度已经超过 150m/min,热轧粘合非织造工艺是与之相匹配 的工艺方法。 • 热粘合专用纤维的开发及无需蒸发粘合剂的水 分,使热粘合非织造材料性能提高、生产成本 降低。 计算表明: 热熔粘合耗能:浸渍粘合耗能=1:4.7 热熔粘合耗能:泡沫浸渍粘合耗能=1:3.0
4、扩散过程 热轧粘合时,在熔融高聚物的流动过ห้องสมุดไป่ตู้中, 同时存在着高聚物分子向相邻纤维表面的扩散, 纤维熔融相互接触部分会产生扩散过程,扩散 作用有利于形成良好的粘合。研究结果表明, 高聚物在粘合过程中的扩散距离仅为1nm左右, 但对于纤网形成良好的粘合有重要的作用。
5、冷却过程 在热轧粘合过程中,由于纤网中纤维受到 热和机械作用,因此纤维的微观结构将发生一 定的变化,纤维的性能也必然会产生一定程度 的变化。加快热轧粘合后纤网的冷却速度,有 利于改善产品的强度和手感。
二、热粘合工艺分类 o 热轧粘合 • 电加热 • 油加热 • 电磁感应加热 o 热熔粘合 • 热风穿透式 • 热风喷射式 o 超声波粘合
热轧粘合与热熔粘合的区别 热轧粘合是指利用一对加热辊对纤网进行加热, 同时加以一定的压力使纤网得到热粘合加固。 热熔粘合是指利用烘房加热纤网使之得到粘合加 固。 热轧粘合和热熔粘合的区别在于,热轧粘合适用 于薄型和中厚型产品,产品单位面积质量大多在15~ 100g/m2,而热熔粘合适合于生产薄型、厚型以及蓬松 型产品,产品单位面积质量为15~1000g/m2,两者产 品的粘合结构和风格存在较大的差异。
§5-1 热粘合法基本原理与分类 一、热粘合加固纤网基本原理 高分子聚合物材料大都具有热塑性,即加 热到一定温度后会软化熔融,变成具有一定流 动性的粘流体,冷却后又重新固化,变成固体。 热粘合非织造工艺就是利用热塑性高分子聚合 物材料这一特性,使纤网受热后部分纤维或热 熔粉末软化熔融,纤维间产生粘连,冷却后纤 网得到加固而成为热粘合非织造材料。
§5-2 热轧工艺 一、概述 热轧粘合在热粘合非织造工艺中的应用较 晚,其借用了印染工业中的砑光、烫光技术, 由于其生产速度快、无三废问题,因而发展很 快。80年代初,美国的用即弃尿布崛起,聚丙 烯热轧非织造材料作为尿布面料替代了原来以 粘胶、聚酯纤维为主体的化学粘合法非织造材 料。热轧粘合生产速度快,因而特别适合于薄 型纺粘法非织造材料的加固。
油加热 油加热是目前最常用的加热方式,其采用导热油 作为热媒体对轧辊进行加热。导热油加热后通过热轧 辊的芯轴的长孔输入热轧辊,热轧辊呈一定壁厚的钢 管状,管壁内设有热油导孔,并形成循环的热油回路。 导热油通过轧辊内部的热油回路传递热量,使轧辊升 温。导热油从轧辊流出后经过滤、加热后再输入轧辊。 导热油可由燃油或燃煤锅炉加热,也可直接采用 安装在热轧机边上的电加热油锅炉加热。
超声波粘合 超声波粘合是一种新型的热粘合工艺技术,其将 电能通过专用装置转换成高频机械振动,然后传送到 纤网上,导致纤网中高分子聚合物纤维相互摩擦及纤 维内部的分子运动加剧而产生热能,使纤维产生软化、 熔融,从而使纤网得到粘合加固。 超声波粘合工艺特别适合于蓬松、柔软的非织造 产品的后道复合加工,用于装饰、保暖材料等,可替 代绗缝工艺。
热轧粘合是一个非常复杂的工艺过程,在该工艺过 程中,发生了一系列的变化,包括纤网被压紧加热,纤 网产生形变,纤网中部分纤维产生熔融,熔融的高分子 聚合物的流动以及冷却成形等等。
1、纤网变形与热传递过程 热传递: 当纤网进入轧辊组成的热轧粘合区域时,由于轧辊 具有较高的温度,因此热量将从轧辊表面传向纤网表面, 并逐渐传递到纤网的内层。单靠热传递并不能向纤网内 层提供足够的温度。 形变热: 向纤网提供热量的另一个重要来源是形变热。轧辊 间的压力使处于轧辊钳口的高聚物产生宏观放热效应, 导致纤网温度进一步上升。据研究,在轧辊间线压力为 2.5~7×103N/cm下,纤网厚度将从300μm压缩到33μm, 纤网产生的形变热可使纤网内层的温度上升35~40℃。 但由于聚合物熔融要消耗部分热量,形变热实际上会使 纤网内层温度上升30~35℃。
三、热轧粘合设备 1、热轧机的基本要求 • 良好的导热油加热装置与油温控制装置 • 设计良好、加工精度高、材质好的热轧辊 • 热轧辊主轴承要耐高温 • 热轧机墙板要坚固,加压和调整轧辊要方便。
2、轧辊加热方式 热轧辊加热方式目前主要有: 电加热 油加热 电感应加热
电加热 电加热方式是最老式的加热方式,其利用电热管 或电热丝发热使轧辊受热,特点是结构简单,维修方 便,升温速度也比较快,但加热均匀性差,温度控制 精度较低,不适合宽幅热轧辊,所以已经逐渐退出实 际生产应用。
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