El procés d'extrusió per bufat en fusió és un procés d'un-pas, que utilitza un flux d'aire d'alta-velocitat per bufar la resina termoplàstica fosa des de la matriu de l'extrusora fins a la cinta transportadora o l'anomenada-pantalla de bobinat. Aquest procés existeix des dels anys 50, i la seva transcendència ha adquirit cada cop més importància des del seu origen. El procés bàsic es mostra a la figura 1, utilitzant una extrusora de teixit bufat en fusió especialment dissenyada per gestionar i controlar el procés.
Els components bàsics del procés són el sistema d'alimentació de resina, el conjunt de l'extrusora, la bomba dosificadora, el conjunt de matriu bufat, el col·lector i la unitat de bobinador.
Sistema de subministrament de resina
La matèria primera del procés de bufat de fusió és la resina termoplàstica en forma de partícules, que s'emmagatzema en bosses de resina i es transporta a la tremuja de l'extrusora per gravetat. Hi ha molts polímers diferents disponibles per a l'extrusió per bufat en fosa. Aquests polímers inclouen:
Polipropilè PP
policarbonat
Tereftalat de polibutilè
Poliamida PA
Poliuretans termoplàstics TPU
Polipropilè elàstic EPP
Muntatge de l'extrusora
El conjunt de l'extrusora rep l'alimentació de partícules del sistema d'alimentació de resina. Un impulsor helicoïdal similar a l'espiral d'Arquimedia fa passar les partícules a través del cilindre d'escalfament del conjunt de l'extrusora, on les partícules contacten amb la paret de calefacció i es fonen. Hi ha tres àrees a l'àrea d'alimentació de l'impulsor helicoïdal -, l'àrea de transició i l'àrea de mesura. La zona d'alimentació és la part de l'impulsor on el material entra a l'extrusora i comença a fondre's. La zona de transició es caracteritza per una profunditat reduïda i s'utilitza per homogeneïtzar i comprimir l'alimentació del polímer. Una vegada que el polímer arriba a l'estat fos, s'envia a l'àrea de mesura, la qual cosa augmenta la pressió per preparar el material per a la seva descàrrega a través del conjunt de matriu bufat en fusió. Hi ha un grup de pantalla de filtre a l'extrem de sortida de l'àrea de mesura del cargol de l'impulsor, que s'utilitza com a filtre per interceptar qualsevol brutícia o bloc de polímer que arribi a la bomba dosificadora.
Bomba dosificadora
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.
Muntatge de motlle bufat en fusió
Hi ha tres components clau a la distribució d'alimentació del conjunt de matriu -, el capçal de la matriu i el col·lector d'aire. Normalment s'utilitzen dos tipus de distribució de pinsos; Aquests són de tipus T-(pot ser cònic o sense amortir) i de tipus penjador. A causa del flux uniforme del polímer, la distribució del penjador és més freqüent.
El capçal de la matriu és el component clau per determinar la uniformitat de la malla de material bufat en fusió produïda per la màquina. El capçal de la matriu és una peça metàl·lica cònica, buida i àmplia de tolerància, que conté un gran nombre de petits forats a través dels quals el polímer fos formarà teixits no teixits bufats en fusió.
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).
col·leccionista
Aleshores, el polímer fos extruït a través del forat del capçal de la matriu és impulsat per un flux d'aire calent d'alta velocitat del col·lector d'aire i forma microfibres quan el polímer s'estén més en el flux d'aire (vegeu la fig. . 2). El diàmetre d'aquestes microfibres oscil·la entre 0,1 micres i 15 micres. (en canvi, les fibres de cel·lulosa tenen unes 50 micres de diàmetre i el cabell humà de 120 micres de diàmetre.) A mesura que les fibres s'estenen, es bufen juntes en estat semi fos i cap a la pantalla del col·lector. El flux d'aire calent també provoca la succió d'aire secundari de l'aire ambient circumdant i ajuda a refredar i solidificar la xarxa de material de recollida formada al col·lector, que és una xarxa metàl·lica tensa connectada al transportador. Després de curar les fibres, es col·loquen aleatòriament al col·lector, s'enrotllen i s'uneixen entre elles per formar una xarxa. En canviar la velocitat del col·lector i la distància de separació entre el capçal de la matriu i el col·lector, es pot realitzar el canvi de densitat de malla per adaptar-se a diferents aplicacions. La bomba de buit s'utilitza normalment per aspirar dins del panell del col·lector. Això ajuda a eliminar el flux d'aire calent i millorar el procés de xarxa al col·lector.
Winder
El teixit de refrigeració del col·lector s'enrotlla al voltant del nucli de cartró a la unitat de bobinador. Per a molts tipus de teixits no teixits bufats en fosa, hi ha suficient adherència entre fibres, de manera que el material és adequat per al seu ús sense adhesió addicional. En algunes aplicacions, pot ser necessari un processament posterior del material per canviar les propietats del material. Quan es requereix una unió addicional, la unió tèrmica és una tecnologia habitual, que pot augmentar la resistència del material, però augmentarà la rigidesa i la pèrdua de sensació del teixit.
Després de qualsevol unió requerida, s'ha completat el procés de producció d'extrusió per bufat en fosa de teixit no-teixit. Depenent de l'ús final del material, es poden utilitzar processos de postproducció addicionals segons sigui necessari, com ara l'addició de productes químics retardants de flama. A continuació, el teixit no-teixit es ven al convertidor, que utilitza el teixit no-com a matèria primera per fabricar productes de filtre, filtres de cafè, materials aïllants o màscares mèdiques i quirúrgiques que es descriuen a continuació.
Variable de procés
En canviar algunes condicions de funcionament i entrades del procés, les característiques dels teixits no teixits bufats en fusió es poden veure afectades i controlades fins a cert punt. Aquests factors inclouen:
El tipus de polímer utilitzat i les seves propietats materials, com ara el pes molecular
Condicions de funcionament de l'extrusora, com ara la temperatura
La geometria del capçal de la matriu, com ara la mida de l'orifici i el nombre d'orificis
Condicions de flux d'aire calent (temperatura, velocitat)
Distància entre el capçal de la matriu i la pantalla del col·lector
Velocitat del col·lector