Proses ekstrusi tiup leleh adalah proses satu-langkah, yang menggunakan aliran udara-kecepatan tinggi untuk meniup resin termoplastik cair dari cetakan ekstruder ke konveyor atau yang-disebut layar melingkar. Proses ini telah ada sejak 1950-an, dan signifikansinya menjadi semakin signifikan sejak asalnya. Proses dasarnya ditunjukkan pada Gambar 1, menggunakan ekstruder kain tiup leleh yang dirancang khusus untuk mengelola dan mengontrol proses.
Komponen dasar dari proses ini adalah sistem pengumpanan resin, rakitan ekstruder, pompa metering, rakitan lelehan tiup, unit pengumpul dan penggulung.
Sistem pasokan resin
Bahan baku proses melt blowing adalah resin termoplastik berbentuk partikel, yang disimpan dalam kantong resin dan diangkut ke hopper ekstruder secara gravitasi. Ada banyak polimer berbeda yang tersedia untuk ekstrusi tiup leleh. Polimer tersebut antara lain:
PP polipropilen
polikarbonat
Polibutilena tereftalat
Poliamida PA
TPU poliuretan termoplastik
EPP polipropilen elastis
Perakitan ekstruder
Rakitan ekstruder menerima umpan partikel dari sistem umpan resin. Sebuah impeller heliks mirip dengan spiral Archimedean melewati partikel melalui silinder pemanas dari rakitan ekstruder, di mana partikel menghubungi dinding pemanas dan meleleh. Ada tiga area di area umpan - impeller heliks, area transisi, dan area pengukuran. Feed zone adalah bagian dari impeller dimana material masuk ke extruder dan mulai meleleh. Zona transisi dicirikan oleh pengurangan kedalaman dan digunakan untuk menghomogenkan dan memampatkan umpan polimer. Setelah polimer mencapai keadaan cair, ia dikirim ke area pengukuran, yang meningkatkan tekanan untuk menyiapkan bahan untuk dibuang melalui rakitan die yang ditiup lelehan. Ada kelompok layar filter di ujung keluaran area pengukuran sekrup impeller, yang digunakan sebagai filter untuk mencegat kotoran atau blok polimer yang mencapai pompa pengukuran.
Pompa pengukur
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.
Lelehkan rakitan cetakan yang ditiup
Ada tiga komponen utama dalam distribusi feed - rakitan die, die head dan manifold udara. Dua jenis distribusi pakan biasanya digunakan; Ini adalah tipe T-(dapat diruncingkan atau tidak diredam) dan tipe gantungan. Karena aliran polimer yang seragam, distribusi gantungan lebih umum.
Kepala die adalah komponen kunci untuk menentukan keseragaman mesh material yang meleleh yang dihasilkan oleh mesin. Kepala die adalah bagian logam yang lebar, berongga, berbentuk kerucut dengan toleransi ketat, yang berisi sejumlah besar lubang kecil di mana polimer cair akan membentuk bukan tenunan yang meleleh.
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).
pengumpul
Kemudian, polimer cair yang diekstrusi melalui lubang kepala die didorong oleh aliran udara panas berkecepatan tinggi {{0}}dari manifold udara dan membentuk serat mikro ketika polimer diperpanjang lebih lanjut dalam aliran udara (lihat Gambar .2). Diameter serat mikro ini berkisar dari 0,1 mikron hingga 15 mikron. (Sebaliknya, serat selulosa berdiameter sekitar 50 mikron dan rambut manusia berdiameter 120 mikron.) Saat serat memanjang, serat ditiup bersama dalam keadaan semi cair dan menuju layar pengumpul. Aliran udara panas juga menyebabkan pengisapan udara sekunder dari udara sekitar dan membantu mendinginkan dan memadatkan jaring bahan pengumpul yang terbentuk pada kolektor, yang merupakan jaring logam yang dikencangkan yang terhubung ke konveyor. Setelah serat disembuhkan, mereka secara acak diletakkan di atas pengumpul, dililit dan diikat satu sama lain untuk membentuk jaring. Dengan mengubah kecepatan kolektor dan jarak pemisahan antara kepala die dan kolektor, perubahan kepadatan mesh dapat direalisasikan untuk beradaptasi dengan aplikasi yang berbeda. Pompa vakum biasanya digunakan untuk menyedot debu di dalam panel kolektor. Ini membantu menghilangkan aliran udara panas dan meningkatkan proses jaring pada kolektor.
penggulung
Kain pendingin dari kolektor dililitkan di sekitar inti karton di unit penggulung. Untuk banyak jenis bukan tenunan tiup leleh, ada cukup daya rekat antar serat, sehingga bahannya cocok untuk digunakan tanpa daya rekat tambahan. Dalam beberapa aplikasi, pemrosesan material lebih lanjut mungkin diperlukan untuk mengubah sifat material. Ketika ikatan tambahan diperlukan, ikatan termal adalah teknologi umum, yang dapat meningkatkan kekuatan material, tetapi akan menyebabkan peningkatan kekakuan dan hilangnya rasa kain.
Setelah ikatan yang diperlukan, proses produksi ekstrusi tiup leleh dari kain non-anyaman selesai. Tergantung pada penggunaan akhir bahan, proses pasca produksi tambahan dapat digunakan sesuai kebutuhan, seperti penambahan bahan kimia tahan api. Kain bukan-anyaman kemudian dijual ke konverter, yang menggunakan kain bukan-anyaman sebagai bahan baku untuk memproduksi produk penyaring, penyaring kopi, bahan isolasi atau masker medis dan bedah yang dibahas di bawah ini.
Variabel proses
Dengan mengubah beberapa kondisi operasi dan input proses, karakteristik bukan tenunan yang meleleh dapat dipengaruhi dan dikendalikan sampai batas tertentu. Faktor-faktor ini meliputi:
Jenis polimer yang digunakan dan sifat materialnya, seperti berat molekul
Kondisi pengoperasian extruder, seperti suhu
Geometri kepala cetakan, seperti ukuran lubang dan jumlah lubang
Kondisi aliran udara panas (suhu, kecepatan)
Jarak antara kepala mati dan layar kolektor
Kecepatan kolektor