Sulapuhallettu suulakepuristusprosessi on yksi-vaiheinen prosessi, jossa käytetään nopeaa-ilmavirtausta sulan kestomuovihartsin puhaltamiseen suulakepuristimesta kuljettimelle tai niin kutsutulle kelausseulalle. Tämä prosessi on ollut olemassa 1950-luvulta lähtien, ja sen merkitys on kasvanut yhä merkittävämmäksi sen synnystä lähtien. Perusprosessi on esitetty kuvassa 1, jossa käytetään sulapuhallettua kangasekstruuderia, joka on erityisesti suunniteltu prosessin hallintaan ja ohjaukseen.
Prosessin peruskomponentit ovat hartsin syöttöjärjestelmä, ekstruuderikokoonpano, annostelupumppu, sulapuhallettu muottikokoonpano, keräin ja kelausyksikkö.
Hartsin syöttöjärjestelmä
Sulapuhallusprosessin raaka-aineena on hiukkasten muodossa oleva termoplastinen hartsi, joka varastoidaan hartsipusseihin ja kuljetetaan painovoiman vaikutuksesta ekstruuderin suppiloon. Sulapuhallusekstruusiota varten on saatavilla monia erilaisia polymeerejä. Näitä polymeerejä ovat:
Polypropeeni PP
polykarbonaatti
Polybuteenitereftalaatti
Polyamidi PA
Termoplastinen polyuretaani TPU
Elastinen polypropeeni EPP
Ekstruuderin kokoonpano
Ekstruuderiyksikkö vastaanottaa hiukkassyöttöä hartsin syöttöjärjestelmästä. Arkhimedeen spiraalin kaltainen kierteinen juoksupyörä kuljettaa hiukkaset suulakepuristimen lämmityssylinterin läpi, jossa hiukkaset koskettavat lämpöseinää ja sulavat. Kierteisen juoksupyörän - syöttöalueella, siirtymäalueella ja mittausalueella on kolme aluetta. Syöttöalue on juoksupyörän se osa, jossa materiaali tulee suulakepuristimeen ja alkaa sulaa. Siirtymävyöhykkeelle on tunnusomaista pienempi syvyys, ja sitä käytetään homogenisoimaan ja puristamaan polymeerisyöttö. Kun polymeeri saavuttaa sulan tilan, se lähetetään annostelualueelle, mikä lisää painetta materiaalin valmistelemiseksi purkamista varten sulapuhalletun muottikokoonpanon läpi. Juoksupyörän ruuvin annostelualueen lähtöpäässä on suodatinseularyhmä, jota käytetään suodattimena annostelupumppuun pääsevän lian tai polymeerilohkon sieppaamiseen.
Annostelupumppu
The output temperature of the molten polymer is 250oC – 300oC and pressurized, and then transmitted to the metering pump. The metering pump is a positive displacement pump designed to deliver a constant volume of clean polymer mixture to the mold assembly, taking into account the process changes in temperature, pressure or viscosity of the molten polymer. There are two counter rotating gears meshing with each other in the pump. When the gears rotate, they draw molten polymer from the suction side or suction side of the pump and deliver it to the discharge side of the pump. The output of the metering pump is then sent to the die assembly.
Sulapuhallettu muottikokoonpano
Suulakekokoonpanossa - syöttöjako, suutinpää ja ilmanjakotukki on kolme avainkomponenttia. Yleensä käytetään kahta rehunjakelutyyppiä; Nämä ovat T--tyyppiä (voi olla kapeneva tai vaimentamaton) ja ripustintyyppi. Tasaisen polymeerivirtauksen ansiosta ripustinjakauma on yleisempi.
Suulakepää on avainkomponentti, joka määrittää koneen tuottaman sulapuhalletun materiaaliverkon tasaisuuden. Suulakepää on tiukan toleranssin leveä, ontto, kartiomainen metalliosa, joka sisältää suuren määrän pieniä reikiä, joiden läpi sula polymeeri muodostaa sulapuhallettuja kuitukankaita.
The air manifold provides high{{0}}speed heated air to the extruded fibers, which are output from the head. The air compressor provides compressed air flow, which first drives the gas or electric furnace through the heat exchanger to raise the air temperature to 230 degree C – 360 degree C at a speed of 0.5 – 0.8 sonic speed (560 – 900 ft / s).
keräilijä
Sitten suulakepään reiän läpi pursotettua sulaa polymeeriä ohjaa nopea {{0}}nopea kuuma ilmavirta ilmanjakoputkesta ja muodostaa mikrokuituja, kun polymeeri leviää edelleen ilmavirrassa (katso kuva . 2). Näiden mikrokuitujen halkaisija vaihtelee 0,1 mikronista 15 mikroniin. (Selluloosakuidut ovat sitä vastoin halkaisijaltaan noin 50 mikronia ja ihmisen hiusten halkaisija on 120 mikronia.) Kun kuidut ulottuvat, ne puhalletaan yhteen puolisulassa tilassa ja kohti keräinseulaa. Kuuma ilmavirta aiheuttaa myös toisioilman imua ympäröivästä ilmasta ja auttaa jäähdyttämään ja jähmettymään keräilijälle muodostuvaa keräysmateriaaliverkkoa, joka on kuljettimeen yhdistetty jännitetty metalliverkko. Kun kuidut on kovettunut, ne asetetaan satunnaisesti kerääjälle, kiedotaan ja liimataan toisiinsa verkon muodostamiseksi. Muuttamalla keräimen nopeutta sekä suuttimen pään ja keräimen välistä erotusetäisyyttä voidaan toteuttaa verkon tiheyden muutos sopeutumaan erilaisiin sovelluksiin. Tyhjiöpumppua käytetään yleensä imuroimaan keräinpaneelin sisällä. Tämä auttaa poistamaan kuuman ilman virtauksen ja tehostamaan keräimen verkottumista.
Winder
Kerääjän jäähdytyskangas kierretään kelausyksikön pahviytimen ympärille. Monen tyyppisissä sulapuhalletuissa kuitukankaissa kuitujen välinen tarttuvuus on riittävä, joten materiaali soveltuu käytettäväksi ilman lisäkiinnitystä. Joissakin sovelluksissa materiaalin lisäkäsittely voi olla tarpeen materiaalin ominaisuuksien muuttamiseksi. Kun tarvitaan lisäsidontaa, lämpösidonta on yleinen tekniikka, joka voi lisätä materiaalin lujuutta, mutta johtaa lisääntyneeseen jäykkyyteen ja kankaan tuntuman menettämiseen.
Tarvittavan liimauksen jälkeen kuitukankaan sulapuhallusekstruusioprosessi on valmis. Materiaalin loppukäytöstä riippuen voidaan tarvittaessa käyttää lisätuotannon jälkiprosesseja, kuten palonestokemikaalien lisäämistä. Kuitukangas myydään sitten jalostajalle, joka käyttää kuitukangasta raaka-aineena suodatintuotteiden, kahvinsuodattimien, eristysmateriaalien tai lääketieteellisten ja kirurgisten maskien valmistukseen.
Prosessin muuttuja
Muutamalla joitakin käyttöolosuhteita ja prosessipanoksia voidaan sulapuhallettujen kuitukankaiden ominaisuuksiin vaikuttaa ja niitä voidaan kontrolloida jossain määrin. Näitä tekijöitä ovat:
Käytetyn polymeerin tyyppi ja sen materiaaliominaisuudet, kuten molekyylipaino
Ekstruuderin käyttöolosuhteet, kuten lämpötila
Suulakkeen pään geometria, kuten aukon koko ja aukkojen lukumäärä
Kuuman ilman virtausolosuhteet (lämpötila, nopeus)
Etäisyys suutinpään ja keruulevyn välillä
Keräimen nopeus