El proceso de extrusión por soplado en fusión es un proceso de un-paso, que utiliza un flujo de aire de alta-velocidad para soplar la resina termoplástica fundida desde la matriz del extrusor hasta el transportador o-la denominada pantalla de bobinado. Este proceso ha existido desde la década de 1950, y su significado se ha vuelto cada vez más significativo desde su origen. El proceso básico se muestra en la Figura 1, utilizando una extrusora de tela fundida por soplado especialmente diseñada para gestionar y controlar el proceso.
Los componentes básicos del proceso son el sistema de alimentación de resina, el ensamblaje de la extrusora, la bomba dosificadora, el ensamblaje de la matriz de soplado en fusión, la unidad colectora y bobinadora.
Sistema de suministro de resina
La materia prima del proceso de soplado en fusión es resina termoplástica en forma de partículas, que se almacena en bolsas de resina y se transporta a la tolva de la extrusora por gravedad. Hay muchos polímeros diferentes disponibles para la extrusión por soplado en fusión. Estos polímeros incluyen:
Polipropileno PP
policarbonato
tereftalato de polibutileno
Poliamida PA
Poliuretanos termoplásticos TPU
Polipropileno elástico EPP
Montaje del extrusor
El ensamblaje de la extrusora recibe alimentación de partículas del sistema de alimentación de resina. Un impulsor helicoidal similar a la espiral de Arquímedes pasa las partículas a través del cilindro de calentamiento del ensamblaje del extrusor, donde las partículas entran en contacto con la pared de calentamiento y se funden. Hay tres áreas en el impulsor helicoidal - área de alimentación, área de transición y área de medición. La zona de alimentación es la parte del impulsor donde el material ingresa a la extrusora y comienza a derretirse. La zona de transición se caracteriza por una profundidad reducida y se utiliza para homogeneizar y comprimir la alimentación de polímero. Una vez que el polímero alcanza el estado fundido, se envía al área de medición, lo que aumenta la presión para preparar el material para la descarga a través del conjunto de matriz de soplado en fusión. Hay un grupo de pantalla de filtro en el extremo de salida del área de medición del tornillo del impulsor, que se utiliza como filtro para interceptar cualquier suciedad o bloque de polímero que llegue a la bomba dosificadora.
Bomba de medición
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.
Ensamblaje de molde soplado por fusión
Hay tres componentes clave en el conjunto de matriz - distribución de alimentación, cabezal de matriz y colector de aire. Normalmente se utilizan dos tipos de distribución de alimentos; Estos son de tipo T-(pueden ser cónicos o no amortiguados) y de tipo colgador. Debido al flujo uniforme del polímero, la distribución de suspensión es más común.
El cabezal de troquel es el componente clave para determinar la uniformidad de la malla de material fundido por soplado producida por la máquina. El cabezal del troquel es una pieza de metal cónica, hueca, ancha y de tolerancia estricta, que contiene una gran cantidad de pequeños orificios a través de los cuales el polímero fundido formará telas no tejidas fundidas por soplado.
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).
coleccionista
Luego, el polímero fundido extruido a través del orificio del cabezal del troquel es impulsado por un flujo de aire caliente de alta{{0}}velocidad desde el colector de aire y forma microfibras cuando el polímero se extiende aún más en el flujo de aire (ver Fig. . 2). El diámetro de estas microfibras oscila entre 0,1 micras y 15 micras. (En contraste, las fibras de celulosa tienen un diámetro de aproximadamente 50 micrones y el cabello humano tiene un diámetro de 120 micrones). A medida que las fibras se extienden, se juntan en un estado semifundido y hacia la pantalla colectora. El flujo de aire caliente también provoca la succión de aire secundario del aire ambiente circundante y ayuda a enfriar y solidificar la red de material de recolección formada en el colector, que es una red metálica tensada conectada al transportador. Una vez curadas las fibras, se colocan al azar sobre el colector, se enrollan y se unen entre sí para formar una red. Al cambiar la velocidad del colector y la distancia de separación entre el cabezal del dado y el colector, se puede realizar el cambio de densidad de malla para adaptarse a diferentes aplicaciones. La bomba de vacío se suele utilizar para aspirar el interior del panel colector. Esto ayuda a eliminar el flujo de aire caliente y mejora el proceso de red en el colector.
Devanadera
El tejido refrigerante del colector se enrolla alrededor del núcleo de cartón en la unidad de bobinado. Para muchos tipos de telas no tejidas fundidas por soplado, hay suficiente adherencia entre las fibras, por lo que el material es adecuado para su uso sin adherencia adicional. En algunas aplicaciones, es posible que se requiera un procesamiento adicional del material para cambiar las propiedades del material. Cuando se requiere una unión adicional, la unión térmica es una tecnología común que puede aumentar la resistencia del material, pero conducirá a una mayor rigidez y pérdida de la sensación de la tela.
Después de cualquier unión requerida, se completa el proceso de producción de extrusión por soplado en fusión de tela no tejida-. Según el uso final del material, se pueden utilizar procesos de posproducción adicionales según sea necesario, como la adición de productos químicos retardantes de llama. El tejido no-tejido se vende luego al convertidor, que utiliza el tejido no-tejido como materia prima para fabricar productos filtrantes, filtros de café, materiales aislantes o máscaras médicas y quirúrgicas que se analizan a continuación.
Variable de proceso
Al cambiar algunas condiciones operativas y entradas del proceso, las características de las telas no tejidas fundidas por soplado pueden verse afectadas y controladas hasta cierto punto. Estos factores incluyen:
El tipo de polímero utilizado y sus propiedades materiales, como el peso molecular.
Condiciones de funcionamiento de la extrusora, como la temperatura.
La geometría del cabezal del dado, como el tamaño del orificio y la cantidad de orificios.
Condiciones de flujo de aire caliente (temperatura, velocidad)
Distancia entre el cabezal de troquel y la pantalla colectora
Velocidad del colector