欧瑞康的无纺布熔喷技术是从塑料纤维生产出高效滤料的方法之一。
欧瑞康的无纺布熔喷技术是从塑料纤维生产出高效滤料的方法之一。
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新冠疫情引发了对口罩的巨大需求,并推动了对熔喷无纺布生产设备的投资。德国VDMA纺织机械协会最近举行了一场网络研讨会,几家成员公司介绍了该领域的一些先进生产和质量控制技术。

具高度一致性、适用于多种材料的生产线

欧瑞康(Oerlikon)的无纺布熔喷技术可应用于高效生产口罩用无纺布,在全球已安装了70多条独立生产线。

该公司的熔喷无纺布生产线注重一致性,特别是在流体和空气管理方面,并且适用于加工多种聚合物材料,包括PP、PET、PE、PA、PLA、PPS等。

生产线的一步法工艺有助于进行在线生产,生产商不再需要贮存半成品,并可全面掌控整个价值链。此外,其具有较低的运营支出,因为所需操作人员少,产能高但能耗低,而且废品率低。

全自动的生产线采用高端的纺纱设计,将纺纱冷却区域周围的空气温度控制在7-40 °C,而压力则控制在5-20 mbar。PP纺纱产量可达到200 kg/h/m,PET/PBT纺纱产量则可达到70 kg/h/m,而典型工作速度约为100 m/min,生产速度最高可达200 m/min。

欧瑞康的熔喷无纺布生产线还配有通过了CE和UL认证的集成ecuTEC装置,用于在线大功率电晕充电。这样可以达到较高的充电密度(最高6 mA/m),并可以施加到待充电熔喷网的一侧或两侧。

生产线所生产的产品性能好、基重低,可以满足市场上较高的要求。据了解,设备投资的回收期约为 3-4年。

基重和透气率是质量控制的关键参数

在线质量控制系统领先供应商玛诺(Mahlo)表示,口罩的两个关键质量控制参数是基重和透气率。基重可确保口罩达到适当的防护等级,而透气率则确保口罩佩戴的舒适性,即不会阻碍呼吸。

该公司的Qualiscan QMS-12扫描仪可通过β射线透射或X射线测量基重。对于β射线传感器,熔喷网的质量会衰减辐射,由减少的辐射便可计算基重,而采用这种系统的缺点是必须满足辐射安全性要求。

至于X射线传感器,如果系统在5 kV以下运行,就不需要许可证和辐射安全保证。但是,由于需要长时间的空冷或水冷,所以成本会增加。

Qualiscan QMS-12扫描仪上的Airporo APM传感器,是通过使用尺寸精确的孔口从网面上吸气来测量各种透气率,并通过控制变速真空泵的压差传感器来保持200 Pa的测试压力。

由于基重达到极低的公差就可以节省大量材料,所以Qualiscan QMS-12扫描仪的设备投资回收期不到一年。

传统方法以外的替代工艺

总部位于柏林的Nanoval成立于1987年,公司开发了Nanoval工艺以替代传统熔喷技术。

Nanoval工艺使用Laval喷嘴将1000多种合金雾化成微细的金属粉,其可应用于制造从3 µm到亚微米级的连续长丝。此外,通过喷嘴几何形状的特定变化,在类似无纺布中可以实现1-30 µm的长丝分布。

该公司已经向中国出售了第一条1,600 mm的Spinbeam生产线,其专为生产细菌过滤料而设计。但是,由于新冠疫情影响,生产线的组装及调试暂时被搁置。

至目前为止,Nanoval工艺尚未在市场中广泛应用,公司表示将会逐步提高其市场份额。