Sulapuhallettua kuitukankaan prosessia
Sulapuhalluksen omaavan kuitukankaan prosessi: polymeerin syöttö – sulan ekstruusio – kuidun muodostus – kuidun jäähdytys – rainan muodostus – vahvistaminen kankaaksi.
Kaksikomponenttinen sulapuhallustekniikka
2000-luvun alusta lähtien sulapuhalluskuitukangasteknologian kehitys on edennyt nopeasti kansainvälisesti.
Yhdysvalloissa Hills and Nordson -yritykset ovat aiemmin onnistuneesti kehittäneet kaksikomponenttista sulapuhallustekniikkaa, mukaan lukien kuoriytimellä, yhdensuuntaisesti, kolmiomainen ja muita tyyppejä. Kuidun hienous on yleensä lähellä 2 μm, ja sulapuhallusfilamenttikomponentin reikien määrä voi olla jopa 100 reikää tuumalla, ja puristusnopeus on 0,5 g/min reikää kohden.
Nahkaytimen tyyppi:
Se voi tehdä kuitukankaista pehmeitä ja siitä voidaan valmistaa samankeskisiä, epäkeskisiä ja epäsäännöllisiä tuotteita. Ytimenä käytetään yleensä edullisia materiaaleja, kun taas ulkokerroksena käytetään kalliita polymeerejä, joilla on erityisiä tai vaadittuja ominaisuuksia, kuten polypropeenia ytimessä ja nailonia ulkokerroksessa, mikä tekee kuiduista hygroskooppisia. Ydin on valmistettu polypropeenista ja ulkokerros on valmistettu alhaisen sulamispisteen omaavasta polyeteenistä tai modifioidusta polypropeenista, modifioidusta polyesteristä jne., joita voidaan käyttää liimaukseen. Hiilimustan johtavien kuitujen osalta johtava ydin on kääritty sisäänpäin.
Rinnakkaistyyppi:
Sillä voidaan valmistaa kuitukankaita, joilla on hyvä elastisuus. Ne on yleensä valmistettu kahdesta eri polymeeristä tai samasta polymeeristä, jolla on eri viskositeetti, muodostaen rinnakkaisia kaksikomponenttisia kuituja. Hyödyntämällä eri polymeerien erilaisia lämpökutistumisominaisuuksia voidaan valmistaa spiraalimaisia kihartuneita kuituja. Esimerkiksi 3M Company on kehittänyt sulapuhalletuista PET/PP-kaksikomponenttikuiduista valmistetun kuitukankaan, joka eri kutistumisominaisuuksien ansiosta muodostaa spiraalimaisen kihartuman ja antaa kuitukankaalle erinomaisen elastisuuden.
Päätelaitteen tyyppi:
Tämä on toinen polymeerikomposiittityyppi, jota käytetään kolmessa muodossa: lehti-, risti- ja päätykuvissa. Antistaattisia, kosteutta johtavia ja johtavia kuituja valmistettaessa johtavat polymeerit voivat olla komposiittia päällä, mikä voi paitsi johtaa kosteutta myös johtaa sähköä, olla antistaattinen ja säästää käytetyn johtavan polymeerin määrää.
Micro Dan -tyyppi:
Oranssin terälehden, suikaleen tai saaren muotoisia kuorintakomponentteja voidaan käyttää. Kahden yhteensopimattoman polymeerin avulla voidaan kuoria ja valmistaa erittäin hienoja kuituverkkoja, jopa nanokuituverkkoja. Esimerkiksi Kimberly Clark kehitti kuorintatyyppisen kaksikomponenttisen kuidun, joka hyödyntää kahdesta yhteensopimattomasta polymeeristä valmistettujen kaksikomponenttisten kuitujen ominaisuuksia, jotka voidaan kuoria kokonaan pois alle sekunnissa kuumassa vedessä erittäin hienojen kuituverkkojen valmistamiseksi. Saarekuitua varten meri on liuotettava, jotta saadaan hienojakoinen saarekekuituverkosto.
Hybridityyppi:
Se on kuituverkko, joka on valmistettu sekoittamalla erilaisia materiaaleja, värejä, kuituja, poikkileikkausmuotoja ja jopa kuoren ytimen suuntaisia kuituja sekä yhdessä kehrättyjen että kaksikomponenttisten kuitujen kanssa, jotta kuiduille saadaan vaaditut ominaisuudet. Verrattuna yleisiin sulapuhallettuihin kuitutuotteisiin, tämäntyyppinen sulapuhallettu kaksikomponenttinen kuitukangas tai sekoitetut kuitukangas voivat parantaa suodatinmateriaalin suodatuskykyä entisestään ja tehdä suodatinmateriaalista antistaattisen, johtavan, kosteutta imevän ja parannetun sulkukyvyn omaavan; tai parantaa kuituverkon tarttuvuutta, kuohkeutta ja hengittävyyttä.
Kaksikomponenttiset sulapuhalluskuidut voivat täydentää yksittäisten polymeerien ominaisuuksien puutteita. Esimerkiksi polypropeeni on suhteellisen edullista, mutta lääketieteellisissä ja terveydenhuollon materiaaleissa se ei kestä säteilyaltistusta. Siksi polypropeenia voidaan käyttää ytimenä, ja sen ympärille voidaan valita sopiva säteilynkestävä polymeeri, joka kiertää sen ulkokerroksen, mikä ratkaisee säteilynkestävyysongelman. Tämä voi tehdä tuotteesta kustannustehokkaan ja samalla täyttää toiminnalliset vaatimukset, kuten lääketieteen alan hengityselimissä käytettävä lämmön- ja kosteudenvaihdin, joka voi tarjota sopivan luonnollisen lämmön ja kosteuden. Se on kevyt, kertakäyttöinen tai helppo desinfioida, edullinen ja voi toimia myös lisäsuodattimena epäpuhtauksien poistamiseksi. Se voi koostua kahdesta tasaisesti sekoitetusta kaksikomponenttisesta sulapuhalluskuidusta. Kaksikomponenttisessa kuitutyypissä käytetään ihoydintä, jossa ydin on valmistettu polypropeenista ja ihokerros nailonista. Kaksikomponenttiset kuidut voivat myös käyttää epäsäännöllisiä poikkileikkauksia, kuten trilobiitteja ja monilohkoja, pinta-alan lisäämiseksi. Samalla niiden pinnalla tai terän kärjessä voidaan käyttää polymeerejä, jotka voivat parantaa suodatuskykyä. Olefiini- tai polyesterisulapuhallusmenetelmällä valmistettu kaksikomponenttinen kuituverkko voidaan valmistaa sylinterimäisiksi neste- ja kaasusuodattimiksi. Sulapuhallusmenetelmällä valmistettua kaksikomponenttista kuituverkkoa voidaan käyttää myös savukkeiden suodattimien kärkiin; ydinimuvaikutuksen hyödyntäminen korkealaatuisten mustetta imevien ytimien luomiseksi; ydinimutangot nesteen pidättämiseen ja infuusioon.
Sulapuhalluskuitukangasteknologian kehittäminen – sulapuhallusnanokuituja
Aiemmin sulapuhalluskuitujen kehitys perustui Exxonin patentoituun teknologiaan, mutta viime vuosina useat kansainväliset yritykset ovat murtautuneet Exxonin teknologian läpi kehittääkseen hienompia nanomittakaavan kuituja.
Hills Company on tehnyt laajaa tutkimusta nanoteknologiaan perustuvien sulapuhalluskuitujen parissa ja sen sanotaan saavuttaneen teollistumisvaiheen. Myös muut yritykset, kuten Non woven Technologies (NTI), ovat kehittäneet prosesseja ja teknologioita nanoteknologiaan perustuvien sulapuhalluskuitujen tuotantoon ja saaneet patentteja.
Nanokuitujen kehräämiseksi suuttimen reiät ovat paljon hienompia kuin tavallisissa sulapuhalluslaitteissa. NTI voi käyttää jopa 0,0635 millimetrin (63,5 mikronin) tai 0,0025 tuuman kokoisia suuttimia, ja kehruusuuttimen modulaarinen rakenne voidaan yhdistää yli 3 metrin kokonaisleveydeksi. Tällä tavoin kehrättyjen sulapuhalluskuitujen halkaisija on noin 500 nanometriä. Ohuimman yksittäisen kuidun halkaisija voi olla jopa 200 nanometriä.
Nanokuitujen kehräämiseen tarkoitetuissa sulapuhalluslaitteissa on pienet suihkureiät, ja jos mitään ei tehdä, saanto pienenee väistämättä huomattavasti. Siksi NTI on lisännyt suihkureikien määrää, ja jokaisessa suihkulevyssä on 3 tai jopa useampi rivi suihkureikiä. Useiden yksikkökomponenttien yhdistäminen (leveydestä riippuen) voi merkittävästi lisätä saantoa kehräyksen aikana. Todellinen tilanne on, että käytettäessä 63,5 mikronin reikiä reikien määrä metriä kohden yksirivisessä kehruusuuttimessa on 2880. Jos käytetään kolmea riviä, reikien määrä metriä kohden kehruusuuttimessa voi olla 8640, mikä vastaa tavallisten sulapuhalluskuitujen tuotantoa.
Ohuiden, tiheäreikäisten kehruusuulakkeiden korkeiden kustannusten ja murtumisalttiuden (halkeilun korkeassa paineessa) vuoksi useat yritykset ovat kehittäneet uusia liimaustekniikoita kehruusuulakkeiden kestävyyden parantamiseksi ja vuotojen estämiseksi korkeassa paineessa.
Tällä hetkellä suodatusmateriaalina voidaan käyttää nanosulapuhallettuja kuituja, mikä voi parantaa merkittävästi suodatustehokkuutta. On myös tietoa, joka osoittaa, että nanomittakaavan sulapuhallettujen kuitukankaiden hienompien kuitujen ansiosta kevyempiä ja raskaampia sulapuhallettuja kankaita voidaan käyttää yhdessä kehruukomposiittien kanssa, jotka kestävät silti saman vedenpaineen. Niistä valmistetut SMS-tuotteet voivat vähentää sulapuhallettujen kuitujen osuutta.
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: 30.10.2024