Sulatatud ekstrusiooniprotsess on üheastmeline protsess, mis kasutab kiiret õhuvoolu, et puhuda sulanud termoplastiline vaik ekstruuderist die konveierile või nn rulliekraanile. See protsess on eksisteerinud alates 1950. aastatest ja selle tähtsus on alates selle päritolust muutunud üha olulisemaks. Põhiprotsess on näidatud joonisel 1, kasutades sulatatud puhutud kangast ekstruuderit, mis on spetsiaalselt ette nähtud protsessi juhtimiseks ja juhtimiseks.
Protsessi põhikomponendid on vaigu söötmissüsteem, ekstruuderite montaaž, mõõtepump, sulatatud puhutud stantsikomplekt, kollektori ja tuuliku seade.
Vaigu tarnesüsteem
Sulatamise puhumisprotsessi tooraine on termoplastiline vaik osakeste kujul, mida hoitakse vaigukottides ja transporditakse gravitatsiooni abil ekstruuderi punkrisse. Sulatatud ekstrusiooniks on saadaval palju erinevaid polümeere. Nende polümeeride hulka kuuluvad:
Polüpropüleen [PP]
Polükarbonaat
Polübutüleen tereftalaat
Polüamiid [PA]
Termoplastilised polüuretaanid [TPU]
Elastne polüpropüleen [EPP]
Ekstruuderi kokkupanek
Ekstruuderi komplekt saab vaigu söödasüsteemist osakeste sööta. Archimedeani spiraaliga sarnane spiraalne spiraal läbib osakesi ekstruuderi komplekti küttesilindri kaudu, kus osakesed puutuvad kokku kütteseinaga ja sulavad. Spiraalses tiivikus on kolm ala - söödaala, üleminekuala ja mõõteala. Söödavöönd on tiiviku osa, kus materjal siseneb ekstruuderisse ja hakkab sulama. Üleminekuvööndit iseloomustab vähenenud sügavus ja seda kasutatakse polümeeri sööda homogeniseerimiseks ja tihendamiseks. Kui polümeer jõuab sulanud olekusse, saadetakse see mõõtepiirkonda, mis suurendab survet materjali ettevalmistamiseks sulanud puhutud stantsikomplekti kaudu tühjendamiseks. Tiiviku kruvi mõõteala väljundotsas on filtri ekraanirühm, mida kasutatakse filtrina mõõtepumbani jõudva mustuse või polümeeriploki tabamiseks.
Mõõtepump
Sulapolümeeri väljundtemperatuur on 250 °C – 300oC ja survestatud ning seejärel edastatakse mõõtepumbale. Mõõtepump on positiivne nihkepump, mille eesmärk on pakkuda vormikomplektile pidevat puhta polümeeri segu mahtu, võttes arvesse sulanud polümeeri temperatuuri, rõhu või viskoossuse muutusi. Pumbas on kaks pöördpöörlevat käiku, mis omavahel kokku puutuvad. Kui käigud pöörlevad, tõmbavad nad sulanud polümeeri pumba imemise või imemise poolelt ja toimetavad selle pumba tühjenduspoolele. Mõõtepumba väljund saadetakse seejärel stantsikomplekti.
Sulatatud puhutud hallituse komplekt
Stantsikomplektis on kolm põhikomponenti - sööda jaotus, die pea ja õhukollektor. Tavaliselt kasutatakse kahte tüüpi sööda jaotust; Need on T-tüüpi (saab kitseneda või mitteampida) ja riidepuu tüüp. Ühtlase polümeeri voolu tõttu on riidepuu jaotus tavalisem.
Die pea on võtmekomponent, mis määrab masina toodetud sulatatud materjali võrgusilma ühtsuse. Die pea on tihe tolerants lai, õõnes, kooniline metallist osa, mis sisaldab suurt hulka väikesi auke, mille kaudu sulanud polümeer moodustab sulatatud puhutud mittekootud.
Õhukollektor tagab ekstrudeeritud kiududele kiire kuumutatud õhu, mis on peast toodetud. Õhukompressor tagab suruõhuvoolu, mis kõigepealt juhib gaasi- või elektriahju läbi soojusvaheti, et tõsta õhutemperatuur 230 ° C -360 ° C-ni kiirusega 0,5 – 0,8 helikiirust (560–900 jalga / s).
Koguja
Seejärel juhib stantsipea augu kaudu pressitud sulanud polümeeri kiire kuuma õhu vool õhukollektorist ja moodustab mikrokiud, kui polümeeri õhuvoolus veelgi laiendatakse (vt joonis 2). Nende mikrokiudude läbimõõt on vahemikus 0,1 mikronit kuni 15 mikronit. (seevastu tselluloosi kiud on läbimõõduga umbes 50 mikronit ja inimese juuksed on läbimõõduga 120 mikronit.) Kui kiud ulatuvad, puhutakse need kokku poolsulatatud olekus ja kollektori ekraani suunas. Kuuma õhu vool põhjustab ka sekundaarse õhu imemist ümbritsevast välisõhust ning aitab jahutada ja tahkestada kollektorile moodustunud kogumismaterjali võrku, mis on konveieriga ühendatud pingestatud metallvõrk. Pärast kiudude ravimist pannakse need juhuslikult kollektorile, haavatakse ja seotakse üksteisega võrgu moodustamiseks. Muutes kollektori kiirust ja eralduskaugust die pea ja kollektori vahel, saab võrgusilma tiheduse muutust realiseerida, et kohaneda erinevate rakendustega. Vaakumpumpa kasutatakse tavaliselt kollektorpaneeli sees vaakumiks. See aitab eemaldada kuuma õhu voolu ja tõhustada kollektori võrguprotsessi.
Winder
Kollektori jahutuskangas keritakse tuulikus papist südamiku ümber. Paljude sulatatud puhutud mittekootude puhul on kiudude vahel piisav nakkuvus, nii et materjal sobib kasutamiseks ilma täiendava adhesioonita. Mõnes rakenduses võib materjali omaduste muutmiseks olla vajalik materjali edasine töötlemine. Kui on vaja täiendavat liimimist, on termiline sidumine tavaline tehnoloogia, mis võib suurendada materjali tugevust, kuid toob kaasa suurema jäikuse ja kangatunde kadumise.
Pärast mis tahes nõutavat liimimist viiakse lõpule mittekootud kanga sulatatud väljapressimise tootmisprotsess. Sõltuvalt materjali lõppkasutusest võib vajaduse korral kasutada täiendavaid järeltootmisprotsessisid, näiteks leegiaeglustite kemikaalide lisamist. Seejärel müüakse mittekootud kangas muundurile, kes kasutab mittekootud kangast toorainena allpool käsitletud filtritoodete, kohvifiltrite, isoleermaterjalide või meditsiiniliste ja kirurgiliste maskide valmistamiseks.
Protsessi muutuja
Muutes mõningaid töötingimusi ja protsessi sisendeid, saab sulatatud puhutud mittekootud omadusi teatud määral mõjutada ja kontrollida. Need tegurid on järgmised:
Kasutatava polümeeri tüüp ja selle materjali omadused, näiteks molekulmass
Ekstruuderi töötingimused, näiteks temperatuur
Stantsipea geomeetria, näiteks ava suurus ja avade arv
Kuuma õhuvoolu tingimused (temperatuur, kiirus)
Stantsipea ja kollektsionääri ekraani vaheline kaugus
Kollektsionääri kiirus