Kehrättyjen kuitukankaiden tuotantoprosessissa useat tekijät voivat vaikuttaa tuotteen fysikaalisiin ominaisuuksiin. Näiden tekijöiden ja tuotteen suorituskyvyn välisen suhteen analysointi voi auttaa hallitsemaan prosessiolosuhteita oikein ja saamaan korkealaatuisia ja laajalti sovellettavia polypropeenista kehrättyjä kuitukankaita. Tässä analysoimme lyhyesti tärkeimmät kehrättyjen kuitukankaiden fysikaalisiin ominaisuuksiin vaikuttavat tekijät ja jaamme ne kaikkien kanssa.
Polypropeeniviipaleiden sulaindeksi ja molekyylipainojakauma
Polypropeeniviipaleiden tärkeimmät laatuindikaattorit ovat molekyylipaino, molekyylipainojakauma, isotropia, sulaindeksi ja tuhkapitoisuus. Kehräämiseen käytettyjen PP-lastujen molekyylipaino on 100 000–250 000, mutta käytäntö on osoittanut, että sulan reologiset ominaisuudet ovat parhaimmillaan, kun polypropeenin molekyylipaino on noin 120 000, ja suurin sallittu kehräysnopeus on myös korkea. Sulaindeksi on parametri, joka heijastaa sulan reologisia ominaisuuksia, ja kehruutekniikassa käytettyjen polypropeeniviipaleiden sulaindeksi on yleensä 10–50. Kehrättäessä verkkoa filamentti saa vain yhden ilmavirran vedon, ja filamentin vetosuhdetta rajoittavat sulan reologiset ominaisuudet. Mitä suurempi molekyylipaino on eli mitä pienempi sulaindeksi, sitä huonompi on virtauskyky ja sitä pienempi on filamentin vetosuhde. Samoissa suuttimesta poistumisen olosuhteissa saadun filamentin kuitukoko on myös suurempi, mikä johtaa kehruukuituisten kuitukankaiden kovempaan tuntumaan. Jos sulaindeksi on korkea, sulan viskositeetti laskee, reologiset ominaisuudet ovat hyvät, venytyksenkestävyys heikkenee ja samoissa venytysolosuhteissa venytyssuhde kasvaa. Makromolekyylien orientaatioasteen kasvaessa kehruukuitukankaan murtolujuus kasvaa ja filamenttien hienous pienenee, mikä johtaa kankaan pehmeään tuntumaan. Samassa prosessissa, mitä korkeampi polypropeenin sulaindeksi on, sitä pienempi on sen hienous ja sitä suurempi on sen murtolujuus.
Molekyylipainojakauma mitataan usein polymeerin painokeskimääräisen molekyylipainon (Mw) ja lukukeskimääräisen molekyylipainon (Mn) suhteena (Mw/Mn), joka tunnetaan molekyylipainojakauman arvona. Mitä pienempi molekyylipainojakauman arvo on, sitä vakaammat ovat sulan reologiset ominaisuudet ja sitä vakaampi on kehruuprosessi, mikä edistää kehruunopeuden paranemista. Sillä on myös alhaisempi sulan elastisuus ja vetolujuusviskositeetti, mikä voi vähentää kehruusjännitystä, helpottaa PP:n venymistä ja hienontamista sekä saada hienompia kuituja. Lisäksi verkon tasaisuus on hyvä, ja sillä on hyvä tuntuma ja tasaisuus.
Linkouslämpötila
Kehruulämpötilan asetus riippuu raaka-aineiden sulaindeksistä ja tuotteen fysikaalisille ominaisuuksille asetetuista vaatimuksista. Mitä korkeampi raaka-aineen sulaindeksi on, sitä korkeampi on kehruulämpötila ja päinvastoin. Kehruulämpötila liittyy suoraan sulan viskositeettiin, ja lämpötila on alhainen. Sulan viskositeetti on korkea, mikä tekee kehruusta vaikeaa ja alttiimman rikkoutuneiden, jäykkien tai karkeiden kuitujen muodostumiselle, mikä vaikuttaa tuotteen laatuun. Siksi sulan viskositeetin vähentämiseksi ja sen reologisten ominaisuuksien parantamiseksi käytetään yleensä lämpötilan nostamista. Kehruulämpötilalla on merkittävä vaikutus kuitujen rakenteeseen ja ominaisuuksiin. Mitä alhaisempi kehruulämpötila on, sitä korkeampi on sulan venytysviskositeetti, sitä suurempi on venytysvastus ja sitä vaikeampaa on venyttää filamenttia. Saman hienouden omaavien kuitujen saamiseksi venytysilman nopeuden on oltava suhteellisen korkea matalissa lämpötiloissa. Siksi samoissa prosessiolosuhteissa, kun kehruulämpötila on alhainen, kuituja on vaikea venyttää. Kuidulla on korkea hienous ja alhainen molekyyliorientaatio, mikä ilmenee kehrätyissä kuitukankaissa, joilla on alhainen murtolujuus, korkea murtovenymä ja kova tuntuma. Korkeassa kehruulämpötilassa kuidun venyvyys on parempi, kuidun hienous on pienempi ja molekyyliorientaatio korkeampi. Tämä heijastuu kehrättyjen kuitukankaiden korkeaan murtolujuuteen, pieneen murtovenymään ja pehmeään tuntumaan. On kuitenkin syytä huomata, että tietyissä jäähdytysolosuhteissa, jos kehruulämpötila on liian korkea, tuloksena oleva filamentti ei jäähdy tarpeeksi lyhyessä ajassa, ja jotkut kuidut voivat katketa venytysprosessin aikana, mikä voi aiheuttaa vikoja. Todellisessa tuotannossa kehruulämpötila tulisi valita 220–230 ℃:n välille.
Jäähdytysmuovausolosuhteet
Filamentin jäähdytysnopeudella on merkittävä vaikutus kehruukuitukankaan fysikaalisiin ominaisuuksiin muovausprosessin aikana. Jos sula polypropeeni voidaan jäähdyttää nopeasti ja tasaisesti kehruusuulakkeesta tultuaan, sen kiteytymisnopeus on hidas ja kiteisyys alhainen. Tuloksena oleva kuiturakenne on epävakaa kiekonmuotoinen nestekiderakenne, joka voi saavuttaa suuremman venytyssuhteen venytyksen aikana. Molekyyliketjujen suuntautuminen on parempi, mikä voi entisestään lisätä kiteisyyttä, parantaa kuidun lujuutta ja vähentää sen venymistä. Tämä ilmenee kehruukuitukankaissa, joilla on suurempi murtolujuus ja pienempi venymä. Hitaasti jäähdytettyinä tuloksena olevilla kuiduilla on vakaa monokliininen kiderakenne, joka ei edistä kuidun venymistä. Tämä ilmenee kehruukuitukankaissa, joilla on pienempi murtolujuus ja suurempi venymä. Siksi muovausprosessissa käytetään yleensä jäähdytysilman määrän lisäämistä ja kehruukammion lämpötilan alentamista kehruukuitukankaiden murtolujuuden parantamiseksi ja venymän vähentämiseksi. Lisäksi filamentin jäähdytysmatka liittyy läheisesti sen suorituskykyyn. Kehrättyjen kuitukankaiden valmistuksessa jäähdytysetäisyys valitaan yleensä 50–60 cm:n välille.
Piirustusolosuhteet
Molekyyliketjujen orientaatio silkkisäikeissä on tärkeä tekijä, joka vaikuttaa yksittäisten filamenttien vetolujuuteen ja murtovenymään. Mitä suurempi orientaatioaste on, sitä vahvempi yksittäinen filamentti on ja sitä pienempi on murtovenymä. Orientaatioaste voidaan esittää filamentin kahtaistaittavuudella, ja mitä suurempi arvo on, sitä korkeampi on orientaatioaste. Polypropeenisulasta kehruusuulakkeesta ulos tulevilla ensisijaisilla kuiduilla on suhteellisen alhainen kiteisyys ja orientaatio, korkea kuitujen hauraus, helppo murtuminen ja merkittävä murtovenymä. Kuitujen ominaisuuksien muuttamiseksi niitä on venytettävä eriasteisesti tarpeen mukaan ennen verkon muodostamista.kehrättyjen sidosten tuotantoKuidun vetolujuus riippuu pääasiassa jäähdytysilman ja imuilman tilavuudesta. Mitä suurempi jäähdytys- ja imuilman tilavuus on, sitä nopeampi on venytysnopeus ja kuidut venyvät täysin. Molekyylisuunta kasvaa, hienous pienenee, lujuus kasvaa ja murtovenymä pienenee. Kehruunopeudella 4000 m/min polypropeenifilamentti saavuttaa kahtaistaittumisen kyllästymisarvonsa, mutta ilmavirtauksen venytysprosessissa, jossa kehrätään verkkoa, filamentin todellinen nopeus on yleensä vaikea ylittää 3000 m/min. Joten tilanteissa, joissa on suuret vaatimukset, venytysnopeutta voidaan rohkeasti lisätä. Kuitenkin vakiojäähdytysilman tilavuuden olosuhteissa, jos imuilman tilavuus on liian suuri ja filamentin jäähdytys ei ole riittävä, kuidut ovat alttiita murtumaan muotin puristuskohdassa, mikä vahingoittaa ruiskutuspäätä ja vaikuttaa tuotantoon ja tuotteen laatuun. Siksi todellisessa tuotannossa on tehtävä asianmukaisia säätöjä.
Kehrättyjen kuitukankaiden fysikaaliset ominaisuudet eivät liity ainoastaan kuitujen ominaisuuksiin, vaan myös kuitujen verkkomaiseen rakenteeseen. Mitä hienompia kuidut ovat, sitä epäjärjestyneempi kuitujen järjestys verkkoa asennettaessa on, sitä tasaisempi verkko on, mitä enemmän kuituja on pinta-alayksikköä kohti, sitä pienempi on verkon pitkittäis- ja poikittainen lujuussuhde ja sitä suurempi on murtolujuus. Kehrättyjen kuitukankaiden tasaisuutta ja murtolujuutta voidaan parantaa lisäämällä imuilman määrää. Jos imuilman määrä on kuitenkin liian suuri, lanka katkeaa helposti ja venytys on liian voimakasta. Polymeerin orientaatio on yleensä täydellinen ja polymeerin kiteisyys on liian korkea, mikä heikentää iskulujuutta ja murtovenymää, lisää haurautta ja johtaa siten kuitukankaan lujuuden ja venymän heikkenemiseen. Tämän perusteella voidaan nähdä, että kehrättyjen kuitukankaiden lujuus ja venymä kasvavat ja vähenevät säännöllisesti imuilman määrän kasvaessa. Todellisessa tuotannossa on välttämätöntä mukauttaa prosessia asianmukaisesti tarpeiden ja todellisen tilanteen mukaan korkealaatuisten tuotteiden saamiseksi.
Kuumavalssauslämpötila
Kuitujen venytyksellä muodostettu kuituverkko on löysässä tilassa ja se on kuumavalssattava ja liitettävä kankaaksi. Kuumavalssausliitos on prosessi, jossa verkkoon kuuluvat kuidut pehmennetään ja sulatetaan osittain kuumavalssausvalssien avulla tietyssä paineessa ja lämpötilassa, ja kuidut liimataan yhteen kankaan muodostamiseksi. Tärkeintä on lämpötilan ja paineen hyvä hallinta. Lämmityksen tehtävänä on pehmentää ja sulattaa kuituja. Pehmennettyjen ja sulatettujen kuitujen suhde määrää kankaan fysikaaliset ominaisuudet.kehrätyt kuitukankaatHyvin matalissa lämpötiloissa vain pieni osa pienimolekyylipainoisista kuiduista pehmenee ja sulaa, ja paineen alaisena yhteen sitoutuneita kuituja on hyvin vähän. Kuituraidan kuidut ovat alttiita liukastumaan, ja kuitukankailla on alhaisempi murtolujuus, mutta suurempi venymä. Tuote tuntuu pehmeältä, mutta nukkaantuu helposti. Kun kuumavalssauslämpötila vähitellen nousee, pehmenneiden ja sulaneiden kuitujen määrä kasvaa, kuituraidan sidos tiivistyy, kuidut liukastuvat vähemmän, kuitukankaan murtolujuus kasvaa ja venymä on edelleen suhteellisen suuri. Lisäksi kuitujen välisen voimakkaan affiniteetin vuoksi venymä kasvaa hieman. Kun lämpötila nousee merkittävästi, suurin osa painepisteen kuiduista sulaa ja kuiduista tulee sulakokkareita, jotka alkavat haurastua. Tällöin kuitukankaan lujuus alkaa heikentyä ja venymä myös pienenee merkittävästi. Tuntuma on erittäin kova ja hauras, ja myös repäisylujuus on alhainen. Lisäksi eri tuotteilla on erilaiset painot ja paksuudet, ja myös kuumavalssaamon lämpötila-asetus vaihtelee. Ohuilla tuotteilla kuumavalssauskohdassa on vähemmän kuituja ja pehmenemiseen ja sulamiseen tarvitaan vähemmän lämpöä, joten vaadittu kuumavalssauslämpötila on alhaisempi. Vastaavasti paksuilla tuotteilla kuumavalssauslämpötilavaatimus on korkeampi.
Kuumavalssauspaine
Kuumavalssausprosessissa kuumavalssaamon linjapaineen tehtävänä on tiivistää kuiturainaa, jolloin kuitujen muodonmuutoslämpö muuttuu ja lämmönjohtavuus kuumavalssausprosessin aikana toteutuu täysimääräisesti. Näin pehmennetyt ja sulaneet kuidut sitoutuvat tiiviisti toisiinsa, mikä lisää kuitujen välistä tarttumisvoimaa ja vaikeuttaa kuitujen liukumista. Kun kuumavalssauslinjapaine on suhteellisen alhainen, kuitujen tiivistymistiheys kuiturainan painepisteessä on heikko, kuitujen sitoutumislujuus ei ole korkea, kuitujen välinen pitovoima on heikko ja kuidut liukuvat suhteellisen helposti. Tällöin kehruukuitukankaan tuntuma on suhteellisen pehmeä, murtovenymä on suhteellisen suuri ja murtolujuus suhteellisen alhainen. Päinvastoin, kun linjapaine on suhteellisen korkea, tuloksena olevalla kehruukuitukankaalla on kovempi tuntuma, pienempi murtovenymä, mutta suurempi murtolujuus. Kuitenkin, kun kuumavalssaamon linjapaine on liian korkea, pehmennetty ja sulanut polymeeri kuiturainan kuumavalssauspisteessä vaikeutuu virtaamisessa ja diffuusiossa, mikä myös vähentää kuitukankaan murtumisjännitystä. Lisäksi linjapaineen säätö liittyy läheisesti kuitukankaan painoon ja paksuuteen. Tuotannossa on tehtävä asianmukaiset valinnat tarpeiden mukaan, jotta voidaan tuottaa suorituskykyvaatimukset täyttäviä tuotteita.
Yhteenvetona voidaan todeta, että fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudetpolypropeenista kehrätty kuitukangasTuotteita ei määritä yksi tekijä, vaan useiden tekijöiden yhteisvaikutus. Todellisessa tuotannossa kohtuulliset prosessiparametrit on valittava todellisten tarpeiden ja tuotanto-olosuhteiden mukaan, jotta voidaan tuottaa korkealaatuisia kehrättyjä kuitukangastuotteita, jotka täyttävät erilaiset tarpeet. Lisäksi tuotantolinjan tiukka standardoitu hallinta, laitteiden huolellinen huolto sekä käyttäjien laadun ja pätevyyden parantaminen ovat myös keskeisiä tekijöitä tuotteiden laadun parantamisessa.
Dongguan Liansheng Nonwoven Technology Co., Ltd.perustettiin toukokuussa 2020. Se on laajamittainen kuitukankaiden tuotantoyritys, joka yhdistää tutkimuksen ja kehityksen, tuotannon ja myynnin. Se voi tuottaa eri värejä PP-kehruunitettuja kuitukankaita, joiden leveys on alle 3,2 metriä ja paino 9 grammasta 300 grammaan.
Julkaisuaika: 29.11.2024