فرآیند و ویژگی‌های پارچه نبافته ذوب‌شونده

فرآیند پارچه نبافته ذوب شده

فرآیند تولید پارچه نبافته به روش ملت بلون: تغذیه پلیمر - اکستروژن مذاب - تشکیل الیاف - خنک سازی الیاف - تشکیل شبکه - تقویت و تبدیل به پارچه.

فناوری دمش مذاب دو جزئی

از آغاز قرن بیست و یکم، توسعه فناوری منسوجات بی‌بافت ملت‌بلون در سطح بین‌المللی پیشرفت سریعی داشته است.

شرکت‌های هیلز و نوردسون در ایالات متحده پیش از این با موفقیت فناوری دمش مذاب دو جزئی، از جمله هسته پوسته‌ای، موازی، مثلثی و انواع دیگر را توسعه داده‌اند. ظرافت الیاف معمولاً نزدیک به ۲ میکرون است و تعداد سوراخ‌ها در جزء رشته‌ای دمش مذاب می‌تواند به ۱۰۰ سوراخ در هر اینچ برسد، با سرعت اکستروژن ۰.۵ گرم در دقیقه در هر سوراخ.

نوع هسته چرمی:

این ماده می‌تواند باعث نرم شدن پارچه‌های نبافته شود و می‌توان آن‌ها را به محصولات متحدالمرکز، خارج از مرکز و نامنظم تبدیل کرد. به‌طورکلی، از مواد ارزان‌قیمت به‌عنوان هسته استفاده می‌شود، در حالی که پلیمرهای گران‌قیمت با خواص ویژه یا مورد نیاز به‌عنوان لایه بیرونی، مانند پلی‌پروپیلن برای هسته و نایلون برای لایه بیرونی، استفاده می‌شوند که باعث می‌شود الیاف جاذب رطوبت باشند. هسته از پلی‌پروپیلن ساخته شده و لایه بیرونی از پلی‌اتیلن با نقطه ذوب پایین یا پلی‌پروپیلن اصلاح‌شده، پلی‌استر اصلاح‌شده و غیره ساخته شده است که می‌توانند برای اتصال استفاده شوند. برای الیاف رسانای کربن سیاه، هسته رسانا درون آن پیچیده می‌شود.

نوع موازی:

این ماده می‌تواند پارچه‌های نبافته را با خاصیت ارتجاعی خوب تولید کند، که معمولاً از دو پلیمر مختلف یا یک پلیمر با ویسکوزیته‌های مختلف برای تشکیل الیاف دو جزئی موازی ساخته می‌شوند. با استفاده از خواص انقباض حرارتی مختلف پلیمرهای مختلف، می‌توان الیاف فر مارپیچی ساخت. به عنوان مثال، شرکت 3M پارچه‌ای نبافته از الیاف دو جزئی PET/PP دمیده شده به روش ذوبی تولید کرده است که به دلیل انقباض متفاوت، یک فر مارپیچی تشکیل می‌دهد و به پارچه نبافته خاصیت ارتجاعی عالی می‌دهد.

نوع ترمینال:

این نوع دیگری از کامپوزیت پلیمری است که در سه نوع برگی، ضربدری و انتهایی استفاده می‌شود. هنگام ساخت الیاف ضد الکتریسیته ساکن، رسانای رطوبت و رسانا، پلیمرهای رسانا می‌توانند در قسمت بالایی کامپوزیت باشند که نه تنها می‌توانند رطوبت را هدایت کنند، بلکه می‌توانند الکتریسیته را نیز هدایت کنند، ضد الکتریسیته ساکن باشند و در میزان پلیمر رسانای مورد استفاده صرفه‌جویی کنند.

نوع میکرو دن:

می‌توان از اجزای لایه‌بردار گلبرگ نارنجی، نواری شکل یا جزیره‌ای شکل استفاده کرد. با استفاده از دو پلیمر ناسازگار، می‌توان تارهای الیاف فوق‌العاده ظریف، حتی تارهای نانوالیاف را لایه‌برداری و تولید کرد. به عنوان مثال، کیمبرلی کلارک یک فیبر دو جزئی لایه‌بردار توسعه داد که از ویژگی‌های الیاف دو جزئی ساخته شده از دو پلیمر ناسازگار که می‌توانند در کمتر از یک ثانیه در آب داغ به طور کامل لایه‌برداری شوند، برای تولید تارهای الیاف فوق‌العاده ظریف استفاده می‌کند. برای نوع جزیره‌ای، برای به دست آوردن یک شبکه الیاف جزیره‌ای ظریف، باید آب دریا حل شود.

نوع ترکیبی:

این یک شبکه فیبری است که با مخلوط کردن مواد، رنگ‌ها، الیاف، اشکال مقطعی و حتی الیاف موازی با هسته پوست، با الیاف هم ریسیده شده و دو جزئی، ساخته می‌شود تا به الیاف خواص مورد نیاز را بدهد. در مقایسه با محصولات فیبری دمش مذاب عمومی، این نوع پارچه نبافته الیاف دو جزئی دمش مذاب یا پارچه نبافته الیاف مخلوط می‌تواند عملکرد فیلتراسیون محیط فیلتر را بیشتر بهبود بخشد و باعث شود محیط فیلتر دارای خواص ضد الکتریسیته ساکن، رسانا، جذب رطوبت و مانع افزایش یافته باشد. یا چسبندگی، پفکی بودن و تنفس‌پذیری شبکه فیبر را بهبود بخشد.

الیاف دو جزئی ملت‌بلون می‌توانند کاستی‌های خواص تک پلیمری را جبران کنند. به عنوان مثال، پلی‌پروپیلن نسبتاً ارزان است، اما وقتی در مواد پزشکی و بهداشتی استفاده می‌شود، در برابر تابش مقاوم نیست. بنابراین، می‌توان از پلی‌پروپیلن به عنوان هسته استفاده کرد و یک پلیمر مقاوم در برابر تابش مناسب را روی لایه بیرونی برای پیچیدن آن انتخاب کرد و در نتیجه مشکل مقاومت در برابر تابش را حل کرد. این امر می‌تواند محصول را مقرون به صرفه کند و در عین حال الزامات عملکردی مانند مبدل گرما و رطوبت مورد استفاده در سیستم تنفسی در زمینه پزشکی را برآورده کند که می‌تواند گرما و رطوبت طبیعی مناسبی را فراهم کند. سبک، یکبار مصرف یا ضدعفونی کردن آن آسان، ارزان است و همچنین می‌تواند به عنوان یک فیلتر اضافی برای حذف آلاینده‌ها عمل کند. می‌تواند از دو شبکه الیاف ملت‌بلون دو جزئی با مخلوط یکنواخت تشکیل شود. با استفاده از الیاف دو جزئی از نوع هسته پوسته‌ای، هسته از پلی‌پروپیلن و لایه پوسته از نایلون ساخته شده است. الیاف دو جزئی همچنین می‌توانند مقاطع نامنظمی مانند تریلوبیت‌ها و چند لوب‌ها را برای افزایش سطح خود اتخاذ کنند. در عین حال، می‌توان از پلیمرهایی که می‌توانند عملکرد فیلتراسیون را بهبود بخشند، روی سطح یا نوک تیغه آنها استفاده کرد. توری فیبری دو جزئی حاصل از روش دمش مذاب الفین یا پلی‌استر را می‌توان به فیلترهای مایع و گازی استوانه‌ای تبدیل کرد. توری فیبری دو جزئی دمش مذاب را می‌توان برای نوک فیلتر سیگار نیز استفاده کرد؛ با استفاده از اثر مکش هسته، هسته‌های جاذب جوهر باکیفیت ایجاد می‌شود؛ میله‌های مکش هسته برای نگهداری و تزریق مایعات به کار می‌رود.

توسعه فناوری بی‌بافت‌های ذوب‌شونده - نانوالیاف ذوب‌شونده

در گذشته، توسعه الیاف ملت‌بلون مبتنی بر فناوری ثبت‌شده اکسون بود، اما در سال‌های اخیر، چندین شرکت بین‌المللی از فناوری اکسون برای توسعه الیاف نانومقیاس ظریف‌تر استفاده کرده‌اند.

شرکت هیلز تحقیقات گسترده‌ای در مورد الیاف نانو ملت‌بلون انجام داده و گفته می‌شود که به مرحله صنعتی‌سازی رسیده است. شرکت‌های دیگری مانند Non woven Technologies (NTI) نیز فرآیندها و فناوری‌هایی را برای تولید الیاف نانو ملت‌بلون توسعه داده‌اند و حق ثبت اختراع نیز به دست آورده‌اند.

برای ریسیدن نانوالیاف، سوراخ‌های نازل بسیار ریزتر از سوراخ‌های موجود در تجهیزات دمش مذاب معمولی هستند. NTI می‌تواند از نازل‌هایی به کوچکی 0.0635 میلی‌متر (63.5 میکرون) یا 0.0025 اینچ استفاده کند و ساختار مدولار اسپینرت را می‌توان طوری ترکیب کرد که عرض کلی بیش از 3 متر را تشکیل دهد. قطر الیاف دمش مذاب که به این روش ریسیده می‌شوند تقریباً 500 نانومتر است. قطر نازک‌ترین الیاف منفرد می‌تواند به 200 نانومتر برسد.

تجهیزات دمش مذاب برای ریسندگی نانوالیاف، سوراخ‌های اسپری کوچکی دارند و اگر اقدامی صورت نگیرد، بازده به ناچار بسیار کاهش می‌یابد. بنابراین، NTI تعداد سوراخ‌های اسپری را افزایش داده است، به طوری که هر صفحه اسپری دارای ۳ یا حتی تعداد بیشتری ردیف سوراخ اسپری است. ترکیب بسیاری از اجزای واحد (بسته به عرض) با هم می‌تواند بازده را در طول ریسندگی به طور قابل توجهی افزایش دهد. وضعیت واقعی این است که هنگام استفاده از سوراخ‌های ۶۳.۵ میکرونی، تعداد سوراخ‌ها در هر متر از ریسنده تک ردیفه ۲۸۸۰ است. اگر از سه ردیف استفاده شود، تعداد سوراخ‌ها در هر متر از ریسنده می‌تواند به ۸۶۴۰ برسد که معادل تولید الیاف دمش مذاب معمولی است.

با توجه به هزینه بالا و احتمال شکستگی (ترک خوردن تحت فشار بالا) اسپینرت‌های نازک با سوراخ‌های با چگالی بالا، شرکت‌های مختلف فناوری‌های اتصال جدیدی را برای افزایش دوام اسپینرت‌ها و جلوگیری از نشت تحت فشار بالا توسعه داده‌اند.

در حال حاضر، الیاف نانو ملت‌بلون می‌توانند به عنوان واسطه فیلتراسیون مورد استفاده قرار گیرند که می‌تواند راندمان فیلتراسیون را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. همچنین داده‌هایی وجود دارد که نشان می‌دهد به دلیل الیاف ظریف‌تر در پارچه‌های نبافته ملت‌بلون نانومقیاس، می‌توان از پارچه‌های ملت‌بلون سبک‌تر و سنگین‌تر در ترکیب با کامپوزیت‌های اسپان‌باند استفاده کرد که همچنان می‌توانند فشار سر آب یکسانی را تحمل کنند. محصولات SMS ساخته شده از آنها می‌توانند نسبت الیاف ملت‌بلون را کاهش دهند.

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.