در فرآیند تولید پارچه نبافته اسپان باند، عوامل مختلفی ممکن است بر خواص فیزیکی محصول تأثیر بگذارند. تجزیه و تحلیل رابطه بین این عوامل و عملکرد محصول میتواند به کنترل صحیح شرایط فرآیند و دستیابی به محصولات پارچه نبافته اسپان باند پلی پروپیلن با کیفیت بالا و کاربرد گسترده کمک کند. در اینجا، ما به طور خلاصه عوامل اصلی مؤثر بر خواص فیزیکی پارچههای نبافته اسپان باند را تجزیه و تحلیل کرده و آنها را با همه به اشتراک خواهیم گذاشت.
شاخص ذوب و توزیع وزن مولکولی برشهای پلیپروپیلن
شاخصهای اصلی کیفیت برشهای پلیپروپیلن عبارتند از وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی، ایزوتروپی، شاخص ذوب و میزان خاکستر. وزن مولکولی تراشههای PP مورد استفاده برای ریسندگی بین ۱۰۰۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰۰ است، اما تجربه نشان داده است که خواص رئولوژیکی مذاب زمانی در بهترین حالت خود قرار دارد که وزن مولکولی پلیپروپیلن حدود ۱۲۰۰۰۰ باشد و حداکثر سرعت چرخش مجاز نیز بالا باشد. شاخص ذوب پارامتری است که خواص رئولوژیکی مذاب را منعکس میکند و شاخص ذوب برشهای پلیپروپیلن مورد استفاده در اسپانباند معمولاً بین ۱۰ تا ۵۰ است. در فرآیند ریسندگی به صورت تار عنکبوتی، فیلامنت فقط یک جریان هوا دریافت میکند و نسبت کشش فیلامنت توسط خواص رئولوژیکی مذاب محدود میشود. هرچه وزن مولکولی بزرگتر باشد، یعنی شاخص ذوب کوچکتر باشد، جریانپذیری بدتر میشود و نسبت کشش بدست آمده توسط فیلامنت کوچکتر میشود. تحت شرایط یکسان خروج مذاب از نازل، اندازه الیاف رشته بدست آمده نیز بزرگتر است و در نتیجه، پارچههای نبافته اسپان باند، حس زیر دست سختتری دارند. اگر شاخص مذاب بالا باشد، ویسکوزیته مذاب کاهش مییابد، خواص رئولوژیکی خوب است، مقاومت در برابر کشش کاهش مییابد و در شرایط کشش یکسان، نسبت کشش افزایش مییابد. با افزایش درجه جهتگیری ماکرومولکولها، استحکام شکست پارچه نبافته اسپان باند نیز افزایش مییابد و ظرافت رشتهها کاهش مییابد و در نتیجه، حس زیر دست پارچه نرم میشود. تحت همین فرآیند، هرچه شاخص مذاب پلیپروپیلن بالاتر باشد، ظرافت آن کمتر و استحکام شکست آن بیشتر است.
توزیع وزن مولکولی اغلب با نسبت وزن مولکولی متوسط وزنی (Mw) به وزن مولکولی متوسط عددی (Mn) پلیمر (Mw/Mn) اندازهگیری میشود که به عنوان مقدار توزیع وزن مولکولی شناخته میشود. هرچه مقدار توزیع وزن مولکولی کوچکتر باشد، خواص رئولوژیکی مذاب پایدارتر و فرآیند ریسندگی پایدارتر است که منجر به بهبود سرعت ریسندگی میشود. همچنین الاستیسیته مذاب و ویسکوزیته کششی کمتری دارد که میتواند تنش ریسندگی را کاهش دهد، کشش و ظریفتر شدن PP را آسانتر کند و الیاف ظریفتری به دست آید. علاوه بر این، یکنواختی شبکه خوب است و حس زیر و یکنواختی خوبی دارد.
دمای ریسندگی
تنظیم دمای ریسندگی به شاخص ذوب مواد اولیه و الزامات خواص فیزیکی محصول بستگی دارد. هرچه شاخص ذوب مواد اولیه بالاتر باشد، دمای ریسندگی بالاتر است و برعکس. دمای ریسندگی مستقیماً با ویسکوزیته مذاب مرتبط است و دما پایین است. ویسکوزیته مذاب بالا است و ریسندگی را دشوار و مستعد تولید الیاف شکسته، سفت یا درشت میکند که بر کیفیت محصول تأثیر میگذارد. بنابراین، به منظور کاهش ویسکوزیته مذاب و بهبود خواص رئولوژیکی آن، معمولاً از روش افزایش دما استفاده میشود. دمای ریسندگی تأثیر قابل توجهی بر ساختار و خواص الیاف دارد. هرچه دمای ریسندگی پایینتر باشد، ویسکوزیته کششی مذاب بالاتر، مقاومت کششی بیشتر و کشش فیلامنت دشوارتر است. برای به دست آوردن الیافی با ظرافت یکسان، سرعت جریان هوای کششی باید در دماهای پایین نسبتاً بالا باشد. بنابراین، در شرایط فرآیند یکسان، وقتی دمای ریسندگی پایین است، کشش الیاف دشوار است. این الیاف دارای ظرافت بالا و جهتگیری مولکولی پایینی هستند که در پارچههای نبافته اسپانباند با استحکام پارگی پایین، ازدیاد طول در هنگام پارگی بالا و حس زیردست سخت، آشکار میشود. وقتی دمای ریسندگی بالا باشد، کشش الیاف بهتر، ظرافت الیاف کمتر و جهتگیری مولکولی بالاتر است. این امر در استحکام پارگی بالا، ازدیاد طول در هنگام پارگی کم و حس زیردست نرم پارچههای نبافته اسپانباند منعکس میشود. با این حال، شایان ذکر است که در شرایط خاص خنککننده، اگر دمای ریسندگی خیلی بالا باشد، رشته حاصل در مدت زمان کوتاهی به اندازه کافی خنک نمیشود و برخی از الیاف ممکن است در طول فرآیند کشش بشکنند که ممکن است باعث ایجاد نقص شود. در تولید واقعی، دمای ریسندگی باید بین 220 تا 230 درجه سانتیگراد انتخاب شود.
شرایط شکلدهی خنککننده
سرعت خنک شدن فیلامنت تأثیر قابل توجهی بر خواص فیزیکی پارچه نبافته اسپان باند در طول فرآیند شکلدهی دارد. اگر پلیپروپیلن مذاب پس از خروج از اسپینرت به سرعت و یکنواخت خنک شود، سرعت تبلور آن کند و میزان تبلور کم است. ساختار الیاف حاصل، یک ساختار کریستال مایع دیسکی شکل ناپایدار است که ممکن است در طول کشش به نسبت کشش بیشتری برسد. جهتگیری زنجیرههای مولکولی بهتر است که میتواند تبلور را بیشتر افزایش دهد، استحکام الیاف را بهبود بخشد و ازدیاد طول آن را کاهش دهد. این امر در پارچههای نبافته اسپان باند با استحکام شکست بالاتر و ازدیاد طول کمتر آشکار میشود. اگر به آرامی خنک شود، الیاف حاصل دارای ساختار کریستالی مونوکلینیک پایدار هستند که برای کشش الیاف مناسب نیست. این امر در پارچههای نبافته اسپان باند با استحکام شکست کمتر و ازدیاد طول بیشتر آشکار میشود. بنابراین، در فرآیند قالبگیری، معمولاً از افزایش حجم هوای خنککننده و کاهش دمای محفظه ریسندگی برای بهبود استحکام شکست و کاهش ازدیاد طول پارچههای نبافته اسپان باند استفاده میشود. علاوه بر این، فاصله خنک شدن فیلامنت ارتباط نزدیکی با عملکرد آن دارد. در تولید پارچههای نبافته اسپان باند، فاصله خنک شدن معمولاً بین ۵۰ تا ۶۰ سانتیمتر انتخاب میشود.
شرایط ترسیم
جهتگیری زنجیرههای مولکولی در رشتههای ابریشم عامل مهمی است که بر استحکام کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست رشتههای منفرد تأثیر میگذارد. هرچه درجه جهتگیری بیشتر باشد، رشته منفرد قویتر و ازدیاد طول در نقطه شکست کمتر است. درجه جهتگیری را میتوان با ضریب شکست مضاعف رشته نشان داد و هرچه مقدار آن بیشتر باشد، درجه جهتگیری بالاتر است. الیاف اولیهای که هنگام خروج مذاب پلیپروپیلن از ریسنده تشکیل میشوند، بلورینگی و جهتگیری نسبتاً کمی دارند، شکنندگی الیاف بالا، شکستگی آسان و ازدیاد طول در نقطه شکست قابل توجهی دارند. برای تغییر خواص الیاف، قبل از تشکیل تار، باید آنها را تا درجات مختلفی که لازم است کشیده شوند. درتولید اسپان بانداستحکام کششی الیاف عمدتاً به اندازه حجم هوای خنککننده و حجم هوای مکش بستگی دارد. هرچه حجم هوای خنککننده و مکش بیشتر باشد، سرعت کشش بیشتر میشود و الیاف کاملاً کشیده میشوند. جهتگیری مولکولی افزایش مییابد، ظرافت ظریفتر میشود، استحکام افزایش مییابد و ازدیاد طول در نقطه شکست کاهش مییابد. در سرعت چرخش ۴۰۰۰ متر بر دقیقه، رشته پلیپروپیلن به مقدار اشباع دوشکستی خود میرسد، اما در فرآیند کشش جریان هوا برای تبدیل شدن به یک تار، سرعت واقعی رشته عموماً به سختی از ۳۰۰۰ متر بر دقیقه فراتر میرود. بنابراین، در شرایطی که تقاضای زیادی وجود دارد، سرعت کشش را میتوان به طور قابل توجهی افزایش داد. با این حال، در شرایط حجم هوای خنککننده ثابت، اگر حجم هوای مکش خیلی زیاد باشد و خنک شدن رشته کافی نباشد، الیاف مستعد شکستگی در محل اکستروژن قالب هستند و باعث آسیب به سر تزریق میشوند و بر تولید و کیفیت محصول تأثیر میگذارند. بنابراین، باید تنظیمات مناسبی در تولید واقعی انجام شود.
خواص فیزیکی پارچههای نبافته اسپان باند نه تنها به خواص الیاف، بلکه به ساختار شبکه الیاف نیز مربوط میشود. هرچه الیاف ظریفتر باشند، میزان بینظمی در چیدمان الیاف هنگام چیدن تور بیشتر است، تور یکنواختتر است، تعداد الیاف در واحد سطح بیشتر است، نسبت استحکام طولی و عرضی تور کمتر است و استحکام پارگی بیشتر است. بنابراین میتوان با افزایش حجم هوای مکش، یکنواختی محصولات پارچه نبافته اسپان باند را بهبود بخشید و استحکام پارگی آنها را افزایش داد. با این حال، اگر حجم هوای مکش خیلی زیاد باشد، به راحتی باعث پارگی سیم میشود و کشش بیش از حد قوی است. جهتگیری پلیمر تمایل به کامل شدن دارد و بلورینگی پلیمر خیلی زیاد است که باعث کاهش استحکام ضربه و ازدیاد طول در هنگام پارگی، افزایش شکنندگی و در نتیجه منجر به کاهش استحکام و ازدیاد طول پارچه نبافته میشود. بر این اساس، میتوان مشاهده کرد که استحکام و ازدیاد طول پارچههای نبافته اسپان باند با افزایش حجم هوای مکش به طور منظم افزایش و کاهش مییابد. در تولید واقعی، برای دستیابی به محصولات با کیفیت بالا، لازم است فرآیند به طور مناسب با توجه به نیازها و شرایط واقعی تنظیم شود.
دمای نورد گرم
تار فیبری که از کشش الیاف تشکیل میشود، حالت شل دارد و برای تبدیل شدن به پارچه باید نورد گرم شده و به هم متصل شود. اتصال نورد گرم فرآیندی است که در آن الیاف موجود در تار فیبر توسط غلتکهای نورد گرم با فشار و دمای مشخص تا حدی نرم و ذوب میشوند و الیاف به هم متصل میشوند تا پارچه تشکیل شود. نکته کلیدی، کنترل خوب دما و فشار است. عملکرد گرمایش، نرم کردن و ذوب کردن الیاف است. نسبت الیاف نرم شده و ذوب شده، خواص فیزیکی پارچه را تعیین میکند.پارچههای نبافته اسپان بانددر دماهای بسیار پایین، تنها بخش کوچکی از الیاف با وزن مولکولی کمتر نرم و ذوب میشوند و الیاف بسیار کمی تحت فشار به هم متصل میشوند. الیاف موجود در شبکه الیاف مستعد لغزش هستند و پارچههای نبافته استحکام پارگی کمتری دارند اما ازدیاد طول بیشتری دارند. محصول نرم به نظر میرسد اما مستعد پرز دادن است. با افزایش تدریجی دمای نورد گرم، مقدار الیاف نرم و ذوب شده افزایش مییابد، پیوند شبکه الیاف محکمتر میشود، الیاف کمتر احتمال لغزش دارند، استحکام شکست پارچه نبافته افزایش مییابد و ازدیاد طول هنوز نسبتاً زیاد است. علاوه بر این، به دلیل میل ترکیبی قوی بین الیاف، ازدیاد طول کمی افزایش مییابد. هنگامی که دما به طور قابل توجهی افزایش مییابد، بیشتر الیاف در نقطه فشار ذوب میشوند و الیاف به تودههای ذوب تبدیل میشوند و شروع به شکننده شدن میکنند. در این زمان، استحکام پارچه نبافته شروع به کاهش میکند و ازدیاد طول نیز به طور قابل توجهی کاهش مییابد. حس دست بسیار سخت و شکننده است و استحکام پارگی نیز کم است. علاوه بر این، محصولات مختلف وزن و ضخامت متفاوتی دارند و تنظیم دمای نورد گرم نیز متفاوت است. برای محصولات نازک، الیاف کمتری در نقطه نورد گرم وجود دارد و گرمای کمتری برای نرم شدن و ذوب شدن لازم است، بنابراین دمای نورد گرم مورد نیاز کمتر است. به همین ترتیب، برای محصولات ضخیم، دمای نورد گرم مورد نیاز بالاتر است.
فشار نورد گرم
در فرآیند اتصال نورد گرم، نقش فشار خط نورد گرم، فشردهسازی تار فیبر است که باعث میشود فیبرهای موجود در تار فیبر، تحت حرارت تغییر شکل خاصی قرار گیرند و در طول فرآیند نورد گرم، اثر هدایت حرارتی را به طور کامل اعمال کنند و الیاف نرم و ذوب شده را محکم به هم بچسبانند، نیروی چسبندگی بین الیاف را افزایش دهند و لغزش الیاف را دشوار کنند. هنگامی که فشار خط نورد گرم نسبتاً کم است، چگالی تراکم الیاف در نقطه فشار در تار فیبر ضعیف است، استحکام اتصال الیاف زیاد نیست، نیروی نگهداری بین الیاف ضعیف است و الیاف نسبتاً به راحتی لغزش میکنند. در این زمان، حس دست پارچه نبافته اسپان باند نسبتاً نرم است، ازدیاد طول شکست نسبتاً زیاد است و استحکام شکست نسبتاً کم است. برعکس، هنگامی که فشار خط نسبتاً زیاد است، پارچه نبافته اسپان باند حاصل حس دست سختتری دارد، ازدیاد طول در هنگام شکست کمتر است، اما استحکام شکست بیشتری دارد. با این حال، هنگامی که فشار خط نورد گرم خیلی زیاد باشد، پلیمر نرم و ذوب شده در نقطه نورد گرم شبکه الیاف، به سختی جریان مییابد و پخش میشود، که این امر همچنین باعث کاهش تنش شکست پارچه نبافته میشود. علاوه بر این، تنظیم فشار خط نیز ارتباط نزدیکی با وزن و ضخامت پارچه نبافته دارد. در تولید، باید انتخاب مناسب با توجه به نیازها انجام شود تا محصولاتی تولید شوند که الزامات عملکرد را برآورده کنند.
به طور خلاصه، خواص فیزیکی و مکانیکی ...پارچه نبافته اسپان باند پلی پروپیلنمحصولات توسط یک عامل واحد تعیین نمیشوند، بلکه تحت تأثیر ترکیبی از عوامل مختلف قرار دارند. در تولید واقعی، پارامترهای فرآیند معقول باید مطابق با نیازهای واقعی و شرایط تولید انتخاب شوند تا محصولات پارچه نبافته اسپان باند با کیفیت بالا تولید شوند که بتوانند نیازهای مختلف را برآورده کنند. علاوه بر این، مدیریت دقیق و استاندارد خط تولید، نگهداری دقیق تجهیزات و بهبود کیفیت و مهارت اپراتورها نیز از عوامل کلیدی در بهبود کیفیت محصول هستند.
Dongguan Liansheng Non Woven Technology Co., Ltd.در ماه مه 2020 تأسیس شد. این یک شرکت بزرگ تولید پارچه نبافته است که تحقیق و توسعه، تولید و فروش را با هم ادغام میکند. این شرکت میتواند پارچههای نبافته PP spunbond با رنگهای مختلف را با عرض کمتر از 3.2 متر از 9 گرم تا 300 گرم تولید کند.
زمان ارسال: ۲۹ نوامبر ۲۰۲۴